24년 2회차

철염계 응집제로 형성된 플록은 비중이 커서 침강성이 우수하므로, 침강하기 어렵다는 설명이 옳지 않다.

황산알루미늄은 취급 편의상 대부분 액체(액반) 형태로 사용되며, 폴리염화알루미늄은 분말활성탄(PAC)과 표기 혼동을 피하기 위해 PACl로 구분해 표시한다.

또한 폴리염화알루미늄은 황산알루미늄보다 적정주입 pH 범위가 넓어 원수 수질 변동에 유연하게 대응할 수 있다.

응집보조제의 주입량은 처리수량에 주입률을 곱하여 산출한다는 설명이 옳다.

• 알긴산나트륨은 액상이 아니라 주로 분말 형태로 사용된다.
• 활성규산은 사용 전 산이나 염소 등으로 활성화하는 조작이 필요해 취급이 까다롭다.
• 주입지점은 약품이 원수와 신속히 섞이도록 혼화가 잘 이루어지는 지점으로 정해야 한다.

플록형성지는 직사각형을 표준으로 한다는 설명이 옳다.

• 교반강도는 형성된 플록이 파괴되지 않도록 상류에서 크고 하류로 갈수록 점차 감소시킨다.
• 플록형성시간은 계획정수량 기준으로 20~40분 정도이며 초 단위가 아니다.
• 플록형성지는 형성된 플록이 파괴되지 않도록 침전지와 붙여서 설치한다.

규산나트륨은 pH 조정용이 아니라 응집보조제(활성규산)로 사용되는 약품이므로 pH 조정제에 해당하지 않는다.

소다회(탄산나트륨), 소석회(수산화칼슘), 수산화나트륨은 모두 원수의 pH를 높이는 알칼리제로 사용되는 대표적인 pH 조정제이다.

급속여과지의 성능평가는 여과수 탁도, 여과지속시간, 역세척수량의 여과수량에 대한 비율로 하며, 손실수두는 여기에 해당하지 않는다.

손실수두는 여과층의 폐색 정도를 파악하여 역세척 시기를 판단하는 운전관리 지표로 활용되는 값으로, 여과지의 성능평가 지표로 열거되지 않는다.

완속여과지의 표준 모래층 두께는 70~90 cm이다.

이는 여과층 내 생물막(슈미츠데케)에 의한 여과·정화작용이 충분히 이루어지도록 정한 표준 정수시설 설계기준값이다.

급속여과지의 표준 하부집수장치 방식에는 유공블록형, 휠러 블록형, 스트레이너 블록형 등이 있으며, "블랑키트 블록형"은 표준 하부집수 방식에 해당하지 않는다.

자외선(UV) 소독은 화학적 소독제를 투입하지 않으므로 소독부산물인 THM을 생성하지 않는다. 따라서 THM 생성을 단점으로 든 설명은 옳지 않다.

UV 소독의 살균력이 가장 큰 파장은 253.7 nm 부근이며, 잔류독성이 없다는 장점이 있는 대신 램프 노후화나 수질(탁도 등)에 소독효과가 영향을 받고 유지관리비가 높다는 단점이 있다.

유리잔류염소는 차아염소산(HOCl)과 차아염소산이온(OCl⁻)을 합친 것을 말한다는 설명이 옳다.

이 중 비해리 상태인 차아염소산(HOCl)이 차아염소산이온보다 살균력이 강하므로, 이온이 더 강하다는 설명은 사실과 반대이다.

또한 클로라민(결합잔류염소)은 염소가 수중의 질소화합물(암모니아성 질소 등)과 반응해 생성되는 것이지, 인화합물과 반응해 생기는 것이 아니다.

전염소·중간염소처리의 목적은 세균 제거, 철·망간의 산화 제거, 맛과 냄새 제거이며 1,4-다이옥산 제거는 여기에 들지 않는다.

