[합류식, 분류식]

[합류식, 분류식]

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기출 유형

I/I 산정방법 I/I 하수관거 정비방안 및 문제점 CSOS, SSOs CSOs 처리 필요성, 대책, 처리방법

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1. CSOs, SSOs의 개념

1) CSOs(Combined Sewer Overflows)

정의 : 합류식 하수관거에서 우천시 하추처리장 간이공공하수처리시설등의 용량

이상 초과 시(3Q) 하천으로 유출되는 월류수를 뜻함

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원인

-차집관거, 우수토실 차집용량 초과

-설계 관망 용량을 초과하는 강우빈도

 

문제점

-공공수역 오염 > 부영양화

-정수장 처리효율 저하 > 유기물 농도 저하로 C/N비, C/P비 저하

-친수활동 제한 : 수질오염으로 제한

-심미적 경관 저해 > 협잡물, 악취 등

-First Flush에 의한 수질오염

 

대책

-간이공공하수처리시설 처리강화 및 용량증대

-간이공공처리시설을 합류식 지역 내 500M3/d 이상의 공공하수처리시설에 설치

-간이공공하수처리시설 유입부, 유출부에 유량계 설치하여 모니터링 실시

-CSOs 처리시설의 지하화 > 지하 저류 후 건기시 처리 진행

-LID활용 > LID 활용하여 침투면적 증가 및 우수 신속 배제

-방류지점에 CSOs 처리시설 설치 > 합류식 관거 방류 지점에서 전처리 후 월류

 

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2) SSOs(Sanitary Sewer Overflows)

정의 : 분류식 하수관거에서 I/I유입, 오접 등으로 인해 관거용량이 부족하여

불명수, 우수등이 맨홀등으로 유출되는 월류수는 뜻함

 

원인

1) 관거의 Crack등으로 I/I의 유입

2) 관거의 막힘으로 통수능 부족

3) 관거의 시공불량

4) 맨홀의 시공불량으로 I/I 유입

 

문제점

-I/I 유입으로 하수처리장 유입수 농도 저하 > 하수처리장 처리효율 저하

-우수관 내 불명수 유입으로 공공수역 오염 발생

 

대책

-오접방지

-맨홀 Crack부 관리

-I/I 유입방지 대책 수립

-하수처리장의 여유용량 확보

-SSOs처리시설 설치

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CSOs와 SSOs의 비교

구분	CSOs	SSOs
형식	합류식	분류식
발생원인	우천시 3Q이상 월류	I/I 유입, 관거기능불량
문제점	간이처리로 인한 오염농도 초과시 공공수역 오염	I/I의 유입으로인한 오염농도 증가 유량증가로 공공수역 오염
대책	간이처리공정의 강화	불량시공, Crack발생한 관거 검사하여 보수

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[하수도 시설기준 中]

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하수의 배제방식에는 분류식과 합류식이 있는데, 분류식은 오수와 우수를 별개의 관거계통으로 배제 하는 방식이고, 합류식은 동일 관거계통으로 배제하는 방식이다.

분류식은 오수만을 처리장으로 수송하는 방식으로서 우천시에 오수를 수역으로 방류하는 일이 없으므로 수질오염방지상 유리하다.

또한 재래의 우수배제시설이 비교적 정비되어 있는 지역에서는 이들의 시설을 유효하게 이용할 수가 있기 때문에 경제적으로 하수도의 보급을 추진할 수가 있다.

그러나, 분류식에 있어서도 강우초기에 비교적 오염된 노면배수가 우수관거를 통해 직접 공공수역에 방류

되는 점, 도로폭이 좁고 여러 가지 지하매설물이 교차되어 있는 기존시가지에서 우수관거와 오수관거를 모두 신설할 경우에 시공상 곤란한 점, 또한 분류식의 오수관거는 소구경이기 때문에 합류식에 비해 경사가 급해지고 매설깊이가 깊어지는 등의 문제점이 있다.

