도시하수처리에 의한 유해물질 제거효과에 관한 조사연구 : 청계천처리장을 중심으로 - 유병태 (연세대학교 보건대학원, 1987)
[한글] 인구증가와 산업발달에 의한 도시화현상은 생활하수 및 산업장 폐수의 급증을 초래하게 되어 식수원으로 이용되는 하천의 수질을 크게 오염시키게 되었다. 이 같은 도시주변 하천 수질오염의 근본적 대책으로는 본류에 유입되는 각 지천의 도시 생활하수를 처리하여 야만 한다. 도시 생활하수의 처리방법으로는 대체로 처리용량, 처리비용, 방법의 용이성, 처리효율등을 고려하여 활성오니법이 보편화 되어있다. 현재 한강유역에는 1976년도에 설치된 청계천 하수처리장을 비롯하여 중랑천, 탄천, 안양천 및 난지도에 하수처리장이 건설되어 그 일부는 정상적인 가동을 하고있다. 그러나, 지금까지 도시하수 처리장의 가동효율이 평가되어 보고된 적이 없었다. 특히 병원성 미생물 및 중금속등의 오염물질에 관한 처리효과는 국내에서는 보고된 바가 없었다. 따라서 본 조사연구는 전형적인 활성오니법에 의한 청계천 하수처리장의 원하수와 처리단계별 효율을 조사분석하여 기존처리 방법의 개선과 앞으로 건설될 처리장의 합리적 설계 및 기존 처리장외 운명에 기초자료를 제공하며 또한 처리수의 적절한 수질기준의 설정에 기초자료를 제공코져 시도되었다. 본 연구는 청계천 하수처리장을 대상으로 1986년 9월부터 1987년 8월까지 1년간에 걸처 수질지표물질, 유해중금속물질 및 병원성미생물 오염도의 처리효율을 조사분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 유입수의 수질은 BOD는 115.58 ㎎/ℓ, COD는 73.14 ㎎/ℓ, SS는 104.83 ㎎/ℓ, NH^^3 -N는 11.70 ㎍/ℓ, NO^^3 -N는 1.32 ㎎/ℓ, PO^^4 -P는 2.25㎎/ℓ 그리고 MBAS는 1.03 ㎎/ℓ였으며, 1차처리후 BOD는 37.53%, COD는 45.97%, SS는 45.18%, NH^^3 -N는 23.15%, NO^^3 -N는 15.90%, PO^^4 -P는 25.33%, MBAS는 29.11% 처리되었고 2차 처리후에는 BOD는 90.64% COD는 88.83% SS는 90.55% NH^^3 -N는 44.69% PO^^4 -P는 47.55% MBAS는 71.74% 처리되었으며 NO^^3 -H는 2차 처리후 9.10%가 증가되었다. 2 .유입수의 중금속물질의 농도는 Fe가 0.898㎎/ℓ로 가장 높고 Cr는 0.072㎎/ℓ, Pb는 0.032㎎/ℓ, Cu는 0.05㎎/ℓ, Zn는 0.271㎎/ℓ,그리고 Mn은 0.615㎎/ℓ 었으며 1차 처리후 Fe는 24.06% Cr는33.34%, Pb는 21.88 %, Cu는 21.81%, Zn은 21.40 %, Mn는 24.06% 처리되었고 2차 처리후에는 Fe는 59.91%, Cr은 가장 높아 74.99%, Pb는 43.75%, Cu는 56.14%, Zn은 53.87%,그리고 Mn은 55.93%의 처리효율을 나타냈다. 3. 유입수의 미생물 오염도는 총세균(TB)이 5.2×10**6 CFU/㎖였고, 대장균군(TC)은 2.3×10**6 MPN/100㎖, 분원성 대장균(FC)은 7.4×10**4 MPN/100ml, 녹농균(Pseudo)은 1.1×10**5 MPN/1OOml,분원성 연쇄상구균(FS)는 3.4×10**4 MPN/l00 ml였고 Salmonella spp의 검출율은 12.5%, Shigella spp의 검출율은 4.2%였으며,1차 처리후의 TB는 65.38%, TC는 64.35% FC는 62.16%, Pseudo는 69.48%, FS는 64.70% 처리되었으며 Salmonella spp의 검출율은 4.2%로 감소되었고, 2차 처리후의 TB는 97.50%, TC는 97.30 % FC는 95.95%, Pseudo는 97.00%, FS는 96.53%의 처리효율을 나타냈으며 기타병원성 미생물은 검출되지 않았다. 4. 처리효율의 계절적 변화는 지표물질과 중금속류는 봄철에서 미생물 오염물질은 여름철에 처리효율이 높았고, 전 항목에서 겨울철의 처리효율이 낮았다. 5. 수질지표 물질중 원하수, 처리수 모두에서 수온이 높을수록 DO가 낮은 역상관 (P<0.01) 관계가 뚜렷하였고, 수온과 미생물 오염도 전 항목간에는 원하수와 처리수에 수온이 높을수록 미생물의 오염도가 높은 상관성이 있었으며 (P<0.05), 원하수에는 NH^^3 -N과 미생물항목간에는 높은 유의성이 있었다(p<0.01). 이상과 같은 조사연구를 통하여 기존 하수처리장의 처리능력 및 효율을 평가하여 볼때 겨울철에 그 처리효율이 낮아지게 되므로 처리효율을 높이기 위한 수온관리 시스템의 도입이 제시될 수 있으며, 미처리 도시하수및 처리수의 하천방류시 하천 수질에 미치는 영향을 고찰할 수 있었다. 앞으로 처리시설의 관리에 있어 적정한 기준설정에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. [영문] This investigation was carried out to evaluate the removal effect of hazardous contaminants, for the municipal sewage treatment process at Cheonggye Cheon terminal plant which in the first plant for muncipal sewage treatment in Seoul area. The raw influent sewage, primary treatment water in terms of the treated water through screening, comminution, sand sedimentation and coaggutary sedimentation, and secondary treatment water through activated sludge treatment and settling work analyzed for water quality parameters (pH, DO, BOD, COD, SS, NH^^3 -H, NO^^2 -N, NO^^3 -N, P0^^4 -P, MBAS), heavy metals (Fe, Zn, Mn, Cd, Cr, Pb, Cu, Hg) and micro-organisms(total bacteria, total coliform, fecal coliform, fecal streptococci, Pseudomonas Salmonella and Shigella) from September,1986 to July,1987. The results were as follow: 1. The raw sewage was characterized at DO: 4.78 mg/l, BOD: 115.58mg/l, COD: 73.14mg/l, SS: 104.83 mg/l, NH^^3 -N: 11.70mg/l, PO^^4 -P: 2.25 mg/l, MBAS: 1.03 mg/l, Cr: 0.072 mg/l, Fe: 0.898 mg/l, Pb: 0.032 mg/l, Cu: 0.057mg/l, Zn: 0.271 mg/l, Total bacteria: 5.2×10**6 CFU/ml, total caliform: 2.3×10**6 MPN/100ml, fecal coliform: 7.4×10**4 MPN/100ml, Pseudomonas spp: 1.1×10**5 MPN/100ml and fecal streptococci: 3.4×10**4 MPN/100ml in averages for a year respectively. 2. The primary treatment could eliminate the water quality parameters for 37.53% of BOD, 45.9% Of COD, 45.18% of SS, 23.15% of NH^^3 -N, 15.90% of NO^^3 -N, 29.11% of MBAS and 25.33% of PO^^4 -P, heavy metals for 33.34% of Cr, 25.84% of Fe, 21.88% of Pb, 22.81% of Cu, 21.40% of Zn and 24.06% of Mn, and microbials for 65.38% of total bacteria, 64.35% of total coliform, 62.l6% of fecal coliform, 69.48% of Pseudomonas and 64.70% of fecal streptococci in averages for a year respectively. 3. The secondary treatment could eliminate the water quality parameters for 90.64% of BOD, 88.83% of COD, 90.55% of SS, 44.69% of NH^^3 -N, 40.98% of NO^^2 -N, -9.10% of NO^^3 -N, 47.55% of P0^^4 -P and 71.74% of MBAS, heavy metals for 74.99% of Cr, 59.91% of Fe, 43.75% of Pb, 56.l4% of Cu, 53.87% of Zn and 55.93% of Mn, and microbials for 97.50% of total bacterial 97.30% of total coliform, 95.95% of fecal caliform, 97,00% of Pseudmonas and 96.53% of fecal streptococci in average for a year respectively. 4. In the seasonal variation of treatment effect, the removals of water quality parameters and heavy metal was the highest in spring, microbials in summer, and the removals of all item in winter was lower than the other season. According to the above results, it is recommended that the water quality standard for discharge from municipal sewage treatment plant could be established, and the treatment measurement of plant be improved as well as be extended to design more effective one.
환경관리학과/석사