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과학

2. 보은 하수처리장

	<찾아 가는 길> 보은읍 보은하수처리장 청산 청주 속리산 옥천

□ 위    치 : 충청북도 보은군 보은읍 남부로 4282-8

□ 관    련 : 초등학교 6학년 과학(쾌적한 환경)

중학교 3학년 과학(물의 순환과 날씨 변화)

□ 상세정보

요즘 지구촌 곳곳에서 한계를 넘어선 환경오염으로 신음하고 있다. 지구온난화로 인한 기상이변 때문에 홍수와 가뭄이 심하고 남극은 빙하가 녹아 내리는 현상이 발생되고 있다. 난개발로 인한 자연녹지도 파괴되어 숲의 자정능력도 점차 상실 되어가고 있다. 이와 같이 환경파괴의 규모가 점차 확대 심화되어 환경문제는 국내외적으로 시급하게 대처하지 않으면 안 되는 중요한 과제로 대두 되었다. 보은 환경시설관리소는 관경생태의 중요성을 재인식하고 생활하수, 오수, 분뇨, 각종 쓰레기를 적정하게 처리하여 깨끗한 환경을 유지하고 생태계를 보전하는데 최선을 다하고 있다. 정수(淨水), 정신(淨身) ,정심(淨心)의 환경사업소의 이념과 같이 물을 깨끗하게 처리하여 튼튼한 건강과 정신을 함양함으로써 군민 건강 증진에 최선을 다하고 있다.

□ 소요시간 : 30분~1시간

□ 위치 및 체험 활동 안내

♠ 보은읍에서 청산방면 금굴리로 이동(4km, 10분, 19번 국도)

♠ 보은군 상수도사업소 홈페이지 : http://water.boeun.go.kr/water.html

보은하수처리장(한국수자원공사 위탁 처리 시설) ☏ (043) 544-1271

♠ 주차 및 휴게 공간 : 식수, 화장실 등 구내 시설 이용, 소요비용 : 없음

♠ 활동방법 : 방문 전 일주일전에 사전 연락(관계자와 협의 필요)

주제 : 더러운 물은 어떻게 깨끗한 물로 되돌릴까요? 1
학습목표	◦ 하수의 종류를 알고 그 피해를 설명할 수 있다. ◦ 생활 하수를 줄이는 방법을 말할 수 있다
일 자		학 교		이 름
학습내용
체 험 활 동	◦하수의 종류에는 어떤 것들이 있는지 적어봅시다.
	◦하수를 오염시키는 물질과 그 피해의 심각성에 대해서 적어 봅시다.
	◦생활하수를 줄이는 방법을 적어 봅시다.
알 게 된 점
체 험 소 감

주제 : 더러운 물은 어떻게 깨끗한 물로 되돌리까요? 2
학습목표	◦ 하수의 종류를 알고 그 피해를 설명할 수 있다. ◦ 수질 오염원을 정리하고 이를 줄이는 방법을 발표한다.
일 자		학 교		이 름
학습내용

□ 하수 속에 있는 오염 물질의 종류와, 그들의 처리 방법을 적어봅시다.

□ 하수로 인하여 발생하는 환경 피해를 적어봅시다.

□ 수질 오염원을 줄이는 방법을 간단히 적어봅시다.

알 게 된 점
체 험 소 감

오염된 물 처리 과정(하수 종말 처리장)

하수 처리란 ?

하수란 생활에서 발생되는 배수의 총칭으로, 오수와 우수로 구성된다. 오수는 가정에서 발생되는 생활하수, 공장이나 사업장에서의 배수, 지하수 등이 집합된 것이며 우수란 빗물이 도로등의 배수로를 통하여 모여진 물이다. 하수의 특징은 질적으로 매우 복잡하고, 지역에 따라 다르며 오수와 우수를 함께 집수하는 합류식인가, 별도로 하는 분류식인가에 따라 그 특성이 변한다. 또한, 처리구역의 지역적 특성, 규모, 인간의 생활양식, 공장의 조업방식과 시간대별, 요일별, 계절에 따라 양적, 질적으로 변화하게 된다. 하수처리는 오물이나 더럽혀진 물을 깨끗이 하여 환경을 안전하게 회복시키기 위한 관정이다. 합성세제는 하수처리장에서 완전하게 처리되지 못하고 하천으로 내보내진다. 뿐만 아니라 폐유, 휘발유 신나 등은 하수 처리의 주체가 되는 미생물을 사멸시켜 하수처리를 어렵게 한다. 하수처리의 주요 기능으로는 고형물 제거, 오염물질과 유기물 감소, 산소 회복 등을 들 수 있다. 이는 하수중의 모래, 넝마, 막대기, 요구르트병 등 제거, 호기성 미생물에 의하여 유기물 등 오염물질을 분해, 제거, 호수, 하천, 바다로 보내지는 처리수에 산소를 회복시키는 일 등이다. 따라서 하수 처리 시설은 각종 질병을 유발하는 세균으로부터 공공 위생을 보호하고 맑은 하천, 해안, 맑은 물을 위한 수질을 보호하는 중요성을 갖게 된다.

