19년 1회차

급속혼화시설에서 계획정수량에 대한 플록형성시간은 통상 20~40분을 표준으로 한다.

이는 응집제 주입 후 미세 플록이 침전 가능한 크기로 성장하는 데 필요한 체류시간을 확보하기 위한 설계 기준이다.

급속모래여과지에 요구되는 기능은 탁질의 양적 억류, 수질·수량 변동에 대한 완충, 충분한 역세척이며 용존성 유기물 제어는 급속여과의 몫이 아니다.

급속여과는 응집·침전을 거친 물에 남은 미세 탁질을 모래층 내부에 붙잡아 두는 공정이다. 따라서 여과 지속시간 동안 탁질을 양적으로 억류할 수 있어야 하고, 억류된 탁질을 확실히 떨어내 여과층을 원상 회복시키는 역세척 기능이 함께 갖춰져야 한다.

또한 원수 수질이나 처리수량이 다소 변동해도 여과수 탁도가 곧바로 흐트러지지 않도록 완충 기능을 요구한다. 여과지는 정수처리의 마지막 탁질 방벽이기 때문이다.

반면 용존성 유기물은 모래층에 걸리지 않는 크기이므로 활성탄 흡착이나 오존·생물처리 같은 고도정수처리로 제거하는 것이 원칙이다.

여과재개 직후에는 여과속도를 낮은 값에서 단계적으로 증가시켜 초기 탁도 유출을 억제하는 것이 크립토스포리디움 대책이며, 여과속도를 단계적으로 감축하는 방식은 표준적인 대책이 아니다.

• 시동방수설비는 여과 재개 직후 일정 시간 여과수를 배출해 초기 탁도 유출수가 정수로 유입되지 않도록 한다.
• 약품에 의한 응집처리는 크립토스포리디움을 플록에 흡착시켜 여과로 제거하는 핵심 대책이다.
• 여과수 탁도 상시 감시는 크립토스포리디움 유출 여부를 확인하는 감시 수단이다.

모래여과지의 세척배출수거와 트로프는 최대배출수량에 약 20%의 여유를 둔 수량을 배출할 수 있는 크기로 정한다.

세척 중 여재가 함께 넘어가지 않도록 월류하는 트로프 상단의 간격은 1.5m 이하로 하고, 모래여과층 표면으로부터의 높이는 40∼70cm로 한다. 간격이 넓으면 세척배출수가 한쪽으로 몰려 배출이 불균등해지고, 높이가 낮으면 역세척으로 팽창한 모래층이 트로프에 닿아 여재가 유실된다.

따라서 빈칸은 20 → 1.5 → 40∼70 순서로 채워진다. 여유율을 10%나 40%로 잡거나 간격을 2.0m로 늘린 조합은 기준값과 맞지 않는다.

침전지의 소요면적은 용적을 유효수심으로 나눈 값으로 구한다.

유량 $Q = 1{,}200\,\mathrm{m^3/day} = 50\,\mathrm{m^3/hr}$, 용적 $V = Q\times t = 50\times 4 = 200\,\mathrm{m^3}$

$A = \dfrac{200}{4} = 50\,\mathrm{m^2}$

침전지의 제거율은 침강속도(V)×침강면적(A)÷유량(Q)으로 좌우되므로, 면적을 넓히고 플록의 침강속도를 키우며 흐름을 고르게 만드는 조치가 효과를 낸다.

제시된 항목 중 침전지 표면적 확대, 플록 침강속도 증대, 유입부 정류벽 설치가 모두 여기에 해당한다. 정류벽은 유입수를 단면 전체로 고르게 퍼뜨려 단락류와 편류를 억제함으로써 유효 체류시간을 실제 체류시간에 가깝게 만든다.

반면 침전지 내 유속을 크게 하면 체류시간이 짧아지고 이미 가라앉은 슬러지가 다시 떠올라 제거율이 오히려 떨어진다.

랑게리아지수(LSI)가 음(-)의 값이면 물이 탄산칼슘에 대해 불포화 상태로 부식성을 띠며, 절대값이 클수록 부식 경향은 오히려 커진다.

• 지수가 양(+)이고 절대치가 클수록 탄산칼슘 석출(스케일 형성) 경향이 커진다.
• pH, 칼슘경도, 알칼리도를 높이면 지수가 개선되어 부식성이 줄어든다.
• 지수가 0이면 탄산칼슘에 대해 평형 상태에 있다.

입상활성탄(GAC)은 흡착을 이용해 맛·냄새 물질, 소독부산물 및 그 전구물질, 계면활성제·페놀류 등 유기물을 제거하는 공정이다.

원생동물(크립토스포리디움 등)은 흡착이 아니라 여과나 소독으로 제거되는 대상이므로 활성탄의 제거목표 물질이 아니다.

분획분자량(MWCO)은 공경을 직접 잴 수 없는 한외여과막의 분리성능을 분자량으로 환산해 나타낸 지표다.

분자량을 알고 있는 표준물질을 통과시켰을 때 배제율이 90%가 되는 분자량을 달톤(Dalton) 단위로 표기하며, 예컨대 분획분자량 10,000 Da인 막은 분자량 1만 달톤짜리 물질을 90% 걸러낸다는 뜻이다.

