미래성장동력 확보를 위한 상하수도 선진화 방안

조을생 한국환경정책평가연구원 2012 녹색성장연구보고서 Vol.2012 No.-

글로벌 녹색경제 확산 및 협력체계 구축

조을생 한국환경연구원 2013 사업보고서 Vol.2013 No.-

As an important means to achieve sustainable development and address the poverty issue in developing countries, the green economy is now presented as a new direction for all mankind. In particular, emphasis is placed on the fact that sustainable agriculture must take priority in order to respond to the growth in global population and the subsequent rise in the demand for food. With a focus on eradicating poverty, enhancing social equity and minimizing factors harmful to the environment in Laos and Cambodia, which are countries prioritized by Korea for cooperative efforts, this study aims to discuss strategies for expanding the green economy in agriculture as the main driver of the economy in these countries, and suggest policy proposals from the perspective of international cooperation. Laos and Cambodia conform to the industrial structure of traditional agriculture-centered countries, with the agricultural sector accounting for more than 30 percent of the entire GDP and over 70 percent of the national workforce engaged in the agricultural industry. This indicates that the development of rural areas is necessary not only to exterminate absolute poverty, but also to enable continued economic development. The national strategies of these countries also center upon agricultural and rural development and environmental issues, including food security, poverty eradication, and climate change. In Laos, slash-and-burn agriculture has been identified as a major cause of deforestation and poverty, due to its prevalence in mountainous areas that comprise about 80 percent of the entire land. The Lao government attempted to address this issue by banning the controversial agricultural technique in the 1980s, but this move has instead resulted in spreading the destructive slash-and-burn practice, the main advantage of which is the short fallow period. This situation is driven not only by internal factors such as the growing population in the mountainous areas and lack of technology for paddy rice farming available to farmers, but also by external factors such as large-scale infrastructure development projects, expansion of industrial forestation projects, the Lao government`s policy to relocate or merge villages, and the Land and Forest Allocation program. This resulted in the destruction of forests in total contrast to the original objective, as well as reduced household income caused by the decreasing productivity corresponding to the deteriorating quality of soil. In addition, the cultivation of cash crops are rapidly expanding in the mountainous areas of Laos as a combined result of the abovementioned policy and the increasing demand for agricultural products in Vietnam and other neighboring countries, but concerns have been raised over income instability among the local residents and the food crisis possibly caused by unfavorable contracts and price volatility in the international markets. In Cambodia on the other hand, since 90 percent of all arable land is used for rice farming, the promotion of paddy rice farming is projected to have a significant influence over the country`s economic growth and increase in national income. In reality, however, Cambodia faces a range of challenges: rice productivity is low and the milling rate stands at a mere 63 percent; and although the country has abundant water resources provided by high precipitation as well as the Mekong River and Tonle Sap Lake, the shortage and deterioration of irrigation facilities lead to frequent floods and droughts. In addition, while triple cropping is widespread in the Red River region in Vietnam and the Mekong Delta, even double cropping is rarely practiced in Cambodia. As the hydroponic agricultural system of Cambodia usually uses the sewage or wastewater flowing into wetlands in suburban areas, this enables the biological treatment of wastewater and cheap, large-scale output by water plants. Hydroponic vegetables are consumed on a near-daily basis by the Cambodian people, contributing to the high market demand, and therefore are known as an excellent source of income compared to other income sources in rural and urban areas. The recent increase in reclaimed wetlands driven by expanding urbanization and industrialization is raising concerns over greater water pollution and the resulting health and hygiene damages that may be caused by hydroponic agricultural products. Sewage and factory wastewater is often discharged into wetlands or artificial ponds made for wastewater treatment without undergoing proper treatment, and water quality is deteriorating due to the use of agricultural pesticides and chemical fertilizers by farmers unaware of potential consequences, along with mining activities and subpar urban sewage management. In an effort to protect the environment of water resources, the Ministry of Environment of Cambodia selects regions that supply water for public use, monitoring and managing the quality of public water each month, while the Ministry of Water Resources and Meteorology collects and analyzes water samples on a monthly basis. However, the effectiveness of such endeavor remains limited, largely due to the lack of a national strategy, shortage of expert manpower, and the fiscal crunch. The reclamation of lakes to expand the urban area has resulted in the forced eviction of low-income residents and decrease in the area of land used for hydroponic cultivation, thereby posing a threat to the livelihood of farmers and increasing the number of the urban poor. In response to the situation, some farmers have learned advanced hydroponic techniques from neighboring countries to establish facilities for artificial hydroponic agriculture and cultivate high-quality hydroponic crops. However, such cases are extremely rare, and most ordinary farmers do not possess the necessary level of technical knowhow and cannot even make such an attempt due to the financial burden. Against this backdrop, the main areas for international development cooperation to help sustainable development of agriculture and rural areas in Laos and Cambodia in consideration of the green economy are as follows. For the slash-and-burn agriculture in the mountainous areas in Laos, the introduction of high added-value agricultural management suitable for the climate and soil of the mountainous areas is necessary in order to protect forestry resources and prevent soil deterioration caused by crop cultivation, and as a replacement for the slash-and-burn method, which is on the rise following the government ban. As part of the countermeasures, this study proposes that the Lao government embark on an international cooperation project designed to distribute technology to improve plant breeding, in order to facilitate region-rotational and eco-friendly livestock industry in accordance with national strategies. Except for the plains around the Mekong River basin, most crops in Laos are cultivated during the wet season due to the insufficient irrigation facilities. Particularly in the mountainous areas occupied for slash-and-burn farming, irrigation facilities are inadequate for the small minority share of paddy rice farming. The restructuring of irrigation will facilitate not only rice farming, but also greater stability in the cultivation of many other crops, contributing to the improvement of diet and income among Lao residents. Under the current agricultural conditions in Laos, it is necessary to establish eco-friendly irrigation facilities with high field adaptability that may be managed by the tightly knit local communities of Laos, instead of facilities such as pumping stations and tube wells that require large installation costs as well as significant costs and efforts for maintenance. A primary concern for irrigation agriculture in Cambodia is improving rice productivity in rainfed paddy fields during the wet season, and it will be more desirable to enhance management efficiency than to increase the irrigation ratio by undertaking medium- or large-scale projects for water resources development that will require investments and incur environmental impacts to a significant degree. Secondly, productivity must be improved by enhancing technical efficiency from developing high-yielding seeds for example, and it is particularly imperative to develop varieties that deter the use of a large quantity of farm inputs such as chemical fertilizers and agricultural pesticides. Thirdly, instead of extending the rice-farming area to hilly areas where obtaining a supply of water resources is difficult, it is worth considering the reduction of excessive dependence on rice farming in such regions and instead discovering and distributing alternative crops for higher income generation and commercialization. Due to the rapid urban development in Phnom Penh, and the resulting industrialization and the reclamation of natural wetlands, concerns have been constantly raised over the possibility of reduced areas for hydroponic cultivation, which is the main source of income for the poor strata in the suburban areas, and deteriorating water pollution, thus posing a threat to the livelihood of the poor and public health and hygiene. In response to these problems, it is necessary for the government to provide financial support for the early settlement and vitalization of eco-friendly artificial hydroponic agriculture, which will enable the large-scale production of clean and high-quality vegetables all year round regardless of harvest conditions, as well as clean cultivation environment to reduce unfavorable conditions for labor practices. In addition, farmers must be given appropriate support to enhance their capabilities in terms of technical skills. In order to prevent water pollution, one of the major environmental challenges caused by urbanization, it is urgent to establish basic environmental facilities for the treatment of sewage and wastewater, cultivation of crops in the river area, and disposal of waste, and to systemically restructure relevant policy and legislation. The area of international cooperation proposed in this study is where Korea has a comparative advantage in terms of agricultural experience and technology, and the area coincides with the sectors included in the National Strategic Development Plan (NSDP) of Laos and Cambodia. Furthermore, it is advisable for the two countries, which are designated as priority countries for official development aid (ODA) provided by Korea, to pursue systemic development and cooperation projects based on a strengthened multilateral cooperative system requiring joint participation by the private sector, government and other aid-providing institutions.

