하수 및 처리 시설 – 종류 및 운영 원리

교외 지역이라면 어디든 액체 제거 시스템을 갖추는 것이 의무입니다.

이 시설은 폐수 처리 시설로 설계되었습니다. 그 목적은 과도한 수분을 제거하는 것뿐만 아니라 다양한 종류의 자연적 및 인공적 오염 물질로부터 폐수를 정화하는 것입니다.

폐수량과 처리 작업의 강도를 고려하여 하수처리 시설은 크게 배수형과 생활형 두 가지 유형으로 나뉩니다.

폐수 처리장은 폐수를 정화하고 소독하도록 설계된 시설입니다. 기계적 및 생물학적 처리 방법이 사용됩니다. 이러한 처리는 환경 보호에 필수적입니다.

물 처리용 배수 시스템

이러한 구조물들은 몇 가지 구체적인 특징을 가지고 있지만, 물에 잠긴 지역에서 과도한 습기를 제거하는 일반적인 목적은 변함없이 유지됩니다.

부지에 물이 과도하게 고이는 것은 흔히 발생하는 문제로, 봄철 폭우나 눈 녹음으로 인해 생깁니다. 특히 지하수위가 높거나 점토질 토양으로 인해 여과 및 자연 배수가 어려운 지역에서는 과도한 습기가 더욱 문제가 됩니다.

토양에 과도한 수분이 있으면 정원 식물과 채소의 정상적인 성장을 저해할 뿐만 아니라 건물의 기초에 파괴적인 영향을 미쳐 집안의 습도를 높이고 건물의 주요 구조물 노후화를 가속화합니다.

현재 상황에 따라 배수 장치는 다음과 같을 수 있습니다.

1. 지표 배수 시스템은 점 배수 시스템과 선형 배수 시스템으로 구성됩니다. 점 배수 시스템은 빗물이 고이는 곳, 예를 들어 빗물받이 아래에 설치됩니다. 선형 배수 시스템은 얕은 도랑 형태로 건물의 경계를 따라 설치됩니다.
2. 심층 매설형 – 현장에서 물을 모으고 배수하도록 설계된 천공 파이프 네트워크로 구성됩니다.

부지에 배수 시스템을 구축하려면 다음과 같은 상황을 파악하기 위해 부지에 대한 예비 조사를 실시해야 합니다.

• 지하수 깊이;
• 토양 자체의 특성;
• 부지 내 경사면;
• 계절별 최대 및 최소 지하수위.

부지에 건물을 설계할 때 이 정보가 필요합니다. 예를 들어, 이탄 토양이 발견되면 노동력과 비용이 너무 많이 들어 그러한 부지에 집을 짓는 것은 완전히 불가능할 수 있습니다.

선형 표면 배수

이러한 유형의 배수 시스템은 길이가 더 길며 보호 대상 건물 주변에 설치됩니다. 설치하려면 도랑을 파야 합니다. 도랑의 크기는 배수 시스템을 구성하는 데 사용되는 홈통의 크기에 따라 달라지며, 홈통보다 약간 더 커야 합니다.

쟁반은 다음과 같은 다양한 재료로 만들어집니다.

• 금속;
• 플라스틱;
• 주철;
• 다양한 종류의 콘크리트로 만들어졌습니다.

배수로의 안정적인 작동을 위해서는 견고한 기초 위에 설치해야 하므로, 바닥에 최소 10cm 두께의 콘크리트 스크리드를 타설해야 합니다. 배수로는 양생되지 않은 콘크리트 위에 설치하고, 격자 부분이 콘크리트 포장면보다 1~3cm 높도록 위치시켜야 합니다.

배수 회로는 빗물 배수구 입구에서 끝나며, 이 입구에는 빗물 유출수에 포함된 모래, 미사 및 이물질을 걸러내는 모래 포집기가 설치되어 있습니다. 이 장치는 주기적인 청소가 필요합니다.

심층 배수

이 배수 시스템은 지하 토양의 습기를 배출하도록 설계되었습니다. 천공된 배수관을 사용하여 설치되며, 시스템 상태를 모니터링하고 필요시 청소를 수행하기 위해 배수망의 모든 굴곡부에 점검구를 설치해야 합니다.

배관은 배관 길이 1미터당 1~3밀리미터의 경사로 설치해야 하며, 이 값은 매우 중요합니다. 경사가 너무 크면 물이 배관을 통해 빠르게 흐르면서 오염 물질이 흐름과 함께 분산되지 못하고 배관 내에 갇히게 됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 오염 물질이 축적되어 막힘을 유발합니다.

