정수시설운영관리사 1급 1차 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

23년 1회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

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정수시설운영관리사 1급 1차 기출문제모두CBT · moducbt.com

23년 1회차

총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

응집제, pH 조정제 및 응집보조제의 특성에 관한 내용으로 옳은 것은?

1pH조정제는 원수수질에 따라 주로 여과의 효과를 높이는데 사용된다.

2응집보조제는 원수수질에 따라 흡착 효과를 높이는데 사용된다.

3응집보조제 주입량은 원수수질에 따라 실험으로 정한 주입률과 처리수량으로 산출한다.

4응집제 주입지점은 pH조정제 주입지점의 상류측에 혼화가 잘되는 지점으로 한다.

정답 및 해설

응집보조제 주입량은 원수 수질에 따라 자-테스트 등 실험으로 정한 주입률에 처리수량을 곱해 산출하는 것이 원칙이다.

pH조정제는 여과 효과가 아니라 응집반응의 최적 pH를 맞추는 데 사용된다.
응집보조제는 흡착이 아니라 플록의 형성·강도를 보강하는 데 주로 사용된다.
응집제는 pH조정제보다 하류측에서 혼화가 잘 되는 지점에 주입하는 것이 일반적이다.

문제 2

경사판 침전지에 관한 설명으로 옳은 것은?

1횡류식 경사판 침전지의 표면부하율은 4∼9 mm/min을 표준으로 한다.

2횡류식 및 상향류식 경사판 침전지의 경사각은 45∼50°로 한다.

3상향류식 경사판 침전지의 표면부하율은 8∼13 mm/min을 표준으로 한다.

4상향류식 경사판 침전지 내의 평균상승유속은 150 mm/min 이하를 표준으로 한다.

정답 및 해설

횡류식 경사판 침전지의 표면부하율은 $4\sim9\ \mathrm{mm/min}$ 을 표준으로 하는 것이 정수시설 설계기준상의 값이다.

경사각, 상향류식의 표면부하율·평균상승유속 등은 각 형식별로 별도의 표준값이 정해져 있어, 다른 보기들의 수치나 대상 형식은 실제 기준과 맞지 않는다.

문제 3

유량이 20,000 m³/d인 급속혼화지에서 체류시간 50 s, 평균속도경사(G) 400/s인 기계식 교반장치에 필요한 소요동력(kgㆍm²/s³)은? (단, μ는 10^-3 Nㆍs/m², 교반모터의 효율은 85 %이다.)

1765

2896

31,236

42,179

정답 및 해설

기계식 교반장치의 소요동력은 $P = \mu G^2 V$ 로 구하고, 교반모터 효율을 나누어 실제 소요동력을 계산한다.

체류시간 50초 동안의 반응조 용적은 $V = Q t = \dfrac{20{,}000}{86{,}400} \times 50 \approx 11.57\ \mathrm{m^3}$ 이다.

$P = 10^{-3} \times 400^2 \times 11.57 \approx 1{,}851\ \mathrm{W}$ 이며, 모터효율 85%를 반영하면 $\dfrac{1{,}851}{0.85} \approx 2{,}179\ \mathrm{kg \cdot m^2/s^3}$ 이다.

문제 4

여과방식의 정수처리에서 응집과 같은 전처리가 필요 없는 경우는?

1급속여과공정의 경우

2저탁도 원수 내 콜로이드성 입자가 존재하는 경우

3완속여과시 원수 탁도가 20 NTU인 경우

4크립토스포리디움 등의 미생물로 원수가 오염된 경우

정답 및 해설

완속여과는 원수 수질이 비교적 양호한 경우 응집과 같은 화학적 전처리 없이 생물막의 작용으로 정수하는 방식이다.

급속여과는 여과 전 응집·침전 등의 전처리가 필수적으로 요구되는 공정이다.
저탁도 원수라도 콜로이드성 입자는 자연 침강이 어려워 응집 등 전처리가 필요하다.
크립토스포리디움 등 미생물로 오염된 원수는 여과만으로 제거가 어려워 전처리와 강화된 처리가 필요하다.

따라서 나머지 세 경우와 달리, 완속여과 방식에서는 응집과 같은 전처리 없이도 처리가 가능하다.

문제 5

직접여과와 인라인여과에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1직접여과는 원수의 수질이 양호하고 수질변화가 적은 경우에 적용된다.

2인라인여과는 원수의 수질변화가 큰 경우에 적용된다.

3직접여과는 침전공정이 생략된 방식이다.

4인라인여과는 응집 및 침전공정이 생략된 방식이다.

정답 및 해설

인라인여과는 오히려 원수 수질이 안정적이고 변화가 적은 양호한 원수에 적용하는 방식이므로, 수질변화가 큰 경우에 적용된다는 설명은 옳지 않다.

직접여과는 침전공정을 생략하고 응집 후 바로 여과하는 방식이다.
인라인여과는 응집과 침전을 모두 생략하고 관로상에서 약품을 주입한 뒤 바로 여과하는 방식이다.

두 방식 모두 원수 수질이 양호하고 수질변화가 적은 경우에 적용하는 간이 정수방식이라는 점이 공통된다.

문제 6

급속여과지 설계시 고려하여야 할 사항을 모두 고른 것은?

ㄱ. 여재입경
ㄴ. 여층두께를 포함한 여과층의 구성
ㄷ. 여과속도와 그 조절방식
ㄹ. 여과층의 역세척방식과 역세척빈도

1ㄱ, ㄴ

2ㄷ, ㄹ

3ㄱ, ㄷ, ㄹ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

여재입경, 여층두께를 포함한 여과층 구성, 여과속도와 그 조절방식, 역세척방식과 역세척빈도가 모두 급속여과지 설계 시 고려사항이다.

여재의 유효경과 균등계수, 여층두께는 탁질 억류능력과 손실수두 상승속도를 좌우하므로 함께 결정해야 하고, 여과속도와 그 조절방식(정속여과·정압여과 등)은 필요한 여과지 면적과 지수를 정하는 기본 조건이 된다.

역세척방식(표면세척이나 공기세척 병용 여부)과 역세척빈도는 여층 재생 성능뿐 아니라 세척배출수량과 배출수 처리시설 규모까지 결정하므로, 어느 항목도 설계에서 제외할 수 없다.

문제 7

완속여과가 적용될 수 있는 경우에 해당되는 것은?

1휴믹산 등 천연의 안정한 화합물에 의해 색도가 유발된 경우

2유입수의 탁도가 10 NTU를 초과하거나 조류가 많은 경우

3철, 망간 및 페놀 등이 제거되도록 양호한 수질의 호기성 상태가 유지되는 경우

4여과층 내부 혐기성 박테리아의 생존을 위협할 정도로 용존산소의 농도가 낮은 경우

정답 및 해설

완속여과는 철·망간·페놀 등의 물질이 산화·분해될 수 있도록 여과층 내에 양호한 호기성 상태가 유지되는 경우에 효과적으로 적용된다.

휴믹산 등 천연의 안정한 화합물에 의한 색도는 생물학적 여과로 잘 제거되지 않아 완속여과에 부적합하다.
탁도가 높거나 조류가 많은 원수는 여과층 폐색을 일으켜 완속여과에 부적합하다.
용존산소 농도가 낮아 호기성 상태가 유지되지 못하면 철·망간 등의 산화처리 기능이 저하된다.

문제 8

급속여과지 하부집수장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1여과수거 등 유출 측의 수위변동이 작은 구조로 하여야 한다.

2역세척과정에서는 통수공경을 줄이고 통수저항을 작게 하여야 한다.

3여과과정에서는 수두손실을 적게 하고 여과면적의 수압이 균일하게 유지되어야 한다.

4손실수두가 작고 단면이 작은 것이 경제적이다.

정답 및 해설

급속여과지 하부집수장치는 역세척 시 세척수가 여과층 전면에 균등하게 분포되도록 해야 하는데, 통수공경을 줄이면 통수저항은 오히려 커지므로 통수공경을 줄이면서 통수저항을 작게 한다는 설명은 성립하지 않는다.

여과수거 등 유출측 수위변동이 작아야 안정적인 여과가 가능하다는 설명은 타당하다.
여과 시 수두손실을 적게 하고 여과면적 전체에 수압이 균일하게 걸려야 한다는 설명은 타당하다.
손실수두가 작고 단면이 작을수록 경제적이라는 설명은 타당하다.

문제 9

잔류염소 농도 0.5 mg/L에서 5분간 90 %의 세균이 사멸되었다면 같은 농도에서 99.9 % 살균을 위해 필요한 시간은? (단, 사멸속도는 1차반응이다.)

15분

210분

315분

420분

정답 및 해설

1차반응 소독 동역학에서 사멸속도상수를 초기 조건으로부터 구하고, 이를 이용해 목표 사멸률에 필요한 시간을 계산한다.

5분간 90% 사멸(잔존율 10%)로부터 $k = \dfrac{-\ln(0.1)}{5} \approx 0.461\ \mathrm{min^{-1}}$ 이다.

99.9% 사멸(잔존율 0.1%)에 필요한 시간은 $t = \dfrac{-\ln(0.001)}{0.461} = \dfrac{6.91}{0.461} \approx 15\ \mathrm{min}$ 이다.

문제 10

차아염소산나트륨에 관한 설명으로 옳은 것은?

1전해법으로 자가생성하여 사용하는 경우도 있다.

2유효염소가 15∼20 % 정도인 무색 액체이다.

3농도가 높을수록 안정하고, 저장 중에도 유효염소농도가 감소하지 않는다.

4액화염소에 비하면 저장과 취급이 용이하지 않다.

정답 및 해설

차아염소산나트륨(NaOCl)은 소금물을 전기분해하는 전해법으로 현장에서 직접 생성하여 사용하는 방식이 실제로 운영되고 있다.

유효염소 농도는 이 보기의 수준과는 다르게 관리되며, 무색이 아닌 담황색을 띠는 액체이다.
농도가 높을수록 오히려 저장 중 유효염소농도 감소(분해)가 빠르게 진행되어 불안정해진다.
액화염소에 비해 저장·취급이 비교적 용이한 편이다.

문제 11

미생물 기준에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용으로 옳게 나열한 것은?

원수 중의 일반세균이 ( ㄱ )mL 중 5,000 CFU 이상 혹은 대장균군이 ( ㄴ )mL 중 2,500 MPN 이상 존재하는 경우에 여과 전에 세균을 감소시켜 안전성을 높여야 하고 또 침전지나 여과지의 내부를 위생적으로 유지하여야 한다.

1ㄱ: 1, ㄴ: 100

2ㄱ: 10, ㄴ: 250

3ㄱ: 100, ㄴ: 100

4ㄱ: 100, ㄴ: 250

정답 및 해설

일반세균은 1mL 중 5,000CFU 이상, 대장균군은 100mL 중 2,500MPN 이상일 때 여과 전 세균 감소 조치가 필요하다.

계수 단위가 판단의 실마리다. 일반세균은 평판집락법으로 시료 1mL의 집락수(CFU)를 세고, 대장균군은 시료 100mL의 최확수(MPN)로 표시하는 것이 통상의 표기이다.

이 수준을 넘는 원수는 전염소처리 등으로 여과 이전에 세균을 줄여 후속 공정의 부하와 위생 위험을 낮추고, 침전지·여과지 내부도 청소와 소독으로 위생적으로 유지해야 한다.

문제 12

소독제 접촉시간에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

소독제의 접촉시간을 산정할 경우 추적자 실험을 통하여 측정하는 경우에는 실험용으로 주입된 추적자(불소 또는 리튬클로라이드)의 ( ) %가 정수지의 유출부 또는 불활성화비를 인정받는 지점으로 빠져 나올 때까지의 시간

210

315

420

정답 및 해설

추적자 실험으로 접촉시간을 정할 때는 주입한 추적자의 10%가 빠져나올 때까지의 시간을 사용한다.

이 값이 이른바 T₁₀으로, 정수지 안에서 가장 빨리 통과하는 물을 기준으로 접촉시간을 잡아 단락류가 있어도 소독 효과를 과대평가하지 않도록 안전측으로 정한 개념이다.

불소나 리튬클로라이드 같은 추적자를 주입한 뒤 유출부에서 농도곡선을 얻고, 주입량의 10%가 유출된 시점까지의 시간을 접촉시간 T로 삼아 CT값과 불활성화비 산정에 쓴다.

문제 13

염소가스 저장시설의 제해설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1누출된 염소가스를 충분히 중화하여 무해하게 할 수 있어야 한다.

2저장량 1,000 kg 미만의 시설에서는 염소가스 누출에 대비하여 중화 및 흡수용 제해제를 상비하고 가스누출검지경보 설비를 설치하는 것이 바람직하다.

3중화설비에 사용되는 중화제는 일반적으로 수산화나트륨 용액이 사용된다.

4중화설비의 처리능력은 10시간에 염소가스를 무해가스로 처리할 수 있는 양(m³/h)으로 표시한다.

정답 및 해설

중화설비의 처리능력은 짧은 시간 내에 누출 염소가스를 무해화할 수 있는 양으로 표시하는 것이 기준이므로, 10시간이라는 설명은 옳지 않다.

제해설비는 누출된 염소가스를 충분히 중화·흡수하여 무해하게 만들 수 있어야 한다는 설명은 타당하다.
저장량이 적은 시설에서는 제해제 상비와 가스누출검지경보설비 설치로 대응하는 것이 바람직하다는 설명은 타당하다.
중화제로 수산화나트륨 용액을 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 14

액화염소의 저장설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1용기를 고정시키기 위하여 용기가대를 설치한다.

2액화염소의 저장량은 항상 1일 사용량의 7일분 이상으로 한다.

3용기는 40 ℃ 이하로 유지하고 직접 가열해서는 안된다.

450 kg, 100 kg, 1 ton의 용기를 사용한다.

정답 및 해설

액화염소의 저장량은 1일 사용량의 일정 일수분 이상을 확보해야 하는데, 그 기준일수가 이 보기의 7일분과는 다르게 정해져 있어 옳지 않다.

용기가대로 용기를 고정한다는 설명은 타당하다.
용기를 $40\ ^\circ\mathrm{C}$ 이하로 유지하고 직접 가열하지 않는다는 설명은 타당하다.
50 kg, 100 kg, 1 ton 용기를 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 15

정수장의 배출수 처리시설에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 농축슬러지의 농도가 높으면 탈수효율이 향상된다.
ㄴ. 조정시설은 배출수지와 배슬러지지로 구성된다.
ㄷ. 기계식 탈수방법에는 가압여과, 진공여과, 원심분리, 조립탈수 등이 있다.
ㄹ. 여과지 내 규조류 발생 시 착수정으로 반송하는 것이 좋다.

1ㄱ, ㄴ

2ㄱ, ㄷ

3ㄱ, ㄴ, ㄷ

4ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

농축슬러지 농도와 탈수효율의 관계, 조정시설의 구성, 기계식 탈수방법의 종류에 관한 설명이 옳다.

배출수 처리는 조정 → 농축 → 탈수 → 처분 순으로 진행되며, 조정시설은 여과지 세척배출수를 받는 배출수지와 침전지 슬러지를 받는 배슬러지지로 구성된다. 농축으로 고형물 농도를 높이면 탈수기에 걸리는 수분 부하가 줄어 탈수효율이 향상되고, 기계식 탈수에는 가압여과·진공여과·원심분리·조립탈수 등이 쓰인다.

반면 규조류가 발생한 여과지의 세척배출수를 착수정으로 반송하면 조류가 정수계통을 돌며 농축되어 여과지속시간을 더 짧게 만든다. 이런 경우 반송하지 않고 별도로 처리하는 것이 옳다.

문제 16

농축조 설계 고려요소에 관한 설명으로 옳은 것은?

1고형물부하는 20~40 kg/m²ㆍd를 표준으로 한다.

2고수위로부터 주벽 상단까지의 여유고는 60 cm 이상으로 한다.

3용량은 계획슬러지량의 24∼48시간분으로 한다.

4바닥면의 경사는 1/100 이상으로 한다.

정답 및 해설

중력식 농축조의 용량은 계획슬러지량의 $24\sim48$ 시간분을 표준으로 설계하는 것이 기준이다.

고형물부하, 여유고, 바닥면 경사 등은 각각 별도의 표준값이 정해져 있어 다른 보기의 수치는 실제 설계기준과 일치하지 않는다.

문제 17

정수처리에서 발생하는 소독부산물(THMs)에 관한 설명으로 옳지 않는 것은?

1THMs란 메탄의 수소원자 3개가 할로겐원자(염소, 브롬, 요오드)로 치환된 물질의 총칭이다.

2수소이온농도 증가 시 THMs 생성량이 감소한다.

3THMs 중에는 클로로포름 농도가 매우 높게 나타난다.

4THMs는 생성반응속도가 느려서 급배수관말에서 발생 가능성이 높다.

정답 및 해설

'수소이온농도 증가 시 THMs 생성량이 감소한다'가 오답인데, THMs 생성은 pH가 높을수록(수소이온농도가 낮을수록) 생성량이 증가하고, pH가 낮을수록 생성이 억제된다.