정밀여과막은 공경을 ㎛ 단위로 직접 표시할 수 있어 분획분자량을 쓰지 않고, 나노여과막과 역삼투막은 이온 크기 영역이어서 염 제거율(NaCl 배제율)로 성능을 나타낸다.

경수 연화는 물속의 칼슘·마그네슘 경도 성분을 제거하는 처리로, 이온교환법, 석회소다에 의한 응석침전법, 제오라이트법이 대표적인 방법이다.

생물처리법은 유기물이나 질소·인 등을 제거하는 공정으로, 경수 연화와는 직접적인 관련이 없다.

다량의 조류가 유입되면 여과지가 조기에 폐색되어 여과지속시간이 오히려 감소한다.

• 조류는 여과층 표면과 내부를 막아 여과지 폐색을 일으킨다.
• 조류 대사산물로 인해 맛·냄새가 발생한다.
• 조류는 플록 형성을 방해하여 응집·침전공정의 효율을 떨어뜨린다.

고속응집침전지는 처리수량·탁도·수온의 변동이 적고 최고탁도가 1,000NTU 이하인 조건에서 적용하는 것이 바람직하다. 다만 원수탁도는 오히려 10NTU 이상이 되어야 슬러지 담요가 유지되므로, 원수탁도가 항상 5NTU 이하여야 한다는 조건은 선택 시 고려 사항이 아니다.

• 처리수량 변동이 적어야 한다는 조건은 실제 고려 사항이다.
• 최고탁도 1,000NTU 이하가 바람직하다는 조건은 실제 고려 사항이다.
• 탁도와 수온의 변동이 적어야 한다는 조건도 실제 고려 사항이다.

여과지 하부집수장치는 여과수와 역세척수를 여과지 전체 단면에 균등하게 분배하여, 여재가 균등하고 유효하게 여과·세척될 수 있게 하는 기능을 한다.

• 역세척수는 차등이 아니라 균등하게 공급되어야 한다.
• 하부집수장치는 수압을 평면적으로 균일화하는 기능을 한다.
• 손실수두 발생은 최소화하는 것이 바람직하다.

급속여과지의 세척은 기본적으로 역세척을 바탕으로 표면세척이나 공기세척을 조합하는 방식으로 이루어지며, 역세척 없이 공기세척과 표면세척만 조합하는 방식은 표준적인 세척 방식으로 채택되지 않는다.

• 표면세척과 역세척의 조합은 일반적인 세척 방식이다.
• 공기세척과 역세척의 조합도 일반적인 세척 방식이다.
• 표면세척·역세척 조합에 공기세척을 추가하는 방식도 사용된다.

염소 소독력은 유리잔류염소 중 차아염소산(HOCl)의 존재 비율이 높을수록, 그리고 반응속도가 빠를수록 커진다.

pH가 낮을수록 HOCl의 존재비가 높아져 살균력이 강해지고, 수온이 높을수록 반응속도가 빨라져 살균력이 증가한다.

배오존처리방법으로는 가열분해법, 촉매분해법, 활성탄흡착분해법이 대표적으로 사용된다.

순환냉각법은 배오존 가스를 분해·제거하는 방법이 아니므로 배오존처리방법에 해당하지 않는다.

여과지 성능 평가는 주로 여과수 탁도, 여과지속시간, 역세척수량의 여과수량에 대한 비율 등을 지표로 이루어진다.

여과수 유기물농도는 여과지 자체의 성능(고형물 제거능)을 평가하는 표준 지표로 사용되지 않는다.

파괴점 염소주입법의 소요 염소량은 암모니아성질소 농도에 소요 염소 비율을 곱한 뒤 처리유량을 곱해 구한다.

$5.8\,\mathrm{mg/L} \times 7.6 = 44.08\,\mathrm{mg/L}$

$44.08\,\mathrm{mg/L} \times 20{,}000\,\mathrm{m^3/day} = 881{,}600\,\mathrm{g/day} \approx 882\,\mathrm{kg/day}$

동일한 로그(log) 불활성화율을 달성하는 데 필요한 자외선 조사량은 미생물의 자외선 저항성에 따라 달라지며, 바이러스가 크립토스포리디움이나 지아디아보다 훨씬 큰 조사량을 필요로 한다.

원생동물인 크립토스포리디움과 지아디아는 상대적으로 낮은 자외선량으로도 불활성화되며, 이 중에서도 크립토스포리디움 난포낭이 지아디아 포낭보다 근소하게 더 큰 조사량을 필요로 한다.

따라서 2.0 log 불활성화에 필요한 조사량은 바이러스, 크립토스포리디움 난포낭, 지아디아 포낭 순으로 크다.

탈수 슬러지는 매립 복토제, 녹생토, 도로용 성토재, 재생벽돌 등 건설·토목 자재로 재활용된다.

해양의 적조·조류 제거에 쓰이는 조류 제거제는 황토 등을 이용한 별도 물질로, 정수 슬러지의 재활용 용도에 해당하지 않는다.

자-테스트는 응집제의 최적 주입률을 결정하기 위한 실험으로, 폴리염화알루미늄·황산알루미늄·폴리아민 등 응집제류의 주입률 산정에 쓰인다.

오존은 소독·산화 목적의 약품으로 자-테스트가 아니라 별도의 오존 주입 실험을 통해 주입률을 결정한다.

