▲ 이 현 동 한국건설기술연구원 선임위원

고도정수처리 시스템은 표준정수처리에 오존(O3) 및 입상활성탄 공정을 도입해 맛·냄새 물질을 제거하고 안전한 잔류염소농도를 유지해 물맛을 개선하는 시스템이다. 기존의 표준정수처리에 혼합과 유입을 통해 덩어리를 침전시키고모래 여과 과정을 거친 후 소독을 실시하며, 오존 멤브레인 등의 신기술을 도입해 물을 보다 청결하게 처리할 수 있다.

‘고도정수처리 시스템 구축 및 시설의 현대화 추진 사업’은 일반정수처리 공정에서 제거가 어려운 맛·냄새물질 등을 오존과 입상활성탄 공정을 추가한 고도정수처리 시스템을 구축해 시민이 믿고 마실 수 있는 ‘아리수’를 생산하고 공급하는 사업이다.

사업기간은 2007년부터 2016년으로 하루 처리용량이 380㎥인 6개 정수센터(정수장) 고도정수처리시설이 해당되며, 고도정수처리 사업에 5천284억 원, 시설 현대화 사업에 4천710억 원 등으로 총 9천994억 원의 사업비가 소요된다.

올해에는 2개 정수센터의 공사를 추진 중으로 공정계획은 지난 2014년의 실적인 94.5%보다 3.1%p 증가한 97.6%을 목표로 하며, 지난 6월에 통수된 뚝도정수센터 고도정수처리시설의 시설 현대화를 오는 2016년까지 완료할 계획이다. 지난해에는 강북·암사·구의아리수정수센터 등 총 3개 정수장을 통수한 바 있다.

수돗물 신뢰 향상 위한 상수관로 관리

수돗물은 정수장에서 수도꼭지까지 송수·배수·급수 등 다양한 과정을 거치므로 상수도관로는 수돗물 수질에 영향을 미친다. 상수도관로 시설물은 대부분 1980년대 이후 대량으로 매설되기 시작했는데, 지하에 매설되는 특성상 유지관리가 어려워 향후 유지관리 비용의 급격한 증가가 예상되고 있다. 또한 관로 시설물의 부식 등으로 인한 수질악화 문제 및 시설물 노후화로 인해 안정적인 물공급이 이뤄지지 못할 우려가 제기된다.

상수도관로 내 수질에서는 적수(赤水), 이취·미, 탁수(濁水), 심한 잔류염소농도 냄새 등이 발생할 수 있으며, 원인으로 △부식 생성물 형성 및 침전물 형성을 원인으로 하는 적수 및 탁수 발생 △소독부산물 생성 △미생물에 의한 관망 내 생물막 형성 및 탈리(脫離) 등이 지목된다. 이는 수돗물의 신뢰도를 저하시켜 고도정수처리수의 효과를 저감시키므로 소독 공정 정확성을 위한 재정립 방안이 고려되어야 한다.

송수·배수·급수관망의 효율적 관리를 통해 △고도처리수의 활발한 이동 △수돗물의 신뢰성 회복 △관로수명의 연장 △효율적이고 안전한 관리 기술 실현 등이 가능하다. 이에 △관망의 효과적인 유지관리를 위한 체계화된 정기적 관리 기술 제시 △관망의 유지관리 실무 매뉴얼 제정 △관망의 수질관리를 위한 관련 법규 개정안 마련 등 관로의 정기적인 관리를 위한 기술·제도의 필요성이 제기된다.

현재 1990년대 이후 지속적으로 관 교체, 관내면 라이닝 및 갱생, 세척 등 노후 상수도관 개량사업을 추진 중이며 관망진단, 지능적 누수탐지 등 기술을 적용한 사업의 추진도 필요하다.

송·배수관 관리의 필요성에 따른 관망의 정비 문제가 제기됨에 따라 수돗물 요금의 현실화 문제도 주목을 받는다. 수돗물 요금현실화는 미래를 위한 투자의 개념에서 접근해야 하며, 기존 시스템만으로는 고도화가 어려워 투자재원방안에 대한 논의가 지속적으로 이뤄져야 한다. 물량, 수압, 수질 등 시민들이 고도화를 원하는 부분은 점차 세분화되는 추세로 수질 보전의 측면에서도 이러한 부분을 반드시 확인해야 한다.

▲ 서울시는 1990년대 이후 지속적으로 관 교체, 관내면 라이닝 및 갱생, 세척 등 노후 상수도관 개량사업을 추진 중이다.

관 세척 공법은 경제적이고 효율적인 송수·배수·급수관의 수질관리 기술이다. 관 내면에 저강도의 이물질을 제거해 수돗물의 오염을 방지하며, △플러싱(Flushing) △스왑피그(Swab Pig) △맥동류 세척(Air Scouring) △아이스피깅(Ice Pigging) 등이 있다.

