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| 배수는 급수구역내의 모든 수요자에게 적절한 수질과 수량의 물을 수요자에게 적절한 방법으로 공급하는
것이다. 수요자는 항상 필요한 수질과 수량의 물을 필요한 시간에 가장 간편하게 얻기를 바란다. 물의
사용량은 조석으로 많고 야간은 적다.
따라서 사용량이 많을 때를 위하여 저수하는 설비가 필요한데 이것이 배수지 또는 배수탑(고가탱크)이다.
배수관은 서로 그물모양으로 연결시켜 전지역의 수압을 균등하게 하고, 정체나 고장으로 단수가 되지
않게 한다.
배수관의 재질에는 여러 가지가 있으나 우리나라는 주철관류를 많이 사용하고 있다.
배수되는 물은 전부 유효하게 사용되지는 못하나 손실이 많은 것은 바람직하지 못하다. 배수관에서
분기하여 각 가정에 물을 공급하는 것을 급수라 하고, 이 사이의 관을 급수관이라 한다. 배수관에서
분기하기 위한 분수전, 급수 정지시 사용되는 지수전, 수량을 계측하는 계량기 및 기타 부속재료를
총칭하여 급수장치라고 한다.
고층 건물에서는 일단 지하에 있는 탱크에 물을 넣은 후 이것을 펌프로 옥상탱크에 퍼올려 여기서
급수한다. 급수관은 종래에는 납관을 사용하였으나 지금은 아연도금 강관이나 염화비닐관 · 폴리에틸렌관
· 동관여러가지를 사용하고 있다. 그런데 수질에 따라서는 강관으로부터 철분이 용해되어 빨간물이
나오는 현상이 자주 일어나므로 특수한 도장이 필요하다.
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01. 완속 여과법
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이 방식은 유럽에서 2세기 이상의 역사를 지니고 그 효과가 인정되어 온 재래식 여과시스템(conventional
filtration system)이다. 보통침전지는 수심을 약 4m로 한 철근 콘크리트못에 원수를 유입시킨
후 약 8시간만에 유출시켜 모래 및 비교적 거친 점토 등을 침전시키는 곳이다. 침전이 끝난 물은 완속여과지에
유입되어 모래층(두께 70~90cm)을 4~5m/일 정도의 여과속도로 여과되는데, 탁도·세균 등은 거의 완전히
제거되며 암모니아, 철, 망간과 같은 용해성물질들도 잘 제거된다.
완속여과지에서 여과된 물은 세균의 99%가 제거되어 있으므로 염소소독을 하여 정화의 목적을 달성할 수 있다.
완속여과법은 안전하고, 맛이 좋은 양질의 물을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 관리하기 편하고, 약품이나 동력이
필요하지 않은 장점이 있으나 반면에 광대한 면적이 필요하며 자동화하기 어려운 결점과 불순물농도가 낮은 원수에만
적용가능하다는 제약 때문에 최근에 설치되는 것은 거의 이 방법을 사용하지 않고 급속여과 시스템을 사용한다.
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02. 급속 여과법
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급속여과법은 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 정수방식으로 완속여과시스템의 결점을 보완하려는 의도로 19세기
말 미국에서 개발된 것이다. 응결(coagulation), 플록형성(flocculation), 침전(sedimentation),
급속여과(rapid filtration) 및 살균의 5가지 과정으로 이루어지고, 부유물질과 콜로이드의 제거
및 세균 등의 살균을 주된 기능으로 하고 있다.
대도시의 정수장에서는 단시간에 대량의 물을 생산하기 위한 목적으로 거의 급속여과지로 물을 정수하고 있다. 급속여과지는
40~60cm 정도의 자갈층 위에 60~70cm의 모래층으로 구성되어 있다. 급속여과시스템은 완속여과시스템과
같이 미량의 금속성분·맛과 냄새·암모 니아 등에 이르는 광범위한 성분에 대처할 수 있는 장점을 갖지 못한다.
