24년 2회차

고탁도·저수온기에는 폴리염화알루미늄(PACl) 등 알루미늄계 응집제가 더 효과적이며, 철염계 응집제를 사용하는 것이 바람직하다는 서술은 옳지 않다. 황산알루미늄은 저수온·고탁도에서 응집성이 떨어지기 때문에 이 조건에서는 PACl을 사용하도록 하고 있다.

• 황산알루미늄은 취급이 용이해 액체 형태가 많이 사용된다.
• 폴리아크릴아미드계 응집제는 잔류 단량체의 유해성 우려로 정수처리에 사용하는 것이 바람직하지 않다.
• PACl은 황산알루미늄보다 적정주입 pH 범위가 넓고 응집성이 좋다.

침전지 표면적은 $A = \dfrac{Q}{\text{표면부하율}} = \dfrac{50{,}000}{24} \approx 2{,}083\ \mathrm{m^2}$이다.

체류시간 6시간(=0.25일)을 이용하면 침전지 용적은 $V = Q\times t = 50{,}000 \times 0.25 = 12{,}500\ \mathrm{m^3}$

따라서 깊이는 $h = \dfrac{V}{A} = \dfrac{12{,}500}{2{,}083} \approx 6\ \mathrm{m}$이다.

같은 결과를 깊이 = 표면부하율 × 체류시간으로도 얻을 수 있다: $24 \times 0.25 = 6\ \mathrm{m}$

기계식 혼화는 임펠러 등 기계적 교반장치를 이용하는 방식으로, 국내 정수장에서 가장 널리 채택되는 급속혼화 방식이다.

파이프격자식·인라인고정식·수류식은 각각 적용되는 설계기준과 활용 범위가 정해져 있는데, 나머지 보기들은 각 방식의 실제 설계기준이나 적용 범위와 어긋난 서술이다.

급속여과지에서 단층 여과속도 120~150m/d와 예비지를 포함한 2지 이상의 지수가 기준에 맞는 서술이다.

여과지 1지의 여과면적은 역세척수의 균등한 분배와 유지관리를 위해 150㎡ 이하를 표준으로 한다. 면적이 지나치게 크면 세척이 고르지 않아 머드볼 생성과 여층 편류를 부른다는 점에서, 300㎡ 이상이라는 서술은 기준과 반대 방향이다.

여과지의 형상은 하부집수장치 배치와 세척수 흐름을 고려해 직사각형을 표준으로 하므로 정사각형이 표준이라는 서술도 맞지 않는다. 지수를 2지 이상으로 두는 것은 한 지를 역세척하거나 보수하는 동안에도 여과를 계속하기 위한 조건이다.

급속여과지에 사용하는 여과용 자갈은 세척 후 탁도가 30 NTU 이하로 유지되어야 한다는 것이 옳은 기준이다.

나머지 보기는 기준의 방향이나 수치가 어긋난 서술이다. 염산가용률은 불순물이 적을수록 좋으므로 일정 값 이하로 제한하는 상한 기준이고, 비중은 역세척 시 유실되지 않도록 일정 값 이상을 요구하는 하한 기준이며, 자갈의 형상 역시 최장축과 최단축의 비를 제한하는 별도 기준이 정해져 있다.

급속여과지 세척에서 부착된 탁질의 박리·분리는 여과층을 20~30% 팽창시켰을 때 가장 효과적으로 이루어진다는 것이 일반적인 설계 기준이다.

역세척에는 잔류염소가 있는 정수도 사용할 수 있으며, 수온이 낮아 물의 점성이 커지는 겨울철에는 동일한 역세척률에서도 여름철보다 여층 팽창률이 더 커지는 경향이 있으므로 여름철 팽창률이 겨울의 2배가 된다는 서술은 방향이 반대이다.

트로프의 크기는 최대배출수량에 약 20% 정도의 여유를 둔 수량을 배출할 수 있어야 하므로, 약 10% 여유를 둔다는 서술은 기준에 미치지 못하는 값이다.

나머지는 모두 옳은 설명이다.

• 세척 시 월류하는 트로프 상단의 간격은 1.5 m 이하로 한다.
• 트로프는 상단에서 완전히 월류하는 상태가 유지되는 용량이어야 한다.
• 세척수가 고르게 월류하도록 트로프 상단은 완전히 수평·동일 높이로 견고하게 설치한다.

전염소처리는 규조류인 멜로시라(Melosira), 시네드라(Synedra) 등에 의한 여과지 폐색이나 냄새 문제를 제어하는 데 주로 활용된다.

반면 마이크로시스티스(Microcystis)와 같은 남조류는 세포가 파괴될 경우 독소(마이크로시스틴 등)가 유출될 위험이 있어, 전염소처리 대상으로 연결짓는 것은 적절하지 않다.

철과 망간의 산화·제거, 부식질(휴민산 등) 유기물 대응은 중간염소처리와 연결되는 대표적인 처리대상이다.

자외선 소독장치의 장치능력은 일최대급수량을 기준으로 정하고, 자외선투과율은 70% 이상을 표준으로 한다.

소독설비는 수요가 가장 몰리는 시점에도 요구 조사량(照射量)을 확보해야 하므로, 평균값이 아니라 일최대급수량에 맞추어 용량을 결정한다. 평균급수량으로 설계하면 최대 수요 시 유량이 늘어 접촉시간과 조사량이 함께 부족해지고 소독능력이 곧바로 미달된다.

자외선투과율은 물이 자외선을 얼마나 감쇠 없이 통과시키는지를 나타내는 값으로, 탁도와 용존 유기물이 높을수록 낮아진다. 투과율이 떨어지면 같은 조사량을 얻기 위해 램프 수와 소비전력이 급격히 늘어나므로 70% 이상의 수질을 전제로 설계한다.

정수지의 유효용량은 최대급수량을 기준으로 최소 2시간분 이상을 표준으로 하므로, 최소 1시간분을 표준으로 한다는 서술은 옳지 않다.

