25년 2회차

이 침전지의 표면부하율은 10 mm/min이다.

유량을 분당 단위로 바꾸면 $Q = \dfrac{30{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{1440\ \mathrm{min/d}} = 20.83\ \mathrm{m^3/min}$이다.

유입 유속 $u=0.3\ \mathrm{m/min}$과 연속방정식으로 통수 단면적(폭×수심)을 구하면 $A_{단면} = \dfrac{Q}{u} = \dfrac{20.83}{0.3} \approx 69.4\ \mathrm{m^2}$이고, 수심 5 m로 나누면 폭은 약 13.9 m이다.

따라서 표면적은 $A_{표면} = 150 \times 13.9 \approx 2083\ \mathrm{m^2}$이고, 표면부하율은 $\dfrac{Q}{A_{표면}} = \dfrac{20.83}{2083} = 0.01\ \mathrm{m/min} = 10\ \mathrm{mm/min}$이 된다.

고형황산알루미늄은 중량비 5~10% 용액으로 녹여 사용하는 것이 표준적인 취급 방법이다.

액체황산알루미늄은 원칙적으로 원액 그대로 사용하며, 결정 석출은 희석이 아니라 보온 등으로 대응하므로 특정 희석률을 표준으로 삼지 않는다.

폴리염화알루미늄(PACL) 역시 원액 그대로 사용하는 것이 원칙이며, 희석하면 시간이 지나면서 가수분해가 진행돼 성능이 떨어진다. 따라서 원액을 희석해서 쓰는 것이 바람직하다거나 특정 희석 농도가 가장 양호하다는 서술은 실제 취급 기준과 다르다.

고탁도·저수온 시에는 황산알루미늄보다 폴리염화알루미늄(PACL)의 응집효과가 우수해 이를 쓰는 것이 유리하므로, 이런 조건에 철염계 응집제를 사용하는 것이 바람직하다는 설명은 옳지 않다.

철염계 응집제는 pH 적용범위가 넓고 플럭 침강성이 좋지만 과잉 주입 시 물이 착색되는 단점이 있어, 통상적인 저수온·고탁도 대책으로 우선 채택되는 약품은 아니다.

나머지 설명, 즉 PACL이 액체 그대로 가수분해되어 중합체로 존재해 황산알루미늄보다 알칼리도 감소가 적다는 점, 액체황산알루미늄이 겨울철 결정 석출로 송액관을 막을 수 있다는 점, 철염계의 넓은 pH 범위와 착색 단점은 모두 맞는 내용이다.

현탁물질·세균·암모니아성 질소·합성세제 등이 있어도 생물의 기능(생물막의 정화 작용)을 저해하지 않는 원수는 완속여과가 적용되는 전형적인 조건이지, 급속여과를 적용해야 하는 경우가 아니다.

반면 크립토스포리디움 등 콜로이드성 물질이 포함된 저탁도 원수, 조류가 많거나 탁도가 10 NTU를 넘는 여과지 유입수, 휴믹산 등 난분해성 색도 유발물질이 있는 원수는 생물학적 정화만으로는 처리가 어려워 응집·침전·급속여과가 필요한 대표적 경우다.

여과지 성능평가 지표는 여과수(처리수)의 탁도를 기준으로 삼는 것이지, 원수 탁도 자체는 여과지 성능을 나타내는 지표가 아니다.

단위면적당 여과수량(UFRV), 여과지속시간, 여과수량 대비 역세척수량 비율은 모두 실제 여과지 성능평가에 쓰이는 지표들이다.

UFRV가 200 m³/m² 이하로 낮으면 여과지속시간이 짧음을 뜻하고, 410 m³/m²를 초과하면 성능이 양호함을 뜻한다는 나머지 설명은 맞는 내용이다.

여과층이 깊거나 여재 입경이 큰 여과지에서는 내부에 억류된 탁질을 빼내기 위해 표면세척이나 공기세척을 역세척과 병용해야 효과적이며, 역세척만으로는 충분하지 않으므로 해당 설명은 옳지 않다.

표층에 탁질이 많이 억류돼 머드볼이 생기는 경우 표면세척과 역세척을 병용한다는 점, 세척 종료 직전 슬로다운 세척으로 여과층을 재형성해 여과 개시 직후의 일시적 탁도 상승을 억제한다는 점, 공기세척은 보통 역세척과 병용하되 표면세척은 하지 않는다는 점은 모두 맞는 설명이다.

하부집수장치는 여과·역세척 어느 쪽에서도 수두손실이 작고 통수가 균등해야 하므로, 세척과정에서 통수저항을 크게 하라는 조건만 옳지 않고 나머지 셋은 모두 옳다.

여과수의 집수와 역세척 시 수두손실이 작을 것, 여과과정에서 수두손실을 적게 하면서 수압을 평면적으로 균일화할 것, 수두손실이 작은 형식을 채택할 때는 여과수거 등 유출측 수위변동이 작은 구조로 할 것은 모두 하부집수장치의 기본 요구조건이다.

반면 세척과정에서 통수공경과 통수저항을 크게 하라는 서술은 잘못이다. 통수저항이 커지면 그만큼 수두손실도 커지므로, 역세척 시 수두손실을 적게 하라는 앞의 조건과 정면으로 어긋난다. 기준이 요구하는 것은 저항을 키우는 것이 아니라 통수공경과 통수저항을 균등하게 하여 세척수가 여과지 전면에 고르게 분배되도록 하는 것이다.

급속여과지 역세척 시 팽창된 여과층 속에 표면세척 노즐이 잠기도록 설치하면 분사류가 여재 내부까지 미쳐 세척효과가 좋아진다.