침전효율은 침전지를 통과하는 물의 흐름과 입자의 거동으로 평가하므로 유속, 입자의 침강속도, 유량이 측정항목이 된다.

응집제의 종류는 침전 전 단계에서 결정되는 운전 조건일 뿐, 침전지 자체의 침전효율을 측정하는 항목은 아니다.

먹는물수질공정시험기준 총칙상 무게를 “정확히 단다”는 규정된 수치의 무게를 0.1mg까지 다는 것을 말한다.

• 총칙상 표준온도는 0℃, 상온은 15℃∼25℃이므로 지문의 수치와 다르다.
• 약산성·약알칼리성의 pH 범위도 지문에 제시된 수치와 일치하지 않는다.
• 용액의 농도 (1→10) 표시는 고체 1g을 용매에 녹여 전체량을 10mL로 만드는 것을 뜻하며, 단순히 “용매 10mL에 녹인 것”이 아니다.

먹는물수질공정시험기준상 이온크로마토그래피법으로 측정하는 항목에는 브롬산염이 포함된다.

• 페놀류는 자외선/가시선 흡광광도법 등으로 측정한다.
• 시안은 자외선/가시선 흡광광도법 등으로 측정한다.
• 세제(음이온계면활성제)는 자외선/가시선 흡광광도법으로 측정한다.

물환경보전법상 “물환경”은 사람의 생활과 생물의 생육에 관계되는 물의 질(수질) 및 공공수역의 모든 생물과 이들을 둘러싸고 있는 비생물적인 것을 포함한 수생태계를 총칭한다.

지문은 생물의 생육과 수생태계 부분이 빠진 채 “사람의 생활에 관계되는 물의 질과 공공수역의 모든 생물을 둘러싸고 있는 환경”으로 좁혀 놓았으므로 정의에 맞지 않는다.

점오염원(관거·수로 등을 통해 일정한 지점으로 배출하는 배출원), 폐수(액체성·고체성 수질오염물질이 섞여 그대로는 사용할 수 없는 물), 특정수질유해물질(환경부령으로 정하는 것)에 관한 나머지 설명은 법령상 정의와 일치한다.

수도법령상 정수장에 대한 기술진단의 대상 시설은 취수시설·도수시설·정수시설이다.

송수시설은 배·급수시설과 함께 송·배수시설에 대한 기술진단의 대상으로 구분되므로, 정수장 기술진단의 대상 시설에는 해당하지 않는다.

적정(滴定)으로 정량하는 항목은 잔류염소, 화학적산소요구량, 용존산소다.

• 화학적산소요구량은 과망간산칼륨법(산성·알칼리성 100℃)에서 남은 산화제를 표준액으로 적정해 산소 소비량으로 환산한다.
• 용존산소는 윙클러-아지드화나트륨 변법으로 유리된 요오드를 티오황산나트륨으로 적정한다.
• 잔류염소는 시료 중 유리·결합 잔류염소를 적정으로 정량하는 시험방법이 마련되어 있다.

반면 용존유기탄소는 시료를 산화시켜 발생한 이산화탄소를 검출하는 고온연소산화법·자외선/과황산 산화법이고, 부유물질은 유리섬유여과지에 거른 뒤 105∼110℃로 건조해 무게를 다는 중량법이어서 적정과 무관하다.

후염소 주입량은 목표 잔류염소농도와 여과지 유출수의 잔류염소농도의 차이만큼을 유량에 곱해 구한다.

필요한 농도 증가분은 $0.8-0.2=0.6\ \mathrm{mg/L}$이다.

주입량은 $0.6\ \mathrm{mg/L} \times 50{,}000\ \mathrm{m^3/day} = 30{,}000\ \mathrm{g/day} = 30\ \mathrm{kg/day}$로 계산된다.

CT값 계산에서 소독제 접촉시간 T는 최초 투입된 추적자의 10%가 정수지 유출지점 또는 불활성화비 인정 지점으로 빠져나올 때까지의 시간(T10)을 사용한다.

• CT요구값 산정은 보수적으로 실제보다 낮은 온도 값을 적용해야 하며, 높은 온도를 적용하지 않는다.
• CT요구값 산정에서 pH는 소독 효과에 불리한 쪽인 측정값보다 높은 pH를 적용해야 하므로, 낮은 pH를 적용한다는 설명은 옳지 않다.
• CT계산값의 잔류소독제농도는 측정값 중 최소값을 사용해야 하며 최대값을 쓰지 않는다.

활성탄여과지의 역세척효율은 배출수의 탁도, 여층 팽창률, 역세척 시간 등을 통해 실제 세척 정도를 확인하는 방식으로 측정한다.

트로프 수위 측정은 역세척수 배출 여부를 단순 확인하는 용도일 뿐, 역세척효율을 직접 나타내는 측정방법은 아니다.

대장균 막여과법의 확정시험에는 NA-MUG 배지를 사용한다. Lactose broth-MUG 배지는 이 시험에 쓰는 배지가 아니다. 저온일반세균 평판집락법의 R2A agar와 총대장균군 추정시험의 2배 농후 라우릴 트립토오스 배지는 맞는 조합이다.

브로모폼과 같은 트리할로메탄류는 빛에 의해 분해되기 쉬운 휘발성 유기물질이므로 광분해를 막기 위해 갈색유리병에 보존한다.

