상수도, 70년대 후반 수질오염 심화 되면서 관심사
상수도는 정수기가 활성화되기 시작했던 지난 70년대 후반의 본격적인 산업화와 환경오염으로 상수원이 오염되어 수질이 급격하게 악화된 것이 주요한 원인으로 작용하면서부터 사회적인 관심사로 부각되기 시작했다. 또한 경제수준의 향상으로 깨끗한 물을 원하는 소비자의 욕구가 반영된 결과이기도 하다.
특히 1986년 아시안 게임과 1988년 서울올림픽을 개최하면서 외국인을 대상으로 한 다양한 생수가 등장하여 우리나라 국민들의 먹는 물에 대한 관심이 증폭되었고, 이러한 관심은 90년대 초 낙동강 페놀오염 사건 등으로 인해 사회적 이슈로 대두되었다.
산업사회의 발달과 함께 신물질의 출현으로 중금속, 발암물질, 슈퍼박테리아 등, 즉 적응력이 나날이 강해지면서 새로운 미생물의 발견과 이를 억제하기 위한 염소의 과다 투여, 농약류, 방부제, 세제 등의 과다사용으로 인한 물의 오염, 아파트나 단독주택의 관리 소홀로 인한 저수탱크의 청결 미비, 수도배관을 통하여 운반되는 도중의 오염과 이러한 오염을 방지하기 위한 소독제의 과량, 투입 및 이로 인한 2차 화학물질의 생성으로 우리가 마시는 물은 순수하고 깨끗한 것이어야 하지만, 이러한 각종 문제들로 인해 날로 오염이 심각해지는 실정이다.
현재 상수도 처리 과정에서 사용하고 있는 염소소독 역시 적정량의 투입시 매우 합리적이고 안전한 방법이며, 고도 정수 처리 방안으로 연구중인 활성탄, 오존처리, 멤브레인 여과방식 등도 우수한 정수처리방식이라 할 수 있다.
향후 수돗물 맛 충족시키는
품질향상에 초점
지금까지 상수도는 양적인 수요공급 측면에서는 그 역할을 충분히 했다고 볼 수 있다. 그렇다면 앞으로의 역할은 맛을 충족시킬 수 있는 품질을 향상시키는데 그 기능과 역할이 십분 발휘돼야 한다. 양적인 관리체제에서 품질을 높이는 쪽으로 가는 길이 상수도사업의 효율성을 제고하는 길이자 살길이다. 이에 따라 현재 서울시상수도사업본부 상수도연구소에서도 상수도사업 기술 현대화방안의 하나로 다양한 연구가 이루어지는 것으로 알려지고 있다.
우선 정수처리 효율 향상을 위한 연구로 상수원에서 인산염-인 조사연구를 비롯한 정수처리 공정별 목표수질 설정에 관한 연구가 이루어지고 있으며, 수돗물의 미생물학적 안전성 확보를 위한 연구를 위해 조류발생 장애 조사 및 대처방안 연구를 비롯한 수돗물의 바이러스 실태조사 및 제어대책, 고도정수처리 공정에서의 바이러스 제어평가, 병원성 원생동물의 수중 거동에 관한 연구도 활발히 진행되고 있는 것으로 파악되고 있다.
특히, 맛있고 안전한 수돗물 공급을 위한 조사 연구로 맛. 냄새물질 표준분석법 개발에 관한 연구를 비롯 맛있는 물의 조건설정, 상수원의 방선균 실태 조사, 한강수계 상수원에서의 방사능물질에 관한 연구가 이뤄지고 있어 상수도 기술의 현대화를 서두르고 있는 것으로 나타났다.
상수도시설의 양적인 팽창과 더불어 급수기능의 지속성 및 수질의 안정성 등에 대한 사회적인 요구수준은 높아지고 있으나 이를 뒷받침할 수 있는 수돗물생산 및 공급체계에서의 발전은 미흡한 실정이다.
