하수저류시설 및 저류수 처리

왜 배우는가: 하수저류시설은 합류식 하수관거의 월류(CSO)와 우천 시 처리장 과부하를 줄이는 대표 시설이다. 설계 용량과 형식, 저류수 처리 방안을 함께 묻는 문제가 여러 교시에 반복해서 출제되므로 기본 개념과 목적을 정확히 익혀야 한다.

출제 이력: 제135회 3교시 2번, 제134회 1교시 11번, 제130회 3교시 5번, 제129회 1교시 3번, 제121회 2교시 6번, 제102회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 하수저류시설은 우천 시 합류식 하수관거로 유입되는 하수 중 처리장 처리능력을 초과하는 부분을 일시 저류했다가 강우 후 하수처리장으로 이송하거나 처리하여 방류 수역의 오염을 줄이는 시설이다.

핵심 키워드

• 하수저류시설
• 합류식 하수관거 월류(CSO)
• 저류지(storage basin)
• 저류조(storage tank)
• 초기우수(first flush)
• 저류수 처리
• 방류 부하량 저감

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 비가 많이 올 때 하수관에 한꺼번에 들어온 물을 잠시 가둬 두었다가 비가 그친 뒤 천천히 처리장으로 보내는 설비다. 비가 그치면 처리장 용량에 여유가 생기므로, 가둔 물을 나눠서 처리할 수 있다.

정식 정의는 다음과 같다. 하수저류시설은 강우 시 합류식 하수도에서 우수와 오수가 혼합되어 처리장 처리용량을 초과하는 유량을 일시적으로 저장하는 시설을 말한다. 저류된 하수는 강우가 끝난 후 처리장으로 이송하거나 현장에서 처리하여 공공수역으로 방류한다.

• 저류지: 지반을 굴착하거나 둑을 쌓아 만든 개방형 저류 공간이다. 용량이 크고 건설비가 낮은 편이다.
• 저류조: 콘크리트 구조물로 만든 밀폐형 저류 공간이다. 도심지처럼 부지가 좁은 곳에 쓰인다.
• 초기우수(first flush): 강우 초기에 지표의 오염물질이 씻겨 나오는 우수다. 오염 농도가 높아 저류 대상으로 우선 고려된다.

핵심은 저류가 오염물질을 없애는 것이 아니라 시간적으로 유량을 나누는 것이라는 점이다. 저류된 하수는 결국 처리하거나 이송해야 하므로, 저류수 처리 계획이 함께 있어야 완전한 계획이 된다.

3. 등장 배경과 필요성

합류식 하수도는 오수와 우수를 한 관로로 모은다. 강우 시 유량이 계획 하수량을 넘으면 혼합 하수가 월류하여 수역으로 직접 방류된다. 이 월류수에는 미처리 오수와 노면 오염물질이 섞여 있어 수질 오염의 주요 원인이 된다.

도시화로 불투수 면적이 늘면서 우수 유출량과 첨두 유량이 커졌다. 관로를 키워 모든 강우를 처리장까지 보내는 방법은 공사비와 부지 면적 부담이 크다. 그래서 일정 용량을 저류해 첨두 유량을 완화하는 방법이 현실적인 대안으로 쓰인다.

미국에서는 다수의 지자체가 합류식 하수 체계를 갖고 있다. 이들 지역에서는 강우 시 월류가 큰 수질 문제로 다뤄져 왔다. 저류조와 저류 터널을 설치하는 사례가 많다는 점은 저류시설이 CSO 저감의 핵심 수단임을 보여 준다.

저류시설의 필요성은 다음 세 가지로 정리된다. 첫째, 처리장 과부하를 줄인다. 둘째, 공공수역으로 나가는 월류 오염 부하를 줄인다. 셋째, 하수관로 증설 없이 기존 시설의 효율을 높인다.