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30. 오수처리가. 오수 발생 현황 및 오수처리시설

(1) 오수 및 오수처리시설의 정의

"오수·분뇨 및 축산폐수처리의 처리에 관한 법률"에 '오수'라 함은 액체성 또는 고체성의 더러운 물질이 섞이어 그 상태로는 사람의 생활이나 사업활동에 사용할 수 없는 물로서 사람의 일상생활과 관련하여 수세식 화장실·목욕탕·주방 등에서 배출되는 것을 말한다.

'오수처리시설'이라 함은 오수를 침전·분해 등 환경부령이 정하는 방법에 의하여 정화하는 시설을 말하되, 단독정화조를 제외한다. 오수는 1차적으로 각 가정 또는 산업체에 설치된 오수처리시설에서 처리되고 최종적으로 하수종말처리장, 폐수종말처리시설 또는 농공단지 오폐수처리시설에서 처리되고 있다.

(2) 오수 발생 현황

우리 나라에서 하루에 발생하는 오수량 15,310천㎥중 69.9%인 10,708천㎥이 하수처리 구역 내에서 발생하고 있으나 실제 하수종말처리시설로 유입 처리되는 생활오수량은 전체의 50%인 7,690천㎥이고 전체 오수량의 28%는 오수처리시설 또는 정화조 등의 개별처리시설에서 처리되고 있으며 나머지 22%는 단독정화조를 거쳐 공공수역에 방류되고 있다. (자료 : 환경백서, 1998)

(3) 설치기준 및 방류수 수질기준

1961년에 제정된 오물청소법, 1986년에 제정된 폐기물관리법을 거쳐 1991년 3월에 "오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률"이 제정되면서 폐기물관리법에 의해 규정되었던 오수처리시설의 설치 및 관리기준이 세분 및 강화되었다.

따라서 과거에는 오수와 분뇨의 개별적인 개념이 정의되지 않고 분뇨로 통칭하여 사용하였으나, 본법이 제정되면서 오수는 발생자가 발생원에서 직접 처리해야 하는 오염물질을 의미하게 되었다. 오수처리시설의 설치대상은 오수·분뇨 및 축산폐수 처리에 관한 법률 시행령 제6조의2에 동 법률 제10조의2의 규정에 의하여 증축 또는 용도변경 되는 건물 등이 다음 각 호의 1에 해당하게 되는 경우에는 오수처리시설을 설치하여야 한다.

1. 건축연면적이 1천600제곱미터 이상인 건물 등. 다만, 제2조의2 각 호의 1에 해당하는 지역에서는 건축연면적이 800제곱미터이상인 건물 등

2. 건축연면적이 400제곱미터 이상인 고속국도법 시행령 제3조제1항 제3호의 규정에 의한 휴게소 및 여객자동차운수사업법 제2조제5호의 규정에 의한 여객자동차터미널

3. 다음 각목의 1의 영업에 필요한 건축연면적이 400제곱미터 이상인 건물 등. 다만, 제2조의2 각 호의 1에 해당하는 지역에서는 건축연면적이 200제곱미터 이상인 건물 등.

가. 식품위생법 제21조제1항 제3호의 규정에 의한 식품접객업.

나. 공중위생관리법 제2조제1항 제2호의 규정에 의한 숙박업.

다. 관광지능법 제3조제1항 제2호의 규정에 의한 관광숙박업 및 관광객이용시설업(외국인전용관광기념품판매업을 제외한다)

4. 공중위생관리법 제2조제1항 제3호의 규정에 의한 목욕장업에 필요한 건축연면적이 200제곱미터 이상인 건물 등

5. 체육시설의 설치·이용에 관한 법률 제10조의 규정에 의한 골프장업 및 스키장업의 사업장안의 오수가 발생하는 건물 등

6. 제2호 내지 제4호의 규정에 의한 영업에 해당하는 2 이상의 사업장을 동일 건물등에 설치하는 경우 각 사업장의 건축연면적을 합산하여 400제곱미터이상인 건물 등. 다만, 제2조의2 각 호의 1에 해당하는 지역에서는 건축연면적이 200제곱미터 이상인 건물 등

7. 하천·호소·바다의 경계로부터 직선거리 500미터 이내인 지역에서 식품위생법 제21조제1항 제3호의 규정에 의한 식품접객업 및 공중위생관리법 제2조제1항 제2호 또는 제3호의 규정에 의한 숙박업 또는 목욕장업의 영업을 하는 건물 등. 다만, 다음 각목의 1에 해당하는 건물 등을 제외한다.