따라서 이 설명은 결과적으로 맞는 표현처럼 보이지만, 정수처리 현장에서는 pH를 낮춤으로써 THMs 생성을 억제하려는 관점에서 볼 때 이 표현이 불충분하거나 역으로 해석될 수 있으며, 표준적인 수질기준 해설에서 THMs는 pH 6~8 범위에서 생성이 최대화되므로 이 단순한 인과관계 설명은 부정확하다.

THMs(Trihalomethanes)는 메탄(CH₄)의 수소원자 3개가 할로겐원자로 치환된 물질의 총칭이라는 설명은 정확하다.
클로로포름(CHCl₃)은 THMs 중 가장 많은 비중을 차지한다.
생성반응속도가 느려 배수관말에서도 계속 생성되는 특성도 맞다.

문제 18

입상활성탄 처리공정에 관한 설명으로 옳은 것은?

1여과공정 전, 후에 위치하는 것이 일반적이며, 침전공정 이후에 흡착과 여과를 목적으로 F/A(Filter-Adsorber) 공정으로 운영할 수 있다.

2맛ㆍ냄새물질, 소독부산물, 색도 등 다양한 무기물 제거 목적으로 사용할 수 있다.

3활성탄의 흡착능력은 pH가 산성이거나 온도가 낮을수록 작아진다.

4일반적으로 친수성이 강하고 분자량이 큰 물질일수록 활성탄에 흡착되기 쉽다.

정답 및 해설

입상활성탄(GAC) 처리공정은 여과공정의 전후에 배치하는 것이 일반적이며, 침전 이후 흡착과 여과 기능을 함께 수행하는 F/A(Filter-Adsorber) 공정으로 운영할 수도 있다.

활성탄은 맛·냄새물질, 소독부산물, 색도 등 주로 유기물 제거에 사용되며 무기물 제거가 주목적은 아니다.
활성탄의 흡착능력은 일반적으로 산성 조건이거나 온도가 낮을수록 오히려 커지는 경향이 있어, 작아진다는 설명과는 반대이다.
일반적으로 친수성보다 소수성이 강하고 적절한 분자량을 가진 물질이 활성탄에 흡착되기 쉽다.

문제 19

고도산화법(AOP: advanced oxidation process)에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 유기물질(지오스민, THMs)과 반응이 느린 오존처리의 단점을 보완한 것이다.
ㄴ. 오존과 산화제 등을 동시에 반응시켜 OH라디칼의 생성을 가속화하여 처리한다.
ㄷ. 오존/낮은 pH, 오존/과산화수소, 오존/자외선 등의 방법이 있다.

1ㄱ, ㄴ

2ㄱ, ㄷ

3ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 및 해설

오존 단독처리의 한계를 보완한다는 설명과 산화제를 병용해 OH 라디칼 생성을 촉진한다는 설명이 옳다.

고도산화법은 지오스민 같은 맛냄새물질이나 THMs 전구물질처럼 오존 분자와 직접 반응이 느린 유기물을 처리하기 위해, 오존에 다른 산화제나 에너지를 함께 작용시켜 산화력이 훨씬 강한 OH 라디칼을 대량으로 만들어 분해하는 공정이다.

실제 조합은 오존/과산화수소, 오존/자외선, 오존/높은 pH이다. 오존은 알칼리 영역에서 자기분해가 촉진되어 OH 라디칼이 많이 생기므로, 낮은 pH를 조합 조건으로 든 설명은 옳지 않다.

문제 20

해수담수화시설에 관한 설명으로 옳은 것은?

1해수 중에 보론(B)이 60∼70 mg/L 정도가 함유되어 있어 총트리할로메탄 생성량이 증가한다.

2해수담수화시설 중 상불변방식은 다중효용법, 용매추출법, 전기투석법이 있다.

3역삼투막을 이용한 해수담수화의 전처리설비에 요구되는 SDI(silt density index)는 5.0 이하가 되도록 한다.

4막투과수에 의한 관재료의 부식을 방지하기 위해 Ca²⁺를 추가하고 CO2를 퍼징한다.

정답 및 해설

역삼투 등으로 얻은 막투과수는 미네랄이 거의 없어 관재료를 부식시키기 쉬우므로, 후처리에서 $\mathrm{Ca^{2+}}$ 를 추가하고 $\mathrm{CO_2}$ 를 퍼징하여 경도·알칼리도를 보강하는 안정화 처리를 한다.

해수 중 보론 농도는 이 보기에 제시된 값보다 훨씬 낮은 수준이며, 보론은 총트리할로메탄 생성과 직접적인 관련이 없다.
다중효용법은 물을 증발시키는 상변화방식에 해당하고, 용매추출법·전기투석법이 상이 변하지 않는 상불변방식으로 분류된다.
역삼투 전처리설비의 SDI 기준은 이 보기보다 낮은 값을 요구하는 것이 일반적이다.

문제 21

먹는물수질공정시험기준상 총칙에 관한 설명으로 옳은 것은?

1“수욕 상 또는 수욕 중에서 가열한다.”라 함은 따로 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 뜻하고 증기욕은 해당하지 않는다.

2무게를 “정확히 단다.”라 함은 규정된 수치의 무게를 0.1 mg까지 다는 것을 말한다.

3“정확히 취하여”라 하는 것은 규정한 양의 액체를 메스실린더로 눈금까지 취하는 것을 말한다.

4“항량으로 될 때까지 건조한다.” 또는 “항량으로 될 때까지 강열한다.”라 함은 같은 조건에서 1시간 더 건조하거나 또는 강열할 때 전후 차가 g 당 0.3 mg미만일 때를 말한다.

정답 및 해설

먹는물수질공정시험기준 총칙에서 무게를 “정확히 단다”는 것은 규정된 수치의 무게를 $0.1\ \mathrm{mg}$ 까지 다는 것을 의미한다.

“수욕 상 또는 수욕 중에서 가열한다”는 것은 증기욕을 포함하는 개념으로 규정되어 있다.
“정확히 취하여”는 메스실린더가 아니라 부피피펫 등으로 규정된 양을 정확히 재는 것을 말한다.
“항량으로 될 때까지” 건조·강열의 판정 기준은 이 보기의 서술과 다르게 규정되어 있다.

문제 22

먹는물수질공정시험기준상 유기인계농약 항목의 시료 보존 규정으로 옳지 않은 것은?

1시료용기: 유리(Glass)재질

2보존방법: 4℃ 냉암소 보관

3보존시약: 염화암모늄 10 mg 및 염산(6 M) 1~2방울 첨가

4보존기간: 7일 이내 추출 시 40일

정답 및 해설

먹는물수질공정시험기준에서 유기인계농약 시료는 유리용기에 담아 4℃ 냉암소에 보관한다. 보존기간은 7일 이내 추출, 40일 이내 분석이다. 염화암모늄과 염산 첨가는 유기인계농약의 보존 규정이 아니다.

문제 23

먹는물수질공정시험기준상 금속류-원자흡수분광광도법에서의 기체에 관한 사항으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 수소-공기와 아세틸렌-공기는 거의 대부분의 원소 분석에 유효하게 사용할 수 있다.
ㄴ. 프로판-공기 불꽃은 불꽃의 온도가 높기 때문에 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성산화물을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적당하다.
ㄷ. 아세틸렌-아산화질소 불꽃은 불꽃온도가 낮고 일부 원소에 대하여 높은 감도를 나타낸다.

1ㄱ

2ㄱ, ㄴ

3ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 및 해설

수소-공기와 아세틸렌-공기 불꽃이 대부분의 원소 분석에 유효하다는 설명만 옳다.

원자흡수분광광도법에서 가연성·조연성 기체 조합은 불꽃온도로 성격이 갈린다. 아세틸렌-아산화질소 불꽃은 온도가 높아 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성 산화물을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적당하다.

반대로 프로판-공기 불꽃은 불꽃온도가 낮아 일부 원소에 대하여 높은 감도를 나타낸다. 지문의 두 설명은 프로판-공기와 아세틸렌-아산화질소의 특성이 서로 뒤바뀌어 있어 옳지 않다.

문제 24

정수처리 공정에서 곰팡이 냄새나 음이온계면활성제의 처리방법으로 옳지 않은 것은?

1활성탄처리

2오존처리

3생물처리

4막여과처리

정답 및 해설

막여과(정밀여과·한외여과)는 공극이 상대적으로 커서 지오스민 등 곰팡이 냄새물질이나 음이온계면활성제 같은 용존성 유기물을 효과적으로 제거하지 못하므로 적절한 처리방법으로 보기 어렵다.

활성탄처리는 흡착을 통해 이러한 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
오존처리는 산화분해를 통해 냄새물질과 계면활성제를 제거할 수 있다.
생물처리는 미생물 분해를 통해 이들 물질을 제거할 수 있다.

문제 25

응집용 약품주입률을 결정하기 위한 자-테스트(jar-test)의 방법으로 옳은 것은?

1급속교반 시 임펠러의 주변속도는 약 55 cm/s로 한다.

2완속교반 시 임펠러의 주변속도는 약 25 cm/s로 한다.

3급속교반을 1분간, 그리고 10분간 완속교반을 계속한다.

430분간 정치 후 상징수를 채취한다.

정답 및 해설

자-테스트는 급속교반을 1분간 실시한 뒤 완속교반을 10분간 계속하는 절차로 진행하는 것이 표준적인 방법이다.

이렇게 얻은 플록을 일정 시간 정치시킨 후 상징수를 채취해 탁도 등을 비교하여 최적 주입률을 결정한다.

나머지 보기에 제시된 급속·완속교반 시 임펠러 주변속도와 정치시간 수치는 표준 절차에서 정한 값과 일치하지 않는다.

문제 26

오존처리 공정에서의 잔류오존량(kg/d)은?

수돗물 생산량 24,000 m³/d
오존전달률 95 %
주입오존량 6.0 mg/L
배오존량 0.1 mg/L

10.2

22.4

34.8

413.4

정답 및 해설

주입된 오존은 처리반응에 전달·소비된 양, 물에 남는 잔류오존, 배출되는 배오존으로 나뉘며 이 물질수지로 계산하면 4.8 kg/d이다.

주입오존량 = $6.0\ \mathrm{mg/L}\times 24{,}000\ \mathrm{m^3/d}=144{,}000\ \mathrm{g/d}=144\ \mathrm{kg/d}$

전달률 95 %이므로 전달·소비된 오존 = $144\times 0.95=136.8\ \mathrm{kg/d}$
배오존량 = $0.1\ \mathrm{mg/L}\times 24{,}000\ \mathrm{m^3/d}=2.4\ \mathrm{kg/d}$

따라서 잔류오존량 = $144-136.8-2.4=4.8\ \mathrm{kg/d}$ 이다. mg/L에 일 생산량(m³/d)을 곱하면 g/d가 나오므로 1,000으로 나눠 kg/d로 바꾸는 환산을 빠뜨리지 않아야 한다.

문제 27

수처리제의 기준과 규격 및 표시기준상 활성탄의 메틸렌블루 탈색력 시험방법으로 옳지 않은 것은?

1시료에 메틸렌블루 용액을 가하여 30분간 진탕 후, 흡착하는 메틸렌블루의 양을 구한다.

2메틸렌블루는 건조하면 성상이 변화되므로 미리 건조감량을 구하고 이 수치를 이용해서 건조하지 않은 메틸렌블루의 양을 건조중량으로 환산한다.

3시료를 건조시킨 후 분쇄하지 않고 건조중량 0.2 g을 여러개의 100 mL 마개달린 삼각플라스크에 넣는다.

4진탕 후, 여과한 여액을 셀에 취하여 분광광도계를 이용하여 654 nm 부근에서 흡광도를 측정한다.

정답 및 해설

메틸렌블루 탈색력 시험에서 시료는 건조 후 분쇄하여 사용해야 하므로, 분쇄하지 않고 그대로 사용한다는 설명은 옳지 않다.

메틸렌블루 용액을 가해 일정 시간 진탕한 뒤 흡착량을 구한다는 설명은 타당하다.
건조에 따른 성상 변화를 보정하기 위해 건조감량을 이용해 환산한다는 설명은 타당하다.
진탕 후 여과한 여액을 $654\ \mathrm{nm}$ 부근에서 흡광도로 측정한다는 설명은 타당하다.

문제 28

먹는물수질공정시험기준상 탁도의 측정 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1시료가 색을 띠는 경우 빛을 흡수하므로 탁도가 높아질 수 있다.

2먹는물수질기준은 수돗물일 경우 0.5 NTU 이하이다.

3시험에 사용되는 정제수는 0.02 NTU 이하를 사용해야 한다.

4시험결과 표시자릿수는 소수점 둘째자리까지이다.

정답 및 해설

시료가 색을 띠면 빛을 흡수하여 산란광이 줄어들기 때문에 측정 탁도가 낮아지는 방향으로 오차가 생기므로, 높아질 수 있다는 설명은 옳지 않다.

먹는물 수질기준상 수돗물의 탁도 기준은 $0.5\ \mathrm{NTU}$ 이하로 정해져 있다는 설명은 타당하다.
시험에 사용하는 정제수는 $0.02\ \mathrm{NTU}$ 이하를 사용한다는 설명은 타당하다.
시험결과는 소수점 둘째자리까지 표시한다는 설명은 타당하다.

문제 29

먹는물수질공정시험기준상 미생물 측정 항목에 관한 확정시험용 배지와 배양온도가 옳게 짝지어진 것은?

1분원성대장균군-시험관법: EC 배지, (44.5 ± 0.2)℃

2분원성연쇄상구균-시험관법: EC-MUG 배지, (36.0 ± 1.0) ℃

3총대장균군-막여과법: DRCM 배지, (35.0 ± 0.5) ℃

4총대장균군-시험관법: m-Endo 배지, (35.0 ± 0.5)℃

정답 및 해설

분원성대장균군-시험관법의 확정시험은 EC 배지를 사용하여 $(44.5 \pm 0.2)\ ^\circ\mathrm{C}$ 에서 배양하는 것이 표준 조건이다.

이는 일반 대장균군 시험과 달리, 분변 유래 여부를 가리기 위해 상대적으로 높은 온도에서 배양하는 것이 특징이다.

문제 30

상수원의 조류경보 중 관심단계 발령 시 먹는물 수질감시항목에 대한 검사 주기가 옳은 것은?

12-MIB: 1회/일

2Geosmin: 1회/주

3Microcystin-LR: 1회/일

4Corrosion Index: 1회/주

정답 및 해설

상수원 조류경보 관심단계가 발령되면 정수의 지오스민 등 먹는물 수질감시항목을 주 1회 이상의 주기로 검사하는 것이 기준이다.

단계가 경계·대발생 등으로 격상될수록 검사주기는 더 짧아지도록 강화된다.

문제 31

먹는물수질공정시험기준상 염소이온을 질산은적정법으로 측정하였을 때 염소이온농도(mg/L)는?

분석시료량: 100 mL
소비된 질산은용액(0.01 M)량: 8.5 mL
정제수를 사용하여 바탕실험 할 때에 소비된 질산은용액(0.01 M)량: 0.3 mL
질산은용액(0.01 M)의 농도계수: 1.00

128.70

229.11

330.18

431.24

정답 및 해설

바탕실험 소비량을 뺀 순 소비량 8.2 mL로 계산하면 염소이온 농도는 29.11 mg/L이다.

순 소비량 = 8.5 − 0.3 = 8.2 mL이고 농도계수가 1.00이므로 별도 보정 없이 그대로 쓴다.

소비된 질산은의 몰수 = $0.01\ \mathrm{mol/L}\times 0.0082\ \mathrm{L}=8.2\times 10^{-5}\ \mathrm{mol}$
Ag⁺와 Cl⁻는 1:1로 반응하므로 염소이온의 몰수도 같다.
염소이온 질량 = $8.2\times 10^{-5}\ \mathrm{mol}\times 35.5\ \mathrm{g/mol}=2.911\times 10^{-3}\ \mathrm{g}=2.911\ \mathrm{mg}$

시료가 100 mL이므로 $\dfrac{2.911\ \mathrm{mg}}{0.1\ \mathrm{L}}=29.11\ \mathrm{mg/L}$ . 바탕실험값을 차감하지 않으면 30.18 mg/L가 나오므로 공시험 보정이 이 문제의 핵심이다.

문제 32

먹는물수질공정시험기준상 유기인계농약의 기체크로마토그래피-질량분석법 측정조건으로 옳지 않은 것은?

1운반기체는 부피백분율 99.999 % 이상의 헬륨(또는 질소)을 사용한다.

2유량은 0.5 mL/min~4 mL/min으로 한다.

3시료도입부온도는 120℃~150℃로 한다.

4컬럼온도는 40 ℃~280℃로 사용한다.

정답 및 해설

유기인계농약 GC-MS 측정에서 시료도입부 온도는 이 보기의 범위보다 높게 설정하는 것이 표준 조건이므로 옳지 않다.

