년도

2006

분야

조사연구

연구과제명

필터형 부유물질 분리기를 이용한 대전시 도로유출수의 처리

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책임자/기관

방기웅 교수/한밭대

연구기간

2006. 4 ~ 2007. 2(11개월)

참여 연구원수

9 명

연구사업비

32,000만원

연구목적

최근 국내에서도 2004년 3월 정부합동으로 4대강 비점오염원관리 종합대책이 마련되는 등 비점오염원에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 대책의 일환으로 오염총량제에 비점오염원도 포함하여 관리하도록 하고 있다. 이와 같이 최근 들어 비점오염원에 대한 중요성을 인식하고 다양한 저감방안을 모색하고 있다. 비점오염원은 토지 이용형태에 따라 다양한 배출원을 갖고 있으며, 특히 대전시와 같이 도시지역의 주요 비점오염원으로는 합류식하수관 월류수와 도로면의 강우 유출수를 들 수 있다. 이중 도로유출수는 부유물질 이외에도 유기물질, 자동차 배기가스 침전물질, 타이어 마모물질, 기름, 윤활유, 중금속 등 다양한 유해물질을 함유하고 있어 도시 관류하천의 수생태계에 영향을 크게 미치고 있다. 또한 도로유출수는 강우초기에 오염물질이 매우 높은 농도로 배출되며, 동절기에는 제설용으로 살포한 염화칼슘 등의 영향으로 하천뿐 아니라 도로 주변의 식생에도 영향을 미치고 있다.
대전시의 경우 배출된 도로 유출수는 대부분 우수관이나 합류식 하수관을 통해 하천으로 유입하고 있어 도시하천의 수질보전과 비점오염원의 관리 차원에서 도로유출수의 오염물질 농도가 높은 초기유출수에 대한 오염물질 저감을 위한 합리적인 관리대책이 필요할 것이다. 따라서 본 제안서의 목적은 비점오염원 중 대전시 도로에서 배출되는 강우유출수의 오염저감을 위해 장치형 처리시설 중 필터를 이용한 부유물질 분리기를 개발하여 적용함으로서 도로 유출수에 대한 오염물질 저감과 대전시 도로 현장에의 적용 방안을 모색함에 있다.

주요내용

도로유출수의 일반적인 유출특성은 강우 초기에 농도가 높고, 초기유출이 지난 후에는 비교적 수질이 양호한 유출수가 배출되는 것이 특징이다. 그러므로 도로유출수의 초기유출수의 관리가 주요 대상이 되고 이에 대한 오염저감방안에 대한 합리적인 대안이 제시되어야 한다. 또한 도로유출수는 도로 특성상 배출구가 다양하므로 배출경로에 대한 제어대책이 수립되어야 한다.
따라서 본 제안서는 대전시에서 배출되는 도로유출수의 유출형태를 조사하고, 대전시에 적용 가능한 유출수의 오염을 저감할 수 있는 처리시설에 대한 제어효과와 이에 대한 적용방안에 대한 연구로 진행이 되어야 할 것이다. 그러므로 본 연구는 강우 시 도로유출수에 대한 수질 및 수량 등의 일반적인 유출특성 조사와 강우유출수의 오염물 처리를 위해 장치형 처리시설 중 필터를 이용한 부유물질 분리기를 고안하여 처리성 실험을 통해 대전시 도로 특성에 적합한 적용 가능한 최적 분리기를 제시하기 위한 기초적인 연구를 위한 것이다. 그 세부적인 주요 연구내용을 나열하면 다음과 같다.

1. 대전시의 도로유출수의 유출특성 조사 및 특성 분석
- 강우시 도로 유출수의 배출형태에 대한 조사, 분석
- 대전시 도로 유형 분석 및 조사지점 선정
- 강우시 도로유출수의 수질 및 수량 조사
․ 조사지점 : 도로 유형의 분석과 도로 유형별 조사 지점의 선정
․ 조사항목 : 유량, pH, SS, COD, Oil, 중금속류, 입경
․ 조사내용 : 강우 강도별로 3개 강우사상에 대한 유출특성
- 조사 내용 및 기존 조사자료 등을 통한 유출특성의 표준화

2. 대전시 도로유출수에 대해 일반적인 처리방안에 대한 평가
․ 시료 : 강우 유출수 또는 도로퇴적물을 이용한 인공시료
․ 실험 내용 : 예비실험을 통한 필터가 장착된 고액분리기의 모형제작
3. 모형실험을 통한 도로 퇴적물의 인공시료에 대한 처리성 실험 및 분석
- 다양한 조건에 의한 처리성 실험
․ 실험조건 : 수면적부하율 또는 체류시간, 여과율
․ 실험항목 : SS, COD, 중금속,
- 실험결과 분석, 평가 및 장치의 개선
․ 처리효율 분석 및 평가
․ 필터의 여과특성 및 재생방법
․ 현장적용에 적합한 형태의 분리기 모형 제작

4. 필터형 분리기의 현장 적응성 실험 및 평가
- 도로 특성에 적합한 개선된 분리의 제작 및 시스템 구축
- 현장 적용성 실험 및 시료 분석
- 처리효율, 처리조건, 적용범위, 제한조건 등의 분석
- 최적 처리시스템의 구축과 유지관리방안 제시

5. 처리시설을 통한 오염물질 저감효과 분석 및 관리방안 제시
- 대전시 도로 유출수 오염제어에 적용 가능한 지형조건 및 오염저감 효과 분석
- 처리시설의 적용 시 기대효과 분석 및 관리방안 모색

연구결과 활용

1. 대전시 도로 유출수의 처리를 위한 처리시설 도입으로 인한 비점오염원 저감
2. 비점오염원 저감을 위한 오염총량제의 처리대안으로 활용
3. 외국 처리장치의 도입에 대한 수입대체효과
4. 타 지역의 시범사례로 활용