9.1 현황및문제점 9.2 계획의기본방향 9.3 시설계획 Ⅸ-1
9.1 현황및문제점 2012 년현재수원시의분뇨발생량은 512m3 / 일로서수세식은 25m3 / 일, 수거식은 487m3 / 일로서수원시위생 ( 분뇨 ) 처리시설에서처리하고있다. 분뇨발생량은 2009 년을기점으로과거 2008 년 ~2009 년에는분뇨발생량이증가하였으나 2009 년이후로는정체현상을보이고있다. 이는수원시하수관거정비공사의지속적인시행및향후분류식관거정비로인한분뇨의하수관거직투입이증가되어장래분뇨발생량및처리량은지속적으로감소할것으로판단된다. 9.1.1 발생현황및처리현황 < 표 9.1-1> 하수도인구현황 ( 단위 : 인 ) 구분총인구 하수처리구역내인구 하수처리구역외인구 계공공하수폐수계시가비시가 비고 2008년 1,090,678 1,072,036 1,072,036-18,642-18,642 2009년 1,098,449 1,079,807 1,079,807-18,642-18,642 2010년 1,104,681 1,086,444 1,086,444-18,237-18,237 2011년 1,118,197 1,100,327 1,100,327-17,870-17,870 2012년 1,147,955 1,130,433 1,130,433-17,522-17,522 자료 : 하수도통계 (2009 년 ~2013 년, 환경부 ) < 표 9.1-2> 분뇨발생량및처리량 ( 단위 : m 3 / 일 ) 구분 분뇨발생량 ( m3 / 일 ) 처리대상량 ( m3 / 일 ) 처리대상제외 계수거식수세식계 수거분뇨 정화조오니 계 오벽지분뇨 정화조등 비고 2008년 1,090 112 978 550 112 438 540-540 2009년 1,102 5 1,097 562 5 557 540-540 2010년 995 18 977 979 51 928 15-15 2011년 979 18 961 456 18 438 523-523 2012년 512 25 487 510 25 485 2-2 자료 : 수원통계연보 (2009 년 ~2013 년, 수원시 ) Ⅸ-1
9.1.2 시설현황및운영현황 가. 오수처리시설및정화조설치현황 < 표 9.1-3> 오수처리시설및정화조현황 ( 단위 : 개소 ) 구 분 오수처리시설 정화조 소계처리구역내처리구역외소계처리구역내처리구역외 비고 2008년 1,353 1,076 277 45,582 45,405 177 2009년 1,378 1,115 263 44,758 44,583 175 2010년 1,458 1,102 356 43,425 43,395 30 2011년 1,568 1,260 308 43,029 42,948 81 2012년 1,642 1,294 348 43,101 43,020 81 자료 : 하수도통계 (2009 년 ~2013 년, 환경부 ) 나. 분뇨처리시설시설개요및운영현황 수원시는지역내분뇨를수거하여위생처리장에서협잡물처리후수원공공하수처리시설로연계처리하고있 으며, 시설및운영현황은다음 < 표 9.1-5~7> 과같다. 1) 분뇨처리시설현황 < 표 9.1-5> 수원시위생 ( 분뇨 ) 처리시설개요 구분시설개요비고 위 치 수원시권선구매송고색로 804번길 432 시설용량 500m 3 / 일 (150kl /hr 2대, 100kl /hr 2대 ) 부지면적 10,532m 2 건물면적 756.84m 2 ( 연면적 : 1,803.88m 2 ) 처리형식 총사업비 운영방법 연속형자동운전방식수처리 : 전처리후하수와연계처리슬러지처리 : 기계탈수 816 백만원수원시청환경사업소 Ⅸ-2
< 그림 9.1-1> 수원시위생 ( 분뇨 ) 처리시설처리공정 2) 분뇨처리운영현황 < 표 9.1-6> 수원시분뇨처리시설분뇨반입량현황 ( 단위 : m 3 / 일 ) 구 분 2008년 2009년 2010년 2011년 2012년 비고 월평균 593.2 561.1 601.5 614.5 606.7 월최대 812.6 772.5 786.5 794.9 948.3 월최소 310.6 253.1 339.5 274.9 91.5 1 월 310.6 253.1 339.5 274.9 402.6 2 월 315.9 429.2 383.7 439.9 474.5 3 월 634.6 585.8 623.3 650.2 730.7 4 월 789.2 761.3 756.4 756.3 940.0 5 월 798.0 772.5 745.7 784.7 948.3 6 월 812.6 757.6 786.5 794.9 926.5 7 월 593.4 591.9 748.3 606.0 709.5 8 월 450.9 414.7 549.0 616.6 604.2 9 월 464.7 494.8 524.3 542.1 578.7 10 월 646.6 565.2 618.2 633.0 775.7 11 월 728.1 596.1 626.4 687.0 91.5 12 월 574.3 510.5 516.0 588.9 97.9 자료 : 수원시위생처리장운영자료 (2008~2012 년 ) Ⅸ-3
