도시의 생활권 전역에 걸쳐 설치되어 있는 지하매설 시설물인 하수관망은 그 거동에 따라 방류수역의 수질에 큰 영향을 준다. 하수관망을 통한 하수의 이송특성은 관망의 형상과 각 지점에서의 수질정보에 영향을 받는다. 본 연구에서는 이 두 가지 인자에 대한 분석을 위해 하수관망의 외적 형상과 내적 정보흐름의 관계를 분석하였다. 실제 하수관망을 대상으로 자연하천의 정량화에 쓰이는 하천차수방법을 적용해 관망의 차수를 구분하여 도시에 공간적으로 넓게 분포되어있는 하수관망의 범위를 좁힌 후, 정보이론에서의 엔트로피(Entropy) 개념을 하수관망에 도입하여 하수관망의 차수와의 상관관계를 알아보았다. 이러한 분석을 통하여 하수관망의 차수와 엔트로피 사이에 유기적 상관성이 성립함을 확인 할 수 있었다. 총엔트로피와 한계엔트로피 모두 관망의 차수와 유의한 관계를 보였으나 그 양상은 반대로 나타났다.
하수종말처리시설은 가정 등에서 배출되는 생활하수를 처리하여 오염물질을 제거한 후 다시 하천으로 물을 되돌려 보내는 시설로 하천수의 수질 측면에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 그러나 하천수의 수질 측면뿐만 아니라 수량적인 측면에서도 하수종말처리시설은 하천유량 관리에 있어 중요한 고려사항이라 할 수 있다. 하수종말처리시설을 통해 하천으로 방류되는 물은 비교적 일정한 수준을 유지하고 있으며, 이는 평저수기 및 갈수기 하천유량 관리 측면에서 매우 중요한 의미를 갖는다. 효율적인 하천유량 관리를 위해서는 하천을 중심으로 이루어지는 물 순환 구조에 대해 명확하게 파악할 수 있어야 하며, 하천에서 빠져나가는 물의 양과 하천으로 들어오는 물의 양을 파악함으로써 적절한 하천유량 관리가 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 하수종말처리시설에서 하천으로 방류되는 물의 양이 하천유량에서 차지하는 비중을 파악하기 위한 분석을 수행하였다. 이를 위해 하수종말처리시설의 처리수 방류위치를 확인한 후 이를 기준으로 인접한 상 하류 하천구간에 유량자료가 생산되고 있는 수위관측시설을 검토하여 분석을 위한 대상 지점을 선정하였다. 선정된 지점을 중심으로 홍수기(6~9월)를 제외한 기간에 대해 하천유량과 하수종말처리시설의 방류수량을 검토하여 하수처리수의 기여도를 분석하였다. 하천유량과의 비교와 함께 분석 대상 지점에 고시되어 있는 하천유지유량과 비교한 후 그 결과를 제시하였다. 본 연구의 결과를 통해 하수처리수가 하천에 흐르는 유량에 기여하는 정도를 파악할 수 있으며, 이는 하천유량이 상대적으로 적은 평저수기 및 갈수기 하천유량 관리를 위한 기반 정보로 활용할 수 있을 것이다.
하수관거정비 전 후에 문제관을 판별하고 원인분석에 사용되어지는 불명수 산정방법이 대상유역을 평균적으로 분석하는 방법을 주로 사용하고 있고 이러한 분석방법조차 정확히 어느 정도 실제 불명수 발생량과 일치하는지에 대한 연구도 미비한 실정으로 분석방법의 적용성에 대한 평가가 시급한 상태이다. 본 연구에서는 직접측정이 가능한 대상유역내에서 직접측정과 기존 문헌상 제시되어 있는 침입수/유입수 분석방법(물사용량 평가방법, 일 최대 침입수량 평가방법, 최대-최소 유량 평가방법, 야간 활동인구 사용수량 평가방법, 일 평균 최저유량-수질 평가방법)을 사용하여 하수관거내 I/I량을 산정하였으며, 동일 기간내 실제 현장의 I/I량을 산정하여 비교하였다. 대상지역은 H시로 조사지점은 사전답사 후 6개의 직접측정지점을 선정하고 소유역의 하단에는 유량계를 사용하였으며, 본 조사지역의 주변에 공장이나 물사용량이 많은 시설물은 없었으며 따라서 야간에는 하수발생량이 적게 발생되고, 보다 정확한 조사를 위하여 유량이 거의 발생하지 않는 새벽시간에 직접측정을 실시하였다. 조사기간은 2007년 10월29일부터 11월13일까지 측정하였고 수질의 경우 11월3일과 6일의 평균 채수 값을 사용하였다. 본 연구를 수행한 결과 본 연구의 대상지역인 주거지역이 밀집된 경우 야간생활하수량이 적용되는 야간 생활 하수평가기법이 가장 합리적인 것으로 분석 되었다.
