20년 1회차

응집은 화학반응 속도와 밀접하므로 수온이 낮아지면 응집효율이 오히려 저하되며, 이 때문에 겨울철에는 응집제 주입률을 늘리는 등의 대응이 필요하다.

황산알루미늄이 황산반토로도 불리는 것, 약품 주입량을 처리수량과 주입률로 산출하는 것, 응집보조제 주입지점을 실험으로 정해 혼화가 잘되는 곳으로 하는 것은 모두 옳은 설명이다.

응집약품 저장설비의 용량은 계획정수량에 약품의 평균주입률을 곱하여 산정하되, 응집제는 30일분 이상을 확보하도록 정하고 있다. 따라서 응집제를 14일분 이상으로 한다는 서술은 기준 일수와 맞지 않는다.

수산화나트륨을 밀폐식 구조로 보관하는 것, 폴리염화알루미늄과 황산알루미늄을 혼합 사용하지 않는 것, 저장설비 용량을 계획정수량에 평균주입률을 곱해 산정하는 것은 모두 옳은 설명이다.

급속혼화 시 교반강도(속도경사 G)와 체류시간 t는 서로 반비례 관계에 있어, 체류시간이 길수록 요구되는 속도경사는 오히려 낮아진다. 따라서 체류시간이 길수록 속도경사가 높아진다는 서술은 옳지 않다.

수류식·기계식·펌프확산 방식이 급속혼화방식에 해당한다는 것, 최대 난류가 형성되는 곳에 약품을 주입하는 것, 교반정도를 속도경사(G)로 나타내는 것은 모두 옳은 설명이다.

용존공기부상(DAF)은 조류 처리에는 우수하지만 고탁도 원수 처리에는 적합하지 않아 별도의 전처리시설이 필요하므로, 조류와 고탁도 모두에 우수하다는 서술은 옳지 않다.

침전지에 비해 소요부지면적이 작다는 것, 에너지 소요가 많다는 것, 탁도 100 NTU 이상의 고탁도 원수에는 DAF 전 전처리시설이 필요하다는 것은 모두 옳은 설명이다.

마이크로시스티스와 같은 조류는 전염소처리 시 세포가 파괴되어 냄새물질과 소독부산물 전구물질이 유출될 수 있어, 전염소처리보다 중간염소처리가 바람직하다. 따라서 전염소처리가 바람직하다는 서술은 옳지 않다.

전염소처리가 철·망간이온 및 암모니아성 질소 처리를 목적으로 한다는 것, 응집·침전 이전 주입을 전염소처리라 하는 것, 부식질 유기물이 존재하면 중간염소처리가 바람직하다는 것은 모두 옳은 설명이다.

확대접근법에 의한 모형칼럼 운전조건 $3.0\ \mathrm{m^3/(m^3\cdot hr)}$는 공간속도(SV)를 의미하므로, 필요한 활성탄 충전 부피는 $V=\dfrac{Q}{SV}$로 구한다.

유량을 시간당으로 환산하면 $Q=1000\ \mathrm{m^3/day}=41.67\ \mathrm{m^3/hr}$이며, $V=\dfrac{41.67}{3.0}\approx13.89\ \mathrm{m^3}$이다.

여기에 밀도 $400\ \mathrm{kg/m^3}$를 곱하면 하루에 필요한 PAC 소요량은 약 5,560 kg이 된다.

정수시설기준상 막여과설비의 운전은 자동운전을 원칙으로 하므로, 이 서술이 옳다.

• 막면적은 여과수량과 체류시간을 곱한 값이 아니라, 여과수량을 막여과 유속(설계 플럭스)으로 나누어 산정한다.
• 순수 투과플럭스는 물의 점도 변화 등으로 온도의 영향을 받는다.
• 막에 부착된 유기물 제거에는 진한 황산이 아니라 차아염소산나트륨 등의 약품세정을 사용한다.

액화염소 저장실은 누출 등 이상 상황을 신속히 파악할 수 있도록 눈에 잘 띄는 장소에 설치해야 하므로, 눈에 쉽게 띄지 않는 장소에 설치한다는 서술은 옳지 않다.

실내온도를 10~35℃로 유지하는 것, 내화성 구조로 하는 것, 방액제와 피트를 설치해 누출 확산을 방지하는 것은 모두 옳은 조건이다.

오존처리 후 배출되는 잔여 오존을 처리하는 배오존처리법에는 가열분해법, 촉매분해법, 활성탄흡착분해법이 있으므로 이 서술이 옳다.

• 오존은 산화력과 소독력은 강하지만 물속에서 빠르게 분해되어 잔류성이 없으므로, 관말 잔류염소 확보를 위해 후염소처리를 병용해야 한다.
• 오존발생기·접촉지·배오존설비 등이 필요해 다른 소독설비보다 구성이 복잡하고 유지관리도 까다롭다.
• 산화전위는 오존이 약 2.07 V로 약 2.87 V인 불소보다 낮으므로, 오존이 불소보다 높다는 서술은 옳지 않다.

여과모래의 유효경이 0.45~0.7 mm인 경우 모래층 두께는 60~70 cm를 표준으로 하므로, 이 서술이 옳다.

• 여과면적은 체류시간이 아니라 계획정수량을 여과속도로 나누어 산정한다.
• 여과지 1지의 여과면적은 250 m²가 아니라 150 m² 이하를 표준으로 한다.
• 급속여과지의 여과속도는 단층에서 120~150 m/day를 표준으로 하고 다층여과지는 이보다 빠른 속도를 적용하므로, 다층에서 80 m/day를 표준으로 한다는 서술은 옳지 않다.

염소가스 누설을 검지할 때는 암모니아수를 사용해 흰 연기(염화암모늄 백연) 발생 여부로 확인하는 것이 표준 방법이므로, 수산화나트륨용액을 누설검지용 약품으로 사용한다는 서술은 옳지 않다.

저장량 1,000 kg 이상 시설에 가스누출검지경보설비 등을 갖춘 중화장치를 설치하는 것, 안전한 장소에 보안용구를 상비하는 것, 보안용구로 방독마스크·보호구·비상시 공구 등을 갖추는 것은 모두 옳은 설명이다.

매일 확인해야 하는 것은 유출수 탁도·색도, 역세척 시 여재의 월류 여부, 손실수두다.