용존산소는 별도의 전용 용기(BOD병)에, 페놀류는 시약을 첨가한 일반 유리병에, 식물성 플랑크톤은 별도 고정액을 넣은 용기에 보존하는 등 각기 다른 보존 방법을 따른다.

먹는물관리법 제5조 제2항은 환경부장관 또는 시ㆍ도지사가 먹는물, 샘물 및 염지하수의 수질검사를 실시하여야 한다고 규정한다. 따라서 검사 대상은 먹는물ㆍ샘물ㆍ염지하수 세 가지다.

같은 조 제1항은 이 세 가지의 수질 기준을 정해 보급하는 등 수질관리 시책을 환경부장관이 마련하도록 하고, 제3항은 수질 기준과 검사 횟수를 환경부령에 위임한다. 조문 전체가 '먹는물, 샘물 및 염지하수'를 한 묶음으로 다루는 구조다.

• 먹는해양심층수는 「해양심층수의 개발 및 관리에 관한 법률」에 따라 해양수산부장관이 수질관리와 검사를 맡는 대상이어서 이 조문에 열거되지 않는다.
• 먹는물공동시설은 물 자체가 아니라 약수터ㆍ우물 같은 시설이며, 그 관리와 수질검사는 시장ㆍ군수ㆍ구청장의 몫이다.

먹는물수질공정시험기준상 맛 측정에서는 판정 시 염소 맛(냄새)은 판단 대상에서 제외한다.

• 시료 온도는 지문에 제시된 50℃∼60℃와 다르게 규정되어 있다.
• 시험자 수도 지문에 제시된 인원 기준과 다르게 규정되어 있다.
• 맛에 지나치게 예민하거나 반대로 둔감한 사람은 판정자로 적절하지 않다.

먹는물 수질기준상 불소는 물의 종류에 따라 기준이 다르며, 먹는염지하수의 불소 기준은 2.0mg/L를 넘지 아니하는 것이다.

수돗물과 먹는물공동시설의 물에는 이보다 낮은 1.5mg/L 기준이 적용되어 지문의 수치와 다르다.

먹는물 수질감시항목 중 과불화화합물류에는 PFOS, PFHxS, PFOA 3종이 포함되어 있다.

PFHxA(과불화헥산산)는 이 감시항목 목록에 포함되어 있지 않다.

경도-EDTA 적정법에서는 시료에 암모니아 완충용액을 넣어 pH 10으로 조절한 뒤 적정한다.

• 시료 보존은 황산을 가하는 방법이 아니라 별도로 규정된 방법을 따른다.
• 지시약은 전분용액이 아니라 에리오크롬블랙티(EBT) 등 금속지시약을 사용한다.
• 적정 종점은 청색에서 무색이 아니라 적색(포도주색)에서 청색으로 변하는 시점이다.

수도법 제6조(수도정비기본계획의 수립) 제2항을 살펴보면, 계획에 포함되어야 할 사항은 수돗물의 수요 전망, 수도 공급 목표 및 정책방향뿐만 아니라 수도의 정비 및 관리에 관한 기본방침, 수도사업의 재정계획 등이 포함되어야 한다. 따라서 '수돗물의 수요 전망과 수도 공급 목표 및 정책방향' 보기는 필수 포함 내용을 완전히 나열하지 않아 정확하지 않다.

• 수립 주기: 수도정비기본계획은 10년마다 수립하는 종합적 기본계획이므로 정확하다.
• 환경부장관: 광역상수도·공업용수도에 관해 수립해야 하므로 정확하다.
• 지자체장: 일반수도·공업용수도에 관해 수립해야 하므로 정확하다.

용존산소-적정법(윙클러-아지드화나트륨 변법)에서 처음 생기는 침전은 수산화제일망간, 산화되어 바뀐 것이 수산화제이망간, 유리된 요오드를 적정하는 시약이 티오황산나트륨이다.

시료에 황산망간과 알칼리성 요오드화칼륨을 넣으면 흰색의 수산화제일망간 Mn(OH)₂가 생기고, 물속의 용존산소가 이를 산화시켜 갈색의 수산화제이망간 MnO(OH)₂로 바꾼다. 침전의 갈색이 짙을수록 용존산소가 많다는 신호다.

여기에 황산을 넣어 산성으로 만들면 산화된 망간이 요오드화이온을 산화시켜 용존산소량에 대응하는 만큼의 요오드가 유리되고, 이 요오드를 티오황산나트륨 표준액으로 적정해 소비량으로부터 용존산소를 정량한다. 수산화제일·제이칼륨이나 옥살산나트륨은 이 반응계에 등장하지 않는다.

물에 잔류하는 오존량은 막에 전달된 오존량에서 실제 이용(소비)된 오존량을 뺀 값이므로, 주입오존량에 전달율과 이용률의 차를 곱해 구한다.

주입오존량은 $3.0\ \mathrm{mg/L} \times 10{,}000\ \mathrm{m^3/h} = 30{,}000\ \mathrm{g/h} = 30\ \mathrm{kg/h}$이다.

따라서 잔류오존량은 $30\ \mathrm{kg/h} \times (0.98-0.95) = 0.9\ \mathrm{kg/h}$이다.