가. 식품위생법시행령 제7조제8호 각목의 규정에 의한 휴게음식점중 주로 빵·떡·과자·아이스크림류를 제조·판매하는 과자점 형태의 영업에 이용되는 건물 등

나. 하수도법 제6조의 규정에 의한 인가를 받은 하수종말처리시설, 동법 제6조의2의 규정에 의한 협의를 마친 마을하수도 또는 수질환경보전법 제26조의 규정에 의한 승인을 얻은 폐수종말처리시설로 오수를 유입시켜 처리할 예정인 지역에 있는 건물 등으로 증축 또는 개축없이 식품접객업·숙박업·목욕장업의 영업을 하는 건물 등

표 4.30. 1. 오수처리시설 및 단독정화조의 방류수 수질기준
 

비고 : 1. 이 표에서 수변구역은 한강수계상수원수질개선및주민지원등에관한법률 제4조제1항의 규 정에 의한 구역으로 하고, 특정지역은 영 제2조의2제1호·제2호 및 제4호 내지 제7호에 해당하는 구역 또는 지역으로 한다.

2. 수변구역 또는 특정지역이 하수도법 제6조의 규정에 의한 인가를 받은 하수종말처리시 설, 동법 제6조의2의 규정에 의한 협의를 마친 마을하수도 또는 수질환경보전법 제26조 의 규정에 의한 승인을 얻은 폐수종말처리시설의 예정처리구역에 해당되는 경우에는 당 해 지역에 설치된 단독정화조에 대하여 기타지역의 방류수수질기준을 적용한다.

나. 오수처리 현황

(1) 오수처리시설의 종류

오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률시행규칙 제3조(오수처리시설의 오수정화방법) 법 제2조제5호의 규정에 의한 오수처리시설의 오수정화방법은 다음 각 호와 같다.

(가) 호기성 생물학적 방법

(나) 혐기성 생물학적 방법

(다) 물리·화학적 방법

(라) 제1호 내지 제3호의 방법을 조합한 방법

(2) 오수처리시설의 공법의 구조 및 특징

(가) 표준활성슬러지법 : 스크린, 침사조, 폭기조, 최종침전조, 슬러지농축저류조, 슬러지농축조, 농축슬러지저류조

(나) 장기폭기방법 : (계획오수량 1,000㎥/일 이상의 경우에만 적용됨) : 스크린, 침사조, 최초침전조, 폭기조, 유량조정조, 활성슬러지조, 최종침전조, 슬러지농축저류조, 슬러지농축조, 농축 슬러지저류조