• 공기세척설비는 여과층이 두껍거나 여재 입경이 큰 여과지에서 세척효과를 높이기 위해 병용하는 것이므로, 얇은 여과층 두께를 기준으로 설치 의무를 서술한 것은 맞지 않는다.
• 탁질 제거의 최종단계로 급속여과지를 쓸 때 역세척수의 수원에 관한 서술이 실제 기준과 다르다.
• 같은 팽창률을 얻기 위한 역세척속도는 여재 입경과 수온에 따라 달라지지만, 단순한 비례 관계로 정리되지는 않는다.

수도법령상 위생상의 조치 기준은 수도꼭지 먹는물의 유리잔류염소 0.1 mg/L 이상, 병원성미생물 오염 우려가 있는 경우 0.4 mg/L 이상이다.

평상시 값은 배·급수관 말단인 수도꼭지에서도 소독력이 남아 있도록 정한 최소값으로 유리잔류염소 0.1 mg/L(결합잔류염소로는 0.4 mg/L) 이상이다.

병원성미생물에 오염되었거나 오염될 우려가 있는 비상시에는 소독력을 강화해 유리잔류염소 0.4 mg/L(결합잔류염소 1.8 mg/L) 이상을 유지해야 한다. 따라서 괄호에는 0.1과 0.4가 차례로 들어간다.

차아염소산나트륨 발생장치의 원료염(소금) 저장량은 평균 주입량의 10일분 이상으로 확보하는 것이 설비 저장기준이다.

• 온도가 오르면 유효염소가 분해되어 오히려 감소하므로 따뜻한 곳이 아니라 서늘한 곳에 설치해야 한다.
• 수소가스가 정체되지 않도록 배관의 곡관부를 최소화해야 폭발 위험이 줄어드는데, 곡관부를 여러 곳에 두는 것은 오히려 가스가 고이기 쉬워 반대되는 조치다.

암모니아성 질소를 파괴하기 위한 염소처리는 반응이 충분히 이뤄지도록 접촉시간을 길게 가져야 하므로, 반응시간을 짧게 한다는 설명은 옳지 않다.

이론적으로 암모니아성 질소 1 mg/L를 파괴하는 데 필요한 염소량이 약 7.6 mg/L라는 점, 중간염소처리가 트리할로메탄과 곰팡이 냄새 생성을 줄일 수 있다는 점, 원수의 용해성 망간 농도가 높으면 중간염소처리 효과가 떨어질 수 있다는 점은 모두 맞는 내용이다.

차아염소산나트륨은 용액 중 식염분(염화나트륨) 농도가 높을수록 오히려 불안정해져 분해가 촉진되므로, 식염분이 많을수록 안정적이라는 설명은 옳지 않다.

유효염소농도 5~12%의 담황색 액체로 알칼리성이 강하다는 점, 농도가 높을수록 불안정해 저장 중 유효염소가 줄어든다는 점, 차아염소산(HOCl)이 차아염소산이온(OCl⁻)보다 살균력이 강하다는 점은 모두 맞는 내용이다.

결합잔류염소(클로라민)는 유리잔류염소보다 소독력이 약하고 소독부산물도 전혀 생성되지 않는 것이 아니므로, 소독효과가 높아 세균 오염도가 높은 경우에 효과적이라는 설명은 옳지 않다.

모노클로라민과 디클로라민을 가리킨다는 점, 결합염소로 소독할 때 사용될 때까지 충분한 접촉시간이 필요하다는 점, 서로 다른 방법으로 소독한 처리수를 혼합하지 않아야 한다는 점은 모두 맞는 내용이다.

이 조건에서 염소주입률은 4 mg/L이다.

차아염소산나트륨 용액의 주입 질량은 $400\ \mathrm{L/h} \times 1.2\ \mathrm{kg/L} = 480\ \mathrm{kg/h}$이고, 유효염소농도 5%를 곱하면 유효염소량은 $480 \times 0.05 = 24\ \mathrm{kg/h} = 24{,}000{,}000\ \mathrm{mg/h}$이다.

처리유량 $6{,}000\ \mathrm{m^3/h} = 6{,}000{,}000\ \mathrm{L/h}$로 나누면 염소주입률은 $\dfrac{24{,}000{,}000}{6{,}000{,}000} = 4\ \mathrm{mg/L}$이 된다.

옳은 것은 침전지의 슬러지 체류능력이 충분하면 배슬러지지를 1지만 설치할 수 있다는 것과 배출량 조정시설이 배출수지와 배슬러지지로 구성된다는 두 가지다.

나머지 세 서술은 다음과 같이 어긋난다.

• 배슬러지지의 상징수는 정수공정으로 곧바로 되돌리지 않고 배출수 처리계통으로 보내 처리한다. 정수공정으로 반송해 재이용하는 것은 여과지 세척배출수를 받는 배출수지 계통의 상징수다.
• 24시간 평균 배슬러지량과 1회 배슬러지량 중 큰 값으로 정하는 것은 배슬러지지의 용량이며, 배출수지 용량은 여과지 1회 세척배출수량 이상으로 정한다.
• 아크릴아미드계 고분자응집보조제는 잔류 단량체의 발암성 때문에 사용을 피하는 약품이다. 발암 문제 때문에 오히려 사용한다는 서술은 정반대다.

농축조의 슬러지 인출관 구경은 200 mm 이상으로 하는 것이 설계기준이다.

• 회분식 농축조는 상징수의 수위가 계속 변하므로 인출장치로 고정식 월류위어가 아니라 가동식(이동식) 위어를 사용한다.
• 위어부하는 월류 유속이 과도해져 슬러지가 함께 넘어가는 것을 막기 위해 상한값(이하)으로 관리하는 지표이므로, '이상으로 한다'는 서술은 방향이 반대다.
• 슬러지 수집기는 침강된 슬러지를 흐트러뜨리지 않도록 아주 느리게 움직여야 하며, 기준도 회전수(회/min)가 아니라 주변속도(길이/시간) 단위로 규정한다.

