기획특집  깨끗한 수돗물 생산·관리 우수기술 Ⅱ
 

 

 

⑤ 왕우렁이를 이용한 완속여과지 조류 제거 방안 | 부산시 명장정수사업소

완속여과지는 하절기에 녹조류가 대량 발생해 경관이 불량하다. 또한, 조류의 과다 번식시 여과지 폐색을 유발해 정수장 견학시에는 난처한 입장에 봉착한다. 여과지의 발생조류는 Mougeotia  sp.와 Spirogyra  sp.이다.

근무자들이 뜨거운 여름 날씨에 뜰채를 이용해 지속적으로 조류를 제거해도 급격한 조류번식에 대응하기엔 역부족이며, 수거된 조류 부패로 인해 악취가 발생한다. 여과지 폐색 및 조류 제거를 위한 잦은 오사 삭취는 생산에 차질을 가져오며, 비용 증가를 유발한다.

이에 개발된 왕우렁이를 이용한 완속여과지 조류제거 방안은 생태계 먹이사슬을 이용한 친환경적인 방법으로, 왕우렁이를 완속여과지에 투입한 후 왕우렁이의 조류 섭취 습성을 이용하여 여과지에 번식하는 조류를 제거하는 방법이다.

참고로 저서생물인 왕우렁이(apple snails)는 연체동물 복족류에 속하며 원산지는 중남미, 아프리카 및 동남아시아이다. 10속(genera) 약 120여 종이 서식하고 있다. 이들은 잡식성이고, 산란수가 월 1천∼1천200개로 번식력이 매우 빠른 특징을 가지고 있다.

왕우렁이의 국내 도입은 1983년부터 이뤄졌다. 도입초기에는 식용을 목적으로 양식했으나, 2001년부터 농림부에 의해 친환경 농업의 일환으로 논 잡초 제초 목적으로 사용되고 있다. 왕우렁이의 먹이습성은 잡식성이나 채소, 수초, 연한 풀을 잘 먹는다.

[그림 1]은 범어사 정수장 완속여과지(4개)의 조류 발생현황을 나타냈다. 완속여과지 1, 2호지에서는 부유성 조류 군락들이 많이 분포했으며, 3호지의 경우는 부착 조류군락들이 많이 분포했다. 4여과지는 부유 및 부착성 조류가 급격하게 번성한 형태로 존재했다.

완속여과지 내에 서식하는 조류 군락을 종 동정한 결과, 녹조류인 Spirogyra sp.가 우점했으며, 다음으로 Mougeotia sp.가 많은 군락을 이루고 있었다. 일부 군집들에서는 Closterium sp.와 규조류인 Synedra sp.가 관찰됐다.

Spirogyra sp.는 봄∼가을에 걸쳐 번성하며, 완속여과지에 증식해 여층 표면에 붙어 고사하여 여과지를 폐색시키는 것으로 알려져 있다. Mougeotia sp.의 경우는 주로 봄∼여름 사이 주로 발생하며 출현 빈도는 다른 녹조류들에 비해 낮고, 세포의 폭은 8∼13㎛, 길이         는 30∼140㎛ 정도이다. 긴 원통형으로 분지하지 않고 한 줄로 배열하는 사상체이다.

Closterium sp.의 경우는 주로 여름철에 대량으로 발생해 녹색의 수화(water bloom)를 일으키고, Synedra sp.는 주로 정체수역에서 출현하며, 대량 번식시 여과지 폐색을 일으킨다.

[그림 3]은 완속 여과지에서 왕우렁이 생장 형태를 나타내고 있다. 범어사 정수장의 완속여과지 2호지 및 4호지에 왕우렁이를 각각 2㎏씩 투입한 후 왕우렁이 적응 및 생장형태를 관찰한 것이다.

3일 경과후, 여과지 여층 표면에 왕우렁이 개체들이 흩어져서 서식했으며, 7일 경과후, 여과지 여층 표면과 여과지 벽면에서도 왕우렁이 개체들이 서식하는 것을 확인할 수 있었다. 14일이 경과되자 여과지 벽면에서 붉은색의 왕우렁이 알이 관찰됐으며, 28일 경과됐을 때는 붉은색의 왕우렁이 알들이 여과지 벽면 전체에서 많이 발견됐다.

약 한 달 동안 왕우렁이 생태를 관찰한 결과, 완속여과지에 투입된 왕우렁이들의 생장에 문제가 없는 것으로 평가됐다. 이를 바탕으로 왕우렁이에 의한 완속여과지 조류 제거를 확인할 수 있었다. [그림 4]는 왕우렁이를 투입한 여과지(2, 4호지)와 투입하지 않은 여과지(1, 3 호지)에서의 1달 후 조류군락 사진이다.

왕우렁이를 투입한 여과지 2, 4호지에는 여층 표면 일부분에서 조류가 관찰되었으나, 왕우렁이를 투입하지 않은 여과지 1호지에서는 조류 군락들이 물위에 떠 있는 것이 관찰되었으며, 3호지의 경우는 여층에 부착된 많은 조류 군락들이 관찰됐다. 이를 통해 왕우렁이에 의한 부착 및 부유성 조류 섭식효과로 완속여과지의 조류 증식 억제에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.

[표 1]은 왕우렁이 투입 유무에 따른 완속 여과 처리수의 수질을 비교한 표이다. 왕우렁이를 투입한 완속여과지 2, 4호지와 왕우렁이를 투입하지 않은 1, 3호지의 수질은 거의 차이가 없었다. 또한, 왕우렁이가 분비하는 배설물의 경우, 완속여과지에 형성된 생물여과층에서 제거되기 때문에 처리수의 수질은 차이가 없었다.

완속 여과방식 정수장은 시설용량으로는 64만364㎥/일으로 전국 정수장의 2.2%에 불과하나, 정수장 수는 215개소로 39.9%이다. 완속 여과방식은 시설용량 기준으로는 미미한 수준이나 정수장 숫자 기준으로 아직까지 중요한 상수 시설이다. 완속여과지를 운영하는 지자체는 대도시보다는 읍·면 단위의 지자체에서 소규모로 운영하는 곳이 대부분이며 운영인력, 전문성 및 예산부족으로 정수장 운영에 어려움이 예상된다.

왕우렁이를 이용한 완속여과지 제거법은 △왕우렁이 구입단가가 6천원/㎏으로 저비용 △사용의 편이성(조류 번식 시 구입 후 여과지 투입) △친환경성 △전문 기술 없이 사용 가능 등의 장점이 있어 소규모의 정수장 완속여과지 조류제거 방법의 새로운 대안이 될 수 있을  것으로 전망된다