< 표 9.1-7> 연계처리수질현황 ( 단위 : mg/l) 구 분 분뇨 ( 탈수전 ) 분뇨 ( 탈수후 ) BOD COD SS T-N T-P BOD COD SS T-N T-P 비고 평균 3,042 5,180 13,489 576.9 86.1 1,835 2,967 5,000 367.3 48.8 2011 년 최대 9,060 16,523 65,000 1,287.1 212.2 4,470 6,981 14,400 871.6 99.2 최소 134 1,350 2,600 66.2 11.7 89 580 800 48.9 3.0 평균 7,463 3,929 12,963 482.4 75.2 5,381 2,797 7,566 394.3 57.5 2012 년 최대 17,765 9,782 28,533 662.2 181.9 14,158 7,542 26,250 658.0 173.3 최소 1,493 594 1,460 199.7 26.8 506 152 867 98.8 9.0 자료 : 수원공공하수처리시설운영자료 (2011~2012 년 ) 9.1.3 문제점 수원시분뇨처리시설의경우택지개발및도시개발에따른하수관거내분뇨직투입으로인하여향후분뇨처리시설유입량이크게감소할것으로예상되어, 분뇨처리시설의효율적인운영및관리방안이모색되어야할것임. 9.2 계획의기본방향 기존분뇨처리시설의운영에효율을기하고장래발생분뇨예측및합리적인용량산정에의한처리시설신 증설계획검토 행정구역내발생하는분뇨및정화조찌꺼기는전량수거하여처리함을원칙으로함. 하수관거정비등에의한분류식지역에서는분뇨의하수관거직투입량이증가하도록계획 수세화율증가에따라수거분뇨의양은감소하고정화조찌거기수거량이증가할전망이므로정화조찌꺼기처리시설위주로처리계획을수립 본계획의분뇨처리시설최종목표연도는 2035 년으로하며대상처리구역은수원시행정구역전체로한다. 9.3 시설계획 본계획에서는수원시전체를분뇨처리대상으로설정하고본보고서 3 장지표및계획기준, 3.3 계획인구 및하수처리인구 편을근거로장래분뇨처리인구를설정하였으며, 4 장배수구역및하수처리구역, 4.5 계획수질 편에수록된수세화율및오수관거직투입율을본계획에적용하였다. Ⅸ-4
9.3.1 수세화율및오수관거직투입율예측 < 표 9.3-1> 수세화율및오수관거직투입율예측 ( 단위 : %) 구 분 2015년 2020년 2025년 2030년 2035년 비고 수세화율 (%) 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 분류식관거보급율 (%) 38.0 48.0 52.0 61.0 70.0 분뇨의직투입율 (%) 38.0 48.0 52.0 61.0 70.0 정화조설치율 (%) 62.0 52.0 48.0 39.0 30.0 9.3.2 계획분뇨수거량예측 가. 분뇨및정화조찌꺼기수거대상인구예측 < 표 9.3-2> 분뇨및정화조찌꺼기수거대상인구예측 ( 단위 : 인 ) 구분 2015 년 2020 년 2025 년 2030 년 2035 년비고 수원시 계획인구 ( 인 ) 1,220,417 1,285,737 1,333,429 1,353,067 1,362,649 처리인구 ( 인 ) 1,202,895 1,268,215 1,315,907 1,335,545 1,345,127 나. 배출량원단위계획 1) 분뇨배출량원단위추이 수원시의분뇨배출량추이는 2004 년이후의통계자료가없으므로 2001 년 ~2004 년까지의통계자료를통해 분뇨및정화조오니발생량원단위추이를나타내었으며다음 < 표 9.3-3> 과같다. < 표 9.3-3> 구분 분뇨배출량원단위추이 분뇨발생량 ( 인 ) 분뇨처리대상량 ( m3 / 일 ) 원단위 (l/ 인 일 ) 수거식인구수세식인구수거분뇨정화조오니분뇨정화조오니 비고 2001 19,000 959,698 19 480 1.0 0.5 2002 19,000 1,004,875 20 502 1.1 0.5 2003 10,223 1,030,000 10 515 1.0 0.5 2004 6,868 1,035,254 7 518 1.0 0.5 평균 - - - - 1.0 0.5 2) 관련문헌을통한원단위검토 일반적으로분뇨배출량에대해서는지역의특성및식생활양식, 배출지역의생활습성등에따라변화되는증감량을고려하여산정해야한다. 분뇨배출량원단위는 1인당 1일배출량으로본계획에서는국내및해외기존자료를비교하여생분뇨에대한오염부하량원단위를검토하였으며다음 < 표 9.3-4> 와같다. Ⅸ-5