지오스민·2-MIB처럼 오존과 반응성이 낮은 물질은 OH라디칼에 의한 분해가 지배적인데, 이 OH라디칼은 오존이 생성되는 과정에서 나오는 것이 아니라 오존에 과산화수소·자외선 등을 함께 작용시키는 고도산화공정(AOP)에서 생성되므로 해당 설명은 옳지 않다.

오존과 산화제를 동시에 반응시켜 OH라디칼 생성을 가속화한다는 점, 오존/과산화수소·오존/자외선 등의 조합 방식이 있다는 점은 AOP에 대한 맞는 설명이다.

오존은 강한 산화력을 가지므로 접촉부 재질은 내오존성이 있는 스테인리스강 계열을 써야 하며, 일반 구조용 압연강재인 SS400은 오존에 쉽게 부식되어 사용할 수 없으므로 해당 설명은 옳지 않다.

오존 발생량을 전원장치 제어와 원료가스 공급 풍량으로 제어한다는 점, 오존재이용설비가 고농도 오존 주입 시 흡수효율을 높이는 데 유효하다는 점, 인젝터 방식이 산기관 방식보다 오존 전달효율이 높다는 점은 모두 맞는 내용이다.

용해성 고분자로 인한 겔(gel)층 형성은 세정으로 회복될 수 있는 가역적 파울링 현상이지, 막 재질 자체가 손상되는 비가역적 열화가 아니다.

미생물 분비물에 의한 생화학적 변화, 장기적 압력 부하로 인한 막 구조의 압밀화, pH·온도에 의한 화학적 분해는 모두 막 자체가 변형·손상되는 비가역적 열화 현상에 해당한다.

분말활성탄 1 mg/L를 주입해 전구물질 0.5~3 mg/L를 제거한다는 서술은 흡착제 질량과 비슷하거나 그보다 많은 양이 흡착된다는 뜻이 되어, 실제 활성탄의 흡착 성능과 맞지 않으므로 옳지 않다.

오존이 잔류효과는 없지만 유기물과 반응해 소독부산물을 만들 수 있다는 점, 전구물질이 많을 때 활성탄처리나 전염소처리를 대신해 중간염소처리 등을 적용한다는 점, 현탁성 전구물질은 응집침전으로 용해성 전구물질은 분말·입상활성탄으로 제거한다는 점은 모두 맞는 설명이다.

먹는물수질공정시험기준 총칙에서 “정확히 단다”는 규정된 수치의 무게를 0.1 mg까지 다는 것을 의미하므로, 0.01 mg까지라는 설명은 옳지 않다.

“정확히 취하여”가 부피피펫으로 눈금까지 액체를 취하는 것을 뜻한다는 점, “항량으로 될 때까지 강열한다”가 같은 조건에서 1시간 더 강열했을 때 전후차가 g당 0.3 mg 이하인 경우를 뜻한다는 점, 방울수가 20℃에서 정제수 20방울이 약 1 mL가 되는 것을 뜻한다는 점은 모두 총칙의 정의와 일치한다.

시료에 든 잔류염소를 제거할 때는 수산화나트륨이 아니라 아스코르빈산 같은 환원제를 넣어야 하므로, 수산화나트륨을 사용한다는 설명은 옳지 않다.

정제수로 잘 씻은 유리용기를 쓴다는 점, 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 채취한다는 점, pH를 약 2 이하로 낮추기 위해 염산을 넣고 시료를 가득 채워 밀봉한다는 점은 트리할로메탄·휘발성유기화합물 시료의 표준 채취·보존 방법과 일치한다.

클로로필 a 전처리에서 규정하는 원심분리 조건(원심력·시간)은 제시된 수치와 달라, 해당 설명은 옳지 않다.

시료 적당량을 유리섬유여과지(GF/F)로 여과하는 절차, 여과지와 아세톤(9+1)을 조직마쇄기에 함께 넣고 마쇄하는 절차, 마쇄한 시료를 마개 있는 원심분리관에 넣고 밀봉해 4℃ 어두운 곳에서 하룻밤 방치하는 절차는 표준 전처리 순서와 일치한다.

총대장균군 추정시험에서는 최대량을 이식한 시험관들에서 전부 또는 대다수가 양성, 최소량을 이식한 시험관들에서 전부 또는 대다수가 음성이 되도록 시료를 희석하는 것이 올바른 희석 기준이다.

• 연속 희석은 통상 10배수 계열을 사용하므로, 100배수 연속희석(100, 1, 0.01 mL)으로 서술한 것은 옳지 않다.
• 추정시험 배양 조건은 20℃·12시간이 아니라 35℃ 부근에서 24시간 배양이 기준이다.
• 배양 후 기포가 발생한 시험관을 총대장균군 양성으로 판정하고, 그 양성 시험관에 대해 확정시험을 수행하므로 판정이 반대로 서술돼 있다.

마이크로시스틴은 분자량이 크고 열에 불안정한 비휘발성 고리형 펩타이드여서 액체크로마토그래피 계열 방법으로만 측정하며, 기체크로마토그래프-질량분석법은 적용할 수 없다.

고성능액체크로마토그래피, 액체크로마토그래프-질량분석법, 액체크로마토그래프-텐덤질량분석법이 적용 가능한 측정방법이다. 특히 텐덤질량분석법은 미량 시료에서 -LR, -RR, -YR 등 이성체를 선택적으로 정량할 때 유리하다.

기체크로마토그래프-질량분석법은 시료를 기화시켜 컬럼으로 보내야 하므로, 가열하면 분해되고 휘발되지 않는 마이크로시스틴에는 부적합하다.

먹는물수질공정시험기준의 맛 분석절차는 시료 200 mL를 비커에 넣고 온도를 40 ℃∼50 ℃로 높이도록 규정하므로, 25 ℃∼35 ℃로 높인다는 설명은 기준과 다르다.

맛을 본 뒤 삼키지 않는다는 안전상 원칙, 맛의 유무를 '있음'·'없음'으로 구분한다는 점, 필요 시 짠맛·쓴맛·신맛·단맛으로 세분한다는 점은 모두 표준 분석절차와 일치한다.

소독능 계산값은 잔류소독제 농도 최소값 × 소독제 접촉시간이므로, 이 조건에서는 72가 된다.

접촉시간은 소독접촉지의 사용용량을 최대통과유량으로 나눈 이론체류시간에 장폭비 환산계수를 곱해 구한다.
$T=\dfrac{5{,}000\ \mathrm{m^3}}{2{,}500\ \mathrm{m^3/h}}=2\ \mathrm{h}=120\ \mathrm{min}$
$T_{10}=120\ \mathrm{min}\times0.5=60\ \mathrm{min}$

$CT=1.2\ \mathrm{mg/L}\times60\ \mathrm{min}=72\ \mathrm{mg\cdot min/L}$
환산계수를 빠뜨리면 144가 나오므로, 단락류를 반영한 장폭비 환산계수 0.5를 반드시 곱해야 한다.

제시된 네 물질은 모두 끓는점이 낮은 휘발성유기화합물이므로 퍼지·트랩으로 포집한 뒤 기체크로마토그래피로 분석할 수 있다.

퍼지·트랩법은 시료에 불활성기체를 불어넣어 용존 휘발성 성분을 기상으로 몰아낸 뒤(purge) 흡착관에 붙잡고(trap), 가열 탈착시켜 컬럼으로 보내는 전처리다. 상온에서 기체에 가까운 염화비닐·클로로에탄은 물론 방향족인 스티렌도 이 방식으로 회수된다.

브로모포름은 트리할로메탄류의 하나로 다른 휘발성 소독부산물과 함께 퍼지·트랩-기체크로마토그래피로 정량되므로 제외할 이유가 없다. 따라서 네 물질 모두 해당한다.

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시상 상수원수의 조류경보가 '관심' 단계일 때, 원수·정수의 지오스민 및 2-MIB 검사 주기는 1회/주로 정해져 있다.

관심 단계는 조류경보 중 가장 낮은 단계이므로 검사 주기도 가장 느슨하며, 경보 단계가 올라갈수록 냄새물질 검사 주기를 더 잦게 운영한다.

자-테스트는 응집제를 첨가하면서 주변속도 약 40 cm/s의 급속교반을 1~2분가량 짧게 한 뒤, 주변속도 약 15 cm/s의 완속교반을 10분 이상 길게 이어가는 것이 표준 절차이므로, 급속교반 10분·완속교반 1분으로 시간이 뒤바뀐 서술은 옳지 않다.

자-테스터를 사용한다는 점, 원수 1~2 L를 자에 채운다는 점, 10분간 정치한 뒤 상징수 약 500 mL를 사이펀이나 경사법으로 채취한다는 점은 표준 절차와 일치한다.

보통침전지는 응집제를 쓰지 않고 원수를 그대로 침전시키는 방식으로 주로 완속여과 계통에 쓰이며, 응집을 전제로 하는 급속여과공정의 침전지 주요형식에는 해당하지 않는다.

횡류식 장방형침전지, 고속응집침전지, 가중응집침전지는 모두 응집침전을 이용하는 급속여과 계통의 대표적인 침전지 형식이다.

먹는물관리법상 환경부장관은 먹는물·샘물·염지하수의 수질 기준을 정해 보급하는 등 수질관리를 위하여 필요한 시책을 마련하여야 한다는 설명이 맞다.

수질 기준 및 검사 횟수는 대통령령이 아니라 환경부령으로 정하고, 기준이 설정·변경됐을 때 보고·공지 등 필요한 조치를 하는 주체와 수질감시항목을 지정하는 주체도 시·도지사가 아니라 환경부장관이므로 나머지 항목들은 옳지 않다.

주입한 오존 가운데 이용되지도 않고 처리수에 잔류오존으로 남지도 않은 몫이 배출(배오존)되므로, 배출오존량은 2.5 kg/d이다.

오존 물질수지는 주입오존 = 이용(소비)오존 + 잔류오존 + 배출오존으로 잡는다. 주입 6.0 mg/L 중 95%가 이용되므로 미이용분은
$6.0\times(1-0.95)=0.3\ \mathrm{mg/L}$
여기서 잔류오존 0.2 mg/L를 빼면 배출되는 오존 농도는
$0.3-0.2=0.1\ \mathrm{mg/L}$

이 농도에 수돗물 생산량을 곱해 하루 물량으로 환산한다.
$0.1\ \mathrm{g/m^3}\times25{,}000\ \mathrm{m^3/d}=2{,}500\ \mathrm{g/d}=2.5\ \mathrm{kg/d}$
잔류오존을 빼지 않으면 7.5 kg/d가 나오므로 잔류분 공제가 계산의 핵심이다.

기액분리를 이용한 잔류오존 측정은 용존 오존을 기체 상태로 분리해 내어 자외선 흡광 등으로 측정하는 방식이지, 액체 상태로 바꾸는 것이 아니므로 해당 설명은 옳지 않다.

오존농도 측정에 요오드적정법(iodometric)이나 인디고 비색법(Indigo Colorimetric Method)이 쓰인다는 점, 오존이 자외선 254 nm 부근에서 최대흡수대를 갖는 특성을 이용해 가스상 오존 농도를 측정한다는 점, 발생오존·배오존은 오존화공기를 254 nm에서 직접 측정한다는 점은 모두 맞는 내용이다.

남조류세포수는 호소를 대상으로 한 조류경보제의 지표이지, 물환경보전법령상 수질오염감시경보의 대상항목은 아니다.

페놀, 생물감시(어류 등을 이용한 감시), 클로로필-a는 수질오염감시경보의 대상항목에 포함된다.

EDTA 적정법으로 경도를 측정할 때 구리·아연·망간 등 중금속 이온의 간섭을 막기 위해 시안화칼륨(KCN) 용액을 마스킹제로 사용한다.

암모니아 완충용액은 적정 시 pH를 맞추는 데, EBT(에리오크롬블랙T) 용액은 종말점을 판별하는 지시약으로, EDTA 용액은 적정액 자체로 쓰이는 것이지 간섭이온 제거를 목적으로 하는 시약이 아니다.

정수에 대한 감시항목 중 지오스민, 2-MIB, 깔따구 유충이 심미적 영향물질에 해당하고, 노로바이러스는 미생물 항목이어서 빠진다.

지오스민과 2-MIB는 남조류가 만들어 내는 대표적 이취미 물질로, 건강상 위해보다 흙·곰팡이 냄새로 인한 수돗물 불신과 민원을 관리하기 위해 감시한다. 깔따구 유충(개체/100 L)도 소비자가 눈으로 확인하는 이물질 문제여서 같은 심미적 영향 범주로 관리된다.

반면 노로바이러스는 급성 위장관염을 일으키는 병원성 미생물이므로 심미적 영향물질이 아니라 미생물 감시항목으로 구분된다.

수도법령상 취수원부터 저수조까지의 수도관 지름이 25밀리미터 미만인 시설은 전용상수도 및 전용공업용수도에서 제외된다. 나머지 보기는 법령에서 정한 기준 수치와 다르다.

수도법령상 정수처리기준은 취수지점부터 정수지 유출지점까지의 구간에서 지아디아 포낭을 1천분의 999(99.9%) 이상 제거하거나 불활성화하도록 정하고 있다.

바이러스에는 이보다 높은 1만분의 9999(99.99%) 기준이 적용되므로 바이러스를 1백분의 99나 1천분의 999로 서술한 것은 실제 기준에 못 미치고, 지아디아 포낭을 1백분의 99로 서술한 것도 기준보다 낮게 잡혀 있다.

수도법상 상수원보호구역의 관리주체는 특별자치시장·특별자치도지사·시장·군수·구청장이고, 그 관리상태를 평가하는 주체는 환경부장관이다.

평가주체를 대통령으로 두거나, 관리와 평가를 모두 환경부장관이 맡는다는 나머지 조합은 실제 법령상 역할 분담과 다르다.

세척에 필요한 수압은 세척탱크를 여과지보다 높은 위치에 설치해 확보하는 것이지, 탱크의 수심을 깊게 해서 얻는 것이 아니다. 수심을 필요 이상으로 깊게 하면 세척이 진행되는 동안 수위 저하에 따른 수압 변동이 커져 오히려 바람직하지 않으므로 해당 설명은 옳지 않다.

세척탱크 용량이 적어도 1지를 세척할 수 있는 양이어야 한다는 점, 여과지가 20지 이상이면 2지 이상을 동시에 세척할 수 있는 용량이 바람직하다는 점, 양수펌프는 30분~1시간 안에 탱크를 채울 수 있는 용량으로 한다는 점은 표준 설계기준과 일치한다.

침전지 정류설비는 유입수가 침전지 전횡단면에 가능한 한 균등하게 퍼지도록 유입구의 위치와 구조를 정하는 것이 핵심 설계 원칙이다.

정류공 사이의 사구역을 줄이려면 정류공의 수를 적게 하는 것이 아니라 오히려 많게 해야 하고, 정류공의 지름과 통과 손실수두 값도 실제 설계기준의 수치와 다르며, 정류벽 역시 유입단에서 지나치게 가까운 위치가 아니라 일정 거리를 두고 설치해야 하므로 나머지 설명들은 옳지 않다.

침전지의 배수·슬러지는 대체로 고형물 농도가 높기 때문에 배슬러지지로 배출하는 것이 보통이라는 설명이 맞다.

슬러지 배출관에는 점검·청소를 위한 맨홀을 설치하는 것이 원칙이고, 배슬러지지로의 배출은 압송방식이 아니라 자연유하(중력)방식이 원칙이며, 배출관 관경이 지나치게 작으면 오히려 폐색 우려가 커지므로 나머지 설명들은 실제 설계원칙과 반대로 서술돼 있다.

하부집수장치는 여과지를 상부여과실과 하부집수실로 분리하고 여과재를 지지·보호하며, 역세척 시 세척수와 공기를 여과실 전체에 균등하게 분포시키는 역할을 한다.

침전지에서 넘어온 물은 상부여과실에서 여과재층을 통과하며 여과된 뒤 하부집수실로 모여 배출되므로, 하부집수실에서 먼저 여과시켜 상부여과실로 보낸다는 설명은 여과 흐름의 방향이 반대로 되어 있어 옳지 않다.

피드포워드제어는 처리수량과 염소요구량 등 외란이 변화할 때 이를 미리 감지해 편차가 나타나기 전에 주입량을 조절하는 방식으로, 주입 전 유입수의 잔류염소를 측정해 배수지점 목표치와의 차이로 주입량을 결정하며 송·배수계의 추가염소주입에 흔히 채택된다.

반면 처리수량과 염소요구량의 변화 시 잔류염소를 목표치로 설정하고 결과를 측정해 되먹임으로 제어하는 방식은 피드백제어에 해당하므로, 이를 피드포워드제어로 설명한 것은 옳지 않다.

하루 슬러지량을 탈수기 전체의 시간당 처리능력으로 나누면 실가동 시간은 6 h/day이다.

탈수기 3대의 처리능력은 여과농도에 대당 여과면적과 대수를 곱해 구한다.
$20\times5\times3=300\ \mathrm{kg}\text{-}\mathrm{D.S./h}$

여기에 하루 발생 슬러지량을 나누어 가동시간을 얻는다.
$\dfrac{1{,}800\ \mathrm{kg}\text{-}\mathrm{D.S./day}}{300\ \mathrm{kg}\text{-}\mathrm{D.S./h}}=6\ \mathrm{h/day}$
대수를 빠뜨리면 18시간이 나오므로 설치 대수까지 반드시 곱해야 한다.

정압제어는 막차압을 일정하게 유지하도록 운전하는 방식으로, 여과가 진행되어 막의 오염(파울링)이 진행될수록 동일한 차압에서 얻어지는 여과유량은 점차 감소한다.

• 여과유량이 수온이나 막저항에 관계없이 일정하게 유지되는 것은 정량(정유량)제어의 특징이다.
• 막여과수량을 항상 일정하게 유지하도록 막차압을 자동제어하는 방식 역시 정량제어에 해당한다.
• 제어수단 가운데 시스템이 간소한 대신 에너지 손실이 큰 쪽은 밸브방식이며, 펌프(회전수)방식은 필요한 압력만큼만 가압하므로 오히려 에너지 절감에 유리하다.

캐비테이션은 펌프의 유효흡입수두가 부족할 때 발생하며, 방지를 위해서는 가용유효흡입수두(NPSHa)를 크게 하거나 필요유효흡입수두(NPSHr)를 작게 해야 한다.

펌프의 회전속도를 낮추면 필요유효흡입수두가 작아져 캐비테이션 여유가 커지므로 방지 방법으로 옳다.

• 펌프 설치위치를 높이면 흡입양정이 커져 가용유효흡입수두는 오히려 작아진다.
• 흡입관의 손실을 크게 하면 흡입측 압력이 더 낮아져 가용유효흡입수두가 작아진다.
• 흡입측 밸브를 닫고 운전하면 공동현상 위험이 오히려 커진다.

펌프 대수 결정 시 동일용량 채택, 예비기 생략 가능 조건 등은 타당한 원칙이지만, 펌프 토출량이 커질수록 일반적으로 펌프효율이 높아지는 경향이 있어 토출량이 작을수록 효율이 높고 운전경비가 절감된다는 설명은 옳지 않다.

소용량 펌프를 다수 사용하면 대수는 늘어나지만 대형 펌프에 비해 효율이 낮아지는 경우가 많아 운전경비 측면에서 오히려 불리할 수 있다.

변압기 병렬운전이 성립하려면 극성, 권선비(전압비), %임피던스, 상회전 방향 및 위상변위가 각 변압기 간에 같아야 한다.

역률은 변압기 자체의 고유 정수가 아니라 부하 측 조건이므로 병렬운전 성립을 위한 조건에는 포함되지 않는다.

접지극을 하나로 묶어 쓰는 방식은 통합 접지공사이고, 피뢰시스템 설치 대상이 되는 높이는 20 m 이상이다.

전기설비의 접지설비, 건축물의 피뢰설비, 전자통신설비의 접지극을 함께 쓰는 것을 통합접지시스템이라 한다. 접지극을 통합하면 설비 사이의 전위차가 줄어들어 감전과 기기 손상 위험이 낮아지지만, 낙뢰 시 서지가 계통 전체로 퍼질 수 있으므로 서지보호장치(SPD) 설치를 전제로 허용한다. 전기설비의 접지극만 함께 쓰는 공통접지와는 구분된다.

피뢰시스템은 전기전자설비가 설치되어 낙뢰로부터 보호가 필요한 건축물ㆍ구조물, 또는 지상으로부터 높이가 20 m 이상인 건축물ㆍ구조물에 설치한다.

VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)는 전동기의 속도 제어를 위해 전압과 주파수를 동시에 가변시켜 공급하는 전원장치이다.

UPS는 무정전전원장치, AVR은 자동전압조정기, CVCF는 정전압 정주파수 전원장치로 각각 다른 기능을 수행한다.

수전용량 750 kVA, 전압 22.9 kV(3상4선식)에서 정격 1차전류는 $I=\dfrac{750{,}000}{\sqrt{3}\times 22{,}900}\approx 18.9\ \mathrm{A}$이다.

MOF 변류비는 이 값의 1.5배인 $18.9\times1.5\approx 28.4\ \mathrm{A}$ 이상이 되는 표준 변류비 중 가장 근접한 값을 선택하므로 변류비는 30/5가 된다.

계측제어설비는 신뢰성과 안전성 확보를 위해 보호장치와 백업장치를 구비해야 하며, 계측기는 내진성·내약품성 등을 고려해 선정한다. 신호변환에는 프로세스신호변환기, 직선화변환기, 교류전압변환기 등이 주로 사용된다.

반면 입·출력 간을 절연하는 것은 노이즈나 서지로 인한 신호 간섭·장애를 막기 위한 조치이므로, 절연을 하면 오히려 장애가 발생한다는 설명은 옳지 않다.

소규모 시설에서는 별도의 엔지니어링반(EWS)을 두지 않고 중앙제어반(COS)이 EWS 기능을 겸용할 수 있다.

• 각 사업장의 운전현황을 종합적으로 감시·분석하는 것은 EWS가 아니라 중앙감시반의 역할에 해당한다.
• LCD·DLP 프로젝터 방식은 대형화면표시(Video Wall) 방식으로 Panel Board 방식과는 구분된다.
• 시스템 운영에 필요한 엔지니어링 데이터의 생성·변경·저장은 현장제어반(FCS)이 아니라 엔지니어링반(EWS)의 기능이다.

수중 임의의 지점에서 측정한 정압력과 물의 밀도, 중력가속도의 관계로부터 수면까지의 거리(수두)를 환산하는 방식은 차압식 수위계이다.

압력수두 $h=\dfrac{P}{\rho g}$ 관계를 이용해 수위를 산출하며, 투입식·초음파식·정전용량식은 각각 정수압 직접 검출, 초음파 반사, 정전용량 변화 등 다른 원리를 사용한다.

상수원과 취수장에서는 원수의 상태를 파악하기 위해 pH, 전기전도도, TOC 등 일반 수질항목을 상시 계측한다.

SCD(Streaming Current Detector)는 응집 상태(전하 중화 정도)를 감시해 응집제 주입을 제어하기 위한 계측기로, 정수처리 공정 중 응집단계에서 사용되며 상수원·취수장의 수질계측 항목은 아니다.

사고대비물질 취급자는 유해화학물질에 대한 피부·호흡기 노출을 막기 위해 호흡보호구, 보호복, 안전장갑 등을 착용해야 한다.

귀마개는 소음으로부터 청력을 보호하기 위한 장구로, 화학물질 노출 방지를 위한 개인보호장구 범주에는 해당하지 않는다.

물질안전보건자료(MSDS)는 16개 항목으로 구성되며, 작성단위는 계량에 관한 법률에 따르고, 작성에 필요한 용어·기술지침은 한국산업안전보건공단이 정할 수 있다.

다만 실험실에서 시험·연구 목적으로 사용하는 시약으로서 물질안전보건자료가 외국어로 작성된 경우에는 한국어 번역이 면제될 수 있으므로, 반드시 번역해야 한다는 설명은 옳지 않다.

산업안전보건법령상 중대재해는 사망자 1명 이상, 3개월 이상 요양이 필요한 부상자 동시 2명 이상, 부상자 또는 직업성 질병자 동시 10명 이상인 재해다.

사망은 한 명만 발생해도 곧바로 중대재해가 되며, 이 경우 사업주는 작업을 중지시키고 지체 없이 관할 지방고용노동관서에 보고해야 한다.

부상은 요양기간 3개월을 기준으로 갈린다. 3개월 이상 요양이 필요한 중상해는 동시 2명 이상일 때, 그보다 가벼운 부상이나 직업성 질병은 동시 10명 이상일 때 중대재해로 본다.

관수로 흐름이 층류(레이놀즈수 2,100 이하)일 때 마찰손실계수(Darcy 마찰계수) $f$는 레이놀즈수만의 함수로 $f=\dfrac{64}{Re}$로 나타낸다.

층류에서는 유체의 점성에 의한 손실이 지배적이어서 관의 조도와 무관하게 이 식이 성립한다.

단면적은 $A=6\times0.5=3\ \mathrm{m^2}$이므로 유속은 $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{10.0}{3}\approx3.33\ \mathrm{m/s}$이다.

프루드수는 $Fr=\dfrac{V}{\sqrt{gh}}=\dfrac{3.33}{\sqrt{9.8\times0.5}}\approx1.51$로 1보다 크므로 흐름은 사류(supercritical flow)에 해당한다.

흡입구 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(0.8)^2\approx0.503\ \mathrm{m^2}$이고, 유량은 $Q=Av=0.503\times2.5\approx1.257\ \mathrm{m^3/s}$이다.

수동력은 $P_w=9.8\,Q\,H=9.8\times1.257\times4\approx49.3\ \mathrm{kW}$이며, 축동력은 효율로 나눈 $P=\dfrac{P_w}{\eta}=\dfrac{49.3}{0.8}\approx61.5\ \mathrm{kW}$이다.

관의 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(1.5)^2\approx1.767\ \mathrm{m^2}$이다.

연속방정식에 따라 유량은 $Q=Av=1.767\times3.0\approx5.30\ \mathrm{m^3/s}$이다.

미소손실(minor loss)은 관 유입부·유출부, 단면의 급확대·급축소, 곡관·밸브 등 관로 형상 변화로 인한 유속 변화에서 발생하며, 그 크기는 속도수두에 비례한다.

유체의 수온 변화는 점성 등 물성치에 영향을 줄 뿐, 미소손실이 발생하는 원인으로 보지 않으므로 옳지 않은 설명이다.

Darcy-Weisbach식 $h_f=f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$를 마찰손실계수에 대해 정리하면 $f=\dfrac{h_f\cdot D\cdot 2g}{L\cdot v^2}$이다.

수치를 대입하면 $f=\dfrac{5\times2\times2\times9.8}{400\times2.5^2}=\dfrac{196}{2500}\approx0.078$이다.

Manning 공식 $V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2}$은 조도계수 $n$, 경심(윤변으로부터 구해지는 $R=A/P$), 동수경사 $S$를 인자로 한다.

에너지보정계수는 유속분포가 균일하지 않을 때 에너지방정식(베르누이식)의 속도수두를 보정하기 위한 계수로, Manning 공식의 구성 인자가 아니다.

수격작용의 압력파 전파속도(파속)는 물의 체적탄성계수와 관재료의 탄성계수, 관의 두께와 지름에 의해 결정된다.

