오는 2016년 2억 3,400만㎥, 2020년 2억 5,100만㎥의 물 부족이 우려되는 우리나라 전체 수자원의 전체 이용량 중에서 47%를 농업용수가, 23%를 생활용수가 차지하고 있다.

국내 수자원의 8%가 산업용수로 활용되고 있다. 작년 6월 9일 ‘물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률’(2010.9.8 공포)의 시행령 및 시행규칙이 공포됐다.

이 법령의 공포로 그동안 그냥 버려졌던 빗물과 하·폐수를 새롭게 재이용할 수 있는 법적·제도적 기반이 마련돼 물 자원의 지속 가능한 이용을 도모할 수 있게 됐다.

사실 세계적으로도 도시화의 진전과 인구 밀집형 메가시티(Mega City)의 부상으로 물 재이용 시장이 빠르게 성장할 전망이다.

즉 세계 10대 메가 시티에 평균 1억 8,000만 명이 거주하며 그에 따른 물재이용 투자는 연간 17%씩 증가할 전망(GWI·2008)이라는 통계도 나오고 있다.

물 재이용 촉진 법률 ‘중수도 사용’ 의무화

환경부는 지난 2009년에 오는 2016년까지 하수처리수 4억 4,000만 톤을 재이용하는 등 물 재이용산업을 ‘제3의 물산업’으로 중점 육성하기로 했다.

이런 가운데 공포된 물 재이용 촉진 법률의 주요내용은 공공청사를 신축 또는 증·개축할 경우 빗물이용시설 설치와 하·폐수처리수 재이용사업 및 재이용시설 설계·시공업 신설 등을 추진해야 한다는 것이다.

이 법률에 의하면 산업용수인 중수도 설치 대상 시설물 및 개발 사업은 하루에 사용하는 용수량(수돗물, 지하수)의 100분의 10 이상을 화장실용수, 도로살수용수, 조경용수, 청소용수 등으로 사용해야 한다.

중수도 설치는 생활용수, 공업용수 등의 용도에 맞는 수질로 처리할 수 있는 처리시설, 펌프·송수관 등의 송수시설, 처리한 물을 배수할 수 있는 배수시설, 처리한 물과 수돗물 등이 혼합되지 않는 구조로 된 저류조를 설치하는 것을 말한다.

또한 중수도에 설치하는 배관은 상·하수도 및 가스공급 등의 배관과 구분할 수 있도록 배관의 색을 달리하여 표시하고, 중수도 이용설비에는 ‘중수도 사용’이라는 표지를 의무적으로 해야 한다.

특히 이 법률에서는 중수도 사용 용도를 수세식 화장실용수, 살수용수, 조경용수, 세차·청소용수에서 오는 2015년 1월 1일부터 도시재이용수, 조경용수, 친수용수, 하천유지용수, 습지용수, 공업용수 등으로 확대하고, 각 용도별로 사용처에서 수질에 대한 불신을 갖지 않도록 수질을 강화했다.

하·폐수처리수 재처리수에 대한 사용용도는 도시재이용수, 조경용수, 친수용수, 하천유지용수, 농업용수, 습지용수, 공업용수, 지하수충전용수 등 8개 구분해 사용할 수 있도록 하는 한편, 사용처에 대한 안전성 확보 및 수질에 대한 신뢰성 제고를 위해 농업용수는 알루미늄(Al) 등 중금속 16개 항목을 추가했다.

특히 미래 지하수 고갈로 인한 염분침투, 기타 지하수에 악영향을 끼치는 문제가 발생함으로 재이용수를 이용하고자 할 경우를 대비해 지하수충전용수의 수질기준은 ‘먹는 물 관리법’에 규정된 ‘먹는 물 수질기준’을 만족할 경우에만 사용토록 제한했다.

한편 우리나라는 지난 2008년을 기준으로 총 259곳에 중수도시설이 마련돼 있다. 총 시설용량은 204만 8,000㎥/일이다. 전체 중수도 시설에서 연간 1억 9,800만 톤이 재이용되고 있는데, 전남 광양제철소는 한 번 사용된 물의 99%를 재사용하고 있다.

현재 수도권(2008년 현재 서울 40곳, 경기도 42곳)에서는 잠실 롯데월드(1,800㎥/day), 센트럴시티(1,200㎥/day), ASEM 사무&전시동(1,100㎥/day) 등에서 중수가 많이 사용된다.

