24년 1회차

플록형성지에서는 교반강도를 하류로 갈수록 점차 감소시켜 이미 형성된 플록이 파괴되지 않도록 운영하는 것이 표준이므로, 반대로 증가시킨다는 설명은 옳지 않다.

직사각형 형태, 수질변화에 대응해 교반강도를 조절할 수 있는 구조, 계획정수량 기준 20~40분의 플록형성시간은 모두 타당한 설계 기준이다.

침전지 중간에서 상징수를 유출시키면 유출 지점이 분산되어 유효 침전면적이 넓어지는 효과가 생기므로 제거율은 오히려 향상된다. 따라서 제거율이 저하된다는 설명은 옳지 않다.

• 침전지 중간에 경사판을 설치하면 침강면적이 늘어나 제거율이 높아진다.
• 활성이 있는 미세플록을 기성 플록과 접촉시키면 플록이 커져 침강성이 좋아진다.
• 다층침전지는 침전면을 층으로 겹쳐 두므로 같은 용지면적 대비 더 큰 용량을 확보할 수 있다.

침전지의 제거율은 표면부하율과 입자 침강속도의 상대적 크기로 결정되며, 유입 유량이 증가하면 표면부하율($V_0=Q/A$)이 커져 상대적으로 침강속도가 느린 입자가 유출되면서 제거율이 낮아진다.

• 표면부하율이 감소하면 오히려 제거율은 높아진다.
• 플록의 침강속도가 증가하면 제거율은 향상된다.
• 침전지 표면적이 증가하면 표면부하율이 낮아져 제거율이 향상된다.

횡류식 침전지에서 입자의 제거율은 $\eta=\dfrac{V_s}{V_0}\times100\,(\%)$로 구한다.

침강속도 40 mm/min이 표면부하율 20 mm/min보다 크므로 계산상 200%가 되지만, 제거율은 100%를 넘을 수 없다. 즉 이 입자는 전량 침전 제거되어 제거율은 100%이다.

균등계수(U.C.)는 $U.C.=\dfrac{D_{60}}{D_{10}}$로 정의되며, 중량통과율 60%에 해당하는 입경과 10%에 해당하는 입경의 비로 구한다.

주어진 자료에서 통과율 10%의 입경은 0.5 mm, 60%의 입경은 0.8 mm이므로 $U.C.=\dfrac{0.8}{0.5}=1.6$이다.

완속여과법은 여과층 표면에 형성되는 생물막(여과막)의 생물학적 산화·분해 작용을 이용해 정수하는 방식이므로, 생물반응에 의한 산화·분해가 필요한 원수 조건에 적합하다.

• 완속여과의 여과속도는 4~5 m/d 수준이므로, 130 m/d로 운전해야 하는 경우는 급속여과가 적합하다.
• 휴믹산 등에 의한 색도가 있는 경우는 응집·침전을 동반하는 급속여과가 유리하다.
• 탁도가 높거나 조류가 많은 경우는 여과막 폐색이 빨라 완속여과에 부적합하다.

그래프에서 여과층 깊이(억류량 축)에 따라 곡선이 완만하게 증가하다가 한 지점에서 급격히 꺾여 크게 상승하는 불연속점이 1개 나타난다. 이는 입경이 다른 두 종류의 여재층(예: 안트라사이트+모래)의 경계면에서 탁질 억류 특성이 급변함을 의미하므로, 층의 경계가 1개인 2층 여과층(복층 여과)의 특성 곡선에 해당한다. 단일 여과층이라면 불연속점 없이 완만한 곡선이, 3층 여과층이라면 불연속점이 2개 나타나야 한다.

유리잔류염소는 물속에 해리되어 존재하는 차아염소산(HOCl)과 차아염소산이온(OCl⁻)을 가리키는 용어이며, 투입 약품 자체인 차아염소산나트륨을 유리잔류염소라고 부르지는 않으므로 이 설명은 옳지 않다.

차아염소산이 차아염소산이온보다 살균력이 강하고, pH가 낮을수록 차아염소산 존재 비율이 높아져 소독효과가 커지며, 결합잔류염소보다 유리잔류염소의 살균력이 강하다는 설명은 모두 타당하다.

염소가스 저장시설의 제해설비에서 누출된 염소가스를 흡수·처리하는 흡수용 제해제로는 소석회가 가장 널리 사용되며, 중화제로는 수산화나트륨이 주로 쓰인다.

염화나트륨은 중화 능력이 없어 제해제로 사용되지 않는다.

