환경관리공단은 하수도 관리·운영의 선진화를 위해 2008년 5월 22일 무주리조트에서 전국 하수도 공무원을 비롯해 학계, 연구계, 기업체 관계자 등 600여명이 참석한 가운데 ‘2008년도 하수도연찬회’를 개최했다.

 

 

▲ 하종인(대구시 환경시설공단 팀장)

대구광역시 환경시설공단에서 운영하고 있는 신천하수처리장은 1993년 하루 35만 톤 처리 규모의 하수처리시설로 준공됐다. 그러다 2000년 대구시 환경시설공단이 설립된 이후 2002년 하루 98톤을 처리하는 음식물쓰레기 병합처리시설이 준공되면서 2005년에는 102톤/일의 처리시설로 증설됐다.

하수처리는 유기물 제거 위주의 공법으로 진행되고 있다. 이를 위해 질소와 인 제거의 고도처리를 위해 혐기-무산소-호기 조합공법이 사용되고 있다. 음식물쓰레기 처리는 먼저 각 가정에서 분리 수거된 음식물쓰레기를 수거차량에 의해 호퍼로 투입시키고 호퍼에서는 회전 속도에 따라 일정량씩 선별기로 이송시킨다.

그 다음 선별기에서 음식물 쓰레기와 이물질이 선별된 음식물 쓰레기를 파쇄기로 보낸 뒤 파쇄된 음식물 쓰레기를 1차 저장조에 저장했다가 혐기소화조로 이송시키는 과정을 거친다.

유입수질 과도한 상승 문제점

신천사업소는 2005년 음식물쓰레기 병합처리장 증설 이후 많은 어려움에 직면했었다. 먼저 유입수질이 과도하게 상승해 문제를 불러 일으켰다. 증설 전의 여액 이송량 106톤/일이 증설 후 326톤/일로 두 배 이상 증가한 것이다.

또 폭기조 내 활성오니량(MLSS)의 상승으로 잉여슬러지 배출량이 급증했으며, 계열별 유입수질이 불균등해져서 전체적인 처리장 관리에 도 어려움이 뒤따랐다. 본래 음식물쓰레기 여액(불순물을 걸러낸 물)은 유기물농도(VSS)가 높아 침강성이 불량하다. 이 때문에 적기에 배출되지 않은 물질이 최초 침전지에 지속적으로 적체되고 농축조의 효율이 떨어져 고농도 반송수로의 유입수질이 악화된다.

아울러 여액 내 이물질로 인한 각종 배관 폐쇄, 기기시설 마모 촉진, 슬러지 소화조 및 저류조 등 슬러지 처리 시설 내 적체 등 하수처리시설의 장애가 발생했고 음식물쓰레기의 이송시간인 오전 7시부터 오후 10까지 처리시간 내 집중 이송에 따른 부하 불균등을 초래하기도 했다.
음식물쓰레기 병합처리장을 운영에 있어서도 가수분해조 및 산발효조 내 스컴(찌꺼기), 고형물 적체로 운영이 원활하지 못했으며 음식물쓰레기 특성상 기기 시설의 마모 및 잦은 고장이 발생하는 것도 문제였다.

지난해부터 수질오염총량제 시행으로 방류수질 기준이 강화됐다. 대구시의 할당부하량(BOD기준)은 하루 당 2천103.5kg으로 하루 기준 농도는 4.34mg/L, 유입량은 48만4천891㎥이다. 신천사업소 하수처리장은 음식물 쓰레기 병합처리장 시설 증설로 배출량이 하루 당 98톤 방류에서 200톤으로 상승하면서 음식물쓰레기 병합처리장 운영에 애로사항이 많아짐에 따라 음식물 쓰레기 여액 처리방안이 강구됐고 그 결과 ‘병합처리시설 용량 증대’, ‘소화조 균등 이송 처리’등이 개선책으로 채택됐다.

 

▲ 대구시 신천하수처리장은 음식물쓰레기 하수병합처리 방법 변경을 통해 하수처리장 수질을 월등히 개선한 것은 물론 하수처리비용도 연간 11억5천600만 원을 절감하고 있다.

이에 따라 음식물쓰레기 여액의 하수병합처리방법과 음식물쓰레기 병합처리 시설에 대한 개설작업이 진행됐다. 먼저 전처리 후 하수처리장 침사지로 이송되던 것을 전처리 후 하수처리장 소화조로 균등하게 이송시켰다.

침사지에서 처리된 하수는 최초 침전지를 거치기 전에 유입펌프를 지나게 되는데 침사지에서 제대로 하수처리가 되지 않으면 펌프 속으로 돌, 모래 등이 들어갈 위험이 있다. 따라서 이것을 소화조로 균등 이동하도록 조치했으며 음식물쓰레기 여액 안의 이물질 처리시설에 원심탈수기를 설치, 처리시설을 보완토록 했다.

하수병합처리는 이송시설이 미비한 점을 고려해 소화조로 정량 투입하는 시설을 설치했으며 가수분해 및 산발효 공정으로 운영하던 방식은 중지시키고 그것을 저류조로 대체 활용토록 했다.

유입수질 안정화 등 개선효과

개선 조치 후에 몇 가지 효과가 나타났다. 먼저 과도하게 상승한 유입수질이 안정됐다. 이로써 생물반응조의 적정한 유지관리가 가능하게 돼 잉여 슬러지량이 하루 4천496㎥에서 2천219㎥로 절반 가량 감축됐다.

방류수질도 개선돼 생물화학적 산소요구량(BOD)이 지난해 3.4mg/L에서 1.8mg/L로 줄었으며 부유물질량(SS)도 4.4mg/L에서 3.5mg/L로 줄어들었다. 그 결과 오염총량제 시행 기준의 일일 배출량 2천103.5kg를 초과한 날이 지난해는 총 91일이었으나 올해 2007년 9월까지는 하루도 할당부하량을 넘기지 않게 됐다.

이런 결과로 연간 탈수케이크 처리비용 9억1천900만 원 절감, 고분자응집제 투입비용 2억1천300만 원 절감, 음식물쓰레기 병합처리장 가온용 연료 2천400만 원 절감으로 하수처리 비용이 총 11억5천600만 원이 절감되는 효과를 누릴 수 있게 됐다.

대구시는 앞으로 질소, 인 처리효율을 위해 최초 침전지 운영지수를 감소하거나 응집제 투입, 생물반응조 운영방법 개선 등의 대책을 강구해나갈 방침이다. 아울러 음식물쓰레기 여액의 소화조 투입으로 인한 소화조 운영상 문제점을 지속적으로 관찰, 안정적인 운영방안을 모색해 나갈 것이며, 소화가스를 이용한 가스발전기 설치 운영 등의 효율적인 활용방안을 찾아나가도록 할 계획이다.