침전이나 여과 앞에서 염소를 미리 넣으면 세균과 조류가 사멸해 후속 공정의 생물장애가 줄고, 용존 상태의 철·망간이 산화되어 불용성 입자로 바뀌면서 응집·침전·여과로 걸러진다. 조류나 유기물에서 비롯된 이취미도 상당 부분 산화·분해된다.

반면 1,4-다이옥산은 염소 산화에 대한 저항성이 매우 큰 난분해성 물질이어서 전염소처리로는 거의 줄지 않고, 오존과 과산화수소를 조합한 고도산화공정 같은 별도의 처리가 필요하다.

결합잔류염소는 유리잔류염소보다 살균력이 훨씬 약해 같은 접촉시간에서는 약 25배의 양이, 같은 주입량에서는 약 100배의 접촉시간이 필요하다.

유리잔류염소는 차아염소산(HOCl)과 차아염소산이온(OCl^-) 형태로 존재하며 미생물 세포막 투과성이 좋아 살균이 빠르다. 반면 암모니아와 결합한 클로라민 형태의 결합잔류염소는 산화력과 반응성이 낮아 소독 속도가 크게 떨어진다.

대신 결합잔류염소는 소멸이 느려 오래 유지되고 냄새와 소독부산물 문제가 적어 배수관망의 잔류염소 확보에 쓰인다. 약한 살균력은 주입량이나 접촉시간을 키워 보상해야 한다는 것이 이 설명의 요지다.

염소요구량은 주입농도에서 잔류염소농도를 뺀 값에 유량을 곱해 구하며, 계산 결과는 40 kg/d이다.

$(6-2)\ \mathrm{mg/L} \times 10{,}000\ \mathrm{m^3/d} = 4\ \mathrm{g/m^3} \times 10{,}000\ \mathrm{m^3/d} = 40{,}000\ \mathrm{g/d} = 40\ \mathrm{kg/d}$

배오존(잔류오존가스) 처리방법으로는 가열분해법, 촉매분해법, 활성탄흡착분해법이 표준적으로 사용되며, "증발분해법"은 배오존 처리방법에 해당하지 않는다.

액화염소 저장용기는 50 kg, 100 kg, 1 ton 규격이 사용된다는 설명이 옳다.

저장용기는 온도 상승 시 내압이 급격히 커지므로 40℃ 이상으로 가열하거나 직접 가열하는 것은 금지되며, 온수·증기를 이용한 간접 가온만 허용된다.

계획탁도는 극단적인 고탁도 시의 취수 회피(취수 정지 등)를 고려하여 정한다는 설명이 옳다.

• 발생한 배출수를 전량 처리하는 것이 항상 경제적인 것은 아니다.
• 계획처리고형물량은 표면부하율이 아니라 슬러지(고형물) 발생량을 기초로 산정한다.
• 슬러지케이크는 하수도법이 아니라 폐기물관리법에 따라 적정 처분해야 한다.

배출신고량 1~3종 시설에 부착하는 수질자동측정기기(TMS) 항목은 수소이온농도(pH), 총질소, 총인 등 오염물질 배출허용기준과 직접 연계된 항목이며, 탁도는 TMS 부착 대상 항목에 해당하지 않는다.

음이온계면활성제는 입상활성탄 흡착처리로 제거하는 물질이며, 폭기처리는 트리클로로에틸렌과 같은 휘발성유기화합물(VOCs) 제거에 적합한 방법이므로 이 연결은 옳지 않다.

비소-이산화망간 흡착, 소독부산물 전구물질-중간염소처리, 트리클로로에틸렌-입상활성탄처리는 모두 올바른 연결이다.

해수담수화용 폴리아미드계 역삼투막은 온도가 높을수록 물의 투과율과 염분투과율이 모두 커지는 경향을 보인다는 설명이 옳다.

• 폴리아미드 복합막의 지지층은 비교적 견고하여 쉽게 압밀화되지 않는다.
• 폴리아미드계 막은 염소 등 산화제에 대한 내성이 약해 산화제 노출에 취약하다.
• 셀룰로오스아세테이트계 막에 비해 폴리아미드계 막은 유기물 제거성이 더 높다.