개도국 지속가능발전 역량강화사업의 발전방향 -연수사업 중심으로-

조을생 한국환경연구원 2013 수시연구보고서 Vol.2013 No.-

국제사회에서 지속가능발전과 이를 위한 개도국의 원조의 효과성 제고를 위해서는 개도국의 역량발전의 필요성이 대두됨에 따라 UN을 비롯한 여러 국제기관들이 수원국의 역량발전에 기여하기 위한 많은 노력을 하고 있다. 수원국 중심 및 성과 중심의 효과적인 원조사업의 중요성이 강조되면서 개도국의 지속가능발전을 위한 역량강화 지원은 대상 수원국과의 지속적인 상호의견 교환 및 협력을 통해 중장기적인 전략으로 수원국이 주인의식을 갖고 스스로 자국의 특성에 맞는 발전을 이룰 수 있는 지원 방식 및 협력 체계 구축이 중요하다. 이를 위해서는 무엇보다도 수원국의 사회, 경제, 환경적 요소, 국가전략 등에 대한 철저한 분석과 이해가 바탕이 되어야 한다. 본 연구에서는 개도국의 역량강화사업의 배경 및 기본구조를 살펴보고, 개도국의 역량강화를 위해 수행되었던 연수사업을 중심으로 국내외 사례를 비교하였다. 개도국들의 다양한 경제성장 수준 및 환경 수준차를 고려하여, 경제성장과 지속 가능한 환경존속을 동시에 제고하기 위해서는 수원국과의 신뢰형성을 기반으로 한 지속적인 참여와 협의, 사후 모니터링 및 환류를 통한 역량강화 사업의 선순환적인 프로세스 구축이 필요하다. 무엇보다 초기단계의 수원국 역량수준 분석은 명확한 목표 설정을 반영한 역량발전 프로그램의 기획, 모니터링 및 성과 평가 시 기준이 되는 것으로 역량발전 프로그램을 효과적·효율적으로 실행할 수 있는 토대가 된다. 국내의 역량강화 지원 연수사업의 경우 수원국의 수요조사와 연수사업 자체의 효과성에 대한 평가는 이루어지고 있으나 수요분야의 역량수준 평가나 연수사업종료 후 수원국의 역량발전 과정의 모니터링 및 성과 평가 체계는 미흡하다. 따라서 국내의 역량강화 사업 발전을 위해서는 우선 수원국의 역량 수준을 분석 및 기대 목표를 확인함에 따라 이를 토대로 격차를 줄이고 기대 역량 목표 달성이 가능한 분야의 우선순위 선정에 주력할 수 있는 체계적이고 효과적인 역량 프로그램 이행의 선진화 방안이 필요하다. 이를 위해 향후 추진되어야 할 선행과제 및 관리방안 등을 다음과 같이 제시하였다. 가. 주제 분야별 개도국 역량측정 지표 및 성과 평가기법 개발 수원국의 지역적 상황과 특성을 고려한 사업의 우선순위 도출 및 역량발전 변화 과정을 정성·정량적으로 객관적 진단·평가할 수 있는 지표개발이 필요하다. UN에서 제시한 기본원칙을 토대로 개인, 조직, 가능한 환경 수준별로 구분하여 1) 이해관계자 참여, 2) 지식/정보 활용 및 공유, 3) 법·제도 수립, 4) 관리 및 이행, 5) 모니터링 및 평가 능력을 각 주제 분야별로 역량평가를 수행할 수 있는 대표적인 지표 개발 연구가 선행되어야 할 것이다. 역량지표 구성은 사회·경제·환경적으로 지속가능발전을 위해 개도국 전반에 적용할 수 있는 글로벌한 공통지표와 각 주제 분야별 특성을 고려한 고유지표로 개발·제시될 수 있을 것이다. 물론 표준화된 역량지표는 각 사업에 실제 적용 시에는 대상 수원국의 특성을 반영한 요소들을 고려하여 일부 평가항목의 추가·삭제 등의 변경이 필요할 수도 있다. 나. 개도국의 역량평가 및 성과관리 프로세스 강화 효과적인 사업계획은 현재의 수준을 정확하게 진단하고 미래의 발전방향을 예측하며 잠재역량 평가 등 정확한 분석을 기반으로 한 전략을 수립하는 것이다. 마찬가지로 개도국의 역량강화를 위한 지원사업의 효과성 제고를 위해서는 시작단계부터 효율적이고 구체적인 역량강화 사업 계획을 수립하여야 한다. 동일한 지역의 개도 국일지라도 국가별 소득격차가 크고 발전 장애요소가 각각 다르기 때문에 수원국의 우선순위 이슈 및 역량 한계점의 정확한 진단이 무엇보다도 중요하다. 따라서 역량평가 지표를 활용한 철저한 사전조사 결과를 바탕으로 역량개발의 진입점이 개인인지, 조직인지, 가능한 환경인지를 규명하고 부문별 역량수준 및 미래 목표달성에 따라 단년/다년 연수사업으로 추진할지, 중장기 프로젝트 사업으로 추진할지 분류하여 이에 따른 구체적인 기획 및 사업계획이 이루어져야 한다. 이와 더불어 체계적인 연수사업의 이행·성과 관리를 수행하기 위해서는 주제별 역량평가 프로세스 추진에 많은 시간적, 재정적인 지원이 이루어져야 할 것이다. 또한 역량 평가는 일회성에 그치는 것이 아니라 주기적으로 추진하고 이를 DB로 구축하여 정보를 공유할 수 있는 시스템을 구축함으로 인해 역량발전 과정을 지속적으로 모니터링하여 성과중심의 역량강화 사업을 성공적으로 추진할 수 있을 것이다. 현재 국내의 전형적인 연수사업 프로그램에 이 모든 과정을 포함하기에는 연수사업의 예산, 연수기간, 연수위탁 수행기관의 전문성 등에 현실적 한계가 있을 수 있어 연수 프로그램 이행과는 별도의 프로젝트로 추진하는 것을 검토할 필요가 있다. 다. 연수수행기관 역량강화 UN 등 국제사회 공동의 목표인 지속가능발전에 부합하면서 효과성 제고를 위한 개도국의 역량강화 사업의 내실화가 이루어지기 위해서는 연수수행기관의 역량강화가 수행되어야 한다. 국내 KOICA 등에서도 연수기관 간의 모임을 주선하고 서로 정보를 공유하는 기회를 마련하고는 있으나 다소 형식적이라는 의견도 있다. 이에 대한 보다 구체적이고 체계적인 연수기관의 역량지원체계가 필요할 것으로 보인다. 또한 연수기관도 국제 협력개발사업의 추세와 선진 연수기관의 모범적인 사례 등을 벤치마킹하여 연수기관 스스로의 역량강화 노력이 필요하다. 라. 지속가능발전교육 프로그램 지원 강화 개도국의 지속가능발전에 대한 인식 및 이해를 강화하여 장기적 국가 발전에 대한 역량을 강화하기 위해서는 기본적인 환경교육을 비롯한 지속가능발전교육지원 사업이 필요할 것이다. 그동안 국제연수사업에서 공공행정 분야가 가장 큰 비중을 차지해 온 반면, 교육 및 환경 분야의 비중은 상대적으로 매우 낮다. 현재 실시되고 있는 환경관련 국제교육은 환경 산업 수출을 위한 기술훈련 중심의 강의로 친환경적 사고로의 인식전환을 이끌어 내기에 다소 부족함이 있다. 따라서 각 기관에서 실시되고 있는 환경관련 국제 교육의 목적 및 내용을 점검하고 환경, 사회, 경제, 정치 등 다양하고 복잡한 원인들로 인한 문제들을 해결해 나갈 수 있는 다양한 요소들이 조화된 지속가능발전 교육개발 및 운영방안 도출이 필요하다. 지속가능발전은 각 국가의 현황이나 상황, 특성이 반드시 고려되어야 하기 때문에 각 국가에 적합한 지속가능발전교육의 프로그램과 교재 개발 연구 및 대상별 교육방안 개발은 개도국의 지속가능발전 교육 정착 및 활성화를 위해 반드시 필요하다. 또한 2012년 10월에 송도에서 열린 이사회를 통해 개도국의 온실가스 감축과 기후변화 적응을 지원하기 위한 유엔 산하의 국제기구인 녹색기후기금 (GCF) 사무국을 송도에 유치한 바, 기후변화 교육 프로그램 및 교재를 개발하고 확산한다면 향후 GCF의 중요한 역량강화 지원 프로그램으로 자리 잡을 것으로 기대된다. Due to the rising awareness in the international community towards the need for fostering capacity in developing countries in order to ensure sustainable development and enhanced effectiveness of aid, the United Nations and other international organizations are placing greater effort to contribute to developing capacity across aid recipient countries. A growing emphasis is placed on the importance of effective aid projects that are recipient-oriented and results-based. In order to strengthen the capacity for sustainable development in developing countries, there must be a continued exchange of opinions and cooperation with recipient countries, and it is important to establish medium- to long-term strategy with a means of providing support and a system of cooperation under which recipient countries can build a sense of ownership and pursue a course of development suited to national characteristics. This should be based on a thorough analysis and understanding of societal, economic and environmental factors in recipient countries, as well as their national strategies. This study explores the background and basic structures of capacity-building projects in developing countries, and compares domestic and overseas cases of training projects conducted in order to strengthen the capacity of developing countries. Considering the different levels of economic growth and environmental conditions among developing countries, the simultaneous pursuit of economic growth and sustainable preservation of the environment requires the establishment of a virtuous cycle for capacity-building projects, consisting of continued participation and consultation on the basis of trust-building with recipient countries, followed by ex post facto monitoring and feedback. Furthermore, the analysis of initial capacity in recipient countries is the foundation for planning, monitoring and performance evaluation of capacity-building programs in reflection of clear objectives, thereby serving as a cornerstone for the effective and efficient implementation of such programs. In the case of training projects for capacity development in Korea, despite surveys conducted on demands in recipient countries and self-evaluation of the effectiveness of training projects, the evaluation of capacity levels in fields of demand remain insufficient, and there is room for improvements in the monitoring and performance evaluation systems of the process of capacity development in recipient countries following the termination of training projects. Therefore, as a means to develop Korea`s capacity enhancement projects, it is necessary to take systematic and effective measures for the implementation of capacity-building programs that can analyze capacity levels of recipient countries and reduce the gap towards the anticipated levels, and focus on prioritizing areas that may attain the anticipated capacity goals. The prerequisite tasks and management measures to be pursued in the future include: (1) developing indicators to measure developing countries` capacity in each theme area, and methods of evaluation; (2) reinforcing the process of evaluating developing countries` capacity and managing their achievements; (3) strengthening capacity of institutions providing training; and (4) providing greater support to educational programs for sustainable development.