정수처리시설의 농축조는 바닥면의 경사를 1/10 이상으로 설계하는 것이 표준이며, 지문처럼 1/100 이상의 완만한 경사로 설계하지 않는다.

용량(계획슬러지량의 24~48시간분), 고형물부하(10~20kg/㎡·d), 여유고(30cm 이상)에 관한 나머지 설명은 표준 설계기준과 일치한다.

이산화탄소는 물에 녹아 탄산을 형성하며 부식성이 강한 약품이므로, 일반적인 SS(구조용 강재)보다 내식성이 높은 재료를 사용해야 한다.

소다회·소석회·규산나트륨은 SS 재질의 배관·설비로도 무난하게 사용할 수 있어 지문의 연결이 타당하다.

가압수확산(압축공기 또는 고압 펌프로 약품을 분사하는 혼화방식)의 기술적 특성을 묻는 문항이다. '염화철은 1%로 희석해서 주입' 보기가 옳지 않은 이유는 염화철 주입 시 농도 기준이 부정확하기 때문이다.

가압수확산에서 금속염류(염화철 등) 사용 시 스케일방지를 위해서는 일반적으로 0.5~1.0% 범위로 희석하거나, 실제 운영 기준에서는 1% 이하의 낮은 농도를 권장하는데, 단순히 '1%로 희석'이라는 고정값은 부정확한 표현이다.

• 가압수 압력: 압력 70kPa 이상의 기준이 맞다.
• 손실수두·소비전력: 혼화기의 손실수두가 없으며 전력소비가 적은 장점을 올바르게 설명한다.
• 대형관·넓은 수로: 가압수확산이 대형관이나 수로에서는 약품 분산성이 떨어져 부적합한 점을 올바르게 지적한다.

침전지의 제거율은 V·A/Q에 비례하므로 침강면적 A는 크게, 플록의 침강속도 V도 크게, 유량 Q는 적게 해야 한다.

이를 표면부하율로 보면 $\dfrac{Q}{A}$가 플록의 침강속도보다 작아야 그 플록이 바닥에 도달한다. 면적을 넓히거나 유량을 줄이면 표면부하율이 낮아져 더 작고 가벼운 플록까지 붙잡힌다.

침강속도는 응집을 충실히 시켜 플록을 크고 무겁게 키울수록 커진다. 반대로 유량을 늘리면 체류시간이 짧아지고 침전된 슬러지가 재부상해 제거율이 나빠진다.

수위차(중력)방식의 막여과는 별도의 가압 펌프 동력이 필요 없어 펌프가압식보다 에너지 절약과 운전비용 면에서 오히려 유리하며, 지문처럼 불리하지 않다.

펌프가압방식의 여과유속 목표치, 십자흐름여과방식의 막면 퇴적 억제 효과, 케이싱수납방식(내압식·외압식)에 관한 나머지 설명은 실제 특성과 일치한다.

여과수량 조절방식에 따른 급속여과지의 분류를 두 가지로만 든 설명이 옳지 않다.

급속여과지는 여과가 진행되면서 커지는 손실수두를 처리하는 방식에 따라 정압여과·정속여과·감쇠여과 세 가지로 구분되는데, 이 가운데 정압여과가 빠진 채 정속여과와 감쇠여과 두 가지만 제시되어 분류가 불완전하다.

여과층 구성에 따른 단층·다층 구분, 물 흐름 방향에 따른 하향류·상향류 구분, 수리방식에 따른 중력식·압력식 구분은 모두 급속여과지의 통상적인 분류기준과 일치한다.

1급 입상활성탄의 규격은 충전밀도 0.48g/cc 이하, 요오드흡착능 1,100mg/g 이상으로 정해져 있다. 충전밀도는 활성탄의 물리적 밀집도를 나타내며 낮을수록 공극이 많아 흡착성능이 우수하고, 요오드흡착능은 미세공극 발달 정도를 평가하는 지표로 높을수록 흡착능력이 우수함을 의미한다. 보기 3번의 0.52g/cc는 규격 상한을 초과하고, 보기 1번의 900mg/g은 요오드흡착능 기준 미달이며, 보기 4번의 0.56g/cc도 기준을 벗어난다.

정전이 어려워 절연저항을 잴 수 없는 저압 전로는 저항성분의 누설전류가 1mA 이하이면 절연성능이 적합한 것으로 본다.

활선 상태에서 측정한 전체 누설전류에는 케이블과 대지 사이 정전용량 때문에 흐르는 용량성 성분이 섞여 있어, 절연이 멀쩡해도 값이 크게 나온다. 그래서 절연물의 열화를 직접 반영하는 저항성분(Igr)만 분리해 판정한다.

판정 한계는 1mA이며, 유도성분이나 임피던스 전체를 기준으로 삼거나 3mA를 적용하지는 않는다.

주어진 조건을 원동기 출력 식에 대입하면 전양정은 약 88m다.

원동기 출력 $P=\dfrac{9.8\,Q\,H}{\eta_p}\,(1+\alpha)$ (Q: ㎥/s, H: m, P: kW, 비중 1)

토출량 환산: $Q=10\ \mathrm{m^3/min}=\dfrac{10}{60}=0.1667\ \mathrm{m^3/s}$
대입: $220=\dfrac{9.8\times 0.1667\times H}{0.75}\times 1.15$
정리: $220=2.504\,H$

따라서 $H=\dfrac{220}{2.504}\approx 87.8\ \mathrm{m}$이므로 약 88m다. 효율 75%나 여유율 15% 중 하나라도 빠뜨리면 98m·101m·111m처럼 과대한 값이 나오므로 두 계수를 모두 반영해야 한다.

