
지속 가능한 하수 관리

요코하마시의 하수 시스템은 인구 350만 명이 넘는 넓은 지역을 거의 완벽하게 커버하고 있습니다. 하수관의 길이는 요코하마시와 미국 뉴욕시 사이의 거리에 해당하는 총 11,000km에 달합니다. 1962년부터 1984년 사이에 건설된 11개의 하수처리장에서는 매일 약 1,500,000㎥의 폐수를 처리하고 있습니다. 이 하수 시스템은 자원 효율성, 온실가스 배출량 감소, 고령화 사회와 국가 회복력 측면에서 홍수 위험 감소 등 지속가능성 문제를 해결해 왔습니다. 또한 강과 하천의 위생 상태와 수질을 개선하기 위해 첨단 처리 기술을 도입했습니다.
컨텍스트
해결 과제
하수 시스템은 서비스 측면에서 몇 가지 지속 가능성 문제에 직면해 있습니다. 첫째, 대부분의 하수 인프라 시스템이 20년 이상 전에 건설되었기 때문에 향후 30년 이내에 하수 인프라 시스템의 상당 부분을 업데이트해야 할 것으로 예상됩니다. 노후화된 하수관로와 인프라는 하수 서비스 품질에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 관로 파손으로 인한 도로의 싱크홀 등 도시의 일상생활과 사회경제 활동을 위험에 노출시켜 예방이 필요합니다. 둘째, 서울시는 환경적으로 지속 가능한 하수 시스템을 추구합니다. 예를 들어, 도시 지역을 철저히 커버하는 시스템에도 불구하고 밀폐된 수역의 부영양화는 여전히 남아있었습니다. 또한 처리장에서 매일 발생하는 대량의 슬러지는 전체 산업 폐기물의 약 20%에 달합니다.
위치
프로세스
프로세스 요약
지속 가능한 재정은 고령화 사회의 맥락에서 하수 시스템이 직면한 가장 큰 과제 중 하나입니다. 총 비용을 줄이려면 일련의 시설을 체계적으로 관리해야 합니다. 물과 처리된 슬러지를 재활용하면 환경 보존에 기여할 뿐만 아니라 하수 시스템의 유지 보수 및 갱신 비용을 회수하는 데 도움이 됩니다. 또한 첨단 기술을 적용하면 처리수의 수질은 물론 자원 회수 및 전력 생산도 향상됩니다.
빌딩 블록
지속 가능한 하수 관리를 위한 재정 제도
노후화된 하수 시스템에 대처하기 위해 예산 계획을 충분히 고려하여 체계적으로 리뉴얼 계획을 수립하고 실행하고 있습니다. 제2차 세계대전 이전에 하수도가 건설된 지역을 1단계 리뉴얼 지역으로, 1945년부터 1970년까지 하수도가 건설된 지역을 2단계 리뉴얼 지역으로 지정했습니다. 하수 인프라 리뉴얼에 필요한 예산을 확보하고 건전한 서비스를 지속적으로 제공하기 위해 재정 여건을 개선할 필요가 있었습니다. 예를 들어, 하수도 서비스의 재정적 기반을 개선하기 위해 회사채 의존도를 낮추는 목표를 설정했습니다. 또한 슬러지 재활용 비용을 절감하기 위해 PFI를 도입했습니다. 시설과 배관의 수명을 연장하기 위해 시스템의 일상적인 관리를 강화하고 하수 시스템에 대한 데이터 및 정보 데이터베이스를 개발 중입니다.
활성화 요인
- 노후화된 인프라 시설의 체계적인 리뉴얼 계획
- 자원 회수를 위한 재정 메커니즘
- 하수 시스템에 대한 데이터 및 정보 데이터베이스 개발
교훈
지속 가능한 재정은 고령화 사회의 맥락에서 하수 시스템이 직면한 가장 큰 과제 중 하나입니다. 정기적으로 시설을 모니터링하고 유지 관리하면 하수 시설의 수명이 연장됩니다. 이는 결국 장기적으로 시스템의 총 수명 주기 비용을 절감합니다. 또한 자원 회수 및 민관 협력을 통한 재정 제도는 투자 및 관리 비용을 회수하는 데 도움이 됩니다.
재생수 활용
처리된 폐수는 도시에서 다양한 용도로 활용됩니다. 세 곳의 폐수 처리장에서 처리수를 오존 처리하고 있으며, 모든 처리장에는 모래로 폐수를 여과하는 시설이 있습니다. 오존 처리된 물은 화장실, 작은 인공 개울, 에어컨 시스템(AC)에 활용됩니다. 모래로 여과된 물은 폐수 처리장과 화장실 청소를 위해 재생됩니다. 처리된 폐수는 배수관 청소와 건설 공장에 판매되어 수익을 창출합니다. 재생된 물의 수질은 국가 정부가 용도별로 지정한 기준을 준수합니다.
