[논문]합류식 하수도의 악취발생 실태 연구

길경익; 신건철; 임지열

합류식 하수도의 악취발생 실태 연구
Investigation of odor Release from Combined Sewer 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.10 no.6, 2010년, pp.185 - 191

길경익 (서울과학기술대학교 건설공학부) , 신건철 (서울과학기술대학교 토목공학과, 서울 시청 물관리국 물재생계획과 물재생환경팀) , 임지열 (서울과학기술대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 합류식 하수도에서 발생하는 악취에 대해 연구하였다. 도심 지역 합류식 하수도와 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설로 나누어 연구를 진행 하였다. 각 각에 대해 특징을 갖는 지역을 선정하여 모니터링을 실시하였다. 도심 지역 합류식 하수도의 경우 황화합물에 대한 실시간 모니터링과 더불어 복합악취 분석을 하였다. 도심 지역의 합류식 하수도 악취는 이동 유동 인구의 변화와 정화조 유출수에 영향을 받았다. 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 경우 정화조 유출수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 합류식 하수도의 주요 악취 유발 물질은 황화수소와 메틸머캅탄 등의 황화합물로판명되었다. 합류식 하수도의 악취 저감을 위해서는 정화조 유출수에 대한 개선 및 황화합물 발생 억제를 위한 대책이 필요할 것이라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigates the odor from combined sewer in urban areas and major odor-causing facilities. Monitorings are conducted in specific areas that have representative characteristics. In combined sewer in urban areas, the real-time monitorings on sulfur, complex odor and specified odor are conducted. And in major odor-causing facilities, the real-time monitorings on complex odor, specified odor are conducted. Odor from combined sewer in urban area is affected by the changes on floating population and the effluent of the septic tank. Also major odor-causing facilities are largely affected by the effluent of the septic tank. The major odor-causing substances are found to be hydrogen sulfide($H_2S$) and methyl mercaptan. To reduce the odor from combined sewer, improvement of effluent from the septic tank and reduction of sulfur compounds have to be done.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 서울 주변 하수악취저감업무를 추진하는 과정에서 취득한 자료를 토대로 합류식 하수도의 악취를 유발하는 하수도시설에 대하여 악취발생실태를 조사하는 한편 각종 조사·연구 자료를 통하여 관련 자룔를 수집하여 조사·분석·연구 하였다.
본 연구에서는 합류식 하수도의 하수악취가 심한 지역에 대한 악취발생 실태를 측정 및 분석하였으며 연구결과 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다. 서울 도심 각 지역의 악취 발생 특성으로 상가밀집지역은 주변 상가 개·폐점과 연관되어 악취 농도가 증감하였다.
본 연구에서의 도심지역 합류식 하수도 악취 발생, 기타 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 악취 발생에 대한 측정을 실시하였다. 도심 지역 합류식 하수도 악취 발생 측정 장소로는 A지역 (상가밀집지역), B지역 (대형 빌딩 밀집지역), C지역 (음식점 및 상가 혼합지역), D지역 (음식점 및 주거 혼합지역)으로 서로 다른 특성을 갖는 4곳을 선정하여 모니터링을 실시하였다.

