류재근 박사 칼럼

“하천수질 위해 하수 속 질소·인 처리공정 강화해야”

현행 「하수도법」에 명시된 공공하수처리시설의 방류수수질기준을 보면, 총질소(T-N)와 총인(T-P) 기준을 대상지역과 하수처리용량에 따라 각각 20〜40㎎/L, 0.2〜4㎎/L로 처리해 방류하도록 규제하고 있다. 그런데 「환경정책기본법」상 호소의 생활환경기준은 총질소와 총인이 각각 0.2〜1.5㎎/L, 0.01〜0.15㎎/L으로 설정돼 있다.

이처럼 영양염류인 질소(N)와 인(P)에 대한 수질기준이 하수처리장과 호소에서 각각 다르다 보니 하·폐수처리 방류수수질기준은 충족하더라도 호소 생활환경기준에는 충족하지 못하는 경우가 있다. 이에 따라 하수처리 방류수의 질소·인 성분이 하천으로 흘러들어 부영양화를 일으키는 등 대상 수계의 수질과 수생태계를 악화시키며 상수원 관리를 어렵게 만들고 있다.

우리나라는 2000년대 이전에 건설된 국내 하수처리장이 대부분으로, 유기물과 고형물 제거에 목적을 둔 2차 하수처리공정을 주로 활용하고 있다. 2차 하수처리공정에서 생물화학적산소요구량(BOD)과 부유물질(SS)성분은 약 90% 정도 제거되는 반면에 질소와 인은 약 10〜30%의 낮은 제거효율을 보인다.

1996년부터 하수처리장 방류수 수질기준 항목에 질소와 인을 추가함으로써 여러 형태의 고도하수처리 방식이 도입되어 현재에 이르고 있다. 하수고도처리방식은 A²/O, SBR, Media 계열로 공법이 분류된다. 현재 A²/O(혐기조·무산소조·호기조) 공법을 기반으로 한 고도처리공법(MLE, VIP, Bardenpho 등), 생물학적 막처리(MBR) 공법을 기반으로 한 고도처리공법 등 다양한 생물학적 고도처리공법이 도입됐다.

하지만 이러한 고도하수처리 공법으로 영양염류는 잘 처리할 수 있어도 하천 환경기준을 초과하는 문제는 해결하기 어렵다. 또한 하수처리장에서 사용하는 활성슬러지 공정 및 생물학적 고도처리 기술로 질소와 인을 저감하는 데 한계가 있다. 생물학적 고도하수처리를 통한 질소와 인의 농도 제거효율은 최대 30% 정도이기 때문에 하천으로 방류되는 질소와 인의 농도는 매우 높다.

우리나라 하천의 일반적인 총인 농도가 0.02~0.08㎎/L인 점을 감안해 하수처리장의 총인 방류수 수질기준을 10배 이상 강화할 필요가 있다. 이를 위해 총인처리 후에 화학적 고도처리 과정을 한 번 더 적용하는 방안을 정책적으로 고려하고, 빠른 시일 내에 예산과 인원을 확보·투입해 화학적 처리기법을 후속조치에 연계해 처리할 수 있도록 해야 한다.

[『워터저널』 2021년 9월호에 게재]