하수처리장의 에너지 효율성 개선 방안 연구

조을생 한국환경정책평가연구원 2011 기본연구보고서 Vol.2011 No.-

지속가능성을 고려한 가축분뇨관리 정책방안 연구

조을생,이소라,윤영만,신동원,황보은 한국환경정책평가연구원 2019 기본연구보고서 Vol.2019 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 □ 가축분뇨의 관리정책은 초기에는 가축분뇨를 폐수로 인식하여 수질오염 방지 중심의 정화처리 위주로 추진되었으나 해양배출 금지, 축산업 대규모화 등 국내외 환경 변화에 따라 가축분뇨가 자원화 개념으로 전환되면서 퇴·액비처리 위주로 추진됨. □ 그러나 경작지 감소 및 과다영양으로 인해 가축분뇨의 퇴·액비 중심의 자원화 처리에 대한 문제가 제기되고 있으며 이에 환경부는 농·축산업 분야 오염원 중점관리대책으로 2021년 양분관리제 도입을 계획하고 있음. □ 따라서 향후 양분관리제가 도입될 경우 지역의 양분 초과 정도에 따라 제한될 수 있는 퇴·액비 위주의 가축분뇨 자원화정책에서 환경규제 및 에너지전환 정책과 양립할 수 있는 가축분뇨 관리정책의 다양화가 필요한 시점임. □ 본 연구에서는 국내외 가축분뇨 관리정책을 고찰하고 가축분뇨 처리방법에 따른 환경·에너지, 경제성 분석을 실시하여 지속가능한 가축분뇨 관리방안을 제시하고자 함. Ⅱ. 국내 가축분뇨 발생 및 처리 현황 □ 2012년 이후 한미 FTA 발효, 소규모 농가 폐쇄 등으로 축산농가수는 지속적으로 감소하는 반면 사육두수는 증가하는 추세를 보이며 축산업이 규모화·기업화되고 있음 ㅇ 2017년 기준 축산농가수는 20만 2,000호로 2012년 대비 13.3% 감소하였으나 사육 두수는 2012년 224,208천 두에서 2017년 258,492천 두로 15.3% 증가함. - 지역별로는 경기도가 50,178천두로 전체 사육두수의 19.4%로 가장 높고, 전라북도 14.9%, 전라남도 14.8%, 경상북도 13.7%, 충청남도 13.3% 순으로 나타남. - 규모별로는 신고대상 축산농가의 사육두수가 68.4%(약 176,758천두)로 가장 큰 비중을 차지하였으며 허가대상 21.8%(약 56,238천두), 신고미만 9.9%(약 25,496 천두) 순으로 조사됨. □ 가축분뇨 발생량은 2017년 기준 17만 6천 톤이며, 돼지농가의 가축분뇨 발생량이 전체 발생량의 53.7%를 차지함. ㅇ 축종별로 돼지 가축분뇨가 9만 5천 톤으로 53.7%, 한육우가 4만 2천 톤으로 23.8%, 닭·오리와 젖소가 각각 10.7%(1만 9천 톤), 10.7%(1만 9천 톤)를 차지함. - 규모별로는 허가대상 농가가 가축분뇨 총 발생량의 58.5%로 가장 많았고, 신고대상 34.1%, 신고미만 7.4% 순으로 조사됨. □ 가축분뇨 처리방법은 2012~2017년 가축분뇨 발생량 기준으로 살펴보면 대부분이 퇴·액비 자원화처리되고 있으며, 정화 및 위탁 처리 비중은 30% 내외임. ㅇ 2017년 기준으로 살펴보면 퇴·액비처리 72.0%, 위탁처리(공공, 재활용, 처리업자 포함) 23.0%, 정화처리가 4.9%로 조사됨. Ⅲ. 국내 가축분뇨 관리 현황 □ 국내 가축분뇨 관리는 가축분뇨가 자원화 개념으로 전환되면서 2004년 ‘가축분뇨관리 이용대책’을 수립하고, 2006년 가축분뇨의 자원화 개념을 도입한 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」이 제정되면서 본격적인 자원화 중심의 정책이 추진되고 있음. ㅇ ‘가축분뇨관리 이용대책’, ‘가축분뇨 해양배출감축대책’ 등을 추진하여 퇴·액비 자원화 촉진 및 유통체계 개선 등을 통한 축산업과 경종농업의 연계성 강화를 통한 자연순환농업 정책 추진 ㅇ 가축분뇨 및 퇴·액비로 인한 오염이 지속되고 축산업은 대규모화됨에 따라 ‘가축분뇨 관리 선진화 종합대책’, ‘중장기 가축분뇨 자원화대책’ 등을 통해 가축분뇨 발생 사전 예방대책 강화와 가축분뇨 및 퇴·액비 관리 강화, 공공처리시설 확충 등을 추진함. □ 가축분뇨 관리체계는 축산업허가등록제, 가축사육 제한지역, 배출시설허가/신고제 등 가축분뇨 발생 전 관리체계와 가축분뇨 처리 및 모니터링 등의 가축분뇨 발생 후의 관리로 이루어져 있음. Ⅳ. 국외 가축분뇨 관리 동향 1. EU □ EU는 농업활동에서 발생하는 질산염으로부터 지표수 및 지하수 오염을 방지하기 위해 1991년 수립된 「질산염지침(Nitrates Directive)」과 환경오염시설에 대한 허가를 통해 오염을 방지하기 위한 「산업배출지침」에 따라 가축분뇨를 관리하고 있음. ㅇ 덴마크는 가축분뇨에 의한 수질오염문제 발생에 따라 1985년 주변 환경을 고려하여 사육두수를 조정하고, ‘Harmony Rules’, 「Consolidated Act on Livestock Farming Environmental Approvals」, ‘Nitrates Action Program’ 등을 수립하여 사육규모에 따른 최소한의 면적확보, 허가/승인, 양분규제 등의 정책을 추진하였음. ㅇ 네덜란드는 돼지 및 가금류, 젖소 사육두수 제한, 인 배출량 상한제도(Levy-Based Cap on Farm-Level Phosphate Production), 양분 과잉공급 방지를 위해 질소, 인 정보를 등록하는 양분회계시스템(MINAS), 가축분뇨 발생량이 많은 축산농가의 가축분뇨를 부족한 다른 지역에 분배하여 경종농가와 연결해 주는 분뇨은행제도 등을 추진하였음. ㅇ 벨기에 플랑드르 지역은 ‘Manure Decree’, ‘Manure Action Plan’ 등을 통해 질산염 및 가축분뇨 관리, 인 관련 비료 기준을 강화하고, 분뇨은행을 통해 양분배출권 거래 등을 시행하였음. ㅇ 독일은 ‘Fertilisation Ordinance(DüV: Düngeverordnung)’를 통해 EU의 「질산염지침」을 준수하며, 양분관리를 위해 면적이 10ha 이상인 농장은 의무적으로 양분수지 데이터(nutrient data)를 기록하도록 하고 있음. □ EU 회원국은 재생에너지 비중 확대를 목표로 시행중인 정책의 일환으로, 가축분뇨 등 재생가능한 자원을 이용하는 바이오가스 확대 지원정책을 추진하고 있음. ㅇ 덴마크는 가축분뇨의 약 10%를 에너지 생산에 활용하고 있으며 ‘2020년까지 가축분뇨 50%를 그린 에너지로 처리하는 것을 목표로 농업과 에너지 정책의 통합을 강화하였음. - 바이오가스를 기후변화 완화를 위한 재생에너지 및 운송연료 등으로 활용하는 것을 목표로 바이오가스 활용 용도에 따라 다양한 지원금과 각종 보조금을 통해 재정지원을 하고 있음. ㆍ초기에는 바이오가스를 전력으로만 공급하였으나, 2014년부터 시작된 바이오가스 고질화를 통한 천연가스 공급이 지속적으로 증가하여 2020년에는 바이오가스의 천연가스 전환비율이 가장 높을 것으로 예상하고 있음. ㅇ 벨기에는 바이오가스를 통해 전력을 생산하는 바이오가스시설에 녹색인증서(GC: Green Certificates)를 지급하고 있음. - 인증제도는 전력 및 열 생산자에게 지급하는 인증서와 전력 공급자의 인증서 의무 구입으로 구성되어 있음. ㆍ플랑드르 지역은 전력공급자에게는 GPC(Green Power Certificates)와 CHP 인증서 할당량이 부과되며, 재생가능한 자원을 활용하는 전력 생산자 및 열병합발전(CHP)을 통해 열을 생산하는 생산자에게는 1MWh당 각각 1개의 GPC와 CHP 인증서를 지급함. 따라서 열병합(CHP) 바이오가스 플랜트의 경우에는 GPC 및 CHP 인증서가 발급됨. ㅇ EU 회원국에서 바이오가스를 가장 많이 생산하는 국가인 독일은 재생에너지 생산확대방안으로 바이오가스 산업 활성화를 위해 바이오가스 운영 지원 중심의 다양한 인센티브 지원정책을 시행하였음. - 「재생에너지법(EEG)」에 따른 FIT 지원 및 다양한 보너스 제도 도입으로 인해 바이 오가스 플랜트 수는 지속적으로 증가하였음. ㆍ「재생에너지법(EEG)」의 도입 후 매년 150~300개의 바이오가스 플랜트가 신설되었고 이후 기본적인 FIT 이외에도 열병합, 바이오가스 고질화 등에 대한 추가 보너스가 도입된 2009년부터는 매년 1,000개 이상이 신설되었음. ㆍ2009년 가축분뇨(30% 이상)를 사용하여 바이오가스를 생산하는 경우 추가 보너스 제도가 도입되면서 바이오가스 플랜트에서 가축분뇨를 활용한 전력 생산도 증가하였음. 2. 미국 □ 미국 환경청(EPA)은 일정 규모 이상의 축산시설은 「수질환경법(CWA: Clean Water Act)」에 따라 국가오염유출삭감시스템(NPDES)의 허가를 받도록 하고 있음. ㅇ 가축밀집사육시설(CAFO)은 소유자 및 위치에 관한 정보, 사육시설 지역의 지형도, 사육규모와 축종, 사육시설에 관한 정보, 활용 가능한 토지면적, 영양물질 관리계획(NMP: nutrient management plan) 등을 제출하고 NPDES 허가를 받아야 함. □ 축산폐기물(livestock waste)에서 배출되는 메탄가스를 감축하기 위해 축산폐기물을 이용하여 바이오가스 생산을 지원하는 AgSTAR 프로그램을 시행하고 있음. ㅇ 2018년 기준 AgSTAR 프로그램을 통해 248개의 혐기성 소화 프로젝트가 운영 중(농무성 지원 프로젝트는 104개)임. - 전체 AgSTAR 프로젝트 중에서 바이오가스를 열병합(CHP)으로 사용하는 프로젝트는 약 50% 정도로 가장 많은 비중을 차지하며, 다음으로는 전력 생산이 약 30%를 차지함. ㅇ AgSTAR는 혐기성 소화시설 설치 및 운영에 관한 문제를 축산농가 차원에서 해결할 수 있도록 하는 옴부즈맨 제도를 시행하고 있음. - 버몬트주는 혐기성 소화시설 관련 프로젝트의 개발 및 기술 지원을 통한 운영 지원 과 관련 서비스를 농가에 무료로 지원하는 옴부즈맨 제도를 운영하고 있음. - 뉴욕주의 경우 혐기성 소화시설 관련 전문가로 팀을 구성하여 혐기성 소화시설설치 및 운영 관련 비용과 성과 예측 등의 경제성 검토, 활용 가능한 재정 지원안내, 관련 업체 연결 지원, 관련 기술 지원 등의 서비스를 제공함. 3. 일본 □ 일본은 축산농가와 경종농가의 조화를 통한 가축분뇨 퇴비화 및 에너지화 촉진과 축산 관련 환경문제 대응을 위한 정책을 추진하고 있음. ㅇ 축산농가에 가축분뇨 처리시설 설치와 가축분뇨 발생량 및 처리량 기록 등의 가축분뇨 관리기준 준수의무 부여하고 있으며, 퇴·액비 생산업자는 비료 생산에 관한 신고서 제출 또는 비료 생산업자로 등록하여야 함. ㅇ 2012년 7월부터 FIT를 도입하였으며, 바이오매스 FIT는 20년 동안 적용되며 바이오 가스의 경우 1kWh당 바이오가스 40.95엔임. 또한 바이오매스 활용 촉진을 위해 2030년까지 바이오매스 발전량을 전체 전력 공급량의 약 3.7~4.6%을 목표로 바이오매스 활용을 촉진하고 있음. Ⅴ. 전과정평가를 통한 환경성 분석 1. 전과정평가 분석대상 □ 평가대상 시설은 물질흐름분석 데이터 수집 또는 제공이 가능한 정화처리시설과 바이오가스화시설을 대상으로 정화처리시설은 단독과 연계 처리로 구분하고, 바이오가스화시설은 액비화와 정화연계 처리시설로 구분하여 선정하였음. 2. 전과정평가 결과 □ 평가대상 시설의 전과정평가 결과, 정화처리시설보다 바이오가스시설이 회피효과가 높은 것으로 분석되었음. ㅇ 바이오가스화시설은 생성되는 바이오가스를 에너지화하여 사용함으로써 자원고갈, 산성화, 지구온난화, 광화학산화물 영향 등에서 회피효과가 긍정적으로 나타났음. - 특히 지구온난화의 경우는 정화처리시설이 바이오가스시설보다 CO2 발생량이 9배 정도 높게 분석되었음. 3. 바이오가스 처리시설의 온실가스 저감 및 에너지 대체효과 분석 □ 평가대상 바이오가스 처리시설의 에너지 대체효과 분석 결과, 바이오가스(100%)로 전기를 생산한 경우 에너지 발열량 기준으로 18~24%를 활용하였으며, 스팀을 생산했을 경우 82%까지 활용가능한 것으로 분석됨. ㅇ 잉여소각량의 에너지 손실량은 0~20% 정도를 차지했으며, 전기 생산의 경우 에너지 전환 손실량이 61~76% 정도 발생하였음. ㅇ 투입 에너지 대비 생산에너지 효율을 비교해 보면, 바이오가스 생산 기준 3.85~8.48배의 효율을 보였으나, 최종생산 에너지 기준으로 전기는 0.71~2.05배, 스팀은 4.43배의 효율을 보임. □ 평가대상 바이오가스 처리시설의 온실가스 저감효과 분석 결과, 투입 에너지 대비 생산에너지의 온실가스 배출량은 바이오가스가 27~59% 회피되며, 전기가 71~202% 회피되는 것으로 분석됨. □ 따라서 바이오가스시설의 에너지 대체효과를 향상시키기 위해서는 에너지 수요에 따른 적정 설계 및 관리로 에너지 전환의 손실량 및 단순소각에 의한 에너지 손실량을 최소화하는 것이 중요한 것으로 평가됨. Ⅵ. 가축분뇨 처리시설 경제성 분석 1. 평가대상 가축분뇨 처리시설 유형 및 비용편익분석 항목 □ 가축분뇨 공공처리시설의 경제성 분석을 위하여 처리유형 및 처리유형별 시설규모의 증가에 따른 경제성의 변동영향을 분석하였음. ㅇ 개별 처리시설 및 공동자원화 처리시설의 공개된 자료수집 한계와 데이터 부족으로 인해 지자체에 의해 운영되고 있는 공공처리시설(105개)을 대상으로 경제성 분석을 수행하였음. ㅇ 가축분뇨 공공처리시설의 경제성 평가를 위한 비용편익분석에서 처리유형별로 적용한 비용편익분석 항목은 <표 4>와 같다. 2. 