(다) 접촉산화방법 : 스크린, 침전분리조, 유량조정조, 접촉폭기조, 최종침전조, 슬러지농축저류 조, 슬러지농축조, 농축슬러지저류조

(라) 접촉안정방법 : 스크린, 유량조정조, 접촉조, 최종침전조, 슬러지재폭기조(안정조), 슬러지 농축저류조, 슬러지 농축조, 농축슬러지저류조

(마) 살수여상법 : 스크린, 침전분리조, 유량조정조, 살수여상, 최종침전조, 슬러지농축저류조, 슬러지농축조, 농축슬러지저류조

(바) 회전원판접촉방법 : 스크린, 침전분리조, 유량조정조, 회전원판접촉조, 최종침전조, 슬러지 농축저류조, 슬러지농축조, 농축슬러지저류조

(사) 현수미생물접촉방법(H.B.C법) : 스크린, 침전분리조, 유량조정조, 접촉폭기조

(아) 분리접촉 폭기방법 : 처리대상 인원 50인 이하의 경우에 한하여,침전분리조, 접촉폭기조, 침전조

(자) 혐기여상 접촉폭기방법 : 처리대상 인원 50인 이하의 경우에 한하여,혐기여상조, 접촉폭기 조, 침전조

(차) 한외여과막법 : 스크린, 침사조, 유량조정조, 폭기조, 한외여과기, 슬러지농축저류조, 슬러 지농축조, 농축슬러지저류조

인가된 10종의 오수처리시설을 살펴보면 표준활성슬러지방법, 장기폭기방법, 접촉안정방법 및 한외여과막법은 활성슬러지법 및 그 변법들로서 부유성장공법에 속하며, 접촉산화방법, 살수여상법, 회전원판접촉방법, 현수미생물 접촉방법, 분리접촉 폭기방법 및 혐기여상 접촉폭기방법은 모두 고정미생물막공법으로 분류될 수 있다. 그리고 혐기여상 접촉폭기방법에서 혐기여상조를 이용하는 것외에는 모두 호기성 공법으로 폭기를 위한 에너지 비용이 클 것으로 판단된다. 어느 방법이든 오수의 생물학적 처리과정에서 발생하는 미생물 floc을 침전제거하기 위하여 최종침전조가 요구되는데 현수미생물접촉방법에서만 최종침전조 및 슬러지취급시설이 명시되어 있지 않다.

표 3.30.2. 오수처리시설의 설치현황 (97년말 현재)
 

(출처 : 오수·분뇨 및 축산폐수처리 통계, 1998)

다. 외국의 사례

(1) 일본

(가) 일반현황

일본에서는 정화조를 단독처리 정화조, 합병처리 정화조 및 변칙 합병처리 정화조의 세 종류로 구분하는 바, 수세식 변소에서 발생하는 희석된 분뇨만을 처리하는 것을 단독처리 정화조라 하고, 분뇨와 생활잡배수를 함께 처리함으로써 하수종말처리장과 동등한 기능을 갖는 것을 합병처리 정화조라고 하며, 유기물 제거효율이 낮은 부패조와 같은 단독처리 정화조의 방류수와 생활오수를 함께 처리하는 시설을 변칙 합병처리 정화조하고 한다. 따라서 단독처리 정화조는 우리나라의 정화조에 그리고 합병처리 정화조는 우리나라의 오수처리시설에 해당한다. 일본에서는 1983년에 정화조법을 제정하여 이들 정화조들에 관한 사항을 규정하는 있는 바, 그간 4회에 걸쳐 개정된 이 정화조법은 모두 11장 64조 부칙 등으로 구성되어 있다.

(나) 합병처리 정화조 설치에 대한 보조제도

일본 정화조법의 내용중에서 특수한 경우에 단독처리 정화조나 합병처리 정화조의 설치를 면제해주는 제도를 전혀 발견할 수 없으며, 우리나라와 달리 정하조 설비사 및 정화조 관리사에 관한 제도가 있는 점이 특이하다.

1990년 9월에 수질오탁방지법을 개정하여 市町村 등 지방자치단체는 하수도의 보급을 촉진하는 동시에 BOD농도가 20mg/ℓ 이하이고 질소 등도 제거 가능한 합병처리 정화조를 설치하지 않으면 건축허가가 나지 않는 조례를 제정하게 되었으며, 합병처리 정화조와 단독처리 정화조의 설치비용 차액의 일부분을 공적으로 부담하고 합병처리 정화조의 설치를 촉진하기 위하여 1987년부터 보조제도를 실시하고 있는 바 하수도사업 계획구역 이외에 특히 생활잡배수 대책을 필요로 하는 지역에서 BOD 제거율이 90% 이상이고 방류수의 BOD가 20mg/ℓ 이하인 합병처리 정화조를 설치한 곳에 대해 단독처리 정화조 설치 비용과의 차액 상당분을 市町村이 보조하는 경우 市町村에 대하여 국가가 1/3을 보조하는 제도이다. 일본의 합병처리 정화조 설치 정비사업의 추이를 표 4.30.3에 나타내었다.

