분산형 폐수처리 시스템(decentralized water treatment system)은 개인 주거지, 산업 또는 기관, 주택, 지역사회 등에서 폐수를 수집, 처리, 분산 및 재사용하는 기술을 말하는 것으로, 중앙집중 식 폐수처리 시스템(centralized water treatment system)과 함께 사용되거나 혹은 독립적으로 사용 될 수 있다. 대표적인 분산형 폐수처리 시스템으로는 혐기성 반응조(anaerobic reactors)를 이용하 거나 인공습지(constructed wetlands)를 활용하고 있다. 분산형 폐수처리 시스템은 기존의 중앙식 폐수처리 시스템이 처리할 수 없는 폐수를 처리할 수 있는 장점이 있다. 이에 산업화된 국가의 경우 중앙집중화된 시스템을 운영할 수 있는 기술적 및 경제적 지원이 있어 주로 중앙집중화된 폐수처리 방식을 운영하지만, 개발도상국에서는 중앙집중형 폐수처리 시스템을 운영하기 위한 정 책적, 경제적, 기술적 지원이 부족하기 때문에 분산형 수처리 시스템이 주목받고 있다. 분산형 수 처리 시스템에 관한 연구는 최근 증가하고 있어, 본 동향 보고서에서는 최근 연구 성과를 정리해 보고자 한다.

Muzioreva et al.(2022)은 체계적 문헌 검토를 통해 개발도상국에서 20 년간 수행된 분산형 폐수 처리 시스템에 대한 53 편의 논문을 분석하였다. 그중 약 77%의 논문이 지난 5 년간 수행한 연구 에서 알 수 있듯이, 분산형 폐수처리 시스템은 최근 주목받고 있는 주제이다. 한편, 개발도상국에 서 가장 많이 사용되고 있는 분산형 폐수처리 시스템은 인공습지와 정화조였다. 많이 연구되고 있는 국가는 아시아 국가였고, 남미 국가가 뒤를 이었다. 분야별로 보면 폐수 재사용, 영양소 회수, 바이오가스 재생이 가장 많이 논의되고 있었다. 하지만 기술과 디자인의 발전 측면에 대한 논의 는 많이 없었다. 한편, 분산형 폐수처리 시스템의 도입을 위해서는 제도적 역량을 키우고, 도시계 획 단계를 개선하며 또한 분산형 폐수처리 시스템이 사회적으로 수용되어야 하는 문제가 남아 있다는 것을 보여주었다. [1] 이처럼 개발도상국에서 실제 분산형 수처리 시스템을 활용하는 경우가 증가하면서, 실제 운영 현황에 관한 연구도 많이 발표되었다. Yang et al.(2021)의 중국 얼하이호(Erhai Lake) 주변의 146 개 농촌 분산형 폐수처리 시설에 대한 분석은 실제 활용 현황과 그 한계를 보여주었다. 연구 결과 연간 가동률은 64.4%에 불과했으며, 정상 가동 상태의 연평균 제거 효율을 보면 질소(total nitrogen, TN)의 73.7%, 암모니아성질소(NH3-N)의 87.6%, 화학적 산소요구량(COD)의 72%, 생화학적 산소요구량(BOD5)의 83.6%를 제거한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 연구진은 COD 와 BOD5 는 잘 제거되었지만, TN, NH3-N, 그리고 TP 의 처리 효율이 좋지 않아 향후 이를 개선하는 것이 주요 목표가 될 것으로 지적하였다. [2] Singh et al.(2019)의 논문에서는 인도의 마하라슈트라주에서 활용 하고 있는 분산형 폐수처리 시스템의 효율을 평가하였다. 그 결과 일부 플랜트의 효율은 문헌에 서 보고된 것보다는 낮았지만, 모든 플랜트의 폐수 수질이 중앙오염관리위원회의 허용 배출 한도 내에 있는 것으로 나타났다. 또한 환경에 미치는 영향을 고려하기 위해 전과정평가(LCA)를 수행 한 결과, 환경에 미치는 주요 영향으로는 COD, P-PO4 3- , N-NH4 +의 방출과 슬러지의 처리로 확인 되었으며, 에너지 소비량은 미미하여 그 영향은 적은 것으로 나타났다.