가축분뇨 공공처리시설 처리유형별 경제성 분석 결과 □ 2018년 가축분뇨 공공처리시설 운영 현황을 기준으로 가축분뇨 공공처리시설 유형별 분석 결과 바이오가스화(액비화) 시설이 총편익수지 및 B/C(100톤/일 이하)가 가장 높았음. ㅇ 총편익수지는 바이오가스(액비화) > 바이오가스(정화) > 퇴비화 > 액비화 > 정화처리(연계) > 정화처리(단독) 순으로 낮아지는 것으로 나타났음. ㅇ 바이오가스 처리유형의 총편익수지가 가장 높게(정화처리의 약 2배 이상) 나타난 것은 유입수의 BOD, T-P 농도부하가 다른 처리유형보다 높아 수질개선 간접편익이 크게 산출된 것에 기인함. ㅇ 정화처리(단독)는 시설규모 50m3/일에서 B/C 비율이 0.90로 경제성이 없는 것으로 평가되었으며, 퇴비화시설의 경우 150톤/일 이상의 규모에서 타 처리시설보다 경제성이 가장 높은 것으로 분석되었음. □ 수질개선 간접편익의 편차영향을 제거한 가축분뇨 처리유형별 민감도 분석을 한 결과 액비화 또는 바이오가스(액비화) 처리의 총편익수지가 가장 높았으며 액비화처리의 경우 가장 높은 B/C 비율을 보여 경제성이 높은 것으로 분석되었음. ㅇ 공공처리시설의 처리기술별 특성 영향이 총비용편익수지에 미치는 영향을 파악하기 위하여 모든 분석대상 처리유형의 BOD, T-P 유입농도부하를 동일하게 설정하여 민감도 분석을 실시함. - 총편익수지는 시설규모에 따라 다소 차이가 있으나 액비화 또는 바이오가스(액비화)처리가 가장 높고, 가축분뇨 정화처리(단독처리)가 가장 낮았음. - B/C는 시설규모 100m3/일 기준에서 타 기술에 비해 시설 설치비 및 유지비용이 가장 낮은 액비화 처리가 시설규모별로 가장 높은 비율을 보여 경제성이 큰 것으로 분석되었으며, 다음으로 퇴비화, 바이오가스화(액비처리), 정화처리(연계처리), 바이오가스화(정화처리)(유형Ⅳ), 정화처리(단독처리)(유형Ⅰ) 순으로 평가됨. - 그러나 가축분뇨 퇴·액비화의 경우 충분한 농경지 확보, 넓은 면적의 보관시설, 적절한 판매처 확보 등의 요건이 충족되어야 시설의 도입이 가능함. - 따라서 가축분뇨 처리시설은 유형별 경제성과 함께 지역의 농업환경 여건 등을 고려하여 추진하여야 함. Ⅶ. 지속가능한 가축분뇨 관리방안 1. 지속가능성을 고려한 지역맞춤형 가축분뇨처리 □ 가축분뇨 공공처리시설의 처리유형별 경제성 분석 및 LCA 평가 결과 경제성은 액비화가 가장 높은 반면, 환경성은 퇴비화와 온실가스 저감 및 에너지 대체효과가 높은 바이오가스 처리시설이 높고 액비화가 가장 낮음. □ 기존의 퇴·액비 자원화 위주의 처리정책에서 가축분뇨 처리유형별 경제성, 환경성, 에너지, 지역의 농업환경 여건 등을 지속가능성 측면에서 충분히 고려한 지역맞춤형 가축분뇨 처리정책 추진이 필요함. ㅇ 본 연구에서는 농업경제, 환경, 지역중심의 재생에너지 확대정책의 융합 차원에서 지속가능성을 고려할 때 바이오가스 처리시설을 우선적으로 적용하는 것을 제안함. - 다만, 지역의 농경지 및 양분초과량의 정도에 따라 바이오가스 처리에 의한 혐기성 소화폐액의 액비화 또는 정화처리를 선택 적용 2. 가축분뇨 바이오가스화 지원 확대 □ 가축분뇨 처리시설 유형별 LCA 평가 및 경제성 분석을 통해 환경성 및 경제성과 더불어 에너지 전환정책과도 양립할 수 있는 처리기술로 분석된 바이오가스화 지원 확대 필요 ㅇ 가축분뇨 바이오가스화 활용효율성 제고를 위한 다양한 인센티브제도 마련 - 가축분뇨 바이오가스화를 유도하기 위해 바이오가스를 활용한 전력 생산뿐만 아니라 비전력에너지(가스, 열, 수소) 사용을 촉진하기 위한 열병합발전, 바이오가스 고질화 등 용도에 따른 다양한 인센티브 및 관련 인프라 지원정책 필요. ㅇ 가축분뇨 바이오가스시설 설치·운영의 주민투자참여도에 따른 REC 우대가중치 부여 - 주민 기피·혐오 시설인 가축분뇨 등 유기성 폐기물의 바이오가스시설 설치·운영의 주민참여도에 따른 REC 우대가중치 필요. ㆍ태양광(설비용량 500kW 이상), 풍력발전소(설비용량 3,000kW 이상)를 설치할 경우 주민수용도 제고를 위해 일정 비율 이상인 주민투자참여비율에 따라 기존 REC에 최대 20%의 우대가중치를 적용하고 있음. ㅇ 가축분뇨 바이오가스 처리시설이 설치된 해당 지역주민의 에너지복지 지원 - 주민참여투자 여부와 상관없이 혐오시설인 가축분뇨 바이오가스시설 부지에 대한 해당지역 주민의 수용성 및 형평성 제고, 지역 에너지 자립도 및 온실가스 감축기여도 등을 고려한 에너지복지 지원체계 마련 필요. ㆍ현행 농업·농촌 자발적 온실가스 감축사업, REC 지원 등은 바이오가스 운영자(주민투자형 사업 포함)에게 제공되는 것이며 에너지 관련 복지정책은 주로 극빈층을 대상으로 에너지바우처 지급, 요금할인 등을 통해 기초에너지 이용권을 보장하고 있음. ㅇ 가축분뇨 바이오가스 기술 지원 및 정보협력 네트워크 활성화 - 바이오가스 처리는 전문적 지식과 축적된 운전 경험의 노하우가 필요한 기술로 지속적·안정적인 바이오가스 생산을 위한 운영기술 지원 및 실무진 간의 정보교류를 활성화할 수 있는 행정적·재정적 지원방안 마련 필요 ㆍ미국의 경우 옴부즈맨 제도를 통해 관련 기술 지원서비스를 무료로 제공하고 있음. ㅇ 가축분뇨 바이오가스 공공처리사업 지원 자격요건 지침 개선 - 공동자원화(바이오가스화) 시설과 마찬가지로 가축분뇨 바이오가스 공공처리시설도 국가 온실가스 감축에 적극적인 기여를 위해서 바이오가스 공공처리사업 지원자격요건 지침에 농업·농촌 자발적 온실가스 감축사업이나 국외 청정개발체제 (CDM) 참여를 의무화할 필요가 있음. 3. 가축분뇨 정화처리 관리 강화 □ 2021년 예정인 지역단위 양분관리제가 도입될 경우 양분과잉지역의 가축분뇨는 퇴·액비화 처리가 제한됨에 따라 정화처리 비중이 증가하게 될 것으로 단계적으로 정화처리 관리 강화 필요 ㅇ 우선적으로 가축분뇨 공공처리시설만이라도 공공 하·폐수처리시설과 마찬가지로 I~IV 지역으로 구분하고, 수질기준이 엄격하게 적용되는 I 및 II 지역에 분포하는 가축분뇨 공공정화(단독) 처리시설의 경우 수질자동측정기기 부착 의무화 및 TN, TP의 방류수 수질기준 강화 - 가축분뇨의 폐수발생량은 낮으나 유입 오염부하량은 공공하수처리시설(700톤/일 이상~5,000톤/일) BOD의 최대 1,400배 이상, TN이 최대 1,000배 이상, TP는 최대 6,850배가 넘는 것으로 분석되었음. - 가축분뇨 공공처리시설은 공공하·폐수처리시설과 달리 지역구분 없이 1999년 「오수·분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률」에 따라 제정된 방류수 수질기준을 20년간 적용하고 있음. ㆍ특히 TN과 TP의 경우 공공 하·폐수처리시설의 방류수 수질기준이 각각 20mg/L, 2~0.2mg/L인 데 비해 가축분뇨 공공처리 방류수 수질기준은 각각 60mg/L, 8mg/L으로 차이가 큼. - 상수원보호구역 등 엄격한 수질기준이 적용되는 I지역에 익산의 700톤/일 규모의 처리시설을 포함한 가축분뇨 공공정화(단독) 처리시설 5개소, TP의 수치가 목표기준을 초과하였거나 초과할 우려가 현저한 지역으로 고시된 II지역에 단독 정화처리 시설 39개소가 조사됨. 4. 가축분뇨 양분은행제도 □ 지역단위 양분관리제가 도입되면 양분과잉지역의 퇴·액비를 양분수용이 가능한 지역으로 이동시켜 양분균형 유지를 통한 지속가능한 농업시스템 구축 필요 □ 본 연구에서는 국내에서 시행되고 있는 유통협의체제도에 네덜란드와 벨기에의 분뇨 은행제도를 접목한 가축분뇨 양분은행제도를 제안함. ㅇ (전문유통주체) 가축분뇨 퇴·액비의 유통업무 ㅇ (AgriX, 전자인계관리시스템) 가축분뇨 발생량, 퇴·액비 살포 등 관련 정보 등록 ㅇ (양분은행) 등록된 가축분뇨 관련 정보를 통합관리, 지역별 퇴·액비 생산·활용 현황정보를 지자체, 축산 및 경종농가에 공개, 전국단위의 양분거래 중개역할 ㅇ (양분관리위원회) 통합된 정보를 토대로 지역별 양분수지 산정 및 축종, 농장단위의 초과발생량에 대한 축산농가의 부담률 결정 Ⅷ. 결론 및 제언 □ 2017년 기준 가축분뇨 발생량의 약 72%가 개별 퇴·액비처리가 되고 있으며, 위탁을 통한 퇴·액비처리를 포함하면 85% 이상이 퇴·액비화되는 것으로 추정되어 2021년 도입 예정인 양분관리제 시행에 따라 가축분뇨 처리방안의 다양화 필요 □ 본 연구에서는 처리유형별 LCA 및 경제성 평가 결과를 토대로 경제성, 환경성, 에너지, 지역의 농업환경 여건 등의 지속가능성을 고려한 지역맞춤형 가축분뇨 처리유형 우선순위를 제안하였음. □ 또한 환경성 및 경제성과 더불어 에너지 융합정책과도 양립할 수 있는 가축분뇨 바이오가스화 운영 중심의 재정적 지원방안을 제시하였으며, 가축분뇨 정화처리시설의 단계적 관리 강화방안 및 지역 양분균형 유지를 위한 양분은행제도를 제안하였음. □ 본 연구에서는 제한적인 연구기간에 물질흐름분석 관련 신뢰성 있는 현장 데이터 수집 등 한계로 LCA 평가대상 시설수가 제한적이었으며, 경제성 분석의 경우 가축분뇨 개별처리시설이나 공동자원처리시설에 대한 공개된 자료 부족으로 주로 돼지분뇨(전체 가축분뇨 발생량의 53.7%)를 처리하는 가축분뇨 공공처리시설 위주로 수행하여 민간이 운영하는 개별 또는 공동자원화처리시설에 대한 분석에는 한계가 있음. □ 향후 개별 및 공동자원화 처리되는 퇴·액비화에 대한 연구가 추가로 진행될 경우, 보다 정확한 분석을 통한 효율적이고 체계적인 가축분뇨 관리방안이 제안될 수 있을 것임. Ⅰ. Background and Aims of Research □ Most of livestock manure produced in Korea is applied to farmland as compost and liquid fertilizer in accordance with livestock manure recycling policy. □ However, due to the reduction of arable land and over-application of manure to the soil resulting in nutrient surpluses, the issue of resource-based treatment of livestock manure has been raised. □ The purpose of this study is to examine domestic and international livestock manure management policies and to suggest sustainable livestock manure management measures by conducting analysis on environment, energy and economic efficiency of each livestock manure treatment method. Ⅱ. Research Materials and Methods □ This study analyzed livestock manure production, treatment, utilization, etc. using livestock manure-related statistics and reviewed the status of management and operation in Korea and abroad. □ Also, life cycle assessment(LCA) and economic analysis were carried out for each livestock manure treatment method. Ⅲ. Results and Conclusions □ According to the economic analysis and LCA results by treatment type of livestock manure, the economic efficiency is the highest in liquid fertilizer, while the environmental efficiency is the highest in composting and biogas treatment with energy replacement effects and greenhouse gas reduction. Liquid fertilizer shows the lowest environmental efficiency. □ It is necessary to implement a localized livestock manure management policy taking into account the economic, environmental, energy and agricultural conditions of each region in terms of sustainability. ㅇ This study proposes to apply biogas treatment first in consideration of sustainability in the convergence of agricultural economy, environment, and region-oriented renewable energy expansion policy. - However, depending on the area of agricultural land and the degree of nutrient excess in the area, liquefaction of anaerobic digestion liquid or purification of manure can be applied. □ This study also suggested several measures for promoting the operation of biogas treatment, strengthening management of livestock manure purification and implementing nutrient management system in Korea.