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한편, 합류식은 단일관거로 오수와 우수를 배제하기 때문에 침수피해의 다발지역이나 우수배제시설이 정비되어 있지 않은 지역에서는 유리한 배제방식이며, 분류식에 비해 시공이 용이하다

그러나, 우천시에 관거내의 침전물이 일시에 유출되고 처리장에 큰 부담을 주는 경우나 우수토실로부터 어느 일정배율 이상으로 희석된 하수가 수역으로 직접방류되는 점 등 수질보전상 바람직하지 않은 문제점이 있다.

 

우리나라의 경우 기존하수도는 오수처리의 목적이외에 저습지대의 침수를 방지할 목적으로 하수도사업을 실시해온 지자체가 많기 때문에 대부분이 합류식으로 계획되어 있으나 사실상 완전합류식으로우․오수가 적정한 유속으로 배출되기보다는 우수배제를 위해 노면경사를 따라 부설되어 청천시에 오수량 유하에 있어 제유속을 확보하지 못하는 형태이다.

그러나 최근 공공수역의 수질오염방지상 하수도의 역할이 커지고 있기 때문에 하수도계획시의 배제방식은 우수에 의한 침수방지는 물론 공공수역의수질오염방지를 위해서는 원칙적으로 분류식으로 하는 것이 바람직할 것이다.

 

다만 기존 하수도시설의 형태 및 지하매설물의 매설상태 등 여러 가지 여건상 분류식의 채택이 어려운 경우, 합류식에 의하여도 공공수역의 수질보전에 지장이 없다고 판단될 경우 및 방류수역의 제반조건에 대하여 적절한 대책이 강구된 경우에는 합류식을 고려할 수도 있기 때문에, 분류식하수도의 오접합 같은 기술적인 문제와 경제적인 문제, 기존하수도의 여건, 방류수계의 수질보전문제, 초기우수처리시설 설치 필요성 등을 종합적으로 검토하여 형식을 결정하여야 한다.

 

분류식에는 우수관, 오수관을 완전히 별도의 계통으로 매설하는 ‘완전분류식’과 오수는 암거화한 오수관 계통으로 배제하되, 우수는 도로측구 및 기존(재래) 수로를 활용하여 주로 배제하는 ‘오수분류식’ (또는 ‘불완전분류식’으로도 부름)의 두 가지 종류가 있다. 오수분류식은 완전분류식에 비하여 유지관리면에서 다소 불리하지만, 건설비가 훨씬 적게 들어가면서도 공공수역의 수질보전 목적도 조기에 달성할 수 있는 배제방식으로서, 우리나라 농어촌을 포함한 지방도시의 하수도정비 모델로 이 오수분류식의 채택을 적극 검토할 가치가 있다.

오수분류식을 택하는 경우 현재 하수구로 사용 중인 도로측구(U형측구 등)는 우수거로 전용할 수 있어 대단히 경제적으로 하수도정비가 가능하나, 우수배제 계통에오수관을 잘못 연결시키는 소위 ‘오접’을 적극 방지하여야 하며 정기적으로 청소를 해야 하는 등 유지관리에 세심한 주의가 필요하다.

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우리나라의 기존 대도시에서 대부분 채택하고 있는 합류식 하수도의 경우도 그 개선을 전제로 새로

운 시각으로 합류식을 평가하고 있는 점도 유의할 필요가 있다.

합류식 하수도의 개선책은 구체적으로

① 차집관거의 정비로 청천시 오수를 하수처리시설로 전부 차집하여 처리후 방류하도록 하며,

② 초기우수도 저류시설을 설치하여 강우초기 노면세정 등으로 인한 오염부하량이 매우 큰 초기우수는 일시

저류 후 처리하여 방류하며,

③ 우천시를 대비한 차집유량의 처리를 포함한 하수처리공정의 개선 등이 주요 내용이며, 이러한 개선을 하면 분류식에 뒤지지 않는 공공수역의 수질보전 기능을 발휘할 수 있는 것으로 알려져 있다.

