1. 배경 및 목적

가. 배경

□ 동일본 대지진으로 일본 내 120개소의 하수처리장에서 피해가 발생

□ 특히, 연안 지역에서는 해일에 의한 하수처리 기능에 심각한 피해를 입어, 위생 확보, 수질 보전을 위한 복구가 급선무

나. 목적

□ 재해시에도 현장 상황에 따라 긴급 조치를 통해 하수의 관리 기능을 확보하고 단계적인 응급 복구를 하여, 중요한 라이프 라인인 하수도가 기능을 적절히 발휘할 수 있는 대응 방안 등을 제시

2. 주요 대상 범위

□ 재해에 의해 심각한 피해를 입은 하수의 긴급 방류 및 하수처리 기능의 (단계적) 복구를 필요로 하는 하수도 시설을 대상(긴급 조치 단계∼응급 복구 단계)

3. 재해 직후의 대응

□ 재해 직후에는 하수도 시설의 재해 상황을 신속하게 파악한 다음, 긴급 조치를 실시

○ 응급 복구 실시에 앞서, 하수처리장의 재해 상황 전반을 확인하고, 긴급 조치를 실시하는데 있어서 제약이 되는 사항을 정리

- 특히, 펌프장 등을 중심으로 피해 상황을 파악

- 재해 직후에는 단수(斷水)에 의해 하수량이 적어지는 경우가 많지만, 수도의 개통과 함께 증가하므로 수도의 복구 전망에 대한 정보 수집도 필요

○ 필요한 기자재 조달이나, 설비의 응급 복구에 소요되는 시간 등에 대해, 사전에 조사해 두는 것이 필요

○ 재해 발생 이후의 긴급 조치에서는, 이재민의 생활 공간으로부터 하수(오수, 빗물)를 신속하게 배출시키고, 수인성 전염병(water-borne infection)을 방지하기 위한 소독을 실시

4. 긴급 복구의 실시

가. 총론

□ 응급 복구로서 잠정적으로 실시하는 수처리(water treatment) 방식으로 대해서는, 시설의 피해 상황, 시설？부지？인원 등의 이용 가능 상황, 복구의 공정 등을 고려해 선정

□ 응급 복구에 특화한 처리 기술은 없기 때문에, 통상의 처리로 이용하는 기술(침전, 간이 에어레이션(aeration), 생물 처리, 소독 등)중에서, 적용 가능한 기술을 채용

□ 목표 수질은 “하수도 지진？해일 대책 기술 검토 위원회” 보고를 근거로, 단계적인 향상을 목표

○ 침전+소독 : 생화학적 산소요구량(BOD) 120mg/L 이하

○ 침전+간단한 생물 처리 : 생화학적 산소요구량(BOD) 120∼60mg/L

○ 생물 처리+침전+소독 : 생화학적 산소요구량(BOD) 60∼15mg/L

나. 처리 방식

(1) 침전법

□ 유입된 1차 슬러지(raw sludge)를 침전 처리하는 침전조(settling basin)를 시급하게 복구시키는 것이 최초의 중요한 대응

□ 기존 시설을 이용하는 경우

○ 기존의 침전조를 이용할 수 있는 경우에는, 시설의 손상의 정도에 따라 그대로 사용하거나 신속한 보수 등을 실시

- 다만, 지진에 의해 "철근 콘크리트의 수밀성"이 손상된 경우에는 최소한의 보수가 필요

□ 가설 침전조인 경우

○ 기설 시설이 아닌 가설 침전조를 마련하는 경우에는, 콘크리트 구조물이 아니고, 또 부지 면적이나 수심 등에 제약이 있는 것을 감안하면, 설계 지침에서의 설계 인자의 상당수를 충족시키기가 곤란

○ 하지만, 형상 및 개수, 수면적(水面積) 부하, 유효 수심, 여유고(余裕高, Free board)에 대해서는 가능한 범위에서 고려하고, 슬러지 제거에 대해서 가능한 한 실시하는 것으로 하여 조금이라도 침전 처리 기능의 향상을 도모

(2) 수처리

□ 침전 처리나 응집 침전에 의한 목표 수질의 달성이 곤란한 경우에는 생물 처리의 적용을 검토

○ 이번 지진 재해 대응의 응급 복구 사례에서는 촉매 산화(catalytic oxidation) 방식이 채용되어 높은 효과를 보임

○ 또, 재해전의 처리 방식과 같은 방식(생물막 처리 방식 또는 부유 생물 처리 방식)을 선택하는 것도 합리적

(3) 소독

□ 하수 처리수의 위생학적 안전성을 확보하기 위해, 처리 수중의 대장균수를 3,000개/cm3 이하가 되도록, 적절한 소독 방법을 선정

○ 응급 복구 단계의 하수 처리수에는 많은 유기물이나 부유물이 잔류해, 투시도가 낮고 대장균 등의 농도는 높기 때문에, 소독 강도를 통상의 처리수의 경우와 비교해 상당 정도 높게 설정

○ 평상시와 마찬가지로 염소 소독(차아염소산 나트륨(Sodium Hypochlorite) 또는 고형(固形) 염소제 등)을 주로 이용하고, 이번 지진 재해에서의 대응 사례는 없지만 자외선 소독은 통상의 약 2배, 오존 소독은 통상의 약 3배의 강도를 기준으로 검토

다. 슬러지 처리

□ 응급 복구 단계의 수처리가 적절히 기능하기 위해서는, 슬러지 처리 처분을 적절히 실시하는 것이 불가결

□ 특히, 응급 복구 단계에서는 1차 슬러지가 대부분으로, 신속하게 수분을 제거하고 최종 처분을 위한 반출 등을 실시

4. 향후의 기술 개발

가. 동일본 대지진에서의 대응 과정에서 직면한 과제

□ 소독과 관련해서는, 고형 염소나 차아염소산 나트륨 용액은 현장에서 비축할 수 있는 양이 한계가 있어, 외부로부터의 계속적인 공급이 필요하지만, 제조 공장의 재해, 물류의 두절 또는 수급 불균형 등으로, 특히 재해 직후에 필요한 양을 확보할 수 없었다는 과제에 직면

□ 침전과 관련해서는, 용량 등이 충분하지 않은 가설 침전조나 기존의 수조(水槽)에서의 대응, 또 침적물 추출기가 작동하지 않는 등 슬러지 제거 관리도 충분히 할 수 없는 상황 속에서, 침전 처리 능력이 충분하지 않아 수중에 유기물이나 SS(Suspended Solid, 부유 고형물질) 등이 많이 잔존하여 BOD, SS 등의 수질도 나쁘고, 소독 효과도 충분히 발휘되지 않는 사례가 발생

나. 상기와 같은 과제에 대처하기 위한 향후의 기술 개발

□ 한정된 설치 면적과 시설 용량 속에서, 다량의 하수를 효율적으로 침전 및 소독하는 것을 목적으로 하는 합류식(合流式, combined system) 하수도 개선 기술

□ 응집제에 의해 침전 처리를 고도화해, 소독 효과를 높이는 기술

□ 전기를 확보할 수 있으면 이용 가능한 자외선 조사(照射), 오존 주입에 의한 소독 기술

□ 생물 처리에 대해서는, 활성 슬러지법 등으로의 복구에 시간을 필요로 하는 경우에 이용 가능한 응급 복구 기술로서, 막분리 등의 하이테크 기술을 도입한 유닛 타입의 이동식 처리 시설

□ 개발 도상국으로의 적용도 응시한 중급 처리의 Low-tech의 검토