하수처리장은 물과 찌꺼기를 함께 다룬다
한눈에 보기
- 물은 여섯 단계, 슬러지는 두 단계를 지나며 둘은 반송슬러지로 이어져 있습니다.
- 자동제어가 가장 깊게 붙는 곳은 폭기조입니다. 적게 넣어도 많이 넣어도 나빠지므로 가운데를 찾아야 합니다.
- 유입 총량을 우리가 정할 수 없고 원격 중계펌프장은 통신 너머에 있다는 점이 정수장과 다릅니다.
하수처리장은 물을 깨끗하게 만드는 곳이면서, 동시에 가라앉힌 찌꺼기를 처리하는 곳입니다. 이 두 갈래가 한 부지 안에서 나란히 돌아가기 때문에 감시 화면도 두 줄기로 나뉩니다. 여덟 단계를 따라가며, 각 단계에서 자동제어가 무엇을 재고 무엇을 움직이는지 정리했습니다.
물이 지나는 길과 찌꺼기가 가는 길
먼저 큰 그림부터 봅니다. 하수처리장에서 물과 슬러지는 도중에 갈라졌다가 다시 만납니다. 이 구조를 모르면 화면에서 반송·잉여 같은 말이 왜 나오는지 읽히지 않습니다.
| 갈래 | 지나는 곳 | 단계 |
|---|---|---|
| 물 | 유입 → 스크린·침사 → 최초침전 → 폭기(생물반응) → 최종침전 → 소독·방류 | ①~⑥ |
| 슬러지 | 최초·최종침전지에서 뽑아냄 → 농축·소화 → 탈수·처분 | ⑦~⑧ |
최종침전지에서 가라앉은 슬러지 가운데 일부는 버리지 않고 폭기조로 되돌립니다. 이것이 반송슬러지(반송오니)입니다. 미생물을 폭기조 안에 일정한 양으로 유지하기 위한 것이고, 되돌리고 남은 것만 잉여슬러지(잉여오니)로 뽑아 농축 쪽으로 보냅니다. 화면에 반송과 잉여가 따로 있는 이유가 여기 있습니다.
여덟 단계에서 무엇을 보고 무엇을 움직이나
| # | 단계 | 재는 것 | 움직이는 것 |
|---|---|---|---|
| ① | 유입·차집 | 유입 유량, 수위 | 유입 게이트, 중계펌프장 펌프 |
| ② | 스크린·침사지 | 스크린 앞뒤 수위차, 침사 인발 주기 | 제진기, 침사 인양·반출 설비 |
| ③ | 최초침전지 | 유입 수질(BOD·SS), 슬러지 인발량 | 슬러지 수집기, 인발 펌프 |
| ④ | 폭기조 | 용존산소(DO), 혼합액 부유물질 농도(MLSS), 수온 | 송풍기 대수·풍량, 반송슬러지 펌프 |
| ⑤ | 최종침전지 | 슬러지 계면, 반송·잉여 유량 | 슬러지 수집기, 반송·잉여 펌프 |
| ⑥ | 소독·방류 | 방류 수질, 방류 유량 | 소독설비, 방류 게이트 |
| ⑦ | 농축·소화 | 농축조 계면, 소화조 온도·가스 | 농축조 교반, 소화조 가온·교반 |
| ⑧ | 탈수·처분 | 탈수 케이크 반출량 | 탈수기, 약품 주입, 반출 컨베이어 |
가장 손이 많이 가는 곳은 폭기조입니다
여덟 단계 가운데 자동제어가 가장 깊게 관여하는 곳은 폭기조입니다. 다른 단계는 대체로 「돌리느냐 세우느냐」와 인발량을 정하는 쪽에 가깝지만, 폭기조는 살아 있는 미생물을 다루기 때문에 계속 맞춰 주어야 합니다.
공기를 적게 넣으면 미생물이 유기물을 다 먹지 못해 방류 수질이 나빠집니다. 그렇다고 많이 넣으면 되는 것도 아닙니다. 송풍기 전력이 그대로 나가는 데다, 지나치게 저으면 미생물 덩어리(플록)가 잘게 부서져 최종침전지에서 잘 가라앉지 않습니다. 그러면 방류수의 부유물질이 오히려 올라갑니다. 양쪽 다 나쁜 방향이 있어서 가운데를 찾아야 하는 자리입니다. 하수처리장 전력의 상당 부분을 송풍기가 쓰기 때문에, 여기서 아낀 것이 곧 운영비이기도 합니다.
그래서 용존산소를 보고 송풍량을 조절합니다. 어떻게 조절하는지는 따로 다룹니다.
유입이 일정하지 않다는 점을 전제로 짭니다
하수는 들어오는 총량을 우리가 정할 수 없습니다. 아침·저녁으로 늘고 새벽에 줄며, 비가 오면 한꺼번에 밀려듭니다. 중계펌프장 운전과 유입 게이트로 들어오는 속도는 어느 정도 고를 수 있지만, 결국 받아야 할 양 자체는 줄지 않습니다. 정수장이 「필요한 만큼 취수한다」면 하수처리장은 「오는 만큼 받아야 한다」는 점이 갈리는 지점입니다.
그래서 화면에는 유입 유량이 늘 앞자리에 있고, 바이패스 게이트가 함께 놓입니다. 처리 용량을 넘는 물이 들어올 때 계통을 지키기 위한 것인데, 여는 순간이 곧 미처리 방류이므로 열렸다는 사실과 그 시각이 기록으로 남아야 합니다.
화면이 처리장 밖까지 걸쳐 있습니다
처리장 안은 유선으로 묶이지만, 도시 곳곳에 흩어진 중계펌프장은 그렇지 않습니다. 하수는 대체로 자연 흐름으로 모으는데, 지형이 낮아지는 지점마다 퍼 올려야 다음 구간으로 넘어갑니다. 그 펌프장들이 처리장에서 멀리 떨어져 있어 통신으로만 상태를 받아 옵니다. 선이 닿지 않는 곳을 어떻게 감시하는지는 따로 다룹니다.
여기서 한 가지만 짚어 둡니다. 통신이 끊기면 값이 그 자리에 멈춘 채 남아 있습니다. 화면에 숫자가 떠 있다고 해서 지금 값이라는 뜻이 아닙니다. 원격지 값을 볼 때 통신 상태와 마지막 갱신 시각을 함께 보아야 하는 이유입니다.
정리
하수 처리공정은 물 여섯 단계와 슬러지 두 단계로 나뉘고, 둘은 반송슬러지로 이어져 있습니다. 자동제어가 가장 깊게 붙는 곳은 폭기조이며, 여기서 수질과 전력이 함께 걸립니다. 다만 방류 수질은 최종침전지의 침전 상태와 소독 단계에서도 갈립니다. 유입량을 우리가 정할 수 없다는 점, 원격지는 통신 너머에 있다는 점 — 이 두 가지가 정수장과 갈리는 지점이고, 화면 구성도 그에 맞춰 달라집니다.