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하수도
하수도(下水道, sewerage, drainage system)는 하수와 오수를 유출 또는 처리하기 위하여 설치되는 관로, 시설, 공작물의 총체를 말한다. 하수도와 반대로 깨끗한 물은 공급하는 것은 상수도이다.
목차
개요
상수도와 하수도는 도시 위생의 중요한 기능을 한다. 양자는 상호 밀접한 관계를 가지고 있어 상수도로 공급된 물이 사용 후 대부분 하수관으로 배출된다. 하수도는 불결하여 배수가 잘 안될 때에는 전염병의 원인이 되거나 시민 생활에 장애요인이 되므로 신속히 배제, 처리하는 것이 좋다.
우리나라 하수도법에 의하면 하수도는 하수와 분뇨를 유출 또는 처리하기 위하여 설치되는 하수관로·공공 하수처리시설·간이 공공 하수처리시설·하수저류시설·분뇨처리 시설·배수설비·개인 하수처리시설 그 밖의 공작물·시설의 총체를 말한다. 여기서 분뇨는 수거식 화장실에서 수거되는 액체성 또는 고체성의 오염물질(개인하수처리시설의 청소 과정에서 발생하는 찌꺼기를 포함한다)을 말한다. 분뇨는 쉽게 말해서 오수라고 보면 되고 하수는 일상생활에서 쓰고 버린 물과 우수(빗물)를 포함한다. 하수도는 일반적으로 공공 하수도라고 생각하는데 사실상 하수도법에서 정의한 대로 상당히 많은 부분을 포함한다.
- 공공 하수도 : 지방자치단체가 설치 또는 관리하는 하수도를 말한다. 다만, 개인 하수도는 제외한다.
- 개인 하수도 : 건물·시설 등의 설치자 또는 소유자가 해당 건물·시설 등에서 발생하는 하수를 유출 또는 처리하기 위하여 설치하는 배수설비·개인 하수처리시설과 그 부대시설을 말한다.
- 하수관로 : 하수를 공공 하수처리시설·간이 공공 하수처리시설·하수저류시설로 이송하거나 하천·바다 그 밖의 공유수면으로 유출시키기 위하여 지방자치단체가 설치 또는 관리하는 관로와 그 부속시설을 말한다. 하수관로는 또 합류식과 분류식으로 나눈다.
- 합류식 하수관로 : 오수와 하수도로 유입되는 빗물·지하수가 함께 흐르도록 하기 위한 하수관로를 말한다.
- 분류식 하수관로 : 오수와 하수도로 유입되는 빗물·지하수가 각각 구분되어 흐르도록 하기 위한 하수관로를 말한다.
- 공공 하수처리시설 : 하수를 처리하여 하천·바다 그 밖의 공유수면에 방류하기 위하여 지방자치단체가 설치 또는 관리하는 처리 시설과 이를 보완하는 시설을 말한다.
- 간이 공공 하수처리시설 : 강우(降雨)로 인하여 공공 하수처리시설에 유입되는 하수가 일시적으로 늘어날 경우 하수를 신속히 처리하여 하천·바다, 그 밖의 공유수면에 방류하기 위하여 지방자치단체가 설치 또는 관리하는 처리 시설과 이를 보완하는 시설을 말한다.
- 하수저류시설 : 하수관로로 유입된 하수에 포함된 오염물질이 하천·바다, 그 밖의 공유수면으로 방류되는 것을 줄이고 하수가 원활하게 유출될 수 있도록 하수를 일시적으로 저장하거나 오염물질을 제거 또는 감소하게 하는 시설을 말한다.
- 분뇨처리 시설 : 분뇨를 침전·분해 등의 방법으로 처리하는 시설을 말한다.
- 배수설비 : 건물·시설 등에서 발생하는 하수를 공공 하수도에 유입시키기 위하여 설치하는 배수관과 그 밖의 배수시설을 말한다.
- 개인 하수처리시설 : 건물·시설 등에서 발생하는 오수를 침전·분해 등의 방법으로 처리하는 시설을 말한다.
하수도는 사용자가 사용한 물을 하수처리장으로 보내어 정화하고 하천으로 내보내는 시스템이다. 하천 물은 최종적으로 바다로 흘러간다. 2000년대 이후에 지어진 건물은 화장실에서 발생하는 분뇨를 하수처리장으로 보내지만, 그 이전에 지어진 건물들은 화장실에서 발생하는 분뇨를 정화조로 보내고 일정 기간마다 분뇨수거차가 와서 처리한다.