적절한 배수를 위해서는 단순히 파이프를 땅에 묻는 것만으로는 충분하지 않습니다. 철저한 보호 조치가 필요합니다. 이를 위해서는 필터층을 만들어야 하며, 필터층은 다음과 같이 시공할 수 있습니다.

1. 필요한 깊이까지 도랑을 파세요.
2. 지오텍스타일은 가장자리가 측면에 고정되도록 바닥에 깔아줍니다.
3. 바닥에 자갈을 최대 15cm 두께로 깔아주세요.
4. 그 위에 구멍 뚫린 파이프를 놓으세요.
5. 배관이 완전히 가려질 때까지 위에 자갈을 더 덮어주세요.
6. 배수관을 점검정에 먼저 연결한 후, 지오텍스타일의 가장자리를 접어 올리십시오.
7. 앞서 설명한 방식으로 전체 배수 시스템 네트워크가 형성되면, 이전에 굴착한 흙으로 트렌치를 최종적으로 되메우기 작업을 수행합니다.

배수관 자체는 다양한 재질로 만들어집니다. 현재는 벽에 구멍을 뚫어 설치하는 플라스틱 배수관이 가장 널리 사용되고 있습니다.

이 설계에서 자갈은 당연히 필터 역할을 합니다. 하지만 이것이 유일한 설계 방식은 아닙니다. 필터가 미리 설치된 다양한 배수관 변형 제품들이 생산되고 있으며, 이러한 제품들은 고도의 기술력을 바탕으로 내구성이 뛰어납니다.

과거에는 특히 간척 사업용으로 설계된 석면 시멘트 파이프가 사용되었습니다. 이 파이프는 내구성이 뛰어나고 다양한 화학 활성 물질에 대한 저항력이 있습니다. 수도관에는 다양한 용도의 특수 부속품이 사용됩니다.

배수 시스템의 중요한 구성 요소는 시스템 상태를 모니터링하고 예방 조치를 수행하며 막힌 배수관을 청소하기 위해 설계된 점검정입니다.

배수 시스템의 최종 구조물은 집수정입니다. 이는 대부분의 교외 건설 프로젝트에서 흔히 볼 수 있듯이, 배수망을 중앙 우수관에 연결하는 것이 불가능한 경우에 설치됩니다. 집수정의 내용물은 지하로 펌핑되며, 배수 시스템에서 나오는 물은 비교적 깨끗하기 때문에 토양 여과만으로도 유출수의 위생적 안전성을 확보하기에 충분합니다.

하수 폐수 정화

쾌적한 환경을 유지하는 가장 중요한 방법은 다양한 오염 물질로부터 폐수를 적절하게 정화하는 것입니다.

사용한 물은 여과 및 중화 과정을 통해 유해 물질과 오염 물질을 제거하는 다양한 방법을 사용하여 단계적으로 정화됩니다.

궁극적인 목표는 정화된 수분을 기업의 공정이나 자연환경으로 되돌려 보내는 것입니다.

폐수 처리를 위한 기술적 방법

우리나라의 광활한 국토를 고려할 때, 중앙 집중식 폐수 처리 시스템이 모든 곳에 갖춰져 있는 것은 아닙니다. 동시에 대부분의 기업에서 물 사용은 기술 공정의 필수적인 부분입니다.

상수도 시설의 폐수 처리

따라서 폐수 처리를 위해 지역 폐수 처리 시설을 이용하는 것은 불가피합니다. 도시 폐수 처리 인프라가 닿지 않는 곳에 위치한 전원주택 소유주들도 이러한 방식을 따라야 합니다.

이러한 목적을 위해 소형 하수처리장이 생산되어 건설 시장에서 꾸준히 공급되고 있습니다.

폐수는 일반적으로 크게 세 가지 범주로 나뉩니다.

1. 가정 및 생활 폐기물(배설물 포함).
2. 지표면 - 대기에서 내려오는 강수 현상으로 발생합니다.
3. 산업용수는 원료 및 완제품 세척, 생산 과정 중 장비 및 도구 냉각 등 기술 공정에서 사용되는 물을 말합니다. 또한 광물 채굴 과정에서 지하에서 추출한 물도 이 범주에 포함됩니다.

청소 과정의 주요 단계

폐수 처리의 첫 번째 단계 중 하나는 다양한 종류의 기계적 불순물을 분리하는 것입니다. 주요 방법은 여러 종류의 체와 스크린을 이용한 여과입니다. 이렇게 얻은 불용성 물질은 재활용하거나 고형 폐기물 매립지에 처리할 수 있습니다.