 

하나의 도시(처리구역) 내에서도 지역 형편에 의하여 합류식과 분류식을 부분적으로 병용하는 경우

도 있으며, 이 경우를 합병식(合倂式)으로 부르기도 한다.

합류식과 분류식을 계통적으로 분류하고, 우리나라 하수도정비에서 채택하기에 적합하다고 생각되는

경우를 요약 정리하면 아래와 같다.

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[92회차 3교시] 합류식 하수관거시스템에서 우기시 발생하는 CSOs 와 하수처리장 초과유입수의 처리방법을 제시하고 설명하시오.

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개요

우리나라 하수관거 시스템은 합류식과 분류식으로 분류되어 있다.

합류식은 오수와 우수를 동일한 배관으로 처리하는것이고 분류식은 우수와 우수 배관을 따로 두어 각각 처리하는것이다.

그중 합류식에서 하수처리시설의 경우 1Q(하수처리시설능력)까지 정상처리후 2~3Q까지는 간이처리, 이후 강우시 우수량의 급격한 증가로 하수처리시설용량의 3Q를 초과할시 우수토실을 통해 하천으로 방류하게 되는데 이것을 합류식하수도월류수(CSOs)라고 한다.

CSOs의 경우 점오염원, 비점오염원을 포함하여 공공수계, 지하수등으로 유입되어 오염을 발생시키므로 CSOs에 대한 저감 대책이 필요하다.

출처 kingcounty

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2. CSOs 발생문제

1) 부영양화 : 강우오염물의 안정화에 필요한 산소소비로 인한 악취 및 조류 발생등 수생물 폐사의 원인

2) 심미적오염 : 방류수계로 운반된 협잡물과 고형물 침전에 의한 악취와 협잡물 유출로 인하여 수변이용시설 시민에게 심미적 악영향 발생

3) 대장균, 미생물 발생 : 초기 유출수(First Flush)에 포함된 대장균으로 인해 방류수계 오염

4) 중금속 오염 : 중금속 장기 축적으로 인한 미생물 활성저하 및 수질 오염 발생

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3. CSOs 저감대책

단기 대책	중장기 대책
합류식 관거시스템의 적정 운영 및 유지관리	합류식하수도시스템의 특성 조사, 모니터링, 모델링
관거시스템의 저류능(Storage Capacity) 극대화	주민참여 개선
CSOs 영향 저감을 위한 전처리 개선	CSOs에 영향이 큰 지역에 대한 대책 고려
하수처리시설로의 이송 극대화	대안, 대책, 계획들에 대한 평가
건기시 CSOs 발생금지	비용, 효과 검토
CSOs 내 고형물 및 부유물질 제거	운영 계획 수립
사전오염예방조치	하수처리시설 처리능의 극대화
CSOs 발생 및 영향에 대한 주민 공지	저감대책 시행의 계획
CSOs 모니터링을 통한 제어	시설기능 체크를 위한 모니터링

출처 서울시

4. 방류 부하량 저감대책

구분	내용
유지관리기법	발생원억제
	오염원 유출예방
	토지관리
	공공홍보
관거시스템개선	관거분류화
	관거퇴적물제어
	협잡물제어
	우수토실개선
	차집관거옹량증대
	펌프장개선
	실시간제어방법
저류시설	지역내저류
	지역외저류
처리기술	추가처리
	처리장 우선시 하수처리

 

출처 서울시

5. 하수처리장 초과유입수 처리 방안

1) 간이공공하수처리시설을 I,II 지역의 합류식 지역내 500M3/d 이상의 공공하수처리설에 설치한다.

2) 간이공공하수처리시설내 강우량, 하수처리장으로의 강우시 유입량, 유출량, 유입수질, 방류수질을 고려한다.

3) 강우시 3Q처리가 가능하도록 설계하여 처리한다.