< 표 9.3-4> 분뇨배출량원단위추이 자료 분뇨 (l/ 인ㆍ일 ) 정화조오니 (l/ 인ㆍ일 ) 분뇨처리시설 ( 일본환경위생센터, 1993) 1.59 0.92 Guide to septage treatment and disposal (U.S EPA, 1994) - 0.52~0.73 폐기물처리기본계획 ( 환경부, 1988) 1.0 0.5 분뇨처리시설구조지침및해설 ( 환경부, 1991) 1.0 0.4~0.55 서울시정화조오니위생처리시설건설기본계획 ( 서울시, 1985) 1.0 0.55 대구위생처리시설증설공사실시설계 ( 대구시 ) 1.0 0.55 선 정 1.0 0.55 다. 분뇨및정화조찌꺼기성상분석 1) 수거분뇨의특성 수거되는분뇨는배출된분뇨가일정기간저장탱크에저류되었다가수거차로수집되는것이므로배출한직후의분뇨와는성상을달리한다. 기보고된우리나라수거분뇨의특성을보면 BOD 17,000~24,000mg/L, SS는 30,000mg/L 로일간변동폭이크지않은것으로알려지고있으며, 일반적인 COD Mn 과 BOD의비를보면 2.4~2.7 로서도시하수의 2.0보다높게나타나분뇨내에는생물학적분해불능물질이포함되어있을수있을가능성이있다. 문헌상에제시된분뇨의성상분석은다음과같다. < 표 9.3-5> 문헌상에제시된분뇨의성상분석 구분자료 1 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 자료 6 ph 7.1 7.7 7.8-7.75 - 총 CODMn (mg/l) 48,715 51,000 19,000 15,200 19,250 15,840 용해성 COD(mg/L) 24,807 26,000 9,500 - - - 총 BOD (mg/l) 18,900 20,000 22,500 19,000 18,800 23,579 용해성 BOD(mg/L) 10,430 14,000 10,500 - - - TS (mg/l) 44,310 41,700 46,400 30,000 31,822 9,817 VS (mg/l) 27,796 28,400 34,600-20,249 - TSS (mg/l) 28,910 28,000 29,600 - - - VSS (mg/l) 18,723 18,000 - - - - Cl (mg/l) 3,497 4,480 5,200-8,165 - T-P (mg/l) 325 381 640 1,000 221 690 TKN (mg/l) 5,024 8,870 6,230 6,000 7,581 3,168 NH3-N(mg/L) 2,730 8,380 3,160-1,022 - 자료 1 : 안양시위생처리장투입분뇨실측자료 (1994. 5, 1994. 7) 자료 2 : 용인군분뇨전처리시설기본및실시설계보고서 (1993. 9) 자료 3 : 분뇨유기비료화에대한기본조사보고서 (1987, 환경처 ) 자료 4 : 의령군축산및분뇨처리시설환경성검토서의계획수질 (1996. 1) 자료 5 : 포항위생처리장시설진단및증설타당성조사보고서 (1990) 자료 6 : 의정부시분뇨처리시설증설공사기본및실시설계보고서의실측조사치 (1997. 3) Ⅸ-6
2) 정화조찌꺼기의특성 대부분의수세식변소가부패형인국내정화조찌꺼기는현재까지알려진바에따르면농도가 BOD 8,000 mg /l내외, SS 22,000 mg /l내외로분석되며 CODMn/BOD 비는약 1.9~4.7 정도로분뇨의경우보다훨씬많은양의생물학적분해가불가능한성질이포함되어있는것으로판단된다. 국내의대체적인정화조찌꺼기의특징은미국이나일본에비해 TS나 VS의농도는낮은반면 BOD농도는높게나타났는데, 외국의정화조에는분뇨뿐만아니라생활하수가함께유입되지만우리나라는분뇨만유입되는것이그이유인것으로추정된다. 정화조찌꺼기의성상은정화조의형식과규모에따라현저한차이를보이므로수거대상지역의실태를정확하게파악하여그특성을알아야한다. 