하수 처리의 과정

하수처리과정은 수처리 과정과 오니처리 과정으로 나누어진다.  우선 수처리 과정을 알아본다.

각 가정에서 버린 물은 하수구를 통하여 하수처리장으로 오게 된다. 하수와 함께 온 흙, 모래, 각종 찌거기 등은 침사지에서 걸러진다. 하수를 침전시키기 위하여 대형 펌프로 하수를 퍼올린 다. 하수를 일정시간 가라 앉혀 위에 뜨는 물질과 가라앉는 물질을 분리하여 처리한다.

포기조에서는 공기를 하수에 불어넣어 미생물이 성장하여 유기물을 덩어리로 만들어 가라앉힌다, 약 3시간정도 최종침전지에 물이 머물면서 유기물덩어리는 가라앉고 위에 맑은 물은 방류지로 보내게 된다. 하수처리장에서 깨끗하게 정화된 물은 다시 한강으로 보내져 맑은 한강을 이룬다.

다음은 오니(SLUDGE) 처리 과정이다.

◇ 수처리

과정에서 발생된 가라앉은 오니들은 농축조로 보내지게 된다. 수처리 과정에서 발생한 오니는 중력침전 되어 부피를 감소시키고 농도를 높여준다.  밀폐된 탱크 속에서 오니를 가온하여 교반하면오니의 유기물이 분해되어 부산물과 메탄가스가 나온다. 소화 처리된 오니는 탈수작업으로 부피와 무게를 감소시켜 케이크 상태로 만들어 운반과 처분을 쉽게 한다.

수질오염의 원인

수질오염의 주원인은 생활하수, 공장폐수, 축산폐수 등이며 그 중에서도 가정에서 버려지는 생활하수가 크게 문제되고 있다. 생활하수에는 음식 찌꺼기, 합성세제, 분뇨까지 포함되어 있어 이런 물질들은 탁도의 저하, 부영양화, 물속 산소량 부족 현상 등을 일으키며 미생물의 혐기성 분해작용에 의한 유해물질까지 발생시키므로 실질적으로 하천이나 강물을 오염시키고 있어 생활하수에 의한 오염화 현상은 인구가 증가하는 한 계속 악화될 수 밖에 없다. 즉, 수질오염의 원인행위자는 사람이다. 물은 끊임없이 순환되면서 자체적으로 정화되고 있으나 오늘날은 극심한 오염으로 자정의 한계를 넘고 있는 실정이다. 선진국이나 개발도상국을 불문하고 모든 강물은 대부분 오염되어 가고 있다. 인구가 도시로 집중되면서 상수사용량의 증가와 인구증가로 인한 분뇨의 증가로 다량의 오물이 좁은 지역에 유출됨에 따라서 하천이나 호소의 자정능력을 초과하여 오염을 유발하고 있다. 도시 생활하수량은 상수사용량으로 추정하면, 우리나라의 상수사용량은 가정용수가 53.3%, 영업용수가 27.5%, 공업용수가 4.7%로서 생활하수량이 산업폐수량보다 월등히 많다. 특히 우리나라의 경우 외국에 비해 하천의 경사가 급한 편 이어서 7-8월의 우기가 지나면 10월에서 다음해 2월까지는 하천유량이 줄어들어 하천의 자정능력과 희석작용이 부족하여 오염현상이 심화된다. 한편 산업화에 따라 계속적으로 증가하고 있는 산업폐수는 생활하수와는 달리 일반적으로 고농도의 중금속 등 유해성 물질을 많이 함유하고 있으며 공업의 발달로 종류의 다양화를 가져왔을 뿐 아니라 공장의 규모가 커짐에 따라 용수사용량과 화학약품의 사용량도 크게 증가하였다. 그 결과 각종 산업폐수가 자연환경으로 배출되어 생태계에 피해를 주고 있다. 공업의 발달은 새로운 무기물질 및 유기물질을 생산하게 되었고 이로 인하여 해마다 많은 폐수량이 수역으로 배출되고 있다. 이와 같은 산업폐수 배출량의 증가는 수질오염에 상당히 큰 영향을 주고 있다. 산업체는 일정한 곳에 모여 있으므로 일시에 다량의 폐수를 한 지역에 계속 배출시키기 때문이다. 1차산업에 속하는 농 축산업의 발달도 수질오염에 있어 작지 않은 비중을 차지하고 있다. 최근에는 육류소비가 증가함에 따라 가축사육두수가 점차 늘어나는 추세에 있으며, 특히 기업축산이 증가하고 있다. 이로 인한 축산폐수는 그 발생량 면에서는 산업폐수에 비해 많지는 않으나 고농도 유기물질을 함유하고 있어 수질오염 부하량이 매우 높다는데 문제의 심각성이 있다. 농업배수도 예외는 아니다. 인구의 급격한 증가와 함께 빈곤으로부터 탈피하려는 인간의 노력은 한정된 농경지에서 최대의 수확을 얻으려는 일념으로 각종 농작물의 품종개량과 더불어 광범위한 살충 살균력이 있는 농약개발에 주력하게 되었다. 병충해 방제를 위한 농약사용은 식량생산의 안정화를 가져왔으나 병충해의 저항력 증대와 수입농산물에 의한 해충증대로 농약의 종류도 다양화되고 농약사용량은 계속 증가되어 농약의 과오용으로 인한 생태계 위협 및 식품 중의 농약잔류가 우려되고 수원오염에도 영향을 미치고 있으며 화학비료의 저수지 유입 등으로 인한 저수지 부영양화 현상으로 수질을 크게 오염시키고 있다. 이상과 같은 수질오염은 인간이 필요로 하는 용수의 부족현상을 심화시키고 있으며 자연생태계를 파괴하고 인간의 생활을 위협하고 있다.