4) 간이공공하수처리시설 용량은 우천시계획오수량과 공공하수처리시설의 강우시 처리가능량을 고려한다.

5) 간이공공하수처리시설 유입부, 유출부에 유량계를 설치하고 실시간 모니터링 및 관리한다.

6) 농축,소화,탈수등의 반류수와 분뇨처리시설등의 연계수는 충격부하를 고려하여 최소화한다.

출처 서울시

6. 대책 효과

1) 수질개선

공공수역의 수질오염 저감, 하수도시설의 부담 경감, 하천유지용수 확보

2) 친수개선

도시경관 형성, 하천생태 교란 방지 및 복원 , 도시 열섬화 완화

3) 수량개선

평상시 하천의 유량회복, 잡용수 확보, 지하수의 확보, 소방용수의 확보

4) 수문개선

물 순환 기능개선, 식생고사 방지, 지반침하 방지

5) 홍수방재

첨두유출량의 감소, 도시 수해의 경감

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[104회차 2교시] 합류식 하수관거시스템에서 강우 시 발생하는 월류수 및 하수처리장 초과 유입수 (2Q)의 현행 관리의 문제점과 개선방안을 제시하고, 이를 줄일 수 있는 방안을 제시 하시오.

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1. 개요

오수와 우수는 하수관거를 통해 공공하수처리장 또는 하천으로 방류되는데 이러한 시스템은 오수와 우수가 같은 관을 통해 이송되는 합류식과 오수, 우수가 따로 이송되는 분류식으로 나뉜다.

합류식은 오수와 우수를 동일한 배관으로 배제하는 방식으로 건기시에는 하수를 전량 하수처리장으로 유입하고 우기시에는 하수처리장의 계획시간최대하수량(Q)의 1배까지는 정상 공정을 거쳐 처리, 2~3배까지는 Bypass로 간이처리후 방류, 3배 초과분 부터는 처리없이 하천으로 방류하게된다.

분류식은 오수와 우수를 별도의 관을 통해 배제하는 방식으로 오수는 하수처리장으로 우수는 하천으로 방류하는 방식이다.

기존에는 오수보다는 우수배제가 우선으로 대부분이 합류식으로 설치되어있으며 현재 신도시 위주로 분류식으로 설치가 진행되고 있으며 기존 노후화 배관도 합류식에서 분류식으로 변경하는 추세이다.

출처 환경부

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2. 합류식하수관거의 문제점

1) 관거노후화로 인하 시설손상 및 불량, 녹물발생등

2) 유지관리 부족으로 인하 시설상태 악화

3) 오수배제기능 결여로인한 악취 발생

4) 오수부하로인한 하수처리장의 처리효율 저하

5) First Flush에 의한 수질오염

6) 갈수기, 강우시등 계절에 따른 부하 변동

7) 갈수기시에 유량저하로 침전물 퇴적

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3. 합류식하수관거의 월류수(CSOs : Combined Sewer Overflows)의 현행관리 문제점

합류식 하수도의 월류수(CSOs)는 우천시 하수처리장의 계획시간최대하수량의 3배이상을 초과시 처리시설을 거치지않고 하천이나 해안으로 직방류되는 시스템으로 CSOs는 합류식 하수도에서 강우의 영향으로 우수토실에서 월류되는 시점부터 발생하며 강우지속시간 및 강우량에 따라 월류되어 공공수역의 오염부하량이 달라진다.

강우초기시에는 First Flush로 인해 고농도로 유출 되었다가 강우시간지속에 따라 점차 희석되어 종기에는 저농도로 월류하게된다.