문헌상에제시된정화조찌꺼기의성상은다음 < 표 9.3-6> 과같다. < 표 9.3-6> 문헌상에제시된정화조찌꺼기의성상분석 구 분 자료 1 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 자료 6 ph 6.6 6.2 - - 7.4 - 총 COD (mg/l) 24,650 28,000-6,40 2,850 7,189 용해성 COD(mg/L) 8,627 2,880 - - - - 총 BOD (mg/l) 7,863 7,900 8,050 8,000 8,016 9,398 용해성 BOD(mg/L) 3,538 1,830 - - - - TS (mg/l) 30,100 25,100-22,000 19,084 7,946 VS (mg/l) 23,651 18,290 - - 7,883 - TSS (mg/l) 19,100 18,900 19,500 - - - VSS (mg/l) 13,900 12,100 - - - - Cl (mg/l) 314 313 5,200-2,485 - T-P (mg/l) 133 159-140 564 232 TKN (mg/l) 1,560 2,020-850 1,860 866 NH3-N(mg/L) 730 2,000 - - 142 - 알칼리도 (mg/l) - - 2,300-6,112 - 자료1 : 안양시위생처리장투입분뇨실측자료 (1994. 5, 1994. 7) 자료2 : 용인군분뇨전처리시설기본및실시설계보고서 (1993. 9) 자료3 : 분뇨유기비료화에대한기본조사보고서 (1987, 환경처 ) 자료4 : 의령군축산및분뇨처리시설환경성검토서의계획수질 (1996. 1) 자료5 : 포항위생처리장시설진단및증설타당성조사보고서 (1990) 자료6 : 의정부시분뇨처리시설증설공사기본및실시설계보고서의실측조사치 (1997. 3) Ⅸ-7
라. 계획분뇨수거량예측 분뇨와정화조오니의발생량을예측하기위해서는우선수세화율에의해수거식과수세식변소사용인구와하수관거의완전분류화가이루어져직투입이가능한지역의인구가예측되어져야한다. 장래에는재래식화장실사용인구가대부분없어질것으로예상되어수거식오니의발생량은점차감소될것으로예측된다. 본보고서 4장에수록된수세화율및분류식관거직투입율과상기에서산출한발생분뇨원단위를적용한계획분뇨및정화조오니발생량은다음 < 표 9.3-7> 과같다. < 표 9.3-7> 분뇨및정화조오니계획수거량 구 분 2015년 2020년 2025년 2030년 2035년 비고 1. 총인구 인 1,220,417 1,285,737 1,333,429 1,353,067 1,362,649 2. 처리구역내인구 인 1,202,895 1,268,215 1,315,907 1,335,545 1,345,127 3. 처리구역외인구 인 17,522 17,522 17,522 17,522 17,522 4. 수세화율 % 100 100 100 100 100 5. 분류식관거직투입율 % 38 48 52 61 70 6. 수세화인구 인 1,220,417 1,285,737 1,333,429 1,353,067 1,362,649 1x4 7. 분류식화지역인구 인 457,101 608,744 684,272 814,683 941,589 2x4x5 8. 수거인구 인 - - - - - 1-6 9. 정화조사용인구 인 763,316 676,993 649,157 538,384 421,060 6-7 원단위 l/ 인 일 1 1 1 1 1 A. 분뇨 배출량kl / 일 - - - - - 8x 원단위 수거율 % 100 100 100 100 100 수거량kl / 일 - - - - - 원단위 l/ 인 일 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 B. 정화조 오니 배출량kl / 일 420 372 357 296 232 9x 원단위 수거율 % 100 100 100 100 100 수거량kl / 일 420 372 357 296 232 수거량kl / 일 420 372 357 296 232 단계별 발생량 분뇨kl / 일 - - - - - 정화조오니kl / 일 525 465 446 370 290 계kl / 일 525 465 446 370 290 안전율 1.25 Ⅸ-8