재이용수 26억 톤을 공업용수 등 재이용 방침

물 재이용 촉진 법률에서는 또 하·폐수처리수 재이용시설 설계·시공업을 신설했다. 이 경우 ‘재이용 산업 육성’에 따른 ‘재이용 신기술 개발’ 등 관련 산업의 활성화가 전망된다는 것이 환경부의 설명이다.

아울러 재이용 시설의 중요성 및 관련 산업 활성화를 위해 전문 업종을 신설하고 중수도시설 및 하·폐수처리수 재이용시설을 ‘하·폐수처리수 재이용시설 설계·시공업’을 등록한 자가 설계·시공하게 했다.

또 해당 시설의 관리도 위탁받아 운영할 수 있도록 했다. 하·폐수처리수 재이용시설 설계·시공업 등록기준은 사무실, 실험실, 기술 인력으로 재이용시설의 용량별로 1만㎥ 이하, 1만~5만㎥, 5만~10만㎥, 10만㎥ 이상 등 4종류로 등록할 수 있도록 했다.

환경부에 의하면 ‘물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률’이 시행되면서 국가 물 재이용 기본계획 수립, 지자체의 물 재이용 관리계획 수립과 각종 개발사업 및 시설물에서의 재이용 활성화가 이뤄지게 됐다.

이에 따라 환경부는 오는 2020년 기준으로 재이용수 25억 4,000톤 활용 목표아래 재이용수를 빗물, 중수도, 하·폐수처리수를 생활용수, 하천유지용수, 농업용수, 공업용수 등으로 사용할 방침이다.

이 가운데 특히 공업용수는 민간업체가 참여하는 수익형민자사업(BTO:Build Transfer Operate)으로 추진하기로 했다.

한편 지난 2009년 말 기준으로 볼 때 빗물, 중수도, 하수처리수 재이용량은 한해 9억 4,000톤에 불과했다. 그동안 업계 일각에서는 중수도의 설치를 기피해왔다.

그것은 우리나라의 수도요금이 낮아 중수도 설치로 인한 경제적 이득을 얻기 어려워 업계가 이를 기피해왔기 때문이다.

실제 서울시를 기준으로 상수도요금을 살펴보면 올해 가정용의 경우 톤당 360~790원, 일반용(영업용)의 경우 톤당 800~1,260원 정도로 미국이나 일본 등 외국의 약 2,000원/톤 대에 비해 낮다.

하지만 물 재이용촉진 법 시행으로 2020년까지 빗물, 중수도 등을 25억 4,000톤 가량 확보함으로써 약 12억 톤의 상수대체 효과와 BOD오염부하량은 한해 2만 3,901톤 감소 효과가 있을 것으로 기대되고 있다.

산업용수 통합공급 위한 산업용수건설공사 추진

국토해양부(장관 권도엽)의 자료에 의하면 우리나라의 수자원총량은 1,297억 톤이다. 여기서 증발산 등 손실량을 제외한 실제로 이용 가능한 수자원량은 수자원총량의 58%인 753억 톤이다.

이 가운데 생활·공업·농업용수 이용량은 255억 톤(2007년)으로 1965년(51억 톤)에 비해 5배 증가(인구는 2,870만 명에서 4,846만 명으로 1.7배 증가)했다.

그리고 오는 2020년에는 이보다 9억 1,000억 톤 증가한 263억 9,000톤에 이를 전망이다. 여기서 생활용수가 78억 톤, 공업용수가 32억 톤, 농업용수 154억 톤 가량 사용될 것으로 추산된다.

일반적으로 산업용수는 공업용수를 의미한다. 공업용수는 공장에서 제품생산 및 생산시설의 유지관리를 목적으로 사용하는 원료용수, 제품처리용수, 세정용수 등 모든 종류의 용수를 의미한다. 여기에는 단지 내 종업원 및 공공서비스 시설에 필요한 공공용수도 포함된다.

국토해양부는 현재 급증하는 공업용수 수요에 효율적으로 대처하기 위해 다목적 댐 등에 확보된 물을 주요 산업지역까지 공급하기 위해 공업용수도 건설을 지속적으로 추진하고 있다.