활성화 요인
- 폐수를 정화하여 다양한 용도로 활용하는 기술
- 성숙한 재생수 시장
교훈
물이 점점 더 귀중한 자원이 되면서 재생수 또한 그 가치가 높아지고 있습니다. 적절한 조치를 통해 처리하면 재활용 폐수는 다양한 용도로 유용한 자원이 될 수 있습니다. 또한, 민간 사업자에게 재생수를 판매하여 발생한 수익은 지속 가능한 관리를 위해 처리장 및 하수 시설을 개선하거나 복구하는 재투자에 할당할 수 있습니다.
슬러지 처리에서 발생하는 자원의 활용
요코하마시에서는 폐수 처리 과정에서 발생하는 슬러지도 재활용하고 있습니다. 11개의 폐수 처리장에서 발생하는 슬러지는 2개의 슬러지 처리장으로 이송된 후 농축, 소화, 탈수 과정을 거칩니다. 처리 후 슬러지의 무게는 약 400배 감소해 무취의 위생적인 제품으로 재탄생하며, 소화 과정에서 발생하는 가스는 에너지원으로 회수해 처리장 내 발전 및 소각 연료로 활용하고 있습니다. 또한 소각 후 재는 개량토와 시멘트 원료로 활용되고 있습니다.
활성화 요인
- 처리 슬러지 활용 기술
교훈
폐수 처리장에서 발생하는 슬러지는 일본 전체 산업 폐기물의 약 20%에 달할 정도로 적지 않은 양이 발생하고 있습니다. 이 부산물을 재래식으로 매립하는 것은 처리장 공간 부족과 환경 오염의 원인이 되고 있습니다. 지방 정부와 하수 관리 기관은 슬러지를 신중하게 처리하여 농경지 비료, 건설 자재, 에너지원으로 재활용함으로써 최종 폐기물의 상당량을 줄일 수 있습니다.
수질 개선을 위한 첨단 처리 공정
하수 시스템은 공공 수질 개선에 기여하고 있습니다. 하수도 보급률은 1989년 85%에서 2013년 99.8%로 증가했습니다. 처리되지 않은 폐수가 하천으로 유입되지 않아 하천 수질이 크게 개선되었습니다. 시내 주요 하천의 BOD 수치는 1984년에 비해 2013년에 40~87% 감소했습니다. 반면 호수나 연안 등 밀폐된 수역의 부영양화는 여전히 남아 있습니다. 요코하마시는 이 문제에 대응하기 위해 부영양화의 원인이 되는 질산염과 인을 제거하는 고도 처리 기술을 도입했습니다. 고도처리 공법을 적용한 처리장은 1996년 2곳에서 2013년 8곳으로 늘어났고, 그 결과 질소와 인의 제거율이 높아졌습니다.
활성화 요인
- 폐수에서 질소와 인을 제거하는 고급 처리 기술
교훈
폐수 처리장은 폐수에서 유해 물질을 완전히 제거하지 못합니다. 처리된 폐수에 남아 있는 질산염과 인은 특히 폐쇄된 수역으로 방류될 경우 부영양화의 원인이 됩니다. 풍부한 수질 환경을 보존하기 위해서는 모든 폐수를 수역에 방류하기 전에 집단 또는 개별적으로 처리해야 합니다. 또한 수질을 개선하기 위해서는 효과적인 기술을 적용하고 지속적인 모니터링이 필수적입니다.
영향
경제적 영향: 시는 회사채에 대한 높은 의존도를 줄이기 위해 노력하고 있으며, 현재 중기 계획의 새로운 목표는 처리 비용 절감 및 재활용품 판매를 통한 수입 증대를 위한 자원 회수 대책, 비용 절감을 위한 하수 관리에 대한 민간 부문 참여, 요코하마 하수 시스템의 경험 및 기술 수출(예: 요코하마시의 하수 처리 기술을 인도네시아 바탐시에 수출) 등 시의 재정 상황을 더욱 개선하는 것을 목표로 설정하고 있습니다. 일본국제협력기구의 프로젝트에 따라 인도네시아 바탐시에 폐수 처리 기술을 제공).
사회적 영향: 요코하마의 하수 시스템은 도시의 위생 개선에 기여하고 있습니다. 또한 오존 처리된 재생수를 사용하는 소하천은 시민들에게 훌륭한 수변 및 여가 공간을 제공합니다. 하수 시스템의 지속 가능성을 추구하려는 노력은 홍수 시 침수 완화에도 기여하고 있습니다.
환경 영향: 하수 시스템 덕분에 요코하마의 강, 하천, 연안의 수질이 개선되었습니다. 수질 개선은 주요 하천의 어류 다양성 증가로 이어졌습니다. 연구에 따르면 킬리피시, 연어, 민물 미노우와 같은 물고기가 돌아왔습니다. 요코하마시에서 운영하는 사업과 서비스에서 배출되는 온실가스 중 약 20%는 하수 관리에서 발생합니다.
수혜자
- 요코하마시 거주자
- 요코하마시 소재 민간 기업