정전구간에서 작업할 때는 감전을 막기 위해 부하측(작업구간)을 접지해야 하며, 지문처럼 전원측을 접지하는 것은 안전대책에 어긋난다.

누전차단기, 누전경보장치, 보호판 설치 등 나머지 대책은 전력설비 안전관리에 부합하는 내용이다.

몰드변압기는 에폭시 수지로 절연하는 구조로 B종, F종, H종 등급의 내열재료가 사용된다.

A종(허용온도 105℃)은 내열등급이 낮아 몰드변압기의 절연등급으로 쓰이지 않는다.

체인블록은 정격하중을 초과하여 사용하지 않아야 하며, 지문처럼 정격하중의 130% 이상으로 사용하는 것은 산업안전보건기준에 관한 규칙에 위배된다.

체인의 꼬임 방지, 상부 훅의 걸이 위치, 체인·훅의 손상 여부 점검에 관한 나머지 사항은 실제 준수사항과 일치한다.

산화성물질 경고는 둥근 물체(원) 위로 불꽃이 타오르는 그림을 붉은 마름모 테두리 안에 넣은 표지다.

산화성물질은 스스로 잘 타지는 않아도 산소를 내주어 다른 물질의 연소를 촉진하기 때문에, 불꽃 아래에 '타고 있는 물체'를 함께 그려 그 성질을 나타낸다.

• 받침선 위에 불꽃만 그려진 것은 인화성·발화성 물질 경고다.
• 해골과 교차된 뼈 그림은 급성독성물질 경고다.
• 가슴에 별 모양이 새겨진 사람 상반신 그림은 호흡기과민성·발암성 등 건강유해성물질 경고다.

부동충전은 축전지를 충전용 기기와 병렬로 접속해 자기방전을 보충하는 정도의 소전류를 상시 흘려 충전상태를 유지하는 방식이다.

균등충전은 각 셀의 전압을 고르게 맞추는 주기적 충전, 급속충전과 보통충전은 단시간 또는 정상적인 속도로 완전 충전하는 방식이어서 지문의 설명과 다르다.

가압탈수기의 여과포는 폐색이 적고 케이크의 탈착이 쉬워야 하며, 지문처럼 폐색이 크고 탈착이 어려운 특성은 여과포 선정조건으로 바람직하지 않다.

안정된 여과속도, 재생 가능성, 사용 중 팽창·수축이 적은 특성은 실제 여과포 선정조건에 부합한다.

전기실은 부하로부터 가까운 위치에 두어 배선 손실과 경로를 줄이는 것이 바람직하며, 부하의 배치와 배선경로를 고려해야 한다.

지문처럼 부하로부터 떨어진 위치를 두고 배치·배선경로를 고려하지 않는다는 설명은 실제 전기실 설계 원칙과 어긋난다.

전기전도도 계측기는 원수의 수질 변화를 조기에 감지하기 위해 정수 처리 계통의 가장 앞단인 착수정에 기본적으로 설치한다.

혼화지·침전지·정수지는 이후 처리 단계로, 전기전도도 계측이 기본 설치 공정으로 지정되는 지점이 아니다.

유도전동기에 무부하 여자용량 이상의 콘덴서를 직결하면, 회로를 개방한 뒤에도 콘덴서에 남은 잔류전하로 인해 전동기 단자전압이 곧바로 0이 되지 않고 상승하거나 오래 유지되는 자기여자현상이 나타난다.

차압식 수위계는 수위에 따른 압력차를 검출해 수위를 측정하는 방식으로, 구조가 간단하고 저압~고압까지 폭넓게 적용되며 설치가 용이하다.

수위에 의한 정전용량의 변화를 검출하는 방식은 정전용량식 수위계의 특징으로, 차압식과는 다른 원리이다.

정밀안전진단은 육안·점검기구에 의한 일반 조사보다 정밀한 기기·시험을 통해 연구실의 안전성을 심층적으로 평가하는 것을 말하며, 지문의 설명(육안 또는 점검기구에 의한 위험요인 조사)은 안전점검의 정의에 해당한다.

연구실책임자, 유해인자, 사전유해인자위험분석에 관한 나머지 정의는 실제 법령상 정의와 일치한다.

베르누이 방정식은 하나의 유선(streamline) 위에서 유도된 식이므로, 적용하려는 임의의 두 점은 항상 같은 유선 상에 있어야 한다.

각 항은 $\dfrac{p}{\gamma}$가 압력수두, $\dfrac{V^{2}}{2g}$가 속도수두, $z$가 위치수두이며, 이 셋의 합인 전수두 H가 일정하다는 의미다. 속도수두를 중력수두라 부르지 않는다.

• 수두는 단위중량당 에너지로 길이 차원(L)을 가지므로 압력의 차원과 같지 않다.
• 이 식은 비점성·정상류·비압축성을 전제로 하여 마찰에 의한 에너지 손실을 고려하지 않는다. 실제 관로에 쓰려면 손실수두 항을 더한 확장 베르누이식을 써야 한다.