하·폐수 방류수 수질 준수 평가방법의 합리화 방안 연구

조을생,홍한움,임동순,황보은,전동진,최원진 한국환경정책평가연구원 2020 기본연구보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적 □ 전국 하·폐수 방류량의 96% 이상을 수질TMS로 실시간 측정·전송되는 항목의 수질기준 초과 판단기준이 수질조작의 주요 원인 및 과도한 규제 적용이라는 문제가 지속적으로 제기되어 이에 대한 적정성 검토의 필요성이 요구됨 □ 또한 하·폐수 처리수의 수질측정값이 수질TMS에 의해 실시간 생성되고 있음에도 불구하고 수질오염총량관리제에 활용되고 있지 않으며, 배출기준 초과 판단기준이 상이하여 처리시설 운영자의 혼란 야기 및 수질오염관리 정책의 일관성 부족에 대한 문제가 제기되고 있음 □ 따라서 본 연구에서는 수질TMS의 현행 수질기준 초과 판단기준에 대한 적정성 검토 및 개선안과 수질오염총량관리제와의 연계방안을 제시하고자 함 Ⅱ. 하·폐수 관리 현황 1. 하·폐수처리시설 현황 □ 공공하수처리시설은 2018년 기준 총 4,111개의 공공하수처리시설이 운영되고 있으며 시설용량 기준 500m³/일 이상 시설이 전체 유입하수 99%를 처리하고 있음 □ 공공폐수처리시설은 2018년 기준 총 208개의 공공폐수처리시설이 가동 중에 있으며 2,000m³/일 이상 시설이 42.8%로 유입폐수량 기준 97.2%, 유입 BOD 부하량 기준 95.1%를 처리함 □ 폐수배출시설은 2017년 기준 총 57,787개이며 배출규모 기준으로는 5종 시설이 91.2%로 가장 많고, 폐수방류량과 BOD 방류 부하량 기준으로는 1종 시설이 각각 67%, 57%로 가장 많음 2. 하·폐수 수질관리제도 □ 하·폐수 방류수 수질오염관리는 「하수도법」 및 「물환경보전법」에 근거하여 처리시설 인허가 또는 신고제도 등 사전관리와 방류수 수질기준/배출허용기준, 지도점검, 배출 부과금제도 등 사후관리제도에 의해 이루어지고 있음 □ 공공하·폐수처리시설의 방류수 수질기준 및 사업장 배출허용기준은 지역구분, 처리용량 등을 구분하여 수질오염물질 항목별로 차등적으로 규정하여 관리하고 있음 ㅇ 공공하수처리장 500m³/일 이상은 4개의 지역구분을 적용하여 유기물질 및 총인 차등화하고 있으며 수질검사도 처리용량에 따라 차등 적용 ㅇ 공공폐수처리시설은 처리용량 구분 없이 4개 지역구분에 따라 차등적으로 적용하며 수질검사는 처리용량에 따라 차등 적용하고 있음 ㅇ 폐수처리시설은 유기물질 및 부유물질의 경우 처리용량에 따라 지역별로 차등 규제하며, 페놀류 등 수질오염물질 총 54개 항목은 처리용량 구분 없이 지역별로 차등 적용하고 있음 □ 국내 하·폐수 처리수의 96% 이상이 수질TMS에 의해 실시간 측정·모니터링되고 있으며 실시간으로 측정된 자료는 공공하·폐수처리시설과 폐수배출사업장의 방류 수질기준 준수 여부 확인 및 배출부과금 산정 등의 행정자료로 활용되고 있음 ㅇ 수질TMS에 의해 공공하수처리시설은 처리량 기준으로 99.7%, 공공폐수처리시설 93.1%, 폐수배출사업장은 65.5%가 실시간 모니터링되고 있음 ㅇ 수질TMS 부착 대상은 700m³/일 이상 공공하·폐수처리시설, 200m³/일 이상(3종) 폐수배출시설로 BOD, COD, TN, TP, SS, pH 항목이 실시간 모니터링되며, ’20년 이후 하·폐수 방류수 수질기준 COD 항목이 TOC로 변경됨에 따라 수질TMS 부착 사업장은 ’23년까지 TOC 수질자동측정기기 설치 및 운영 유예기간이 부여됨 □ 하·폐수 배출량이 증가함에 따라 기존의 배출허용기준과 같은 배출농도 규제만으로는 수질기준 달성이 어려워 수계구간별 수질오염물질의 허용부하량 이내로 규제 관리하는 오염총량관리제가 도입되어 ’04년부터 의무 또는 임의제로 시행되어 왔음 ㅇ 오염총량관리제 대상 오염물질은 BOD와 TP이며 할당 대상은 지방자치단체장이 지정하는 200m³/일 이상 오·폐수 배출 또는 방류시설과 목표수질 달성을 위해 오염 총량관리시행계획에서 정하는 시설임 □ 하·폐수처리시설은 지방환경관서의 장에 의한 지도·점검을 통해 운영관리상태, 처리수 수질기준 등이 관리되고 있으며 수질TMS 부착 여부, 처리용량 규모, 관리등급 등에 따라 차등적으로 지도 및 점검 횟수가 부여됨 □ 수질기준을 준수하지 않거나 할당오염부하량을 준수하지 않는 하·폐수처리시설은 개선명령, 조업정지 등 행정처분을 받게 되며 공공폐수처리시설 및 폐수배출시설, 1~4종 사업장 폐수를 유입·처리하는 공공하수처리시설의 경우 오염배출행위에 대한 배출 부과금이 부과되고 있음 Ⅲ. 국내 하·폐수 수질기준 준수 평가 방식 1. 수질오염물질 배출허용기준 설정 방식 □ 수질규제 기준인 배출허용기준과 방류수 수질기준은 환경기준과 하천의 자정능력을 고려하여 설정함 ㅇ 배출허용기준 설정은 수질근거 배출허용기준(안)과 기술근거 배출허용기준(안)을 비교 검토하고 기술적, 경제적 타당성 등을 고려하여 설정 ㅇ 수질근거 배출허용기준은 수질준거치에 국내 하천 유량을 고려한 하천희석률(최소 10배)을 적용하여 산정하며, 기술근거 배출허용기준은 조사 대상 각 폐수배출시설의 배출수 평균농도와 조사기간 동안 농도 변동률을 감안하여 설정함 2. 수질기준 준수 판단기준 □ 공공하·폐수처리시설의 방류수 수질기준이나 폐수배출시설의 배출허용기준 초과 여부는 수질TMS 자동측정기기로 측정·전송하는 수질항목과 수질TMS 자동측정기기로 측정하지 않는 경우로 구분하여 판단함 ㅇ 수질TMS 자동측정기기로 측정·전송하는 수질항목은 방류수 수질 3시간 이동평균값이 연속 3회 이상 또는 1주에 10회 이상 기준을 초과하는 경우 위반횟수 1회로 적용되어 개선명령 등 행정처분이 수반됨 ㅇ 자동측정기기로 측정·전송하지 않는 항목은 정기 및 수시 지도·점검 시 수질오염공정 시험기준에 따라 측정한 측정값이 배출기준 1회 이상 초과이면 위반으로 판정됨 Ⅳ. 해외 하·폐수 수질기준 설정 및 준수 평가 방식 □ 미국이나 유럽 등의 배출허용기준은 통계학적 방법을 적용하여 측정값 분포를 기반으로 백분위수, 평균값, 최댓값 등을 설정하며, 수질오염물질이 수계에 미치는 영향이 장기적인지 단기적인지를 고려하여 기간(예: 일평균, 연평균 등)에 대한 기준을 설정함 ㅇ 독성이 낮고 정기적 시료채취를 하는 수질오염물질은 주평균, 월평균 등을 적용하고 총질소와 총인의 경우에는 연평균을 적용하기도 함 □ 시료채취는 수질항목 특성, 유입유량 등에 따라 시료채취 방법, 기간, 횟수 등이 차등 적용되고 있음 ㅇ 미국은 수질항목 특성에 따라 시료채취 방법이나 시료채취 횟수를 적용하며 연속 모니터링은 오염물질 변동성의 중요성 및 비용을 고려하여 특정 오염물질에만 제한적으로 적용함 ㅇ 영국은 P.E 규모에 따라 차등 적용하며 사전에 환경청에 제출한 연간 시료채취 프로그램 일정에 따라 동일한 간격으로 각기 다른 요일에 시료채취가 이루어지며 매월 28일 이전에 결과를 환경청에 제출함 ㅇ 독일은 혼합시료(일정 시간 동안 연속 또는 불연속으로 채취)와 임의시료(최대 2시간 동안 2분 이상 간격으로 채취한 5개 이상의 시료 혼합) 방법을 적용함 ㅇ 일본의 모니터링 시료채취는 건강보호 항목의 경우 최소 월 1일, 총 4회 시행하도록하고 있으며 지자체 현장조사에서는 1일 기준 3회 이상 함 □ 배출허용기준 준수 여부 판단기준은 미국이나 유럽의 경우 시료채수 기간, 횟수, 시설규모 등에 따라 배출기준 초과 판단기준을 적용하며, 일본의 경우 현장조사를 통해 판단함 ㅇ 미국은 수질항목별 주어진 기간에 채수한 시료의 산술평균값의 기준값 초과 여부를 판단하며 6개월 동안의 DMR 측정값이 2개월 이상 월평균 배출허용기준에 오염물질 기술검토기준(TRC)을 곱한 수치보다 크거나 같은 경우 또는 월평균 배출허용기준을 위반했다고 판단함 ㅇ 영국: 배출시설 규모에 따라 채취 시료의 최소제거율 미준수 허용 가능 횟수를 부과하고 최소제거율과 농도기준 미준수 횟수가 이보다 큰 경우 최대 허용농도기준을 적용하여 위반 여부를 판단함 ㅇ 일본: 자체 현장조사를 통해 배출허용기준 준수 여부를 판단함 Ⅴ. 수질TMS 대상시설 수질기준 준수 평가 개선방안 1. 현행 배출기준 준수 평가 방식의 문제점 □ 국내 배출허용기준은 해외사례와 달리 최댓값이나 평균(일, 주간 등) 농도값 적용 등에 대한 명확한 규정이 없으며 배출허용기준 준수 여부 판단에 사용되는 시료의 측정 대상 하·폐수 방류수 수질의 대표성에 대한 확인 절차가 없음 ㅇ 수질오염공정시험기준에 따라 단일시료(6시간 이내 30분 간격으로 2회 이상 채취하여 혼합한 시료)의 측정값이 1회라도 초과하면 배출허용기준을 초과한 것으로 판단하여 현행 국내 배출허용기준은 최대배출허용기준으로 볼 수 있음 ㅇ 그러나 채취한 단일시료가 해당 하·폐수 처리수의 수질을 대표하는 시료여야 하나 이에 대한 확인 절차가 없음 □ 일일 초과 배출부과금과 오염총량과징금 산정 시, 수질TMS로 측정·전송되는 항목과 지도점검에 의해 수분석되는 항목의 산정방식에 일관성 부족 ㅇ 수질TMS로 측정·전송되는 항목은 매 시간당 3시간 이동평균 초과 배출농도를 산정하며 유량은 시간당 3시간 이동평균 유량값을 적용함 ㅇ 수분석의 경우는 단일시료의 배출농도 측정값에 의해 배출 초과 농도가 산정되는 반면, 일일유량은 적산유량계 혹은 30일간의 평균 유량을 적용하여 초과 배출부하량 또는 오염총량 초과 부하량을 산정함 - 일일 초과 배출량 산정 시 혼합 단일시료의 배출농도를 적용하는 것은 단일시료의 측정값을 해당 채취일 내내 동일한 농도로 배출된다는 가정을 두고 있거나 일일 평균값으로 간주한다고 볼 수 있음 □ 따라서 일일기준 초과 관점에서 수질TMS로 측정·전송하는 경우 매 시간당 3시간 이동평균값을 배출농도로 적용하여 배출기준 초과 및 부과금을 산정하는 것보다 시간 별로 생성되는 24개 측정값의 평균값(일평균)이나 혹은 매 시간당 24시간 이동평균 농도값을 적용하는 것이 보다 일관적임 2. 수질TMS 부착 하·폐수처리시설의 배출기준 준수 평가 방식 개선(안) □ 배출기준 준수 평가기준은 현행 3시간 이동평균에서 24시간 이동평균을 적용할 경우 높은 농도의 처리수 배출에 대한 보다 엄격한 수질관리가 이루어질 수 있음 ㅇ 현행 3시간 이동평균에서 24시간 이동평균이나 일평균으로 변경했을 때 COD, SS, TN, TP 측정값들의 약 1% 내외 범위에서 배출허용기준 준수 여부에 영향을 받는 것으로 나타남 - 수질에 미치는 영향을 고려할 경우 COD, SS, TN, TP는 독성물질과 같이 순간 돌출농도에 의해 수계의 수질에 영향을 미치는 오염항목이 아닌 것으로 분류됨 - 3시간 이동평균 적용에 비해 단발성 높은 농도로 인해 배출기준 초과로 판단되는 경우는 감소하나 24시간 이내에 처리수 농도가 배출기준을 준수할 수 없을 정도의 높은 농도가 배출될 경우에는 24시간 이동평균을 적용하는 것이 수질관리에 더 효과적일 것임 ㆍ24시간 이내에 처리수 농도가 배출기준을 준수할 수 없을 정도의 높은 농도가 배출될 경우 3시간 이동평균 적용 시 3회 연속초과 이후 더 이상 배출기준 초과로 고려되지 않으나 24시간 이동평균 적용 시에는 24번 연속초과로 간주됨 □ 배출기준 초과의 행정처분 기준으로는 생물학적 처리의 정상 운영을 위해서는 최소 대응시간을 고려하여 현행 3회 연속초과에서 6회 또는 8회 연속초과 기준을 제시함 ㅇ 현행 기준에 따라 3시간 이동평균값이 배출기준을 초과할 경우 연속 3회 이상 초과하지 않기 위해서 운영자가 대응할 수 있는 시간은 TMS 측정주기와 시료 투입 시점을 고려해 볼 때 약 1시간에 불과함 - 국내 하·폐수처리장의 대부분은 생물학적 처리시설로 운영 정상화를 위해서는 수리학적 체류시간(평균 약 6~12시간) 정도의 대응시간이 필요함 - 1시간 이내에 정상화가 어려운 사업장은 행정처분을 피하기 위해 사전에 TMS 측정기기 조작 우려의 가능성이 높기 때문에 정상적인 수질관리에 악영향을 미칠 수 있음 □ 배출기준 준수 평가기준 개선(안)에 따른 경제적 파급효과분석 결과 3시간 이동평균값에서 24시간 이동평균값을 적용함에 따라 감소된 기본배출부과금 및 초과배출부과금으로 인해 산출량, 부가가치, 취업, 고용 경제지표 개선 ㅇ 3시간 이동평균값에서 24시간 이동평균값을 적용함에 따라 감소된 기본배출부과금으로 인한 산출량, 부가가치, 취업, 고용 경제지표 개선율이 각각 4.1%, 4.0%, 3.9%, 3.7%로 나타남 ㅇ 연속초과 횟수를 반영하는 초과배출부과금의 경우 현행 기준인 3시간 이동평균, 3회 연속초과에서 24시간 이동평균 3회 연속초과로 개선될 경우 경제지표 개선율은 산출량, 부가가치, 취업, 고용 모든 부문에서 77% 이상으로 분석됨 - 24시간 이동평균 6회 연속초과 적용 시 80% 이상의 경제지표 개선율을 보였으며 24시간 이동평균, 8회 연속초과와의 차이는 미미한 것으로 나타남 3. 