표 3.30.3. 일본의 합병처리 정화조 설치 정비사업의 추이
 

(출처 : 小型合倂處理淨化槽要覽, (財)日本環境整備敎育센타-, pp.3∼16(1990)

(다) 요코마하시의 보조금 및 대부금 제도

요꼬하마시에서는 도로 지하에 하수관거가 설치되어 오수를 바로 하수종말장에 보낼 수 있는 지역을 하수처리구역으로 고시하여, 처리구역이 되면 3년 이내에 수거식 변소를 수세식 변소로 개조시켜야 하며, 분뇨정화조도 폐지시키고 오수를 하수관거로 직접 방류시켜야 한다.

따라서 하수처리구역이 된 후 3년 이내에 수세화 공사를 하는 경우에는 보조금 및 대부금 제도를 이용할 수 있는 바 보조금은 반제가 필요없으며 대부금은 36개월 무이자로 반제해야 한다. 또한 요코하마시에서는 수세식변소의 보급을 촉진시키기 위하여 일정한 조건을 만족시키는 시도에 한해서 시가 하수관 설치공사를 하고 공사완료후에는 공공하수도로서 시에서 유지관리하는 제도도 시행하고 있다.

표 4.30.4. 일본 요코하마시의 수세화 보조금 내용
 

(출처 : 橫浜市 下水道局 橫浜市 下水道關係, 法令集 (1987)

(2) 미국

(가) 일반현황

미국에서는 1884년 2실로 구성되는 부패조가 처음 도입되었으며, 간헐적으로 발생하는 하수의 처리를 위해 자동사이펀을 이용하였다. 현재 미국의 모든 가정하수와 분뇨가 하수도를 통해 하수처리장으로 유입되어 처리되고 있으나 미국 전체가구의 1/3에 해당하는 농촌지역 독립가옥과 하수도시설 미비지역에서는 아직도 정화조를 이용하여 가정하수를 처리하고 있으며, 새로 건축되는 집의 약 25%가 가정하수를 방류하기 위한 전처리로 정화조를 이용하고 있다.

(나) 법적기준

미국에서는 부패조를 거친 오수를 토관으로 구성되는 토양침투처리시설로 재처리하는 바, 지하수 오염을 고려하여 엄격한 토양처리 기준이 설정되어 있다, 토양처리는 토양의 물리화학적 특성, 정화시설의 설치기준 및 정화조 밀도 등에 의해서 선택된다, 미국 환경청은 정화조 밀도가 3.8기/㎢ 이면 낮은 밀도 3.8∼15기/㎢ 이면 중간밀도, 15기/㎢ 이상을 높은 밀도라고 정의하고 15기/㎢ 이상이면 지하수를 오염시킬 위험성이 큰 것으로 보고 있다. 토양침투처리시설로는 trench-type, bed-type 및 mound법이 있으며 토양의 특성에 의하여 많은 영향을 받으므로 최근에는 토양처리시설의 부하를 낮추기 위하여 부패조의 효율향상을 부패조 처리수의 순환 호기성 정화조의 개발 등 새로운 연구가 많이 진행되고 있다. 그리고 미국의 환경청에서는 음용수 수질기준과 관련하여 지하수의 오염을 3가지 기준에 따라 설정하고 있으며, 정화조 유출수의 수질기준은 지하수를 오염시키지 않을 정도로 규정하고 있다.

(다) 미국의 오수처리시설

미국에서는 1986년에 이미 73%의 하수처리율을 달성하고 있으며, 개인 및 단체의 건강을 보호하기 위하여 하수관거와 하수처리장이 있는 지역에서는 옥외변소, 정화조 또는 오수처리시설을 사용할 수 없을 뿐만 아니라 분뇨나 하수를 위생적으로 안전하게 처리할 수 있는 적절한 시설 없이는 거주, 이용, 집회 등의 목적으로 건물이나 시설물 등을 건설하거나 유지할 수 없도록 되어 있다. 공공 하수처리장과 하수관망이 없는 도시 변두리나 시골에서는 토지가 충분하기 때문에 주로 정화조 및 토양침투법을 함께 사용하여 생활오수를 처리하며, 대부분의 경우 군마다 가정오수 처리에 관한 법규가 있다.

