[지식정보] 건물 내 잡용수(Non-Potable Water) 재사용 가이드

단독 주택의 평균 실내 물 사용량은 미국 주거용 물 사용량의 약 70%를 차지한다. 새로운 주거용 화장실, 샤워 헤드 및 수도꼭지에 대한 최대 유량을 설정한 1992년 에너지 정책법 이후, 실내 미국의 물 사용량은 상당한 폭으로 감소했다. 1999년에서 2016년 사이 단독 주택에서만 1인당 실내 물 사용량이 15.4% 감소했다. 이러한 가구 사용량 감소는 주로 더 효율적인 비품과 가전제품에 기인하며 점유 또는 행동 변화의 결과가 아니다. 이러한 설비 및 기기 업그레이드로 인한 물 사용량 감소는 모든 시설 유형에 희망을 주고 있다.

단독 주택은 일반적으로 북미 수도 시설의 모든 고객 부문에서 가장 많은 물을 사용한다. 보다 효율적 설비 및 가전제품으로 인한 물 절약에도 불구하고, 잠재적인 절약을 완전히 실현하려면 아직 갈 길이 멀다. 2016년 기준으로 조사된 가정의 37%에는 물 효율적인 화장실이 되어 있고, 46%에는 물 효율적인 세탁기가 있다. 오래된 설비와 가전제품을 교체할 때마다 물 효율성을 높이는 기회가 생긴다. 고객 대면 및 실시간 물 사용 데이터를 추가로 사용하면, 누수 감지 및 물 사용 감소를 지원할 수도 있다. 여기서는 건물 시스템, 설비 및 가전제품을 통해 물 절약을 개선하기 위한 여러 옵션을 살펴본다.

자료: file:///C:/Users/userWM/Desktop/ULI-WaterWiseReport_Final_2022.pdf, ‘Water Wise: Strategies for Drought-Resilient Development’

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*스마트 미터링(계량기) 및 서브미터링(서브 계량기)

수도 계량기(water meters)는 사용된 물의 양을 측정하는 데 사용된다. 전통적인 수도 계량기는 수도 요금을 생성하기 위해 유틸리티 직원이 매월 또는 격월로 측정해야 한다(read). 스마트 계량기는 더 자주 원격으로 측정할 수 있어 고객과 수도 시설 모두에게 실시간 사용 정보에 대한 액세스를 제공한다. 또한, 이 외에도 물 사용이 발생한 날짜와 시간을 기록할 수 있다. 스마트 계량기를 사용하는 주요 이점은 소유자와 임차인이 실시간으로 물 사용량을 추적하고 그에 따라 결정을 내릴 수 있다는 것이다. 물 소비량에 대한 실시간 정보는 또한 누수 및 폐수를 보다 쉽고 빠르게 식별할 수 있게 하고, 소비자를 위한 소비 및 가격 투명성을 향상한다. 연구에 따르면, 스마트 계량기는 가정용 물 사용량을 3~53.4% 감소(평균 19.6%)시킨다.

세입자가 많고, 건물의 용도가 다양하더라도, 모든 시설이 단일 마스터 수도 계량기를 통해 물을 받고 있다. 물 사용 책임감이 부족한 세입자는 약 15~20% 더 사용하는 경향이 있다. 서브미터(submeters)를 사용하면 각 유닛, 아파트, 용도에서 사용하는 물을 계량하고 물 사용 청구를 개별적으로 할 수 있다. 실내 및 실외 사용을 별도로 서브미터링을하면 물 절약 기회를 식별하는 데 도움이 된다. 서브미터링에 대한 잠재적인 장애물에는 배관 시스템 설계 및 비용, 다양한 州 및 지역 법률로 정리해 볼 수 있다. 그러나 미국의 많은 주에서 서브미터링을 수용하는 법률을 제정하고 있다. 많은 수도 공급업체에서도 서브미터링 노력을 시작했으며, 이미 있던 시설에서도 서브미터를 추가로 더 설치하고 있다.

서브미터링이 불가능한 경우, 온수기, 수도꼭지, 샤워기, 화장실과 같은 주요 물 사용 설비와 기기에 유량 센서 또는 최종 사용 계량기를 설치하여 각 장치의 물 사용량을 추정할 수 있다. 중앙 위치에서 물 사용량 데이터가 수집되면, 각 장치의 물 사용량을 추정하고 마스터 미터 사용량 기록에 맞게 조정이 된다. 미국은 州마다 추정 서브미터링에 관한 규정이 다르다.