다음으로, 폐수는 침전 과정을 거쳐 남아있는 고형 오염 물질을 제거합니다. 여과 후 남은 불용성 물질은 정화조와 침전조에 침전되고, 잔류 기름 제품과 기름은 오일 트랩과 그리스 분리기를 통해 분리됩니다.

다음으로, 생물학적 폐수 처리 방법을 사용하여 세균성 오염 물질을 제거합니다. 목표는 유익한 미생물을 활용하면서 병원성 미생물을 제거하는 것입니다. 이 과정을 통해 유익한 미생물은 사멸하고 고체 침전물로 침전됩니다.

정화조 처리 박테리아는 다양한 산업 분야에서 사용되는 다기능 생물학적 활성 물질입니다. 산업 현장에서는 폐수 처리에, 일상생활에서는 정화조 및 오수 처리조 처리에 사용됩니다.

농업에서는 미생물을 이용하여 퇴비의 숙성 속도를 높여 유기질 비료 생산 시간을 단축합니다.

폐수 정화에는 혐기성 박테리아와 호기성 박테리아 두 종류가 사용됩니다. 혐기성 박테리아는 산소 없이 작용하는 반면, 호기성 박테리아는 산소를 적극적으로 이용합니다. 혐기성 박테리아는 생애 주기 동안 강하고 불쾌한 냄새를 가진 메탄 가스를 생성하기 때문에 폐수 처리에는 거의 사용되지 않습니다.

혐기성 박테리아는 호기성 박테리아와 함께 사용되어 폐수 처리의 초기 단계를 구성합니다. 호기성 박테리아는 번성하기 위해 산소가 필요하므로 물에 공기를 불어넣습니다.

이를 위해 가정에서는 분무 노즐이 달린 압축기를 사용합니다. 특수 활성제를 사용할 수도 있습니다.

호기성 박테리아를 이용한 처리는 메탄을 발생시키지 않는데, 이는 반응 과정에서 이산화탄소와 열이 발생하기 때문입니다. 호기성 반응은 하수를 상당량 액화시키며, 생성된 침전물은 농업용 비료로 사용할 수 있습니다.

정화조용 미생물은 특정한 환경에서만 기능을 발휘하므로, 사용 시 이 점을 반드시 고려해야 합니다.

1. 적정 온도는 섭씨 5도에서 55도 사이입니다. 이 범위를 벗어나면 휴면 상태에 들어갑니다.
2. 박테리아는 액체 환경에서만 생존하고 활동할 수 있으므로, 배양액 포장에 표시된 권장 사항에 따라 정화조에 넣기 전에 반드시 물로 희석해야 합니다.
3. 미생물은 염소를 함유한 물질과 접촉하면 죽습니다.
4. 박테리아는 영양분이 없으면 죽기 때문에 정화조 가동을 장기간 중단한 후에는 박테리아를 위한 영양분을 보충해 주어야 합니다.

정화조 처리를 위한 복합 제제는 생물활성제라고 불립니다. 이러한 제제에는 앞서 언급한 박테리아 종류 외에도 산소 분해를 촉진하는 성분이 포함되어 있습니다.

하수 처리 설비 단지는 다음과 같습니다.

개인 주택에 하수처리장을 설치하는 것은 사실상 비용 부담이 너무 큽니다. 가정에서 최대 효율을 달성하려면 생물공학 기술과 토양 여과를 이용한 다단계 처리가 필요합니다. 하수처리장 설비는 건설 시장에서 널리 구할 수 있습니다.

도시 하수처리 시설

도시 하수 시스템의 주요 기능은 도시에서 발생하는 폐수를 수집하는 것입니다. 전체 시스템은 여러 수집 단계로 나뉩니다.

1. 주거용 건물에서 발생하는 생활하수와 생활하수는 입상관을 통해 모여 건물의 주 하수 시스템으로 유입됩니다.
2. 거기에서 물질은 각 지역의 통합 집수조와 도시 전체 네트워크로 들어갑니다.
3. 이러한 종류의 폐기물 외에도 빗물에는 도시 거주자들이 도시 지역에 무심코 버리는 온갖 오염 물질이 섞여 있습니다.
4. 수도관의 크기는 단계별로 커지는데, 주택용 입상관의 경우 100~110mm에서 하수 집수관의 경우 직경이 3.5m 이상에 이릅니다. 이러한 수도관은 벽돌로 만들어집니다.

그리고 나서야 비로소 물 정화 활동이 시작됩니다.