[MLT]계와 [FLT]계에서 표기가 같아지는 것은 질량 M도 힘 F도 들어가지 않는 순수 운동학적 양, 즉 동점성계수·가속도·유량이다.

두 체계는 $F=MLT^{-2}$로 연결되므로, 차원식에서 M(또는 F)의 지수가 0으로 소거되는 양만 두 표기가 일치한다.

• 동점성계수 $L^{2}T^{-1}$, 가속도 $LT^{-2}$, 유량 $L^{3}T^{-1}$ — 두 체계에서 표기가 같다.
• 점성계수는 $ML^{-1}T^{-1}$과 $FL^{-2}T$, 비중량은 $ML^{-2}T^{-2}$과 $FL^{-3}$, 에너지는 $ML^{2}T^{-2}$과 $FL$로 서로 달라 제외된다.

다르시-바이스바흐 식 $h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$을 이용해 마찰손실계수를 구한다.

먼저 유속은 $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{0.2}{\frac{\pi}{4}(0.2)^2}\approx 6.37\ \mathrm{m/s}$이다.

이를 대입하면 $f=\dfrac{h_f \cdot 2g \cdot D}{L\cdot V^2}=\dfrac{7.5\times 19.6\times 0.2}{200\times 6.37^2}\approx 0.0036$로, 약 0.0035에 해당하는 값이다.

실제유체의 흐름에서는 단면 내 유속분포가 균일하지 않으므로 운동에너지를 평균유속 기준으로 환산할 때 보정이 필요하며, 이때 쓰는 에너지보정계수(α)는 실제유체의 경우 항상 1보다 큰 값을 가진다.

균일 유속분포(이상유체)에서만 α=1이 되며, 유속분포가 불균일할수록 α는 1을 초과해 커진다.

• α는 운동에너지 항(유속의 세제곱에 비례하는 항)을 보정하는 무차원상수이며, 운동량 항(ρQV)을 보정하는 것은 운동량보정계수(β)이다.
• 균일 유속분포일 때 α는 1보다 작아지지 않고 최솟값인 1을 가진다.
• 실제유체에서는 일반적으로 α가 β보다 크므로 두 계수는 서로 다른 값을 가진다.

마찰속도(전단속도)는 $u_* = V\sqrt{\dfrac{f}{8}}$ 로 구하며, 값을 대입하면 마찰속도는 약 0.22 m/s이다.

$u_* = 4 \times \sqrt{\dfrac{0.0245}{8}} = 4 \times \sqrt{0.003063}$

$u_* = 4 \times 0.0553 \approx 0.22\ \mathrm{m/s}$

펌프의 병렬운전은 소요양정 변화는 작고 양수량(유량) 변화가 큰 경우에 채택하는 방식이므로, 양수량 변화가 작은 경우에 사용한다는 설명은 옳지 않다.

• 양정 변화가 작은 경우 병렬운전을 사용한다는 설명은 맞는 내용이다.
• 병렬운전 시 합성양수량은 배관저항 증가로 단독운전 양수량의 2배보다 적어지는 것이 맞는 설명이다.
• 특성이 전혀 다른 펌프의 병렬운전은 간섭이 발생해 운전이 어렵다는 것도 맞는 설명이다.

관로의 저항곡선(관로곡선)은 실양정에 배관 마찰손실 등을 더한 총양정과 양수량의 관계를 나타낸 곡선이므로, 실양정과 양수량의 관계만을 나타낸다는 설명은 옳지 않다.

• 저항곡선이 유량의 제곱에 비례하는 2차 곡선 형태를 띠는 것은 맞는 설명이다.
• 펌프의 양정곡선과 저항곡선이 만나는 교점이 운전점이 되는 것도 맞는 설명이다.
• 펌프 회전속도를 고정한 채 양수량을 변화시켜가며 곡선을 작성한다는 것도 맞는 설명이다.

급속혼화는 응집제를 원수에 신속·균일하게 분산시키는 과정으로, 수류식, 기계식, 펌프확산(가압수확산) 방식 등으로 이루어질 수 있다.

• 수류식 혼화장치는 구조가 고정되어 있어 다른 방식보다 오히려 혼화강도 조절이 어렵다.
• 가압수확산(펌프확산)에 의한 혼화는 기계식 혼화보다 소비전력이 작은 편이다.
• 혼화지는 단락류(短絡流)가 형성되지 않도록 하는 구조여야 한다.

개수로 유속측정의 2점법에서는 수심의 0.2와 0.8 지점 유속의 평균을 평균유속으로 본다. 수심 2m에서 0.4m 지점은 수심의 0.2, 1.6m 지점은 수심의 0.8에 해당하므로 평균유속은 1.5 m/s이다.

$V_{mean} = \dfrac{V_{0.2}+V_{0.8}}{2} = \dfrac{2+1}{2} = 1.5\ \mathrm{m/sec}$

플록형성지의 체류시간은 무조건 길수록 유리한 것이 아니라 적정 범위를 넘으면 이미 형성된 플록이 파괴되거나 침전지 효율이 오히려 저하될 수 있으므로, 체류시간이 길수록 유리하다는 설명은 옳지 않다.