여과지의 일상 감시는 여과 성능이 그날그날 드러나는 지표를 대상으로 한다. 유출수 탁도는 누출·파과를 알리는 가장 빠른 신호이고, 손실수두는 여층 폐색 정도와 역세척 시기를 판단하는 값이며, 역세척 때 여재가 넘쳐 흘러나가면 여층 두께가 줄어 곧바로 여과수질에 영향을 준다.

반면 여과지 사층조사는 여재를 채취해 유효경·균등계수·여층 두께·머드볼 함유율 등을 확인하는 정기 점검(통상 연 1회 정도)으로, 여층을 파헤쳐 시료를 떠야 하므로 매일 수행할 수 있는 항목이 아니다.

응집제주입량/탁도 비(Al/T)가 높을수록 수산화물 함량이 늘어나 탈수성은 오히려 나빠지는 경향이 있으므로, Al/T비가 높을수록 탈수성이 좋아진다는 서술은 옳지 않다.

농축슬러지 농도가 높으면 탈수효율이 향상된다는 것, 겨울철에 탈수성이 나빠진다는 것, 부영양화로 유기물이 늘면 비저항치가 커져 탈수성이 나빠진다는 것은 모두 옳은 설명이다.

하부집수장치가 갖춰야 할 조건은 균등한 집수·배수, 내산성과 내구성, 작은 수두손실 세 가지다.

하부집수장치의 본래 기능은 여과수를 여과지 전면에서 고르게 모으고 역세척수를 여층 전면에 균등하게 분배하는 것이다. 흐름이 한쪽으로 쏠리면 여층이 부분적으로만 씻겨 머드볼과 편류가 생기므로 균등 집수가 첫째 조건이고, 응집제·염소 등에 상시 접촉하므로 내산·내구성이 필요하며, 수두손실이 작아야 역세척 펌프 동력과 운전수두가 절약된다.

지지 자갈층은 여재가 집수장치로 빠져나가지 않도록 받쳐 주는 보조층일 뿐이어서 두꺼울수록 좋은 것이 아니다. 오히려 두꺼우면 역세척 시 자갈층이 교란되어 여재와 섞이기 쉽고, 유공블록형처럼 자갈층 자체를 최소화하거나 두지 않는 형식도 널리 쓰인다.

로그 제거는 $\log_{10}\left(\dfrac{1}{1-R}\right)$로 정의되므로, 0.5 log 제거는 $1-R=10^{-0.5}\approx0.316$을 의미한다.

따라서 제거율은 $R=1-0.316\approx0.684$, 즉 약 68.4%가 된다.

막여과 유속(flux)은 막 자체의 성능과 공급수 조건, 설치 여건을 종합해 정하는 값이므로 막의 종류, 전처리설비의 유무, 입지조건과 설치공간, 막 공급 수질, 최저수온이 모두 설계 인자가 된다.

특히 최저수온은 물의 점성을 좌우해 같은 압력에서도 투과유속을 떨어뜨리므로 연중 가장 낮은 수온을 기준으로 유속을 잡아야 하고, 전처리설비를 두면 막 공급수질이 개선되어 더 높은 유속을 설정할 수 있다.

반면 막세척 배출수 처리는 세척으로 생긴 폐액을 어떻게 처리·방류할지에 관한 배출수처리설비 설계 사항으로, 막여과 유속을 얼마로 정할지와는 직접 관련이 없다.

염소소독에서는 pH가 높을수록 살균력이 약해지고 수온이 높을수록 살균력이 강해지며, 염소는 THMs·HAAs 같은 소독부산물을 만든다.

pH가 올라가면 살균력이 큰 차아염소산(HOCl)이 해리되어 살균력이 훨씬 약한 OCl^- 비율이 커지므로 소독효과가 떨어지고, 수온이 오르면 반응속도가 빨라져 같은 CT값으로도 더 큰 불활성화 효과를 얻는다.

HOCl과 OCl^-는 유리잔류염소이며, 결합잔류염소는 암모니아성 질소와 결합해 생기는 클로라민(NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃)을 가리키므로 이 둘을 결합잔류염소라고 한 서술은 옳지 않다.

배출수 처리시설에서 세척배출수와 침전슬러지는 성상이 달라 분리하여 처리하는 것이 약품 절감 측면에서 더 효과적이므로, 이를 혼합 처리하는 것이 더 효과적이라는 서술은 옳지 않다.

여과지 내 규조류 발생 시 배슬러지지나 농축조로 배출하는 것, 배출수 처리시설이 조정·농축·탈수·최종처분 단계로 구성되는 것, 조정시설이 배출수지와 배슬러지지로 구성되는 것은 모두 옳은 설명이다.

역세척 시 여과사의 적정 팽창률은 통상 20~30% 정도로 보며, 50~55%는 이보다 지나치게 높아 여과사가 유실될 우려가 있으므로 옳지 않다.

표면세척이 머드볼 현상을 줄이는 데 효과적이라는 것, 역세척과 표면세척을 병행하는 것이 효과적이라는 것, 역세척에 잔류염소가 있는 정수를 사용한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

자외선(UV) 소독은 오존 소독공정에 비해 설비가 단순하고 유지관리비가 낮은 것이 장점이다. 오존발생기·오존파괴장치 등을 필요로 하는 오존공정보다 운영비가 적게 들기 때문에, 오존 소독공정에 비해 유지관리비가 높다는 설명은 옳지 않다.

• UV는 화학적 소독부산물(THMs 등)을 생성하지 않는다.
• 염소가스 누출 위험이 없어 관리요원의 안전성이 높고, 대중의 거부감도 상대적으로 적다.

먹는물수질공정시험기준에서 "즉시"란 시험조작 중 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 뜻하므로, 60초 이내라는 설명은 옳지 않다.

같은 기준에서 기체 농도는 표준상태(0℃, 1기압)로 환산 표시하며, "약"은 기재량 대비 ±10% 이상의 차이가 없어야 하고, 감압은 특별한 규정이 없는 한 15 mmHg 이하로 하는 것이 맞는 정의다.

갈색 유리용기에 담고 염화암모늄을 넣어 14일 이내에 추출한 뒤 추출액을 -10 ℃에서 보관해 14일 이내에 분석하는 항목은 할로아세틱에시드이다.

할로아세틱에시드는 염소소독 부산물이므로 시료에 잔류염소가 남아 있으면 채수 후에도 계속 생성되어 농도가 변한다. 그래서 염화암모늄으로 잔류염소를 잡아 반응을 멈추고, 빛에 의한 분해를 막기 위해 갈색(G) 용기를 사용한다.

• 페니트로티온 같은 농약류는 소독 과정에서 생성되는 물질이 아니어서, 잔류염소를 없애려고 염화암모늄을 넣고 추출액을 -10 ℃에 따로 두는 이 보존조건이 붙지 않는다.
• 1,1,1-트리클로로에탄과 크실렌은 휘발성유기화합물이어서 기포가 남지 않게 가득 채운 밀봉 용기에 담아 냉장 보관하며, 추출액을 따로 -10 ℃에 두는 절차 자체가 없다.

β선을 내는 방사성동위원소로 운반가스를 전리시켜 흘려 둔 미소전류가 시료 성분 때문에 감소하는 것을 측정하는 검출기는 전자포획형검출기(ECD)이다.

ECD는 전기음성도가 큰 할로겐·산소·니트로기를 가진 성분이 전자를 붙잡아 기준전류를 떨어뜨리는 원리여서 유기할로겐화합물, 니트로화합물, 유기금속화합물에 감도가 매우 높다. 먹는물에서는 트리할로메탄이나 유기염소계 농약 분석에 주로 쓰인다.

• 불꽃이온화검출기는 수소불꽃에서 유기물이 연소하며 생긴 이온으로 전류가 증가하는 것을 측정하므로 원리가 반대다.
• 불꽃광도형검출기는 인·황 화합물이 내는 특정 파장의 빛을, 열전도도검출기는 운반가스와 시료의 열전도도 차이를 이용한다.

BOD 시험에서 질산화 미생물의 산소 소비를 억제하기 위해 사용하는 시약은 ATU(Allylthiourea, 알릴티오우레아)이다.

황산마그네슘·염화철(Ⅲ)은 BOD 희석수 조제용 염류이고, 아황산나트륨은 잔류염소 제거 등에 쓰이는 환원제로, 모두 질산화억제와는 관련이 없다.

미생물 시험용 시료는 멸균 용기로 무균 채취하여 즉시 시험하는 것이 원칙이며, 즉시 시험할 수 없는 경우에는 빛이 차단된 4℃ 냉장 보관 상태에서 24시간 이내에 시험해야 한다. 따라서 48시간 이내라고 한 설명은 옳지 않다.

잔류염소가 있는 시료는 멸균 채취용기에 티오황산나트륨용액을 최종농도 0.03%가 되도록 미리 넣어 잔류염소를 제거하고, 수도꼭지 시료는 2～3분간 흘려버린 뒤 채취하며, 먹는샘물 등 제품수는 마개를 열지 않은 상태의 제품만 시료로 사용한다는 나머지 설명은 옳다.

먹는물수질공정시험기준상 냄새 시험은 5명 이상이 측정하는 것이 바람직하며, 최소한 2명이 측정해야 하므로 최소한 3명이 측정해야 한다는 설명은 옳지 않다.

항온수조는 ±1℃ 유지 및 무취 조건을 만족해야 하고, 유리기구류는 사용 직전 세척하며, 염소 냄새는 판정에서 제외한다는 나머지 설명은 옳다.

수질오염공정시험기준상 암모니아성질소 분석법의 정량한계는 방법에 따라 달라지며, 자외선/가시선 분광법이 가장 낮고, 적정법이 가장 높다.

따라서 정량한계가 작은 것부터 나열하면 자외선/가시선 분광법 → 이온전극법 → 적정법 순이 된다. 분광법은 발색 반응을 이용해 미량까지 검출할 수 있는 반면, 적정법은 상대적으로 고농도 시료에 적합해 정량한계가 크다.

원·정수의 Microcystin-LR 검사주기는 조류경보 단계가 올라갈수록 촘촘해져 ‘관심’ 주 1회, ‘경계’ 주 2회, ‘조류대발생’ 주 3회이다.

남조류 세포수가 늘수록 조류독소 생성 위험이 커지므로 단계가 오르면 감시 빈도를 높여 활성탄 주입이나 오존 처리 강화 여부를 판단할 근거를 확보한다.

세 단계 모두 주 단위로 규정되어 있어 월 1회처럼 느슨해지거나 일 단위로 강화되지는 않는다는 점이 판단의 기준이 된다.

가장 불리한 조건을 적용한 CT 계산값은 0.79 mg/L·min이다.

불활성화비 계산에서는 안전측 값을 써야 하므로 C는 잔류염소 최소값 0.2 mg/L, T는 통과유량 최대 5,500 ㎥/hr와 수심 최저 1.5 m일 때의 체류시간에 장폭비 환산계수 0.1을 곱해 구한다.

유효용량 $V = 40 \times 60 \times 1.5 = 3{,}600\ \mathrm{m^3}$
이론 체류시간 $T = \dfrac{3{,}600}{5{,}500} = 0.6545\ \mathrm{hr} = 39.27\ \mathrm{min}$
환산계수 적용 $T_{10} = 39.27 \times 0.1 = 3.93\ \mathrm{min}$

따라서 $CT = 0.2 \times 3.93 = 0.79\ \mathrm{mg/L \cdot min}$ 이며, 마지막에 잔류염소를 곱하지 않으면 3.93이라는 값이 나오므로 C와 T를 끝까지 곱했는지 확인해야 한다.

급속여과지의 여과효율은 여과수 탁도, 여과지속시간, 여과수량 대비 역세척 수량의 비율 등으로 평가하며, 이는 여과 성능과 세척 효율을 나타내는 지표다.

반면 여과수의 수소이온농도(pH)는 정수처리 후 수질관리 항목일 뿐 여과 자체의 효율을 나타내는 지표가 아니므로, 이를 여과효율 측정방법으로 보는 것은 옳지 않다.

입상활성탄의 수처리제 기준과 규격에서 건조감량은 5% 이하로 정해져 있으며, 1번의 "10% 이하"는 기준을 초과한 잘못된 수치다. 염화물 0.5% 이하, 아연 50 mg/kg 이하, 메틸렌블루탈색력 150 mL/g 이상은 모두 현행 기준에 부합한다.

