비점오염이란 평상시 고농도로 지표면에 축정되어 있는 다양한 오염물질들이 강우 시 불특정장소에서 빗물과 함께 하천으로 유입되어 수질을 악화시키는 것으로, 비점오염원은 불특정 지점에 유입되고, 양을 파악할 수 없기 때문에 대책이 어렵다.

김미주 기자 kmj@

비점오염물질은 수생생물이 살 수 없게 만들고 수생태계를 파괴한다. 토사는 수생생물의 광합성·호흡·성장·생식에 장애를 일으키고, 제초제·농약은 먹이사슬을 통해 생물농축을 일으켜 어류·조류에 치명적 결과를 초래할 수 있다. 비료에서 나오는 인을 비롯한 영양염류가 강으로 유입되고 녹조가 번성할 경우, 물 속 산소 부족과 어류 폐사 등으로 인한 수질 악화 등의 피해가 발생한다. 흙탕물과 녹조는 수돗물 정수처리 비용 증가의 원인이 된다.

수질환경 개선 위해 ‘무동력 초기 오염수 분리장치’ 개발
도시화와 문명의 이기로 인한 타이어 분진, 배기가스 침전물, 염화칼슘 등 비점오염원 때문에 발생되는 문제는 점점 더 심각해지고 있다. 기후변화로 인한 긴 장마·폭우의 발생 가능성이 커졌으며 아스팔트 등 빗물이 지하로 스며들 수 없는 ‘불투수면적’ 증가도 수질오염을 가중시키는데 일조하고 있다. 2020년 연경테크를 설립한 한병숙 대표는 도로에 쌓여 있던 오염원은 포집과 처리가 어려운데 강우 시 빗물에 섞여 하수관로로 유입되었다가 다시 하천으로 배출되는 현상과 강우 초기에 오염농도가 높고 점차 낮아지는 현상에 주목하였다. 오염원이 하수관로로 유입되었을 때가 유출을 줄일 수 있는 기회로 생각하고 ‘무동력 초기 오염수 분리장치’를 개발했다. 논문 자료를 인용하면 강우 시 도로 등에 쌓여 있는 오염물질은 강우량 중에서 초기 우수 10%에 오염 유출량의 60% 이상이 집중된다고 한다.

▲ 한병숙 대표

따라서 이 부분만 분리하여 하수처리장에서 처리되도록 하고 이후 낮은 농도의 빗물의 유입 차단이 미처리하수방류나 바이패스를 줄이거나 방지하여 환경오염을 예방하고 개선할 수 있다고 보았으며 ‘쓰레기 분리수거로 처리의 효율성과 경제성을 이루었듯이 수질도 분리 개념을 도입해야 한다’고 한병숙 대표는 주장하고 있다. 평상시에 아무런 문제없이 잘 처리되고 있으나 강우시 빗물이 하수처리장으로 유입되면 처리용량 초과분은 미처리 방류나 바이패스로 오염원이 외부로 유출될 수밖에 없는 실정이며 이것이 수질오염의 상당 부분을 차지한다. 이처럼 하수처리장에서 발생되는 문제해결을 위하여는 빗물 유입구를 통제하여 강우 초기에 오염원이 집중되는 초기우수만 받아들여 처리하는 것이 효율적이며 경제적일 것이다.  

또한 “지역별로 초기 오염수의 발생량의 성분과 농도가 다르기 때문에 지점별 누적된 계측 자료가 있어야 효율적인 관리와 분석이 가능하며 시설물 개선방안을 제시 할 수 있게 된다.”고 개발 배경을 밝혔다. 연경테크가 개발한 무동력 초기 오염수 분리장치는 부력과 사이펀 원리를 응용한 장치로 2개의 배출구가 있으나 내부 수위에 따라 한쪽 배출구로만 배출되는 특성이 있다. 평상시에는 사이펀의 높이로 인하여 한쪽으로만 유출되나 강우시에 유입량이 많이져 내부 수위가 높아지면 반대 현상이 발생되어 열려있던 관로는 폐쇄되고 다른쪽 배출구로 유출된다. 강우시에는 이물질이 섞여 유입되는데 유입된 이물질은 사이펀을 통하여 외부로 배출되어 내부 장치가 이물질로 인한 영향을 최소화 시키며 비가 그치면 내부 수위를 낮추어 처음 상태로 환원시키는 역할도 하여 무동력 자동 개폐를 할 수 있게 된다. 

수질오염의 관리는 비점오염원의 통제와 처리 방법이 관건 
한병숙 대표는 “오늘날 수질오염의 문제가 되는 것은 하수처리장의 처리 효율이 좋고 나쁨이 아닌 하수시스템의 문제로 하수처리장 용량만큼 유입되는 하수는 문제없이 규정대로 처리되고 있다”면서 “그러나 강우시 처리 용량을 초과하여 유입되는 하수와 섞인 빗물은 처리할 수 없어 미처리 방류나 바이패스할 수밖에 없는 것은 하수처리장이 아닌 하수시스템의 문제라 본 것이며 이 문제에 더하여 빗물에 섞여 유입되는 비점오염원을 어떻게 효과적으로 통제하고 처리하느냐가 관건이다”고 말한다.

평소 수질오염에 대한 관심이 남달랐던 한병숙 대표가 무동력 초기 오염수 분리장치 개발에 매달린 배경이다. 이 과정에서 한병숙 대표는 ‘우수와 토사의 배출이 가능한 우수토실’과 ‘유량 및 수질 데이터 전송이 가능한 자동 빗물 제어 시스템’으로 국내 특허 등록을 마친데 이어 일본 특허와 미국 특허까지 획득하며 기술의 우수성을 대외적으로도 인정받았다. 한 대표는 “오염원 분리장치는 오염된 물을 깨끗한 물로 환원시키는 기술이 아니라 가장 오염이 심한 부분을 섞이지 않도록 분리함으로서 환경오염을 예방하는 기술”이라면서 “앞으로도 환경에 대한 끊임없는 연구개발과 도전정신으로 보다 깨끗하고 건강한 미래 환경을 열어가겠다”고 각오를 다졌다. NM