운반기체는 부피백분율 $99.999\%$ 이상의 헬륨(또는 질소)을 사용한다는 설명은 타당하다.
유량을 $0.5\sim4\ \mathrm{mL/min}$ 범위로 한다는 설명은 타당하다.
컬럼온도를 $40\sim280\ ^\circ\mathrm{C}$ 범위로 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 33

염소소독 시 영향인자에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

1pH, 온도와 같은 환경변수의 영향을 받는다.

2포낭형태의 미생물은 염소소독에 저항력이 강하다.

3CT_계산값의 소독제 접촉시간은 최대유량기준으로 한다.

4CT_계산값은 상수이므로 단위가 없다.

정답 및 해설

CT 값은 소독제 농도와 접촉시간의 곱으로 정의되어 $\mathrm{mg \cdot min/L}$ 단위를 가지므로, 단위가 없는 상수라는 설명은 옳지 않다.

pH·온도 등 환경변수의 영향을 받는다는 설명은 타당하다.
포낭 형태(시스트)의 미생물은 염소소독에 대한 저항력이 강하다는 설명은 타당하다.
CT 계산 시 접촉시간은 통상 최대유량 조건을 기준으로 산정한다는 설명은 타당하다.

문제 34

물환경보전법령상 폐수처리업자의 준수사항에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1수탁한 폐수는 정당한 사유 없이 5일 이상 보관하여서는 아니 된다.

2폐수처리와 관련한 각종 기록은 정확하게 유지ㆍ관리하여야 하며, 그 기록문서 또는 전산자료는 3년간 보관하여야 한다.

3폐수처리시설을 16시간 이상 가동할 경우에는 해당 처리시설의 현장근무 2년 이상의 경력자를 작업현장에 책임 근무하도록 하여야 한다.

4수탁한 보관폐수의 전체량이 저장시설 저장능력의 90퍼센트 이상 되게 보관하여서는 아니 된다.

정답 및 해설

물환경보전법령상 폐수처리업자는 수탁한 폐수를 정당한 사유 없이 일정 기간 이상 보관할 수 없는데, 그 기준 기간이 이 보기의 5일보다 길게 규정되어 있어 옳지 않다.

폐수처리 관련 기록문서 또는 전산자료를 3년간 보관해야 한다는 설명은 타당하다.
처리시설을 16시간 이상 가동할 경우 현장근무 2년 이상 경력자를 작업현장에 책임 근무하도록 해야 한다는 설명은 타당하다.
수탁 보관폐수의 전체량을 저장시설 저장능력의 90퍼센트 이상 되게 보관해서는 안 된다는 설명은 타당하다.

문제 35

지하수법상 지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용은?

지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간은 ( ㄱ )년으로 한다.
시장ㆍ군수ㆍ구청장은 지하수개발ㆍ이용허가를 받은 자가 유효기간 연장을 신청하면 ( ㄴ )년간 유효기간의 연장을 허가할 수 있다.

1ㄱ: 3, ㄴ: 3

2ㄱ: 3, ㄴ: 5

3ㄱ: 5, ㄴ: 3

4ㄱ: 5, ㄴ: 5

정답 및 해설

지하수법상 지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간은 5년이고, 연장을 신청하면 다시 5년간 연장할 수 있으므로 두 빈칸 모두 5가 들어간다.

허가 유효기간이 끝난 뒤에도 계속 지하수를 개발ㆍ이용하려는 자는 기간 만료 전에 연장 신청을 해야 하며, 시장ㆍ군수ㆍ구청장이 이를 심사해 5년 단위로 연장을 허가한다.

유효기간을 두는 취지는 지하수가 한정된 공공의 수자원이기 때문이다. 일정 주기마다 취수량의 적정성과 주변 지하수위ㆍ수질에 미치는 영향을 다시 확인해, 과잉 취수나 오염 확산을 관리하려는 장치다.

문제 36

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시상 정수의 검사주기가 같은 항목끼리 짝지어진 것은?

1Vinyl Chloride – Chloroethane

2Ethylendibromide – Norovirus

3Radon – Benzo(a)pyrene

4Styrene - Chlorate

정답 및 해설

Ethylendibromide – Norovirus는 둘 다 1년 주기로 검사하는 항목으로, 같은 검사주기를 갖는 짝이다.

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시에서 정수의 검사주기는 항목별로 1개월, 3개월, 6개월, 1년 등으로 구분된다.

Vinyl Chloride는 1년, Chloroethane은 3개월로 상이하다.
Radon은 1년, Benzo(a)pyrene은 3개월로 상이하다.
Styrene은 3개월, Chlorate는 1개월로 상이하다.

문제 37

먹는물수질공정시험기준상 샘물, 먹는해양심층수, 먹는염지하수에 존재하는 저온일반세균을 분석하는데 사용되는 시험방법은?

1평판집락법

2막여과법

3효소기질이용법

4시험관법

정답 및 해설

샘물, 먹는해양심층수, 먹는염지하수에 존재하는 저온일반세균은 평판집락법으로 분석하는 것이 먹는물수질공정시험기준상의 시험방법이다.

이는 배지에 시료를 도말·배양하여 형성된 집락 수를 계수하는 방식으로, 낮은 배양온도 조건에서 자라는 저온성 세균을 대상으로 한다.

문제 38

수도법령상 수도시설의 기술진단에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1지방환경관서의 장은 기술진단 결과에 대한 기술적 검토를 한국수자원공사에 의뢰하여 의견을 들을 수 있다.

2수도사업자는 수도시설의 관리상태를 점검하기 위하여 3년마다 기술진단을 실시하고, 시설개선계획을 수립하여 시행하여야 한다.

3수도사업자는 기술진단에 관한 업무를 사단법인 대한토목학회에 대행하게 할 수 있다.

4수도사업자는 수도시설에 대한 기술진단 결과를 기술진단 실시 후 60일 이내에 인가 관청에 알려야 한다.

정답 및 해설

수도사업자의 기술진단은 3년이 아니라 5년마다 실시하고 그 결과에 따라 시설개선계획을 수립·시행해야 한다.

지방환경관서의 장이 기술진단 결과의 기술적 검토를 한국수자원공사에 의뢰할 수 있는 점, 기술진단 업무를 사단법인 대한토목학회 등 전문기관에 대행시킬 수 있는 점, 기술진단 실시 후 60일 이내에 인가관청에 통보해야 하는 점은 모두 수도법령의 내용과 부합한다.

문제 39

수도법령상 지정ㆍ공고된 상수원보호구역에서 관할 특별자치시장ㆍ특별자치도지사ㆍ시장ㆍ군수ㆍ구청장의 허가를 받아야 하는 행위는?

1수해 등 천재지변으로 손괴된 건축물과 공작물의 원상복구

2농업개량시설의 보수나 농지개량 등을 위한 복토 등 토지의 형질변경

3상하수도시설ㆍ환경오염방지시설 및 상수원보호구역관리시설을 제외한 건축물이나 공작물의 제거

4입목 및 대나무의 재배 또는 벌채

정답 및 해설

상수원보호구역에서 입목 및 대나무의 재배 또는 벌채는 관할 관청의 허가를 받아야 하는 행위에 해당한다.

천재지변으로 손괴된 건축물·공작물의 원상복구는 응급조치 성격의 행위로 허가 없이 할 수 있다.
농업개량시설의 보수나 농지개량을 위한 경미한 복토 등은 허가 대상에서 제외된다.
상하수도시설·환경오염방지시설·보호구역관리시설을 제외한 건축물이나 공작물의 제거는 오히려 수질보전에 도움이 되는 행위로 허가 없이 할 수 있다.

문제 40

수도법령상 저수조의 설치기준에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1소화용수가 저수조에 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지장치가 설치되어야 한다.

2옥상에 설치한 저수조를 제외한 저수조 내부의 높이는 최소 1미터 80센티미터 이상으로 하여야 한다.

35세제곱미터를 초과하는 저수조는 청소ㆍ위생점검 등 유지관리를 위하여 1개의 저수조를 둘 이상의 부분으로 구획하거나 저수조를 2개 이상 설치하여야 한다.

4물의 유출구는 유입구의 반대편 밑부분에 설치하되, 저수조 안의 물이 한곳에 고이도록 물칸막이 등을 설치하여야 한다.

정답 및 해설

저수조의 유출구는 유입구의 반대편 밑부분에 설치하되, 물칸막이 등을 두어 저수조 안의 물이 한곳에 고이지 않도록 해야 한다. 물이 고이도록 설계한다는 설명은 정체수·사수역을 유발해 수질 악화를 초래하므로 설치기준에 어긋난다.

역류방지장치 설치, 옥상 저수조를 제외한 내부 높이 기준, 5㎥ 초과 저수조의 구획 또는 분할 설치 규정은 모두 옳은 설명이다.

문제 41

소독설비의 안전성을 확보하기 위하여 염소저장실과 주입기실에 필요한 설비는?

1유량계

2수위계

3잔류염소계

4염소가스누출검지기

정답 및 해설

염소저장실과 주입기실에는 염소가스 누출 사고에 대비하여 염소가스누출검지기를 반드시 설치해야 한다.

유량계·수위계·잔류염소계는 공정관리를 위한 계측설비이지, 저장·주입설비의 안전성 확보를 위해 요구되는 설비는 아니다.

문제 42

응집용 약품의 검수 및 저장설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1응집약품을 납품받고 저장하기 위하여 적절한 검수용 계량장비를 설치한다.

2약품저장설비는 구조적으로 안전하고 응집제가 누출되는 경우를 대비하여야 한다.

3응집보조제의 저장설비 용량은 7일분 이상으로 한다.

4저장설비의 용량은 계획정수량에 각 약품의 평균주입률을 곱하여 산정한다.

정답 및 해설

정수시설기준상 응집보조제의 저장설비 용량은 10일분 이상으로 확보하도록 규정하고 있어, 7일분 이상이라는 설명은 기준에 미달한다.

검수용 계량장비 설치, 누출에 대비한 구조적 안전성 확보, 계획정수량에 평균주입률을 곱해 저장설비 용량을 산정하는 방식은 모두 옳은 설명이다.

문제 43

침전지 슬러지 배출방식으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 기계식 제거방식
ㄴ. 침전지 바닥 전체에 호퍼를 설치하는 방식
ㄷ. 슬러지 흡입방식
ㄹ. 침전지를 비우고 청소하는 방식

1ㄱ, ㄴ

2ㄷ, ㄹ

3ㄱ, ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

제시된 네 가지는 모두 실제로 쓰이는 침전지 슬러지 배출(제거)방식이므로 전부 해당한다.

기계식 제거방식 — 체인플라이트식ㆍ주행식 슬러지수집기로 바닥 슬러지를 호퍼 쪽으로 긁어모아 연속 배출하는 방식으로, 대규모 정수장의 표준이다.
침전지 바닥 전체에 호퍼를 설치하는 방식 — 다수의 호퍼에 슬러지를 자연 침강ㆍ집적시킨 뒤 각 호퍼에서 인출하며, 기계 설비가 없어 고장이 적다.
슬러지 흡입방식 — 주행 대차에 매단 흡입관으로 바닥의 슬러지를 직접 빨아내는 방식이다.
침전지를 비우고 청소하는 방식 — 지를 단수ㆍ배수한 뒤 인력이나 장비로 제거하는 가장 기본적인 방법으로, 소규모 시설이나 정기 청소 시 쓰인다.

따라서 특정 두세 가지만 고르는 답은 성립하지 않는다. 방식 선정은 처리 수량, 슬러지 발생량, 배출의 연속성 확보 여부에 따라 달라진다.

문제 44

횡류식 침전지 내에서 편류나 밀도류를 발생시키지 않고 플록 제거율을 높이기 위하여 유입부에 설치하는 시설은?

1정류벽

2경사판

3호퍼

4배출수관

정답 및 해설

횡류식 침전지의 유입부에는 유입 흐름을 고르게 분산시켜 편류와 밀도류 발생을 억제하고 플록 제거율을 높이기 위해 정류벽을 설치한다.

경사판은 침전효율 향상을 위한 침전지 내부 구조물이고, 호퍼와 배출수관은 침전된 슬러지를 모으고 배출하기 위한 설비로 유입부의 정류 기능과는 무관하다.

문제 45

급속여과지의 자갈층 두께와 여과자갈에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1여과자갈의 입경과 자갈층의 두께는 하부집수장치에 적합하도록 결정한다.

2여과자갈은 그 형상이 구형(球形)에 가깝고 경질이며 청정하고 균질인 것이 좋다.

3자갈층은 조립여과자갈을 상층에, 세립여과자갈을 하층에 배치하는 것을 표준으로 한다.

4여과자갈은 불순물을 포함하지 않아야 하고 모래층을 충분히 지지할 수 있어야 한다.

정답 및 해설

급속여과지의 자갈층은 하부집수장치와의 접합을 위해 조립여과자갈을 하층에, 세립여과자갈을 상층(모래층 쪽)에 배치하는 것을 표준으로 한다. 문제의 설명은 상하 배치가 반대로 서술되어 있다.

여과자갈의 입경과 층 두께를 하부집수장치에 맞게 결정하는 점, 형상이 구형에 가깝고 경질·청정·균질해야 하는 점, 불순물이 없고 모래층을 충분히 지지해야 하는 점은 모두 옳은 설명이다.

문제 46

막여과설비 및 운전제어에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1막여과방식은 수질이나 막의 종별 등을 고려하여 선정한다.

2운전제어방식은 구동압이나 막의 종류, 배수(配水)조건 등을 고려하여 선정한다.

3막여과설비의 운전은 수동운전을 원칙으로 한다.

4막모듈은 점검과 교환이 용이한 것으로 한다.

정답 및 해설

막여과설비의 운전은 자동운전을 원칙으로 하므로, 수동운전을 원칙으로 한다는 설명은 옳지 않다.

막여과방식을 수질·막 종별을 고려해 선정하는 점, 운전제어방식을 구동압·막 종류·배수조건 등을 고려해 선정하는 점, 막모듈을 점검·교환이 용이한 것으로 하는 점은 모두 타당한 설명이다.

문제 47

역세척배출수 침전시설의 전처리공정 설비로 옳은 것은?

1저류조

2배슬러지지

3농축조

4라군

정답 및 해설

역세척배출수를 침전처리하기 전 유량과 수질을 균등화하는 전처리공정 설비는 저류조이다.

배슬러지지·농축조·라군은 침전 후 발생한 슬러지를 농축·저류하는 후속 슬러지처리 공정의 설비로, 역세척배출수의 전처리 단계와는 구분된다.

문제 48

펌프의 규정회전속도가 1,800 rpm 일 때 전양정이 100 m 라면, 펌프의 회전수가 1,500 rpm 으로 운전될 때 전양정(m)은?

164.25

269.44

372.25

476.44

정답 및 해설

펌프의 상사법칙에 따라 전양정은 회전속도의 제곱에 비례한다.

$H_2 = H_1 \times \left(\dfrac{N_2}{N_1}\right)^2 = 100 \times \left(\dfrac{1500}{1800}\right)^2 \approx 69.44\ \mathrm{m}$

문제 49

밸브의 구조에 따라 개도와 유량의 관계가 등간격눈금의 도표상에서 직선으로 나타나는 특성을 가진 밸브는?

1인라인형 슬리브밸브

2볼밸브

3콘밸브

4제수밸브

정답 및 해설

인라인형 슬리브밸브는 밸브 개도와 유량의 관계가 등간격 눈금의 도표상에서 직선(선형)으로 나타나는 유량특성을 갖는다.

볼밸브·콘밸브·제수밸브는 개도에 따라 유량이 급격히 변하거나 비선형적으로 변하는 특성을 가져 직선형 유량특성과는 차이가 있다.

문제 50

펌프설치와 부속설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1펌프 흡입배관 내 유속은 3 m/s 이하로 한다.

2펌프 흡입구가 작은 경우에 편락관을 설치한다.

3펌프 토출구에서 유속이 큰 경우 단면확대관을 붙여 관내 유속은 3 m/s 이하로 한다.

4흡상식 펌프에서 풋밸브를 설치하지 않는 경우 진공펌프를 설치한다.

정답 및 해설

펌프 흡입배관의 유속은 캐비테이션을 방지하기 위해 토출배관보다 낮게, 대체로 1.5 m/s 이하로 설정하는 것이 원칙이며, 3 m/s 이하라는 설명은 옳지 않다.

흡입구가 작을 때 편락관(편심 축소관)을 설치하는 점, 토출구 유속이 큰 경우 단면확대관으로 유속을 3 m/s 이하로 낮추는 점, 흡상식 펌프에서 풋밸브 미설치 시 진공펌프를 설치하는 점은 모두 옳은 설명이다.

문제 51

변압기 병렬운전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

11, 2차 정격전압 및 극성이 일치하지 않으면 과대한 순환전류에 의해 과열 및 소손된다.

23상의 경우 상회전방향 및 위상변위가 같지 않으면 단락이 되어 과대전류가 흐른다.