막모듈 하부에서 블로어로 공기를 불어넣어 막의 1차측을 기액혼합류로 세척하는 방식은 에어스크러빙이다.

이는 공기 방울로 막 표면의 오염물질을 물리적으로 박리시키는 세척법으로, 역압을 이용하는 역압수세척·역압공기세척과 구분된다.

1시간당 처리수량을 활성탄 충전용적으로 나눈 값은 공간속도(SV, Space Velocity)이다.

이는 $SV = \dfrac{Q}{V}$로 정의되며, 공상접촉시간(EBCT)은 이 값의 역수에 해당한다.

먹는물수질공정시험기준에서 별도 조제법 언급이 없는 %농도는 w/v%(용액 100 mL당 g수)로 해석하므로, 20% 용액 200 mL에 녹아있는 용질은 40 g이다.

$20\ \mathrm{g}/100\ \mathrm{mL} \times 200\ \mathrm{mL} = 40\ \mathrm{g}$

색도 계산 시에는 각 파장에서 농도별 표준용액에 대해 투과율(%T)을 먼저 측정한 뒤, 이를 이용해 흡광계수 등을 산출한다.

약산성은 pH 약 3~5 범위를 가리킨다는 설명이 옳다.

• 강산성은 약 2 이하가 아니라 약 3 이하 범위를 가리킨다.
• 강알칼리성은 약 12 이상이 아니라 약 11 이상 범위이다.
• 약알칼리성은 약 8~10이 아니라 약 9~11 범위로 표시한다.

배출허용기준 적합여부 판정을 위한 복수시료 채취 시, 시간에 따라 성상이 달라지는 시안, 대장균군, 노르말헥산추출물질 등은 개별 시료를 각각 측정해야 하지만, 부유물질(SS)은 여러 시료를 균등량 혼합한 단일 복합시료로 측정할 수 있다.

암모니아 완충용액으로 pH 10을 맞춘 뒤 EDTA로 적정하고 소비량을 탄산칼슘으로 환산하는 시험은 경도 측정법이다.

물속 칼슘·마그네슘 이온이 EDTA와 1:1 착화합물을 만드는 성질을 이용하며, EBT 같은 금속지시약의 색 변화로 종말점을 잡는다. 결과는 두 이온을 함께 묶어 CaCO₃ mg/L 단위로 표시하기 때문에 탄산칼슘 환산이라는 표현이 나온다.

• 세제(음이온 계면활성제)는 메틸렌블루와 반응시킨 뒤 유기용매로 추출해 흡광도로 정량한다.
• 탁도는 적정이 아니라 산란광을 재는 탁도계로 NTU 단위로 측정한다.
• 잔류염소는 DPD 발색법이나 요오드 적정으로 측정하며 pH 10 완충이나 탄산칼슘 환산과 무관하다.

정수지에서 실제 제공된 CT값은 $C \times T = 0.6\ \mathrm{mg/L} \times 50\ \mathrm{min} = 30\ \mathrm{mg{\cdot}min/L}$이다.

불활성화비는 제공된 CT값을 CT요구값으로 나눈 값이므로 $6 = \dfrac{30}{CT_{요구}}$에서 CT요구값은 5가 된다.

조류경보 발생단계별 검사주기 중, 평상시의 검사주기는 1회/반기가 아니라 그보다 짧은 주기로 운영되므로 이 설명은 옳지 않다.

관심단계는 1회/주, 경계단계는 2회/주, 조류대발생단계는 3회/주로 단계가 심화될수록 검사주기가 짧아진다.

먹는물수질공정시험기준상 잔류염소 측정방법으로는 DPD 비색법, DPD 분광법, OT 비색법 등이 규정되어 있으며, "연속흐름법"은 규정된 측정방법에 해당하지 않는다.

광역·지방상수도 정수장에서 매일 1회 이상 검사하는 항목은 맛, 냄새, 잔류염소 등 현장에서 신속히 확인 가능한 항목이며, 일반세균은 이보다 긴 주기(주 단위)로 검사하는 항목이다.

