도시의 공급 처리 기능과 시설

보다 능률적이고 편리한 도시 생활을 위해 시민 각자가 시장을 통해 조달할 수 없으므로, 국가 및 도시정부가 책임지고 공급하고 처리해 주어야 할 기능들이 있다. 물, 전기, 에너지, 통신, 하수 및 쓰레기처리 등이 그것인데, 이들을 도시 공공서비스라고 한다. 여기에서는 상수도, 하수도, 에너지 및 통신, 쓰레기처리 등으로 구분하여 살펴본다.

 

물의 공급과 처리
물은 인간 생활에 있어 절대적인 요소여서, 물을 공급하고 쓰고 난 물을 처리하는 것은 도시 성립과 발달의 기본조건이다. 따라서 이를 가능케 하는 상수도와 하수도는 현대 도시의 필수 불가결인 도시 기반 시설이다.
도시화와 산업화의 진전으로 인해 과거 지하수를 이용하여 땅윗물을 끌어다 쓰는 방식은 급격한 도시화와 사업화로 인해 수량이나 수질 면에서 한계에 달하게 되었고, 날로 증가하는 생활용수, 산업용수에 대해 체계적인 급수 관리가 불가피하게 되었다. 이처럼 용수 공급의 증대로 초래하는 요인은 다음과 같다. 첫째는 인구의 증가로 급수 수요량의 증대가 절대적인 요인이다. 사람의 기초적인 생활용수는 가정 내에서 볼 때 식생활, 음료, 청소 및 기본적인 세탁용의 상수도가 필수 불가결이며, 사회활동 면에서는 공중목욕탕 및 공중화장실 등의 공공시설 활용 과정에서 상수도 사용이 불가피하다. 따라서 인구가 증가하고 그 인구의 대부분이 도시에 집중하는 한편, 핵가족화의 추세에 따른 절대인구 증가 및 인구의 도시화에 따라서 급수 수요량은 증대하게 된다. 둘째, 산업 발달에 따른 급수량의 증가이다. 인구 규모가 같은 도시라도 순수한 주거 도시와 공업단지가 입지하고 각종 산업 시설이 밀집하며 유흥 접객업소가 많은 도시와의 상수도 수요량을 보면 현저한 차이가 생기게 된다. 그 이유는 순수한 주거 도시는 기본적인 가정 용수의 수요가 대부분이겠지만 후자의 도시에는 공업용수를 비롯해 각종 서비스 시설의 유지에 필요한 용수가 상대적으로 많이 필요하기 때문이다. 따라서 인구 규모가 동일한 경우 2개 도시의 상수도 수요량은 그 도시의 공업화 또는 산업 발달의 정도에 비례하여 증가하게 된다. 셋째, 주민의 소득수준과 생활 수준의 향상에 비례하여 급수 수요량은 증대된다. 인간은 의식주의 기초적인 생존 문제가 해결되면 좀 더 건강하고 쾌적하며 편리한 문화적인 생활을 영위하려는 욕구 때문에 생활 수준이 향상될수록 급수 수요량은 급증하게 된다. 즉 소득수준의 향상으로 생활 수준이 고급화됨에 따라서 수세식 변소와 옥내 욕탕 시설의 완비된 주택에서 난방시설을 갖추고 문화생활을 하게 되며, 더 나아가서는 좀 더 넓은 주택에서 정원수를 가꾸며, 자가용차의 세차를 하게 된다. 따라서 동일한 5인 규모의 가정일지라도 생활 수준의 정도에 따라서 가정용 급수 수요량은 크게 달라진다. 또한 주민의 생활 수준의 정도에 따라서 가정용 급수 수요량은 크게 달라진다. 또한 주민의 생활 수준 향상에 따른 제반 소비수요를 충족시키기 위한 자아 밖에서의 공공시설과 오락 시설 및 사우나, 수영장 등 휴양 시설이 늘어나므로, 주민의 생활 수준 향상에 따른 가정 급수 및 사회적인 급수 수용량은 급증하게 된다. 이러한 급수 수요를 충족시키기 위한 용수 공급 체계는 집수, 정수 및 배수로 구분되는데, 우선 지하수 또는 강, 호수 심지어는 바다로부터 집수한다. 다름으로 정수의 첫 단계는 침전 작용으로서 물속에 있는 고체를 응결시켜 침전되도록 촉진하는 응결제를 물속에 첨가하게 시키는 것이다. 이어서 여과 작용인데 물속의 고형 입자를 제거하기 위하여 모래, 자갈 여과층을 통과시킨다. 그런 다음 염소 혹은 다른 화학 약제를 첨가하여 살균한다. 이 경우 물속에 포함된 불순물의 정도나 물의 용도에 따라 재처리 과정을 거치기도 한다. 물의 정화가 끝나면 배수 체계를 통해 공급하게 되는데, 이러한 배수 체계는 보통 일련의 폐쇄루프를 가진 격자형이다. 물은 펌프나 고가수조를 이용하여 압력을 가하며 상수도 관망을 통하여 배수된다.

