하수와 폐수, 그 차이점과 처리 방법

하수와 폐수, 용어의 차이

일반적으로 많은 사람들이 하수와 폐수를 같은 의미로 사용하는 경우가 많지만, 환경공학적 관점에서는 이 둘은 엄연히 다른 개념이다. 하수는 사람이 생활하면서 발생시키는 오염된 물을 의미하며, 대표적으로 가정에서 나오는 생활하수가 포함된다. 변기에서 내려보낸 물, 세탁기나 싱크대에서 배출되는 물 등 인간의 일상생활에 의해 발생한 오수가 바로 하수이다. 하수는 사람의 배설물, 음식물 찌꺼기, 세제, 기름 등 유기물과 미생물이 포함되어 있는 것이 특징이다.

반면, 폐수는 인간의 활동 중 특히 산업 활동에 의해 배출되는 오염된 물을 의미한다. 제조업, 화학공업, 식품가공업 등 산업현장에서 사용된 물이 오염된 형태로 배출되는 경우를 폐수라고 부른다. 폐수에는 중금속, 유기화합물, 기름류, 독성 화학물질, 난분해성 물질 등 다양한 오염물질이 포함되어 있으며, 농도도 하수보다 훨씬 높고 정화가 어려운 경우가 많다. 이처럼 하수와 폐수는 발생 원인, 오염물질의 종류와 농도 면에서 분명한 차이를 가진다.

용어의 차이를 명확히 이해하는 것은 올바른 폐수처리 정책과 기술을 적용하는 데 매우 중요하다. 특히 도시계획이나 환경정책 수립 시 하수와 폐수를 구분하지 않으면 부적절한 처리 방식이 적용될 수 있어, 환경오염 문제를 더욱 악화시킬 수 있다.

하수의 주요 특성과 처리 방법

하수의 주된 특징은 유기물 함량이 높고 생물학적으로 쉽게 분해된다는 점이다. 사람의 일상생활에서 나오는 하수는 음식물 찌꺼기, 배설물, 세제 등 유기물이 주성분이며, 이들은 대부분 미생물의 작용으로 분해될 수 있다. 따라서 하수처리에서는 주로 생물학적 처리를 중심으로 한 기술이 적용된다.

기본적인 하수처리과정은 물리적 처리, 생물학적 처리, 화학적 처리를 거쳐 최종 방류되거나 재이용되는 방식이다. 먼저 물리적 처리에서는 큰 이물질이나 부유물을 제거하기 위해 스크린, 침전지 등을 사용하며, 이 과정에서 고형물질을 분리한다. 다음으로 생물학적 처리 단계에서는 활성슬러지법이나 산화구법과 같은 방식으로 미생물이 하수 속 유기물을 분해하게 된다. 이 단계는 하수처리의 핵심으로, 하천이나 바다에 방류하기 전 수질 기준을 만족시키는 데 중요한 역할을 한다.

화학적 처리는 일반적으로 부영양화 방지를 위한 인 제거, 미처리된 질소 제거, 악취 방지 등의 목적으로 사용된다. 특히, 인과 질소는 하천 생태계를 교란시킬 수 있는 주요 오염물질로, 화학적 침전이나 고도처리를 통해 효과적으로 제거할 수 있다. 최근에는 하수를 단순히 정화하는 것을 넘어서 바이오가스를 생산하거나, 재이용수로 활용하는 자원화 기술이 도입되어 지속가능한 수자원 관리에도 기여하고 있다.

폐수의 복잡한 오염 특성과 정교한 처리 기술

폐수는 산업 현장에서 발생하는 만큼 그 오염물질의 종류와 농도가 매우 다양하고 복잡하다. 예를 들어 화학공장에서 나오는 폐수에는 난분해성 유기화합물, 중금속, 독성 화학물질이 포함될 수 있으며, 전자기기 제조업에서는 금속이온과 세척액, 도금액 등이 주요 오염물질로 나타난다. 폐수는 하수보다 처리 난이도가 높고, 특성에 따라 맞춤형 처리 기술이 필요하다.

폐수 처리에서 가장 먼저 수행되는 것은 사전처리 단계로, 폐수의 성분을 분석하고 적절한 처리 공정을 설계하는 것이 중요하다. 일반적으로 폐수는 먼저 물리적 처리(여과, 침전 등)를 통해 고형물이나 기름 성분을 제거한 후, 화학적 처리와 생물학적 처리를 병행하거나 선택적으로 적용한다. 예를 들어 중금속이 포함된 폐수의 경우, 화학적 침전이나 환원 처리를 통해 금속 이온을 제거하고, 유기용제가 포함된 폐수는 흡착처리나 고급 산화공정(AOP)을 통해 분해하거나 제거한다.

생물학적 처리의 경우에도 하수처럼 단순한 미생물 처리로는 충분하지 않은 경우가 많기 때문에, 특수 미생물을 이용하거나 고도처리 기술을 적용해야 한다. 또한 막분리기술, 이온교환, 전기투석 등의 첨단 물리·화학적 처리 기술이 점점 보편화되고 있으며, 이를 통해 보다 높은 수준의 수질 개선이 가능해졌다. 폐수의 고도처리는 환경 보호뿐 아니라 산업의 지속 가능성과 직접적으로 연결되기 때문에, 비용이 높더라도 그 필요성과 중요성은 날로 커지고 있다.

하수와 폐수의 통합적 관리를 위한 미래 전략

현대 사회는 인구 증가, 산업화, 도시화로 인해 하수와 폐수 발생량이 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 단순한 정화 방식에서 벗어나, 하수와 폐수를 통합적으로 관리하고 재이용하는 지속 가능한 시스템 구축이 필수가 되고 있다. 특히 물 부족이 심화되고 있는 오늘날, 하수와 폐수를 새로운 수자원으로 인식하고 자원화하는 움직임이 확산되고 있다.

하수와 폐수를 구분하여 처리하되, 최종적으로는 두 흐름을 하나의 물 순환 시스템 내에서 통합 관리하는 전략이 필요하다. 예를 들어 산업폐수 중 일부는 전처리를 통해 하수처리장으로 유입시킬 수 있고, 생활하수는 고도처리를 통해 농업용수나 공업용수로 재이용할 수 있다. 또한, 하수 슬러지를 바이오가스화하여 에너지원으로 활용하거나, 폐수 속 금속을 회수하는 등 자원순환형 폐수처리 전략이 주목받고 있다.

미래의 하수 및 폐수 처리는 환경 보호와 함께 자원의 회수, 에너지 생산, 기후 변화 대응이라는 다양한 목표를 달성해야 한다. 이를 위해선 기술의 발전뿐 아니라 정부의 정책적 지원, 시민의 인식 개선, 산업계의 자발적인 협력이 모두 필요하다. 하수와 폐수는 단순한 오염원이 아니라, 미래를 위한 귀중한 자원이 될 수 있다는 인식의 전환이 절실한 시점이다.