자-테스트, 제타포텐셜 미터, 흐름전위측정기(SCD)는 모두 응집제의 적정 주입률을 결정하는 방법이다.

반면 수류식 혼화는 응집제와 원수를 섞는 혼화 방식일 뿐, 주입률을 결정하는 방법에는 해당하지 않는다.

먹는물관리법상 먹는물공동시설은 약수터, 샘터, 우물 등 여러 사람에게 먹는물을 공급할 목적으로 설치·관리되는 시설을 말하며, 하천수 자체는 원수일 뿐 공동시설에 해당하지 않는다.

표면부하율은 유량을 침전지 수표면적으로 나눈 값으로, 계산 결과는 6.25 m/d이다.

$A = 40\ \mathrm{m} \times 8\ \mathrm{m} = 320\ \mathrm{m^2}$
$\dfrac{2{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{320\ \mathrm{m^2}} = 6.25\ \mathrm{m/d}$

물환경보전법은 축사 등에서 발생한 오염물질이 관로·수로 등을 통하여 일정한 지점으로 배출되는 것을 점오염원으로 정의한다. 따라서 축사와 연결된 수로는 비점오염원이 아니라 점오염원에 해당한다.

반면 도로, 산지, 공사장 등은 배출지점이 일정하지 않은 비점오염원에 해당한다.

지하수법상 지하수보전구역은 지하수의 지나친 개발·이용으로 고갈, 지반침하, 하천 고갈 우려 등이 발생한(또는 발생할 우려가 있는) 지역을 지정 대상으로 한다.

반대로 지하수 개발·이용량이 계획 대비 현저히 낮은 지역은 오히려 개발 여력이 있는 지역이므로 보전구역 지정 대상에 해당하지 않는다.

가뭄 장기화 등으로 하천수 사용허가수량을 조정하지 않으면 공공이익에 해를 끼칠 우려가 있을 때, 하천수 사용을 제한할 수 있는 결정권자는 환경부장관이다.

먹는물 수질기준상 염지하수의 방사능 항목은 세슘(Cs-137), 스트론튬(Sr-90), 삼중수소로 규정되어 있으며, 셀레늄은 방사성물질이 아닌 별도의 중금속 항목이므로 이 기준에 해당하지 않는다.

급수설비는 수도사업자의 배수관에서 분기하여 설치되는 저수조, 계량기, 수도꼭지 등 개별 수요자에게 물을 공급하는 설비를 말한다.

반면 배수관 자체는 수도사업자가 관리하는 배수설비(상수도시설)에 해당하여 급수설비의 범위에 포함되지 않는다.

먹는물 수도법령상 불활성화비 적합 여부 확인은 정수처리 과정의 수온, 수소이온농도(pH), 잔류소독제 농도 및 접촉시간 등을 근거로 산정한다.

색도는 정수의 외관·수질 항목이지만 불활성화비 산정에 직접 사용되는 검사 항목은 아니다.

수도법령상 상수도관망시설운영관리사 배치기준은 관망 규모 구간별로 정해져 있으며, 규모가 1,000km 이상 1,500km 미만인 경우에는 1급 1명 이상, 2급 2명 이상을 배치하도록 규정한다.

이는 관망 규모가 커질수록 상위 등급 관리사를 포함해 인원을 늘리는 배치 체계의 한 구간에 해당한다.

막여과 정수시설의 여과법 구분은 막의 공칭공경 및 염화나트륨(NaCl) 제거율을 기준으로 하며, 나노여과법은 이 제거율이 93% 미만으로 이온이나 저분자량 물질을 제거하는 데 적합하다.

• 정밀여과법은 공경이 커서 주로 탁도·부유물질을 제거할 뿐 이온 제거 능력이 거의 없다.
• 한외여과법은 콜로이드·바이러스 등을 제거하지만 이온이나 저분자량 물질 제거에는 적합하지 않다.
• 역삼투법은 염화나트륨 제거율이 매우 높아 거의 모든 이온을 제거한다.