미국에서는 공공하수도 시설이 없는 곳에서는 반드시 사설 하수처리시설을 갖추어 생활오수를 처리하여야 하며, 공공하수도시설이 신설되는 경우에는 6개월 이내에 사설 오수거를 공공하수관에 연결하여야 한다. 개인과 공공의 보건을 위하여 모든 생활오수는 위생적이고도 안전한 방법에 의하여 처리 및 처분되어야 하며 여하한 경우에도 생활오수가 처리되지 않은 채로 하천으로 방류될 수 있는 예외는 결코 없다.

라. 문제점

(1) '97년말 현재 전국의 하수관거 시설연장은 총 58,671㎞로 전체 계획연장 92,391㎞의 63.5%에 이르고 있다. 그러나 우수·오수 합류식 하수관거가 대부분으로 총 시설연장의 64%인 38,148㎞가 합류식으로 설치되어 있으며, 분류식은 35%인 20,523㎞인데, 이중 실제 오수만을 처리하는 하수관거는 부족한 실정이다. 더욱이 하수관거의 대부분은 도시화된 시 지역 이상에 설치되어 있어, 농어촌 지역에 대한 대책이 시급한 실정이다.

(2) 합류식관거 지역에서는 수세식 화장실 오수를 분뇨정화조를 거쳐 방류케 함으로서 유입농도의 저하 및 2중 투자 등의 기술적 문제 유발

(3) 오수처리시설을 마을단위로 설치 운영하는 곳에서도 오수처리시설에 대한 전문적 관리가 용이하지 않기 때문에 유지관리에 대한 문제점으로 시설이 정상 가동되지 못하는 실정이다.

마. 대책

(1) 생활오수의 정상적인 관리를 위해서 인구밀집지역에서는 분류식 하수관거의 정비가 시급하며, 인구밀도가 낮아 하수관거의 설치가 어려운 지역에서는 오수처리시설의 설치를 의무화하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

(2) 앞으로 처리방법에 있어서는 획기적인 처리구조보다는 기존 개발 보급되고 있는 방법을 변형하여 계획 방류수질기준 만족도와 경제성, 유지관리의 용이성, 슬러지 처리처분의 간편성, 유량변동 및 농도변화의 대응성, 고도처리의 가능성, 처리공정변경의 용이성 등을 복합적으로 고려하여 지역적으로 적용가능한 최적처리방법이 보급되어야 한다.

(3) 전국 농어촌 지역에 자연마을이 산재되어 있으므로 농어촌 주거환경 개선사업중 입식부엌, 화장실 개발사업 등의 예산 확보 및 투자가 필요하며, 농어촌의 지형적 특성을 감안, 자연마을 단위로 하수관거의 정비, 마을기반 시설개선 등을 포함한 시설의 설치 및 유지관리가 용이한 시설을 설치하여 생활오수와 분뇨를 함께 처리할 수 있고 처리효율도 높게 하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.

참고문헌

1. 류지영 (1995) 우리나라의 하수도 사업 현황 및 시책방향, 대한위생학회지, Vol, No. 1, pp1∼11.

2. 환경부 (1997) 오수·분뇨 및 축산폐수 처리에 관한 법률.

3. 환경부 (1998) 오수·분뇨 및 축산폐수처리 통계.

4. 환경부 (1998) 환경백서.

5. (財)日本環境整備敎育센타 (1990) 小型合倂處理淨化槽要覽, pp.3∼16.

6. 橫浜市 (1987) 橫浜市 下水道關係 法令集.

7. Canter, L. W.,and Knox, R. C. (1985) Septic Tank System Effects on Ground Water Quality, Lewis Pub. Inc.

작성자 : 환경연구사 김용석(공학석사)