국토해양부의 공업용수 관리현황을 보면 울산 1단계 공업용수도를 효시로 그동안 14개 공업용수도(381만 3,000㎥/일)를 건설해 국가·지방산업단지 등에 양질의 값싼 공업용수를 제공하고 있다.

그리고 현재 건설 중에 있는 시화MTV 공업용수도 사업을 2016년까지 완공해 공업용수도를 6만 5,000㎥/일로 확대 공급할 방침이다. 아울러 동해공업 등 4개 공업용수도를 추가 건설해 공업용수도의 공급능력을 52만㎥/일로 확대하기로 했다.

또 K-water는 대산임해지역의 개별 공장이 소규모로 생산해 이용해 왔던 산업용수를 통합공급하기 위한 시설을 건설하기 위해 작년 4월 20일 충남 서산시 대산읍에서 ‘대산산업용수건설단’ 현판식을 가졌다.

올해까지 이 사업에 총 822억 원을 투자해 하루 11만 9,000㎥의 산업용수를 대산 5개사인 현대오일뱅크, 삼성토탈, 호남석유화학, LG화학, KCC에 공급하게 된다. 대산 5개사는 순수(純水) 수준의 고품질 산업용수를 저렴하게 공급받게 되며, 이를 통해 약 250억 원의 원가절감과 약 500억 원의 투자비 절감 등 총 750억 원에 달하는 비용 절감이 가능할 전망이다.

공중화장실에 중수도 설치 연간 3,722억 원 비용 절감

한편 산업용수를 논할 때 필수적으로 언급되는 중수도는 사용한 수돗물을 생활용수·공업용수 등으로 재활용해 사용하는 물이다. 중수도의 물을 활용하는 사례로는 공중화장실에 사용되는 화장실 물이 있다.

즉 생활용수로 활용된 물을 별도의 저장 탱크에 모아 다시 정화과정을 거쳐 화장실의 대·소변기에 사용하는 식이다.

행정안전부(장관 맹형규)는 작년 시범사업으로 경기도 파주시 등 15개 지자체의 공중화장실 16곳에 모두 6억 4,000만원(국비 50%, 지방비 50%)의 예산으로 중수도 시설을 설치했다.

이러한 정책은 세면대에서 사용한 물을 재활용하기 위한 것으로 2010년 ‘공중화장실 등에 관한 법률’을 개정, 재활용할 수 있는 근거를 마련했다.

그리고 ‘물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률’을 개정해 작년 6월 건축 연면적 6만㎡ 이상 등 일정규모 이상 시설물의 신축·증축·재축 때는 물 사용량의 10% 이상을 재이용할 수 있도록 중수도 설치를 의무화했다.

이 가운데 파주시가 공용화장실의 중수도를 설치·사용하게 된 것은 파주의 통일촌 농산물 직판장이 방문 관광객이 많아 화장실 사용률이 많기 때문에 중수도 시설의 효과가 상당할 것이라는 장점 때문이다.

파주는 중수도 설치로 인해 16개 화장실에서만 연간 2만 9,200톤의 수돗물을 아낄 수 있고, 1년에 2억 3,126만원의 상수 생산시설 투자비를 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

행안부는 전국의 공중화장실 5만 1,600여 곳 중에서 절반 정도만 중수도 시설을 설치해도 연간 4,700만 톤의 수자원 확보는 물론 비용적인 측면에서도 연간 3,722억 원의 사회적 비용을 절약할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

이외에도 올해 20억 원의 예산으로 지자체의 신청을 받아 중수도 설치 가능 여부, 화장실 이용자 수 등을 검토해 50곳에 대해서는 수도 설치비용의 50%를 지원할 계획으로 사업을 추진 중이다. 행안부는 이 사업을 2015년까지 매년마다 50군데씩 점진적으로 확대해나갈 방침이다.

한편 국토해양부는 전국 170개 고속도로 휴게소 화장실 중 48곳에 중수도 시설을 설치했으며, 환경부도 하수처리수를 정화해 공업 및 농업용수 등으로 활용하고 있다.

중수도 설치의 기술적 난제 해결 과제들

현재 중수도 시설 설치와 관련한 기술적인 요인은 경제적인 요인과 연관해 고려돼야 한다. 지금까지 다양한 중수도 공정이 개발된 가운데 현실적으로 이를 적용해 중수공급이 경제적 이점을 가지도록 하기 위해서는 해결돼야 할 많은 문제점이 있다.