• 플록형성지가 혼화지와 침전지 사이에 위치한다는 것은 맞는 설명이다.
• 플록형성지를 침전지에 붙여서 설치하는 것이 유리하다는 것도 맞는 설명이다.
• 플록을 만들기 위해 초기에는 강한 교반을, 후반으로 갈수록 약한 교반(체감식 교반)을 적용한다는 것도 맞는 설명이다.

침전지의 체류시간과 표면적, 유량 관계로부터 유효깊이를 구하면 유효깊이는 3.5 m이다.

$V = Q \times t = 2{,}100\ \mathrm{m^3/day} \times \dfrac{8}{24}\ \mathrm{day} = 700\ \mathrm{m^3}$

$H = \dfrac{V}{A} = \dfrac{700}{200} = 3.5\ \mathrm{m}$

축동력식 $P = \dfrac{9.8\,Q\,H}{\eta}$ 을 이용해 총양정을 구한 뒤 손실수두를 빼면 실양정은 6.0 m이다.

$4.9 = \dfrac{9.8 \times 0.05 \times H}{0.7}$
$H = \dfrac{4.9 \times 0.7}{9.8 \times 0.05} = 7.0\ \mathrm{m}$

총양정에서 손실수두 1.0 m를 제외하면 $7.0 - 1.0 = 6.0\ \mathrm{m}$가 실양정이 된다.

개수로의 흐름 상태는 프루드수(Fr)로 갈리며, Fr이 1보다 작으면 상류, 1이면 한계류, 1보다 크면 사류다.

프루드수는 $Fr=\dfrac{V}{\sqrt{gh}}$ 로 관성력과 중력의 비를 나타낸다. 분모의 $\sqrt{gh}$ 가 수면파의 전파속도이므로 Fr은 결국 유속과 파속의 비로 읽힌다.

유속이 파속보다 느린 상류(常流)는 수심이 깊고 유속이 느려 하류의 교란이 상류 쪽으로 거슬러 올라가고, 유속이 파속보다 빠른 사류(射流)는 수심이 얕고 유속이 빨라 교란이 하류로만 전달된다. 그 경계인 Fr = 1 지점이 한계류이며 이때의 수심이 한계수심이다.

펌프의 특성곡선은 일정한 회전속도에서 토출량 변화에 따른 양정, 효율, 축동력의 변화를 나타낸 곡선이므로, 토출량-효율-양정의 조합이 특성곡선을 통해 확인할 수 있는 항목이다.

펌프의 구경(관경)은 특성곡선에서 직접 확인하는 항목이 아니므로 구경이 포함된 조합은 옳지 않다.

Blasius 공식 $f = \dfrac{0.3164}{Re^{0.25}}$ 에 레이놀즈수를 대입하면 마찰손실계수는 약 0.0316이다.

$Re^{0.25} = 10{,}000^{0.25} = 10$

$f = \dfrac{0.3164}{10} = 0.0316$

Manning 공식 $V = \dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2}$ 에서 유속은 조도계수 n에 반비례하므로, 조도계수가 2배가 되면 유속은 절반이 된다.

$V' = \dfrac{4}{2} = 2\ \mathrm{m/sec}$

비속도 $N_s = \dfrac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$ 식에 값을 대입하면 비속도는 400이다.

유량을 분당 단위로 환산하면 $Q = \dfrac{23{,}040}{1{,}440} = 16\ \mathrm{m^3/min}$이다.

$N_s = \dfrac{800 \times \sqrt{16}}{16^{3/4}} = \dfrac{800 \times 4}{8} = 400$

급속여과지는 응집제로 만든 플록을 모래층에서 걸러내는 물리·화학적 여과이고 여과속도는 120~150 m/day를 표준으로 하므로, 이 두 서술이 옳다.

완속여과지의 여과속도가 4~5 m/day인 것과 비교하면 급속여과는 30배 안팎으로 빠르게 거르는 방식이며, 그래서 원수의 탁질을 미리 응집·침전으로 플록화해 두어야 모래층이 이를 붙잡을 수 있다.

• 부지: 같은 수량을 훨씬 빠른 속도로 처리하므로 급속여과지는 완속여과지보다 필요한 부지가 오히려 훨씬 작다 — 넓은 부지를 요구하는 쪽은 완속여과지다.
• 생물작용: 모래 표면에 생긴 여과막의 미생물이 오염물을 산화·분해하는 것은 완속여과의 원리이며, 급속여과는 체거름·부착 같은 물리적 포착에 의존한다.

원형관이 가득 차서 흐를 때 동수반경(경심)은 관지름의 1/4이므로, 동수반경이 20cm이면 관의 직경은 0.8 m이다.

$R = \dfrac{D}{4} \Rightarrow D = 4R = 4 \times 0.2 = 0.8\ \mathrm{m}$

노즐식 유량계는 확대부(디퓨저)가 없는 대신 구조가 단순해 벤츄리미터보다 제작비가 저렴하고 경제적이므로, 비경제적이라는 설명은 옳지 않다.

• 벤츄리미터가 관내 유량을 측정하는 기구라는 설명은 맞는 내용이다.
• 피토관이 압력차를 이용해 점유속을 구하는 기구라는 설명도 맞는 내용이다.
• 오리피스 유량계가 전후 압력차로 유량을 측정한다는 설명도 맞는 내용이다.