하수처리장의 무한 변신

영국 의학저널인 ‘브리티시 메디컬 저널’은 2007년 1월 현대 의학의 가장 위대한 성과로 ‘하수도와 깨끗한 물’을 선정했다.

위생과 삶의 질을 향상시켰다는 평가다. 하수도는 도시 기능을 유지하기 위한 필수 시설이다. 이 중 하수처리장은 생활에서 발생하는 하수를 물리·화학적 방법 및 미생물을 이용해 처리한다. 국내에서는 1976년 9월 21일 청계천 하수처리장이 준공되면서 하수처리시대가 시작됐고, 1988년 올림픽을 전후해 집중 설치됐다. 2019년 기준 4216곳, 시설용량이 하루 2607만t에 달한다. 시설용량이 하루 500t 이상인 처리장이 681개, 5만t 이상 공공하수처리장도 68개나 된다. 공공하수도 보급률 94.3%, 하루 500t 이상 하수처리장은 고도처리공법을 도입해 하수의 수질을 재이용이 가능한 수준으로 높였다. 탄소중립시대를 맞아 위생적 하수 처리와 하천 수질 보호 등을 넘어 에너지 자립과 자원 순환, 온실가스 배출 저감 등으로 역할이 확대됐다. 그러나 하수처리장은 여전히 대표적인 ‘님비시설’ 중 하나다. 막을 올린 통합물관리와 연계해 노후화가 도래한 국내 하수처리장에 대한 재설계가 시급해졌다.●에너지 자립·자원 순환 등 역할 확대

30일 환경부에 따르면 국내 하수처리장의 하루 처리량은 2019년 기준 1922만t으로 시설용량의 73.7% 수준이다. 시설 확충에 따라 하수 오염부하량(BOD 기준 3442t)의 98.7%를 제거하고, 총인(녹조 등을 유발하는 유기물질)은 95.5%를 줄여 공공수역의 수질 환경에 기여하고 있다.

최근에는 하수처리장 내 설치된 소화조를 개선해 하수찌꺼기(슬러지) 감량화와 소화과정에서 발생된 바이오가스를 발전·연료 등으로 활용한다. 2020년 감량화 사업이 완료된 22개 처리장의 감량률이 평균 38.3%로 분석됐다. 소화가스 발생량은 하루 8만t 규모로 판매·발전·자체이용 등으로 7만 7775t을 이용하고, 나머지 잉여가스(2780t)는 소각 처리한다. 하수처리장의 역할이 확대되고 있지만 노후화에 발목이 잡히고 있다. 하루 500t 이상 처리 시설 중 25년 이상 된 노후 하수시설이 63곳이다. 노후 하수처리장은 2025년 158곳, 2030년 281곳으로 급증할 전망이다. 더욱이 노후 처리장 대부분이 도심에 위치하면서 지방자치단체들이 대책 마련에 고심하고 있다. 공공하수관로(16만여㎞)의 43.2%도 20년 이상 사용돼 노후화가 심각하다.

시설 노후화는 기능 저하로 이어진다. 환경부 조사 결과 하수처리 고도화로 에너지 사용량이 늘면서 하루 5만t 이상을 처리하는 대규모 공공하수처리장의 에너지 자립률이 16.3%에 불과했다. 더욱이 초기(BOD 기준 120)와 비교해 유입수질 농도가 높아진 반면 방류수질 기준은 강화돼 시설 개선 필요성도 대두된다. 빗물 등이 유입되는 합류식 관로 대신 하수만 처리하는 분리식이 확대되면서 ‘고농도화’가 심각하다. 유입하수 농도가 200 이상까지 치솟아 처리시간이 길어지자 처리장마다 처리공간이 추가로 필요하게 됐다.노후화 대책은 지역에 따라 각양각색이다. 수도권은 이전 장소 확보가 어렵다 보니 지하화한 후 상부를 공원 등으로 개발해 시민에게 제공하는 방식이 추진되고 있다. 반면 지역은 도시 외곽에 조성됐으나 도시가 팽창하면서 악취·경관 등에 따른 민원이 심각해져 이전이 불가피한 상황이다. 그러나 이전에는 막대한 사업비가 필요하다 보니 논란이 끊이지 않고 있다.

환경부 생활하수과 지영빈 사무관은 “노후 하수처리시설 개선 타당성 평가기준을 하수도정비 기본계획 지침에 반영해 지자체가 기능 저하에 따른 시설 폐지 또는 전면 개량을 판단할 수 있게 됐다”며 “올해 처리장의 에너지 사용을 줄이고 악취 관리 등 처리 전 과정을 정보통신기술(ICT)을 활용해 컨트롤할 수 있는 스마트 하수도 관리사업을 시범적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.