막모듈의 완전성시험은 직접법과 간접법으로 나뉜다. 압력손실시험, 부압손실시험, 확산성기류시험은 막에 압력차를 가해 파단 여부를 직접 확인하는 직접완전성시험이다.

반면 탁도모니터링은 여과수의 탁도 변화를 통해 간접적으로 막의 파손 여부를 추정하는 방법이므로 간접완전성시험에 해당한다.

오존전달효율은 주입된 오존 중 실제로 물에 전달되어 소비된 오존의 비율로, 배출되는 배오존량을 제외하여 계산한다.

$\text{오존전달효율}(\%) = \dfrac{\text{주입오존량} - \text{배오존량}}{\text{주입오존량}} \times 100$

잔류오존량은 이 산정식에 포함되지 않으므로, 잔류오존량을 더하거나 빼는 다른 보기의 공식은 옳지 않다.

분기별 보고 내용은 수질검사 결과, 수질기준을 초과한 시설에 대한 조치 내용 또는 계획, 먹는물공동시설 관리대상 현황 세 가지이다.

먹는물관리법령은 약수터·샘터 같은 먹는물공동시설을 시장·군수·구청장이 관리하도록 하면서, 분기별 검사 실적과 그에 따른 조치, 관리 중인 시설 현황을 보고하게 해 환경부가 전국 관리상황을 파악할 수 있게 하고 있다.

시설 주변 외부 오염원 현황은 관리자가 평소 점검·정비할 사항일 뿐 분기 보고 항목으로 규정된 내용은 아니다.

빈칸에 들어갈 기간은 보완조사 10년, 지하수개발·이용허가 유효기간 5년, 연장기간 5년이다.

지하수 기초조사는 한 번 끝냈다고 끝나는 것이 아니라 지하수위·수질 등 여건이 변하므로 조사를 마친 지역에 대해 10년마다 보완조사를 하도록 정해 자료를 갱신한다.

지하수개발·이용허가는 남용을 막기 위해 유효기간을 5년으로 두고, 신청이 있으면 연장할 수 있되 연장기간도 5년으로 하여 최초 허가와 같은 주기로 다시 심사받게 한다.

먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙상 취수·정수·배수 등 수도시설에 종사하는 자는 장티푸스, 파라티푸스, 세균성 이질의 병원체 감염 여부에 대해 정기적으로 건강진단을 받아야 한다.

콜레라는 이 정기 건강진단 항목에 포함되지 않으므로, 해당하지 않는 것은 콜레라다.

염소이온 농도는 14.2 mg/L이다.

질산은적정법의 계산식은 $\mathrm{Cl^-}\,(\mathrm{mg/L}) = (a-b) \times f \times 0.3545 \times \dfrac{1000}{V}$ 로, a는 시료 적정에 소비된 질산은용액의 양(mL), b는 바탕실험 소비량(mL), f는 농도계수, V는 시료량(mL)이며 0.01 M 질산은용액 1 mL는 염소이온 0.3545 mg에 해당한다.

순소비량 $a-b = 4.5 - 0.5 = 4.0\ \mathrm{mL}$
염소이온 질량 $4.0 \times 1 \times 0.3545 = 1.418\ \mathrm{mg}$
농도 $1.418 \times \dfrac{1000}{100} = 14.18 \fallingdotseq 14.2\ \mathrm{mg/L}$

바탕실험 소비량 0.5 mL를 빼지 않으면 약 16 mg/L가 나오므로 바탕값 보정을 반드시 거쳐야 한다.

먹는물 수질기준상 톨루엔은 0.7 mg/L를 넘지 아니하여야 한다는 기준이 옳다.

대장균·분원성대장균군은 250 mL가 아니라 100 mL에서 검출되지 않아야 하고, 셀레늄은 0.03 mg/L가 아닌 0.01 mg/L, 트리클로로아세토니트릴은 0.01 mg/L가 아닌 0.004 mg/L를 넘지 않아야 하므로 나머지 보기는 옳지 않다.

먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙에서 급수인구에 따른 검사대상 수도꼭지 추출개수는 급수인구 구간별로 정해진 표를 적용한다. 급수인구 240,000명은 200,000명 이상 300,000명 미만 구간에 해당하며, 이 구간의 추출개수는 34개이다.

직접여과는 혼화·응집공정만 거치고 별도의 침전공정 없이 바로 여과지에서 1일 120 m 이상의 속도로 여과하는 정수처리공정을 말한다. 따라서 혼화·응집·침전공정을 통해 전처리한 후라는 설명은 침전공정을 포함시킨 점에서 옳지 않다.

기타여과는 모래 여과시설 없이 활성탄 등 다공성 여재만으로 여과하는 공정, 막여과는 분리막을 여재로 이용하는 공정, 소독은 화학적 산화제 등으로 병원미생물을 일정농도 이하로 불활성화하는 공정을 뜻하며 이 정의들은 옳다.

바닥판 안에 분산실과 송수실을 갖추고 블록을 늘어놓아 물을 고르게 분배하는 하부집수장치는 유공블럭형이다.

유공블럭은 아래쪽 송수실로 물을 길게 보내고 위쪽 분산실의 작은 구멍을 통해 여과층에 내보내는 2단 구조여서, 송수실 단면이 클수록 마찰손실이 작아 여과지 전면에 균등한 압력이 유지된다. 여과지 중앙이나 관랑 쪽 집수거에서 블록 사이로 물이 드나들도록 배치한다.

• 스트레이너형은 바닥판에 스트레이너를 일정 간격으로 꽂아 집수·분배하는 방식이다.
• 유공관형은 구멍 뚫린 주관·지관을 배열한 방식, 다공판형은 구멍 뚫린 판을 바닥에 깔아 지지하는 방식으로 모두 분산실·송수실 구조를 갖지 않는다.

가압수 확산에 의한 혼화는 가압수의 압력이나 유량을 조절하여 혼화강도를 조절할 수 있는 방식이므로, 혼화강도를 조절할 수 없다는 설명은 옳지 않다.

직경 2,500 mm 이상의 대형관·넓은 수로에는 적용이 어렵고, 응집제와 가압수 내 부유물로 노즐이 막힐 우려가 있으며, 정수장 내 급수용수관이나 고양정펌프 토출수를 가압수로 활용할 수 있다는 나머지 설명은 옳다.