정수지는 여과수량과 송수량의 변동을 조절·완화하는 기능을 하며, 장폭비는 물흐름 방향 길이(L)와 폭(W)의 비를 의미한다.

염소접촉조에서 지아디아의 불활성화를 위해서는 유리잔류염소 1 mg/L 기준으로 최소 30분의 순접촉시간을 확보해야 한다.

추적자는 오히려 원수 중에 존재하지 않아야 하므로, 원수 중에 포함되어 있을 것이라는 요건만 성립하지 않는다.

배경농도가 있으면 주입한 추적자에 의한 농도 상승분을 배경과 구분할 수 없어 유출 농도 곡선이 왜곡되고, 그로부터 구하는 체류시간이나 T₁₀ 값을 신뢰할 수 없게 된다. 실험은 주입 전 농도가 사실상 0인 상태에서 시작해야 한다.

나머지는 모두 필요한 요건이다.

• 반응성이 없을 것 — 공정 중 분해·흡착으로 소모되면 주입량과 회수량의 물질수지가 맞지 않아 곡선 해석이 불가능하다.
• 투입과 검출이 용이할 것 — 시간에 따른 농도 변화를 촘촘히 측정할 수 있어야 체류시간 분포를 그릴 수 있다.
• 저렴하고 다루기 용이할 것 — 대용량 정수시설에서는 주입량이 많고 반복 실험이 필요하며, 인체와 수질에 무해해야 한다.

99% 살균에는 10분이 필요하다.

Chick의 법칙은 -dN/dt = kCN 형태로, 일정 농도에서 세균 사멸이 1차 반응을 따른다. 적분하면 $\ln\frac{N_0}{N} = kCt$이다.

주어진 조건에서 5분에 90% 살균(10% 생존, N/N₀ = 0.1)이므로:
$\ln\frac{1}{0.1} = kC \times 5$ → $\ln 10 = kC \times 5$ → $kC = \frac{\ln 10}{5} = \frac{2.303}{5} = 0.4606 \text{ min}^{-1}$
99% 살균(1% 생존, N/N₀ = 0.01)에 필요한 시간을 구하면:
$\ln\frac{1}{0.01} = 0.4606 \times t$ → $\ln 100 = 0.4606 \times t$ → $4.605 = 0.4606 \times t$ → $t = 10 \text{ min}$

'중화제는 일반적으로 탄산나트륨이 사용된다'가 옳지 않은데, 중화제로는 탄산나트륨이 아닌 수산화나트륨(또는 가성소다)이 일반적으로 사용되기 때문이다. 탄산나트륨은 염소와의 반응성이 낮아 제해용으로는 부적합하며, 수산화나트륨이 빠른 중화 반응을 통해 염소를 효과적으로 제거한다.

염소가스 저장시설의 제해설비는 누출 시 방출된 염소가스를 중화·흡수하여 대기 방출을 방지하기 위한 설비다. 다음은 모두 현행 산업안전보건기준에 부합하는 올바른 설명이다.

• 제해설비의 중독 방지 목적
• 저장량 기준별 제해제 상비 의무
• 중화반응탑의 형식들

액화염소주입설비는 사용량이 많은 시설(20kg/h 이상)에는 액체 염소를 안정적으로 기화시키기 위해 원칙적으로 기화기를 설치해야 한다.

• 염소주입기실은 지하실이나 통풍이 나쁜 장소를 피하고, 주입지점에서 가급적 가까운 곳에 설치해야 한다.
• 한랭 시에도 액화염소의 기화가 원활하도록 간접보온장치로 실내온도를 충분히 유지해야 하며, 5~10℃ 수준으로 낮게 유지하는 것은 적절하지 않다.
• 누출된 염소가스는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하므로, 주입기실을 주입점의 수위보다 낮은 실내에 두는 것은 원칙에 맞지 않는다.

침전지슬러지와 입상활성탄흡착지의 역세척배출수는 함유된 물질의 성상이 서로 달라 구분하여 처리하는 것이 원칙이다.

활성탄 흡착지 역세척수에는 흡착 과정에서 탈리된 유기물질 등이 섞여 있어, 무기물 위주인 침전슬러지와 같은 계통으로 처리하면 처리효율이 저하될 수 있기 때문이다.

• 역세척배출수의 상징수나 슬러지 농축조 상징수는 수질을 확인하여 재활용하는 것이며, 무조건 직접 반송하거나 반송이 금지되는 것은 아니다.
• 침전지슬러지와 여과지 역세척배출수를 반드시 병합해야 하는 것도 아니다.

망간 제거효율은 원수 중 유기물량 등 수질 조건에 따라 달라진다.

망간은 환원이 아니라 산화 과정을 거쳐 이산화망간 형태로 석출·제거되므로, 환원과정을 통해 제거된다는 설명은 맞지 않다.

• 망간이 문제가 되는 시기는 저수지 성층화가 일어나는 하절기~가을철인 경우가 많아, 동절기라는 설명은 옳지 않다.
• pH를 낮추면 오히려 망간의 용해도가 높아져 용출이 촉진되므로, pH 5~6으로 낮춰 용출을 억제한다는 설명은 반대로 되어 있다.

동절기의 지오스민은 수온이 낮아 미생물 분해 활성이 떨어지고 저분자 유기물과의 흡착 경쟁도 커져, 오히려 하절기의 2-MIB보다 제거하기 어렵다. 따라서 동절기 지오스민이 더 쉽게 제거된다는 설명은 옳지 않다.

나머지 설명은 입상활성탄의 흡착 특성과 일치한다. 지오스민은 저분자 자연유기물질(NOM)과 흡착 자리를 두고 직접 경쟁하며, 분자량이 큰 유기물은 활성탄 세공을 막아 흡착능을 저하시키고, 세공 내부에서는 농도차에 따라 흡착과 탈착이 반복적으로 일어난다.