전문가들은 하수도 및 수질 관련 공공서비스의 만족도가 높지 않다고 평가한다. 하수도 정책이 하수처리와 시설 확충에 집중됐기 때문이다. 하수처리장과 관련한 최대 민원은 악취다. 지상에 위치한 처리장은 지역을 막론하고 타깃이 되고 있다. 악취를 컨트롤할 수 있는 최선책은 지하화다. 신축이나 시설 개량 시 지하로 시설을 옮기는 것이 일반화됐다. 2016년 가동을 시작한 세종시 하수처리장(수질복원센터)은 인근에 대형마트가 위치해 있다. 지하에 처리장이 있고 상부는 녹지다 보니 설명하지 않으면 처리장의 존재를 알지 못한다. 세종시는 이곳에 파크골프장을 조성할 계획이다. 경기 안양 새물공원은 기존 박달하수처리장을 2018년 지하화했다. 상부는 체육공원과 피크닉시설 등으로 조성해 시민 편의시설로 제공한다. 하남 유니온파크는 하수와 폐기물처리시설이 융합돼 있다. 지하에 하수처리장과 소각시설, 음식물자원화시설, 재활용품선별시설 등이 입지해 악취 등 민원을 원천 차단했다. 상부에는 전망대와 체육시설, 중앙광장 등 주민친화공원을 조성했다.

지역에서도 의미 있는 시도가 이뤄지고 있다. 충남 서산시는 상부에 조성된 기존 하수처리장과 연계해 통합 바이오가스화 시설을 지난해 8월 완공했다. 별도 처리하던 하수와 음식물, 축산폐수 통합 처리를 시범적으로 도입했다. 유기성 폐자원을 활용해 열에너지와 전기를 생산하고, 사용된 슬러지는 인근 화력발전소에 연료로 공급해 에너지 절감 및 수익을 창출하고 있다. 도농지역 하수처리장에서 활용할 수 있는 사업 모델로 주목받고 있다. 또 제주에서는 이전 하수처리장에 최초로 국비가 지원되고, 대전하수처리장은 국내 최초 대형 하수처리장 이전 및 국내 최대 환경분야 민간투자방식으로 추진된다. 최신 정화공법이 적용돼 방류수 수질 개선과 운영 비용 등을 최소화할 수 있다는 평가다.

최영균 충남대 환경공학과 교수는 “에너지 자립 및 탄소중립 이행 방안으로 소화조 개선은 효용성을 높일 수 있는 방안”이라며 “과거 슬러지를 줄이기 위한 시설에서 메탄가스를 생산할 수 있는 개량이 요구된다”고 말했다. 최 교수는 이어 “에너지 절감 및 자원회수 성과 등이 높은 지자체나 시설 운영자에게 정책적·재정적 인센티브를 제공할 수 있는 지원책도 마련돼야 한다”고 강조했다.●“하수처리수, 상류 지하수로 활용해야”

물 순환이 강조되고 있지만 정작 무상으로 제공되는 하수 재이용률은 2019년 기준 16.1%에 불과했다. 막대한 비용을 들여 정화한 하수처리수가 하천으로 흘러가고 있다. 재이용도 청소·화장실용 등으로 사용하는 장내용수(5억 2000만t)와 하천유지용수(4억 8300만t)가 대부분을 차지했다. 처리장이 대부분 하천의 하류지역에 위치해 농업용수(1200만t)나 도시용수(3000만t)는 이동거리 등으로 활용이 많지 않았다. 유일하게 ‘유상’ 공급하는 공업용수는 과다한 정화 비용으로 이용 부담 속에서도 수요가 늘고 있는 것으로 분석됐다. 학계에서는 하수처리수의 ‘지하수 충전’을 제안하고 있다. 하수처리수를 상류지역 지하수로 활용하는 방식이다. 박준홍 연세대 건설환경공학과 교수는 “지하수 충전을 통한 재이용은 기술적으로 타당하고 자연기반 정화를 통해 수돗물로 사용하는 것에 대한 검증이 이뤄졌다”며 “지하수 수질 보전과 지반 안전 등을 반영한 수질 및 수량 기준을 마련하기 위한 실증연구가 필요하다”고 말했다. 박 교수는 또 “수계 전체의 수질 관리는 유역관리제가 유용하고 하수 재이용 등 탄소중립 및 자원순환의 실효성을 높이려면 처리장의 소규모 분산화가 필요하다”면서 “지자체·주민 합의가 전제되기에 당장 실현은 어렵지만 중장기적으로 나아갈 방향”이라고 강조했다.

대전·세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr