시설 내에 수처리 공정이 포함된 경우에 수조와 송풍기가 포함된 경우가 많다. 수조에 공기를 주입하는 이유는 생물학적 처리를 위한 폭기의 경우와 부패 방지를 위한 산소 공급이 있다. 이 때 송풍기와 공기배관을 계획하게 되는데, 그에 대해 알아보려고 한다.

송풍기는 대표적으로 많이 쓰이는 터보블로워, 루츠블로워, 링블로워를 다뤄보려고 한다. 풍량에 따라 분류해보면, 가장 작은 풍량이 링블로워, 중소형이 루츠블로워, 대형에는 터보블로워가 많이 쓰인다.

터보블로워는 효율이 높은 대신 기자재 단가가 높다. 그래서 중소형에 교반용 송풍기에는 많이 쓰이지 않고, 생물반응조처럼 폭기량이 많은 수조에 공기를 공급할 때 주로 쓰인다. 루츠블로워에 비해 소음도 적으며, 인버터 제어로 풍량 제어 범위도 넓은 장점이 있다.

루츠블로워는 앞서 중소형 풍량에 많이 쓰인다고 말한 것처럼 현장에서 가장 많이 보이는 송풍기이다. 수조에 기계식 교반이 아닌 경우 기본적으로 공기공급을 위해 송풍기를 계획하는데, 공사비가 저렴하여 많이 선정이 된다. 흔히 송풍기 비교표에 소음이 심하다는 특징이 있는데, 이는 현장에 한번만 가보면 몸소 실감하게 된다. 뭔가 접시 깨지는 소리가 끊김이 없이 씨이익 하고 이어진다고 보면 된다. 현장 조사를 할 때 견디기 시끄러울거라고 꺼주시는 현장도 가끔 있다. 루츠블로워는 펌프에도 용적형 펌프가 있는 것처럼 용적형 방식으로 가동하기 때문에, 수조 수위 변화에 따른 압력변화에 오히려 영향이 적은 장점이 있다. 터보블로워에 비해 풍량 대비 동력이 많이 소요된다.

링블로워는 가장 소형의 풍량에 많이 사용된다. 소형 풍량에는 공사비도 저렴하고, 루츠블로워에 비해 소음도 적은 장점이 있다. 물론 풍량이 적은 이유도 있지만 설치공간이 적게 소요된다.

수조에 생물반응조용 폭기가 아닌 단순 교반을 위한 방법에는 앞서 송풍기를 통한 공기공급과 기계식 교반 방법이 있다. 먼저 송풍기를 통한 방법은 송풍기에서 공기를 공급하면 공기배관을 통해 수조 하부의 산기배관에 연결되어 공기가 수조 하부에서 상부로 공기방울 형태로 떠오르면서 산소를 공급하고, 교반하는 역할도 한다. 수조 하부에 산기관을 설치하는 경우도 있고, 배관 자체에 구멍을 뚫어 다공관 형태로 공급하는 방식도 있다. 수조 내의 폐수의 종류와 침전 등의 환경 조건과 산소전달 효율 등 필요로 하는 목적에 따라 산기관의 방식을 선정한다.

기계식 교반은 임펠러 형태로 회전하며 수조에 수류를 형성하여 교반이 일어나게 한다. 수조가 아주 작은 경우가 아니라면, 인양식 수중 믹서형 교반기는 대각선 모서리 2개에 설치를 많이 하는데, 프로펠러 주변의 흐름 뿐만 아니라, 수조 둘레로 유체가 회전하는 수류를 형성하기 위해서 계획을 하는 것이다.

또한 수조 상부에 모터를 설치하고, 수직형 패들 형태로 교반하는 방식도 있다. 수조가 정사각 형태에 가까우면 교반 효율이 더 높다. 이 방식은 수중 믹서형 교반기보다, 임펠러가 상당히 큰 대신 저속으로 회전하는 특징이 있으며, 동력이 훨씬 적게 소요된다. 고장시에도 대부분 모터 고장으로 임펠러가 파괴되는 경우는 적기 때문에 수조 상부 1층에서 모터만 수리하면 되는 장점도 있다.

이러한 장점들에도 현장에서는 인양식 수중믹서를 더 많이 쓴다. 이유는 기계 배치를 하다보면 수직형 패들 방식의 교반기 설치시에 수조의 센터에 설치되면 대부분 위의 1층 실 공간의 센터 부분을 차지하게 되는데, 기계 배치에 상당한 방해를 준다. 그 교반기 1대로 실에 커다란 기자재 1개를 배치 못하게 된다. 수중 믹서 교반기는 수조 모서리에 설치되어, 1층 실에서도 구석에 반입구가 위치하는 경우가 많다. 그렇기에 상부 기자재 배치에 간섭이 더 적은 장점이 있다.

만약 상부 공간이 활용이 필요 없는 공간일 경우에 수직 패들형 교반기를 적극적으로 검토할 필요가 있다. 저속으로 회전하여 동력도 적은데 사실 사공간도 적고 교반이 잘 된다. 대형 하수처리장은 수중 믹서형에서 수직형 패들 교반기로 전체 설비를 교체하면서 몇년간만 가동하면 기자재 비용만큼의 운영비 절감이 가능하고, 그 이후부터는 운영상 이익분으로 남게 된다.

송풍기 계획을 위해서는 풍량과 풍압의 선정이 필요하다. 풍량은 수조에 교반을 위해서 또는 생물반응조 폭기를 위한 공기량을 산정한다. 풍압은 수조의 수위와 공기배관의 저항과 사일렌서 등의 저항을 합해준다. 사실 공기배관의 저항은 수위에 비해 상당히 작은 부분으로, 수위가 송풍기 압력의 대부분을 차지한다고 보면 된다.

공기배관은 오염된 폐수 등이 직접적으로 닿지 않는 부분은 SPPW를 많이 사용한다. 공기배관은 물배관에 비해 대구경인 경우가 많아서 STS에 비해 SPPW는 저렴하다. 또한 공기 위주의 접촉을 고려하면 부식의 염려가 적기 때문이다. 대신 수조 내부에 들어가는 배관부터는 플랜지처리하여 STS로 계획을 한다.

보통 송풍기 1대에 여러 곳의 수조의 공기배관이 연결되는데, 이때 수조에 들어가기 전에 버터플라이 밸브로 풍량조절이 가능하도록 계획한다. 실제 가동하면서 풍량을 운영자가 제어하는 경우는 거의 없고, 수조별 공기가 적정량 분배되도록 밸브를 계획하는 것이다. 여기서 현장에 가보면 수조 한쪽으로 쏠려서 공기가 다 빠져나가고, 다른 수조에는 공기가 공급되지 않는 것을 많이 보게 된다. 이는 송풍기에서 공기를 공급할때 공기들은 저항이 가장 작은쪽으로 쏠리게 되는데, 여러 수조에 연결하고, 수조별로 수위가 달라지기 때문에 발생하는 문제이다. 그렇다고 수조별로 송풍기를 일일이 배치하기에는 공사비가 너무 많이 소모되는 단점이 있다. 수조별로 수위가 일정하게 유지되는지, 레벨이 전혀 다르게 가동되는 수조가 있는지 분류하여, 수위위 변동이 큰 수조는 분리하여 공급하는 방안도 고려하여야 한다. 단, 수조에 공기공급이 얼마나 필수적인 요소인지가 우선 고려대상이다. 간헐적이라도 교반이 되면 큰 문제가 없는 수조도 있기 때문에 얼마나 필수적인지도 고려하여야 한다.

여담이기는 하나, 공기배관을 계획할때 지하실 송풍기 배관에서 수조 하부로 바로 수평 일자로 계획하면 배관 길이도 짧다는 생각이 들때가 있다. 굳이 수조 상부로 올렸다가 내릴 필요가 있을까라는 생각을 할 수가 있는데, 이런 역 U자 구간(수조 H.W.L보다 높은 구간)이 존재하지 않으면, 송풍기가 멈추면 산기관을 통해 수조안의 물들이 송풍기쪽으로 전부 쏠려나오게 된다. 그렇기 때문에 수조 상부로 공기배관을 돌려서 다시 수조 하부로 계획을 하는 것이다.