하수처리시설 부대시설

왜 배우는가: 하수처리시설 부대시설은 본처리 설비 외에 스크린·침사지·유량조정·악취·소독·전력·계측 등이 함께 작동해야 처리장이 안정적으로 운영되므로 실무에서 설계와 운전의 기본이 된다. 시험에서는 3교시와 4교시에 같은 질문이 반복 출제되어 구성 요소를 빠짐없이 나열하는 능력이 자주 요구된다.

출제 이력: 제114회 3교시 2번, 제98회 4교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

하수처리시설 부대시설은 하수처리장의 수처리·슬러지처리 본체를 보조하여 유입 하수를 안정적으로 받아들이고, 처리 과정의 부산물을 다루며, 설비 운전에 필요한 전력·계측·환경 설비를 갖추는 시설의 총칭이다. 본처리 설비를 보조하는 전처리·환경·유틸리티 설비 전체를 말한다.

• 핵심 키워드: 스크린, 침사지, 유량조정조, 악취방지설비, 소독설비, 비상전원설비, 계측제어설비, 소화가스 포집설비

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 부대시설은 처리장의 '문지기와 살림살이'다. 큰 물줄기를 처리하는 반응조와 침전지 옆에서 들어오는 물의 이물질을 걸러내고, 물 양의 변동을 고르게 하고, 냉각·악취·전기 같은 뒷받침 기능을 맡는다.

정식 정의는 다음과 같다. 하수처리시설 부대시설은 하수처리계통과 슬러지처리계통의 주요 단위공정을 보조하기 위해 설치하는 전처리설비, 가스·악취 처리설비, 전기·계측 설비, 기타 유지관리 설비를 포함한다. 이 중 전처리설비는 스크린과 침사지가 대표적이다. 스크린은 막대형 또는 망형 장치로 부유 협잡물을 제거하고, 침사지는 비중이 큰 모래·자갈을 중력 침강으로 분리한다.

다음 핵심 용어는 설계 기준에 따라 용량과 배치가 결정된다. 유량조정조는 시간당 유입 변동을 완충하여 후단 공정의 부하를 평준화한다. 악취방지설비는 전처리 구간, 슬러지 저류조, 농축·탈수 설비에서 발생하는 황화수소·암모니아 등을 포집해 처리한다. 소독설비는 방류 전 대장균군 등 병원성 미생물을 불활성화한다.

원리상 부대시설은 독립적으로 작동하지 않고 본체 공정과 연결된다. 전처리가 불량하면 펌프와 반응조에 협잡물과 모래가 쌓여 설비 고장과 처리 효율 저하가 발생한다. 따라서 부대시설은 설계 단계부터 본처리 공정과 함께 수리계통도 안에서 배치된다.

3. 등장 배경과 필요성

하수처리장은 인구 증가와 도시화로 유입 하수량과 오염 부하가 커지면서 단순한 물 처리 설비만으로는 운영이 어려워졌다. 유입 하수에는 나뭇가지, 비닐, 모래 같은 이물질이 섞여 있어 펌프와 반응조를 보호하는 전처리가 필수가 되었다. 그래서 스크린과 침사지를 본처리 앞단에 두는 구조가 일반화되었다.

우천 시 유입량이 급증하는 합류식 하수관거 지역에서는 유량조정조의 필요성이 더 커졌다. 하수관거 설명에서 보듯 합류식 관거는 우천 시 수량이 처리장 용량을 넘으면 월류가 발생하므로, 부대시설로 유량을 완충하는 설비가 운영 안정성에 직접 기여한다. 또한 분뇨와 정화조 오니를 합병처리하는 시설이 늘면서 이들 연계 처리 설비도 부대시설에 포함된다.

악취와 환경 민원이 사회 문제가 되면서 악취방지설비의 중요성이 높아졌다. 처리장이 도심 인근에 위치하는 경우가 많아 부대시설의 밀폐·포집·탈취 기능이 시설 허가와 주민 수용성에 영향을 준다. 이처럼 부대시설은 처리 성능뿐 아니라 운영 안전과 환경 관리의 기반으로 필요성이 커졌다.

4. 구성요소·원리·절차

하수처리시설은 크게 수처리계통과 슬러지처리계통으로 나뉘며, 부대시설은 이 두 계통의 주처리설비를 지원하는 설비다. 부대시설은 유입 전처리, 악취 관리, 소독, 전력 공급, 가스 관리, 계측·제어 기능으로 구분해 이해하면 답안 작성이 쉽다.

하수처리시설 부대시설의 구성요소는 다음 표와 같다.

표의 설비는 역할이 서로 다르다. 전처리 설비는 후속 펌프와 반응조의 막힘을 막는다. 악취·가스 설비는 환경 민원과 안전 사고를 막는다. 전력 설비는 정전 시에도 폭기·펌프·제어가 유지되게 한다.

부대시설의 원리는 설비 연속성 확보다. 주처리설비가 멈추면 방류 수질이 바로 악화되므로, 부대시설은 주설비와 독립된 전원·제어 회로를 가진다. 비상전원은 상용전원과 전기적으로 분리해 평상시 역전류가 흐르지 않게 시설한다.

부대시설 설치 절차는 다음과 같다.

• 처리 용량과 유입 수질·유량 조건을 설정한다.
• 전처리·유량조절 설비 용량을 산정한다.
• 악취 발생원과 환기 풍량을 산정해 탈취설비를 선정한다.
• 소독·가스·전기 설비의 배치와 안전 거리를 정한다.
• 계측·제어 체계를 구성하고 비상 시 동작 순서를 정한다.
• 시운전으로 설비별 연동과 비상 동작을 확인한다.

흐름을 한눈에 보이면 다음과 같다.

부대시설은 주처리설비가 멈추지 않도록 전원·제어·악취 관리를 뒷받침하는 설비군이다.

5. 관련 법령·기준·표준

부대시설의 설치 기준은 「하수도법」과 「공공하수처리시설의 설치기준」에서 시설 용량·처리 방식의 틀을 정하고, 세부 설계는 하수도 시설기준과 전기·소방 관련 기술기준을 따른다. 전기 설비는 한국전기설비규정(KEC)을 적용하며, 비상전원은 상용전원과 전기적으로 분리해 시설한다. 소방 설비는 화재안전기준(NFPC·NFTC)의 비상전원 기준을 따른다.

비상전원 관련 주요 기준값은 다음과 같다.