프루드수는 개수로 흐름의 상태(상류·사류)를 나타내는 무차원수로, 관수로 압력파 전파속도 산정과는 관계가 없다.

무차원인 것은 비중과 유속계수이며, 힘과 운동량은 차원을 가진 물리량이다.

비중은 어떤 물질의 밀도를 기준물질인 물의 밀도로 나눈 값이므로 단위가 상쇄되어 무차원이고, 유속계수도 이론유속에 대한 실제유속의 비여서 무차원이다. 이처럼 같은 종류의 양끼리 나눈 비는 항상 무차원이 된다.

반면 힘은 $\mathrm{N}=\mathrm{kg\cdot m/s^2}$, 운동량은 $\mathrm{kg\cdot m/s}$로 각각 고유한 차원을 가진다. 레이놀즈수·프루드수·마찰손실계수처럼 비로 정의된 양만 무차원이라는 점을 기준으로 삼으면 구분이 쉽다.

모세관 상승고는 $h=\dfrac{4T\cos\theta}{\gamma D}$ 로 주어진다.

관 둘레를 따라 작용하는 표면장력의 연직성분 $\pi D\,T\cos\theta$ 가 상승한 물기둥의 무게 $\gamma\cdot\dfrac{\pi D^{2}}{4}\cdot h$ 를 지탱한다는 힘의 평형에서 유도된다.

양변을 정리하면 $h=\dfrac{4T\cos\theta}{\gamma D}$ 이므로 상승고는 표면장력에 비례하고 단위중량·관경에 반비례한다. 표면장력 T를 분모에 두고 단위중량 γ를 분자에 둔 식은 두 값의 비례관계가 통째로 뒤바뀐 것이고, 계수가 4가 아닌 2인 식은 물기둥의 단면적을 $\dfrac{\pi D^{2}}{4}$ 대신 잘못 잡은 결과다.

베르누이 방정식의 총수두는 압력수두, 위치수두, 속도수두의 합으로 표현되며, 이상유체의 정상류·비압축성 흐름에서 유선을 따라 이 총수두가 일정하게 보존된다.

질량보존의 법칙은 연속방정식이 표현하는 원리이고, 베르누이 방정식은 관수로뿐 아니라 개수로에도 적용되며 정상류를 가정하므로 나머지 설명은 옳지 않다.

완전유체(이상유체)는 점성이 없는(비점성) 유체로 가정하여 마찰에 의한 에너지 손실이 발생하지 않으며, 비압축성으로 취급한다.

따라서 마찰효과가 발생한다는 설명은 완전유체의 정의와 반대되므로 옳지 않다.

하천 유속 측정에서 1점법은 수면으로부터 수심 60% 지점의 유속을 그 연직선의 평균유속으로 보는 방법으로, $V_m=V_{0.6}$으로 나타낸다.

2점법은 0.2, 0.8 지점의 평균, 3점법은 0.2, 0.6, 0.8 지점을 가중평균하는 방식으로 1점법과 구분된다.

전양정은 실양정과 손실수두를 더한 $H=12+2.5=14.5\ \mathrm{m}$이다.

물의 단위중량이 $1{,}000\ \mathrm{kgf/m^3}$일 때 축동력을 마력 단위로 구하면 $P=\dfrac{\gamma QH}{75\,\eta}=\dfrac{1{,}000\times3\times14.5}{75\times0.8}=725\ \mathrm{PS}$이다.

수격작용으로 인한 압력 상승을 경감하는 방법으로는 펌프 정지 시 밸브가 서서히 닫히도록 하는 콘밸브, 니들밸브, 완폐식 체크밸브 등이 주로 쓰인다.

압력수조(air-chamber)는 관로 내 압력 변동을 완충하는 설비이지만, 상수도설계기준상 주로 펌프 정지 직후의 압력 강하(부압)를 방지하기 위한 방법으로 분류되므로, 이를 압력 상승 경감방법으로 제시한 것은 옳지 않다.

비속도 $N_s=\dfrac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$에서 양수량은 $Q=360\ \mathrm{m^3/h}=6\ \mathrm{m^3/min}$으로 환산한다.

수치를 대입하면 $N_s=\dfrac{800\times\sqrt{6}}{20^{3/4}}=\dfrac{800\times2.449}{9.46}\approx207$이다.

속도경사 $G=\sqrt{\dfrac{P}{\mu V}}$는 교반동력 $P$, 물의 점성계수 $\mu$, 혼화지의 부피 $V$에 의해 결정된다.

비에너지는 개수로 흐름에서 수로바닥을 기준으로 한 에너지수두 개념으로, 혼화지 속도경사 산정과는 관련이 없다.

침전지의 제거율은 표면부하율(침강면적당 유입유량)에 좌우되며, 동일한 유입유량에서도 다층침전지(경사판·경사관 등)를 도입하면 유효 침강면적이 늘어나 제거율이 향상된다.

반대로 유량을 늘리거나, 플록의 침강속도를 작게 하거나, 침강면적을 줄이면 표면부하율이 커져 제거율은 오히려 저하된다.

표면부하율은 $V_o=\dfrac{Q}{A}$(단, $A$는 침전지 수면적)로 정의되므로, 유입유량은 $Q=V_o\times A$로 구한다.

수면적은 $A=5\times10=50\ \mathrm{m^2}$이므로 $Q=40\times50=2{,}000\ \mathrm{m^3/d}$이다.

한계류(critical flow)는 일정한 유량에 대해 비에너지가 최소가 되는 흐름 상태를 말하며, 이때의 수심을 한계수심이라 한다.

레이놀즈수에 의한 층류·난류 구분, 흐름특성의 시간·공간적 변화 여부는 각각 다른 흐름 분류 기준으로 한계류의 정의와는 무관하다.