오수 자동 모니터링 시스템 관리
 
오수 배출구에 대한 규범화는 오염물질의 총 방출량을 보다 효과적으로 제어하고 환경보전에 따른 집행 행위를 규범화하기 위한 기초적인 사업 중의 하나로서 환경감독 및 집행 행위를 보다 강화하고 감찰관리 수준을 제고시키며 오염물질 배출의 과학화, 정량화를 구현할 수 있는 효과적인 방법이다. 1995년에 국가환보총국에서 배출구에 대한 규범화 관련 시험사업을 추진한 이후, 각 지역은 관할구역 내의 배출구 상황에 대한 보다 세밀한 조사작업을 추진함과 동시에 통일적인 관리를 실시, 기업에 검사와 샘플링 및 계량이 용이하도록 하는 원칙에 따라 배출방식을 규범화할 것을 요구하였으며 배출구 관련 서류를 기록하고 중점 오염원에는 자동 모니터링 설비 등의 장치를 설치, 온라인 상태로 연결시킴으로써 오염원에 대한 과학적이고 통일적인 관리를 추진하였다.

 

환경관리 사업을 한층 강화하고 오염물질에 대한 총량제어 요구를 실시함에 따라 오염물질 배출 기관의 오염물질 배출 규율과 배출량에 대한 보다 상세한 파악이 필요하다. 이는 오염물질 배출기관의 배출구에 오염물질 자동 모니터링 장치를 설치할 것을 요구하는 것이며 오수 자동모니터링 시스템은 유량계, 등비례(equi-proportional) 샘플링 기기, 자동 모니터링 설비 및 전송 시스템 등 4개 부분으로 구성된다.

 

가. 오수 자동모니터링 시스템의 구성

 

1) 오수 유량계: 현재 가장 보편적으로 사용하고 있는 유량계는 초음파 명거(明渠) 오수 유량계이다. 이러한 유량계는 weir notch와 결합하여 사용해야 하며 초음파를 이용하여 오수 유속을 측정할 수 있고 누적 유량을 계산해낼 수 있으며 주로 자체에 유출배수 여건을 구비한 수로, 관개구, 공장, 도시 오수 배수구 파이프 내의 유량의 측량에 사용된다.

 

2) 등비례 샘플링 기기: 등비례 샘플링 기기는 시간이나 오수유량의 비례에 따라 샘플을 수집하며 오염물질 농도의 집중적인 측정에 사용되는 장치로서 통상 유량계와 오염물질의 자동 모니터링 설비를 결합하여 사용한다. 현재는 적게 사용하는 편이나 오수의 불연속적인 배출, 오염물질의 농도변화가 비교적 큰 오염원, 일정한 비율로 샘플을 수집하여 측정할 경우, 오염원 현황을 보다 정확하게 반영할 수 있는 장점이 있다.

 

3) 오염물질 자동모니터링 장치: 이 장치는 화학, 전기화학이나 생물학원리를 이용하여 오수중의 COD, PH, 암모니아 질소 및 TOC 등을 측정할 수 있고  산업컨트롤러(工控機), PLC 등을 통해 데이터를 연산, 기록 및 업로드한다.

 

4) 전송 시스템: 전송시스템은 주로 케이블 및 무선 등 두 가지 방식으로 나뉘며 케이블 방식은 주로 전화라인을 이용하여 변조/복조기, 어댑터 등 설비를 통해 데이터를 모니터링센터로 전송한다. 무선방식은 GSM이나 CPRS을 이용하여 데이터를 전송한다. 케이블 방식은 포인트 투 포인트(PTP)의 연결에만 사용 가능하며 연결 효율이 떨어지고 시간이 길며 비용이 높은 등의 문제점이 존재하는데 반해 무선 방식은 모든 모니터링점(點)을 동시에 연결 가능하며 “언제 어디서나 온라인 상태”를 구현할 수 있는 동시에 전송효과가 양호하고 비용이 저렴한 등의 장점을 갖고 있다. 따라서 무선전송은 현재 가장 이상적인 전송방식이라고 말할 수 있다.

 

오염물질 자동모니터링 장치는 중국에서 현재 초보단계이므로 제품품질 및 정확도를 높일 필요가 있으며 관련 제도도 개선해야 한다. 현 단계에서 오염물 자동 모니터링 장치를 설치해야 하는 중요한 의의는 모니터링 장치가 오염물질 배출 상황에 대한 24시간 연속적인 감독 측정이 가능하므로 오염물 배출 기관의 배출규율과 상대적으로 정확한 배출량을 직접 반영할 수 있다는 점이다. 모니터링 장치를 이용한 모니터링 데이터는 일반적인 인공 샘플링 측정에 비해 보다 대표성을 띤다.

나. 오수 자동 모니터링 장치의 선택 및 관리

 

1) 자동 모니터링 장치의 선택: 현재 추진되고 있는 사업에서 보면, 적절한 자동 모니터링 장치의 선택은 중요한 과제이며  모니터링 사업 과정의 어려운 점이기도 하다. 모니터링 장치는 종류가 매우 다양하다.  COD 자동 모니터링 장치의 경우, 추정에 따르면 중국시장에는 현재 제조 및 판매되고 있는   장치만 약 60여종에 달하며 그중 20여종은 국가 관련기관의 인정에 통과된 상황이다. 이러한 제품의 품질, 사후 서비스 및 기술요원들의 수준 등에서 차이점이 존재하며 일부 제품은 품질이 뒤떨어지고 운영이 불안정적인 등 문제점이 존재한다.