세 관리자의 조치는 모두 분말활성탄 저장·주입설비의 기본 관리사항에 부합한다.

분말활성탄은 건조분말과 슬러리로 취급방식이 갈리고 주입량도 원수 수질에 따라 달라지므로 운전방식과 수량에 맞는 검수용 계량장치가 필요하며, 건조 저장조에서는 분체가 아치 모양으로 뭉쳐 배출구가 막히는 가교(bridge) 현상을 막을 대책이 반드시 있어야 한다.

또 분말활성탄은 미세한 탄소분말이라 비산과 발화 위험이 있으므로, 저장설비를 두는 건물은 내화성 구조로 하고 방진·방화대책을 함께 마련해야 한다.

약품저장설비의 용량은 계획정수량에 각 약품의 평균주입률과 저장일수를 곱하여 산정하므로, 계획시간최대량에 평균주입률을 곱하여 산정한다는 설명은 기준량과 저장일수 요소가 잘못되어 옳지 않다.

약품저장설비는 구조적으로 안전하고 약품 종류에 맞는 재질을 사용해야 하며, 응집보조제는 10일분 이상, 응집제는 30일분을 저장한다는 나머지 설명은 옳다.

농축조의 상징수 배출장치가 연속식인 경우에는 고정식(다공관 등) 집수장치를 채택하는 것이 일반적이며, 부자식(플로트식) 가동집수장치는 간헐식 배출장치에 적합한 방식이다. 따라서 연속방식에 부자식 가동집수장치를 채택한다는 설명은 옳지 않다.

상징수 회수펌프와 슬러지 배출펌프를 필요에 따라 설치하고, 농축성이 나쁜 슬러지에는 고분자응집제 주입시설을 두며, 슬러지 수집기와 배출관을 설치한다는 나머지 설명은 옳다.

자기역세척형은 다른 여과지의 여과수를 이용해 역세척한다. 그래서 역세척 탱크와 역세척 펌프가 필요 없다. 대신 배출수 밸브, 여과수 밸브, 역세척 사이폰설비로 수위차를 조절해 역세척한다. 따라서 해당하는 것은 ㄷ, ㄹ, ㅁ이다.

※ 정답 정정(2026-09-23): 종전 등록 정답 3번을 2번으로 바로잡았습니다. 상수도시설기준의 자기역세척형(무밸브·사이폰식) 급속여과지는 인접 여과지의 여과수 수두차를 이용해 사이폰으로 역세척하므로 역세척 탱크·펌프가 불필요한 방식. 해당 설비는 배출수 밸브·여과수 밸브·역세척 사이폰(ㄷ, ㄹ, ㅁ)이며, 탱크·펌프(ㄱ, ㄴ)를 포함한 등록 3은 정의와 정반대.

제시된 플록큐레이터·압력용기 포화기·공기압축기·순환수펌프는 모두 용존공기부상지(DAF)를 구성하는 설비다.

DAF는 응집한 원수에 미세기포를 부착시켜 플록을 수면으로 띄워 걷어내는 공정이므로, 앞단에서 플록을 키우는 플록큐레이터(플록형성장치)와 기포를 만드는 가압계통이 한 세트로 움직인다.

가압계통은 처리수의 일부를 순환수펌프로 뽑아 공기압축기가 보낸 공기와 함께 압력용기(포화기)에서 가압·용해시키고, 이 가압수를 부상지 입구의 감압 노즐로 방출해 수십 ㎛ 크기의 미세기포를 발생시킨다.

따라서 네 설비 가운데 빠지는 것이 없어 전부가 DAF 설비에 해당한다.

피뢰기의 신호전송 라인을 가공선로로 시설하는 경우에는 가능한 지표로부터 낮게 시설하여 유도서지의 영향을 줄여야 하므로, 가능한 지표로부터 높게 시설할 것이라는 설명은 옳지 않다.

피뢰기는 특별 제3종 접지공사 이상(접지저항 10Ω 이하)으로 접지하고, 계기 접지단자와 연접접지를 하며, 피보호기기에 가능한 가깝게 시설한다는 나머지 설명은 옳다.

Δ-Δ 결선은 중성점이 없는 비접지 방식이어서 지락사고가 발생해도 지락전류가 작고 검출이 어려운 것이 특징이므로, 지락사고 시 지락검출이 용이하다는 설명은 옳지 않다.

유도장해·통신장해가 적고, 1상 고장 시 나머지 2대로 V결선 운전이 가능하며, 각 상의 임피던스 차이가 있으면 평형부하에서도 부하전류가 불평형이 될 수 있다는 나머지 설명은 옳다.

3상 유도전동기의 대표적인 속도제어법은 극수 변환, 전원 주파수 변환(인버터), 2차 저항제어(권선형)이며, 그 밖에 슬립 제어나 1차 전압 제어도 쓰인다.

자속 변화에 의한 방법은 직류전동기의 계자제어에 해당하는 개념으로, 3상 유도전동기의 속도제어법이 아니다.

전기설비·피뢰설비·통신설비의 접지극을 하나로 공용하는 방식은 통합접지다.

통합접지는 설비마다 접지극을 따로 두었을 때 생기는 접지극 사이의 전위차를 없애 감전과 기기 손상을 막는 것이 목적이며, 그 대신 낙뢰나 개폐 서지가 한 계통으로 전파되므로 과전압보호장치 또는 서지보호장치(SPD) 설치가 의무로 따라붙는다. 지문 뒷부분의 SPD 요구가 곧 통합접지를 가리키는 단서다.

• 공통접지는 저압·고압 등 전기설비 계통끼리만 접지극을 공용하는 것이어서 피뢰설비·통신설비까지 묶는 개념이 아니다.
• 연접접지는 접지극을 잇달아 연결해 접지저항을 낮추는 시공 방식이고, 독립접지는 반대로 설비별로 접지극을 분리해 서로 영향을 주지 않게 하는 방식이다.

금속제 수도관로를 접지극으로 쓸 때 접속 위치의 기준은 안지름 75 mm 이상인 관 부분, 또는 그 분기점으로부터 5 m 이내다.

관이 굵을수록 대지와 접하는 면적이 커 접지극으로서 충분한 전류 방산 능력을 갖기 때문에 안지름 75 mm를 경계로 삼는다.