제안 방법

Table 3은 도심 4개 구간 A ~ D 지역 하수관로에 대하여 복합악취 및 악취규0제물질 5종에 대한 기기분석 결과를 나타내었다. A ~ D 지점에 대한 실시간 모니터링과 병행하여, 공정시험방법에 따라 공기 희석 관능법에 의한 복합악취와 암모니아 및 황화수소, 메틸머캅탄, 다이메틸설파이드 그리고 다이메틸다이설파이드 등 5종의 악취규제물질에 대해 기기 분석을 실시하였다. 분석결과 동일 장소에서도 측정값이 매우 다른 것을 볼 수 있으며, 이는 악취의 순간적 발생 특성을 잘 보여준다고 사료된다.
두 연구의 공통된 분석 방법은 황화합물에 대한 실시간 모니터링과 공정 시험법에 의한 복합 악취·지정악취 물질에 대해 기기분석을 실시하였다.
또한 악취의 채취는 시간·기상여건·지형에 영향을 받으므로 동일한 조건 하에 채취를 실시하였다.
복합 악취·지정 악취 물질 분석은 황화수소·메틸머캅탄·황화메틸·이황화메틸 등 합류식 하수도의 주요 악취 발생 물질을 대상으로 기기 분석을 실시하였다.
Table 5은 우이천과 중랑천 하수도 토구(BOX)중 비교적 규모가 큰 우수토실에 대하여 악취강도를 조사한 결과이다. 악취 측정은 토구 앞 대기 중과 가림막이 설치된 BOX내부에서 실시하였다. 우이천 및 중랑천 하수도 토구(BOX)앞 대기 중에서 6회 측정결과 희석배수 6~30배(평균 12.
두 연구의 공통된 분석 방법은 황화합물에 대한 실시간 모니터링과 공정 시험법에 의한 복합 악취·지정악취 물질에 대해 기기분석을 실시하였다. 황화합물에 대한 실시간 모니터링은 총 환원성 황화합물 자동 측정기 (TRS, Total Reduced Sulfur, 제조사 : Teledyne API, 제품 : M102E TRS Analyzer)를 이용하여 분석하였다. TRS 분석기는 자외선 형광법 (UV Fluorescence) SO2 측정기를 이용한 것으로 측정기 내부로 유입되는 샘플 가스 중에 포함된 환원성 황 화합물들을 열 산화시켜 SO2로 변환시키고 자외선과 접촉시켜 발생하는 빛의 강도로 샘플 가스 중의 SO2의 농도를 측정하는 장비이다.

대상 데이터

Table 1에서는 측정 장소 4곳에 대한 특성을 설명하였다. 더불어 기타 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 측정 장소는 E지역 (복개 하천), F지역(하수도 토구 및 우수토실), G지역(계곡부 초기관거)으로 선정하였다. Table 2는 기타 합류식 하수도 악취 발생 시설 조사 지점의 특성을 나타내었다.
본 연구에서의 도심지역 합류식 하수도 악취 발생, 기타 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 악취 발생에 대한 측정을 실시하였다. 도심 지역 합류식 하수도 악취 발생 측정 장소로는 A지역 (상가밀집지역), B지역 (대형 빌딩 밀집지역), C지역 (음식점 및 상가 혼합지역), D지역 (음식점 및 주거 혼합지역)으로 서로 다른 특성을 갖는 4곳을 선정하여 모니터링을 실시하였다. Table 1에서는 측정 장소 4곳에 대한 특성을 설명하였다.