3권수비가 같지 않으면 동손의 증가로 변압기가 과열된다.

4%임피던스 전압강하 및 저항, 리액턴스비가 다른 경우 모든 변압기가 과부하가 된다.

정답 및 해설

변압기 병렬운전 시 %임피던스 전압강하나 저항·리액턴스비가 서로 다르면 부하분담이 용량에 비례하지 않고 불균등해져 일부 변압기만 과부하가 될 수 있는 것이지, 모든 변압기가 과부하가 되는 것은 아니다.

1·2차 정격전압 및 극성 불일치 시 순환전류로 인한 과열·소손, 3상에서 상회전방향·위상변위 불일치 시 단락에 의한 과대전류 발생, 권수비 불일치 시 동손 증가로 인한 과열은 모두 옳은 설명이다.

문제 52

수변전설비에서 전력용콘덴서를 부하와 병렬로 설치 시 얻는 효과로 옳지 않은 것은?

1배전선 및 변압기 손실 경감

2변압기 임피던스 감소

3전압강하 개선

4계통의 여유도 증가

정답 및 해설

전력용콘덴서를 부하와 병렬로 설치하면 역률이 개선되어 배전선·변압기 손실 경감, 전압강하 개선, 계통 여유도 증가 효과를 얻지만, 변압기 임피던스 자체는 변압기 고유의 값으로 콘덴서 설치와 무관하게 변하지 않는다.

따라서 변압기 임피던스가 감소한다는 설명은 콘덴서 설치 효과로 옳지 않다.

문제 53

한국전기설비규정(KEC)상 피뢰시스템 적용범위는 다음과 같다. ( )에 들어갈 내용은?

전기전자 설비가 설치된 건축물ㆍ구조물로서 낙뢰로부터 보호가 필요한 것 또는 지상으로부터 높이가 ( )m 이상인 것
전기설비 및 전자설비 중 낙뢰로부터 보호가 필요한 설비

112

215

318

420

정답 및 해설

한국전기설비규정(KEC)의 피뢰시스템 적용범위에서 건축물ㆍ구조물의 높이 기준은 지상으로부터 20 m 이상이다.

즉 높이가 20 m 이상이면 그 자체로 적용 대상이 되고, 20 m 미만이라도 낙뢰로부터 보호가 필요하다고 판단되는 건축물ㆍ구조물이면 적용 대상에 포함된다. 두 요건은 '또는'으로 연결된 병렬 조건이다.

정수장에서도 배수지 상부 계측설비, 약품 저장ㆍ주입동, 전기실과 같이 전기전자 설비가 설치된 구조물은 이 기준에 따라 피뢰시스템 설치 여부를 검토해야 한다.

문제 54

전자식유량계 설치 시 유의할 사항으로 옳은 것은?

1구경은 평균유속이 3~ 5 m/s 사이에 있도록 선정하는 것이 바람직하며, 3 m/s 미만이면 기전력이 작고 정밀도상 문제가 생기기 쉽다.

2검출기 설치 전후에 필요한 직관부를 확보하고, 유량제어밸브를 설치할 경우에는 검출기 하류측에 설치한다.

3검출기를 수직, 또는 경사지게 설치할 경우 흐름은 위쪽에서 아래쪽으로 향하도록 한다.

4검출기는 유체의 도전율이 불균일한 약품주입지점의 직후에 설치한다.

정답 및 해설

전자식유량계는 검출기 설치 전후에 필요한 직관부를 충분히 확보해야 하며, 유량제어밸브는 흐름 교란이 검출부에 영향을 주지 않도록 검출기 하류측에 설치하는 것이 바람직하다.

구경은 검출기 내 평균유속이 대략 1~3 m/s 범위가 되도록 선정하며, 유속이 지나치게 낮으면 기전력이 작아 정밀도가 떨어진다. 평균유속을 3~5 m/s로 잡는다는 설명은 적절하지 않다.
검출기를 수직·경사 설치할 때는 흐름이 아래에서 위로 향하도록 해 관 내부가 항상 가득 차게 해야 하므로, 위에서 아래로 향하게 한다는 설명은 옳지 않다.
검출기는 도전율이 불균일해지는 약품주입지점 부근을 피해서 설치해야 한다.

문제 55

정수시설의 중앙감시제어설비 중 게이트웨이(gateway)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1다른 구조로 구축되는 네트워크들을 상호 접속하는데 이용되는 설비로 서로 다른 네트워크로 패킷을 전송하기 위한 주소와 프로토콜의 변환을 수행한다.

2둘 이상의 네트워크 간 데이터 전송을 위해 최적 경로를 설정해 주며 데이터를 해당 경로에 따라 통신할 수 있도록 하는 접속장비이다.

3장비와 네트워크의 연결, 다른 네트워크와의 연결, 네트워크 장비와 연결 등의 역할을 하는 접속장비이다.

4장거리 전송을 위하여 전송신호의 감쇠를 보상하거나 출력 전압을 높여주는 장비로 전송신호 재생 중계장치이다.

정답 및 해설

게이트웨이는 서로 다른 구조로 구축된 네트워크들을 상호 접속하는 설비로, 이기종 네트워크 간에 패킷을 전송하기 위한 주소 및 프로토콜 변환 기능을 수행한다.

둘 이상의 네트워크 간 최적 경로를 설정해 데이터를 전달하는 설비는 라우터, 장비와 네트워크 또는 네트워크 간 연결을 담당하는 접속장비는 허브·스위치, 장거리 전송 시 신호 감쇠를 보상해 재생 중계하는 장비는 리피터에 해당한다.

문제 56

정수장의 정수지 및 배수지에 설치하는 수질계측기가 아닌 것은?

1탁도계

2잔류염소계

3알칼리도계

4pH계

정답 및 해설

정수지 및 배수지에는 일반적으로 탁도계·잔류염소계·pH계 등의 수질계측기를 설치하여 정수 수질을 상시 감시하지만, 알칼리도계는 정수지·배수지의 통상적인 수질계측 항목에 포함되지 않는다.

문제 57

배전변전소 송전단 전압이 23,400 V, 정수장 수변전설비의 수전전압은 22,950 V이다. 이 경우 전압강하율(%)은?

11.48

21.96

32.32

42.48

정답 및 해설

전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 수전단 전압으로 나누어 백분율로 나타낸다.

$\varepsilon = \dfrac{23400 - 22950}{22950} \times 100 \approx 1.96\ \%$

문제 58

산업안전보건법령상 근로자 정기교육 내용에 해당하지 않는 것은?

1표준안전 작업방법 및 지도 요령에 관한 사항

2산업안전 및 사고 예방에 관한 사항

3산업보건 및 직업병 예방에 관한 사항

4건강증진 및 질병 예방에 관한 사항

정답 및 해설

산업안전보건법령상 근로자 정기교육의 내용은 산업안전 및 사고 예방, 산업보건 및 직업병 예방, 건강증진 및 질병 예방, 유해·위험 작업환경 관리, 산업안전보건법령 및 산업재해보상보험 제도 등에 관한 사항이다.

표준안전 작업방법 및 지도 요령에 관한 사항은 관리감독자를 대상으로 하는 교육에서 다루는 내용으로, 근로자 정기교육 항목에는 포함되지 않는다.

문제 59

산업안전보건법령상 안전인증대상기계 또는 설비에 해당하지 않는 것은?

1프레스

2크레인

3리프트

4건조기

정답 및 해설

산업안전보건법령상 안전인증대상기계는 프레스, 전단기 및 절곡기, 크레인, 리프트, 압력용기, 롤러기, 사출성형기, 고소작업대, 곤돌라이다.

건조기는 이 목록에 포함되지 않으므로 안전인증대상 기계·설비에 해당하지 않는다.

문제 60

화학물질의 분류ㆍ표시 및 물질안전보건자료에 관한 기준상 물질안전보건자료 작성시 포함되어야 할 항목으로 옳지 않은 것은?

1화학제품과 회사에 관한 정보

2유해성ㆍ위험성

3생물학적 특성

4폐기 시 주의사항

정답 및 해설

물질안전보건자료(MSDS)에는 화학제품과 회사에 관한 정보, 유해성·위험성, 구성성분의 명칭 및 함유량, 응급조치요령, 취급 및 저장방법, 노출방지 및 개인보호구, 물리화학적 특성, 독성에 관한 정보, 폐기 시 주의사항 등 16개 항목이 포함된다.

이 항목 체계에 생물학적 특성이라는 항목은 존재하지 않으므로, 이를 포함되어야 할 항목으로 제시한 설명은 옳지 않다.

문제 61

비누풍선 속 내부와 외부의 압력 차이를 p라 하고 비누풍선의 반경을 r이라고 한다면, 표면장력을 이 두 개의 항으로 표시했을 때 옳은 것은?

1pr

2pr/2

3pr²/2

4p²r²/4

정답 및 해설

풍선을 반구로 잘라 힘의 평형을 세운다. 절단면 둘레에 작용하는 표면장력 $\sigma \cdot 2\pi r$ 와 압력차가 미는 힘 $p \cdot \pi r^2$ 가 같다. $\sigma \cdot 2\pi r = p\pi r^2 \Rightarrow \sigma = \dfrac{pr}{2}$ 이므로 pr/2이다. 막의 안쪽과 바깥쪽 두 표면을 모두 고려하면 엄밀히는 pr/4이지만 보기에 없다. 따라서 표면을 하나로 보는 식이 출제 의도이다.

문제 62

다음 중 무차원인 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 탄성계수
ㄴ. 프루드수
ㄷ. 동점성계수
ㄹ. 레이놀즈수
ㅁ. 비중
ㅂ. 에너지

1ㄱ, ㄴ

2ㅁ, ㅂ

3ㄱ, ㄷ, ㄹ

4ㄴ, ㄹ, ㅁ

정답 및 해설

프루드수ㆍ레이놀즈수ㆍ비중이 무차원량이다.

프루드수는 관성력과 중력의 비, 레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비로 힘끼리의 비이므로 차원이 상쇄된다. 비중은 물질의 밀도를 4 ℃ 물의 밀도로 나눈 값이어서 마찬가지로 단위가 없다.

탄성계수 — 응력을 변형률로 나눈 값으로, 변형률이 무차원이므로 압력과 같은 차원(N/m²)을 가진다.
동점성계수 — 점성계수를 밀도로 나눈 값으로 m²/s 또는 cm²/s(stokes) 차원을 가진다.
에너지 — 힘×거리이므로 J(N·m) 차원을 가진다.

문제 63

완전유체(이상유체)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1마찰효과가 발생한다.

2비압축성이다.

3에너지 손실이 발생하지 않는다.

4비점성이다.

정답 및 해설

완전유체(이상유체)는 점성이 없어 마찰효과가 발생하지 않는 유체로 가정한다.

따라서 마찰효과가 발생한다는 설명은 완전유체의 정의에 어긋나며, 비압축성·에너지손실 없음·비점성이라는 나머지 설명은 완전유체의 성질과 일치한다.

문제 64

고가수조를 사용하여 유량 0.1 m³/s를 송수하고자 한다. 지표면을 기준으로 건물의 위치가 고가수조보다 30 m 높으며, 사용되는 관로길이는 200 m, 관경은 200 mm이다. 관로 상에서 발생하는 손실수두는 8 m라 할 때 건물과 고가수조에 연결된 관수로에서의 마찰손실계수는?

10.006

20.009

30.015

40.027

정답 및 해설

연속방정식으로 관 내 유속을 구한 뒤, 이를 다르시-바이스바흐 식에 대입해 마찰손실계수를 구한다.

$V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.1}{\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2} \approx 3.18\ \mathrm{m/s}$

$h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g} \;\Rightarrow\; 8 = f \times \dfrac{200}{0.2} \times \dfrac{3.18^2}{2\times 9.8} \;\Rightarrow\; f \approx 0.015$

문제 65

원형관 내 물의 흐름에서 에너지보정계수(α)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1실체유체의 흐름일 경우 α는 1보다 작은 값을 가진다.

2이상유체의 흐름이 균일 유속분포일 때 α는 1보다 작다.

3이상유체의 흐름이 균일 유속분포일 때 α는 1보다 크다.

4α는 속도수두를 보정하기 위한 무차원상수이다.

정답 및 해설

에너지보정계수(α)는 단면 내 유속분포가 균일하지 않을 때 평균유속으로 계산한 속도수두를 실제값에 맞게 보정해주는 무차원상수이다.

이상유체가 균일한 유속분포를 가질 때는 α가 1이 되며, 실제유체는 유속분포가 불균일하므로 α는 항상 1보다 큰 값을 갖는다.

문제 66

다음 베르누이(Bernoulli) 방정식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

$\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{V^{2}}{2g}+z=H=\text{constant}$

1전수두를 연결하는 에너지선은 기준면과 평행하다.

를 압력수두,

를 속도수두, z를 위치수두라 한다.

3베르누이 방정식을 적용하고자 하는 임의의 두 점은 각각 다른 유선상에 있어야 한다.

4베르누이 방정식은 정상류이고 마찰에 의한 에너지손실이 없는 유체흐름으로 가정한다.

정답 및 해설

베르누이 방정식은 같은 유선(streamline) 위의 두 점에 대해 성립하므로, 적용하려는 두 점이 각각 다른 유선상에 있어야 한다는 설명은 옳지 않다.

주어진 식 $\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{V^{2}}{2g}+z=H$ 에서 $\dfrac{p}{\gamma}$ 는 압력수두, $\dfrac{V^{2}}{2g}$ 는 속도수두, $z$ 는 위치수두이며, 세 항의 합인 전수두 $H$ 가 일정하다는 뜻이다.

이 식은 정상류이고 비압축성이며 마찰에 의한 에너지손실이 없는 흐름을 가정한다. 손실이 없어 전수두가 변하지 않으므로, 전수두를 이은 에너지선은 기준면과 나란한 수평선이 된다.

문제 67

그림과 같이 수심 6 m의 수조에 직경 100 mm인 사이폰이 설치되어 있다. 관의 최하단은 수조의 바닥 기준면과 같은 높이이다. 유출구 B로부터 사이폰의 정점 A까지의 높이가 8 m일 때 사이폰을 통해 흐르는 유량(m³/s)은? (단, 에너지손실은 무시한다.)

10.021

20.043

30.085

40.171

정답 및 해설

수면에서 유출구까지의 낙차 6 m가 전부 속도수두로 바뀌므로 사이폰 유량은 약 0.085 m³/s이다.

그림에서 수조의 수심은 6 m이고 사이폰 관의 최하단인 유출구 B가 수조 바닥의 기준면과 같은 높이에 있으므로, 수면과 B 사이의 유효수두는 H = 6 m이다. B에서 정점 A까지의 높이 8 m는 정점에 걸리는 부압으로 사이폰이 작동할 수 있는지를 판단하는 값일 뿐, 유량 계산에는 들어가지 않는다.

에너지손실을 무시하면 유출속도는 토리첼리 식으로 구한다.
$V=\sqrt{2gH}=\sqrt{2\times 9.8\times 6}=10.84\ \mathrm{m/s}$
관 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(0.1)^{2}=7.854\times 10^{-3}\ \mathrm{m^2}$

따라서 $Q=AV=7.854\times 10^{-3}\times 10.84=0.085\ \mathrm{m^3/s}$ 이다. 수두는 수면과 유출구의 높이차로만 정해진다는 점이 사이폰 문제의 핵심이다.

문제 68

수평하게 설치된 직경 300 mm인 원형관에 물이 흐르고 있다. 200 m를 흐르는 동안 0.1 MPa의 압력강하가 발생했다면, 관벽에서의 마찰응력(N/m²)은?

120.5

237.5

375.0

4100.0

정답 및 해설

수평 원형관에서 관벽 마찰응력은 압력강하와 관경, 관 길이로부터 구할 수 있다.

$\tau_0 = \dfrac{\Delta P \cdot r}{2L} = \dfrac{100000 \times 0.15}{2 \times 200} = 37.5\ \mathrm{N/m^2}$

문제 69

유량이 일정한 개수로 흐름에 관한 설명으로 옳은 것은?

1사류(supercritical flow)에서 상류(subcritical flow)로 흐름이 전환될 때, 도수(hydraulic jump)현상을 수반한다.

2사류(supercritical flow)에서는 수심이 증가할수록 비에너지가 증가한다.

3상류(subcritical flow)에서는 수심이 증가할수록 비에너지가 감소한다.

4등류(uniform flow)란 일정한 유량에 대해 비에너지가 최소인 흐름이다.

정답 및 해설

개수로 흐름이 사류(supercritical flow)에서 상류(subcritical flow)로 전환될 때는 수면이 급격히 상승하는 도수(hydraulic jump) 현상이 반드시 수반된다.

비에너지-수심 곡선에서 사류 구간은 수심이 증가할수록 비에너지가 감소하고, 상류 구간은 수심이 증가할수록 비에너지가 증가하며, 등류는 유량이 일정할 때 수심이 흐름 방향으로 변하지 않는 흐름을 뜻할 뿐 비에너지 최소와는 무관하다.