수질오염총량관리제 적용방안 □ 수질TMS 측정기기 신뢰도, 수질TMS 측정값과 오염총량관리제 수분석값과의 비교·분석을 검토한 결과 상대정확도 기준이 강화되고 수질TMS 조작 방지를 위한 시행규칙 개정이 추진되며, 수질TMS와 지도·점검 수분석 자료가 전반적으로 유사함 ㅇ 수분석과 수질TMS 측정값의 오차 분석결과 백분위수 50%까지는 수질TMS 측정값이 지도·점검 시 측정한 값보다 낮은 것으로 나타났으며, 백분위수 90%까지는 지도·점검 측정값과의 오차가 0.05 이내임 ㅇ 시간당 처리수 수질농도의 변동이 클수록, 지도·점검 당일을 대표하는 2회 정도 채취한 시료의 수분석 측정값은 24개의 수질TMS 측정값의 일평균과 차이가 크게 나타날 수 있음 □ 따라서 현장 시료의 일회성 수분석보다는 시료성상의 변화를 반영하는 실시간 수질 TMS 측정값을 적용하여 처리시설 운영자의 혼란 방지 및 규제 기준의 일관성 제고 필요함 ㅇ 적용방안 1: 수질TMS 부착 처리시설의 할당된 오염총량수질기준 초과 여부 판단기준과 배출기준 초과 판단기준을 동일하게 적용 ㅇ 적용방안 2: 오염총량관리 수질항목 중 BOD는 제외(수질TMS로 BOD를 측정하는 시설이 3개소임)하고 TP 항목에 한하여 활용 ㅇ 적용방안 3: 배출부과금과 오염총량초과과징금 산정 시의 수질 TMS 측정자료로 정상자료와 행정처분 적합으로 판정된 대체자료 활용 ㅇ 적용방안 4: 상이한 최종 방류 유량 측정지점을 일치시키고 TMS 실시간 유량 데이터를 적용한 이동평균 유량값 적용 Ⅵ. 결론 및 제언 □ 수질TMS 부착 대상 하·폐수시설의 현행 배출기준 초과 여부 판단기준에 대한 적정성을 검토하기 위해 배출허용기준 설정 방식, 배출부과금/과징금 산정 기준 등을 살펴보았으며 배출기준 시나리오에 따른 수질관리 측면과 산업별 경제적 파급효과 측면을 분석하여 수질TMS 배출기준 준수 평가기준 개선(안)을 제시하였음 ㅇ 24시간 이동평균값이 3회 연속초과 시 위반횟수 1회 기준(안)을 적용할 경우 일일 시료의 성상, 유량, 유속 등의 시간에 따른 변화를 고려한 시료의 대표성이 크고, 24시간 이내에도 배출기준을 준수할 수 없을 정도의 높은 농도의 처리수가 배출되는 경우보다 엄격하게 관리될 수 있으며 경제적 파급효과도 큰 것으로 분석됨 ㅇ 그러나 이 경우 배출기준 초과 시 운영 정상화를 위한 대응시간은 여전히 1시간에 불과하여 현장의 현실성을 반영할 경우 위반횟수 6회 초과나 8회 초과로 규제 완화도 고려할 필요가 있음 □ 수질TMS 측정값의 수질오염총량관리제 적용을 위해 수질TMS 측정기기 신뢰도, 수질TMS 측정값과 오염총량관리제 수분석값의 비교·분석을 통해 i) 수질기준 초과 여부 판단기준, ii) 적용항목, iii) 행정처분 자료, iv) 유량의 관점에서 수질TMS 측정값을 오염총량관리제에 적용하는 방안을 제안하였음 □ 수질TMS 부착 대상 시설이 아닌 하·폐수처리시설의 순간 채수의 수분석에 의한 배출기준 준수 평가기준의 적정성에 대한 향후 추가적인 연구 및 기술근거에 의한 현행 수질배출기준에 대한 재검토가 필요함 ㅇ 현행 수분석의 경우 순간 채수 시료의 일일 하·폐수 특성의 대표성이 낮고 시료 채수 후 결과 통보 기간까지 동일한 처리수 농도로 간주하는 불합리성 등에 대한 개선 필요 ㅇ ’19년 수질TMS 부착 대상 하·폐수처리시설의 처리수 배출농도를 항목별로 분석한 결과 백분위 99%까지의 측정값이 현행 배출기준의 24.5%~90.2%로 나타나 항목별 기술근거에 의한 현 수질배출기준 재검토가 필요한 시점임 Ⅰ. Background and Aims of Research □ The issue that the criteria for determining whether the pollutant level exceeds the water quality standard, which is measured by the Water-TMS (Tele-Monitoring System) in real time are one of the main causes of water data manipulation and the excessive regulations has been raised. □ Although water quality measurement values of treated sewage and wastewater in Korea are generated in real time by the Water-TMS, they are not used in the total water pollution management system, and the criteria for determining whether the discharge standards have been exceeded are different, causing confusion for treatment facility operators and the lack of consistency in water pollutant management policy. □ Therefore, this study aims to review the adequacy of the current criteria for determining whether water pollutants monitored by the Water-TMS in real time meet the water quality standards, and to suggest measures for the improvement of the current criteria and a linkage with the TPLMS (Total Water Pollution Load Management system). Ⅱ. Research Materials and Methods □ This study analyzed the current status of sewage and wastewater treatment facilities, treatment facilities subject to the Water-TMS installation using wastewater related statistics and reviewed the status of policy implementation and legal system in Korea and abroad. □ The distribution of treated wastewater effluent measured in the year 2019 was analyzed for all sewage and wastewater treatment facilities with the Water-TMS based on six scenarios of the criteria for wastewater effluent standard compliance evaluation. □ The national economic impact on the changes in the amount of effluent charges according to six scenarios of the criteria for wastewater effluent standard compliance evaluation was analyzed by Input-Output analysis. □ Lastly, in order to examine how to use the Water-TMS measurement data in the TPLMS, the reliability of the water quality TMS measurement device was reviewed and the manual analysis value of the TPLMS were compared with the water-TMS measurement data. Ⅲ. Results and Conclusions □ compared to the current 3-hour moving average as the criteria for wastewater effluent standard compliance evaluation, the 24-hour moving average shows that more stringent water quality management can be achieved for the high concentration of wastewater effluent. ㅇ When the concentration of the treated effluent becomes higher to the point of exceeding the water quality standard within 24 hours, if 3-hour moving average is used, it will be no longer considered as exceeding the standard after exceeding for three consecutive times; however, if 24-hour moving average is used, it will be considered as exceeding for 24 consecutive times. □ We suggest that exceeding the effluent standard for six or eight consecutive times be the criterion for taking administrative measures. ㅇ According to the current criterion, when the 3 hour-moving average exceeds the wastewater effluent standard, the time that the operator can respond is only about one hour, considering the water-TMS measurement cycle and the time of sample input. ㅇ However, most of domestic sewage and wastewater treatment plants are biological treatment facilities, and at least a hydraulic residence time (on average about 6-12 hours) is required to return from malfunctioning to normal operation. □ According to the analysis of the economic ripple effect, applying the 24-hour moving average as the criteria for wastewater effluent standard compliance evaluation shows the improvement of the economic indicators in terms of the output, added value, employment, and employment due to the reduced basic effluent charge and excess effluent charge compared to the current 3-hour moving average. □ It is necessary to prevent confusion among treatment facility operators and improve the consistency of regulatory standards by applying real-time Water-TMS measurements that reflect changes in sample properties to the TPLMS. ㅇ The reliability of Water-TMS has been improved, as in the reinforcement of regulatory standards related to QA/QC, and revision of the enforcement regulations to prevent water quality TMS manipulation is being promoted. ㅇ As a result of the analysis of errors between water quality TMS measurements and manual analysis value for the TPLMS, up to the 50th percentile, the measured Water-TMS values are lower than those manually measured during inspection, and up to the 90th percentile, the error is within 0.05.