비가 많이 오면 하수처리장 용량 문제로 정화를 못하고 하천으로 방류해서 생기는 환경오염 문제로 요즘에는 합류식에서 분류식으로 바뀌고 있다. 하수는 사용한 물뿐만 아니라 빗물, 지하 시설의 경우 용출되는 지하수 같은 것도 포함한다. 이를 구분하지 않고 처리하는 합류식은 강수량이 집중될 때 용량 초과로 인해 하천 범람이 없음에도 하수가 역류하고 홍수가 발생할 수 있다.
특히 도심 지역의 상당수의 합류식 하수관로는 과거 소하천이 흘렀던 곳을 복개한 경우가 많은데, 이 경우 산골짜기에서부터 해당 하천의 유역 전체에서 물이 밀려들어와 대규모의 홍수가 발생한다. 단적으로 2020년 강남역 일대 침수 사태가 옛 반포천(盤浦川)을 복개한 합류식 하수암거가 역류하여 발생한 것. 홍수가 발생하면 침수로 인한 재산피해가 클 뿐 아니라 수인성 전염병의 온상이 된다. 빗물관을 별도로 분리하여 이를 해결하는 방식이 분류식이며, 우리나라에서도 교체 사업을 통해 분류식 하수관거를 늘려나가고 있다. 다만 분류식 하수도는 설치 시에 구정물이 빗물관에 유입되는 것을 철저히 막지 않으면 역효과가 나므로, 치밀한 설계/설치와 지속적인 관리가 필요하다.[1][2][3]
우리나라 하수도의 역사와 발전
우리나라 한국상하수도협회와 환경부는 한국환경공단의 발주에 따라 지난 2014년 5월 29일부터 2016년 말까지 '한국 하수 도발전사'를 편찬하는 사업을 수행했다. 편찬위원회의 자체 연구조사 결과에 따르면 우리나라의 하수도 역사는 청동기시대부터 시작된 것으로 추정되며, 대한 제국시대부터 근대 하수도의 체계가 갖춰진 것으로 보고 있다. 본격적인 하수도 사업은 일제강점기에 들어 시작됐으며, 해방 이후부터 1990년대까지 상수도와 함께 빠른 속도로 발전해 2014년에는 하수도 보급률 92.5%를 기록, 단기간 내에 세계에서 전례를 찾기 힘든 급성장을 이뤄냈다.
청동기시대
우리나라 하수도의 역사는 청동기시대(BC 1200~300년)로 거슬러 올라간다. 우리나라 최초의 하수 시설로 추정되는 배수 시설이 울산에서 발견되었다. 서울의 경우에는 풍납토성 안에서 발견되었다. 상·하수도관이었거나 땅 아래 묻은 배수 시설로 추정되는 토관이 발견되었다.
삼국시대에는 백제 사비기의 부여 관북리 및 익산 왕궁리 배수시설이 대표적인 하수도 시설로 꼽힌다. 이 시대 배수관로는 대부분 기와로 축조되어 있으며 부분적으로 흙을 덮은 암거의 형태를 갖추고 있다. 특히 관북리 유적에서는 산에서 내려오는 지표수를 모아 정화시켜 용수로 사용하는 용도의 정교한 목곽 수조와 함께 이와 연결된 오수의 배수시설로 추정되는 관로가 여러 곳에서 발굴되어 체계적인 상하수도 시스템이 갖춰졌음을 추정할 수 있다.
조선시대
배수로 역할을 하는 물길은 조선시대에 본격적으로 만들어졌다. 한양은 사면이 산악과 능선으로 둘러싸여 장마철이 되면 홍수 피해가 막심했다. 특히 태종 10년(1410)에는 한 해 동안 5월, 7월, 8월 세 차례에 걸쳐 큰 홍수 피해를 입자 배수를 위한 개천 공사를 더 이상 미룰 수 없는 상황이 되었다.