문제 70

관수로 흐름의 에너지손실에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1단면점확대손실계수는 1.0보다 작은 범위의 값을 가진다.

2관수로의 유입부, 유출부, 접합부, 만곡부, 밸브 등에서 발생하는 에너지손실을 미소손실이라 한다.

3관수로의 출구부가 저수지나 수조로 연결되는 경우, 단면급확대손실계수는 1.0이다.

4마찰손실은 유체의 점성때문에 발생하며 주손실이라고도 한다.

정답 및 해설

단면 점확대(완만한 확대)에 의한 손실계수는 확대각에 따라 달라지며, 확대각이 60° 부근일 때는 1.0을 넘는 값까지 커진다. 따라서 항상 1.0보다 작은 범위의 값을 가진다는 서술은 옳지 않다.

유입부·유출부·접합부·만곡부·밸브 등에서 발생하는 손실을 미소손실(부차적 손실)이라 하는 점, 관수로 출구부가 저수지나 수조로 연결될 때 단면급확대손실계수가 1.0인 점, 유체의 점성 때문에 생기는 마찰손실이 주손실인 점은 모두 옳은 설명이다.

문제 71

입자의 제1형 독립침전과 관련된 스토크스(Stokes)의 법칙에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1입자의 항력계수가 입자의 모양에 관계없이 레이놀즈수만의 영향을 받는 경우에 적용할 수 있다.

2침강속도는 입자 직경의 제곱에 비례한다.

3침강속도는 입자와 액체의 비중 차에 비례한다.

4수온이 높을수록 침강속도는 느려진다.

정답 및 해설

스토크스 법칙에 따르면 침강속도는 수온이 높을수록 물의 점성이 작아져 빨라지므로, 수온이 높을수록 침강속도가 느려진다는 설명은 옳지 않다.

레이놀즈수만의 영향을 받는 층류 영역에서 성립하는 점, 침강속도가 입자 직경의 제곱에 비례하는 점, 입자와 액체의 비중 차에 비례하는 점은 모두 스토크스 법칙의 옳은 설명이다.

문제 72

길이 50 m, 폭 20 m, 유효수심 4 m의 제원을 갖는 장방형침전지를 이용하여 20,000 m³/d의 유량을 정수처리하고 있다. 물 속에 포함된 입자의 침강속도가 1 cm/min인 경우, 입자의 제거율(%)은? (단, 침전입자는 스토크스(Stokes) 법칙이 성립하는 제1형 독립침전을 따른다.)

148

260

372

484

정답 및 해설

제1형 독립침전에서 입자의 제거율은 표면부하율(Vo)에 대한 침강속도(Vs)의 비로 구한다.

$V_o = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{20000\ \mathrm{m^3/d}}{50 \times 20\ \mathrm{m^2}} = 20\ \mathrm{m/d} = \dfrac{20}{1440}\ \mathrm{m/min} \approx 1.39\ \mathrm{cm/min}$

$\text{제거율} = \dfrac{V_s}{V_o} = \dfrac{1}{1.39} \approx 72\ \%$

문제 73

직경 200 mm의 관로가 직경 500 mm로 점확대될 때, 유량이 0.2 m³/s라면 단면 점확대로 인한 손실수두(m)는? (단, 단면점확대손실계수는 0.8, 중력가속도는 9.8 m/s²이다.)

10.04

20.75

31.17

41.65

정답 및 해설

연속방정식으로 확대 전후 유속을 구한 뒤, 단면점확대에 의한 손실수두 공식에 대입한다.

$V_1 = \dfrac{Q}{A_1} = \dfrac{0.2}{\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2} \approx 6.37\ \mathrm{m/s},\quad V_2 = \dfrac{Q}{A_2} = \dfrac{0.2}{\dfrac{\pi}{4}(0.5)^2} \approx 1.02\ \mathrm{m/s}$

$h_L = K\dfrac{(V_1-V_2)^2}{2g} = 0.8 \times \dfrac{(6.37-1.02)^2}{2\times 9.8} \approx 1.17\ \mathrm{m}$

문제 74

수면차가 20 m인 두 수조가 길이 200 m, 직경 300 mm의 단일관으로 연결되어 있을 때, 관을 통해 흐르는 유량(m³/s)은? (단, 관로의 마찰손실계수는 0.025, 단면급 확대손실계수와 단면급축소손실계수는 각각 1.0과 0.5, 중력가속도는 9.8 m/s²이다.)

10.16

20.33

31.14

42.28

정답 및 해설

두 수조를 잇는 관수로에서는 수면차가 유입손실·마찰손실·유출손실의 합과 같다는 에너지 보존식을 세워 유속을 구한다.

$H = \left(K_c + f\dfrac{L}{D} + K_e\right)\dfrac{V^2}{2g} \;\Rightarrow\; 20 = \left(0.5 + 0.025\times\dfrac{200}{0.3} + 1.0\right)\dfrac{V^2}{2\times 9.8}$

$V \approx 4.65\ \mathrm{m/s} \;\Rightarrow\; Q = V \times \dfrac{\pi}{4}(0.3)^2 \approx 0.33\ \mathrm{m^3/s}$

문제 75

펌프의 수격작용을 방지하기 위한 주된 방법 중 하나인 압력상승 경감방법으로 옳지 않은 것은?

1압력수조(air-chamber)를 설치하는 방법

2콘밸브에 의한 방법

3니들밸브에 의한 방법

4완폐식 체크밸브에 의한 방법

정답 및 해설

압력수조(에어챔버)는 밸브 급폐쇄 시 발생할 수 있는 압력강하(부압·수주분리)를 방지하기 위한 설비로, 압력상승을 경감시키는 방법과는 목적이 다르다.

콘밸브·니들밸브·완폐식 체크밸브는 모두 밸브를 서서히 닫아 유속 변화를 완만하게 함으로써 수격에 의한 압력상승을 경감시키는 대표적인 방법이다.

문제 76

펌프의 흡입구 지름이 400 mm, 흡입구의 유속이 2.0 m/s, 펌프의 전양정이 15 m, 펌프의 효율이 80 %일 때, 펌프의 축동력(kW)은?

18.7

219.8

328.6

446.2

정답 및 해설

먼저 연속방정식으로 유량을 구한 뒤, 축동력 공식에 대입한다.

$Q = V \times A = 2.0 \times \dfrac{\pi}{4}(0.4)^2 \approx 0.251\ \mathrm{m^3/s}$

$P = \dfrac{\gamma Q H}{\eta} = \dfrac{9.8 \times 0.251 \times 15}{0.8} \approx 46.2\ \mathrm{kW}$

문제 77

펌프의 비교회전도(비속도)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1비교회전도가 클수록 공동현상이 발생하기 쉽다.

2비교회전도가 달라도 펌프의 대소에 관계없이 펌프의 특성이 대체로 같게 된다.

3일반적으로 비교회전도가 작으면 양수량이 많은 저양정의 펌프가 된다.

4비교회전도가 클수록 흡입성능은 좋아진다.

정답 및 해설

비교회전도(비속도)가 클수록 흡입성능이 나빠져 공동현상(캐비테이션)이 발생하기 쉽다.

비교회전도가 같으면 펌프의 크기와 무관하게 특성이 대체로 같아지는 것이지 비교회전도가 서로 달라도 같은 것은 아니며, 비교회전도가 작을수록 고양정·소유량형 펌프에 가까워지고, 비교회전도가 클수록 오히려 흡입성능은 나빠진다.

문제 78

여과지 면적 150m²인 중력식 모래여과지에 물을 여과하고자 한다. 여재 유효경 0.52 mm, 여층두께 70 cm, 사면상 수심과 유출부의 수위차는 30 cm일 때, 여과량(m³/h)은? (단, 수온은 5℃이고 투수계수 K는 아래 식으로 결정한다.)

$K = 118\times(0.7+0.03\,t)\times d_{e}^{\,2}$
여기서 K=투수계수(cm/s), t =수온(℃), d_e =여재 유효경(cm)

1323

2628

3789

4890

정답 및 해설

주어진 식으로 투수계수를 구한 뒤 다르시 법칙으로 여과속도를 계산하면 여과량은 약 628 m³/h이다.

식이 cm 단위계이므로 유효경을 먼저 환산한다. $d_{e}=0.52\ \mathrm{mm}=0.052\ \mathrm{cm}$ , 수온 t = 5 ℃이므로
$K=118\times(0.7+0.03\times 5)\times(0.052)^{2}=118\times 0.85\times 0.002704=0.271\ \mathrm{cm/s}$

동수경사는 수위차 30 cm를 여층두께 70 cm로 나눈 값이므로
$V=K\dfrac{h}{L}=0.271\times\dfrac{30}{70}=0.116\ \mathrm{cm/s}=4.18\ \mathrm{m/h}$

따라서 $Q=V\times A=4.18\times 150=628\ \mathrm{m^3/h}$ 이다. 유효경을 mm 그대로 대입하면 100배가 어긋나므로 cm 환산이 이 계산의 관문이다.

문제 79

펌프특성(성능)곡선과 운전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1펌프특성(성능)곡선이란 양정, 효율, 축동력이 토출유량(Q)에 따라 변하는 관계를 나타낸 곡선이다.

2펌프 실양정은 전양정에서 각종 손실수두를 뺀 값이다.

3펌프는 효율이 가장 높은 점에서 운전되도록 한다.

4펌프의 운전점은 관로의 저항곡선과 효율곡선의 교점을 말한다.

정답 및 해설

펌프의 운전점은 펌프의 양정곡선(성능곡선)과 관로의 저항곡선(시스템곡선)이 교차하는 지점에서 결정된다.

효율곡선은 운전점을 정하는 기준이 아니라 정해진 운전점에서의 효율 값을 읽는 데 쓰일 뿐이다.

펌프특성곡선의 정의, 실양정과 전양정의 관계, 최고효율점 운전 원칙은 모두 옳은 설명이다.

문제 80

펌프의 공동현상(cavitation) 방지 대책으로 옳지 않은 것은?

1흡입측 밸브를 완전히 개방하고 펌프를 운전한다.

2펌프의 설치 위치를 가능한 높게 한다.

3흡입관의 손실을 가능한 작게 하여 가용유효흡입수두를 크게 한다.

4펌프의 회전속도를 낮게 선정하여 펌프의 필요유효흡입수두를 작게 한다.

정답 및 해설

공동현상을 막으려면 흡입측 유효흡입수두(NPSHa)를 크게 확보해야 하므로 펌프 설치 위치는 가능한 낮게 하여 흡입양정을 줄여야 한다.

설치 위치를 높이면 흡입양정이 커져 유효흡입수두가 줄어들고 공동현상 위험이 커지므로 이 대책은 틀렸다.

흡입측 밸브 완전개방, 흡입관 손실 저감, 회전속도를 낮춰 필요유효흡입수두(NPSHr)를 줄이는 것은 모두 타당한 방지대책이다.

정수시설운영관리사 1급 1차 기출문제모두CBT · moducbt.com

23년 1회차

총 80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

응집제, pH 조정제 및 응집보조제의 특성에 관한 내용으로 옳은 것은?

1pH조정제는 원수수질에 따라 주로 여과의 효과를 높이는데 사용된다.

2응집보조제는 원수수질에 따라 흡착 효과를 높이는데 사용된다.

3응집보조제 주입량은 원수수질에 따라 실험으로 정한 주입률과 처리수량으로 산출한다.

4응집제 주입지점은 pH조정제 주입지점의 상류측에 혼화가 잘되는 지점으로 한다.

정답 및 해설

응집보조제 주입량은 원수 수질에 따라 자-테스트 등 실험으로 정한 주입률에 처리수량을 곱해 산출하는 것이 원칙이다.

pH조정제는 여과 효과가 아니라 응집반응의 최적 pH를 맞추는 데 사용된다.
응집보조제는 흡착이 아니라 플록의 형성·강도를 보강하는 데 주로 사용된다.
응집제는 pH조정제보다 하류측에서 혼화가 잘 되는 지점에 주입하는 것이 일반적이다.

문제 2

경사판 침전지에 관한 설명으로 옳은 것은?

1횡류식 경사판 침전지의 표면부하율은 4∼9 mm/min을 표준으로 한다.

2횡류식 및 상향류식 경사판 침전지의 경사각은 45∼50°로 한다.

3상향류식 경사판 침전지의 표면부하율은 8∼13 mm/min을 표준으로 한다.

4상향류식 경사판 침전지 내의 평균상승유속은 150 mm/min 이하를 표준으로 한다.

정답 및 해설

횡류식 경사판 침전지의 표면부하율은 $4\sim9\ \mathrm{mm/min}$ 을 표준으로 하는 것이 정수시설 설계기준상의 값이다.

문제 3

1765

2896

31,236

42,179

정답 및 해설

기계식 교반장치의 소요동력은 $P = \mu G^2 V$ 로 구하고, 교반모터 효율을 나누어 실제 소요동력을 계산한다.

체류시간 50초 동안의 반응조 용적은 $V = Q t = \dfrac{20{,}000}{86{,}400} \times 50 \approx 11.57\ \mathrm{m^3}$ 이다.

$P = 10^{-3} \times 400^2 \times 11.57 \approx 1{,}851\ \mathrm{W}$ 이며, 모터효율 85%를 반영하면 $\dfrac{1{,}851}{0.85} \approx 2{,}179\ \mathrm{kg \cdot m^2/s^3}$ 이다.

문제 4

여과방식의 정수처리에서 응집과 같은 전처리가 필요 없는 경우는?

1급속여과공정의 경우

2저탁도 원수 내 콜로이드성 입자가 존재하는 경우

3완속여과시 원수 탁도가 20 NTU인 경우

4크립토스포리디움 등의 미생물로 원수가 오염된 경우

정답 및 해설

완속여과는 원수 수질이 비교적 양호한 경우 응집과 같은 화학적 전처리 없이 생물막의 작용으로 정수하는 방식이다.

급속여과는 여과 전 응집·침전 등의 전처리가 필수적으로 요구되는 공정이다.
저탁도 원수라도 콜로이드성 입자는 자연 침강이 어려워 응집 등 전처리가 필요하다.
크립토스포리디움 등 미생물로 오염된 원수는 여과만으로 제거가 어려워 전처리와 강화된 처리가 필요하다.

따라서 나머지 세 경우와 달리, 완속여과 방식에서는 응집과 같은 전처리 없이도 처리가 가능하다.

문제 5

직접여과와 인라인여과에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1직접여과는 원수의 수질이 양호하고 수질변화가 적은 경우에 적용된다.

2인라인여과는 원수의 수질변화가 큰 경우에 적용된다.

3직접여과는 침전공정이 생략된 방식이다.

4인라인여과는 응집 및 침전공정이 생략된 방식이다.

정답 및 해설

직접여과는 침전공정을 생략하고 응집 후 바로 여과하는 방식이다.
인라인여과는 응집과 침전을 모두 생략하고 관로상에서 약품을 주입한 뒤 바로 여과하는 방식이다.

두 방식 모두 원수 수질이 양호하고 수질변화가 적은 경우에 적용하는 간이 정수방식이라는 점이 공통된다.

문제 6

급속여과지 설계시 고려하여야 할 사항을 모두 고른 것은?

ㄱ. 여재입경
ㄴ. 여층두께를 포함한 여과층의 구성
ㄷ. 여과속도와 그 조절방식
ㄹ. 여과층의 역세척방식과 역세척빈도

1ㄱ, ㄴ

2ㄷ, ㄹ

3ㄱ, ㄷ, ㄹ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

여재입경, 여층두께를 포함한 여과층 구성, 여과속도와 그 조절방식, 역세척방식과 역세척빈도가 모두 급속여과지 설계 시 고려사항이다.

문제 7

완속여과가 적용될 수 있는 경우에 해당되는 것은?

1휴믹산 등 천연의 안정한 화합물에 의해 색도가 유발된 경우

2유입수의 탁도가 10 NTU를 초과하거나 조류가 많은 경우

3철, 망간 및 페놀 등이 제거되도록 양호한 수질의 호기성 상태가 유지되는 경우

4여과층 내부 혐기성 박테리아의 생존을 위협할 정도로 용존산소의 농도가 낮은 경우

정답 및 해설

완속여과는 철·망간·페놀 등의 물질이 산화·분해될 수 있도록 여과층 내에 양호한 호기성 상태가 유지되는 경우에 효과적으로 적용된다.

휴믹산 등 천연의 안정한 화합물에 의한 색도는 생물학적 여과로 잘 제거되지 않아 완속여과에 부적합하다.
탁도가 높거나 조류가 많은 원수는 여과층 폐색을 일으켜 완속여과에 부적합하다.
용존산소 농도가 낮아 호기성 상태가 유지되지 못하면 철·망간 등의 산화처리 기능이 저하된다.

문제 8

급속여과지 하부집수장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1여과수거 등 유출 측의 수위변동이 작은 구조로 하여야 한다.

2역세척과정에서는 통수공경을 줄이고 통수저항을 작게 하여야 한다.