누수 감지 및 수리 LEAK DETECTION AND REPAIR

노후화된 기반시설, 부적절한 배관 및 설비 설치, 개별 사용을 위한 전용 계량기 부족으로 인해 누수를 찾고 수정하는 것이 어려울 수 있다. 누수는 때로는 몇 년 동안 눈에 띄지 않게 진행되어, 물 낭비는 물론 물리적 및 재정적 피해로 이어질 수 있다. 단일 거주지에서 누수가 발생하면 매년 수천 갤런의 물이 쉽게 낭비된다.

모든 누출을 감지하는 쉬운 방법은 없다. 하지만 다음을 포함한 예방 조치 및 솔루션을 사용할 수는 있다.

• 물 예산: 시설에 대한 물 예산은 설계 과정에서 시간 경과에 따른 물 사용 경향을 관찰하여 설정할 수 있다. 수도 요금 고지서, 계량기, 보조 계량기를 통한 물 사용 데이터의 가용성은 정확한 물 개발을 지원한다. 정상적인 물 예산을 초과하여 물 사용량이 급증할 때 누수를 더 쉽게 식별할 수 있다. 누수가 의심되는 경우 지역 수도 시설에 연락하여, 무료 또는 최소한의 비용으로 검사 서비스(audit services)를 받을 수 있다.

• 물 검사(water audits): 수도 시설 공급업체는 종종 물 절약 프로그램의 일부로 물 검사를 제공하지만 계약된 물 검사인도 이용할 수 있다. 검사관은 누수를 테스트하고 찾아내고, 수리를 직접 제공하지 않은 경우에도 수리 및 물 효율성에 대한 권장 사항을 제공할 수 있다.

• 누수 감지 장치(leak detection devices): 최신 누수 감지기는 누수와 비정상적인 물흐름의 문제가 확대되어 심각한 손상이 생기기 전에, 건물 관리자에게 즉시 경고를 보낸다. 고위험 구역에 누출 감지기를 설치함으로써 건물 운영자는 누출의 첫 징후가 있을 때, 경보를 수신하여 즉각적 조치를 할 수 있다. 더 나아가 이들 데이터를 빌딩 자동화 시스템에 연결하면 공급 밸브나 누출 관련 장비 차단과 같은 자동화된 대응이 가능하여, 기술자가 도착하기 전에 큰 손실을 방지할 수 있다.

• 배관, 설비, 기기 등 수리 및 교체: 수도 감사관과 배관 기술자는 배관 누수를 식별하고 수리할 수 있다. 하지만, 교체해야 하는 설비, 기기, 장비에서 누수가 발생하면 수리가 더 간단해질 수 있다. 천천히 누수 되는 비품은 놀라운 양의 물을 낭비한다. 2초에 한 방울씩 떨어지는 수도꼭지는 연간 1,000갤런 이상의 물을 낭비한다. 여러 연구에 따르면, 모든 주거용 화장실의 20~35%가 누출되어, 감지되지 않은 채 직접 하수관으로 흘러간다. 작동이 잦은 낡은 밸브가 가장 흔한 원인이며 쉽고 저렴하게 교체할 수 있다.

누수 방지, 조기 감지, 신속한 개선은 모두 물 절약 및 재정 보안의 핵심이다.

물 효율적인 설비 및 기기

앞서 언급했듯이 실내 물 사용량의 감소는 주로 보다 효율적인 설비 및 가전제품에 기인한다. 더 많은 부동산이 물 효율적인 설비 및 가전제품을 사용할수록 더 많은 물, 에너지, 비용을 절약할 수 있다.

*물 효율적인 설비 및 가전제품과 관련 참조.

• 미국 국가 표준이상으로 초과하는 배관 설비와 가전제품에 대한 표준 및 지침은 물 효율성 연합(Alliance for Water Efficiency)의 차트에 소개되어 있다. 이러한 표준 및 지침은 다음과 같은 자발적 프로그램과 법의 일부로 구성되어 있다. 예를 들어 WaterSense와 LEED와 같은 자발적 프로그램, 국제 배관 및 기계 공무원 협회(International Association of Plumbing and Mechanical Officials)의 녹색 배관 및 기계 코드 부록(Green Plumbing and Mechanical Code Supplement), 국제 코드 위원회(International Code Council)의 국제 녹색 건설 코드(International Code Council’s International Green Construction Code) 등이 있다.