First Flush / 출처 환경부

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1) CSOs 현행관리 문제점

(1) 하수처리장의 시설용량부족으로 인한 CSOs 처리불가

(2) 저류시 부족으로 우수의 임시저장 불가

(3) 도심지의 경우 CSOs 처리시설 및 저류조 설치 면적 부족

(4) LID 개발 부족으로인한 우수의 신속배제 불가

(5) 도로, 하수관거, 빗물받이등의 관리부족 및 시민의식 부족으로인한 이물질, 쓰레기등의 축적으로 신속 우수배제 불가

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4. 하수처리장의 초과유입수 2Q의 문제점

1) 처리장의 시설용량부족으로 본처리 없이 간이처리 후 방류하게 되어 오염물질의 유출로 공공수역의 수질저하

2) 미처리수의 공공수계 유입으로인한 조류의 과다증식 및 수생물 사멸

3) 미처리수의 공공수계 유입으로인한 수질오염으로 친수활동 불가

4) 하수처리장의 저류조의 시설용량부족으로 처리불가 발생

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출처 블루그린링크

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강우시의 CSOs / 출처 환경부

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5. CSOs 개선방안 제시

1) CSOs 처리시설의 지하화

현재 도심지의 경우 인구과잉 및 면적부족으로인해 CSOs 처리시설의 설치면적 부족이 부족함, 이에 대안으로 처리시설 및 저류조의 지하화 설치 진행

2) LID활용

지면의 불투수면 증가로 신속한 우수의 배제불가, 우수유출저감시설계획으로 LID 활용하여 침투면적 증가 및 우수 신속 배제

3) 모니터링강화

강우시 우수 발생 예상량 산정하여 대비 및 모니터링 강화

4) 청소실시

도로, 하수관거, 빗물받이등의 이물질,쓰레기,부유물질의 축적으로인한 우수 배수 효율 저하, 청소 실시로 우수 신속 배제 효율 증대

5) 방류지점에 CSOs 처리시설 설치

합류식 관거 방류 지점에 CSOs 처리시설 설치하여 전처리후 월류하여 수질오염 저감

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6. 하수처리장 2Q 개선방안 제시

1) 강우 예상시기에 맞춰 수위 조절 등 대비 및 조치

2) 강우 발생이전 침 슬러지에 대해 신속제거

3) 강우량 예상 및 적정 소독 주입량 산정

4) 스크린, 침전, 소독조등의 추가 설치, 개량등으로 오염물질, 부유물질 신속제거

5) 시설 개선, 개량, 최대 가동등으로 2Q의 저감

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6. 하수관거정비 방안 제시

단계	구분	내용
1	사전조사	관로의 매설깊이와 지하수위의 관계를 파악하여 적절한 지점을 선정
2	관거조사	1) 관거현황조사, 관거내부조사, 맨홀내부조사, 주변환경 현황조사등 실시 2) 분류식관거의 경우 오수,우수관 동시정비 계획수립
3	계획	1) 지하수위에 의한 영향 지역은 매설심도를 조정 혹은 수밀성이 확보된 관종을 선정 2) 관거부실도에 따른 적합한 개,보수공법 선정 3) 경제성, 수밀성등을 고려한 공법 선정
4	설계	1) 연결관과 본관접합, 맨홀과 본관접합, 되메움제, 충진제 등을 고려하여 관종선택 2) 관로의 부등침하, 사행방지, 관본체를 안전하게 지지할수있는 기초계획 3) 지하수위가 높을경우 투수성이 낮은 재료로 적용 4) 맨홀은 충분한 강도와 유지관리가 편한 구조,기능을 고려, 침입수의 방지고려
5	시공	1) 관종을 이음구조, 접합부의 형상, 접합재료를 고려 2) 되메움, 본관과의 접합 등 주의 3) 뚜껑, 이음재등은 각종 규격에 적합한 재료 사용 4) 경사검사, 내부검사, 수밀검사, 오접검사 시행
6	유지관리	1) 최소유속미달관거 집중 관리 2) 타 공사에의한 매설배관 손상을 방지하기 위한 현장 점검 및 관리 3) 주민홍보, 공사업자 교육, 설비개선등을 통해 오접합 방지

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