3여과과정에서는 수두손실을 적게 하고 여과면적의 수압이 균일하게 유지되어야 한다.

4손실수두가 작고 단면이 작은 것이 경제적이다.

정답 및 해설

여과수거 등 유출측 수위변동이 작아야 안정적인 여과가 가능하다는 설명은 타당하다.
여과 시 수두손실을 적게 하고 여과면적 전체에 수압이 균일하게 걸려야 한다는 설명은 타당하다.
손실수두가 작고 단면이 작을수록 경제적이라는 설명은 타당하다.

문제 9

잔류염소 농도 0.5 mg/L에서 5분간 90 %의 세균이 사멸되었다면 같은 농도에서 99.9 % 살균을 위해 필요한 시간은? (단, 사멸속도는 1차반응이다.)

15분

210분

315분

420분

정답 및 해설

1차반응 소독 동역학에서 사멸속도상수를 초기 조건으로부터 구하고, 이를 이용해 목표 사멸률에 필요한 시간을 계산한다.

5분간 90% 사멸(잔존율 10%)로부터 $k = \dfrac{-\ln(0.1)}{5} \approx 0.461\ \mathrm{min^{-1}}$ 이다.

99.9% 사멸(잔존율 0.1%)에 필요한 시간은 $t = \dfrac{-\ln(0.001)}{0.461} = \dfrac{6.91}{0.461} \approx 15\ \mathrm{min}$ 이다.

문제 10

차아염소산나트륨에 관한 설명으로 옳은 것은?

1전해법으로 자가생성하여 사용하는 경우도 있다.

2유효염소가 15∼20 % 정도인 무색 액체이다.

3농도가 높을수록 안정하고, 저장 중에도 유효염소농도가 감소하지 않는다.

4액화염소에 비하면 저장과 취급이 용이하지 않다.

정답 및 해설

차아염소산나트륨(NaOCl)은 소금물을 전기분해하는 전해법으로 현장에서 직접 생성하여 사용하는 방식이 실제로 운영되고 있다.

유효염소 농도는 이 보기의 수준과는 다르게 관리되며, 무색이 아닌 담황색을 띠는 액체이다.
농도가 높을수록 오히려 저장 중 유효염소농도 감소(분해)가 빠르게 진행되어 불안정해진다.
액화염소에 비해 저장·취급이 비교적 용이한 편이다.

문제 11

미생물 기준에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용으로 옳게 나열한 것은?

1ㄱ: 1, ㄴ: 100

2ㄱ: 10, ㄴ: 250

3ㄱ: 100, ㄴ: 100

4ㄱ: 100, ㄴ: 250

정답 및 해설

일반세균은 1mL 중 5,000CFU 이상, 대장균군은 100mL 중 2,500MPN 이상일 때 여과 전 세균 감소 조치가 필요하다.

문제 12

소독제 접촉시간에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?

210

315

420

정답 및 해설

추적자 실험으로 접촉시간을 정할 때는 주입한 추적자의 10%가 빠져나올 때까지의 시간을 사용한다.

문제 13

염소가스 저장시설의 제해설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1누출된 염소가스를 충분히 중화하여 무해하게 할 수 있어야 한다.

3중화설비에 사용되는 중화제는 일반적으로 수산화나트륨 용액이 사용된다.

4중화설비의 처리능력은 10시간에 염소가스를 무해가스로 처리할 수 있는 양(m³/h)으로 표시한다.

정답 및 해설

중화설비의 처리능력은 짧은 시간 내에 누출 염소가스를 무해화할 수 있는 양으로 표시하는 것이 기준이므로, 10시간이라는 설명은 옳지 않다.

제해설비는 누출된 염소가스를 충분히 중화·흡수하여 무해하게 만들 수 있어야 한다는 설명은 타당하다.
저장량이 적은 시설에서는 제해제 상비와 가스누출검지경보설비 설치로 대응하는 것이 바람직하다는 설명은 타당하다.
중화제로 수산화나트륨 용액을 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 14

액화염소의 저장설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1용기를 고정시키기 위하여 용기가대를 설치한다.

2액화염소의 저장량은 항상 1일 사용량의 7일분 이상으로 한다.

3용기는 40 ℃ 이하로 유지하고 직접 가열해서는 안된다.

450 kg, 100 kg, 1 ton의 용기를 사용한다.

정답 및 해설

액화염소의 저장량은 1일 사용량의 일정 일수분 이상을 확보해야 하는데, 그 기준일수가 이 보기의 7일분과는 다르게 정해져 있어 옳지 않다.

용기가대로 용기를 고정한다는 설명은 타당하다.
용기를 $40\ ^\circ\mathrm{C}$ 이하로 유지하고 직접 가열하지 않는다는 설명은 타당하다.
50 kg, 100 kg, 1 ton 용기를 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 15

정수장의 배출수 처리시설에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 농축슬러지의 농도가 높으면 탈수효율이 향상된다.
ㄴ. 조정시설은 배출수지와 배슬러지지로 구성된다.
ㄷ. 기계식 탈수방법에는 가압여과, 진공여과, 원심분리, 조립탈수 등이 있다.
ㄹ. 여과지 내 규조류 발생 시 착수정으로 반송하는 것이 좋다.

1ㄱ, ㄴ

2ㄱ, ㄷ

3ㄱ, ㄴ, ㄷ

4ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

농축슬러지 농도와 탈수효율의 관계, 조정시설의 구성, 기계식 탈수방법의 종류에 관한 설명이 옳다.

문제 16

농축조 설계 고려요소에 관한 설명으로 옳은 것은?

1고형물부하는 20~40 kg/m²ㆍd를 표준으로 한다.

2고수위로부터 주벽 상단까지의 여유고는 60 cm 이상으로 한다.

3용량은 계획슬러지량의 24∼48시간분으로 한다.

4바닥면의 경사는 1/100 이상으로 한다.

정답 및 해설

중력식 농축조의 용량은 계획슬러지량의 $24\sim48$ 시간분을 표준으로 설계하는 것이 기준이다.

고형물부하, 여유고, 바닥면 경사 등은 각각 별도의 표준값이 정해져 있어 다른 보기의 수치는 실제 설계기준과 일치하지 않는다.

문제 17

정수처리에서 발생하는 소독부산물(THMs)에 관한 설명으로 옳지 않는 것은?

1THMs란 메탄의 수소원자 3개가 할로겐원자(염소, 브롬, 요오드)로 치환된 물질의 총칭이다.

2수소이온농도 증가 시 THMs 생성량이 감소한다.

3THMs 중에는 클로로포름 농도가 매우 높게 나타난다.

4THMs는 생성반응속도가 느려서 급배수관말에서 발생 가능성이 높다.

정답 및 해설

THMs(Trihalomethanes)는 메탄(CH₄)의 수소원자 3개가 할로겐원자로 치환된 물질의 총칭이라는 설명은 정확하다.
클로로포름(CHCl₃)은 THMs 중 가장 많은 비중을 차지한다.
생성반응속도가 느려 배수관말에서도 계속 생성되는 특성도 맞다.

문제 18

입상활성탄 처리공정에 관한 설명으로 옳은 것은?

1여과공정 전, 후에 위치하는 것이 일반적이며, 침전공정 이후에 흡착과 여과를 목적으로 F/A(Filter-Adsorber) 공정으로 운영할 수 있다.

2맛ㆍ냄새물질, 소독부산물, 색도 등 다양한 무기물 제거 목적으로 사용할 수 있다.

3활성탄의 흡착능력은 pH가 산성이거나 온도가 낮을수록 작아진다.

4일반적으로 친수성이 강하고 분자량이 큰 물질일수록 활성탄에 흡착되기 쉽다.

정답 및 해설

활성탄은 맛·냄새물질, 소독부산물, 색도 등 주로 유기물 제거에 사용되며 무기물 제거가 주목적은 아니다.
활성탄의 흡착능력은 일반적으로 산성 조건이거나 온도가 낮을수록 오히려 커지는 경향이 있어, 작아진다는 설명과는 반대이다.
일반적으로 친수성보다 소수성이 강하고 적절한 분자량을 가진 물질이 활성탄에 흡착되기 쉽다.

문제 19

고도산화법(AOP: advanced oxidation process)에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 유기물질(지오스민, THMs)과 반응이 느린 오존처리의 단점을 보완한 것이다.
ㄴ. 오존과 산화제 등을 동시에 반응시켜 OH라디칼의 생성을 가속화하여 처리한다.
ㄷ. 오존/낮은 pH, 오존/과산화수소, 오존/자외선 등의 방법이 있다.

1ㄱ, ㄴ

2ㄱ, ㄷ

3ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 및 해설

오존 단독처리의 한계를 보완한다는 설명과 산화제를 병용해 OH 라디칼 생성을 촉진한다는 설명이 옳다.

문제 20

해수담수화시설에 관한 설명으로 옳은 것은?

1해수 중에 보론(B)이 60∼70 mg/L 정도가 함유되어 있어 총트리할로메탄 생성량이 증가한다.

2해수담수화시설 중 상불변방식은 다중효용법, 용매추출법, 전기투석법이 있다.

3역삼투막을 이용한 해수담수화의 전처리설비에 요구되는 SDI(silt density index)는 5.0 이하가 되도록 한다.

4막투과수에 의한 관재료의 부식을 방지하기 위해 Ca²⁺를 추가하고 CO2를 퍼징한다.

정답 및 해설

해수 중 보론 농도는 이 보기에 제시된 값보다 훨씬 낮은 수준이며, 보론은 총트리할로메탄 생성과 직접적인 관련이 없다.
다중효용법은 물을 증발시키는 상변화방식에 해당하고, 용매추출법·전기투석법이 상이 변하지 않는 상불변방식으로 분류된다.
역삼투 전처리설비의 SDI 기준은 이 보기보다 낮은 값을 요구하는 것이 일반적이다.

문제 21

먹는물수질공정시험기준상 총칙에 관한 설명으로 옳은 것은?

1“수욕 상 또는 수욕 중에서 가열한다.”라 함은 따로 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 뜻하고 증기욕은 해당하지 않는다.

2무게를 “정확히 단다.”라 함은 규정된 수치의 무게를 0.1 mg까지 다는 것을 말한다.

3“정확히 취하여”라 하는 것은 규정한 양의 액체를 메스실린더로 눈금까지 취하는 것을 말한다.

정답 및 해설

먹는물수질공정시험기준 총칙에서 무게를 “정확히 단다”는 것은 규정된 수치의 무게를 $0.1\ \mathrm{mg}$ 까지 다는 것을 의미한다.

“수욕 상 또는 수욕 중에서 가열한다”는 것은 증기욕을 포함하는 개념으로 규정되어 있다.
“정확히 취하여”는 메스실린더가 아니라 부피피펫 등으로 규정된 양을 정확히 재는 것을 말한다.
“항량으로 될 때까지” 건조·강열의 판정 기준은 이 보기의 서술과 다르게 규정되어 있다.

문제 22

먹는물수질공정시험기준상 유기인계농약 항목의 시료 보존 규정으로 옳지 않은 것은?

1시료용기: 유리(Glass)재질

2보존방법: 4℃ 냉암소 보관

3보존시약: 염화암모늄 10 mg 및 염산(6 M) 1~2방울 첨가

4보존기간: 7일 이내 추출 시 40일

정답 및 해설

문제 23

먹는물수질공정시험기준상 금속류-원자흡수분광광도법에서의 기체에 관한 사항으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 수소-공기와 아세틸렌-공기는 거의 대부분의 원소 분석에 유효하게 사용할 수 있다.
ㄴ. 프로판-공기 불꽃은 불꽃의 온도가 높기 때문에 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성산화물을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적당하다.
ㄷ. 아세틸렌-아산화질소 불꽃은 불꽃온도가 낮고 일부 원소에 대하여 높은 감도를 나타낸다.

1ㄱ

2ㄱ, ㄴ

3ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 및 해설

수소-공기와 아세틸렌-공기 불꽃이 대부분의 원소 분석에 유효하다는 설명만 옳다.

문제 24

정수처리 공정에서 곰팡이 냄새나 음이온계면활성제의 처리방법으로 옳지 않은 것은?

1활성탄처리

2오존처리

3생물처리

4막여과처리

정답 및 해설

활성탄처리는 흡착을 통해 이러한 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
오존처리는 산화분해를 통해 냄새물질과 계면활성제를 제거할 수 있다.
생물처리는 미생물 분해를 통해 이들 물질을 제거할 수 있다.

문제 25

응집용 약품주입률을 결정하기 위한 자-테스트(jar-test)의 방법으로 옳은 것은?

1급속교반 시 임펠러의 주변속도는 약 55 cm/s로 한다.

2완속교반 시 임펠러의 주변속도는 약 25 cm/s로 한다.

3급속교반을 1분간, 그리고 10분간 완속교반을 계속한다.

430분간 정치 후 상징수를 채취한다.

정답 및 해설

자-테스트는 급속교반을 1분간 실시한 뒤 완속교반을 10분간 계속하는 절차로 진행하는 것이 표준적인 방법이다.

이렇게 얻은 플록을 일정 시간 정치시킨 후 상징수를 채취해 탁도 등을 비교하여 최적 주입률을 결정한다.

나머지 보기에 제시된 급속·완속교반 시 임펠러 주변속도와 정치시간 수치는 표준 절차에서 정한 값과 일치하지 않는다.

문제 26

오존처리 공정에서의 잔류오존량(kg/d)은?

수돗물 생산량 24,000 m³/d
오존전달률 95 %
주입오존량 6.0 mg/L
배오존량 0.1 mg/L

10.2

22.4

34.8

413.4

정답 및 해설

주입된 오존은 처리반응에 전달·소비된 양, 물에 남는 잔류오존, 배출되는 배오존으로 나뉘며 이 물질수지로 계산하면 4.8 kg/d이다.

주입오존량 = $6.0\ \mathrm{mg/L}\times 24{,}000\ \mathrm{m^3/d}=144{,}000\ \mathrm{g/d}=144\ \mathrm{kg/d}$

전달률 95 %이므로 전달·소비된 오존 = $144\times 0.95=136.8\ \mathrm{kg/d}$
배오존량 = $0.1\ \mathrm{mg/L}\times 24{,}000\ \mathrm{m^3/d}=2.4\ \mathrm{kg/d}$

문제 27

수처리제의 기준과 규격 및 표시기준상 활성탄의 메틸렌블루 탈색력 시험방법으로 옳지 않은 것은?

1시료에 메틸렌블루 용액을 가하여 30분간 진탕 후, 흡착하는 메틸렌블루의 양을 구한다.

2메틸렌블루는 건조하면 성상이 변화되므로 미리 건조감량을 구하고 이 수치를 이용해서 건조하지 않은 메틸렌블루의 양을 건조중량으로 환산한다.

3시료를 건조시킨 후 분쇄하지 않고 건조중량 0.2 g을 여러개의 100 mL 마개달린 삼각플라스크에 넣는다.

4진탕 후, 여과한 여액을 셀에 취하여 분광광도계를 이용하여 654 nm 부근에서 흡광도를 측정한다.

정답 및 해설

메틸렌블루 탈색력 시험에서 시료는 건조 후 분쇄하여 사용해야 하므로, 분쇄하지 않고 그대로 사용한다는 설명은 옳지 않다.

메틸렌블루 용액을 가해 일정 시간 진탕한 뒤 흡착량을 구한다는 설명은 타당하다.
건조에 따른 성상 변화를 보정하기 위해 건조감량을 이용해 환산한다는 설명은 타당하다.
진탕 후 여과한 여액을 $654\ \mathrm{nm}$ 부근에서 흡광도로 측정한다는 설명은 타당하다.

문제 28

먹는물수질공정시험기준상 탁도의 측정 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1시료가 색을 띠는 경우 빛을 흡수하므로 탁도가 높아질 수 있다.

2먹는물수질기준은 수돗물일 경우 0.5 NTU 이하이다.

3시험에 사용되는 정제수는 0.02 NTU 이하를 사용해야 한다.

4시험결과 표시자릿수는 소수점 둘째자리까지이다.

정답 및 해설

시료가 색을 띠면 빛을 흡수하여 산란광이 줄어들기 때문에 측정 탁도가 낮아지는 방향으로 오차가 생기므로, 높아질 수 있다는 설명은 옳지 않다.

먹는물 수질기준상 수돗물의 탁도 기준은 $0.5\ \mathrm{NTU}$ 이하로 정해져 있다는 설명은 타당하다.
시험에 사용하는 정제수는 $0.02\ \mathrm{NTU}$ 이하를 사용한다는 설명은 타당하다.
시험결과는 소수점 둘째자리까지 표시한다는 설명은 타당하다.

문제 29

먹는물수질공정시험기준상 미생물 측정 항목에 관한 확정시험용 배지와 배양온도가 옳게 짝지어진 것은?