역삼투 막모듈을 장기간 정지시킬 때는 미생물 번식과 막 손상을 막기 위해 아황산수소나트륨 등 환원성 보존액을 사용하며, 산화력이 강한 과망간산나트륨은 막을 손상시키므로 사용하지 않는다.

고속류의 저압 플러싱과 약품세척을 조합하는 방식, 약 1~2% 농도의 구연산 세척액 사용, 막차압이 약 200kPa 이상으로 상승했을 때 세척을 실시하는 것은 모두 일반적인 막모듈 관리 방법과 일치한다.

케이크층은 원수 중의 현탁물질이 막 면상에 계속 쌓여 형성되는 부착층이다.

겔상의 비유동성층은 농도분극에 의한 겔층, 난용해성 물질의 석출층은 스케일층, 흡착성 물질이 달라붙어 생기는 층은 흡착층에 해당하므로 케이크층의 정의와는 구분된다.

오존 기반 고도산화공정의 핵심은 오존으로부터 OH(수산기) 라디칼을 더 많이 생성시키는 것이며, 이때 사용하는 자외선의 주파장은 254nm이다.

OH 라디칼은 산화전위가 오존 자체보다 훨씬 높아, 오존 단독으로는 잘 분해되지 않는 지오스민·2-MIB 같은 맛·냄새물질과 미량 유기물까지 비선택적으로 빠르게 산화시킨다. 그래서 과산화수소를 함께 주입하는 PEROXONE(O₃/H₂O₂)이나 자외선을 병용하는 O₃/UV로 라디칼 생성을 촉진한다.

자외선 산화·소독에 쓰이는 저압수은램프의 주된 방출 파장이 254nm이며, 이 파장의 광에너지가 오존을 분해해 OH 라디칼 생성을 유도한다. 452nm는 자외선이 아니라 가시광선 영역이어서 이러한 광분해를 일으키지 못한다.

먹는물수질공정시험기준 총칙상 표준온도는 0℃이며, 상온은 15℃~25℃, 실온은 1℃~35℃로 정의되어 있다. 따라서 표준온도를 25℃로 하고 상온과 실온의 온도구간을 서로 뒤바꾸어 제시한 설명은 옳지 않다.

공정시험기준 이외의 방법이라도 국내외에서 공인되어 동등 이상의 정확도가 인정되면 사용할 수 있다는 것, 표준원액·표준용액의 농도계수를 보정하는 시약으로 특급시약을 쓴다는 것, 열수는 약 100℃를 뜻한다는 것은 모두 총칙의 내용과 일치한다.

시안 시험용 시료는 정제수로 씻은 유리용기 또는 폴리에틸렌병에 채취하고, 수산화나트륨으로 pH 12 이상의 알칼리성으로 만들어 냉암소에 보관하는 것이 옳은 방법이다.

시안은 시료가 산성으로 기울면 유독한 시안화수소(HCN) 기체로 휘산되어 손실되기 때문에, 채취 직후 알칼리로 고정해 이온 상태로 붙잡아 두는 것이 보존의 핵심이다.

• 최대 보관기간은 28일이 아니라 14일이며, 가능한 한 즉시 시험해야 한다.
• 잔류염소가 공존하면 시안이 분해되므로 제거해야 하는 것은 맞지만, 이때 넣는 시약은 티오황산나트륨이 아니라 아스코르브산(아스코르빈산)이다.

여과한 여과지는 클로로필 색소가 빛과 열에 의해 쉽게 분해되므로 건조하지 않고 즉시 분석하거나 냉동 보관해야 하며, 건조하여 찬 곳에 보관한다는 설명은 옳지 않다.

즉시 여과할 수 없을 때는 빛이 차단된 암소에서 4℃ 이하로 냉장하고 채수 후 24시간 이내에 여과해야 하며, 여과한 여과지는 상온에서 3시간, 냉동 보관 시에는 25일까지 보관할 수 있다는 내용은 시료 보존방법과 일치한다.

먹는물수질공정시험기준상 탁도의 정량한계는 0.02 NTU이다.

정량한계는 시험분석 결과가 일정한 신뢰성을 갖고 정량화할 수 있는 최소치를 뜻하며, 탁도계의 검출·정량 성능을 판단하는 기준으로 사용된다.

바탕시험을 뺀 실제 적정 소비량이 6.0 mL이므로 염소이온 농도는 약 21.3 mg/L이다.

먹는물수질공정시험기준의 적정법 계산식은 $\mathrm{Cl^-}(\mathrm{mg/L}) = (a-b)\times f \times \dfrac{1000}{V} \times 0.3545$ 이며, a는 시료 적정에 소비된 0.01 M 질산은용액의 양(6.5 mL), b는 바탕시험 소비량(0.5 mL), f는 농도계수(1), V는 시료량(100 mL)이다.

0.01 M 질산은용액 1 mL는 염소이온 0.3545 mg에 해당한다(0.01 mmol × 35.45 mg/mmol).
대입하면 $(6.5-0.5)\times 1 \times \dfrac{1000}{100} \times 0.3545 = 21.27$
따라서 약 21.3 mg/L이다.

바탕시험값을 빼지 않으면 약 23.0 mg/L가 되고 시료량 환산(1000/100 = 10배)을 빠뜨리면 2.13 mg/L가 되므로, 바탕시험 보정과 부피 환산을 모두 거쳐야 한다.

나이트로사민류는 액체크로마토그래프가 아니라 기체크로마토그래프-질량분석기(GC-MS/MS)로 분석하는 것이 일반적인 방법이므로, 액체크로마토그래프-질량분석기로 분석한다는 설명은 옳지 않다.

시설용량 50,000톤/일 이상 정수장의 분석주기가 분기 1회라는 것, 측정 대상이 NDMA·NDEA 등이라는 것, 잔류염소가 있으면 티오황산나트륨으로 제거한다는 것은 모두 고시 내용과 일치한다.