여기서 분기한 75 mm 미만의 가는 관에 접속할 때는 굵은 관과의 전기적 연속성이 확보되는 범위여야 하므로 분기점으로부터 5 m 이내로 제한한다. 다만 그 가는 관 부분의 대지 사이 전기저항값이 2 Ω 이하이면 분기점에서 5 m를 넘는 곳에서도 접속할 수 있다.

과전류계전기(OCR)는 부하전류에 대한 여유를 두고 정정해야 하므로 일반적으로 정격전류의 150% 정도에 정정한다. 정격전류의 110%에 정정한다는 설명은 여유가 지나치게 작아 정상 부하변동에도 오동작하므로 옳지 않다.

부족전압계전기(UVR)는 정격전압의 80%, 지락과전압계전기(OVGR)는 정격전압의 20%, 과전압계전기(OVR)는 정격전압의 110%에 정정하는 것이 통상적인 기준이다.

주전원이 정전되거나 기준전압 이하로 떨어질 때 예비전원으로 순간 자동 절환되는 개폐기는 ALTS(자동부하전환개폐기)다.

ALTS는 이중전원을 받는 수용가에 설치해 두 회선의 전압을 상시 감시하다가, 주전원이 규정값 아래로 내려가면 부하를 예비회선으로 순간 절환해 정전 피해를 막는다.

• 자동고장구분개폐기(ASS)는 수용가 구내 사고를 스스로 감지해 사고 구간만 분리하는 장치로, 전원 절환 기능은 없다.
• 컷아웃스위치(COS)는 변압기 1차측 과전류 보호용 퓨즈 개폐기이고, 부하개폐기(LBS)는 부하전류를 개폐하는 조작용 개폐기여서 자동 절환과는 무관하다.

Δ-Y 결선법에서 Y측의 상전압은 선간전압의 1/√3 배가 되어 절연 수준이 낮아지므로, 이는 저전압 측에 유리하고 고전압 결선에는 오히려 부적합하다. 고전압 측은 Δ결선을 적용하여 상전압을 선간전압과 같게 유지함으로써 절연 수준을 높인다. 반면 1번은 Y측 중성점 접지로 절연 설계가 용이하고, 2번은 Y측 중성점을 직접 접지할 수 있으며, 3번은 Δ측이 제3고조파를 폐쇄 순환시켜 계통으로의 전파를 차단하는 것이 Δ-Y 결선의 실제 장점들이다.

영상전압을 기준으로 지락고장전류의 크기와 방향(위상)이 정정된 범위 안에 있을 때 동작하는 계전기는 지락방향계전기(DGR)이다.

결상계전기는 결상(단선) 검출, 비율차동계전기는 변압기 등 보호대상의 입출력 전류 차를 이용한 보호, 선택지락계전기는 다회선 계통에서 고장회선을 선택하는 용도로 각각 목적이 다르다.

LCD Projector와 DLP Projector 방식은 대형 화면에 영상을 투사하는 프로젝션(Screen) 방식이며, 다수의 소형 표시기·타일을 조합한 Panel Board 방식과는 구현 방식이 다르므로, 두 방식을 같은 것으로 설명한 것은 옳지 않다.

데이터서버가 운전현황을 종합 감시·분석하고, 소규모 시설에서는 중앙제어반(COS)이 엔지니어링반(EWS) 기능을 겸용할 수 있으며, 엔지니어링반은 엔지니어링 데이터를 생성·변경·저장한다는 설명은 옳다.

위험성평가 지도·조언, 안전교육계획 수립, 사업장 순회점검·지도 및 조치 건의, 업무 수행 내용의 기록·유지가 안전관리자의 업무이며, 산업재해 재발 방지 대책의 수립은 여기에 들어가지 않는다.

안전관리자는 사업주와 안전보건관리책임자를 보좌하고 지도·조언하는 자리여서, 법령은 안전에 관한 기술적 사항을 조언·점검·건의하고 그 수행 내용을 기록·유지하도록 규정한다.

산업재해가 발생했을 때 안전관리자가 맡는 몫은 원인 조사·분석과 재발 방지를 위한 기술적 보좌 및 지도·조언까지이고, 재발 방지 대책 자체를 세우는 것은 사업장을 총괄 관리하는 안전보건관리책임자의 업무다.

수도미터의 오리피스 분류관식은 관 내에 조리개(오리피스)를 두어 그 전후 차압으로 유량을 검지하는 방식이다. 관경이 조금씩 축소되었다가 노즐부분을 지나 원래 크기로 완만하게 확대되는 구조는 벤투리(Venturi)식의 특징이므로, 이를 오리피스 분류관식으로 설명한 것은 옳지 않다.

접선류 임펠라식에 단갑식·복갑식이 있고, 수직·수평 월트만식이 축류 임펠라식에 속하며, 바이패스식은 대구경 미터에 소구경 미터를 병렬로 조합하는 방식이라는 나머지 설명은 옳다.

산업안전보건법상 안전보건관리규정에는 안전보건교육에 관한 사항, 안전·보건 관리조직과 그 직무에 관한 사항, 사고 조사 및 대책 수립에 관한 사항 등 법에서 정한 사항이 포함된다.

"보건안전관리 계통도 및 운영방향"은 법령이 규정하는 안전보건관리규정의 기재사항에 해당하지 않는다.

베르누이 정리는 에너지보존을 유체 흐름에 적용한 이론이므로, 질량보존법칙을 설명한다는 서술만 옳지 않다.

손실을 무시하면 $\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{v^{2}}{2g}+z=\text{일정}$ 이 되어, 압력수두·속도수두·위치수두의 합이 흐름을 따라 어디서나 같다는 것이 이 정리의 내용이다.

성립 조건도 함께 짚어야 한다. 정상류에서 같은 유선상의 두 점 사이에만 적용할 수 있고, 유체는 비점성·비압축성이며 마찰손실이 없다고 가정한다.

참고로 관수로에서 질량보존을 나타내는 것은 $Q=A_{1}v_{1}=A_{2}v_{2}$ 로 쓰는 연속방정식이다.

압력은 단위면적당 힘이므로 $P=\dfrac{F}{A}=\dfrac{MLT^{-2}}{L^{2}}=[ML^{-1}T^{-2}]$의 차원을 갖는다.