1분원성대장균군-시험관법: EC 배지, (44.5 ± 0.2)℃

2분원성연쇄상구균-시험관법: EC-MUG 배지, (36.0 ± 1.0) ℃

3총대장균군-막여과법: DRCM 배지, (35.0 ± 0.5) ℃

4총대장균군-시험관법: m-Endo 배지, (35.0 ± 0.5)℃

정답 및 해설

분원성대장균군-시험관법의 확정시험은 EC 배지를 사용하여 $(44.5 \pm 0.2)\ ^\circ\mathrm{C}$ 에서 배양하는 것이 표준 조건이다.

이는 일반 대장균군 시험과 달리, 분변 유래 여부를 가리기 위해 상대적으로 높은 온도에서 배양하는 것이 특징이다.

문제 30

상수원의 조류경보 중 관심단계 발령 시 먹는물 수질감시항목에 대한 검사 주기가 옳은 것은?

12-MIB: 1회/일

2Geosmin: 1회/주

3Microcystin-LR: 1회/일

4Corrosion Index: 1회/주

정답 및 해설

상수원 조류경보 관심단계가 발령되면 정수의 지오스민 등 먹는물 수질감시항목을 주 1회 이상의 주기로 검사하는 것이 기준이다.

단계가 경계·대발생 등으로 격상될수록 검사주기는 더 짧아지도록 강화된다.

문제 31

먹는물수질공정시험기준상 염소이온을 질산은적정법으로 측정하였을 때 염소이온농도(mg/L)는?

분석시료량: 100 mL
소비된 질산은용액(0.01 M)량: 8.5 mL
정제수를 사용하여 바탕실험 할 때에 소비된 질산은용액(0.01 M)량: 0.3 mL
질산은용액(0.01 M)의 농도계수: 1.00

128.70

229.11

330.18

431.24

정답 및 해설

바탕실험 소비량을 뺀 순 소비량 8.2 mL로 계산하면 염소이온 농도는 29.11 mg/L이다.

순 소비량 = 8.5 − 0.3 = 8.2 mL이고 농도계수가 1.00이므로 별도 보정 없이 그대로 쓴다.

문제 32

먹는물수질공정시험기준상 유기인계농약의 기체크로마토그래피-질량분석법 측정조건으로 옳지 않은 것은?

1운반기체는 부피백분율 99.999 % 이상의 헬륨(또는 질소)을 사용한다.

2유량은 0.5 mL/min~4 mL/min으로 한다.

3시료도입부온도는 120℃~150℃로 한다.

4컬럼온도는 40 ℃~280℃로 사용한다.

정답 및 해설

유기인계농약 GC-MS 측정에서 시료도입부 온도는 이 보기의 범위보다 높게 설정하는 것이 표준 조건이므로 옳지 않다.

운반기체는 부피백분율 $99.999\%$ 이상의 헬륨(또는 질소)을 사용한다는 설명은 타당하다.
유량을 $0.5\sim4\ \mathrm{mL/min}$ 범위로 한다는 설명은 타당하다.
컬럼온도를 $40\sim280\ ^\circ\mathrm{C}$ 범위로 사용한다는 설명은 타당하다.

문제 33

염소소독 시 영향인자에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

1pH, 온도와 같은 환경변수의 영향을 받는다.

2포낭형태의 미생물은 염소소독에 저항력이 강하다.

3CT_계산값의 소독제 접촉시간은 최대유량기준으로 한다.

4CT_계산값은 상수이므로 단위가 없다.

정답 및 해설

CT 값은 소독제 농도와 접촉시간의 곱으로 정의되어 $\mathrm{mg \cdot min/L}$ 단위를 가지므로, 단위가 없는 상수라는 설명은 옳지 않다.

pH·온도 등 환경변수의 영향을 받는다는 설명은 타당하다.
포낭 형태(시스트)의 미생물은 염소소독에 대한 저항력이 강하다는 설명은 타당하다.
CT 계산 시 접촉시간은 통상 최대유량 조건을 기준으로 산정한다는 설명은 타당하다.

문제 34

물환경보전법령상 폐수처리업자의 준수사항에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1수탁한 폐수는 정당한 사유 없이 5일 이상 보관하여서는 아니 된다.

2폐수처리와 관련한 각종 기록은 정확하게 유지ㆍ관리하여야 하며, 그 기록문서 또는 전산자료는 3년간 보관하여야 한다.

3폐수처리시설을 16시간 이상 가동할 경우에는 해당 처리시설의 현장근무 2년 이상의 경력자를 작업현장에 책임 근무하도록 하여야 한다.

4수탁한 보관폐수의 전체량이 저장시설 저장능력의 90퍼센트 이상 되게 보관하여서는 아니 된다.

정답 및 해설

폐수처리 관련 기록문서 또는 전산자료를 3년간 보관해야 한다는 설명은 타당하다.
처리시설을 16시간 이상 가동할 경우 현장근무 2년 이상 경력자를 작업현장에 책임 근무하도록 해야 한다는 설명은 타당하다.
수탁 보관폐수의 전체량을 저장시설 저장능력의 90퍼센트 이상 되게 보관해서는 안 된다는 설명은 타당하다.

문제 35

지하수법상 지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간에 관한 내용이다. ( )에 들어갈 내용은?

지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간은 ( ㄱ )년으로 한다.
시장ㆍ군수ㆍ구청장은 지하수개발ㆍ이용허가를 받은 자가 유효기간 연장을 신청하면 ( ㄴ )년간 유효기간의 연장을 허가할 수 있다.

1ㄱ: 3, ㄴ: 3

2ㄱ: 3, ㄴ: 5

3ㄱ: 5, ㄴ: 3

4ㄱ: 5, ㄴ: 5

정답 및 해설

지하수법상 지하수개발ㆍ이용허가의 유효기간은 5년이고, 연장을 신청하면 다시 5년간 연장할 수 있으므로 두 빈칸 모두 5가 들어간다.

문제 36

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시상 정수의 검사주기가 같은 항목끼리 짝지어진 것은?

1Vinyl Chloride – Chloroethane

2Ethylendibromide – Norovirus

3Radon – Benzo(a)pyrene

4Styrene - Chlorate

정답 및 해설

Ethylendibromide – Norovirus는 둘 다 1년 주기로 검사하는 항목으로, 같은 검사주기를 갖는 짝이다.

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시에서 정수의 검사주기는 항목별로 1개월, 3개월, 6개월, 1년 등으로 구분된다.

Vinyl Chloride는 1년, Chloroethane은 3개월로 상이하다.
Radon은 1년, Benzo(a)pyrene은 3개월로 상이하다.
Styrene은 3개월, Chlorate는 1개월로 상이하다.

문제 37

먹는물수질공정시험기준상 샘물, 먹는해양심층수, 먹는염지하수에 존재하는 저온일반세균을 분석하는데 사용되는 시험방법은?

1평판집락법

2막여과법

3효소기질이용법

4시험관법

정답 및 해설

샘물, 먹는해양심층수, 먹는염지하수에 존재하는 저온일반세균은 평판집락법으로 분석하는 것이 먹는물수질공정시험기준상의 시험방법이다.

이는 배지에 시료를 도말·배양하여 형성된 집락 수를 계수하는 방식으로, 낮은 배양온도 조건에서 자라는 저온성 세균을 대상으로 한다.

문제 38

수도법령상 수도시설의 기술진단에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1지방환경관서의 장은 기술진단 결과에 대한 기술적 검토를 한국수자원공사에 의뢰하여 의견을 들을 수 있다.

2수도사업자는 수도시설의 관리상태를 점검하기 위하여 3년마다 기술진단을 실시하고, 시설개선계획을 수립하여 시행하여야 한다.

3수도사업자는 기술진단에 관한 업무를 사단법인 대한토목학회에 대행하게 할 수 있다.

4수도사업자는 수도시설에 대한 기술진단 결과를 기술진단 실시 후 60일 이내에 인가 관청에 알려야 한다.

정답 및 해설

수도사업자의 기술진단은 3년이 아니라 5년마다 실시하고 그 결과에 따라 시설개선계획을 수립·시행해야 한다.

문제 39

수도법령상 지정ㆍ공고된 상수원보호구역에서 관할 특별자치시장ㆍ특별자치도지사ㆍ시장ㆍ군수ㆍ구청장의 허가를 받아야 하는 행위는?

1수해 등 천재지변으로 손괴된 건축물과 공작물의 원상복구

2농업개량시설의 보수나 농지개량 등을 위한 복토 등 토지의 형질변경

3상하수도시설ㆍ환경오염방지시설 및 상수원보호구역관리시설을 제외한 건축물이나 공작물의 제거

4입목 및 대나무의 재배 또는 벌채

정답 및 해설

상수원보호구역에서 입목 및 대나무의 재배 또는 벌채는 관할 관청의 허가를 받아야 하는 행위에 해당한다.

천재지변으로 손괴된 건축물·공작물의 원상복구는 응급조치 성격의 행위로 허가 없이 할 수 있다.
농업개량시설의 보수나 농지개량을 위한 경미한 복토 등은 허가 대상에서 제외된다.
상하수도시설·환경오염방지시설·보호구역관리시설을 제외한 건축물이나 공작물의 제거는 오히려 수질보전에 도움이 되는 행위로 허가 없이 할 수 있다.

문제 40

수도법령상 저수조의 설치기준에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1소화용수가 저수조에 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지장치가 설치되어야 한다.

2옥상에 설치한 저수조를 제외한 저수조 내부의 높이는 최소 1미터 80센티미터 이상으로 하여야 한다.

4물의 유출구는 유입구의 반대편 밑부분에 설치하되, 저수조 안의 물이 한곳에 고이도록 물칸막이 등을 설치하여야 한다.

정답 및 해설

역류방지장치 설치, 옥상 저수조를 제외한 내부 높이 기준, 5㎥ 초과 저수조의 구획 또는 분할 설치 규정은 모두 옳은 설명이다.

문제 41

소독설비의 안전성을 확보하기 위하여 염소저장실과 주입기실에 필요한 설비는?

1유량계

2수위계

3잔류염소계

4염소가스누출검지기

정답 및 해설

염소저장실과 주입기실에는 염소가스 누출 사고에 대비하여 염소가스누출검지기를 반드시 설치해야 한다.

유량계·수위계·잔류염소계는 공정관리를 위한 계측설비이지, 저장·주입설비의 안전성 확보를 위해 요구되는 설비는 아니다.

문제 42

응집용 약품의 검수 및 저장설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1응집약품을 납품받고 저장하기 위하여 적절한 검수용 계량장비를 설치한다.

2약품저장설비는 구조적으로 안전하고 응집제가 누출되는 경우를 대비하여야 한다.

3응집보조제의 저장설비 용량은 7일분 이상으로 한다.

4저장설비의 용량은 계획정수량에 각 약품의 평균주입률을 곱하여 산정한다.

정답 및 해설

정수시설기준상 응집보조제의 저장설비 용량은 10일분 이상으로 확보하도록 규정하고 있어, 7일분 이상이라는 설명은 기준에 미달한다.

검수용 계량장비 설치, 누출에 대비한 구조적 안전성 확보, 계획정수량에 평균주입률을 곱해 저장설비 용량을 산정하는 방식은 모두 옳은 설명이다.

문제 43

침전지 슬러지 배출방식으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 기계식 제거방식
ㄴ. 침전지 바닥 전체에 호퍼를 설치하는 방식
ㄷ. 슬러지 흡입방식
ㄹ. 침전지를 비우고 청소하는 방식

1ㄱ, ㄴ

2ㄷ, ㄹ

3ㄱ, ㄴ, ㄷ

4ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

제시된 네 가지는 모두 실제로 쓰이는 침전지 슬러지 배출(제거)방식이므로 전부 해당한다.

기계식 제거방식 — 체인플라이트식ㆍ주행식 슬러지수집기로 바닥 슬러지를 호퍼 쪽으로 긁어모아 연속 배출하는 방식으로, 대규모 정수장의 표준이다.
침전지 바닥 전체에 호퍼를 설치하는 방식 — 다수의 호퍼에 슬러지를 자연 침강ㆍ집적시킨 뒤 각 호퍼에서 인출하며, 기계 설비가 없어 고장이 적다.
슬러지 흡입방식 — 주행 대차에 매단 흡입관으로 바닥의 슬러지를 직접 빨아내는 방식이다.
침전지를 비우고 청소하는 방식 — 지를 단수ㆍ배수한 뒤 인력이나 장비로 제거하는 가장 기본적인 방법으로, 소규모 시설이나 정기 청소 시 쓰인다.

따라서 특정 두세 가지만 고르는 답은 성립하지 않는다. 방식 선정은 처리 수량, 슬러지 발생량, 배출의 연속성 확보 여부에 따라 달라진다.

문제 44

횡류식 침전지 내에서 편류나 밀도류를 발생시키지 않고 플록 제거율을 높이기 위하여 유입부에 설치하는 시설은?

1정류벽

2경사판

3호퍼

4배출수관

정답 및 해설

횡류식 침전지의 유입부에는 유입 흐름을 고르게 분산시켜 편류와 밀도류 발생을 억제하고 플록 제거율을 높이기 위해 정류벽을 설치한다.

문제 45

급속여과지의 자갈층 두께와 여과자갈에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1여과자갈의 입경과 자갈층의 두께는 하부집수장치에 적합하도록 결정한다.

2여과자갈은 그 형상이 구형(球形)에 가깝고 경질이며 청정하고 균질인 것이 좋다.

3자갈층은 조립여과자갈을 상층에, 세립여과자갈을 하층에 배치하는 것을 표준으로 한다.

4여과자갈은 불순물을 포함하지 않아야 하고 모래층을 충분히 지지할 수 있어야 한다.

정답 및 해설

문제 46

막여과설비 및 운전제어에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1막여과방식은 수질이나 막의 종별 등을 고려하여 선정한다.

2운전제어방식은 구동압이나 막의 종류, 배수(配水)조건 등을 고려하여 선정한다.

3막여과설비의 운전은 수동운전을 원칙으로 한다.

4막모듈은 점검과 교환이 용이한 것으로 한다.

정답 및 해설

막여과설비의 운전은 자동운전을 원칙으로 하므로, 수동운전을 원칙으로 한다는 설명은 옳지 않다.

문제 47

역세척배출수 침전시설의 전처리공정 설비로 옳은 것은?

1저류조

2배슬러지지

3농축조

4라군

정답 및 해설

역세척배출수를 침전처리하기 전 유량과 수질을 균등화하는 전처리공정 설비는 저류조이다.

배슬러지지·농축조·라군은 침전 후 발생한 슬러지를 농축·저류하는 후속 슬러지처리 공정의 설비로, 역세척배출수의 전처리 단계와는 구분된다.

문제 48

펌프의 규정회전속도가 1,800 rpm 일 때 전양정이 100 m 라면, 펌프의 회전수가 1,500 rpm 으로 운전될 때 전양정(m)은?

164.25

269.44

372.25

476.44

정답 및 해설

펌프의 상사법칙에 따라 전양정은 회전속도의 제곱에 비례한다.

$H_2 = H_1 \times \left(\dfrac{N_2}{N_1}\right)^2 = 100 \times \left(\dfrac{1500}{1800}\right)^2 \approx 69.44\ \mathrm{m}$

문제 49

밸브의 구조에 따라 개도와 유량의 관계가 등간격눈금의 도표상에서 직선으로 나타나는 특성을 가진 밸브는?

1인라인형 슬리브밸브

2볼밸브

3콘밸브

4제수밸브

정답 및 해설

인라인형 슬리브밸브는 밸브 개도와 유량의 관계가 등간격 눈금의 도표상에서 직선(선형)으로 나타나는 유량특성을 갖는다.

볼밸브·콘밸브·제수밸브는 개도에 따라 유량이 급격히 변하거나 비선형적으로 변하는 특성을 가져 직선형 유량특성과는 차이가 있다.

문제 50

펌프설치와 부속설비에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1펌프 흡입배관 내 유속은 3 m/s 이하로 한다.

2펌프 흡입구가 작은 경우에 편락관을 설치한다.

3펌프 토출구에서 유속이 큰 경우 단면확대관을 붙여 관내 유속은 3 m/s 이하로 한다.

4흡상식 펌프에서 풋밸브를 설치하지 않는 경우 진공펌프를 설치한다.

정답 및 해설

문제 51

변압기 병렬운전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

11, 2차 정격전압 및 극성이 일치하지 않으면 과대한 순환전류에 의해 과열 및 소손된다.

23상의 경우 상회전방향 및 위상변위가 같지 않으면 단락이 되어 과대전류가 흐른다.

3권수비가 같지 않으면 동손의 증가로 변압기가 과열된다.

4%임피던스 전압강하 및 저항, 리액턴스비가 다른 경우 모든 변압기가 과부하가 된다.

정답 및 해설

문제 52

수변전설비에서 전력용콘덴서를 부하와 병렬로 설치 시 얻는 효과로 옳지 않은 것은?

1배전선 및 변압기 손실 경감

2변압기 임피던스 감소

3전압강하 개선

4계통의 여유도 증가

정답 및 해설

따라서 변압기 임피던스가 감소한다는 설명은 콘덴서 설치 효과로 옳지 않다.