정수시설기준상 응집제 저장설비의 표준 용량은 계획 사용량 기준 30일분 이상으로 정한다.

이는 약품 조달 지연이나 수요 변동에 대비해 안정적인 정수처리가 가능하도록 하기 위한 기준이다.

횡류식 침전지의 정류벽은 유입단에서 1.5m 이상 떨어뜨려 설치하는 것이 기준이므로, 0.5m 이상이라는 설명은 옳지 않다.

• 정류벽 설치로 유입수를 침전지 횡단면에 균등하게 분포시키는 것은 맞는 설명이다.
• 정류공의 총면적을 유수단면적의 6% 정도로 하는 것도 표준 기준에 해당한다.
• 편류나 밀도류를 억제해 침전 제거율을 높이는 설비라는 설명도 옳다.

혼화강도를 따로 조절하기 어렵고 와류가 처리수량에 좌우되며 파샬플룸·벤츄리미터를 쓰는 것은 수류식 혼화이다.

수류식은 별도의 동력 교반기를 두지 않고 관로나 수로의 단면 축소로 생기는 유속 증가와 와류를 그대로 혼화 에너지로 쓴다. 그래서 유량이 줄면 와류가 약해져 혼화가 부실해지고 유량이 늘면 과도해지는 유량 의존성이 그대로 드러난다.

• 기계식 혼화는 임펠러 회전수를 바꿔 혼화강도를 자유롭게 조절할 수 있어 유량 변동에 대응한다.
• 인라인 고정식 혼화는 관 안에 고정된 엘리먼트가 흐름을 분할·반전시켜 약품을 섞는 방식이다.
• 파이프 격자에 의한 혼화는 다공 파이프를 격자로 배치해 약품을 단면 전체에 분산 주입한다.

침전지 이전 단계에서 염소제를 주입하는 방식은 전염소처리이다.

주로 원수 중의 조류·암모니아성질소·철·망간 등을 산화시켜 이후 응집·침전 효율을 높이기 위해 시행한다.

급속여과지의 역세척이 불충분하면 여과층 내 오염물질이 완전히 제거되지 않아 여과층 표면이 불균일해지므로, 표면이 균일해진다는 설명은 나타날 수 있는 현상이 아니다.

• 여과지속시간이 감소하는 것은 역세척 불충분 시 나타나는 전형적인 현상이다.
• 여과수질이 악화되는 것도 역세척 불충분의 결과로 나타난다.
• 여과재가 뭉쳐 굳는 머드볼이 발생하는 것도 대표적인 현상이다.

배출수처리시설에서 침전지의 침전슬러지를 받아들이는 시설은 배슬러지지이다.

배슬러지지에 모인 슬러지는 이후 농축조로 이송되어 농축 과정을 거친다.

정수장 배출수 처리의 일반적인 순서는 조정 → 농축 → 탈수 → 처분이다.

조정조에서 슬러지 성상을 균질화한 뒤 농축조에서 함수율을 낮추고, 탈수 공정을 거쳐 최종 처분한다.

하천수나 지하수를 착수정까지 끌어올리기 위해 설치하는 펌프는 취수펌프이다.

배수펌프는 정수를 배수지나 급수구역으로 보내는 데, 가압펌프는 관로 도중 압력을 보강하는 데 사용되어 목적이 다르다.

콘밸브는 유량 조절용 밸브로서 역류방지 기능을 목적으로 하지 않는다.

• 스윙식 체크밸브는 역류를 막는 대표적인 체크밸브이다.
• 풋밸브는 펌프 흡입관 말단에서 역류를 방지한다.
• 플랩밸브는 배수구 등에서 역류를 막는 데 사용된다.

구조가 견고하고 가격이 저렴하며 운전·보수가 용이해 펌프 구동용으로 가장 널리 쓰이는 전동기는 3상 유도전동기이다.