동력은 단위시간당 일(힘×거리)이므로 $\dfrac{F \cdot L}{T}=[FLT^{-1}]$로 나타낼 수 있다.

따라서 압력은 $[ML^{-1}T^{-2}]$, 동력은 $[FLT^{-1}]$로 나타낸 조합이 옳다.

모세관 상승높이는 표면장력에 의한 상승력과 물기둥 무게가 평형을 이루는 조건에서 구하며, 다음 식으로 계산한다.

$h=\dfrac{2T\cos\theta}{\gamma r}$

$h=\dfrac{2\times0.065\times\cos11^{\circ}}{1\times0.125}\approx1.02\ \mathrm{cm}$

여기서 반지름 $r$은 직경 0.25 cm의 절반인 0.125 cm를 사용한다.

에너지선(EL)은 위치수두, 압력수두, 속도수두를 모두 더한 총수두를 나타내고, 동수경사선(HGL)은 위치수두와 압력수두의 합만을 나타낸다.

따라서 두 선의 수직 차이는 속도수두 $\left(\dfrac{V^{2}}{2g}\right)$에 해당한다.

자유수면이 있는 개수로의 유량은 위어·파샬플룸·수문으로 측정하며, 벤츄리미터는 관수로용 장치다.

위어는 수로를 가로막아 물을 월류시킨 뒤 월류수심을 재어 유량을 구하고, 파샬플룸은 수로 폭을 좁혀 한계류를 만든 다음 상류측 수심으로 유량을 산정한다. 수문 역시 개도와 상·하류 수위로 통과 유량을 계산하는 개수로 유량 조절·측정 장치다.

반면 벤츄리미터는 만관 상태의 압력관로에서 축소부와 목 부분의 압력차를 재어 유량을 구하는 장치여서, 수면이 대기에 열려 있는 개수로에는 적용할 수 없다.

손실수두는 마찰손실과 입구·출구 미소손실의 합으로 나타나며, 다음과 같이 유속에 대해 정리한다.

$h=\left(f\dfrac{L}{D}+k_{e}+k_{o}\right)\dfrac{V^{2}}{2g}$

$25=\left(0.02\times\dfrac{600}{0.4}+0.5+1.0\right)\dfrac{V^{2}}{2\times9.81}=31.5\times\dfrac{V^{2}}{19.62}$

$V^{2}\approx15.57,\ V\approx3.95\ \mathrm{m/s}$

$Q=V\times A=3.95\times\dfrac{\pi}{4}(0.4)^{2}\approx0.495\ \mathrm{m^{3}/s}$

수축계수(Cc)는 오리피스를 지나며 유선이 수축되는 정도를 나타내는 값으로, $C_{c}=\dfrac{\text{수축단면의 단면적}}{\text{오리피스의 단면적}}$로 정의되므로 이 설명이 옳다.

• 유속계수는 이론유속을 실제유속으로 나눈 값이 아니라 실제유속을 이론유속으로 나눈 값이다.
• 유량계수는 수축계수를 유속계수로 나눈 값이 아니라 두 계수를 곱한 값이다.
• 층류의 마찰손실계수는 레이놀즈수를 64로 나눈 값이 아니라 64를 레이놀즈수로 나눈 값이다.

액주계 눈금 6.5 cm를 수두차로 환산해 벤츄리 유량식에 넣으면 유량은 약 0.021 ㎥/sec가 된다.

그림에서 상류 관지름 D₁ = 16 cm, 목 부분 지름 D₂ = 8 cm, U자형 액주계의 수은(비중 13.6) 눈금차는 6.5 cm다.
단면적은 $A_{1}=\dfrac{\pi}{4}(0.16)^{2}=0.0201\,\mathrm{m^{2}}$, $A_{2}=\dfrac{\pi}{4}(0.08)^{2}=0.00503\,\mathrm{m^{2}}$ 이다.

수은주 눈금은 그대로 수두차가 아니라 비중차를 곱해 물기둥 높이로 바꿔야 한다.
$\Delta h=R\left(\dfrac{s_{m}}{s_{w}}-1\right)=0.065\times(13.6-1)=0.819\,\mathrm{m}$

벤츄리미터 유량식에 대입하면 $A_{2}/A_{1}=\left(\dfrac{8}{16}\right)^{2}=0.25$ 이므로
$Q=A_{2}\sqrt{\dfrac{2g\,\Delta h}{1-(A_{2}/A_{1})^{2}}}=0.00503\sqrt{\dfrac{2\times9.8\times0.819}{1-0.25^{2}}}$
$=0.00503\times4.138=0.0208\,\mathrm{m^{3}/sec}$
따라서 $Q\approx0.021\,\mathrm{m^{3}/sec}$ 이다.

원형관 내 층류(포아죄유 흐름)에서 유속 분포는 포물선을 이루며, 관 중심에서의 최대유속은 평균유속의 2배가 된다.

하겐-포아죄유 식은 $Q=\dfrac{\pi \Delta P d^{4}}{128\mu L}$로 나타나며, 유량은 압력강하량과 관직경의 4제곱에 비례하고, 점성계수와 관 길이에는 반비례한다.

따라서 유량이 압력 강하량에 반비례한다는 설명은 실제로는 비례 관계이므로 옳지 않다.

단면 급확대에 의한 미소손실수두는 확대 전후 유속차를 이용한 보르다-카르노 식으로 구한다.

$V_{1}=\dfrac{Q}{A_{1}}=\dfrac{0.4}{0.03}\approx13.33\ \mathrm{m/s},\quad V_{2}=\dfrac{Q}{A_{2}}=\dfrac{0.4}{0.12}\approx3.33\ \mathrm{m/s}$

$h_{L}=\dfrac{(V_{1}-V_{2})^{2}}{2g}=\dfrac{(13.33-3.33)^{2}}{2\times9.81}\approx5.1\ \mathrm{m}$

오리피스를 통한 유출유량은 다음 식으로 구한다.

$Q=C_{d}\,A\sqrt{2gh}$

$A=0.02\times0.03=0.0006\ \mathrm{m^{2}},\quad \sqrt{2\times9.81\times3}\approx7.67\ \mathrm{m/s}$

$Q=1\times0.0006\times7.67\approx0.0046\ \mathrm{m^{3}/s}$

도수 전후의 수심 변화로 발생하는 에너지 손실은 개수로 도수 공식으로 구하며 값은 약 0.31 m이다.