플러싱(Flushing)은 관 내부에 흐르는 물이 외부로 배출될 때 발생하는 유속을 이용하며, 300㎜ 이하의 소구경관으로 충분한 수압이 있는 구간에 적용한다. 재래식 플러싱의 경우 150㎜ 이하이다. 재래식 플러싱, 단방향 플러싱, 연속 퇴수 방식 등으로 구분된다.

스왑피그(Swab Pig)는 피그를 관내에 삽입 후 수압으로 주행하며 침적물이나 미생물막을 제거하는 용도이다. 관경 80∼600㎜ 관에 적용한다. 표면이 부드러운 폴리우레탄 부직포 또는 폴리카바이드로 된 소프트 피그가 있다.

맥동류 세척(Air Scouring)은 관 내부에 압축공기를 주입해 물 슬러그(Water Slug)의 생성 후 슬러그가 유발하는 유속물을 이용한다. 80∼200㎜관에 적용하며, 시공비용은 스왑피그의 30% 수준이다. 아이스피깅(Ice Pigging)은 450㎜ 이하의 관에 적용하며, 관 내부에 공기 대신 얼음슬러시를 투입해 얼음슬러시를 수압으로 주행시키면서 이용한다. 곡관부, 관경이 다른 구간에도 적용이 가능하며, 세척 기능이 우수하다.

관 세척 및 세관 공법의 해외 사례를 살펴보면 미국의 경우 LA(로스앤젤레스) 수도전력국이 플러싱 프로그램에 대한 시민들의 의견을 조사한 결과, 플러싱 이후 민원 발생건수 감소와 플러싱 수행 지역의 민원 감소가 확인되었다. 플러싱 종료 후 만족도 조사를 통해 수질이 향상되었다고 응답하는 시민 수가 증가되기도 했다. 호주 시드니 수도국은 단방향 플러싱 방법을 도입해 체계적인 플러싱을 수행 중이다.

▲ 관 세척 공법은 경제적이고 효율적인 송수·배수·급수관의 수질관리 기술로 관 내면에 저강도의 이물질을 제거해 수돗물의 오염을 방지하며 플러싱(Flushing), 스왑피그(Swab Pig), 맥동류 세척(Air Scouring), 아이스피깅(Ice Pigging) 등이 있다. 사진은 노후 수도관의 라이닝 전후 모습.

일본 오사카 수도국은 탁수 발생의 제어 및 수질보전을 위한 플러싱을 300㎜ 이하 배수관을 대상으로 실시했다. 1차 플러싱은 1992∼1996년 300㎜ 이하 배수관의 3천800㎞를 대상으로 실시되었으며, 2차 플러싱은 1998∼2007년 배수관의 유지관리 및 수질보전을 목적으로 시행되어 탁수 발생 저감 및 민원 감소 효과를 보였다. 우리나라는 5년 주기로 순환되는 연차별 소블록 단위 플러싱 사업을 추진 중이다.

한편 세척 및 세관 공법 적용 시 고려해야 할 사항으로 △수질향상·관 표면 세척·연질의 부착물 제거·강한 부식 생성물 제거 등 관세척 목적의 분명한 설정 △관경·관재질·수질·세척 경과시간·기존적용 세척방법 등 작업 영향요인 점검 △세척수의 처리 및 관리 등이 있다.

관 재질별 용출 가능성 고려해야

수도관은 시간이 지나면 부식 및 스케일 생성 등의 문제가 발생한다. 옥내급수관에 사용되는 재질은 강·구리·스테인리스강 등 금속류와 플라스틱 등 다양한 재료로 구성되어 있어 수돗물의 수질에 미치는 영향이 다르므로, 재질별 구성 성분의 용출 가능성을 고려한 기준을 검토하는 것이 필요하다.

옥내급수관의 사용현황을 살펴보면 1994년 이후 아연도강관은 사용이 금지되었으며 청수 발생 및 시공성 저하로 동관(Copper Pipe)의 사용은 감소되었음을 알 수 있다. 반면 스테인리스강관, PB(Polybutyline)관의 사용은 증가했다. 이에 정체수 수질검사 항목에 용출 우려가 있는 항목을 추가해야 하며, 공공주택 옥내 급수관 재질 적용기준은 세대배관의 경우 스테인리스강관, PB관이 사용되었다.

▲ 옥내급수관에 사용되는 재질은 강·구리·스테인리스강 등 금속류와 플라스틱 등 다양한 재료로 구성되어 있어 수돗물의 수질에 미치는 영향이 다르다. 재질별 구성 성분의 용출 가능성을 고려한 기준을 검토하는 것이 필요하다.