첫 번째 단계에서는 흐르는 물을 큰 고형물을 걸러내는 스크린을 통과시킵니다. 이렇게 걸러진 내용물을 보면 정말 놀라울 거예요!

비눗물부터 물에 빠져 죽은 새끼 고양이까지 온갖 것이 다 있습니다.

물은 2밀리미터 이하의 망사 크기를 가진 체를 통과하는데, 여기서 모든 종류의 폐기물이 걸러져 고형 폐기물 매립지에 처리됩니다.

작동 원리: 물 정화 기술

부분적으로 정제된 물에 화학 시약을 첨가하여 인을 침전시킵니다. 그런 다음 액체를 침전조로 보내 부유 고형물과 부유 성분을 제거하여 정제합니다.

여기서 1차 세척 단계가 완료되는데, 이는 기계적 방법과 부분적으로 화학적 방법을 통해 수행됩니다.

여과 및 침전 과정을 거친 액체는 부유 고형물이 거의 없지만, 인체와 환경에 유해한 다량의 유해 박테리아와 용해된 화학 성분을 함유하고 있습니다.

추가적인 정화 과정은 유기물 제거를 통해 계속됩니다. 생물학적 오염물질은 폭기조라는 장치를 사용하여 제거됩니다. 이 대형 용기는 활성 슬러지 액체로 채워지고 공기가 지속적으로 공급됩니다.

활성 슬러지에는 특히 산소가 과잉된 환경에서 동족 박테리아를 파괴할 수 있는 박테리아가 포함되어 있습니다. 한 탱크의 전체 처리 과정은 약 5시간이 소요된다는 점을 참고하십시오.

그런 다음 액체를 침전지로 보내 활성 슬러지를 분리합니다. 분리된 슬러지 중 일부는 생물학적 처리 과정을 반복하는 데 사용되고, 나머지는 약 800도C의 고온에서 특수 소각로에서 소각됩니다.

물 정화의 마지막 단계는 자외선 처리입니다. 자외선은 물속의 모든 박테리아를 거의 완전히 제거하여 물을 완전히 무해하게 만듭니다.

세척의 최종 품질 관리는 종종 비전통적인 방법을 사용하여 수행됩니다. 예를 들어, 가재를 검사하는 데 사용되는 방법이 있습니다. 가재를 수질 조절이 가능한 수조에 넣고 그 행동을 관찰하는 것입니다.

하지만 거기서 멈추지 않습니다. 심전도 센서를 동물에 부착하여 심전도를 측정하고 상태를 파악합니다. 결과가 만족스럽지 않으면, 부적절한 세척의 원인을 규명하기 위해 정밀한 실험실 검사를 실시합니다.

폐수 처리

깨끗한 물에서 번성하는 연체동물은 환경 순도를 나타내는 훌륭한 지표입니다. 가재와 달팽이뿐만 아니라 다른 종류의 연체동물도 사용됩니다. 그러나 이러한 "센서"에서 양성 반응이 나왔다고 해서 해당 액체가 마시기에 안전하다는 것을 의미하는 것은 아닙니다.

위생 구역

하수처리시설 설계에는 반드시 위생구역 조성이 포함됩니다.

폐수 처리 시설은 유해 오염 물질로부터 환경을 보호하는 핵심 기반 시설입니다. 지역 사회의 하수 네트워크는 오염된 물을 배출하며, 배출된 물은 반드시 처리 과정을 거쳐야 합니다. 설계 단계에서는 폐수의 성분을 개별적으로 분석하고, 그에 맞는 설비를 선정합니다.

폐수 처리 시설 자체는 테러 가능성 때문에 위험성이 높습니다. 하지만 유해 물질을 처리하는 행위 자체도 매우 위험합니다.

모든 종류의 상수도 시설은 위생 구역이라고 불리는 지정되고 보호된 지역에 설치됩니다. 이러한 시설의 건설 및 운영에 있어 가장 중요한 요건은 역학적 안전입니다.

이러한 구역에는 처리 시설뿐만 아니라 취수구, 공공시설 및 장비도 포함됩니다. 환경 감독 기관은 이러한 위생 구역을 유지 관리할 책임이 있습니다.

하수처리장의 위생 구역은 일반적으로 울타리로 단단히 둘러싸여 있으며 경고 표지판이 설치되어 있습니다. 다음 행위는 해당 구역에서 금지됩니다.