액체섬광계수법으로 라돈을 측정할 때, 물 시료와 칵테일 용액이 혼합된 시료가 빛에 노출되면 화학발광에 의해 측정값이 오히려 증가할 수 있어 암소에서 보관·측정해야 하므로, 빛이 측정값을 감소시킨다는 설명은 옳지 않다.

액체섬광계수기를 사용해 측정한다는 것, 표준물질과 시료의 성상 차이로 계측효율 차이가 발생할 수 있다는 것, 최종결과를 국제표준단위인 Bq/L로 표기한다는 것은 모두 라돈 측정방법과 일치한다.

관 흐름 조건의 환산계수를 1.0으로 둔다는 서술과, 도류벽이 없을 때 추적자 시험 결과로 환산계수를 산출한다는 서술이 옳다.

소독제 접촉시간 T는 이론적 체류시간에 환산계수(T₁₀/T)를 곱해 정한다. 환산계수는 도류벽·격벽 배치가 나쁠수록 작고 좋을수록 커지며, 이상적인 압출류에 가까운 관 흐름에서 1.0이 된다.

• 수리학적 체류시간의 20 %만 인정한다는 서술: 도류벽 없이 단락류가 심한 정수지에 적용하는 환산계수는 0.1 수준이고, 도류벽 배치가 개선될수록 0.3·0.5·0.7로 올라간다. 정수지 전체에 20 %라는 값을 일률적으로 적용하지 않는다.
• 장폭비 40을 추적자 시험 요건으로 든 서술: 장폭비(길이/폭) 40은 40 이상이면 관 흐름으로 간주해 환산계수 1.0을 적용하는 판정 기준이지, 40 이하일 때 체류시간을 추적자 시험으로 구하라는 기준이 아니다. 추적자 시험이 요구되는 것은 ㄷ처럼 도류벽이 설치되지 않은 경우다.

흡습성이 강해 사용 전 건조·계량이 필요하고 현장 온라인 분석이 안 되는 고가의 추적물질은 리튬(Lithium)이다.

추적자로 쓰는 염화리튬(LiCl)은 조해성이 커서 공기 중 수분을 즉시 빨아들이므로, 그대로 무게를 달면 흡습분만큼 과대 계량된다. 그래서 건조 후 칭량해야 하고, 리튬 정량은 원자흡광이나 유도결합플라스마 같은 실험실 기기가 필요해 현장 연속측정이 불가능하며 시약 단가도 높다.

• 나트륨(Sodium): 소금 형태로 값이 싸고 전기전도도로 현장에서 연속측정이 가능하다.
• 불소(Fluoride): 이온선택성 전극으로 현장에서 바로 측정할 수 있다.
• 로다민 WT(Rhodamine WT): 액상 형광염료여서 건조·계량이 필요 없고 형광광도계로 현장 연속측정이 가능하다.

여과지의 탁도 감시기능을 강화하기 위해서는 초저농도 입자까지 계수할 수 있는 입자계수기를 활용해 여과수 중 입자수 변화를 감시한다.

전기전도도계, 알칼리도계, TOC 측정기는 각각 이온농도, 알칼리도, 유기물량을 측정하는 계측기로 여과지 탁도(입자 유출) 감시와는 목적이 다르다.

수돗물 생산량은 $5{,}000\ \mathrm{m^3/h} \times 24\ \mathrm{h} = 120{,}000\ \mathrm{m^3/d}$이다.

염소주입농도는 주입량을 생산량으로 나누어 구한다.

$\dfrac{300\ \mathrm{kg/d}}{120{,}000\ \mathrm{m^3/d}} = 0.0025\ \mathrm{kg/m^3} = 2.5\ \mathrm{g/m^3} = 2.5\ \mathrm{mg/L}$

염소요구량은 주입농도에서 잔류염소농도를 뺀 값이므로 $2.5 - 0.8 = 1.7\ \mathrm{mg/L}$이다.

건조감량 기준은 수처리제의 기준과 규격 및 표시기준상 50%보다 훨씬 낮은 값으로 규정되어 있어, 50% 이하라는 수치는 옳지 않다.

페놀가 25 이하, 메틸렌블루탈색력 150mL/g 이상, 요오드흡착력 950mg/g 이상은 입상활성탄의 성분규격 기준과 일치한다.

막여과 전처리설비는 공급수의 SDI(silt density index)가 기준값 이하가 되도록 안정적으로 처리할 수 있는 설비로 하는 것이 원칙이므로, SDI가 5.0 이상이 되도록 한다는 설명은 방향이 반대여서 옳지 않다. SDI 값이 클수록 막오염 유발 물질이 많다는 뜻이기 때문이다.

SDI·MFI가 막오염지수로 불린다는 것, 공경 0.45μm 멤브레인필터로 여과할 때의 소요시간으로 산출한다는 것, 케이크 여과이론에 기반한 MFI 활용이 늘고 있다는 것은 막오염지수에 대한 설명과 일치한다.

검사기관이 검사결과의 기록을 거짓으로 작성한 경우는 6개월 이내의 업무정지에 그치는 임의적 처분 대상이 아니라 지정을 취소하여야 하는 사유에 해당하므로, 업무정지 처분을 할 수 있다는 설명은 옳지 않다.

시료채취기록부·검사기록부 등을 사실대로 기록하여 3년간 보관해야 한다는 것, 업무정지처분 기간 중 검사업무를 대행한 경우 지정을 취소하여야 한다는 것, 검사수수료는 국립환경과학원장이 정하여 고시한 기준에 따른다는 것은 모두 먹는물관리법령의 내용과 일치한다.

괄호에 들어갈 값은 5퍼센트이다.

먹는물 수질기준상 총대장균군은 100 mL에서 검출되지 아니할 것이 원칙이다. 다만 급수과정별 시설과 수도꼭지 검사처럼 시료 수가 많은 경우까지 전건 불검출을 요구하기 어려워 예외 규정을 두고 있다.

