[논문]하수처리시설 사례 별 강우발생 유무에 따른 유입수 분석 평가

최랑규; 정진도

doi:10.21729/ksds.2019.12.3.35

[국내논문] 하수처리시설 사례 별 강우발생 유무에 따른 유입수 분석 평가
Analytical Evaluation of Influent Depending on the Occurrence of Rainfall by Case Study of Wastewater Treatment Facility 원문보기

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.12 no.3, 2019년, pp.35 - 49

초록
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현재 한국 내 공공하수처리시설은 2018년 현재 600개 이상 운영 되고 있으며 하수종말처리시설은 법적으로 유입수량이 일일 500톤 이상 설계되어 운영되는 처리시설을 말한다. 마을 하수도는 50톤 이상 500톤 미만 유입되는 소규모 하수처리시설을 의미한다. 그러나 설계유입수량과 수질이 유사한 처리시설은 거의 없다. 이러한 현실은 하수관로의 노후화로 인한 빗물의 유입, 지하수의 침입과 하수관로에 폐수의 무단 투입 등으로 설계유입수량과 수질이 실제 현실과 많이 다른 것은 어쩔 수 없는 현실이다. 본 연구에서는 국내 많은 지역 하수관로 기술진단을 실시한 것 중 대표적 사례 2개소의 하수관로를 선정하여 청천시와 강우시 시간대별 유량 및 BOD 수질분석, 침입수 유량 및 비율 산정을 통해 하수처리시설의 적절한 운영과 하수관로와 그 부속 시설의 노후화 진단평가를 위한 기초자료로 활용하고자 하며, 일일 500톤 이상 공공하수처리시설 유입수 분석을 청천시 주1회 24시간 동안 시간대별 채수 및 분석, 우천시 강우영향일 고려하여 동일시간대 채수 및 분석을 주기적으로 실시하는 것을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Currently in 2018, Korea has over 600 operating sewage disposal facilities. The law requires a sewage treatment plant to treat 500 tons or more of water per day, and a small-decentralized sewage treatment facility in a community to treat 50 tons or more to less than 500 tons of water per day. However, most facilities fulfill neither the quantity nor the quality requirements from the original design for such reasons as inflow of rainwater and ground water due to deterioration of pipelines and unauthorized input of wastewater in the pipelines. The research has selected 2 representative cases among the technical diagnosif sewage pipelines in many regions within the country to use it as the baseline of: hourly flowrate and BOD water quality analysis in both clear and rainy days, proper plant operation through inflow rate and ratio calculation, and diagnostic evaluation for deterioration of the pipelines and their accessary structures. This also suggests facilities that treats 500 tons or more of inflow per day to sample and analyze the water hourly for 24 hours once a week in both clear weather and rainy weather considering the influence of rainfall on a regular basis.

주제어

표/그림 (29)

그림 Fig. 1. Flow Meter Installation
그림 Fig. 2. Rainfall and flow rate curve at point A in AA City
표 Table 1. Rainfall and flow rate analysis at point A in AA City
그림 Fig. 3. BOD Curves at the same time on the sunny day and the rainy day at point A in AA City
표 Table 2. Comparing BOD at the same time on the sunny day and the rainy day at point A in AA City
표 Table 3. Comparing of flow rate on the sunny day and the rainy day at point A in AA City
그림 Fig. 4. Curves of flow rate at the same time on the sunny day and the rainy day at point A in AA City (Oct.5,2018)
그림 Fig. 5. Curves of flow rate at the same time on the sunny day and the rainy day at point A in AA City (Oct.6,2018)
그림 Fig. 6. Curves of flow rate at the same day on the sunny day and the rainy day at point A in AA City
그림 Fig. 7 Night time domestic flow rate graph at point A in AA City
표 Table 4. Calculation of infiltration rate by daily average·minimum flow rate-water quality evaluation Method at point A in AA City
표 Table 5. Rainfall and flow rate analysis at point B in AA City
그림 Fig. 8. Rainfall and flow rate curve at point B in AA City
표 Table 6. Comparing BOD at the same time on the sunny day and the rainy day at point B in AA City
그림 Fig. 9. BOD Curves at the same time on the sunny day and the rainy day at point B in AA City
그림 Fig. 10. Curves of flow rate at the same time on the sunny day and the rainy day at point B in AA City (Oct.5,2018)
표 Table 7. Comparing of flow rate on the sunny day and the rainy day at point B in AA City
그림 Fig. 11. Curves of flow rate at the same time on the sunny day and the rainy day at point B in AA City (Oct.6,2018)
그림 Fig. 12. Curves of flow rate at the same day on the sunny day and the rainy day at point B in AA City
표 Table 8. Calculation of infiltration rate by daily average·minimum flow rate-water quality evaluation Method at point B in AA City
그림 Fig. 13. Night time domestic flow rate graph at point B in AA City
그림 Fig. 14. Rainfall and flow rate curve at point C in BB City
표 Table 9. Rainfall and flow rate analysis at point C in BB City
그림 Fig. 15. BOD Curves at the same time on the sunny day and the rainy day at point C in BB City
표 Table 10. Comparing BOD at the same time on the sunny day and the rainy day at point C in BB City
표 Table 11. Rainfall and flow rate analysis at point D in BB City
그림 Fig. 16. Rainfall and flow rate curve at point D in BB City
표 Table 12. Comparing BOD at the same time on the sunny day and the rainy day at point D in BB City
그림 Fig. 17. BOD Curves at the same time on the sunny day and the rainy day at point D in BB City