수도법령상 병원성 미생물에 의해 오염되었거나 오염될 우려가 있는 경우, 수도꼭지의 먹는물은 유리잔류염소 0.4 mg/L 이상 또는 결합잔류염소 1.8 mg/L 이상을 유지해야 한다.

이는 평상시 기준(유리잔류염소 0.1 mg/L 이상, 결합잔류염소 0.4 mg/L 이상)보다 강화된 소독 기준이다.

수도법령상 정수처리기준에서 여과공정만으로 병원성미생물(바이러스, 지아디아, 크립토스포리디움)의 최소 제거·불활성화 기준을 충족할 수 있는 여과방식은 나노여과와 역삼투이다. 따라서 ㄷ(나노여과), ㄹ(역삼투)가 해당한다.

이 두 공법은 막의 공극이 매우 작아 병원성미생물을 물리적으로 충분히 제거할 수 있는 성능이 인정된다.

반면 정밀여과와 한외여과는 상대적으로 공극이 커서 바이러스 등 초미세 병원성미생물 제거에는 한계가 있어 여과공정만으로는 기준을 충족하지 못하는 것으로 분류된다.

CT 요구값은 목표 불활성화율을 달성하는 데 필요한 값으로, 소독제의 종류·수온·pH에 따라 정해진 표에서 찾는다.

반면 잔류 소독제 농도는 실제 접촉시간과 곱해 달성된 CT값(CT 계산값)을 산출하는 데 쓰이는 항목이지, CT 요구값 자체를 구하는 데 필요한 항목은 아니다.

분원성 연쇄상구균과 살모넬라 기준은 먹는샘물, 먹는염지하수, 먹는해양심층수 등 병입 형태로 유통되는 먹는물에 적용되는 미생물 기준 항목이다.

수돗물은 일반세균·총대장균군·대장균 등 별도의 미생물 기준을 적용받으며, 분원성 연쇄상구균과 살모넬라는 수돗물 수질기준 항목에 포함되지 않는다.

배출수지와 배슬러지지는 각각 여과지 세척배출수와 침전지 배슬러지를 일시 저류하면서 후속 공정으로 보내는 유량과 농도를 고르게 하는 유량조정이 주된 기능인 시설이다.

반면 농축조는 슬러지를 농축시키는 기능, 탈수기는 수분을 제거하는 기능이 주목적이므로 유량조정 시설로 보기 어렵다.

벨트프레스는 상하 두 장의 여과포(벨트) 사이에 슬러지를 넣고 롤러를 통과시키면서 압착력과 전단력을 동시에 가해 탈수하는 방식이다.

진공탈수기는 흡인력, 원심분리기는 원심력, 필터프레스는 주로 가압에 의한 압착으로 탈수하므로 전단력을 이용한다고 보기 어렵다.

농축조 표면적은 $A=\dfrac{\text{슬러지 처리량}}{\text{고형물부하율}}$로 구한다.

$A=\dfrac{100\ \mathrm{kg/d}}{20\ \mathrm{kg/(m^2\cdot d)}}=5\ \mathrm{m^2}$이다.

막여과 세척에서 무기물(스케일) 제거에는 염산, 황산 등의 산이나 산 세제가 사용된다.

반면 차아염소산나트륨은 산화력을 이용해 유기물이나 미생물성 오염물질을 제거하는 약품이므로 무기물 제거용 약품으로 보기 어렵다.

원수의 색도는 주로 휴믹질 등 용존 유기물에서 비롯되므로, 이를 응집제로 불용성 플록으로 만들어 침전 제거하는 응집침전 공정이 효과적이다.

모래여과, pH 조정, 폭기만으로는 용존 상태의 색도 유발물질을 효과적으로 제거하기 어렵다.

모래여과지를 거친 처리수, 즉 여과 이후 단계에 오존을 주입하는 공정을 후오존 처리라고 한다.

전오존은 응집·침전 이전의 원수에, 중오존은 그 중간 단계에 주입하는 방식이며, 배오존은 반응조에서 빠져나온 미반응 오존을 분해·처리하는 설비를 가리킨다.

자외선 조사량은 자외선 강도와 접촉(조사)시간의 곱으로 결정되며, 접촉시간은 반응조 부피를 유입 유량으로 나눈 값(체류시간)에 좌우된다.

경도나 부유물 농도는 자외선 투과율에, 램프 사용기간은 자외선 강도(출력)에 영향을 미치는 인자로 접촉시간과는 구분된다.

수질오염공정시험기준상 자동시료채취기로 복수시료를 채취할 경우, 6시간 이내에 30분 이상 간격으로 2회 이상 채취하여 일정량의 단일시료로 하도록 규정하므로, 1시간 이상 간격이라는 설명은 옳지 않다.