영구자석형 전동기는 제어장치가 필요하고, 직류전동기와 그 일종인 분권전동기는 정류자·브러시 등 유지관리 부담이 있어 일반적인 펌프 구동용으로는 잘 쓰이지 않는다.

펌프를 선정할 때 계획수량, 동수압, 관로특성 등을 종합적으로 고려하여 사용하는 대표값은 비속도이다.

비속도는 펌프의 형식과 적합성을 판단하는 지표로 활용된다.

한국전기설비규정(KEC)에서 정한 중성선의 색상은 청색이다.

갈색·흑색·회색은 상(L1, L2, L3) 전선의 색상이며, 보호도체는 녹색-노랑으로 구분한다.

법선조도는 $E = \dfrac{I}{r^2}$로 계산한다.

광도 $I = 400\ \mathrm{cd}$, 거리 $r = 2\ \mathrm{m}$를 대입하면 $E = \dfrac{400}{2^2} = 100\ \mathrm{lx}$이다.

피뢰기의 제한전압은 실효치가 아니라 파고값(최대값)으로 표시하므로, 실효치로 표시한다는 설명은 옳지 않다.

• 보호대상기기와 가깝게 설치한다는 설명은 옳다.
• 직렬갭이 속류를 차단한다는 설명도 옳다.
• 특성요소가 비직선 저항체로 이상전압의 파고치를 저감시킨다는 설명도 옳다.

미리 설정된 염소주입률을 처리유량에 곱해 주입량을 결정하는 방식은 유량비례제어이다.

유입 유량이 변하더라도 일정한 주입률을 유지해 주입량이 유량에 비례하도록 조절한다.

수위·압력·수량·수질 등의 변화량을 검출해 신호로 변환하는 장치는 검출부이며, 표현부는 이러한 값을 사람이 인지할 수 있도록 나타내는 장치이므로 해당 설명은 옳지 않다.

• 계측제어기기가 검출부·표현부·조절부·조작부·전송부로 구성된다는 설명은 옳다.
• 조작부가 조절부의 조작신호를 받아 작동한다는 설명도 옳다.
• 전송부가 각 부 사이의 신호를 전달한다는 설명도 옳다.

감시조작설비 중 현장제어반을 나타내는 것은 FCS이다.

COS는 중앙운전실, EWS는 엔지니어링 워크스테이션 등 각기 다른 감시조작 요소를 가리킨다.

도체가 자기장을 가로지를 때 유도되는 기전력을 이용하는 패러데이 법칙을 응용한 유량계는 전자식유량계이다.

초음파유량계는 음파의 전파시간 차이를, 차압식유량계는 교축부 전후의 압력차를, 위어식유량계는 수위-유량 관계를 이용하므로 원리가 다르다.

산업안전보건법령상 안전인증 면제 요건은 연구·개발 목적 제조·수입, 외국 인증기관의 인증, 다른 법령에 따른 안전성 검사·인증 등으로 한정되며, 사업장에서 3년 이상 사용해 안전이 입증된 경우는 법령상 면제 요건에 해당하지 않는다.

사용 기간만으로는 법정 안전인증 절차를 대체할 수 없기 때문이다.

붉은 마름모 테두리 안에 바닥 선 위에서 타오르는 검은 불꽃이 그려진 그림문자는 인화성 물질 경고이다.

이 표지는 화학물질 분류·표시(GHS) 체계의 불꽃 그림문자로, 인화성 가스·에어로졸·액체·고체는 물론 자연발화성과 물반응성 물질에도 함께 쓰인다. 불꽃 밑의 수평 막대는 물질이 놓인 바닥면을 나타내며, 이 막대의 유무가 다른 불꽃 계열 표지와 구별하는 단서가 된다.

• 산화성 물질 경고는 바닥선 대신 원 위에 불꽃이 얹힌 그림을 쓴다.
• 폭발성 물질 경고는 파편이 사방으로 튀는 폭발 형태로 그려진다.
• 화기 금지는 경고표지가 아니라 붉은 원과 사선이 들어가는 금지표지 계열이다.