성능/효과

3(a)와 (b)는 C지역 1분, 5분 간격 평균 악취측정 결과이다. 1분간 데이터를 볼 때, 순간적으로 증가하는 값을 제외하고는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 1월 28일 22시 20분~30분 사이 TRS 농도가 1000 ppb 이상 증가하는 특이한 형태로 측정되었는데, 지속 시간이 10분 이상 나타나지 않는 것으로 보아 외부에서 쓰레기 및 이물질이 투기되었을 것으로 보인다.
B지역의 시료를 제외하면 복합악취 희석배수 10~144배로 평균 희석배수는 54배로 나타났다. 기기분석법에 의한 지정악취물질의 측정결과 암모니아의 경우 배출허용기준 1 ppm이상으로 측정된 시료는 총 4회가 초과하였으며 기여도가 높지 않았으나, 황 화합물의 경우 총 25개 시료 중 황화수소(H₂S)는 4개 시료만 배출허용기준 20 ppb 범위 이내이고 나머지 21개 시료에서 30 ppb 이상으로 차이가 크게 나타났다. 메틸머캅탄의 경우 4개 시료만 배출허용기준 2 ppb 이내이고, 나머지 21개 시료에서 최대 540 ppb 까지 매우 큰 차이를 보이고 있다.
도심 4개 구간 하수관로의 주요 악취 유발 물질은 황계열로 판명되었고, 그중 황화수소(H2S)·메킬머캅탄 등 저급 황화합물이 하수도 악취를 유발하는 주요 화합물로 판명되었다.
또한, 저녁 시간·오후 시간에 TRS 농도가 높게 발생했고, 오전 시간·새벽 시간 TRS 농도는 낮게 나탔으며, 일정 주기를 반복적으로 나타내고 있다.
Table 4은 복개하천 구간에 대한 복합악취 측정 결과이다, 복개구간 주변에는 아파트단지와 상가지역이 혼재되어 있고, 대형 아파트단지의 정화조오수가 복개하천으로 유입된다. 복개하천 구간 8개 지점에 대한 3회의 악취측정결과 총 조사 수 24개중 17개 시험결과 희석배수 3~67배 (평균 19배)로 비교적 낮게 나타났으나 7개 시료에서 100~300배(평균 160배)로 높게 나타났다. 이는 정화조 배출수와 복개구간 끝단의 전폭 차집구간에서 하수의 낙차로 인하여 악취가 발생한 것으로 판단된다.
악취 측정은 토구 앞 대기 중과 가림막이 설치된 BOX내부에서 실시하였다. 우이천 및 중랑천 하수도 토구(BOX)앞 대기 중에서 6회 측정결과 희석배수 6~30배(평균 12.8)로 부지경계 배출기준 15배 이하이며, 하수도 토구 (BOX) 내부에서 6회 측정한 결과 희석배수 14배~144배(평균 59배)로 나타났다. 이 결과 하수도 토구 대기 중 보다 (BOX) 내부에서 악취가 많이 발생하고 있음을 보여주며, 토구 앞 가림막에 의한 악취저감 효과가 뛰어난 것으로 분석되었다.
메틸머캅탄의 경우 4개 시료만 배출허용기준 2 ppb 이내이고, 나머지 21개 시료에서 최대 540 ppb 까지 매우 큰 차이를 보이고 있다. 이 결과 조사대상지점의 주요 악취물질은 황 계열임을 보여주는 것이며 특히 황화수소(H₂S) 혹은 메틸머캅탄 등의 저급 황 화합물 등이 하수도 악취를 유발하는 주요 화합물인 것으로 분석되었다. B지역의 시료에서 복합악취, 황 화합물이 높게 분석된 것은 정화조 오수배출수의 영향인 것으로 분석 된다.
8)로 부지경계 배출기준 15배 이하이며, 하수도 토구 (BOX) 내부에서 6회 측정한 결과 희석배수 14배~144배(평균 59배)로 나타났다. 이 결과 하수도 토구 대기 중 보다 (BOX) 내부에서 악취가 많이 발생하고 있음을 보여주며, 토구 앞 가림막에 의한 악취저감 효과가 뛰어난 것으로 분석되었다.
하수의 흐름이 하수관거 구배가 비슷하여 대로변 쪽으로도 하수의 일부가 흘러 나가고 있다. 이러한 이유로 D지역은 다른 지역에 비해 상대적으로 결과값이 낮았으며, 주로 악취 발생시간은 0시 전후와 21시 전후로 나타났다. 특히 16일은 다른 요일에 비해 악취 농도가 100 ppb 이하로 상대적으로 낮게 나타났다.
또한, 저녁 시간·오후 시간에 TRS 농도가 높게 발생했고, 오전 시간·새벽 시간 TRS 농도는 낮게 나탔으며, 일정 주기를 반복적으로 나타내고 있다. 특히 사용인구 활동이 제일 많은 21시에 악취가 높게 발생했으며 지속시간도 1시간 이상 유지되어 나타났다. Fig.