매월 또는 매 분기 실시하는 총대장균군 검사 시료 수가 20개 이상인 정수시설이면, 검출된 시료 수가 전체의 5퍼센트를 초과하지 않아야 기준에 적합하다. 시료 20개를 검사했다면 1개 검출까지가 5 %에 해당한다.

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시상 원수의 감시항목에는 Microcystins, Geosmin·2-MIB, 부식성지수(LI) 등이 포함되며, 노로바이러스(Norovirus)는 원수 감시항목에 해당하지 않는다.

정수장별 수도관 노후지역 수도꼭지의 검사항목은 관 부식·노후화와 관련된 암모니아성 질소, 염소이온, 잔류염소 등이며, 알루미늄은 이 검사항목에 해당하지 않는다.

수돗물평가위원회는 위원장을 포함해 15명 이내의 위원으로 구성하고 연 2회 이상 정기적으로 개최하며, 수돗물의 정기적 검사 실시 및 결과 공표 업무도 관장하는데, 이는 모두 수도법령상 위원회 운영 내용과 일치한다.

다만 수도 관련 업무를 담당하는 소속 공무원도 위원으로 위촉될 수 있으므로, 소속 공무원은 위원으로 위촉될 수 없다는 설명은 옳지 않다.

정수장에서 매일 1회 이상 하는 검사와 매주 1회 이상 하는 검사는 일반수도사업자가 직접 해야 하므로 외부기관에 의뢰·위탁할 수 없다.

매일 검사 항목(냄새·맛·색도·탁도·수소이온농도·잔류염소)과 매주 검사 항목(일반세균·총대장균군·대장균 등)은 공정 이상을 즉시 잡아내기 위한 상시 운영관리용 검사다. 결과 회신에 시간이 걸리는 외부 위탁으로는 그날의 정수 운전을 제어할 수 없으므로 자체 수질검사실에서 직접 수행하도록 하고 있다.

반면 수도꼭지 수질검사와 급수과정별 시설에서의 수질검사는 매월·매 분기 단위로 다항목을 분석하는 검사여서, 시·도 보건환경연구원 등 지정된 검사기관에 의뢰·위탁할 수 있다.

2년마다 35시간의 수도시설 관리 교육을 받아야 하는 대상은 일반수도사업자와 수도시설의 운영요원이다.

수도법령은 취수부터 배수까지의 수도시설을 직접 운영·관리하는 주체에게 정기 교육을 부과한다. 시설 관리 책임을 지는 일반수도사업자와 현장에서 시설을 조작하는 운영요원이 여기에 해당하며, 주기와 시간은 2년마다 35시간이다.

• 저수조청소업자: 수도시설 운영주체가 아니라 저수조 청소·위생관리를 업으로 하는 자로, 해당 업에 관한 별도의 교육 규정을 적용받는다.
• 상수도관망관리대행업자: 관망 관리 대행업에 관한 별도의 등록·교육 규정을 적용받는다.

차아염소산나트륨은 강알칼리성 용액으로, 강한 산성이 아니라 알칼리성과 산화작용에 의해 여러 물질을 부식시키므로, 강한 산성이라는 설명은 옳지 않다.

보존 중 유효염소가 서서히 감소한다는 것, 온도가 높으면 분해가 촉진되므로 저장실에 냉방장치를 두는 것이 바람직하다는 것, 저장조를 직사일광이 닿지 않는 실내에 설치한다는 것은 저장상 유의사항과 일치한다.

가압수확산에 의한 혼화는 별도의 가압펌프로 약품과 물을 고속으로 분사·확산시키는 방식이어서 혼화기 자체에 의한 추가 손실수두가 없고, 분사압력을 조절해 혼화강도를 조절할 수 있다.

수류식·기계식·파이프 격자에 의한 혼화는 관로나 기계 교반에 의한 손실수두가 발생하거나 혼화강도 조절이 상대적으로 제한적이다.

제시된 네 가지는 모두 횡류식 침전지에서 실제로 쓰이는 슬러지 배출방식이다.

침전 슬러지는 지 바닥에 쌓이므로 이를 내보내는 방법은 크게 세 갈래로 나뉜다. 체인플라이트나 주행식 스크레이퍼로 긁어모으는 기계식 제거방식, 배출관을 수중에서 이동시키며 빨아내는 슬러지 흡입방식, 그리고 지를 정지시켜 물을 뺀 뒤 인력·고압수로 치우는 비우고 청소하는 방식이다.

바닥 전체에 다수의 호퍼를 두어 슬러지를 모으고 각 호퍼에서 뽑아내는 방식도 별도의 수집기 없이 배출이 가능해 채택된다. 따라서 어느 하나도 배제되지 않는다.

염소가스 중화장치는 누출된 염소가스를 흡인해 중화제 용액과 반응시켜 무해화하는 설비로, 중화반응탑, 중화제 저장조, 배풍기(흡인송풍기) 등으로 구성된다.

기화기는 액체염소를 기체로 전환하는 염소 주입설비의 구성요소이며, 중화장치의 구성요소는 아니다.

하부집수장치의 기능은 여재의 지지, 여과수의 집수, 역세척수의 균등배분이다.

여재를 실제로 씻어내는 것은 역세척수의 흐름 작용에 의한 것이며, 여재의 세척 자체는 하부집수장치가 수행하는 기능으로 분류되지 않는다.

배오존 처리방법에는 활성탄분해법, 촉매분해법, 가열(열)분해법 등이 있으며, 이는 배오존 중의 오존을 산소로 분해시키는 방법이다.

전기집진법은 입자상 물질(분진)을 정전기력으로 포집하는 방법으로 오존을 분해하는 방법이 아니므로 배오존 방법에 해당하지 않는다.

상수도시설기준상 플록형성시간은 계획정수량에 대해 20~40분간을 표준으로 하므로, 10~15분간을 표준으로 한다는 설명은 옳지 않다.