베르누이 방정식은 흐름이 시간에 따라 변하지 않는 정상류를 가정하므로, 비정상류를 가정한다는 설명은 옳지 않다.

• 총수두가 압력수두, 위치수두, 속도수두의 합이라는 설명은 옳다.
• 개수로에서 동수경사선이 수면과 일치한다는 설명도 옳다.
• 동수경사선이 압력수두와 위치수두의 합을 연결한 선이라는 설명도 옳다.

마찰손실수두 $h_f = f \cdot \dfrac{L}{D} \cdot \dfrac{v^2}{2g}$이고 속도수두 $h_v = \dfrac{v^2}{2g} = \dfrac{1}{4}h_f$이므로 $h_f = 4h_v$이다.

이를 대입하면 $f \cdot \dfrac{L}{D} = 4$가 되어 $f = \dfrac{4D}{L} = \dfrac{4 \times 0.5}{30} \approx 0.067$로 계산된다.

압력은 단위면적당 힘이므로 $P = \dfrac{F}{A} = \dfrac{MLT^{-2}}{L^2}$이다.

정리하면 압력의 차원은 $[ML^{-1}T^{-2}]$이다.

밀도는 질량을 부피로 나눈 값이므로 [MLT]계로 표현한 물의 밀도 차원은 $[ML^{-3}]$이다.

따라서 물의 밀도를 $[MLT^{-3}]$으로 제시한 설명은 옳지 않다.

• 0℃에서 물의 밀도가 얼음의 밀도보다 크다는 설명은 옳다.
• 동점성계수가 점성계수를 밀도로 나눈 값이라는 설명도 옳다.
• 물의 밀도가 약 4℃, 1기압에서 가장 크다는 설명도 옳다.

베르누이 정리(에너지방정식)는 z + P/γ + V²/2g = H(일정)로 표현되며, 각 항은 위치수두 z, 압력수두 P/γ, 속도수두 V²/2g를 의미한다. 따라서 ㄱ에는 P/γ, ㄴ에는 V²/2g가 들어간다.

프루드수(Fr)는 관성력과 중력의 비로 정의되는 무차원수이며, 관성력과 점성력의 비는 레이놀즈수에 대한 설명이다. Fr=1이면 한계류(사류와 상류의 경계), Fr>1이면 유속이 커서 사류(사류, 급류), Fr<1이면 상류(상류, 완류)로 분류되므로 나머지 보기는 옳다.

오존소독은 염소소독과 달리 트리할로메탄 등 유기염소계 소독부산물을 생성하지 않아 소독부산물 발생이 적은 것이 특징이므로, 소독부산물을 다량 발생시킨다는 설명은 옳지 않다.

• 맛·냄새물질을 제거한다는 설명은 옳다.
• 색도 제거가 가능하다는 설명도 옳다.
• 오존주입량이 처리수량에 주입률을 곱해 산정된다는 설명도 옳다.

완속여과지의 표준 여과속도는 4~5 m/d이다.

급속여과지의 여과속도(120~150 m/d 등)에 비해 매우 느려 생물막에 의한 정화 작용을 활용한다.

침전지의 침전효율을 나타내는 기본 지표는 표면부하율이다.

표면부하율은 침전지 표면적당 처리유량으로 정의되며, 입자의 침강속도와 비교해 제거 가능 여부를 판단하는 기준이 된다.

만관 상태 원형관의 동수반경은 $R = \dfrac{D}{4}$로 계산한다.

직경 $D=60\ \mathrm{cm}$를 대입하면 $R = \dfrac{60}{4} = 15\ \mathrm{cm}$이다.

마찰손실수두는 $h_f = f \cdot \dfrac{L}{D} \cdot \dfrac{v^2}{2g}$로, 관경 $D$에 반비례하므로 관의 직경에 비례한다는 설명은 옳지 않다.