특히 상수도 관로의 경우 방대한 양의 급수체계가 유지 관리되면서 누수를 비롯한 부식 및 노후화, 수돗물의 2차적 오염 등의 문제점이 드러나 먹는 물의 수송 및 수질유지 기능을 담당하고 있는 상수도 관로의 평가 및 진단기법, 설계 및 운영기법, 유지관리 및 보수기법 등의 선진화를 도모해야 할 시점에 이르렀다.
따라서 원수의 수질저하에 따라 정수처리에 많은 노력과 비용이 투여되고 있는 시점에서 귀중한 수돗물을 수질의 변화 없이 안정적으로 공급하는 배수시설의 역할이 강조되고 있는 것이다.
배수시스템의 새로운 기법 구축 필요성 절실
보다 안정적이고 경제적인 급수를 위해서는 이러한 목적에 부합되게 배수시스템을 새로운 기법으로 구축할 필요성이 있으며, 예방적인 측면에서 배수시설을 정기적으로 진단하여 문제점을 사전에 해소할 수 있도록 하는 효율적인 운영 및 유지관리 방안이 마련되어야 할 필요성이 충분한 것이다.
우선적으로 배수시스템의 체계적 정비 필요성과 방향에 따른 합리적인 상수도 배수시스템의 구축을 위해서는 배수량 관리의 상태평가와 필요성에 대한 방법론이 제시될 수 있다.
현재 사용되고 있는 배수시스템을 효율적으로 평가하기 위한 방법 중에 우선적으로 도입되어야 하는 것의 하나가 상수도시설 전반인 취수를 비롯한 도수, 정수, 송수, 배수, 급수시설에 있어서 수량의 상태를 단계별로 파악하는 ‘수량감사(water audit)’를 선진국이 운용하고 있다.
일명 물수지 분석법이라고 불려지는 수량감사의 기본은 기록의 점검/수량의 분석을 비롯한 계량기(유량계)의 검사, 누수탐사와 누수량의 추정, 시설대장의 정비, 요금수량의 검사까지로 구성되어 있지만 필요에 따라 수량, 수압, 계량기 불감율, 펌프의 수압곡선과 효율, 관의 실제 내경, 관로 C값 등의 주요관리지표에 대한 현장측정도 고려하여 정확성과 활용도를 넓혀 가는 것이 세계적으로 일반적인 흐름이다.
이러한 지표는 배수시설의 확장, 교체, 계량등을 검토할 경우 기본자료로 활용될 뿐만 아니라 시설의 유지관리 측면에서도 매우 중요한 자료로 활용도가 클 수 있다. 그러나 우리나라의 경우에는 이와 같은 자료를 체계적이고 장기적으로 측정하여 관리하는 지자체는 매우 드물다고 판단되어 이에 대한 적극적인 개선이 요구된다고 사료된다.
수량감사의 결과를 이용하여 무수수량(無收水量)을 감소시키기 위한 방안으로는 첫째, 계량기의 수리 또는 교체를 비롯한 배수관의 수리나 교체, 관련기록의 정비작업이 동시에 수행되어야 한다.
이와 같은 작업의 수행에 의해 상수도의 경영수지 개선을 비롯한 수원, 정수시설, 배수시설의 유지관리능력이 개선되고, 비용관리, 수입의 증가와 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다. 이를 통해 경제적인 관리계획의 수립과 실천이 가능하게 된다고 전망할 수 있다.
관 재료도 수질문제 가늠하는 중요한 잣대
수돗물의 품질을 높이기 위한 상수도 관리체계의 하나로 관의 재료에 기인한 수질문제를 들 수 있다.
배수시설과 급수시설에서 부적절한 재료가 사용되면 직간접 적으로 수질에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 포설당시에는 용인되었다고 생각할 수 있으나 그 후에 부적절하다고 판정된 경우에는 매우 심각한 문제로 그 해결방법에 대해 적극적인 노력이 요구되는 것이다.
재질에 기인한 수질문제를 보면 금속관의 수질문제가 대표적이라 할 수 있겠다. 납관으로부터의 밥, 강관으로부터의 철, 아연도강관으로부터의 아연 등 금속관으로부터 금속이온이 용출되는것은 같지만 최근 주목받는 것은 밥이며, 농도의 비중도 중요한 문제이다.