 

자동모니터링 장치 선택시, 제품품질과 제조업체의 유지보수 능력에 중점을 두어야 한다. 품질을 보증하는 조건에서 원가가 낮고 유지보수가 간편한 제품을 우선적으로 사용해야 한다. 자동모니터링 장치 제조업체의 기술수준과 생산규모 및 실적 등도 종합적으로 고려하여 선택하는 것이 중요하다.

 

다른 측면으로는, 모니터링장치 선택시, 동일 지역에서 지나치게 많이 선택하지 말아야 하며 2-3개의 분석설비 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 이렇게 되면 상이한 업체의 오염물질 배출 상황에 따라 상이한 유형의 제품을 선택할 수 있다. 또한 동일한 지역에서 2-3개 제조업체의 제품을 집중적으로 사용하여 일정규모를 형성하고 공급업체에 동지역에 기술 서비스 지점을 설치하도록 요구함으로써 모니터링 장치를 장기간 안정적으로 운영할 수 있으며 이는 자동모니터링 장치의 효율적인 운영 관리에  매우 중요하다.

 

2) 등비례 샘플링 기기의 관리 및 사용: 오수 자동모니터링 장치를 실제 사용하는 과정에서 운영원가를 절감하고 설비의 사용수명을 연장하기 위해 일반적으로 불연속 측정에 필요한 물 샘플을 설치한다. 이는 일부 기업들이 측정 간격을 이용하는 기회를 제공할 수 있고 설비가 샘플을 측정할 때에는 오수를 적게 방출하고 측정하지 않을 경우에 허용기준을 초과하여 오염물질을 배출한다.

배출된 모든 오수에 대한 모니터링을 위해 자동 모니터링 장치가 샘플링 전에 등비례 샘플링 기기를 설치할 수 있다. 일반 등비례 샘플링 기기의 사용은 아래 두 가지로 나뉜다.

 

(1) 등비례 샘플링 기기의 샘플링 빈도를 높게 설정(예를 들면 15분에 한번씩 샘플링함)하고 샘플 수집 후, 자동 모니터링 장치를 통해 집중적인 측정을 진행한다.

 

(2) 등비례 샘플링 기기를 오수 유량계와 연결시켜 결합하여 사용하며 유량계의 순간적인 유량이 특정 수치에 도달하면 샘플링하도록 설정하고 샘플을 수집 후, 보존하여 자동모니터링 장치를 통해 집중적으로 측정한다. 자동모니터링 장치가 샘플을 측정한 후, 등비례 샘플링 기기는 다시 샘플을 방출하고  수집하는 등 반복 순환한다.

만약 자동 모니터링 장치가 등비례 샘플링 기기와 배합하여 사용할 경우, 모니터링 장치의 운영원가(하루에 6-24개 샘플수집에서 1개로 감소시킬 수 있음)를 대폭 절감할 수 있고 사용수명을 연장할 수 있으며 보다 효과적으로 기업의 오수 배출 상황을 감독할 수 있다. 

 

3) 자동 모니터링 장치의 운영관리: <오염물질 배출비용 징수관리 사용조례>의 규정에 따라 국가의 강제적 검사측정을 통한 자동모니터링 장치에 의해 측정된 데이터는 환경관리 근거로 응용할 수 있다. 데이터의 정확성 및 유효성을 확보하기 위해 관련 전문 기관에서 자동 모니터링 장치에 사용되는 분석 시제 제조와 일상 유지보수를 담당해야 한다. 따라서 자동모니터링 장치의 운영관리를 책임지는 관련 기구를 설치해야 한다. 동 기구는 높은 기술수준과 능력을 갖추어야 하고 관련 사업을 담당할 수 있어야 하며 일정한 자질도 구비함으로써 데이터의 정확성과 유효성을 확보해야 한다. 또한 신용이 있어야 하며 데이터의 공정성을 보증해야 한다. 동 기구의 정상적인 사업추진을 확보하기 위해 소요 경비를 보장해 주어야 한다.

다. 오수 자동모니터링 장치의 온라인 및 데이터 전송

오염원에 대한 자동모니터링을 구현하려면 측정계량 장치를 설치해야 하는 외에, 신속하고 안정적이며 정확한 통신 전송시스템을 구축해야 한다. 현 단계에서는 무선 전송시스템(GSM/CPRS)을 널리 사용하고 있다.

무선 전송시스템의 장점은 아래 몇 가지 측면에서 표현된다. 첫째, 무선 전송속도가 빠르고 정보량이 크다. 둘째, 조작이 간편하고 인원이 필요 없는 자동 전송이 가능하다. 셋째, 시스템의 안정성으로 인해 데이터 유실 현상이 쉽게 발생하지 않는다.

라. 자동 모니터링 시스템의 비용 관련 문제

자동 모니터링 시스템은 설치에서 정상적인 운행에 이르기까지, 일정한 비용이 소요된다. 전 단계의 설비투자와 스테이션 토목건축 비용은 일차적으로 투입해야 하며 <오염물질 배출 비용 징수관리 사용조례>의 규정에 따라 오염물질 처리 자금에서 지급할 수 있다.  설치후에는 자동 모니터링 시스템의 정상적인 운행에 필요한 비용, 유지보수비용, 시제비용, 전기요금, 인건비 및 통신비용 등을 보장해야 한다. 필자는 환경보전 부문에서 특정자금을 설치하여 지급하거나 기업에서 지급하도록 할 수 있고 환경보전 기관은 일정한 정도의 자금을 지원함으로써 자동 모니터링 시스템의 정상적인 운행을 확보하도록 해야 한다.