진주시내(晋州市內) 생활하수(生活下水)의 수질실태(水質實態)를 파악(把握)하여 그것이 남강(南江) 수질오염(水質汚染)에 미치는 영향을 검토(檢討)함으로써 남강(南江) 수질보전대책(水質保全對策) 수립(樹立)에 대(對)한 삼고자료(參考資料)를 제공(提供)코자 진주시내(晋州市內) 생활하수(生活下水)의 주요(主要) 5개(個) 배출구역(排出區域)과 진양호(晋陽湖) 및 남강(南江) 각(各) 1 개(個) 지점(地點)의 수질(水質)을 분석(分析)하였다. 1) 진주시(晋州市) 5개(個) 하수구역(下水區域) 배출수질(排出水質)의 각(各) 성분(成分) 평균치(平均値)는 pH 7.1, DO 2.3 ppm, BOD 126.2ppm, COD 123.7ppm, 탁도(濁度) 22.3ppm, $NH_4^+-N 9.3 ppm$, 알카리도 121ppm 경도(硬度) 121ppm, Cl- 44.3ppm, $SO_4--$ 88.9 ppm, Pb 0.0052 ppm, Zn 0.0079 ppm, Cu 0.0124ppm, Mn 0.0050 ppm 이었다. 2) 남강(南江)의 1일(日) 총(總) BOD 부하량(負荷量)은 14.80 ton이었으며 이 중 남강상류(南江上流)인 진양호(晋陽湖)로부터 6.94Ton, 그리고 진주시(晋州市) 下水(下水)로부터 4.93 ton이 류입(流入)되고 있었다. 따라서 하수(下水)가 차지하는 BOD 부하량(負荷量)은 33.3%였다. 3) 하수중(下水中)의 중김속함량(重金屬含量)은 낮아 남강(南江) 수질오염(水質汚染)에 그리 큰 영향을 미치지 않을 것이나 암모니아태(態) 질소(窒素)가 대단히 높아 농업(農業) 용수(用水)로 이용(利用)하기에는 불적당(不適當)할 것이로 사료(思料)된다. 4) 남강수질(南江水質)의 오염도(汚染度)를 농업용수기준치인 BOD 8ppm 이하(以下)로 줄이기 위해서는 진양호(晋陽湖) 남강(南江)댐에서의 방류량(放流量)을 $1,900,000 ^3$/일(日) 이상(以上)으로 조절해야 할 것으로 본다.
이 연구논문의 주요 목적은 하수슬러지와 생활폐기물을 혼합소각할 경우, 소각시설의 안정적 운영을 위해 가장 중요한 변수인 하수슬러지의 정량공급 방안에 관한 것이다. 실험결과, 슬럼프테스트와 유동화테스를 통해 함수율을 약 87%로 정량공급할 경우, 하수슬러지의 표면연소를 보완하여 완전연소가 이루어 질 것으로 판단되어 향후 생활폐기물과 하수슬러지 혼합소각시 소각시설의 안정화에 기여할 것으로 판단된다.
떫은감 껍질 추출물을 처리할 경우 응집 수축성이 강하여 물속의 이물질의 응집이 빠르게 진행되므로 첨가되는 추출물의 양이 증가할수록 육안으로도 원수의 탁도가 좋아지는 것이 관찰되었다. 소석회와 감껍질 추출물을 병행하여 처리할 때 얻어진 T-P, CODcr 제거율은 아파트생활하수와 기숙사하수 모두 100-200 mg/l의 첨가 농도에서는 $FeCl_3$와 $Al_2(SO_4)_3$에 비해 효과가 떨어졌으나 300 mg/l 이상의 첨가농도에서는 제거효과가 비슷하거나 오히려 더 높게 측정되어 응집보조제로서의 역할이 우수한 것으로 판단되었다. 추출물의 첨가량을 늘림에 따라 T-P 제거율도 상대적으로 계속 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 응집보조제의 사용이 원수에 대해 400-600 mg/l 정도로 낮아도 탁도의 개선 호과가 양호한 것으로 판단되어 소석회와 병행 사용한다면 처리수의 산성화가 적어 이를 중화시킬 알칼리보조제의 사용이 줄어들어 수 처리로 인한 경제적 부담을 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.
본 연구는, 생활 하수 슬러지가 대부분인 충남 지역에서 발생되는 하수 슬러지의 물리 화학적인 성질을 기초로 하여 소각회의 안정적인 처분과 재활용을 위한 가능성을 확인하여 하수 슬러지 소각회의 적절한 처분방안과 제반 문제점 등을 제시하고, 그 문제점들의 해결방안을 모색하였다. 그 결과 하수 슬러지의 함수율은 약 80 % 정도 되며, 유기물이 고형물의 50% 정도로 관찰되었다. 그리고 비휘발성 고형물인 무기물은 $SiO_2$-$Al_{2}O_3$가 주성분으로 관찰되었으며, 주요 광물은 하수 슬러지가 소각 온도 및 소성 온도에 따라 변화하는 것으로 나타났다. 그리고, 이러한 변화는 소각회의 최종 처분시 고려되어야 하는 중요한 요인로 작용한다. 또한 하수 슬러지 소각회를 사용하여 약 600 kg${\cdot}f/{cm}^2$의 높은 압축 강도를 가지는 시편을 제작하였으며, 이는 하수 슬러지의 처분시 최종 부산물인 소각회의 적정 처리 방안에서 재활용의 가능성이 매우 높다는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구결과로 부터, Phenols, Alihatic compounds, Aromatic compounds, Phthalates, Pesticides와 같은 유기오염물질로 인한 영산강 유역 방류수의 오염을 알 수 있었고, 하수 성상별, 계절별로 검출된 물질을 보면 농공 폐수가 생활하수보다 다종의 유기오염물질들을 포함하고 있음을 알 수 있었다. 특히 여름철에 다량의 농약 사용으로 인해 Pesticides가 다종 고농도로 검출되었으며, Phenols, Phthalates는 주변공장의 제조과정에서 발생된 유기물질들에 의한 오염으로 추측된다. 또한, 검출 화학물질 중에서 dieldrin, edosulfan, diethyl phthalates와 같은 환경호르몬성 물질이 포함되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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