또한 금속관의 부식에 따른 적수 등의 발생, 이취미, 미생물 증식 등에 대해서도 거론되고 있다.
비금속관의 수질문제로는 합성물질 가운데 생물의 활동에 의해 강도가 저하되거나 재질이 용출되어 이취미가 발생되는 경우가 있으며, 경우에 따라서는 강도가 약하여 관로의 파손으로 인하여 2차적인 수질오염 가능성이 있으므로 재료의 선택시 충분한 사전검토가 요구되고 있다.
따라서 외국에서는 재료의 사전시험을 규정하고 사전시험법을 개발하여 적절한 관리를 하고 있는 것으로 알려지고 있다. 주요 시험내용은 물에 대한 감각적(이취미), 물리적인 악영향,물에 대한 중금속의 오염, 간략세포독성검사에 의한 생물활성화에 대한 오염, 수중 또는 물과 재료의 접촉부에서의 미생물의 발생 등에 대해 주의 깊은 관리를 하고 있는 것으로 나타나고 있다.
도복장에 의한 문제로는 배수시설에 사용되는 재료의 보호를 위해 사용되는 도복장 재료는 부식방지를 위한 것을 비롯하여 매우 다양한 효과를 발휘하고 있다. 그러나 이와 같은 재료 중에는 좋지 않은 수질문제를 발생하는 것도 있다. 균열을 보수하는 seal제의 경우에는 이취미의 원인이 되고 있는 것도 있으며, 상당수의 도복장 재료가 세균증식에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다.
배수관망 유지관리엔 플러싱, 클리닝, 개선 포함돼야
배수관망의 유지관리 대안에는 우선적으로 플러싱(flushing), 클리닝(cleaning), 개선(repair)을 포함한다. 배수시스템의 플러싱은 침전물을 부유시켜 배수관망내를 클리닝하고 정체된 물의 제거를 비롯한 원하지 않는 오염물을 제거하는데 도움이 되는 중요한 기능이다. 플러싱 프로그램은 수도사업체의 특정목표를 평가하기 위한 중요한 방법이다.
따라서 프로그램과 현장실험이 효과적인 비용으로 목표를 달성하기 위해 개발될 수 있다. 중요한 개념은 플러싱 프로그램의 형태로 보여진다.
플러싱 프로그램의 주요내용은 일정 관로내의 플러싱 또는 더욱 폭넓은 관망에 대한 플러싱을 비롯 단일 방향의 플러싱 대 배수블록 전체적인 플러싱, 플러싱의 빈도, 특정목표를 성취하기 위해 필요한 유속, 수행 전후의 모니터링, 수집된 정보의 관리 등을 들 수 있다.
한편 현재까지 개발된 다양한 클리닝 기술은 관로를 위해 유용하게 이용될 것이다. 이들 기술에는 mecha nical scraping, pigging, swabbing, 화학적 클리닝, 그리고 제트류(流) 등에 의한 다양한 기술들이 보급되어 있다.
이들 각 기술들은 나름대로 장단점을 가지고 있지만 특정지점의 특정목표를 개선하기 위해 적용할 경우 매우 유용하게 활용할 수 있다. 클리닝을 할 경우에는 관로의 갱생과 같이 행해질 수도 있다. 만약 관내부가 라이닝이 되어있지 않다면 특별히 고려해야 할 점으로 새롭게 노출되는 표면의 부식이 빠르게 발생되지 않기 위해서 금속의 종류나 금속의 조건 등을 고려해야 한다.
우리나라 수자원에 대한 현실을 고려할 때 수자원의 지속적 확보기술의 개발이라는 측면에서 상수도 관망에서의 누수량 저감을 위한 최적운영기술은 반드시 개발되어 상수도 현대화기술을 선도해야 하고, 수돗물의 품질향상 제고를 위한 관리체계 측면에서도 선행되어야 할 문제이다.
또한 최적운영기술에 필요한 노후관의 평가방법, 배수시스템의 신뢰성 평가방법, 상수관의 부식진단 및 부식진단 및 부식방지 기술, 새로운 누수탐지 기법 등이 포함된 누수저감 및 방지기술의 개발이 시급한 실정이다.