9.3.3 계획분뇨수거량예측 가. 연계처리기본방향 분뇨처리장과공공하수처리시설의연계처리에관해준수해야할관련지침은 공공하수도시설설치사업업무 지침 (2012. 10) 이며다음과같이정의하고있다. 나. 분뇨를연계처리하는경우전처리수질기준 1 분뇨를공공하수처리시설로연계처리하고자하는경우분뇨의유입부하량은공공하수처리시설의정상운영에지장을주지않는범위내로한정한다. 2 또한, 분뇨를분뇨처리시설에서전처리하여유입시키는경우와전처리없이연계처리하는경우에대하여반드시경제성을비교 검토후연계처리여부를결정하여야한다. 다. 가축분뇨, 쓰레기매립시설침출수, 음식물류폐기물처리시설배출수를연계처리하는경우전처리수질기준 1 가축분뇨 침출수 배출수의유입량은생활하수보다적은반면, 질소 인의농도가매우높아이를연계처리할경우하수처리의효율성이저하되므로연계기준을설정하여야한다 고농도의연계수를공공하수처리시설에서처리할경우단순혼합에의해유입수수질농도가높아져불필요한고도처리시설을설치할우려가있음 2 처리수등을공공하수처리시설에서연계처리하는경우전처리수의오염부하량 ( 방류수수질기준항목 ) 은공공하수처리시설의정상운영에지장을주지않도록하되, 총질소및총인의오염부하량은설계시유입하수오염부하량의 10% 이내까지전처리한후연계처리한다. 다만, 총질소및총인의설계치가없는공공하수처리시설의경우실제유입오염부하량의 10% 이내까지전처리하여공공하수처리시설의정상운영에지장을주지않은범위내에서연계처리를하여야한다. 참고 : 가축분뇨의관리및이용에관한법률 시행규칙제20조 ( 공공하수처리시설에의유입기준 ) 1 법제24조제 5항에따라공공처리시설에서중간처리한가축분뇨를 하수도법 제2조제 9호에따른공공하수처리시설 ( 이하 " 공공하수처리시설 " 이라한다 ) 에유입하는기준은다음각호와같다. 1. 공공처리시설에서유입되는오염물질부하량은공공하수처리시설의운영에지장을주지아니하는정도일것 2. 공공처리시설로부터유입되는총질소및총인의양은공공하수처리시설에서처리할수있는질소와인의 100분의 10 이내일것 3 연계처리수는공공하수처리시설에일시적인충격부하를주지않도록일정한유량을지속적으로균등이송 투입할수있는조정조및펌프등의설비를설치 운영하여야한다. 4 기존소화조가설치되어있는공공하수처리시설에가축분뇨또는음식물폐기물류처리시설배출수를연계처리할경우영양염류는거의처리되지않으므로유입수의 C/N 비악화에대한검토가필요하며소화조에직투입하여도소화조운영에지장을초래하지않을경우에는이를적극반영하도록하여야한다. 5 특히가축분뇨, 쓰레기매립시설침출수및음식물류폐기물처리시설배출수의전처리수는합류식하수관거에연결하여유입하는것은원칙적으로제한한다. 다만, 현지여건상불가피하게하수관거에유입하는경우에는우천시하수관거로유입시키지않도록하고, 이에대비한저류조등을설치하여야한다. 합류식하수관거에연결하여유입하는경우우천시에우수토실을통하여미처리된상태로하천으로유출되어수질오염을가중시킬수있음. 6 침출수를연계처리하는경우공공하수처리시설에서처리하는오염물질외의항목에대하여는해당지역의침출수배출허용기준이하로처리한후유입하여야한다. 라. 공공하수처리시설에공장폐수 분뇨 가축분뇨 침출수 배출수의연계처리시방류수역수질에미치는영향을함께검토한후연계처리여부를결정하여야한다. Ⅸ-9
나. 하수연계처리시부하의적정성검토 1) 분뇨처리시설수질현황 < 표 9.3-8> 수원시분뇨처리시설하수연계유입수질 ( 단위 : mg/l) 구분 BOD COD SS T-N T-P 비고 설계수질 11,000 4,000 6,100 700 180 2009 년 3,042 5,180 13,489 576.9 86.1 운영현황 2010 년 7,463 3,929 12,963 482.4 75.2 평균 5,253 4,555 13,226 529.7 80.7 자료 : 수원공공하수처리시설운영자료 (2011~2012 년 ) 2) 하수연계처리시부하의적정성검토하수연계부하적정성검토 (2015년기준 ) < 표 9.3-9> 구분단위 BOD COD SS T-N T-P 비고 하수유입수질 mg/l 156.0 106.0 142.0 39.3 4.9 하수유입부하량 kg/ 일 82,057.9 56,042.6 74,693.5 20,666.5 2,581.8 분뇨유입수질 mg/l 11,000 4,000 6,100 700 180 설계기준 수원 분뇨연계부하량 kg/ 일 9,130.0 3,320.00 5,063.00 581 149.4 허용연계부하량 kg/ 일 - - - 2,067 258 10% 이내 하수연계부하비율 % - - - 2.8% 5.78 검토적정적정 9.3.4 분뇨처리시설신 증설계획 앞서검토된바와같이장래에는재래식화장실사용인구가대부분없어져수거식오니의발생량은점차감소될것으로예측되어현재운영중인수원분뇨처리시설 ( 위생처리장 ) 에서발생분뇨량을전량처리가능하고수원공공하수처리시설로연계처리시에도안정적으로처리가가능하여향후에도분뇨처리장의증설계획은불필요한것으로검토되었다. Ⅸ-10