후속연구

이는 산지 주변 아파트 단지가 공기가 쾌적할 것이라는 일반적인 예상과는 다른 결과로 이에 대한 적절한 대처 방안이 논의 되어야 할 것이다. 또한 임시적인 악취 저감 방안으로는 고농도의 악취가 발생하는 지점에 대해 하수관거 준설 및 물청소 등도 대안이 될 수 있을 것이다. 하수시설인 복개하천·하수도 토구 및 우수토실, 계곡수 유입부 초기관등에 대해 이미 발생된 악취를 저감시키기는 매우 어려우므로 밀폐화하여 취기를 차단·공기에 의한 희석방법을 강구해 볼 수 있을 것이다.
추후 계속되는 연구를 통하여 악취 발생 원인·물질을 조사하고, 발생된 악취를 효율적으로 저감 시킬 수 있는 대안을 강구해야 할 것이다.
추후 계속되는 연구를 통하여 악취 발생 원인·물질을 조사하고, 발생된 악취를 효율적으로 저감 시킬 수 있는 대안을 강구해야 할 것이다.합류식 하수도의 근본적인 악취 저감 방안으로 우선적으로 하수관로로 유입되는 정화조 유출수에 대해 하수처리와 연계한 수질 개선 방안 등 추후 연구를 통해 개선을 해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	합류식하수도는 어떤 시스템인가?	이는 2009년 기준 서울의 하수도 총 연장 10,283 km 중 86%인 8,818 km 가 합류식 하수도로 되어있는 것으로 확인할 수 있다. 합류식하수도는 오수와 우수를 하나의 관거로 배제하는 시스템으로 계획우수량의 영향을 많이 받게 된다. 이로 인해 청천 시 적은 량의 오수만 흐르게 되어 유속 저하·퇴적물 축적·부패 등에 의해 악취가 발생되기 쉽다.
	합류식 하수도에서 발생하는 악취에 대해 연구했을 때 그 결과는?	도심 지역 합류식 하수도의 경우 황화합물에 대한 실시간 모니터링과 더불어 복합악취 분석을 하였다. 도심 지역의 합류식 하수도 악취는 이동 유동 인구의 변화와 정화조 유출수에 영향을 받았다. 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 경우 정화조 유출수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 합류식 하수도의 주요 악취 유발 물질은 황화수소와 메틸머캅탄 등의 황화합물로판명되었다. 합류식 하수도의 악취 저감을 위해서는 정화조 유출수에 대한 개선 및 황화합물 발생 억제를 위한 대책이 필요할 것이라 판단된다.
	복개하천의 악취발생 특징은?	복개하천의 악취발생 특징은 내부에 차집관로가 없는 경우에 하수가 하천 내 전 폭으로 흐르게 되어 대규모 하수노출로 악취가 발생하며, 복개부 끝단 전폭으로 차집 되는 구간에서는 생활악취가 낙차를 가지고 유입되면서 악취가 발생한다(서초구, 2009). Table 4은 복개하천 구간에 대한 복합악취 측정 결과이다, 복개구간 주변에는 아파트단지와 상가지역이 혼재되어 있고, 대형 아파트단지의 정화조오수가 복개하천으로 유입된다.

참고문헌 (16)

김갑수 (2007) 도로변 빗물받이 악취해소방안, 서울시정개발연구원.
김갑수 (2007) 도로변 빗물받이 악취해소방안, 서울시립대학교환경 공학부 악취측정 시험성적서.
김정웅 (2007) 서울시 물재생센터 부지경계 장기 악취조사를 통한 처리시설 개선.
김현욱 (2009) 서울시 하수관거 악취저감제 효과검증을 위한 제반 시험결과 및 평가.
박상진 (2005) 제2회 악취관리연찬회 자료, 환경부, 환경관리공단.
박충현 (2002) 환경위생공학, 동명사.
심화식 (2005) 발생에서 최종처리까지-오수.분뇨 정화조관리매뉴얼, 사단법인 한국환경청화협회.
심화식 (2009) 서울시하수악취저감 TFT 발표자료.
조용모 (2009) 정화조에서 배출되는 하수관악취 저감방안 연구.
이장훈, 강선홍 (2007) 대규모 아파트 단지주변 하수관로의 악취 발생과 대책 I, II: 주거지역 하수관로의 악취원인과 대책, 대한상하수도학회 논문집, 대한상하수도학회, 제21권 5호, pp. 621-629, 631-639.
최성우 (2005) 악취오염개론, 동화기술교역.
최의소 (2005) 상하수도 공학, 청문각.
서울시하수도통계자료 (2009).
서울특별시 통계연보 (2006).
서초구 (2009) 냄새저감시설설치 타당성 및 기본설계보고서.
환경부 (2003) 악취관리편람, 진선출판사.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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