최근 국민생활의 질적 향상에 따라 상수도에 대한 국민들의 요구가 다양해지고 고급화되어 급수서비스에 대한 시민의 요구수준이 높아짐에 따라 상수도사업은 수돗물 품질향상 차원에서라도 기술개발을 서둘러야 할 기로에 서게 되었다. 시대적인 변화의 흐름에 따라 급수서비스의 질적 향상을 도모하기 위해서는 현재의 배수시설을 고도화시키기 위해 기존의 설계 및 유지관리방법을 개선하여 새로운 관점에서 상수도시스템 구축이 강하게 주문되고 있다.
/ 이준채 기자
과거 수처리 기술동향과 향후 새로운 모티브
과거 정수장 간이급수시설 중심으로 연구개발 진행
향후 1종 전염병 및 유해물질, 원생동물 오염문제가 해결 과제
우리나라 최초의 정수장은 지난 '05년 일본인 급수를 위해 범어사에 수원지가 들어섰고, '08년 일본인이 뚝섬정수장을 만들었다. '45년 해방시까지 85개 도시에 급수인구 200만명에 이르는 시설용량 272,000톤(/일)을 갖추기에 이르렀다.
이후 '47년에는 급수인구가 328만명에 달했고, '50년 6.25사변을 거쳐 '54년 FAO, ICA(AID전신) 원조로 상수도시설을 확장한 바 제1차 경제개발5개년 계획으로 '66년 급수보급율이 22%에 이르렀고, 제2차 경제개발5개년 계획으로 '71년 36.4%의 급수보급율을 보였다.
▶초기단계 <공중보건상의 문제 해결>
과거 수처리 기술개발은 주로 '70년까지 연구목적은 전염병예방, 특히 장티푸스 등 세균성 전염병의 발생을 억제하기 위하여 정수장 건설기술은 외국기술에 의존하였고, 국내에서는 간이급수시설을 중심으로 연구개발을 진행하여 왔다.
따라서 국내에서는 분뇨처리장을 중심으로한 연구를 비롯하여 기생충 및 전염병 예방, 하천수, 수도수, 산업폐수 등의 수질분석에서 주된 연구가 이뤄졌으며, 정수의 중점기술은 염소소독에 큰 비중을 두었다.
▶중기단계 <외국의 기술도입 단계>
'80년대 이후 외국에서 환경을 공부한 전문가의 기여와 환경권, 환경청의 설립 등으로 환경문제에 대한 적극적인 대책이 마련되기 시직했다.
국립환경연구원내 수질분야 연구를 수행하는 수질연구부 안에 수질공학과가 설립되어 수처리 기술개발이 진행됐다. 또한 당시 과학기술처 주관인 특정연구개발과제로 일부 기술개발이 수행되기도 했다. 이 당시 정수시 중점기술은 응집 침전, 여과 및 소독이 주류를 이루었다.
▶성장단계 <1992년 10년간 G-7연구 개발 시작>
낙후된 환경기술을 선진국 수준으로 진입시키는 과도기였다. 고도정수기술을 비롯하여 기존정수장 효율향상 기술, 난분해성 산업폐수 처리기술, 하수, 오수, 축산폐수의 고도처리기술 등에 대한 기반기술 및 각종 프로세스를 개발하였다.
또한 3단계 상용화가 가능한 요소인 부품, 성능개선재료 등에 대한 기술개발이 활발하게 이뤄졌고, 악취물질, 유해물질 등을 중심으로 한 연구가 진행됐다.
▶향후 모티브
앞으로 1종 전염병, 유해물질 문제 해결을 비롯하여 내분비 장애물질 등의 오염발생을 차단하고, 염소저항 미생물 문제로써 수도수의 바이러스 오염, Cryptospordium과 Ciardia와 같은 원생동물의 cyst 오염 등을 해결해야 하는 과제를 안고 있다. 향후 이에 따른 주요요소로는 기계 및 부품개발도 함께 병행되어야 할 것으로 전망된다.
[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]