수질오염의 형태

부영양화와 중금속오염으로 크게 나눌수 있다. 전자는 하천, 호수, 강이나 바다에 유기물을 함유한 생활하수와 분뇨가 과량 흘러 들어가면 미생물이 유기물을 과량 분해하므로 수역에 영양이 많아지는 현상이다. 즉 자정능력을 넘는 대량의 유기물이나 염류가 강, 바다에 유입되면 수역은 분해산물 또는 이차생성물 등의 영양염류가 풍부해지는 현상이 일어나며 이로 인하여 수초와 녹조류가 번창하고 생물학적 산소요구량(BOD) 이 증가하게 되며 물 속의 산소 부족으로 물고기 등 수중생물이 살 수 없게 된다. 후자는 공장폐수 중 수은(Hg), 납(Pb), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 등은 물에 분해되거나 안정된 화합물로 되지 않고 혼합상태로 남아 수질과 토양을 오염시키므로 먹이연쇄에 따라 물고기 등 각종 음식물을 통하여 몸 속으로 이동, 축적되며 아울러 중금속에 의한 신경마비, 언어장애, 사지마비 등 무서운 질병을 일으킨다.

◇ 합성세제의 오염

합성세제는 하천을 오염시키며 세제가 잔류되어 있는 수돗물을 통해 우리에게 다시 되돌아올 뿐 아니라 손이나 얼굴, 피부를 통해 직접 흡수되기도 하고 야채, 과일, 식기에 묻어 인체에 축적되기도 한다. 합성세제가 인체에 축적되면 간장의 활동이 저하되어 안색이 검게 되거나 기미가 끼며 주부습진이 발생하고, 세탁한 옷에 남아 있는 합성세제로 인해 피부병을 일으킨다. 또한 정자의 파괴와 기형아 출산의 원인이 되며, 체내 흡수된 합성세제는 중금속의 체내 흡수를 촉진시키며 콜레스테롤의 흡수율을 높여 고혈압을 유발시키기도 한다.

◇ 농약의 오염

PCB, DDT, BHC 등이 물에 섞여 들어가게 되면 분해되거나 감소되지 않고 먹이연쇄에 따라 동물 속에 축적되어 피부염, 암, 기형아 출산 등의 원인이 된다.

◇ 적조현상

바닷물에 생활하수, 공장폐수 등이 많이 들어가면 쌍편모류 (Gymnodinium Gonyaulax) 가 많이 증식되어 바닷물이 붉은색 또는 적황색을 띄는 현상이 나타나고 여기에서 나오는 독소와 산소 부족으로 바닷물고기, 조개류가 죽게 된다. 이런 독소가 많은 물고기, 조개류를 사람이 먹으면 식중독을 일으키고, 심할 경우 죽을 수도 있다.

◇ 지하수의 오염

지하수는 지표수가 토양에 침투하여 생성되는 것으로 생활용수로서 뿐만 아니라 잠재된 수자원으로서 중요하다. 각종 오염원이 토양을 침투하여 지하 암반 깊숙한 곳으로 스며들어가 지하수를 오염시킨다. 일단 오염된 지하수는 지하 깊은 곳에서 축적이 되기 때문에 산소가 부족하여 미생물에 의한 자연적 분해가 사실상 어렵다. 또한 지하수의 오염정도를 측정하기란 힘들며 인위적인 정화 또한 힘든 실정이다.현재 지하수에서 추출한 각종 생수가 시중에 많이 유통이 되고 있는데 이 또한 믿을 만한 것인지 의문스럽다.