1412년 완공한 1차 개천 공사는 수도 한양을 관통하는 배수 시설의 대간선을 새로 축조하다시피 한 대역사로, 이후 지방의 개천 정비 사업의 모범 사례가 되었고, 현재도 청계천은 서울의 중심적 우수 배수 시설로 그 기능을 유지하고 있다. 1차 개천 공사로 한양의 간선 배수 시설은 갖추어졌으나, 지류와 세천(細川)은 자연 상태 그대로여서 장마철이 되면 지류와 세천이 넘쳤고, 청계천에 모인 큰물은 성곽의 좁은 수로를 빠져나가지 못해 도성 안은 늘 물바다가 되곤 했다. 이에 영조 때 이르러 1760년 대규모 개천 준천 공사를 실시했다. 이후 고종 26년(1889)에도 왕명으로 준천 사업을 또 한 번 실시했다.
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고종의 준천 사업은 개항의 영향이 컸다. 조선을 찾은 외국인들 눈에 조선은 불결함 그 자체였다. 그도 그럴 것이 화장실, 하수구 시설이 열악해 인분이나 분뇨가 집 앞 길가에 널려 있고, 도랑이나 수채에는 온갖 쓰레기가 쌓여 악취가 심각했던 것. 불결함은 외국인 눈에만 비친 것이 아니었다.
독립신문은 1897년 9월 2일 논설에서 '서울 안에 있는 우물 백분지 구십구분은 모두 지텬하고 쇽으로 통하야 개텬 물이 틈으로 시며 들어가니 대개 지금 서울 안에 있는 사람들의 먹는 물이 대쇼변 거른 물 석긴 물을 먹는 것이라. 그 물 한 방울을 현미경 밑에 놓고 보거드면 그득한 것이 버러지한 생물인데, 그 생물에 대개 열 사람이면 아홉은 체증이 있다든지 설사를 한다든지 학질을 앓는다든지 무슨 병이 있든지…'라고 하면서 불결한 환경을 개탄하고, 환경이 각종 질병의 근원이 된다고 지적했다. 이에 정부에서는 전염병 예방과 공중위생 향상을 목적으로 배수로 준설과 관리를 시작했다. 조선 시대까지 주로 빗물 배수 시설로 기능하던 개천이 중요한 위생 시설로 인식되면서 근대적 도시 하수도에 대한 개념이 싹트기 시작한 것이다.
대한제국 시대
대한 제국이 하수도 시설을 본격적으로 축조·개수하기 시작한 것은 한일병합 이후라고 할 수 있다. 그러나 광복과 한국전쟁 이후 늘어난 인구에 비해 하수처리 시설이 절대적으로 부족해 환경오염이 야기되었다.
특히 서울 도심을 가로질러 흐르는 청계천은 그 이름이 무색할 만큼 더러워지기 시작했다. 전쟁 통에 서울을 떠난 피란민과 북쪽에서 월남한 사람들, 먹고살기 위해 농촌에서 상경한 사람들이 청계천 주변으로 몰려들어 판자촌이 형성되었다. 당연히 이곳에서 나오는 하수는 그대로 청계천으로 흘러들었고, 위생 문제뿐 아니라 수해와 화재 위험까지 가중되어 인명 사고가 자주 났으나 손쓸 여력이 없었다. 이에 서울시는 환경뿐 아니라 도심 교통난을 해소하기 위해 1958년 청계천 복개 공사를 시작했다.
산업화와 도심화로 청계천뿐 아니라 한강까지 오염 문제가 심각해지자, 정부는 1976년 우리나라 최초의 도시 하수 종말 처리장인 청계천 하수처리장을 건설했다. 1979년에는 중랑하수처리장을 건설해 기본적인 하수처리 시스템을 구축했다. 88서울 올림픽을 앞두고 난지·탄천·서남 하수처리장을 잇따라 건설해 1987년에는 하루 200만 m³의 하수를 처리했으며, 서울 올림픽이 열린 1988년부터는 본격적인 하수처리가 가능해졌다.
1990년대에는 하수처리시설 설치, 하수관거, 분뇨 처리 시설, 오염하천정화사업 등 4대 사업이 하수도 사업으로 포함되면서 하수처리시설이 대폭적으로 확충됐다. 1990년대 후반에 접어들어 고도 처리 공정을 하수처리 시설에 도입하면서 선진국 수준으로 발돋움했다. 1981년 3곳에 불과하던 하수처리시설은 1986년 10곳, 1991년 22곳, 1995년 71곳, 1997년 93곳, 1999년에는 150곳까지 확충되어 약 20년간 50배 가까이 늘었다. 1980~1990년대는 도약과 비약적 발전이 이루어진 우리나라 하수도의 황금기라 할 수 있었다.