• 미국 환경 보호국(EPA)이 후원하는 자발적 파트너십 프로그램인 WaterSense는 물 효율적인 제품에 대한 라벨이자 물 보존을 위한 원천 자료 역할을 한다. WaterSense 라벨을 사용하면 EPA의 효율성 및 성능 기준을 충족하는 물 효율적인 제품, 새 주택, 프로그램 등을 쉽게 찾을 수 있다. WaterSense 라벨이 부착된 제품 및 서비스는 물을 20% 이상 덜 사용하고 에너지를 절약하며 일반 모델과 같거나 더 나은 성능을 인증 받았다는 것을 입증한다.

*물 효율 사례: Clarion Partners의 호텔을 위한 물 효율적인 설비

호텔 싱글룸은 하루 평균 약 396갤런의 물을 사용한다. 미국에서 호텔 물 사용량은 상업용 및 기관용 부동산 총 물 사용량의 약 15%를 차지한다. 호텔 산업은 특히 물 스트레스를 경험하는 지역에서 물 스마트 전략 발전에 필수적인 역할을 한다. 부동산 투자 관리 회사인 Clarion Partners는 미국 25개 주에 걸쳐 8,300개 이상의 객실을 포함하여 56개의 호텔 자산을 포트폴리오로 보유하고 있다. 2014년부터 2018년까지 대규모 리노베이션 프로그램 일환으로 Clarion Partners는 호텔 포트폴리오 전반에 걸쳐 욕실 설비를 교체하여 물 절약과 효율성을 개선했다.

Clarion 포트폴리오에 있는 호텔의 90% 이상이 저유량 화장실을 구현했으며, 이를 통해 호텔당 연간 평균 9,000달러를 절약할 수 있을 것으로 추산된다. 호텔의 개선된 수도꼭지 장치는 연간 물 소비량을 약 91,000갤런을 줄이는 데 도움이 되었으며, 이는 호텔당 연간 평균 $1,000를 절약한 것과 같다. 게다가 Clarion 포트폴리오 호텔의 95%에서 샤워 헤드도 교체되었다. 이 업그레이드된 샤워 헤드는 놀랍게도 500,000갤런의 물과 $5,550의 비용을 절약할 수 있다. 또한 온수기는 물 사용량이 줄어들 때 에너지를 덜 사용하므로 천연가스를 추가로 $1,700 절약하여 호텔당 총 연간 평균 $7,250를 절약할 수 있다. Clarion Partners의 호텔 리노베이션 프로그램은 호텔 객실의 유비쿼터스 가전제품의 작은 변화가 물, 에너지, 비용을 대규모로 절약하는 엄청난 기회를 보여준다.

CHUCK LATHEM(Managing Director, Clarion Partner) 주장

“손님의 편안함을 보장하면서 환경에 도움이 되는 지속 가능한 관행을 구현하는 것은 상호 이익 관계다. 호텔은 매년 수백만 명의 여행자를 수용하면서, 환경을 개선하는 정량화 조치를 보여주고, 고객 경험을 보완한다.”

물 재사용

물 절약 및 효율성 노력은 물 수요 충족을 위한 가장 비용 효율적이고 접근 가능하며 환경친화적 옵션이다. 더구나 물 재사용은 일부 상황, 특히 물 요구량이 많은 시설의 경우 합리적인 옵션이 될 수 있다.

주와 지방 자치 단체는 물 재사용에 대해 서로 다른 규칙과 규정이 있다. 물 재사용 규정 및 지침이 있는 州에 대한 지도(map)는 물 재사용에 대한 EPA 웹사이트를 참조하면 된다.

물 효율성 옵션과 지역 물 재사용 규정의 탐구를 통해, 부동산 시설은 물 재사용을 활용하여 수돗물 사용을 더욱 줄일 수 있다. 대체 물 원천(alternative water sources)에는 한 응용 프로그램(또는 프로세스)에서 배출되는 물이 다른 응용 프로그램에서 캡처, 처리, 사용되는 물이 포함된다. 대체 물 원천은 품질이 다양하며 적절한 최종 용도와 신중하게 일치해야 한다. EPA는 잠재적 수원 및 재사용 물의 용도에 대한 식별을 돕기 위해 물 재사용에 대한 지침을 발표했다.