1. 가정이나 산업 폐기물로 인한 오염.
2. 가축 분뇨를 비료로 사용하는 것, 모든 목적의 살충제 사용, 비료.
3. 이곳에는 살충제, 니스, 페인트, 석유 제품을 비롯하여 수자원과 토양을 오염시킬 수 있는 모든 물질을 보관하는 창고를 설치하는 것이 금지되어 있습니다.
4. 모든 유형의 농업 활동을 수행하는 것.
5. 모래와 자갈을 포함한 천연자원 추출.
6. 토공사를 수행하다.

위생 구역은 폐수 처리 시설(WWTP)의 안전한 운영을 보장합니다.

하수구 청소

배수구가 막히는 것은 드문 일이 아니어서 누구나 살면서 적어도 한 번쯤은 겪어봤을 일입니다. 따라서 대부분의 사람들은 배관 청소용 스프링이나 뚫어뻥 같은 도구를 사용하여 하수관을 뚫는 방법을 알고 있습니다.

하지만 모든 사람이 유체역학식 기계와 같은 더욱 복잡한 기계적 청소 방법을 접해본 것은 아닙니다. 이 장치는 반세기 이상 사용되어 왔으며 필요할 때 효과적으로 사용되고 있습니다.

로텐베르거 전기기계식 장비를 이용한 하수관 청소.

이 장치는 고압수를 이용하여 막힌 배수관을 뚫어줍니다. 펌프가 배수관의 막힌 부분까지 강력한 물줄기를 분사하여 이물질을 제거합니다. 노즐 크기에 따라 외부 배관뿐만 아니라 내부 배관 청소에도 사용할 수 있습니다.

이 펌프는 약 120~125MPa의 압력을 생성하여 하수도 시스템뿐만 아니라 수도관의 막힘도 제거할 수 있습니다.

유체역학적 방법을 사용하면 모든 오염 물질을 제거할 수 있습니다.하수처리 시스템의 용량은 계속 증가하여 시스템 효율성이 향상됩니다.

배수관 청소기는 막힌 배수구를 뚫는 데 매우 효과적인 수단입니다. 하지만 특히 고층 건물의 위층에서는 배수관 청소기를 사용하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 이러한 경우에는 손으로 옮길 수 있는 휴대용 청소 장비가 사용됩니다.

이러한 장치를 사용하는 방법은 다음과 같습니다.

1. 막힌 하수관에 적합한 장비를 선택해야 합니다.
2. 관찰창이나 변기 입구를 이용하여 기기 끝부분을 배관 안쪽으로 최소 1미터 깊이까지 삽입하십시오. 기기에 물 공급을 시작하면 끝부분이 자동으로 움직입니다.
3. 노즐은 막힌 부분에 직접 물줄기를 분사하여 이물질을 부숴줍니다. 이렇게 분리된 이물질은 배수구를 통해 배출됩니다.
4. 막힌 부분을 뚫고 나면, 남아있는 이물질을 제거하기 위해 배관을 물로 헹궈야 합니다.

하수관 청소기는 하수관을 청소하는 가장 현대적인 방법으로, 하수관의 수명을 연장시켜 줍니다.

하수처리장 관련 건축법규 및 규정

하수 시스템 설치와 관련하여 다양한 기관에서 발행한 수많은 조직 및 규제 문서가 있습니다. 단독 주택의 경우 가장 포괄적이고 상세한 문서는 SNiP 31-02입니다. 이 문서에서는 다음과 같은 사항을 다룹니다.

• 하수처리 장치에 대한 일반 요구사항;
• 배기 장치 및 파이프라인 설치;
• 자율 하수 처리 시스템의 외부 네트워크;
• 폐수 처리 계획;
• 폐수를 땅속으로 배수하는 장치를 갖춘 시스템;
• 폐수를 지표수역으로 방류하는 것을 규정하는 계획;
• 폐수 저장 탱크 건설;
• 폐수 펌핑 규정;
• 정화조 장치.

이 문서는 폐수 발생부터 최종 처리까지 폐수 처리 규칙에 대한 명확한 지침을 제공합니다.

최고의 가정용 하수 처리 시스템

"편리한 도시": 처리 시설, 하수 처리 시설

폐수 처리 시스템 선택은 미래 사용자의 선호도뿐만 아니라 여러 요인에 따라 크게 좌우됩니다. 최적의 시설 설계를 위해서는 주변 지형, 처리 시설 부지의 토양 구성, 예상되는 폐수의 성분, 그리고 건물 거주 인원수와 같은 요소들을 고려해야 합니다.

국내 제조업체인 베스트 하우스(Best House)의 제품을 사용하면 이러한 시스템을 쉽게 구축할 수 있습니다. 이 소형 기기들은 1~5명의 사용자를 위해 설계되었으며 필요에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다.