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 국내 많은 지역 하수관로 기술진단을 실시한 것 중 대표적 사례 2개소의 하수관거(AA시 : 전형적인 지방 중규모 도시지역, BB시 : 공장지대 하수처리구역)를 선정하여 청천시와 강우시 시간대별 유량 및 BOD수질 변화, 침입수 유량 및 비율을 산정을 통해 하수처리시설의 적절한 운영과 하수관로와 그 부속 시설의 노후화 진단 평가를 위한 기초 자료로 활용하고자 하였으며, 분석결과는 아래와 같다.
본 연구에서는 국내 많은 지역 하수관로 기술진단을 실시한 것 중 대표적 사례 2개소의 하수관거(AA시 : 전형적인 지방 중규모 도시지역, BB시 : 공장지대 하수처리구역)를 선정하여 청천시와 강우시 시간대별 유량 및 BOD수질 변화, 침입수 유량 및 비율을 산정을 통해 하수처리시설의 적절한 운영과 하수관로와 그 부속 시설의 노후화 진단 평가를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.

가설 설정

강우일의 전일과 강우 영향일의 후일의 유량 자료와 해당 요일의 청천일 자료를 비교하여 잔차(±)값이 최소가 되도록 청천일 자료에 가감한다. 가감한 양은 기존 청천일 유량의 5%가 넘지 않아야 한다. 강우일 및 강우영향일의 자료와 보정된 청천일 자료를 비교하여 그 차이값을 유입수로 산정한다.
공공하수도는 하수처리시설과 하수관로, 배수설비, 간이 공공하수처리시설, 개인 하수처리시설 등 하수와 분뇨를 처리하기 위한 공작물 전체를 의미한다. 하수처리시설로 유입되는 설계된 수질과 유량은 실제 유입되는 수질과 유량이 대부분의 하수처리시설에서 상이 하고 우천시에 유입되는 유량과 수질은 강우량과 강도에 따라 동일 하수처리시설내에서 조차 매우 다른 것이 현실이다.

제안 방법

일반적인 하수에 침입수나 유입수가 발생하는지를 판단하기 위하여 청천일과 강우일이 포함된 기간 동안 유량 및 수질 조사를 시행한다. 조사 대상 지역이 넓을 경우 유효한 상세조사구간을 특정할 수 있도록 블록 단위 또는 관로노선 단위로 분할 측정한다.
청천일 2일, 강우일 1일간 2시간 간격으로 24시간 채수하여 청천일과 강우일의 시간대별 농도변화를 비교하고 유입수 유입여부를 판단한다. 채수 시 grab sampling{일정 시간 간격으로 독립적인 도구에 시료채취를 수행하는 단일시료(환경부, 산업폐수 관리체계 개선연구, 2003)}을 원칙으로 시료 채수를 수행토록 하며, 채수 관로 하부의 퇴적물이 혼입되지 않도록 주의한다.

이론/모형

채수 시 grab sampling{일정 시간 간격으로 독립적인 도구에 시료채취를 수행하는 단일시료(환경부, 산업폐수 관리체계 개선연구, 2003)}을 원칙으로 시료 채수를 수행토록 하며, 채수 관로 하부의 퇴적물이 혼입되지 않도록 주의한다. 채수한 시료의 이동 및 보존, BOD분석은 수질오염 공정시험기준 및 Standard Method 등에 준하여 수행한다.

성능/효과

결론적으로 AA시와 BB시의 하수관로 진단 예제를 분석 결과, 일일 500톤 이상 공공하수처리시설 유입수 분석을 청천시 주1회 24시간 동안 시간대별 채수 및 분석, 우천시 강우영향일 고려하여 동일시간대 채수 및 분석을 주기적으로 실시하여 하수처리시설의 적절한 운영과 하수관로와 그 부속 시설의 노후화 진단 평가를 정밀하게 실시할 수 있을 것으로 판단된다.

후속연구

이 조사지점은 공장폐수의 유입가능성으로 예측되며 만약 하수처리시설 방류수가 한강으로 유입되고 있는 서울 인근 중규모 도시지역으로 하수관로가 노후화 될 경우 지하수를 오염시키거나 심각한 수질오염 사고를 일으킬 가능성이 있다. 따라서 하수관로와 마찬가지로 하수처리시설 유입수를 동일한 방법으로 분석하게 되면 공장폐수 유입에 대한 대책을 적극적으로 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	마을 하수도란 무엇인가?	현재 한국 내 공공하수처리시설은 2018년 현재 600개 이상 운영 되고 있으며 하수종말처리시설은 법적으로 유입수량이 일일 500톤 이상 설계되어 운영되는 처리시설을 말한다. 마을 하수도는 50톤 이상 500톤 미만 유입되는 소규모 하수처리시설을 의미한다. 그러나 설계유입수량과 수질이 유사한 처리시설은 거의 없다.
	설계시의 설계유입수량과 수질은 왜 현실과 일치하지 않는가?	그러나 설계유입수량과 수질이 유사한 처리시설은 거의 없다. 이러한 현실은 하수관로의 노후화로 인한 빗물의 유입, 지하수의 침입과 하수관로에 폐수의 무단 투입 등으로 설계유입수량과 수질이 실제 현실과 많이 다른 것은 어쩔 수 없는 현실이다. 본 연구에서는 국내 많은 지역 하수관로 기술진단을 실시한 것 중 대표적 사례 2개소의 하수관로를 선정하여 청천시와 강우시 시간대별 유량 및 BOD 수질분석, 침입수 유량 및 비율 산정을 통해 하수처리시설의 적절한 운영과 하수관로와 그 부속 시설의 노후화 진단평가를 위한 기초자료로 활용하고자 하며, 일일 500톤 이상 공공하수처리시설 유입수 분석을 청천시 주1회 24시간 동안 시간대별 채수 및 분석, 우천시 강우영향일 고려하여 동일시간대 채수 및 분석을 주기적으로 실시하는 것을 제안한다.
	하수처리시설 유입수 채수 방법으로 진단을 내리기 힘든 이유는 무엇인가?	환경부 공공하수도시설 운영 관리 업무지침에 따르면 “시료 채취시기는 강우시 우수가 유입되거나, 하수 및 폐수발생이 적은 시간대(야간)의 하수가 유입 처리되어 방류되는 시간은 배제하고, 정상적으로 유입 또는 처리되는 시간대를 고려하여 채취하여야 한다.” 또한 일일 500톤 이상 공공하수처리시설은 매일 1회 BOD, COD, SS, TN, TP를 수질검사를 실시하도록 되어 있으며 수질비교를 설계수질과 비교하는 것으로 하수관로와 그 부속시설 상태 정밀조사여부를 판단하는 근거로 삼고 있으나 이러한 판단은 고도의 기술과 경험을 지닌 엔지니어나 할 수 있다.

참고문헌 (5)

Choi, C. S., Bang, K. W., and Lee, J. H. (2018). An Investigation Analysis of Inflow and Infiltration into Combines Sewer System in Daejeon. Journal of Korean Society of Urban Environment. 8(2): 13-21.
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Kim, H. J. and Park, K. h. (2010). Statistical Methods for the Use of Infiltration and Inflow as Performance Index in Sewer Rehabilitation Works. Journal of Korean Society of Water and Wastewater. 24(5): 617-628
Lim, Y. S., Son, B. C., and Choi, Y. Y. (2015.04). Classification Expression Sewer Rehabilitation Regional infiltration/ Inflow Investigation Analysis. KSWST Jour. Wat. Treat. 23(2): 67-79
Park, M. G., Kim, D. S., Ahn, W. S., and Oh, J. M. (2006). A Quantitative/Qualitative Study of Infiltration/Inflow for Order Decision of Sewer pipe Maintenance. Journal of the Korean Society of Water and Wastewater. 20(1): 53-62

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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