따라서 이들 용해성의 유기·무기의 여러 성분에 대응하기 위해서는 별도의 처리 시설을 설치하여야 한다. 이와
같은 처리시설을 특수정수처리 또는 고도정수처리라 한다.
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03. 특수 처리법
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물속에 유기·무기의 용해성분이 허용량 이상 존재하는 경우 급속여과시스템에 용해성분의 제거과정을 시스템의 앞이나
뒤에 부가하는 것이 보통이다. 이러한 경우 시스템의 결합방법은 크게 나누어 2가지가 있는데, 용해성분량의 다소와
하용화의 난이도에 따라서 결정된다.
제1방법은 원수중의 용해성 불순물을 우선 하용화하고 분리하는 방법으로, 하용화가 가능하고 농도가 비교적
높은 성분에 대하여 사용된다.
제2방법은 용해성분의 농도가 낮은 경우에 주로 쓰이는 방법으로, 급속여과 시스템에 의하여 부유물과 콜로이드성분을
제거한 후에 남는 용해성분을 활성탄흡착, 역삼투, 이온교환 등의 여러 과정에서 제거, 조정하는 방법이다.
물의 냄새를 제거하는 것은 매우 어려운데, 현재로서는 활성탄에 흡착시키거나 오존으로 분해하는 이외에 다른
확실한 방법은 없다. 보통 조류 등의 플랑크톤이 다수 발생하면 물의 냄새나 색은 여과지에서는 제거하기가
어렵다. 그러므로 일반적으로 황산구리나 염소 등을 사용하여 사멸시키거나 마이크로스트레이너 (microstrainer)를
사용하기도 한다.
한편, 급속여과시스템 뒤에 완속여과지를 설치하여 여러가지 미량의 유기, 무기성분을 제거하는 2단 여과와
같은 방식이 장차 쓰여질 것이며, 이러한 방법도 제2 방법에 속하는 우수한 용해성분처리법이라 할 수 있다.
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03. 소독
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물을 정수하는 과정에서 최종적으로 소독을 실시하게 되는데 소독의 목적은 병원성 세균을 사멸시키거나 비활동성으로
전환시키기 위한 것이다.
살균방법으로는 직접 열을 가하여 살균하는 방법(자외선, X선 등)과 화학약품인 염소(Cl2), 이산화염 소(ClO2),
오존(O3) 등으로 살균하는 방법이 있다. 현재 상수도용으로 가장 많이 사용되는 염소소독은 다른 소독방법에
비해 경제적이며 잔류성이 있어 상당기간 동안 소독의 효과가 유지되는 장점이 있다. 오존살균이나 자외선 등에
의한 살균방법은 효과적이기는 하나 비용이 많이 들며, 소독후에 다시 오염이 될 경우 소독 효과가 없는 단점이
있다. 도시상수도의 경우 정수장에서 가정까지 물이 공급되는 과정이 수km가 되므로 운반도중의 2차 오염문제를
무시할 수 없다. 그러나 염소소독은 염소가 천연유기물과 결합하여 트리할로메탄(THM)이라는 물질을 생성하며
이것은 발암물질로 알려져 있다. 그러므로 원수에는 가능한 한 유기물이 적어야 하며, 따라서 상수원의 수질보호는
이러한 차원에서 철저히 지켜져야 한다.
최초의 염소소독은 1904년 영국의 알렉산더 하우스톤(Alexader Houston)에 의해 상수도에 실시된
이래 전세계적으로 도시상수도에서는 염소소독을 실시하고 있으며, 우리나라도 염소로 소독을 실시하고 있다. 소독의
메카니즘은 약품의 종류와 미생물의 형태에 따라 다르나 박테리아의 생명유지에 필수적인 단백질 계통의 효소를 파괴하거나
불활성상태로 만든다.
소독의 과정이 확실하게 밝혀지지는 않았으나 박테리아의 세포벽을 통과하여 약품이 침투하 는 과정(약품이 빨리
확산될 경우 소독효율 증대)과 세포내의 효소와 약품이 반응하 는 과정(반응하는 약품의 농도가 크면 클수록 소독효율
증대)을 거친다는 가설이 있다. |
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