교반강도를 하류로 갈수록 점차 감소시키는 것, 슬러지·스컴이 쉽게 배출·제거될 수 있는 구조로 하는 것, 플록형성지를 직사각형으로 하는 것은 플록형성지 설계기준과 일치한다.

펌프 설치위치를 가능한 낮게 하면 흡입측 수두가 늘어나 가용유효흡입수두(NPSHa)가 커지므로 공동현상(캐비테이션)을 방지하는 데 효과적이다.

나머지 설명이 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 전양정에 여유를 지나치게 많이 두면 실제 운전점이 대유량 측으로 이동해 오히려 캐비테이션이 일어나기 쉬워진다.
• 회전속도를 높이면 필요유효흡입수두(NPSHr)가 오히려 커져 불리해진다.
• 흡입관 손실을 줄이는 목적은 가용유효흡입수두를 필요유효흡입수두보다 크게 유지하기 위함이므로, 작게 한다는 설명은 반대로 되어 있다.

빈칸은 순서대로 저속 – 고속 – 감소 – 증가가 들어간다.

임펠러 중심부는 회전 반지름이 작아 원주속도가 낮으므로 유체는 저속 상태로 흡입되고, 원심력을 받아 바깥지름 쪽으로 밀려나가면서 반지름에 비례해 속도가 커져 고속으로 토출된다.

임펠러를 벗어난 고속 유체가 덮개(볼류트 케이싱)로 들어가면 유로 단면이 점차 넓어져 속도수두가 감소하고, 줄어든 만큼이 압력수두로 바뀌어 압력은 증가한다. 원심펌프가 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 기계라고 불리는 이유가 이 과정에 있다.

솔레노이드식 구동장치는 전자석의 힘으로 작동하는 전자식 구동장치로, 공기압을 이용하는 구동방식이 아니다.

에어모터식, 다이어프램식, 실린더식 구동장치는 모두 압축공기의 압력을 이용해 밸브를 작동시키는 공기압식 구동장치에 해당한다.

펌프 유지관리를 위한 일반적인 예비품은 마모·손상이 잦은 부품인 라이너링, 메카니칼실, 패킹부품 등이다.

차동기어(differential gear)는 동력전달장치 등에 쓰이는 부품으로 일반적인 펌프의 예비품 목록에는 해당하지 않는다.

3상3선식 전선의 최소 단면적은 $A = \dfrac{30.8 \times L \times I}{1000 \times e}$로 구한다.

거리 $L=45\ \mathrm{m}$, 전류 $I=100\ \mathrm{A}$, 전압강하 $e=4\ \mathrm{V}$를 대입하면 $A = \dfrac{30.8 \times 45 \times 100}{1000 \times 4} \approx 34.7\ \mathrm{mm^2}$로, 약 35mm²가 된다.

V결선 변압기의 이용률은 $\dfrac{\sqrt{3}}{2} \times 100 \approx 86.6\%$로 계산된다.

단상변압기 2대를 V결선하면 정격용량의 합(2대분) 대비 실제 공급 가능한 3상 출력의 비율이 $\sqrt{3}/2$가 되기 때문이다.

피뢰기(LA, Lightning Arrester)는 낙뢰나 개폐서지로 인한 이상전압이 침입했을 때 이를 대지로 방전시켜 변전소 내 전력기기를 절연파괴로부터 보호하는 장치이다.

SC는 진상용 콘덴서(역률 개선), ELB는 누전차단기, MOF는 계기용변성기로 각각 낙뢰 보호와는 목적이 다르다.

정치제어는 처리수량의 변화와 관계없이 미리 설정한 일정한 주입량으로 소독제를 주입하는 방식이다. 처리수량에 맞춰 주입률을 설정해 주입량을 비례 조절하는 것은 유량비례(비율)제어이므로, 정치제어를 주입률로 제어하는 방식이라고 설명한 것은 옳지 않다.

수동제어가 주입량계를 보며 조절밸브를 인위적으로 조작하는 방식이라는 것, 피드백제어가 잔류염소를 목표치로 두고 그 결과를 되먹여 제어하는 방식이라는 것, 피드포워드제어가 주입 전 측정치로부터 주입량을 미리 설정해 편차 발생 전에 조절하는 방식이라는 것은 모두 주입제어 방식의 설명과 일치한다.

상수도용 제어설비의 전송로 백업방식은 신뢰성을 높이기 위해 광케이블뿐 아니라 동축케이블 등 다른 매체도 함께 사용할 수 있으므로, 동축케이블을 사용하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

제어설비 고장에 대비해 백업기능과 위험분산 기능을 갖추어야 한다는 것, 집중제어방식이 하나의 컴퓨터로 제어·감시 기능을 함께 수행한다는 것, 분산제어방식이 설비 단위로 제어장치를 배치해 신뢰성이 우수하다는 것은 제어설비에 대한 설명과 일치한다.

전자식유량계의 신호케이블은 노이즈의 영향을 피하기 위해 독립배선으로 하되, 고압케이블과는 나란히 배선하지 않아야 하므로, 고압케이블과 평행으로 배선한다는 설명은 옳지 않다.

구경을 평균유속 1~3m/s 범위로 선정하는 것, 검출기 내부 점검을 위해 우회관을 설치하는 것, 검출기를 수직 설치할 때 흐름을 아래에서 위로 향하게 하는 것은 전자식유량계 설치기준과 일치한다.

원루프컨트롤러는 멀티루프컨트롤러와 마찬가지로 내부에 마이크로프로세서를 사용하는 디지털 조절계이므로, 마이크로프로세서를 사용하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

계측신호와 설정치를 비교해 편차가 0이 되도록 조작신호를 출력한다는 것, 자동제어계는 오프셋이 작아야 한다는 것, 아날로그조절계는 저항·콘덴서 등으로 연산회로를 구성한다는 것은 조절기기에 대한 일반적 설명과 일치한다.