서울시 상수도사업본부에서 시행한 ‘급수관 세척 시범사업’은 지난 3월 1일∼6월 30일까지 물세척비를 지원한 사업이다. 2005년 이전의 건축된 지 10년 이상 된 건물의 공용급수관이 스테인리스강관 등 내식성 배관이 기설치된 공동주택을 대상으로 했으며, 아연도강관 옥내 급수관 건물은 제외되었다. 지원금액은 세대 당 15만 원으로 수도사업소 승인 후 500세대에 세척이 시행되었다. 또한 8개 수도사업소에서 531세대에 7천965만 원을 실제 시행한 바 있다.

옥내급수관은 스테인리스 강관·동관·아연도강관 등의 혼용에 따라 이종관 연결 시 전기화학적인 마이크로셀(MicroCell) 부식을 촉진시킬 수 있다는 문제점이 발견된다.

또한 사용년수가 오래된 관의 경우 장기간 정체된 수돗물을 세척 시 급수관종이나 녹(Tuvercle) 등의 성분이 다량 용출될 가능성이 있다. 미국은 구리(Cu)나 납(Pb)에 대한 기준이 엄격한 편으로 우리나라도 옥내급수관 상에서 구리, 납을 포함해 아연(Zn), 망간(Mn), 철(Fe) 등의 성분에 대한 정밀한 조사가 이뤄져야 한다.

플라스틱 재질은 휘발성유기화합물(VOCs) 성분의 침투가능성과 재질에 대한 용출가능성이 있는 물질에 대한 수질검사기준의 마련이 필요하다. 횡주관·입상관·세대인입관 등 공용급수관 세척 시 발생하는 탁수처리방법, 장비설치 시 접속구와 퇴수구 신설 문제 등이 논의되어야 하며 CCTV, 내시경, 초음파 등 옥내급수관 상태평가 및 진단을 위한 기준이 마련되어야 한다.

옥내급수관의 세척주기는 5년 경과 후 1년 주기로 강화하는 것이 적정하나, 현재는 2년에 1회 실시되고 있다. 세척 및 세관 공법은 다양성을 인식하는 동시에 브라스팅, 건조, 도막형성, 경화 등이 품질에 영향을 미친다는 점을 고려하면서 공법을 적용시켜야 한다. 또한 상수도시설의 관리자 및 종사자들의 전문교육 강화 및 옥내급수관 세척업 육성 등을 통해 관리기술을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

▲ 고도정수처리 시스템은 표준정수처리에 오존(O3) 및 입상활성탄 공정을 도입해 맛·냄새 물질을 제거하고 안전한 잔류염소농도를 유지해 물맛을 개선하는 시스템이다. 사진은 광암정수장 오존처리시설.

저수조·옥내급수관도 지속관리 필요

저수조는 안정적인 물공급을 위해 더욱 철저하게 관리되어야 한다. 저수조는 시설의 규모와 설치 위치, 구조 및 재질, 관리방법 등에 의해 수질변화가 나타날 수 있다. 수질변화 현상은 잔류염소농도 감소, 금속재질 용출, 침전물 및 미생물 발생 등이 해당한다.

이에 △액상에폭시·유리·스테인리스강·PE·SMC 등의 저수조 내면 라이닝 △저수조 수질 모니터링 △저수조 청소 및 위생상태 점검 등의 관리기술이 고려된다. 「수도시설의 청소 및 위생관리 등에 관한 규칙」 제6조(청소 및 위생점검)에 의하면 저수조 청소 및 위생상태 점검은 6개월마다 1회 이상 실시, 위생상태 점검은 매월 1회 이상 실시되어야 한다.

고도정수처리수를 소비자에게 수질 악화 없이 안전하게 공급하기 위해서는 상수도관로의 지속적인 유지관리가 필요하다. 이전에는 정수장 관리가 큰 주목을 받아왔으나 앞으로는 관로에 대한 관리도 지속적으로 이뤄져야 한다.

현재 송·배·급수관에 대한 노후관(불량관)의 개량이 많은 부분 진행된 상태에서 수돗물의 수질을 안전하게 관리할 수 있는 경제적인 방법은 세척 및 세관공법이다. 그러나 송·배·급수관의 세척 및 세관 공법 시행에 대한 법적 근거기준은 미흡한 상태로 관련법규 조사 및 검토를 통한 개정안이 마련되어야 한다.
수돗물의 수질은 최종적으로 저수조와 옥내급수관의 관리상태에 영향을 받으므로 급수시설 위생상태 관리기준 등 관련 법규 및 지원제도를 개선해야 한다.

관리상의 책임, 청소 및 위생점검 등 급수설비는 유지관리 관련 의무 규정을 강화해 수돗물 공급과정에서 발생하는 수질변화를 최소화하도록 법적 조치를 강화할 필요가 있다. 고도정수처리로 깨끗해진 수돗물을 시민들이 걱정 없이 음용할 수 있도록 많은 노력이 요구된다. 

▲ 수돗물의 수질은 최종적으로 저수조와 옥내급수관의 관리상태에 영향을 받으므로 급수시설 위생상태 관리기준 등 관련 법규 및 지원제도를 개선해야 한다.