먼저 중수도의 특성상 부지사용이 제한되는 지역에 설치하는 경우가 많으므로 장치의 간소화를 통한 사업 부지축소와 예산저감이 필수적이다.

중수의 지속적인 유지를 위해서는 전문 인력보다도 손쉽고 간편하게 운전이 가능한 공정의 개발이 필요하다. 이외에도 막의 막힘 현상 등과 같은 운전상의 문제점을 해결될 수 있어야 하며, 중수처리시설의 수질과 수량이 안정적으로 보급될 방안이 모색돼야 한다.

일반적으로 중수도 처리기술은 하수처리 기술과 크게 다르지 않다. 중수도의 처리기술에는 물리적, 화학적, 생물학적 처리 등으로 나눌 수 있다.

대부분의 중수처리 시설이 생물학적 처리를 기본으로 하나 생물처리만으로는 만족할만한 수질을 얻기가 어렵기 때문에 응집 침천, 활성탄, 막 분리 등의 후속처리 공정을 추가하는 것이 보통이다.

중수도의 처리 공정은 주로 물리적인 처리로 조대 협잡물들을 제거해 후속처리 시설을 보호하며 처리효율을 향상하는 전처리 공정과 생물 처리 등을 이용한 주 처리 공정, 그리고 주 처리 공정에서 처리되지 못한 부분을 제거하는 후처리공정으로 나눌 수 있다. 물론 용도에 따라서는 소독조 등의 부대시설을 설치하기도 한다.

우리나라에서 현재 가동 중인 중수도 시설은 대략 2~3가지 이상의 공정을 혼합해 사용하고 있다. 주로 화학적 침전과 모래여과를 혼용하는 방식의 처리 공정이 쓰이고 있으며 활성슬러지와 모래여과 혹은 막분리를 혼용하는 공법도 많이 이용되고 있다.

중수도 시설의 유지관리를 위한 점검사항은 관리 빈도에 따라 나누어 볼 수 있다. 전처리 스크린이나 폭기조 등은 되도록 자주 점검하는 것이 필요하다.

또한 돌발적인 사고에 대한 관리도 필요하다. 스크린의 막힘처럼 복구가 용이하며 정기점검에 의해 방지할 수 있는 것도 있지만 조정조의 산기관 막힘처럼 사고 발생률은 낮지만 복구가 난해한 경우도 있으므로 주의해야 한다.

중수도 시설의 운전 상에서 발생 할 수 있는 장애는 오접, 오사용 및 오음용 등 시공 및 사용상의 부주의로 인한 것과 부식, 스케일 등 소홀한 유지관리로 인한 것으로 나눌 수 있다.

오접, 오사용 및 오음용

오접은 건물의 신축이나 보수를 할 때 발생한다. 이때는 특정 용도를 위해 생산된 중수가 타 용도로 사용되게 될 뿐 아니라 상수의 오염 등 심각한 부수적인 문제를 야기할 수 있으므로 이에 대한 대책이 필요하다.

오접을 막기 위해서는 중수의 배관을 다른 배관과 쉽게 구별할 수 있도록 해야 하며, 다른 관과 충분한 간격을 유지하고 중수용 배관의 색을 다르게 제조하는 등의 방법이 필요하다. 또한 중수의 역류를 방지 할 수 있도록 vacuum breaker 등을 설치해야 한다.

부식, 스케일 및 슬라임

관의 부식은 pH변화에 의한 철의 부식속도증가 및 중수 내에 포함된 산 및 용존 산소 등에 의해 발생된다. 스케일은 주로 탄산칼슘 등의 농도가 포화농도 이상으로 높아져 석출(析出)돼 관내에 부착해 관을 막히게 하는 현상이다.

슬라임은 주로 미생물의 신진대사로 인해 발생한 점성물질이 탁도 등 수중의 여러 물질과 함께 관내에 부착함으로 발생된다.

이러한 부식, 스케일 및 슬라임은 중수 배관 및 펌프 등 기타 시설의 수명 단축과 기능저하를 유발하게 돼 배관을 흐르는 중수수질의 관리와 적절한 방지약품 처리 등의 대책이 필요하다.

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