대체 물 원천에는 다음이 포함된다.

• 재생/리사이클링/보라색 파이프 물(purple pipe water): 일부 지방 자치 단체에서는 수돗물 사용을 줄이기 위해 도시 하폐수 처리 시설에서 재생된 물을 재사용하고 있다. 지방 자치 단체마다 재사용 매개변수가 다르지만, 시에서 공급하는 재생수는 현장에서 물 재사용 시스템을 만드는 것보다 비용 효율적인 옵션이다.

• 빗물(rainwater): 빗물 수집(rainwater harvesting)은 선사 시대부터 내려온 전통이다. 현재 빗물 수확은 일반적으로 지붕에서 유출되는 빗물을 모으는 빗물 저장통이나 저수조가 특징이다. 빗물은 일반적으로 약간의 처리 또는 여과로 관개용수를 보충 혹은 대체하는 데 사용된다. 가뭄이 더 빈번해지고 장기간으로 가면, 빗물과 빗물 수집 방식을 다른 물 재사용 방법과 병행 사용하는 것이 좋다.

• 폭우 빗물(stormwater): 폭우 수집은 주차장, 도로, 건물 주변 조경과 같은 지붕이 아닌 지상 표면에서 수집된 빗물을 말한다. 폭우 빗물은 일반적으로 둑, 저습지, 빗물 정원과 같은 현장에서 캡처 및 배포되거나, 조경용 관개 및 기타 용도를 위해 물을 펌핑하는 장기 저장 저류지로 보낼 수 있다. 그러나 폭우 빗물의 품질은 지상의 오염 물질에 따라, 일반 빗물의 품질보다 더 다양해질 수 있다.

• 기초 배수물(foundation drain water): 기초 배수장치는 침수 방지를 위해, 침투하는 지하수를 수집하기 위해 기초 또는 지하실에 설치되는 파이프다. 물은 일반적으로 현장 밖으로 이동되지만 재사용할 수 있다.

• Graywater: Graywater는 변기, 주방 싱크대, 식기 세척기 폐기물, 이와 유사한 오염원과 접촉하지 않은 처리되지 않은 폐수로 정의된다. 중수로 사용이 가능하다. Graywater에는 욕조, 샤워기, 욕실 세면대, 세탁기, 세탁조에서 나오는 폐수가 포함된다. Graywater는 그대로 두면 하수구로 향할 수 있는 사용 가능한 물이다. Graywater 처리 시스템 설치를 고려하는 경우, 해당 시스템이 적절한 규정을 충족하는지 확인하기 위해 지역 보건 및 코드 부서 담당자와 상의가 필요하다.

• 처리된 블랙워터(treated blackwater): 블랙워터는 주방, 세면대, 식기세척기, 소변기, 화장실에서 나오는 폐수다. 재사용을 위한 블랙워터의 현장 처리에는 프로젝트별 분석이 필요하다. 많은 상업 프로젝트에서 정화조 및 지상 가까운 곳에 도우징(dosing) 탱크(일단 폐수 찌꺼기를 가라앉히는 탱크)부터 전체 폐수용량 처리장 설치에 ​​이르는 기존의 조경 관개 기술을 사용한다. 또 다른 예는 폐수를 화장실과 소변기에 충분한 품질로 처리하는 경우도 있다. 모든 적용 가능한 공중 보건 및 환경 문제가 고려되고 적절한 기술이 사용된다. 규정 준수를 위해 모든 블랙워터 처리 및 재사용 프로젝트의 설계 및 개발에 보건부, 법규 집행, 수질 공무원의 참여가 중요하다.

• 에어컨 장치의 응축수(condensate from air-conditioning equipment): 공기 중의 수증기가 에어컨의 냉각 코일과 접촉하면 물이 기체에서 액체로 변하며 이를 응축수라고 한다. 이 응축수는 물이 장비나 건물을 손상시키지 않도록 제거해야 한다. 대부분 응축수는 드립 팬에 포착되어 하수 시스템으로 배출된다. 그러나 재사용할 수 있다. 응축수는 일반적으로 고품질이며 냉각 부하가 높은 기간 동안 가장 많이 생성되므로, 냉각탑 보충수의 좋은 공급원이 된다.