문제 53

한국전기설비규정(KEC)상 피뢰시스템 적용범위는 다음과 같다. ( )에 들어갈 내용은?

전기전자 설비가 설치된 건축물ㆍ구조물로서 낙뢰로부터 보호가 필요한 것 또는 지상으로부터 높이가 ( )m 이상인 것
전기설비 및 전자설비 중 낙뢰로부터 보호가 필요한 설비

112

215

318

420

정답 및 해설

한국전기설비규정(KEC)의 피뢰시스템 적용범위에서 건축물ㆍ구조물의 높이 기준은 지상으로부터 20 m 이상이다.

문제 54

전자식유량계 설치 시 유의할 사항으로 옳은 것은?

1구경은 평균유속이 3~ 5 m/s 사이에 있도록 선정하는 것이 바람직하며, 3 m/s 미만이면 기전력이 작고 정밀도상 문제가 생기기 쉽다.

2검출기 설치 전후에 필요한 직관부를 확보하고, 유량제어밸브를 설치할 경우에는 검출기 하류측에 설치한다.

3검출기를 수직, 또는 경사지게 설치할 경우 흐름은 위쪽에서 아래쪽으로 향하도록 한다.

4검출기는 유체의 도전율이 불균일한 약품주입지점의 직후에 설치한다.

정답 및 해설

구경은 검출기 내 평균유속이 대략 1~3 m/s 범위가 되도록 선정하며, 유속이 지나치게 낮으면 기전력이 작아 정밀도가 떨어진다. 평균유속을 3~5 m/s로 잡는다는 설명은 적절하지 않다.
검출기를 수직·경사 설치할 때는 흐름이 아래에서 위로 향하도록 해 관 내부가 항상 가득 차게 해야 하므로, 위에서 아래로 향하게 한다는 설명은 옳지 않다.
검출기는 도전율이 불균일해지는 약품주입지점 부근을 피해서 설치해야 한다.

문제 55

정수시설의 중앙감시제어설비 중 게이트웨이(gateway)에 관한 설명으로 옳은 것은?

2둘 이상의 네트워크 간 데이터 전송을 위해 최적 경로를 설정해 주며 데이터를 해당 경로에 따라 통신할 수 있도록 하는 접속장비이다.

3장비와 네트워크의 연결, 다른 네트워크와의 연결, 네트워크 장비와 연결 등의 역할을 하는 접속장비이다.

4장거리 전송을 위하여 전송신호의 감쇠를 보상하거나 출력 전압을 높여주는 장비로 전송신호 재생 중계장치이다.

정답 및 해설

문제 56

정수장의 정수지 및 배수지에 설치하는 수질계측기가 아닌 것은?

1탁도계

2잔류염소계

3알칼리도계

4pH계

정답 및 해설

문제 57

배전변전소 송전단 전압이 23,400 V, 정수장 수변전설비의 수전전압은 22,950 V이다. 이 경우 전압강하율(%)은?

11.48

21.96

32.32

42.48

정답 및 해설

전압강하율은 송전단 전압과 수전단 전압의 차이를 수전단 전압으로 나누어 백분율로 나타낸다.

$\varepsilon = \dfrac{23400 - 22950}{22950} \times 100 \approx 1.96\ \%$

문제 58

산업안전보건법령상 근로자 정기교육 내용에 해당하지 않는 것은?

1표준안전 작업방법 및 지도 요령에 관한 사항

2산업안전 및 사고 예방에 관한 사항

3산업보건 및 직업병 예방에 관한 사항

4건강증진 및 질병 예방에 관한 사항

정답 및 해설

문제 59

산업안전보건법령상 안전인증대상기계 또는 설비에 해당하지 않는 것은?

1프레스

2크레인

3리프트

4건조기

정답 및 해설

산업안전보건법령상 안전인증대상기계는 프레스, 전단기 및 절곡기, 크레인, 리프트, 압력용기, 롤러기, 사출성형기, 고소작업대, 곤돌라이다.

건조기는 이 목록에 포함되지 않으므로 안전인증대상 기계·설비에 해당하지 않는다.

문제 60

화학물질의 분류ㆍ표시 및 물질안전보건자료에 관한 기준상 물질안전보건자료 작성시 포함되어야 할 항목으로 옳지 않은 것은?

1화학제품과 회사에 관한 정보

2유해성ㆍ위험성

3생물학적 특성

4폐기 시 주의사항

정답 및 해설

이 항목 체계에 생물학적 특성이라는 항목은 존재하지 않으므로, 이를 포함되어야 할 항목으로 제시한 설명은 옳지 않다.

문제 61

비누풍선 속 내부와 외부의 압력 차이를 p라 하고 비누풍선의 반경을 r이라고 한다면, 표면장력을 이 두 개의 항으로 표시했을 때 옳은 것은?

1pr

2pr/2

3pr²/2

4p²r²/4

정답 및 해설

문제 62

다음 중 무차원인 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 탄성계수
ㄴ. 프루드수
ㄷ. 동점성계수
ㄹ. 레이놀즈수
ㅁ. 비중
ㅂ. 에너지

1ㄱ, ㄴ

2ㅁ, ㅂ

3ㄱ, ㄷ, ㄹ

4ㄴ, ㄹ, ㅁ

정답 및 해설

프루드수ㆍ레이놀즈수ㆍ비중이 무차원량이다.

탄성계수 — 응력을 변형률로 나눈 값으로, 변형률이 무차원이므로 압력과 같은 차원(N/m²)을 가진다.
동점성계수 — 점성계수를 밀도로 나눈 값으로 m²/s 또는 cm²/s(stokes) 차원을 가진다.
에너지 — 힘×거리이므로 J(N·m) 차원을 가진다.

문제 63

완전유체(이상유체)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1마찰효과가 발생한다.

2비압축성이다.

3에너지 손실이 발생하지 않는다.

4비점성이다.

정답 및 해설

완전유체(이상유체)는 점성이 없어 마찰효과가 발생하지 않는 유체로 가정한다.

문제 64

10.006

20.009

30.015

40.027

정답 및 해설

연속방정식으로 관 내 유속을 구한 뒤, 이를 다르시-바이스바흐 식에 대입해 마찰손실계수를 구한다.

$V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.1}{\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2} \approx 3.18\ \mathrm{m/s}$

$h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g} \;\Rightarrow\; 8 = f \times \dfrac{200}{0.2} \times \dfrac{3.18^2}{2\times 9.8} \;\Rightarrow\; f \approx 0.015$

문제 65

원형관 내 물의 흐름에서 에너지보정계수(α)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1실체유체의 흐름일 경우 α는 1보다 작은 값을 가진다.

2이상유체의 흐름이 균일 유속분포일 때 α는 1보다 작다.

3이상유체의 흐름이 균일 유속분포일 때 α는 1보다 크다.

4α는 속도수두를 보정하기 위한 무차원상수이다.

정답 및 해설

에너지보정계수(α)는 단면 내 유속분포가 균일하지 않을 때 평균유속으로 계산한 속도수두를 실제값에 맞게 보정해주는 무차원상수이다.

이상유체가 균일한 유속분포를 가질 때는 α가 1이 되며, 실제유체는 유속분포가 불균일하므로 α는 항상 1보다 큰 값을 갖는다.

문제 66

다음 베르누이(Bernoulli) 방정식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

$\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{V^{2}}{2g}+z=H=\text{constant}$

1전수두를 연결하는 에너지선은 기준면과 평행하다.

를 압력수두,

를 속도수두, z를 위치수두라 한다.

3베르누이 방정식을 적용하고자 하는 임의의 두 점은 각각 다른 유선상에 있어야 한다.

4베르누이 방정식은 정상류이고 마찰에 의한 에너지손실이 없는 유체흐름으로 가정한다.

정답 및 해설

베르누이 방정식은 같은 유선(streamline) 위의 두 점에 대해 성립하므로, 적용하려는 두 점이 각각 다른 유선상에 있어야 한다는 설명은 옳지 않다.

문제 67

10.021

20.043

30.085

40.171

정답 및 해설

수면에서 유출구까지의 낙차 6 m가 전부 속도수두로 바뀌므로 사이폰 유량은 약 0.085 m³/s이다.

따라서 $Q=AV=7.854\times 10^{-3}\times 10.84=0.085\ \mathrm{m^3/s}$ 이다. 수두는 수면과 유출구의 높이차로만 정해진다는 점이 사이폰 문제의 핵심이다.

문제 68

수평하게 설치된 직경 300 mm인 원형관에 물이 흐르고 있다. 200 m를 흐르는 동안 0.1 MPa의 압력강하가 발생했다면, 관벽에서의 마찰응력(N/m²)은?

120.5

237.5

375.0

4100.0

정답 및 해설

수평 원형관에서 관벽 마찰응력은 압력강하와 관경, 관 길이로부터 구할 수 있다.

$\tau_0 = \dfrac{\Delta P \cdot r}{2L} = \dfrac{100000 \times 0.15}{2 \times 200} = 37.5\ \mathrm{N/m^2}$

문제 69

유량이 일정한 개수로 흐름에 관한 설명으로 옳은 것은?

1사류(supercritical flow)에서 상류(subcritical flow)로 흐름이 전환될 때, 도수(hydraulic jump)현상을 수반한다.

2사류(supercritical flow)에서는 수심이 증가할수록 비에너지가 증가한다.

3상류(subcritical flow)에서는 수심이 증가할수록 비에너지가 감소한다.

4등류(uniform flow)란 일정한 유량에 대해 비에너지가 최소인 흐름이다.

정답 및 해설

개수로 흐름이 사류(supercritical flow)에서 상류(subcritical flow)로 전환될 때는 수면이 급격히 상승하는 도수(hydraulic jump) 현상이 반드시 수반된다.

문제 70

관수로 흐름의 에너지손실에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1단면점확대손실계수는 1.0보다 작은 범위의 값을 가진다.

2관수로의 유입부, 유출부, 접합부, 만곡부, 밸브 등에서 발생하는 에너지손실을 미소손실이라 한다.

3관수로의 출구부가 저수지나 수조로 연결되는 경우, 단면급확대손실계수는 1.0이다.

4마찰손실은 유체의 점성때문에 발생하며 주손실이라고도 한다.

정답 및 해설

문제 71

입자의 제1형 독립침전과 관련된 스토크스(Stokes)의 법칙에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1입자의 항력계수가 입자의 모양에 관계없이 레이놀즈수만의 영향을 받는 경우에 적용할 수 있다.

2침강속도는 입자 직경의 제곱에 비례한다.

3침강속도는 입자와 액체의 비중 차에 비례한다.

4수온이 높을수록 침강속도는 느려진다.

정답 및 해설

문제 72

148

260

372

484

정답 및 해설

제1형 독립침전에서 입자의 제거율은 표면부하율(Vo)에 대한 침강속도(Vs)의 비로 구한다.

$V_o = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{20000\ \mathrm{m^3/d}}{50 \times 20\ \mathrm{m^2}} = 20\ \mathrm{m/d} = \dfrac{20}{1440}\ \mathrm{m/min} \approx 1.39\ \mathrm{cm/min}$

$\text{제거율} = \dfrac{V_s}{V_o} = \dfrac{1}{1.39} \approx 72\ \%$

문제 73

10.04

20.75

31.17

41.65

정답 및 해설

연속방정식으로 확대 전후 유속을 구한 뒤, 단면점확대에 의한 손실수두 공식에 대입한다.

$V_1 = \dfrac{Q}{A_1} = \dfrac{0.2}{\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2} \approx 6.37\ \mathrm{m/s},\quad V_2 = \dfrac{Q}{A_2} = \dfrac{0.2}{\dfrac{\pi}{4}(0.5)^2} \approx 1.02\ \mathrm{m/s}$

$h_L = K\dfrac{(V_1-V_2)^2}{2g} = 0.8 \times \dfrac{(6.37-1.02)^2}{2\times 9.8} \approx 1.17\ \mathrm{m}$

문제 74

10.16

20.33

31.14

42.28

정답 및 해설

두 수조를 잇는 관수로에서는 수면차가 유입손실·마찰손실·유출손실의 합과 같다는 에너지 보존식을 세워 유속을 구한다.

$H = \left(K_c + f\dfrac{L}{D} + K_e\right)\dfrac{V^2}{2g} \;\Rightarrow\; 20 = \left(0.5 + 0.025\times\dfrac{200}{0.3} + 1.0\right)\dfrac{V^2}{2\times 9.8}$

$V \approx 4.65\ \mathrm{m/s} \;\Rightarrow\; Q = V \times \dfrac{\pi}{4}(0.3)^2 \approx 0.33\ \mathrm{m^3/s}$

문제 75

펌프의 수격작용을 방지하기 위한 주된 방법 중 하나인 압력상승 경감방법으로 옳지 않은 것은?

1압력수조(air-chamber)를 설치하는 방법

2콘밸브에 의한 방법

3니들밸브에 의한 방법

4완폐식 체크밸브에 의한 방법

정답 및 해설

문제 76

펌프의 흡입구 지름이 400 mm, 흡입구의 유속이 2.0 m/s, 펌프의 전양정이 15 m, 펌프의 효율이 80 %일 때, 펌프의 축동력(kW)은?

18.7

219.8

328.6

446.2

정답 및 해설

먼저 연속방정식으로 유량을 구한 뒤, 축동력 공식에 대입한다.

$Q = V \times A = 2.0 \times \dfrac{\pi}{4}(0.4)^2 \approx 0.251\ \mathrm{m^3/s}$

$P = \dfrac{\gamma Q H}{\eta} = \dfrac{9.8 \times 0.251 \times 15}{0.8} \approx 46.2\ \mathrm{kW}$

문제 77

펌프의 비교회전도(비속도)에 관한 설명으로 옳은 것은?

1비교회전도가 클수록 공동현상이 발생하기 쉽다.

2비교회전도가 달라도 펌프의 대소에 관계없이 펌프의 특성이 대체로 같게 된다.

3일반적으로 비교회전도가 작으면 양수량이 많은 저양정의 펌프가 된다.

4비교회전도가 클수록 흡입성능은 좋아진다.

정답 및 해설

비교회전도(비속도)가 클수록 흡입성능이 나빠져 공동현상(캐비테이션)이 발생하기 쉽다.

문제 78

$K = 118\times(0.7+0.03\,t)\times d_{e}^{\,2}$
여기서 K=투수계수(cm/s), t =수온(℃), d_e =여재 유효경(cm)

1323

2628

3789

4890

정답 및 해설

주어진 식으로 투수계수를 구한 뒤 다르시 법칙으로 여과속도를 계산하면 여과량은 약 628 m³/h이다.

동수경사는 수위차 30 cm를 여층두께 70 cm로 나눈 값이므로
$V=K\dfrac{h}{L}=0.271\times\dfrac{30}{70}=0.116\ \mathrm{cm/s}=4.18\ \mathrm{m/h}$

따라서 $Q=V\times A=4.18\times 150=628\ \mathrm{m^3/h}$ 이다. 유효경을 mm 그대로 대입하면 100배가 어긋나므로 cm 환산이 이 계산의 관문이다.

문제 79

펌프특성(성능)곡선과 운전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1펌프특성(성능)곡선이란 양정, 효율, 축동력이 토출유량(Q)에 따라 변하는 관계를 나타낸 곡선이다.

2펌프 실양정은 전양정에서 각종 손실수두를 뺀 값이다.

3펌프는 효율이 가장 높은 점에서 운전되도록 한다.

4펌프의 운전점은 관로의 저항곡선과 효율곡선의 교점을 말한다.

정답 및 해설

펌프의 운전점은 펌프의 양정곡선(성능곡선)과 관로의 저항곡선(시스템곡선)이 교차하는 지점에서 결정된다.

효율곡선은 운전점을 정하는 기준이 아니라 정해진 운전점에서의 효율 값을 읽는 데 쓰일 뿐이다.

펌프특성곡선의 정의, 실양정과 전양정의 관계, 최고효율점 운전 원칙은 모두 옳은 설명이다.

문제 80

펌프의 공동현상(cavitation) 방지 대책으로 옳지 않은 것은?

1흡입측 밸브를 완전히 개방하고 펌프를 운전한다.

2펌프의 설치 위치를 가능한 높게 한다.

3흡입관의 손실을 가능한 작게 하여 가용유효흡입수두를 크게 한다.

4펌프의 회전속도를 낮게 선정하여 펌프의 필요유효흡입수두를 작게 한다.

정답 및 해설

공동현상을 막으려면 흡입측 유효흡입수두(NPSHa)를 크게 확보해야 하므로 펌프 설치 위치는 가능한 낮게 하여 흡입양정을 줄여야 한다.

설치 위치를 높이면 흡입양정이 커져 유효흡입수두가 줄어들고 공동현상 위험이 커지므로 이 대책은 틀렸다.

흡입측 밸브 완전개방, 흡입관 손실 저감, 회전속도를 낮춰 필요유효흡입수두(NPSHr)를 줄이는 것은 모두 타당한 방지대책이다.