롤러기·압력용기·사출성형기·곤돌라는 모두 안전인증대상기계에 해당한다.

산업안전보건법 시행령이 정한 안전인증대상 기계·설비는 프레스, 전단기 및 절곡기, 크레인, 리프트, 압력용기, 롤러기, 사출성형기, 고소작업대, 곤돌라의 아홉 종류이며(이와 별도로 방호장치와 보호구도 안전인증 대상이다), 제시된 네 가지가 모두 이 목록 안에 들어 있다.

이들은 끼임·파열·추락처럼 중대재해로 직결되는 위험이 큰 기계여서 제조·수입 단계에서 설계와 성능에 대한 심사를 받아야 한다. 정수장에서도 약품 관련 압력용기나 시설 점검용 곤돌라를 도입할 때 안전인증 여부를 확인해야 한다.

기계·기구의 위험성과 작업의 순서 및 동선에 관한 사항은 근로자를 새로 채용하거나 작업내용을 변경할 때 실시하는 채용 시 교육·작업내용 변경 시 교육의 내용에 해당하며, 정기교육의 항목은 아니다.

건강증진 및 질병예방, 직무스트레스 예방·관리, 직장 내 괴롭힘·고객의 폭언 등으로 인한 건강장해 예방·관리에 관한 사항은 산업안전보건법령상 정기교육 내용에 포함된다.

포화증기압은 온도가 오를수록 커진다는 것이 물의 기본적인 성질이다.

물 분자는 산소와 수소 원자로 이루어진 화합물이며 탄소는 포함하지 않으므로 해당 설명은 옳지 않다.

• 100°C에서 물의 포화증기압은 대기압 수준인 약 10,332 kgf/m² 정도이며 제시된 수치는 실제 값과 차이가 크다.
• 액체상태에서 이탈하는 분자가 들어오는 분자보다 많은 현상은 증발이며, 반대로 들어오는 분자가 더 많을 때 응결이 일어난다.

표면장력은 단위길이당 힘이므로 $[F/L]=[MLT^{-2}/L]=[MT^{-2}]$ 차원을 가진다.

동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값으로 $[L^2 T^{-1}]$의 차원을 가지며, 두 값이 함께 제시된 조합이 옳다.

위어가 월류수두로 유량을 산출한다는 설명과, 오리피스가 단면 축소에 따른 유속 증가·압력 저하를 이용한다는 설명이 옳다.

• 개수로 장치 나열: 오리피스와 벤츄리미터는 관수로용 차압식 유량계다. 자유수면이 있는 개수로에서는 위어와 플륨(파샬플륨 등)을 쓴다.
• 벤츄리미터의 확대부: 확대부를 길고 완만하게 만드는 목적은 흐름의 박리를 막아 에너지 손실을 줄이는 것이므로, 손실을 증가시킨다는 서술은 방향이 반대다.

위어는 수로를 가로질러 세운 판을 넘는 월류수두 H만 재면 유량을 얻을 수 있어 개수로 계측에 적합하고, 오리피스·벤츄리미터는 축소부 전후의 압력차를 재어 유량을 구하는 관로용 계기라는 점에서 구분된다.

단수축이 없는 Francis 공식은 $Q = 1.84\, b\, h^{1.5}$로 월류량을 구한다.

위어 폭 $b=3.0\ \mathrm{m}$, 월류수심 $h=0.5\ \mathrm{m}$를 대입하면 $Q = 1.84 \times 3.0 \times 0.5^{1.5} = 1.84 \times 3.0 \times 0.3536 \approx 1.952\ \mathrm{m^3/s}$가 된다.

물의 밀도는 1기압, 4℃에서 최댓값을 가지는 것이 물의 대표적인 특성이다.

• 체적탄성계수는 압력과 같은 차원인 $[FL^{-2}]$를 가지므로 $[FL^{-3}]$이라는 설명은 옳지 않다.
• 비중은 대상 액체의 단위중량을 물의 단위중량으로 나눈 값이며, 순서가 반대로 서술되어 있다.
• 액체의 점성은 온도가 오르면 분자 운동이 활발해지며 오히려 감소하므로 증가한다는 설명은 옳지 않다.

베르누이 방정식은 관수로뿐 아니라 개수로 흐름에도 적용되는 에너지 보존식이므로 관수로에만 적용된다는 설명은 옳지 않다.

각 항의 차원이 길이 [L]이며 수두로 표현된다는 점, 중력장 내 정상상태의 완전유체를 가정한다는 점은 모두 옳은 설명이다.

층류 흐름에서 마찰손실계수는 $f = \dfrac{64}{Re}$로 결정되며 관 표면의 조도와는 무관하다.

레이놀즈수가 유속에 비례하므로 f는 유속에 반비례하고, f 자체는 무차원량이라는 설명도 옳다.

두 층의 손실수두를 더하면 약 51 cm이다.

여층이 팽창해 유동상태가 되면 손실수두는 여재가 물속에서 갖는 무게(부력을 뺀 무게)로 결정되며 $h_L = L_e (1-\varepsilon_e)\left(\dfrac{\rho_s-\rho}{\rho}\right)$ 로 계산한다. 여기서 $L_e$는 팽창 후 두께, $\varepsilon_e$는 팽창된 층의 공극률 0.6이다.

모래층: 팽창 후 두께 $35 \times (1+0.37) = 47.95\,\mathrm{cm}$
$h_1 = 47.95 \times (1-0.6) \times (2.65-1) = 31.6\,\mathrm{cm}$
안트라사이트층: 팽창 후 두께 $60 \times (1+0.25) = 75\,\mathrm{cm}$
$h_2 = 75 \times (1-0.6) \times (1.65-1) = 19.5\,\mathrm{cm}$
합계 $31.6 + 19.5 \fallingdotseq 51\,\mathrm{cm}$

팽창 전 두께와 원래 공극률로 $35\times(1-0.45)\times1.65 + 60\times(1-0.5)\times0.65 = 31.8+19.5=51.3\,\mathrm{cm}$ 를 계산해도 같은 값이 나오는데, 이는 손실수두가 팽창 정도와 무관하게 여재의 수중 무게로 정해지기 때문이다. 주어진 유효경 0.5 mm·1.0 mm는 이 계산에 쓰이지 않는다.