• 속도수두에 비례한다는 설명은 옳다.
• 관의 길이에 비례한다는 설명도 옳다.
• 마찰손실계수에 비례한다는 설명도 옳다.

마찰손실수두는 $h_f = f \cdot \dfrac{L}{D} \cdot \dfrac{v^2}{2g}$로 계산한다.

주어진 값을 대입하면 $h_f = 0.015 \times \dfrac{100}{0.1} \times \dfrac{5.0^2}{2 \times 9.8}$이다.

정리하면 $h_f = 0.015 \times 1000 \times 1.276 \approx 19.1\ \mathrm{m}$이다.

개수로 흐름에서는 레이놀즈수가 대략 500 이하이면 층류로 판정한다.

주어진 레이놀즈수 400은 이 기준보다 작으므로 층류 상태에 해당한다.

밸브의 급폐쇄나 급가동으로 흐름의 운동에너지가 순간적으로 압력에너지로 변환되어 관로벽에 충격을 주는 현상은 수격작용이다.

이 충격압은 관로 파손이나 소음·진동의 원인이 되므로 완폐쇄 밸브나 공기실 등으로 대비한다.

펌프의 효율은 $\eta = \dfrac{\gamma Q H}{P}$로 구한다.

출력 동력을 먼저 구하면 $\gamma Q H = 1000 \times 0.07 \times 5 = 350\ \mathrm{kgf \cdot m/s}$이고, 이를 와트로 환산하면 $350 \times 9.8 = 3430\ \mathrm{W} = 3.43\ \mathrm{kW}$이다.

따라서 효율은 $\eta = \dfrac{3.43}{5.0} \approx 0.69$이다.

펌프특성곡선은 유량 변화에 따른 양정, 축동력, 효율의 관계를 나타내는 곡선이다.

프루드수는 개수로 흐름의 상태(상류·사류)를 판단하는 무차원수로, 펌프특성곡선에서 확인할 수 있는 항목이 아니다.

공식 $D=146\sqrt{\dfrac{Q}{V}}$에서 Q는 m³/min 단위의 토출량, V는 m/s 단위의 유속을 그대로 대입한다. Q=13.5, V=1.5이므로 $D=146\sqrt{\dfrac{13.5}{1.5}}=146\sqrt{9}=146\times3=438$mm가 된다. 따라서 흡입구경은 438mm이다.

양수동력은 $P(\mathrm{HP})=\dfrac{\gamma Q H}{75\,\eta}$로 구하며, 여기서 75는 1HP=75 kgf·m/s를 나타내는 환산상수이다.

값을 대입하면 $P=\dfrac{1{,}000\times 8\times 20}{75\times 0.85}=\dfrac{160{,}000}{63.75}=2{,}509.8$이다.

따라서 필요한 펌프 동력은 약 2,509 HP이다.

병렬운전은 유량은 증가하지만 양정 변화가 적은 경우에 적합하고, 직렬운전은 양정 증대가 필요할 때 적합하다. 직렬운전 시 펌프 운전점의 양정은 단독운전 양정의 2배가 되며, 병렬운전 시 펌프 운전점의 유량(양수량)은 단독운전 양수량의 2배보다 작다(관로저항 때문). 또한 관로 저항곡선의 구배가 급한 경우, 즉 관로저항이 큰 경우에는 유량 증대 효과가 작은 병렬운전보다 직렬운전이 유리하다. 따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ 모두 옳다.

비속도(Ns)는 펌프의 성능을 나타내는 무차원 지표로, N(분당 회전수)과 Q(양수량)의 관계를 H(전양정)로 정규화한 식입니다.

비속도의 정의식은 $N_s = \frac{N\sqrt{Q}}{H^{0.75}}$ 또는 $N_s = \frac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$로 표현되며, 이는 1단위 양정에서 1단위 양수량을 토출할 때의 회전수를 의미합니다.

펌프의 형식 분류(원심펌프, 축류펌프 등)를 결정하는 중요한 매개변수이며, 비속도가 클수록 축방향 유동 특성이 강합니다.