탄소중립 시대에 대응하는 미래 공공하수처리시설 역할 재정립 방향 연구

조을생,정아영,임병란,박홍근 한국환경연구원 2021 수시연구보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 서 론 □ 국제사회는 기후위기에 대응하기 위해 탄소중립 필요성을 강조하고 있으며, UN 세계물개발 보고서에서는 물관리를 통한 기후변화 대응이 2030 지속가능발전 의제 및 파리 기후협정 이행을 위한 필수요소라고 언급함 □ 에너지다소비시설인 하수처리시설 또한 기존의 수질관리 중심에서 벗어나 물, 에너지, 폐기물의 선순환 구조를 구축하기 위한 미래 기능 및 역할을 새롭게 정의할 필요성이 강조됨 □ 따라서 기후위기 대응을 위한 탄소중립을 지향하는 대전환 시대를 맞아, 국내 연간 발생량이 약 70억 톤 이상인 하수의 가치에 대한 새로운 인식이 필요함 □ 본 연구는 탄소중립에 대응하고 물환경 변화에 부응하기 위해 기존 하수처리시설의 역할과 기능에 대한 재정립 방향 및 하수처리시설 운영·관리의 패러다임 전환에 맞는 법적·제도적 개선방안을 제시하고자 함 Ⅱ. 하수관리 정책 현황 및 여건 분석 □ 공공하수처리시설은 2019년 기준 4,216개소이며, 이 중 시설용량 500m3/일 이상인 시설이 681개소로 전체 시설 수의 16.2%를 차지하나, 유입하수량 기준으로는 99.0%를 차지함 □ 공공하수처리시설은 태양광, 소화가스, 소수력 등을 통해 자체 재생에너지를 생산하고 있으며, 2019년 기준 하수처리용량 500m3/일 이상 공공하수처리시설의 에너지자립률은 13.2%임 ○ 시설용량별 에너지원별 에너지생산량 비중을 살펴보면 500~1만㎥/일 미만 시설에서는 태양광 발전 생산량이 100%를 차지하며, 1만m3/일 이상 시설의 주요 재생에너지는 소화가스의 바이오에너지로 83.1%를 차지함 ○ 시설용량별 혐기성 소화조 가스 발생량은 시설용량 50만㎥/일 이상에서 가장 큰 비중을 차지하며, 가스의 자체 활용이 49.5%로 가장 높고, 사용 용도는 가온이 가장 많았음 □ 2019년 기준 국내 공공하수처리시설의 메탄 온실가스 발생량은 연간 403천 톤 CO₂eq1)이며, 전력 사용으로 인한 간접 온실가스 배출량은 1,460천 톤CO₂eq2)임. 반면, 공공하수처리시설의 자체 재생에너지 생산량에 의한 온실가스 감축량은 265천톤CO₂eq로 산정됨 ○ 국내 공공하수처리장의 경우 ‘1996 IPCC 가이드라인’에 따라 메탄(CH₄) 온실가스 배출량을 산정하고 있으며, 아산화질소(N₂O) 온실가스는 2023년부터 ‘2006 IPCC 가이드라인’ 기준을 적용할 예정으로 온실가스 인벤토리 작성 준비 작업을 진행함 ○ 하수처리 공정 중 질소화합물을 질산화, 탈질화하는 생물반응조에서 발생하는 아산화질소는 다양한 공정 중 SBR 공정에서 배출량이 높은 것으로 보고된 바 있으며, 2019년 기준 국내 하수처리시설 공법 중 가장 많은 비중을 차지함 ○ 메탄은 유입 하수의 유기물질이 1차 침전지, 농축조, 슬러지 탈수, 매립, 소각 등의 처리 과정에서 발생함. 슬러지 처리방법 중 매립 > 소각 > 부숙화 순으로 메탄 온실 가스 배출이 많은 것으로 보고된 바 있으며, 2019년 기준 국내 슬러지 처리방법 중 소각이 가장 많은 비중을 차지함 ○ 공공하수처리시설의 주요 소비 에너지원인 전력 사용량은 2019년 기준 3,178GWh/연이며, 이로 인한 온실가스 배출량은 1,460천 톤CO2eq임 □ 그동안 공공하수처리시설의 역할과 기능은 사회적 여건 변화에 따른 주요 정책추진 변천에 따라 하수도 시설 보급 확대, 수질관리(수질기준 강화, 고도처리, 수질TMS 등), 유역단위 하수도 관리, 하수처리수 재이용, 도시침수 예방, 에너지 자립화 및 탄소 중립 등으로 확대되어왔음 ○ 1960~1970년대 중반 산업화에 따른 수질오염 증가로 인해 공공하수처리시설 수요가 증폭되었고, 1990년대에는 시설 증대와 함께 수질기준 강화 필요성이 커졌으며, 2000년대에는 생태계 건강성을 고려한 물환경 조성 요구가 증가하였고, 2010년대 이후 공공하수도의 유역 수질관리 하수도 계획이 요구되었으며 도시침수 예방, 에너지 자립화 등 기후변화 대응 정책이 추진됨 Ⅲ. 탄소중립 대응을 위한 국외 하수관리 동향 및 사례 □ 미국은 하수처리시설 에너지 절감, 기후변화 대응을 위해 유기성 폐기물 매립을 줄이고 유효자원 회수 등을 통한 재생에너지 전환 정책을 수립하고 있으며, 캘리포니아주 및 위스콘신주의 하수처리장 등에서는 재생에너지 전환 및 에너지 절감 설비의 도입을 통해 탄소중립 실현 노력을 수행함 ○ 하수처리시설의 전체 메탄(CH₄) 배출량은 1990년 이후 감소하는 추세이나 아산화질소(N₂O)는 꾸준한 증가세를 보임 ○ 하수처리시설의 인 회수·재이용을 추진하고 있으며, 캘리포니아주의 경우 온실가스 저감 정책의 일환으로 추진하고 있는 SB 1383 법안에 의거해 하수처리장의 통합 혐기성 소화 수요가 증가하는 추세로 이에 따른 온실가스 저감 효과는 연간 2.4MMT CO₂eq로 예상함 ○ 캘리포니아주 오렌지 카운티 하수처리장에서는 통합 소화시설을 활용하여 에너지자립률 70%를 달성하였으며, 하수처리수 또한 70%를 재이용함. 위스콘신주의 하수처리장에서는 고효율 에너지 설비 적용에 따른 에너지 절감(32.8%), 혐기성 소화 및 열병합발전기 도입(58.6%), 태양광 및 풍력(6.2%) 재생에너지 생산·이용 등을 통해 에너지 중립(Net-Zero)을 실현한 사례가 있음 □ 영국은 「기후변화법」 제정과 10대 부문별 녹색산업혁신 중점계획, 시행계획 제시와 함께 물 사업자의 탄소중립 로드맵을 설정하고, 탄소배출 저감 방안을 제안함 ○ 2008년 「기후변화법」 제정 및 2019년 탄소중립 목표 상향 조정 등 탄소중립 목표를 설정하고, 2020년 10대 부문별 녹색산업혁신에 대한 중점계획과 시행계획 제시를 위한 에너지백서를 제시함 ○ 물 사업자는 2030년까지 탄소중립 공익 공약에 동의하여 탄소중립 달성을 위한 로드맵을 수립하고, 이를 이행하기 위해 저공해 차량, 물과 에너지 절약, 공정 배출량 감소, 재생 가능 전력 활용, 바이오가스 공급 등의 방안을 제시함 ○ 탄소배출 저감을 위한 방안으로 하수열, 시설 개선 및 최적화, 통합 혐기성 소화 확대, 소수력 발전, 하수처리 수질기준과 탄소집약도의 균형, 혁신적 처리공정의 도입 등을 제안함 □ 호주 빅토리아주는 기후변화 완화를 위한 물 계획을 수립하고, 물 서비스 공급업자를 포함하여 탄소배출 감축목표를 수립함 ○ 호주 빅토리아주의 공공부문 중 물 부문의 온실가스 배출량은 약 25%에 달하며, 2050년까지 탄소중립 달성을 위해 에너지 효율적인 시설 개발, 바이오가스 활용, 재생에너지 투자, 탄소 상쇄 방안을 모색하고, 기후변화 완화를 위한 『Water for Victoria』를 수립함 ○ 호주 빅토리아주의 19개 물 서비스 공급업자는 2050년까지 탄소중립 달성을 위한 감축목표를 수립하고, 의무성명서를 제시하여 목표 이행을 위한 재생에너지 시설 도입 등의 활동을 추진하고 있음 □ 일본은 2020년 10월 ‘2050 탄소중립’을 선언하였으며, 하수처리시설의 에너지 절감 대책, 하수슬러지의 자원·에너지 회수 및 활용, 하수열 활성화 정책을 추진함 ○ 하수처리와 관련하여 총전력소비량의 0.7%를 소비하고 있으며, 하수처리시설 온실 가스 배출량은 0.5%를 차지함 ○ 2019년 기준 하수 슬러지의 자원에너지 이용 현황은 고형연료 및 바이오가스 활용 24%, 슬러지 퇴비화 등 유효 활용 약 10% 수준임 ○ 국토교통성은 전력소비량 절감을 위해 처리수질과 에너지 소비의 최적 관리 도모를 위한 이축관리를 실시하고 있으며, 신재생에너지 대책으로 지역 바이오매스를 하수처리시설 내에 집약하여 바이오에너지 생산 효율성을 제고하고 하수열 등 미이용 에너지 활용을 도모하고 있음 Ⅳ. 탄소중립 대응 미래 공공하수처리시설 역할 재정립 방향 및 법·제도 개선방안 □ 미래 하수처리시설의 패러다임 전환은 안전한 수질 확보와 탄소중립의 조화라는 원칙 아래, 하수처리 중심에서 하수의 유·무기 유효자원 회수를 통한 에너지·자원화, 에너지 효율성, 지역주민 편익 제공 및 쾌적한 환경 등에 기여하는 그린 인프라로서의 인식 전환 정책이 고려되어야 함 ○ 주요 선진국을 중심으로 미래의 공공하수처리시설은 기존의 안전한 수질 확보를 위한 하수처리 중심의 ‘에너지다소비시설’에서 에너지 효율적 운영을 통해 하수로부터 안전한 물, 재생에너지, 유효자원 회수 및 자원화의 선순환 기능을 강조하는 ‘하수자원회수 시설’로의 패러다임 전환을 추구함 ○ 미래 하수처리시설 패러다임 전환 정책의 핵심적인 요소는 수질 확보와 탄소중립의 조화를 이루는 것임. 탄소중립만을 강조하여 법적 방류수 수질기준을 초과하거나, 수질보전이라는 명목 아래 법적 방류수 수질기준 이상으로 불필요한 추가적 처리를 함으로써 화학약품, 전력 등 에너지 과소비 및 탄소배출 증가, 한계비용 체증 등을 초래하는 것은 사회·환경·경제적 관점에서 지속가능한 정책으로 보기 어려움 □ 탄소감축형 미래 하수처리시설 패러다임 전환 정책방향은 안전한 수질 확보와 탄소중립의 조화를 이루는 원칙 아래 법적 방류수 수질 확보 및 에너지 효율적 운영관리, 신재생에너지 생산·이용 활성화 촉진, 지역주민과의 이익공유 등 통합적 접근을 통한 지역사회의 지속가능한 발전 방향으로 추진되어야 함 □ 탈탄소 사회를 향한 2050 탄소중립 대전환 시대에 적극적으로 대응하기 위한 하수처리의 기능 확장 요구에 따른 법적·제도적 개선안을 아래와 같이 제시함 ○ 탄소중립 대응을 위한 하수처리 기능의 확장 실효성을 제고하기 위해 「하수도법」의 목적에 하수의 ‘유효자원 회수’를 명시하여 탄소중립 정책의 실효성을 제고할 필요가 있음 ○ 지자체별 공공하수처리시설의 온실가스·에너지 목표를 설정하고 이행평가체계 구축이 필요함. 이에 현행 「하수도법」상 유역하수도정비계획 수립(「하수도법」 제4조의2) 및 하수도정비기본계획 수립(「하수도법」 제5조)에 공공하수처리시설의 탄소중립(또는 절감)계획 및 이행에 관한 사항을 포함할 필요가 있음 ○ 공공하수처리시설의 에너지진단 의무 대상을 확대(10천m3/일 이상)하여 에너지 이용 효율성을 제고할 필요가 있음 ○ 하수처리시설의 에너지·온실가스 감축 등급별로 구분하여 제로에너지등급인증제 도입 및 인센티브 제공을 통해 적극적으로 대응하고, 장기적으로는 탄소발자국 개념을 적용하여 전기, 열, 화석연료, 약품 사용량, 물 재이용, 질소·인 회수, 신재생에너지 생산 등 전 과정에서 발생하는 모든 에너지 수요 및 온실가스 배출·감축량을 고려한 탄소중립등급인증제도 도입 방안 마련이 필요함 ○ 하수처리시설의 목적과 운영 방향을 제시하는 공공하수도 운영·관리 실태점검 평가 항목 중 방류수 수질개선 평가기준은 필요 이상의 에너지 소비 및 탄소배출량 증가뿐만 아니라 오히려 한계비용 체증을 유도할 수 있어, 수질 보전 및 탄소 저감을 동시에 추구하는 지속가능한 환경정책의 부합성 관점에서 적정성 검토가 필요함 ○ 하수열 활성화를 위해 「신재생에너지법」상 수열에너지 범위에 하수열을 포함하고, 하수관거에서 하수 취수를 예외 조항으로 검토하여 하수열의 법적·제도적 재정지원 방안을 마련할 필요가 있음 ○ 바이오가스나 하수열 등 비전력 신재생에너지 이용 활성화 촉진을 위한 공급 의무화 기반 구축 및 보조금 지원 등 정책적 지원 마련을 촉진할 필요가 있음 ○ 탄소중립 시범사업 지원 프로그램을 추진하여 노후화된 공공하수처리장의 개축 등을 통해 하수처리 전 공정의 수질·에너지·온실가스 모니터링 및 분석, 에너지 효율적 운영관리, 통합 혐기성 소화조 확대 등의 재생에너지 생산·활용, 하수 재이용, 질소·인회수 등 통합적인 관리를 통한 탄소중립 성공모델 구축 및 확산을 도모할 필요가 있음 ○ 하수처리시설의 에너지 통계자료 검증체계를 강화하고, 하수처리시설 운영자 대상 에너지 관리역량 강화가 필요함 ○ ICT 기반의 각 단위 공정별 수질·에너지·탄소배출량 모니터링·평가 툴 개발, 인공지능 기반의 공정 자동제어 시스템 개발, 저탄소 고도 하수처리 공정 개발, 질소·인, 바이오 수소 등 탄소중립형 하수처리기술 R&D 사업지원 확대가 필요함 Ⅰ. Background and Aims of Research □ The international community is emphasizing the need for carbon neutrality in response to the climate crisis, and the International Water Association (IWA) announced that the water management sector should account for up to 20% of the total carbon emission reduction in order to achieve carbon neutrality by 2050. □ The need to redefine the future functions and roles of sewage treatment facilities for a virtuous cycle of water, energy, and waste is also emphasized. □ Therefore, in the era of the great transition toward carbon neutrality, a new awareness of the future value of sewage is necessary. □ This study aims to suggest future directions for the role and functions of existing sewage treatment facilities towards carbon neutrality Ⅱ. Research Materials and Methods □ This study analyzes changes in the purpose and functions of sewage management with reviewing trends and cases of sewage management policies in Korea and abroad to respond to the carbon-neutral era. ○ The status of energy consumption and carbon emission of public sewage treatment facilities of 500 m3/day or more were analyzed. and the implementation status of sewage management policies, the role and functions of sewage treatment facilities and major issues in ○ By examining changes in the domestic sewage treatment laws and systems carbon-neutral sewage management policies were also reviewed. Ⅲ. Results and Conclusions □ The paradigm shift of future sewage treatment facilities should be based on the principle of harmonizing safe water quality and carbon neutrality. Under this principle, policy directions that can satisfy water quality standards and promote carbon offset simultaneously are suggested as follows: ① secure effluent water quality and strengthen energy efficiency, ② increase the efficiency of renewable energy production and use, and ③ implement resident-friendly policies. □ This study also presented several legal and institutional improvements in line with the paradigm shift in the operation and management of sewage treatment facilities towards carbon-neutrality.