배수처리와 하수도
양질의 값싼 물을 필요한 만큼 적시, 적소에 공급하는 급수 체계가 중요한데 그렇게 해서 사용된 물은 반드시 위생적으로 처리하여 자연으로 돌려보내야 하며, 또한 비가 많이 내렸을 때 그것을 안전하게 배수하여야 한다. 일반적으로 배수처리는 오수와 우수로 구분하여 처리한다. 소수는 생활하수와 산업폐수 등의 처리량 증대 요인은 급수 증가의 요인들과 같은데, 이에 따라 하수처리 시설이 충분히 확보되어야 한다. 하수처리 시설의 종류로는 하수관망을 비롯하여 하수처리장, 분뇨처리장, 산업 폐수처리장 등을 들 수 있다. 이러한 하수의 위생적 처리시설의 확충은 국민 보건을 위한 생활환경 개선, 도시미관의 보전, 우수의 배제로 인한 도시 재해의 방지 그리고 수원의 오염을 방지할 수 있다. 우수배제시설은 주로 우천 시 홍수와 같은 자연재해로부터 인명과 재산을 보호하는 것이 본 목적이다. 우수는 대부분은 도시 오수와 폐수에 비해 오염정도가 무시될 정도이므로, 별도의 정화 처리 없이 인근 하천이나 호수 또는 연안으로 그대로 흘려보내는 것이 보통이다.
우리 인간도 자연의 한 피조물이기에 자연의 균형과 조화 속에서 살아가고 있다. 우리나라 도시 인구 규모가 작았던 1950년대 이전만 하더라도 거의 근대적 산업이 발달하지 못해 대부분의 인분은 수거되어 가까운 농토에 환원되었고, 오수는 커다란 무리 없이 자정 작용 때문에 자연환경과 조화를 이루어 왔다. 따라서 그 당시 물관리란 치수를 뜻하였으므로, 도시의 하수처리 역시 우수 배제의 범주를 벗어나지 못했다. 그 관행이 오늘날까지 연장되어 대부분의 하수관거는 우수 배제의 원리에 따라 아무 데나 가장 가까운 하천이나 호수에 방류하도록 설치했다. 따라서 도시 내 소하천은 대부분 하수의 통로로 변모되었거나 되어가고 있다. 배수처리 체계는 오수량의 추정, 오수 망의 배치와 설계, 처리시설의 설계와 설치, 그리고 배수처리로 구분된다. 오수의 처리는 다단계 방법으로 한다. 1차 처리는 우수 내의 부유고형물을 제거하는 것인데, 오수는 큰 입자를 제거하도록 체를 통과시키고 침전조로 가서 부유물질을 가라앉힌다. 2차 처리는 용해된 물질과 미세한 부유물질을 제거하는 생물학적 과정이다. 이 과정에서는 여과지 법이나 활성오니법을 사용한다. 두 방법은 모두 미생물이 폐수에서 유기물질을 소화하여 탄산가스, 물 및 기타 안정된 물질을 만들어 내는 생물 작용이 이루어진다. 3차 처리는 처리 플랜트에 유입되면 해로운 질산염이나 희귀한 물질 등과 같은 물속의 여러 가지 복합 물질을 제거하기 위해 화학적 과정이 사용된다. 이 과정의 최종 단계는 살균인데, 물에 남아 있는 병원성 박테리아를 죽이기 위하여 염소를 사용한다.

 

에너지 및 통신서비스 공급과 공동구
시민들의 일상생활에 필요한 전기, 도시가스, 난방용 열 등의 에너지와 전화나 기타 정보처리 기능 등에 관련된 서비스는 공동이용이 가능하도록 집단으로 공급하게 된다. 이러한 에너지와 통신에 관련된 서비스는 각각 관망이나 선을 통해 공급하게 되는데, 이들은 통상 같은 공동구에 수용된다. 공동구는 일반적으로 전기, 통신, 도시가스, 상수도, 지역냉난방관 등의 공급 및 처리시설이 2개 이상 수용되는 지하 매설물로 정의된다. 이러한 공동구를 설치함으로써 각종 공급시설이 지상에 돌출될 때 발생하는 각종 재해를 방지할 수 있고, 도로상의 통행을 원만하게 하며, 도시미관의 저해를 방지하며, 시설물의 유지관리를 쉽게 한다. 그런데도 최초의 건설비가 비싸고, 이설이 곤란한 경우가 많으며, 각종 공작물의 관리주체가 다르므로, 필요와 정도, 시기 등에 관한 협정이 곤란한 문제가 있다.

쓰레기처리와 관련 시설
쓰레기는 일상생활 또는 산업활동의 결과 발생하는 쓸모없는 고형물을 의미한다. 이는 자연에서 얻어낸 재화가 사용된 후 다시 자연으로 환원되는데, 쓰레기를 처리하지 않거나 잘못 처리하게 되면 악취와 분진을 발생하게 하고 파리와 쥐 등 공중보건상 해로운 동물들이 들끓게 된다. 그럴 뿐만 아니라 매립 후에 발생하는 침출수, 유해물 분해가스 등은 대기와 수질, 토양오염을 유발하고 지반침하 등의 자연재해를 가져오게 된다. 이러한 쓰레기의 수거는 각 가정으로부터 배출된 것을 한곳에 모으는 수집 과정과 운송 차량에 적재하는 적환 과정 그리고 이를 처리장까지 운반하는 운반 과정의 3단계를 거치게 된다. 현재 쓰레기를 처리하는 방법으로는 해상이나 지상에의 투기, 위생매립, 소각, 퇴비화, 열분해, 건축 자재화 등을 들 수 있다. 그러나 우리나라에서 실제 처리 가능한 방법으로는 위생매립, 소각법, 퇴비화가 사용된다.