1. 하수처리 정의 및 목적
1) 하수의 정의
우리나라는 지난 60여 년 동안 급격한 산업화, 도시화 과정을 거치면서 인구 증가, 경제 및 소비활동으로 인해 다양한 종류의 수질오렴 물질이 배출되어 왔으며, 이로 인해 수질 환경이 점차 악화되고 있다. 수질오염 물질이 포함된 물이 혼합되어 그대로 사용할 수 없는 상태의 물을 하수로 규정하며, 하수는 용수 및 상수에 대응하는 용어로서 생활하수, 우수 및 공장폐수 등을 모두 포함한다.
2) 하수처리의 목적
발생한 하수를 처리하지 않고 그대로 방치하거나 불와전하게 처리하여 방류하면 하천, 호소, 만 등의 수계에 다음과 같은 심각한 문제가 발생한다.
- 유기물 분해에 따른 수중의 용존산소의 고갚 및 악취 발생에 따른 상수 사용 불가
- 병원성 미생물에 의한 수인성 전염병의 만연
- 질소와 인과 같은 영양물질에 의한 부영양화
- 유해 화학물질의 영향에 의한 급, 만성중독
생활과 경제활동 등에서 발생되는 수질오염 물질이 수계가 가지고 있는 정화능력을 초과하여 배출되면 하천, 호소, 만 등은 심각한 수질오렴을 겪게 된다. 따라서 하수처리는 발생된 하수를 수질환경 보전법과 지역사회가 요구하는 적절한 수준까지 처리하여 수계의 수질을 보전하기 위한 기술이다.
하수처리의 궁극적 목표는 공중보건과 아울러 경제적, 사회적, 정치적 이해관계에 상응하여 수자원을 보전하고 수질환경을 보호하는게 있다. 하수처리공학은 화학, 생물학 등의 기초 이론을 바탕으로 토목공학 및 환경공학 분야에서 수질오염 방지에 기여하는 종합기술로 분류된다.
2. 하수처리 기술의 발전과 역사
1) 하수처리 기술의 발전
산업혁명 이후 산업화의 도시 집중화에 따른 도시의 위생환경은 극도로 열악해졌다. 19세기말 콜레라가 수인성 전염병의 주원인으로 파악되면서 위생적인 하수도의 필요성이 제고되었으며, 하수의 집수 및 처리가 시작된 직접적인 계기가 되었다.
1990년대부터 현재까지 반응조의 수리적인 특성을 이용한 효율적인 처리시스템과 유전공학을 이용한 난분해성 물질의 제거, 하수의 재이용분야에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또 하수처리수의 재활용이 실제 현장에 적용되고 있으며, 하수와 슬러지의 자원화개념이 도입되어 그 적용이 빠른 속도로 확산되고 있다.
2) 생물학적 처리공정의 모델개발
최초의 활성슬러지 시스템에 대한 예측 모델은 호기성 상태에서 종속영양(Heterotrophs)세균에 의한 유기물의 제거 기작을 수치 모델화한 것이다. 이것은 그 후 독립영양(Autotrophs)박테리아에 의한 질산화반응, 무산소(Anoxic) 반응조에서 종속영양세균에 의한 탈진화(Denitrification) 반응에 의한 질소 제거, 인 과잉 섭취 미생물에 의한 혐기/호기 상태에서 인 제거 등에 관한 예측 모델로 발전하게 된다.
3) 한국의 하수처리 역사
우리나라의 경우 근대적 의미의 하수도는 이제 강점기(1918 ~ 1945)에 건설되었으며 1970년대 후반에 들어와서야 비로소 하수처리에 관심을 가지지 시작하렸고, 1976년 천계천 하수처리장 건설을 시작으로 하여 하수처리공정의 적용이 시행되었다.
1990년대 수질환경 보전법의 강화에 의해서 전국적으로 많은 하수처리시설이 완공되어 운영되었으며, 1990년대 후반에는 질소와 인의 제거 기술이 처음으로 적용되었다. 2000년대에 들어서 비로서 질소와 인을 제거할 수 있는 고도처리 공법이 거의 모든 하수처리장에 시행되었다.
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