공식은 $\Delta E = \dfrac{(y_2-y_1)^3}{4y_1 y_2}$이고, 도수 전 수심 $y_1=2.5\ \mathrm{m}$, 도수 후 수심 $y_2=5\ \mathrm{m}$를 대입한다.

$\Delta E = \dfrac{(5-2.5)^3}{4\times2.5\times5} = \dfrac{15.625}{50} \approx 0.31\ \mathrm{m}$이 되어 에너지 손실은 약 0.31 m로 계산된다.

수리상 유리한 단면은 주어진 단면적에서 윤변을 최소로 하여 동수반경(R=A/P)을 최대로 만드는 단면을 말한다.

• 윤변이 최대가 되는 단면이라는 설명은 반대로, 수리상 유리한 단면은 윤변이 최소가 되는 단면이다.
• 사다리꼴 단면의 경우 동수반경은 수심과 같은 것이 아니라 수심의 절반(R=y/2)이 된다.
• 수리상 유리한 사다리꼴 단면은 반원에 내접하는 것이 아니라 반원에 외접하는 형태로 정의된다.

Manning 식과 Darcy-Weisbach 식을 같은 동수경사로 놓고 정리하면 $f=\dfrac{124.6\,n^{2}}{D^{1/3}}$ 가 된다.

Manning 식 $V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}I^{1/2}$ 에서 $I=\dfrac{n^{2}V^{2}}{R^{4/3}}$ 이고, Darcy-Weisbach 식 $h_{L}=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^{2}}{2g}$ 에서 $I=\dfrac{f\,V^{2}}{2gD}$ 이다.

두 경사를 같다고 두고 만관 원형관의 경심 $R=\dfrac{D}{4}$ 를 대입하면
$f=\dfrac{2gD\,n^{2}}{(D/4)^{4/3}}=2g\cdot4^{4/3}\cdot\dfrac{n^{2}}{D^{1/3}}$
$=19.6\times6.35\times\dfrac{n^{2}}{D^{1/3}}=\dfrac{124.6\,n^{2}}{D^{1/3}}$

따라서 계수는 62.3이 아니라 124.6이고 지름의 지수는 1/6이 아니라 1/3이다. 마찰손실계수가 조도계수의 제곱에 비례하고 관지름의 세제곱근에 반비례한다는 관계로 기억해 두면 된다.

층류 원관 흐름의 손실수두는 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙으로 구하며 약 7.28 cm이다.

공식은 $h_f = \dfrac{128\,\nu L Q}{g\pi d^4}$이며, $d=0.2\ \mathrm{cm}$, $L=100\ \mathrm{cm}$, $Q=0.25\ \mathrm{cm^3/sec}$, $\nu=1.12\times10^{-2}\ \mathrm{cm^2/sec}$를 대입한다.

$h_f = \dfrac{128\times1.12\times10^{-2}\times100\times0.25}{981\times\pi\times(0.2)^4} \approx \dfrac{35.84}{4.93} \approx 7.28\ \mathrm{cm}$로 계산된다.

스토크스 법칙에 따르면 입자의 침강속도는 (비중차)×(입경)²에 비례하며, 조건을 대입하면 약 0.9 m/hr이 된다.

$v \propto (\rho_s-\rho_w)\,d^2$이므로 두 입자의 속도비는 $\dfrac{v_2}{v_1} = \dfrac{(2.5-1.0)\times(0.1)^2}{(1.2-1.0)\times(0.05)^2} = \dfrac{1.5\times0.01}{0.2\times0.0025} = 30$이다.

따라서 $v_2 = 0.03\times30 = 0.9\ \mathrm{m/hr}$로 계산된다.

침전 효율을 높이려면 2층식·경사판 침전지로 유효 침강면적을 늘리고, 유입유량을 줄여 표면부하율을 낮춰야 한다.

이상 침전이론에서 제거효율은 표면부하율 $V_{0}=\dfrac{Q}{A}$ 가 지배하므로, 분모인 침전면적 A를 키우거나 분자인 유입유량 Q를 줄이는 두 방향이 곧 효율 향상책이다. 경사판·2층식은 같은 부지에서 A를 몇 배로 늘리는 대표적 수단이다.

• 수심을 크게 하는 것은 표면부하율을 바꾸지 못하고 체류시간만 늘릴 뿐이어서 제거효율 향상책이 되지 못하며, 침전지는 오히려 얕고 넓은 형상이 유리하다.
• 플록의 침강속도는 침강속도가 표면부하율을 넘어야 제거되므로 크게 해야 하고, 작게 한다는 것은 효율을 떨어뜨리는 조치다.

$\dfrac{\gamma\,Q\,H_{e}}{75}$ 는 마력(HP)을 주는 식이므로 단위를 kW로 연결한 것이 잘못됐다.

물의 단위중량 $\gamma=1{,}000\,\mathrm{kgf/m^{3}}$, 유량 $Q\,[\mathrm{m^{3}/sec}]$, 전양정 $H_{e}\,[\mathrm{m}]$ 를 곱한 $\gamma Q H_{e}$ 자체는 kgf·m/sec 단위의 일률이다.

여기에 1 HP = 75 kgf·m/sec, 1 kW = 102 kgf·m/sec 를 적용하면
$P[\mathrm{HP}]=\dfrac{\gamma Q H_{e}}{75}=13.33\,Q H_{e}$
$P[\mathrm{kW}]=\dfrac{\gamma Q H_{e}}{102}=9.8\,Q H_{e}$ 가 된다.

즉 75로 나누면 HP, 102로 나누면 kW이며, 나머지 세 조합은 이 관계와 어긋나지 않는다.

펌프의 소요동력은 유량과 전양정, 효율로 구하며 약 61.25 kW가 된다.

공식은 $P(\mathrm{kW}) = \dfrac{\gamma Q H}{102\,\eta}$이며, $\gamma=1{,}000\ \mathrm{kgf/m^3}$, $Q=0.5\ \mathrm{m^3/sec}$, $H=10\ \mathrm{m}$, $\eta=0.8$을 대입한다.

$P = \dfrac{1{,}000\times0.5\times10}{102\times0.8} = \dfrac{5{,}000}{81.6} \approx 61.25\ \mathrm{kW}$로 계산된다.