• 냉각 장비 배출수(cooling equipment blowdown water): 축적된 미네랄을 제거하기 위해 냉각 장비에서 배출되는 물을 블로우다운 워터라고 한다. 블로우다운이 필요한 냉각 장비는 대부분 냉각탑, 증발식의 공기 응축기/냉각기/냉각 에어컨, 중앙 보일러 등이다. 블로우다운 물은 일반적으로 하수구로 배출되지만, 관개용으로 충분한 품질인 경우가 많다. 블로우다운 워터는 다른 용도, 특히 냉각 장비의 보충수로 재사용하기에 적합하도록 처리될 수 있다.

• 필터 및 역삼투 수(filter and membrane reject water): 필터와 멤브레인(일종의 막(膜))을 사용하여 불순물을 제거하는 역삼투 수처리 시스템에는 정제수가 멤브레인을 통과한 후 남아 있는 잔류수가 있다. 이 잔류수는 시스템에 유입된 원수보다 덜 깨끗하지만, 여전히 다른 용도로 재사용할 수 있다. 잔여류수는 화장실 및 소변기 물, 냉각 장비 보충수, 관개, 연못, 분수, 폭포와 같이 더 높은 수질을 요구하는 용도 또는 음용수가 필요하지 않은 기타 공정 또는 용도에 적합할 수 있다.

현장의 대체 물 원천에서 가능한 물의 잠재적인 사용은 다음과 같다.

• 관개;

• 냉각탑 보충수;

• 화장실 및 소변기 내림 물(flushing);

• 장식용 연못, 분수, 폭포를 위한 보충수;

• 수돗물을 필요로 하지 않는 공정 또는 기타 용도;

• 굴뚝 장비 세척(Fume hood scrubbers)

현장 별로 대체 수원을 포착하고 운반하는 능력이 다르다. 때문에, 잠재적 수원의 가능성을 평가하여 비용 영향과 투자 회수 기간을 결정하는 것이 현명하다. 현장 수처리 및 재사용 시스템에는 상당한 설계 노력과 초기 비용이 필요할 수 있다. 더 복잡한 시스템에 대한 운영 및 유지 관리 비용도 높을 수 있으며 시스템 투자 회수가 잠재적으로 수년 동안 연장될 수 있다. 이러한 시스템도 잘못 관리하면 오염될 수 있다. 이러한 잠재적인 문제에도 불구하고 폐수 재활용 및 재사용 기술에 대한 세계 시장은 2021년 213억 달러에서 2026년 405억 달러로 성장할 것으로 예상된다.

각 유형의 대체 수원 및 재사용 방법에 대한 특정 고려 사항에 대한 자세한 내용은 다음 리소스를 참조.

• 미국 환경 보호국(U.S. Environmental Protection Agency)의 물 재사용 웹사이트에는 물 재사용에 대한 지침, 물 재사용과 관련된 정책 및 규정이 있는 주의 지도, 물 재사용과 관련된 더 많은 리소스가 포함.

• 미국 연방 에너지 관리 프로그램(U.S. Federal Energy Management Program)의 대체 수원(Alternate Water Sources) 웹사이트는 대체 수원 지도 및 대체 수자원 프로젝트를 실행할 위치를 계획하는 데 도움이 되는 도구를 제공.

• NSF International/ANSI 350: 현장 주거 및 상업용 재사용 처리 시스템은 현장 주거 및 상업용 물 재사용 처리 시스템에 대한 최소 재료, 설계 및 건설, 성능 요구 사항을 설정.

• 국제 배관 및 기계 공무원 협회(International Association of Plumbing and Mechanical Officials)의 물 효율성 및 위생 표준은 음용수가 아닌 물 사용을 위한 대체 수원 시스템의 건설, 변경 및 수리에 대한 지침을 제공.

• Worthen Foundation이 다양한 산업 및 기관 파트너와 협력하여 개발한 현장 비식수 재사용 실행 가이드(Onsite Non-Potable Water Reuse Practice Guide)는 모든 유형 및 규모의 물 사용 시스템에 대한 정보, 단계별 지침 및 예를 제공.

• WateReuse Association은 물 재이용을 늘리기 위한 법률, 정책 및 자금 조달에 전적으로 초점을 맞추는 수도 시설, 기업, 산업 및 상업 기업, 비영리 조직 및 협회를 위한 비영리 무역 협회.

• 물 효율성을 위한 연합(Alliance for Water Efficiency)은 물 재사용과 관련된 정보와 자원을 제공.