물 순환 이용 시대
선진 하수도로 발전하기 위해 우리 하수도가 해결해야 할 과제는 친환경·저비용·고효율의 하수고도처리 국내 기술 확보와 대형 하수도 시설의 민간위탁 운영 및 국내 물기업의 세계 물시장 진출 기반 제공이다.
2000년대 이후 현재 정부는 환경정책과 부합하는 지속 가능 발전을 토대로 단순히 하수의 배제와 처리를 위한 하수도에서 벗어나 자원순환의 개념을 통한 사회경제적 가치를 창출하고 국민의 삶의 질 향상을 이루는 하수도의 방향으로 전환을 모색하고 있다.
서울시 하수처리장은 2000년대 '물 재생센터'로 이름을 바꾸어 현재 네 곳이 운영 중이다. 우리나라 하수도는 정수 차원에서 한 단계 더 진화해 행복하고 안락한 삶을 위한 최고의 서비스를 제공하는 차원으로 나아가고 있다. 하수를 먹는 물 수준으로 재탄생시키는 정수 기술 발전으로 '물 순환 이용 시대'를 열고 있으며, 주민 혐오 시설이던 하수처리장을 주민 친화 시설로 탈바꿈시켜 근린생활시설로 활용하고 있다.
그뿐 아니라 신재생에너지 발전소 역할도 한다. 물 재생센터에서는 하수처리 과정에서 발생하는 자원을 에너지원으로 사용하고, 유휴 공간에 신재생 발전 시설을 설치·가동하는 방식으로 지난해 모두 7만 437TOE(TOE는 석유 1톤에 해당하는 열량)의 에너지 절감 효과를 거두었다. 이는 6만 4,000가구가 1년 동안 소비하는 에너지에 해당하는 규모다.
물 재생센터의 신재생에너지 발전은 바이오 가스, 건조 하수 찌꺼기, 하수열 등 하수처리 과정에서 발생하는 자원 재활용과 태양광, 소수력 같은 친환경 발전 시설 가동 등 크게 두 가지 방식으로 운용하고 있다. 쉽게 점화되는 메탄 성분을 60% 이상 함유해 대체 연료로 주목받는 바이오 가스는 물 재생센터를 가동하는 데 필요한 LNG 대체 연료로 썼다. 이를 통해 127억 원을 절감했고, 건조한 하수 찌꺼기 약 4만 톤은 화력발전소에 연료로 판매해 5억 원을 벌어들였다. 하수 찌꺼기는 2013년 이전까지는 바다에 버렸지만, 함수율(수분이 들어 있는 비율)을 10% 미만으로 낮추면 친환경 연료로 활용할 수 있다.
향후 계획
현재 우리나라는 하루 처리 용량 50㎥∼500㎥ 규모의 소규모 하수처리시설을 법정 공공관리시설로 관리하기 위해 ‘마을하수도’를 운영하고 있으나, 2013년 기준 도시지역 하수도 보급률이 94.9%인 데 비해 농어촌 지역의 마을하수도 보급률은 63.7%에 불과해 매우 부족한 실정이다.
이에 정부는 2025년까지 농어촌 지역 하수도 보급률을 80%까지 제고한다는 계획 하에 총사업비 6조 9천억 원을 투자해 마을하수도 3천654개소의 신·증설 및 개량사업을 수행하고 있다. 정화조와 오수처리 시설 등을 아우르는 개인하수도는 분뇨 및 찌꺼기를 분뇨처리 시설, 공공 하수처리시설, 자체 처리 등의 방법으로 처리하고 있다. 정부는 단독 정화조 및 오수처리 시설을 하수도 시설 기준에서 규정하는 구조와 규격 기준에 따라 관리하고 있으며, 개인 하수처리시설을 설치할 때 전문 업체가 설계·시공을 맡도록 제도화하는 등 효율적인 관리를 위한 제도 개선 방안을 마련해 시행 중이다.
구축 목표
우리나라 하수도의 궁극적인 목표는 지구환경보전(환경성), 위생성, 친 생태성, 무엇보다 경제성을 갖춘 세계 최고 수준의 하수도 정비모델을 구축하는 것이다. 이를 위해 우리가 완성해야 할 구체적인 하수도 선진화 기술 확보 및 민간영역 활성화의 필요성 등에 대한 미래상을 달성할 필요가 있다.