간접방류 산업폐수 관리 개선방안 연구

조을생,김병로,김영민 한국환경연구원 2012 수시연구보고서 Vol.2012 No.-

1. 연구의 배경 및 목적 국민의 환경 의식 수준 향상 및 음용수의 안정성 확보, 수생태계 건강성 보호요구가 증가하고 있으며 4대강사업과 관련하여 수계 영향력이 큰 산업폐수에 의한 수질오염 예방 필요성이 증대되고 있다. 그러나 공공하·폐수종말처리시설로 유입하여 연계 처리(간접방류)하는 산업폐수 배출사업장의 경우 직접방류하는 업체에 비해 배출허용기준이 상대적으로 낮고, TMS 부착, 생태 독성 등의 규제가 면제되고 있다. 이에 따라 보다 강화된 배출허용기준이 적용되는 공공수역으로 직접방류하기 보다는 규제 회피를 위한 간접방류로 인해 공공하·폐수종말처리장 과다 유입으로 운영의 애로가 제기되고 있다. 더욱이, 간접방류 배출업소는 폐수를 법적 기준 이하로 전처리하여 공공하·폐수종말처리시설로 유입하여야 하나 전처리의 배출 실태가 불명확하며 이에 대한 관리가 제대로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 특히, 공공하·폐수종말처리시설은 법적 방류수 수질 기준 항목인 유기물질 및 영양염류 처리위주로 설계되어, 간접방류 업체에서 특정수질유해물질을 적정 처리하지 않을 경우 미처리된 유해물질은 그대로 수계로 배출되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 간접방류하는 폐수 배출업소들의 폐수 배출 현황 및 특성, 관리체계 검토 등을 통해 산업폐수 관리 선진화에 효과적으로 부응하기 위한 간접방류 산업폐수 관리체계 개선 방안을 도출하고자 한다. 2. 간접방류 폐수배출시설 특성 간접방류 폐수배출시설의 일반 현황을 살펴보면 2010년 기준 간접방류 산업폐수의 방류량은 전체 산업폐수 방류량의 54%를 차지하여 직접방류 산업폐수 방류량보다 많은 것으로 조사되었다. 간접방류 업종별로는 전체 업체 수의 1%인 1종과 2%인 2종 업종이 전체 방류량의 56%와 19%로 총 75%를 차지하며, 전체 업체수의 가장 많은 비중(84%)을 차지하고 있는 5종 업종은 전체 방류량의 7%로 나타났다. 지역별로는 간접방류 업체의 대부분은 ‘나’지역(79%)에 분포하는 것으로 나타났으며 지역별 간접방류 폐수 방류량 분포는 청정지역에서만 1~5종 모두 비슷한 비중을 차지하였고, 나머지 3개 지역은 1종의 방류량이 가장 높은 것으로 조사되었다. 간접방류 폐수배출시설의 폐수 주요 수질오염물질을 분석한 결과 일반오염물질(BOD, COD, SS, TN, TP)이 주요 폐수 성상으로 분석된 업종은 1차 전지 및 축전지 제조시설, 가죽·모피가공 및 제품 제조시설, 고무 및 플라스틱 제품 제조시설, 금속가공제품 제조시설, 출판·인쇄·사진처리 및 기록매체 복제시설, 펄프·종이 및 종이제품 제조시설 등 39개 업종이다. 중금속 및 기타 오염물질이 폐수의 주요 성상으로 분석된 업종은 1차 철강 제조시설, 가죽·모피 가공 및 제품 제조시설, 금속가공제품 제조시설, 도금시설, 반도체, 병원시설, 섬유염색 및 가공시설 등을 포함하여 13개 업종으로 분석되었다. 업종별 처리 후 배출허용기준치를 초과하는 간접방류 업체는 2,557개소이며 이중 87%는 5종이며 초과 업체 대부분이 ‘나’지역에 속한다. 초과 업체의 방류량을 기준으로 보면 초과 업체 수가 29개소인 1종이 163,914톤/일로 초과 업체 전체 방류량의 64%를 차지하며 초과 업체 수 39개소인 2종이 36,536톤/일로 전체 방류량의 14%를 차지하고 있다. 지역별로는 ‘나’지역에 속한 초과 업체의 방류량이 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 수질오염물질 항목별 처리 후 배출허용기준 초과업체를 살펴본 결과 초과 업체의 90%가 일반오염물질을 초과한 것으로 조사되었다. 유기물질 및 영양염류 초과 주요 업종은 기타 식품 제조시설, 기타 기초유기화합물 제조시설, 기타 섬유제품 제조시설, 펄프·종이 및 종이제품 제조시설 등을 포함하여 22개 업종으로 분석되었다. 이 중 기타 식품 제조시설, 조미료 및 식품첨가물 제조시설은 BOD, COD, SS, TN, TP 5종 모두 초과 주요 업종으로 분석되었다. 또한 일반오염물질 초과 업종 중 방류량이 가장 많은 1종 및 2종을 대상으로 4대강34개 중점관리 유역에 속하는 업종을 분석한 결과 반도체 및 전자부품 제조시설(1종 1개소, 2종 2개소), 펄프·종이 및 종이제품 제조시설(1종 1개소, 2종 1개소), 섬유염색 및 가공시설(2종 6개소), 도금시설(2종 1개소), 수도사업시설(2종 1개소), 비알콜성 음료 및 얼음제조시설(2종 1개소), 유리 및 유리제품 제조시설(1종 1개소)로 15개 업체로 나타났다. 중금속 및 기타 오염물질별 처리 후 수질 배출허용기준 초과 업체는 n헥산(광유류) 배출허용기준을 초과한 1종 1개소, 2종 2개소를 제외하고 모두 3∽5종에 해당하는 것으로 나타났다. 그러나 업종별 주요 폐수 성상이 중금속 및 기타 오염물질인 1종 및 2종을 대상으로 처리 후 농도 기입현황을 조사한 결과 농도 기입율이 매우 저조해 데이터 부족으로 배출허용기준 초과 여부를 명확하게 파악할 수 없는 실정으로 이들 업종에 대한 보다 체계적인 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 1종 및 2종을 대상으로 직접방류에만 적용되는 생태독성관리 대상 폐수배출시설 중 4대강 34개 유역에 속하는 간접방류 폐수배출시설을 분석해 본 결과 16개 업종으로 총 163개 업체가 포함된 것으로 생태독성관리 적용이 면제되고 있어 이들에 대한 오염원 관리가 명확하지 않은 실정이다. 3. 정책 제언 간접방류 폐수배출시설의 보다 과학적이고 체계적인 관리를 위해 산업폐수 특성, 업종, 지역(중점관리지역)을 고려하여 선택적으로 수질TMS 부착 및 생태독성관리 제도 적용의 필요 및 적용 대상 업종(안)을 제안하였다. 1) 간접방류 폐수배출시설의 수질TMS 부착 및 선택적 대상시설 일반수질오염물질이 폐수의 주요 수질오염 물질로 분석된 업종이면서 배출허용기준 또한 초과한 22개의 폐수배출시설에 대한 관리 강화가 필요할 것으로 사료된다. 이들 업종 중 2010년 기준 1종 및 2종에 속하는 업종은 섬유염색 및 가공시설을 포함하여 15업종 44개(1종 17개소, 2종 27개소) 업체가 있는 것으로 조사되었다. 특히 펄프·종이 및 종이제품 제조시설 2개소, 섬유염색 및 가공시설 6개소, 도금시설 1개소는 4대강 34개 유역에 속하는 것으로 조사되어 우선 적용 대상이 될 수 있을 것이다. 2) 간접방류 폐수배출시설의 생태독성관리 및 선택적 대상시설 우리나라의 경우에는 직접방류 업체에만 생태독성관리를 적용하고 있으며 간접방류 업체는 생태독성 적용 제외 대상으로 최종 처리장인 공공하·폐수종말처리장에서의 생태독성의 오염원 발생지 관리에 현실적으로 어려움이 있다. 따라서 중금속 등 유해물질이 주요 수질오염물질인 폐수배출시설의 경우에는 간접방류를 할지라도 방류량이 많은 1종 및 2종 업종에는 생태독성관리제도의 적용을 검토할 필요성이 있다. 다만 간접방류임을 감안하여 오염도가 높고 대규모 상수원이 있는 4대강 34개 중점관리유역에 우선 적용하여 성과 및 실적을 토대로 확대 방안을 고려하는 것이 적정할 것으로 판단된다. 다만 본 연구는 「전국 오염원 조사」 자료에 한하여 가이드라인을 제안한 것으로 주요 업종에 대한 현장의 지속적인 모니터링 및 평가를 우선 수행한 결과를 토대로 엄격한 관리가 요구되는 4대강 34개 중점관리 유역부터 단계적으로 적용하는 방안이 바람직할 것이다. 또한 수질TMS 부착의 경우 수질TMS 설치 및 운영비용의 사업자 자가 부담에 따른 경제적 부담 가중으로 인해 정상적인 유지관리의 어려움이 꾸준히 제기되고 있는 점을 고려하여 재정적 지원 방안 마련에 대한 검토도 필요할 것이다. 3) 공공하수처리장의 역할 강화 산업폐수를 유입 처리하는 공공하수처리장의 법적 권한과 책임을 부여하여 유입되는 간접방류 업체 폐수 모니터링에 대한 공공하수처리장의 책임의식 강화가 요구된다. 4) 산업폐수 국가 DB 구축 아울러 산업폐수가 수계에 미치는 영향력이 크다 할 수 있으나 공신력 있는 국가통계자료는 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」 제23조에 의거하여 매년 조사되고 있는 전국오염원 조사 자료가 거의 유일한 것으로 공개된 데이터가 제한적이다. 따라서 보다 정확한 통계분석이 가능한 데이터 확보 및 국가 DB 구축이 시급하다. 이는 변화하는 산업폐수 배출 실정에 보다 선진적인 관리를 위해서 업종별, 지역별, 폐수 처리기술별 특성이 반영된 차등화된 폐수관리체계 구축을 위해서도 반드시 필요한 기초 자료이다. 1. The Background and Purpose of the Study Public awareness of the environment has been raised and the requirements for securing the stability of drinking water and protecting the health of the aquatic ecosystem have been increasing. And related to the Four Major Rivers Restoration Project, a need to prevent water pollution caused by industrial wastewater, which has a great influence on water systems, is increasing. Meanwhile, in the case of factories that discharge their industrial wastewater to the public wastewater and sewage treatment facilities to treat it, that is to say, indirectly discharge, compared to the factories that directly discharge, a relatively low allowable discharge standard is applied, and they are exempted from the regulations such as TMS attachment and ecotoxicology. Consequently, they mostly discharge indirectly to avoid regulations rather than directly discharge to public waters in which tighter allowable standards for discharge are applied. Such an excessive inflow into the public sewage and wastewater treatment facilities causes difficulties in the operation. Furthermore, although the indirect discharge factory should pretreat its wastewater under the legal standard and then outflow it to the public sewage and wastewater treatment facilities, it is unclear if they discharge pretreated wastewater or not, and even its control is not well conducted. In particular, since the public sewage and wastewater treatment facilities were designed to treat organic matter and nutritive salts, which are included in the legal water quality standard items, if the factory doesn't treat for specific substances harmful to the quality of water appropriately, the untreated harmful substances are discharged to the water system as they are. This study tries to draw a method of improving the management system for indirectly discharged industrial wastewater so as to effectively meet advancements in industrial wastewater management, through a review of the wastewater discharge status and characteristics of the wastewater indirect discharge facilities and the management system. 2. Characteristics of the wastewater indirect discharge facilities A survey on the general status of the wastewater indirect discharge facilities showed that indirectly discharged industrial wastewater outflow formed 54% of the whole industrial wastewater discharge flow in 2010, which means the indirect outflow was higher than the direct outflow. Indirect discharge by classification of industry showed that the industry type 1, which occupies 1% of the entire industries, and the industry type 2, occupying 2% of the entire industries, formed 56% and 19%, respectively, that is a total of 75% of the whole discharge flow, and type 5 which has the largest portion, accounting 84%, of the entire industries formed 7% of the whole discharge flow. According to the regional groups, most of the indirect discharge facilities are located at B (나) zone which account for 79% of the total industries. According to the distribution of the indirect discharge flow by the regional groups, type 1~5 showed similar discharge flow respectively in the clean zone, and at the remaining three zones, the discharge flow of type 1 was the greatest. As a result of analyzing main water pollutants of wastewater from the indirect wastewater discharge facilities, the type of industries in which general pollutants(BOD, COD, SS, TN, TP) are classified as the main wastewater composition included 39 categories of industry such as the primary battery and storage battery manufacturing facilities, leather and fur process or manufacturing facilities, rubber and plastic products manufacturing facilities, metal products manufacturing facilities, publishing, printing, film processing and recording media reproducing facilities, wood pulp, paper and paper product manufacturing facilities, etc. The categories of industries in which heavy metal and other pollutants are classified as the main wastewater composition included 13 categories of industry such as the primary steel making facilities, leather and fur processing or leather and fur products making facilities, plating facilities, semiconductor manufacturing facilities, hospital facilities and textile dyeing and processing facilities. Indirect discharge facilities that exceed allowable standards after treatment were 2,557 industries. Among them, 87% were included in 5 types of industry and most of them were included in B (나) zone. Based on their discharge flow, type 1 that discharge exceeding allowable standards(29 facilities), showed 163, 914 tons/day, which accounts for 64% of the whole discharge flow. Type 2(39 facilities) accounted for 14% of the whole discharge flow with 36,536 tons/day. By regional groups, those facilities in B (나) zone proved to be the highest in discharge flow. Also, as a result of examining those facilities’ release exceeding allowable discharge flow after treatment of water pollutants, 90% of them were proven to exceed general pollutants. The main category of industry that exceed organic matter and nutritive salts were 22 including other foods manufacturing facilities, other basic organic compound manufacturing facilities, other textile goods manufacturing facilities, and pulp, paper and paper products making facilities. Other foods manufacturing facilities and seasoning and food additives manufacturing facilities were analyzed into the main type of industry exceeding BOD, COD, SS, TN and TP. As a result of analyzing the category of industry included in 34 priority control watersheds in the four rivers, targeting type 1 and type 2, which were the most in discharge flow among the category of industry that exceed general pollutants, those were proven to be 15 facilities such as the semiconductor and electronic components manufacturing facilities (type 1, one facility; type 2, two facilities), pulp and paper and paper goods manufacturing facilities (type 1, one facility; type 2, one facility), textile dyeing and processing facilities (type 2, six facilities), plating facilities (type 2, one facility), waterworks facilities (type 2, one facility), non-alcoholic beverages and ice manufacturing facilities (type 2, one facility) and glass and glass products manufacturing facilities (type 1, one facility). Facilities that exceed allowable discharge standards after treatment by heavy metals and other pollutants were included in type 3~5, excepting type 1, one facility, and type 2, two facilities, which exceed allowable discharge standards for n-hexane. Meanwhile, as a result of examining the status of recording concentration, targeting type 1 and type 2, whose main wastewater compositions are heavy metals and other pollutants, the rate of recording the concentration was found to be very poor. This resulted in a shortage of data, and consequently we couldn't clearly figure out if they exceeded allowable discharge standards or not. That is why systematic monitoring of those types of industries should be required. This study examined the indirect wastewater discharge facilities belonging to 34 watersheds in the four rivers among wastewater discharge facilities as the priority control target for ecotoxicology that is applied to only direct discharge, targeting type 1 and type 2. As a result, 16 types of industry, including 163 factories, were found. Since they were exempted from ecotoxicology control, pollution source management of them was not clear. 3. Policy proposal For more scientific and systematic management of the indirect wastewater discharge facilities, this study suggests a selective water quality TMS attachment and a need for applying an ecotoxicology management system and the targets to apply in consideration of the industrial wastewater's characteristics, category of industry and regions (priority management zone). 1) Water quality TMS attachment of the indirect wastewater discharge facilities and its selective target facilities Strengthening control of 22 wastewater discharge facilities exceeding allowable discharge standards included in the category of industry whose general water pollutants are analyzed as the main water pollutants of wastewater should be required. Among them, those in type 1 and type 2 were found 44 facilities in 15 categories of industry (17 facilities of type 1; 27 facilities of type 2). In particular, since two industries as pulp, paper and paper goods manufacturing facilities, six industries as textile dyeing and processing facilities and one plating facility belong to 34 watersheds in the four rivers, they could be the priority target to apply. 2) Ecotoxicology management of the indirect wastewater discharge facilities and selective target facilities In Korea, ecotoxicology management is only applied to the direct discharge facilities. Since indirect discharge facilities are free from ecotoxicology management, it is difficult to manage the place of origin of ecotoxicology source in the public sewage and wastewater treatment plant that is the final disposal facility. Therefore, in case of the wastewater discharge facilities whose main water pollutants are harmful substances such as heavy metal, even if they take indirect discharge, applying ecotoxicology management system to type 1 and type 2 industries that have a lot of outflow should be recommended. Only in consideration of indirect discharge, it should be applied to the 34 priority control watersheds in the four rivers first, and then based on the outcomes and results, a measure of expanding it should be considered. This study is to suggest a guideline based on 「National Pollution Source Investigation Report」. On the basis of the results of continuously monitoring and evaluating the fields of the main types of industry, applying stage by stage from 34 priority control watersheds in the four rivers where strict management is required is recommended. In case of water quality TMS attachment, the financial burden on the businesses has been brought up continuously because of self-pay of TMS installation and operating cost. Preparing a financial support plan for them should be required. 3) Role strengthening of the public wastewater treatment plant If legal authority and responsibility are given to the public wastewater treatment plants, they will have a high sense of responsibility to monitor the wastewater inflow from the indirect discharge facilities. Thus, role strengthening of the public wastewater treatment plant should be required. 4) Construction of a national wastewater DB Although industrial wastewater greatly affects water systems, nearly the only national statistics having the public's trust are data from the national pollution source investigation report that has been conducted annually under Article 23 of The Law on Water Quality and Water Ecosystem Conservation. Therefore, securing data and constructing a national DB are urgently needed so that more accurate statistical analysis could be made. This is basic material definitely needed for more advanced management which is appropriate for the changing status of industrial wastewater discharge and for constructing a differentiated wastewater management system that reflects characteristics by category of industry, regional groups and wastewater treatment technologies.

지역단위 하수재이용 활성화를 위한 기초연구

조을생 한국환경정책평가연구원 2009 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2009 No.-

환경포럼 : Sewer mining을 통한 지역단위 하수 재이용

조을생 한국환경정책평가연구원 2010 환경포럼 Vol.14 No.8