[공학저널 전찬민 기자] 전 세계의 많은 과학자들은 인류의 위대한 업적 중 하나가 상하수도라고 말한다. 지난 2007년 ‘브리티시 메디컬 저널’에서 조사한 설문에 따르면 인류의 건강을 획기적으로 개선한 가장 큰 업적이 무엇인지에 대해 의약품이나 의료관련 기술의 발전이 아닌 깨끗한 상하수도의 발전이라는 것이다. 이를 뒷받침하면 상하수도가 보급되면서 과거에 유행했던 콜레라 같은 수인성 점염병은 급격히 발병이 감소해 인간의 평균수명을 30~40년 연장하는 데에 기여했다는 것이다. 이러한 점들만 보더라도 상하수도는 우리가 건강하고 안전한 삶을 살아가는 가장 기본적인 사회 인프라이자 중요한 존재다. 또한 공공기관에서 가장 소중하고 신중하게 운영해야 하는 인프라이기도 하다. 대한상하수도학회 김두일 부회장(사진)은 “상하수도는 우리 인류의 삶에 가장 중요한 Life Line이기 때문에, 지속 가능성이 가장 중요하고 우리나라의 상하수도는 세계적인 성공사례로 K-상하수도라고 자랑해도 될 정도로 우수 사례”라며 “앞으로의 상하수도는 스마트화, 자산관리제도의 도입, 위기 대응 능력 강화 등이 중요한 키워드다. 우리 학회는 이와 같은 목적을 지속적으로 달성하기 위해 노력할 예정”이라고 말했다. <편집자 주>
대한상하수도학회 김두일 부회장 (단국대학교 토목환경공학과 교수)
상하수도 분야의 가장 큰 이슈를 꼽는다면
현재 상하수도 분야는 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 큰 이슈인 2050 탄소중립과 맞물려 탄소절감과 에너지 절감을 위해 많은 전문가들의 노력이 뒷받침되고 있습니다.
상하수도는 일반적으로 국가 전체 에너지의 1~2%가 소비되고 있으며, 상하수도의 에너지 절감은 국가 에너지 밸런스에 큰 역할을 하고 있습니다. 상수도에서는 인공지능을 활용해 압력, 펌프 Scheduling, 주야간 요금제, 배수지 수위 등 복잡한 변수를 분석하고 최적의 운전이 가능하도록 하는 의사 결정에 대한 연구 결과에서 배수지 수위를 적절히 유지하면서 21% 전기료 절감이라는 결과가 나타났습니다.
하수도의 경우는 많은 에너지의 회수가 가능하며, 하수 중의 유기물은 혐기성 소화를 통해 CH4이나 H2의 회수가 가능합니다. 또한 사용하는 약품이나 에너지를 절감하는 것에 의해 탄소절감도 가능할 뿐만 아니라 하수처리에서 에너지 절감은 아나목스(Anammox) 공정을 이용한 탈질에너지 절감, 공정 운영의 스마트화를 이용한 에너지 효율화를 통해 가능할 수도 있습니다.
또한 하수의 남은 열은 하천생태계에 나쁜 영향을 미치므로, 남은 열의 회수는 에너지 절감과 하천 생태계 보존의 일석이조를 얻을 수 있게 만들 수 있습니다.
상하수도 시설의 노후화에 따라 어떠한 대응이 필요한지
88 올림픽을 계기로 한국의 상하수도 시설은 양적으로 급속히 팽창했습니다. 하지만 이 시기에 만들어진 상하수도 시설은 현재 30년 이상이 경과돼 노후시설이 됐습니다. 인프라의 노후화는 단수나 싱크홀 등 사회적 이슈가 되는 문제를 발생시킬 수 있습니다.
이러한 노후화 문제는 이미 서구의 국가에서 경험한 문제입니다. 해외 선진국가의 경우 이 문제에 대응하기 위해, 자산관리라는 기술을 도입하고 있습니다. 자산관리는 사후 대응이 아니라, 사전 예방을 위해 상하수도 시설을 체계적으로 관리하는 기술입니다. 현재 자산관리 시스템이 도입되기 시작했으며 안착이 된다면 노후화 문제에 대한 해결책을 제시할 것입니다.
상하수도의 효율적 관리를 위한 스마트 기술은
상하수도 분야에서 스마트화는 현재 매우 역동적으로 진행되고 있습니다. 하수발생부터 수집, 이송, 처리 후 수생태로 방류하기까지의 하수처리 전 과정 실시간 감시 제어되는 ICT 기반 공공하수처리 시설 지능화가 현재 진행되고 있습니다.
스마트 상수도 관리체계는 수도공급 전 과정에 ICT기술을 도입해 실시간으로 수량과 수질을 관리해 수돗물의 신뢰성 향상하고 있습니다. 2022년까지 3년간 총 사업비 1조4천억 원 규모(국비 8천764억 원을 포함)로 스마트 상수도 관리체계 구축 선도사업을 추진하고 있습니다.
또한 광역상수도에 2023년까지 취수원 실시간 스마트 수질감시와 AI 정수장을, 지방상수도에 2022년까지 자산관리체계를 포함한 스마트 관망 관리시스템 구축할 예정입니다. 통합관제센터 구축해 수돗물 공급 실시간 관리와 골든타임 확보가 가능할 것입니다.
상하수도 분야의 발전을 위한 학회의 역할은
상하수도 분야에서 매년 큰 사회적 이슈를 만드는 문제가 발생하고 있습니다. 2019년에 발생한 인천시 적수 문제, 2020년에 발생한 인천시 깔따구 문제, 최근에 빈번한 싱크홀이 그런 예입니다.
상하수도학회는 지난 30년간 상하수도 분야에서 학술연구를 발표하는 학회를 개최하고 저널을 발간했고, 상하수도 발전을 위한 정책개발과 소통의 공간을 마련했습니다. 1980년대부터 2000년대에는 상하수도 처리기술의 국내도입과 상하수처리장의 건설과 운영기술 발전에 기여했습니다.
최근에는 상수도관망 현대화 사업, 상하수 관망의 자산관리제도 도입, 상하수 관망의 진단과 재난 대응에 기여하고자 최선을 다할 예정입니다.