- 수세 분뇨 및 음식물 쓰레기 직배출 하수도 시스템 구축
- 대도시 중심의 ‘하수도 자원화 시스템’ 기술 완성
- 하수열 이용 등 열에너지 회수 이용 기술 상용화
- 지역 중심 하수처리장의 해당 지역 수질 환경종합 처리 센터 기능 보유 제도화
- 대도시 상습 침수구역 등에 기상이변 대응형 수재 방재시설 병용
- 갈수기 및 극한 가뭄 대비용 초고도 처리 시설 설치 및 운영기술 확보
- 선진형 하수도 요금 부담 및 하수도 선진화 시민환경단체 활동 등
우선적으로 악취 및 모기 등 생활 불편 사항이 없는 선진형 하수도 시스템을 완성하기 위해 수세 분뇨 및 음식물 쓰레기 직배출 하수도 시스템의 구축이 필요하다. 이와 함께 현재 갖가지 생활 불편의 원인이 되고 있는 합류식 지역의 분뇨 정화조에 대한 전면 폐쇄 및 철거가 함께 이뤄져야 한다.
하수 자원 주목
대도시 중심의 ‘하수도 자원화 시스템’ 기술을 완성시키기 위해서는 특히 하수·폐수 처리장 혐기성 소화 등 에너지 자립화 기술 및 질소, 인 등의 자원화 회수기술이 필요하다. 이 외에도 하수슬러지 매립 복토재 등 자원화 독자기술, 하수관거 공간 고속 정보 통신관로 병용 이용제도 및 기술, 하수처리장 상부공간의 친 주민형·친 자연형 활용기술 등 미래 세대를 위한 기술의 개발이 요구된다.
특히 갈수기 및 극한 가뭄이 발생할 경우 필요한 수량을 확보하는 방안의 일환으로 하수 자원을 주목할 필요가 있다. 식수 수질의 처리수를 생산할 수 있는 수준의 초고도처리 시설을 설치·운영함으로써 하수를 대체 수자원으로 활용한다면 기후변화 시대에 매년 발생하는 가뭄피해를 줄이는 데 큰 보탬이 될 것으로 기대된다.
이처럼 현재 우리가 직면하고 있는 과제를 해결하고 미래 세대를 위한 선진 하수도를 구축하기 위해서는 하수 관련 전문가들의 학회 활동도 중요하지만 시민들의 관심과 참여 또한 매우 중요하다. 시민환경단체가 하수도 선진화 문제에 주목하고 국민의 관심을 집중시킨다면 보다 빠르게 선진 수준의 하수도를 구현할 수 있을 것으로 기대된다.[4][5]
하수도의 기본 구성
하수도의 기본 구성은 배수설비, 관로, 처리장 등으로 구성된다.
- 하수발생 : 가정, 음식점 등에서 오수가 배출된다.
- 배수설비 : 버려진 오수는 오수받이에, 우수는 빗물받이에 모여 하수관로에 연결된다.
- 하수관로 : 오수는 오수관을 통해 하수처리장으로 보내지며 우수는 하천으로 방류된다.
- 하수처리장 : 하수처리장은 오수를 깨끗이 처리하는 역할을 한다.
하수도에서 배수설비, 하수관로, 하수처리장은 실과 바늘의 관계이다. 실과 바늘 모두가 있어야 바느질을 할 수 있듯이 배수설비, 하수관로, 하수처리장 중 어느 하나가 제대로 설치되어 있지 않으면 우리가 쓰고 버린 오수를 깨끗이 처리할 수 없다.
하수처리를 하면 깨끗한 물과 하수 찌꺼기로 분리된다. 이 하수 찌꺼기를 슬러지라고 하며 수분을 충분히 뺀 후에 소각하거나 다른 용도로 사용한다. 처리 완료된 물은 하천이나 바다에 방류된다.[6]
동영상
각주
참고 자료
- 〈하수도〉, 《네이버 지식백과》
- 〈수도(시설)〉, 《나무위키》
- 〈하수도법〉, 《국가법령정보센터》
- 〈아랫물길을 만나다〉, 《서울하수도과학관》
- 워터저널, 〈하수도의 과거·현재·미래〉, 《워터저널》, 2016-07-05
- 〈하수도 소개〉, 《서울하수도과학관》
같이 보기
