정수처리시설 배출수처리시설

왜 배우는가: 정수장 배출수는 여과지 역세척수와 침전지 슬러지로 발생량이 많아 처리하지 않으면 수계 오염과 회수수 수질 문제를 일으킨다. 배출수처리시설은 정수시설 전체 계획과 함께 출제 빈도가 높은 항목이므로 구성과 기능, 발생원 구분을 정확히 알아야 한다.

출제 이력: 제139회 3교시 2번, 제129회 3교시 3번, 제121회 4교시 1번, 제116회 3교시 3번, 제112회 3교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

배출수처리시설은 정수공정에서 발생하는 역세척수와 침전슬러지를 처리·회수하고 최종 슬러지를 처분하는 시설이다.

• 배출수
• 역세척수
• 배출수지
• 농축조
• 배슬러지지
• 탈수기
• 회수수
• 케이크 반출

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 정수장 안에서 물을 깨끗하게 만드는 과정에서 생기는 더러운 물과 찌꺼기를 모아 처리하는 설비다. 정수장에서 나오는 찌꺼기는 물에 섞인 흙과 응집제 덩어리가 가라앉은 것이다. 이것을 그대로 하천에 버리면 수질 오염이 생긴다.

정식 정의는 다음과 같다. 배출수는 정수처리 과정 중 여과지 역세척, 침전지 슬러지 인발 등으로 발생하는 물과 고형물의 혼합액을 말한다. 배출수처리는 이 혼합액에서 고형물을 분리하고 회수 가능한 물은 원수 측으로 되돌리며, 남은 슬러지는 탈수해 처분하는 일련의 과정이다.

핵심 용어는 다음과 같다. 배출수지는 간헐적으로 발생하는 역세척수를 받아 유량을 조정하고 침전 가능한 고형물을 분리하는 설비다. 농축조는 침전슬러지의 함수율을 낮춰 부피를 줄이는 설비다. 배슬러지지는 농축슬러지를 탈수 전에 저장하고 균질하게 공급하는 설비다. 이 세 가지가 배출수처리시설의 핵심 구성이다.

발생원은 두 가지로 나뉜다. 첫째는 여과지 역세척수로, 간헐적으로 많은 양이 나온다. 둘째는 침전지 인발슬러지로, 고형물 농도가 높지만 연속적으로 나온다. 두 발생원은 유량과 성상이 달라서 처리 설비도 다르게 설계해야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

정수처리 기술이 발전하면서 원수 탁도를 낮추는 공정이 늘었다. 응집·침전·여과 공정을 거치면 고형물이 계속 쌓이고, 이것을 제거하지 않으면 공정이 막힌다. 그래서 정수장에서는 배출수를 정기적으로 빼내어 처리하는 설비가 필요하다.

환경 규제가 강화된 것도 배경이다. 과거에는 배출수를 하천에 직접 버리는 경우가 많았다. 그러나 이는 하천 생태계와 하류 취수원에 영향을 준다. 현재 상수도관망시설 유지관리 기준은 배출수를 하천 생태환경과 수질에 영향이 없도록 적정하게 처리해 방류하는 것을 원칙으로 정한다. 하수처리구역에서는 배출수를 하수관로에 투입하는 것을 기본으로 하되, 공공하수처리시설의 용량과 처리에 미치는 영향을 검토해야 한다.

회수수 이용도 필요성을 높인다. 물 부족과 취수 비용 증가로 배출수 속 물을 회수해 원수로 되돌리는 것이 경제적이다. 다만 회수수의 탁도와 고형물 부하가 원수 수질을 떨어뜨리지 않도록 관리해야 한다. 이 때문에 배출수처리시설 설계는 발생량 산정, 처리 공정 선정, 회수수 관리가 함께 고려되어야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

배출수처리시설은 정수공정에서 나오는 배출수를 받아 고형물을 분리하고, 회수수는 원수 측으로 되돌리며, 나머지 슬러지는 탈수·반출하는 계통이다. 크게 배출수지, 농축조, 배슬러지지, 탈수설비로 나뉜다. 각 단위공정은 앞 공정의 처리 결과를 받아 다음 공정으로 넘기는 직렬 구조다.