Darcy-Weisbach 손실수두 식 $h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$을 이용해 유속을 구한다.

압력차를 수두로 환산하면 $h_f = \dfrac{\Delta p}{\gamma} = \dfrac{0.1\times10^4\ \mathrm{kgf/m^2}}{1000\ \mathrm{kgf/m^3}} = 1\ \mathrm{m}$이다.

$1 = 0.03 \times \dfrac{1000}{0.2} \times \dfrac{V^2}{2\times9.8}$을 풀면 $V^2 \approx 0.131$, $V \approx 0.36\ \mathrm{m/s}$가 된다.

랑게리아지수(LI)가 양(+)의 값을 가질수록 물이 탄산칼슘에 과포화된 상태를 나타내며, 절대치가 클수록 오히려 탄산칼슘 석출이 잘 일어난다.

• pH·칼슘경도·알칼리도를 높이면 지수가 개선되는 방향으로 작용한다.
• 이론적 pH(pHs)는 총용존고형물농도 등에 의해 결정된다.
• 지수가 음(-)이면 물이 탄산칼슘에 대해 불포화 상태이므로 피막이 형성되지 않는다.

Manning 공식으로 원형관을 만수 상태로 흐르게 하는 직경을 구하는 문제로, 동수경사 $S=\dfrac{15}{20}=0.75$를 적용한다.

만관 흐름에서 동수반경은 $R=D/4$이므로 유량식은 $Q=\dfrac{\pi D^2}{4}\cdot\dfrac{1}{n}\left(\dfrac{D}{4}\right)^{2/3}\sqrt{S}$이다.

$0.6=\dfrac{\pi}{4\times0.012}\times0.397\times0.866\times D^{8/3}$을 풀면 $D^{8/3}\approx0.0267$, $D\approx0.257\ \mathrm{m}$가 된다.

속도경사(G)는 $G=\sqrt{\dfrac{P}{\mu V}}$로 정의되며 교반동력(P), 물의 점성계수(μ), 혼화지의 용적(V)에 의해 결정된다.

표면부하율은 침전지 설계에서 사용하는 지표로, 혼화지의 속도경사를 결정하는 식에는 나타나지 않아 관계가 없다.

고속응집침전지의 표면부하율은 40~60 mm/min을 표준으로 설계한다.

• 슬러지 블랑키트형은 별도 순환장치 없이 슬러지층 자체로 응집효과를 얻는 방식이라 순환류가 없는 것이 일반적이다.
• 용량은 계획정수량 기준으로 통상 1.5~2.0시간 정도이며 제시된 3.0~5.0시간은 과다한 값이다.
• 고속응집침전지는 원수 탁도가 어느 정도 이상이어야 채택할 수 있는데 그 기준은 10도 이상이며, 5 NTU 이상이라는 값은 기준과 다르다.

비속도(Ns)는 $N_s = \dfrac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$로 구하며, rpm과 분당 유량, 양정을 대입한다.

회전속도 900 rpm, 양수량 $Q=300/60=5\ \mathrm{m^3/min}$, 전양정 30 m를 대입하면 $N_s \approx \dfrac{900\times2.236}{12.82} \approx 157$이 된다.

펌프의 축동력 식 $P=\dfrac{\gamma Q H}{102\,\eta}$(kW 기준)을 이용해 양수량을 구한다.

총양정은 양수높이와 손실수두를 더한 $H=30+5=35\ \mathrm{m}$이다.

$15000=\dfrac{1000\times Q\times35}{102\times0.8}$를 정리하면 $Q\approx35\ \mathrm{m^3/s}$가 된다.

병렬운전을 하면 관로 저항곡선을 따라 운전점이 이동하므로 실제 양수량은 단독운전의 2배에도 미치지 못하는 것이 보통이며, 3배 이상이 된다는 설명은 옳지 않다.

병렬운전은 양정 변화가 적고 유량 변화가 큰 노선에 유리하고, 직렬운전은 운전점의 양정이 단독운전의 약 2배까지 상승하며 저항곡선 구배가 급한 관로에 적합하다는 설명은 모두 타당하다.

펌프 동력(HP) 식 $P=\dfrac{\gamma Q H}{75\,\eta}$을 이용한다.

총양정은 양정과 손실수두를 더한 $H=10+2=12\ \mathrm{m}$이다.

$P=\dfrac{1000\times2\times12}{75\times0.85}=\dfrac{24000}{63.75}\approx376\ \mathrm{HP}$가 된다.

펌프는 용량이 클수록 반드시 효율이 낮아지는 것은 아니며, 오히려 대용량 펌프가 소용량보다 효율이 높은 경우가 많아 무조건 소용량 설치를 원칙으로 하지 않는다.

대수는 가능한 적게 하여 동일 용량으로 통일하고 최고 효율점 부근에서 운전되도록 계획하며, 계획수량과 고장 시를 고려해 대수를 정한다는 설명은 모두 타당하다.

비에너지는 개수로 흐름 해석에 쓰이는 개념으로, 펌프의 전양정·토출량·원동기출력과 같은 제원 결정과는 직접적인 관련이 없다.

연속방정식 $Q=AV$을 이용해 유량을 구한다.

관 직경 0.8 m의 단면적은 $A=\dfrac{\pi D^2}{4}=\dfrac{\pi\times0.8^2}{4}\approx0.503\ \mathrm{m^2}$이다.

$Q=0.503\times2.2\approx1.11\ \mathrm{m^3/s}$가 된다.