수동채취 시 30분 이상 간격으로 2회 이상 채취하는 방법, 부득이하게 6시간 이상 간격으로 채취한 시료를 각각 분석한 뒤 산술평균하는 방법, 시료채취와 보존이 법적 요구사항이라는 설명은 모두 타당하다.

NaOH는 1가 염기이므로 노르말농도와 몰농도가 같아 0.5 N은 0.5 M이며, 400 mL 속 NaOH 질량은 $0.5\ \mathrm{mol/L}\times0.4\ \mathrm{L}\times40\ \mathrm{g/mol}=8\ \mathrm{g}$이다.

2 M NaOH 용액 300 mL 속 NaOH 질량은 $2\ \mathrm{mol/L}\times0.3\ \mathrm{L}\times40\ \mathrm{g/mol}=24\ \mathrm{g}$이며, 두 질량의 합은 $8+24=32\ \mathrm{g}$이다.

수질오염공정시험기준 총칙에서 감압(진공)은 따로 규정이 없는 한 15 mmHg 이하로 한다고 정의한다.

"즉시"는 60초가 아닌 30초 이내, "약"은 ±5%가 아닌 ±10% 이상의 차가 있어서는 안 되며, 기체 중 농도의 표준상태는 25℃가 아닌 0℃·1기압을 기준으로 하므로 나머지 설명은 옳지 않다.

입상활성탄의 세척빈도는 미소동물의 생명주기, 흡착방식(고정상·유동상), 활성탄 입자의 크기 등 여과층의 폐색·생물증식과 관련된 인자에 좌우된다.

반면 활성탄의 비중 자체는 세척에 필요한 유속(팽창률) 설계와는 관련이 있어도, 세척을 실시하는 빈도를 직접 결정하는 인자로 보기는 어렵다.

응집제와 응집보조제 등 약품 저장설비의 용량은 각각 30일분 이상으로 해야 하므로 '10일분 이상'은 틀렸다. 급속여과는 원수가 저탁도여도 약품 응집 후 여과가 필수이다. 약품주입률은 자-테스트(jar-test)로 정하며, 시험 방법은 정수장 조건에 따라 달라질 수 있다.

오존이용률(흡수율)은 주입된 오존 중 실제로 소비(반응)된 양의 비율로, $\eta=\dfrac{\text{주입오존량}-\text{배출오존량}-\text{잔류오존량}}{\text{주입오존량}}\times100$으로 구한다.

값을 대입하면 $\eta=\dfrac{5-1-0.5}{5}\times100=70\,(\%)$이다.

불활성화비는 $\dfrac{\mathrm{CT}_{계산값}}{\mathrm{CT}_{요구값}}$이므로, CT 요구값은 실측 CT값을 불활성화비로 나누어 구한다.

$\mathrm{CT}_{계산값}=0.5\ \mathrm{mg/L}\times30\ \mathrm{min}=15$이고 불활성화비가 5이므로 $\mathrm{CT}_{요구값}=\dfrac{15}{5}=3$이다.

먹는물수질공정시험기준상 증발잔류물 측정법의 정량한계는 5mg/L이며, 정량범위는 5mg/L ~ 20,000mg/L이다.

먹는물수질공정시험기준상 냄새 시험에서는 시료가 다른 냄새로 오염되지 않도록 고무, 콕 및 플라스틱 마개는 사용할 수 없으므로, 사용 가능하다는 설명은 옳지 않다.

시료 온도를 40~50℃로 높여 관능적으로 판단하는 점, 염소 냄새는 판단에서 제외하는 점, 냄새를 측정하는 사람과 시료를 준비하는 사람을 다르게 하는 점은 모두 타당한 설명이다.

먹는물수질공정시험기준상 암모니아성 질소는 자외선/가시선 분광법, 이온크로마토그래피, 연속흐름법 등으로 측정한다.

질산은 적정법은 염소이온(Cl⁻) 농도를 측정하는 방법이므로 암모니아성 질소의 측정방법에 해당하지 않는다.

불활성화비는 CT계산값 / CT요구값으로 산정하며, 이 값이 1.0 이상이면 요구되는 소독 성능(99.9% 지아디아 포낭 불활성화 등)이 달성된 것으로 판단한다. 불활성화비가 1.0 미만이면 소독이 불충분한 것으로 간주하므로, 기준값은 1.0이다.

페놀은 먹는물 수질기준상 건강상 유해영향 유기물질 항목에 속하는 물질이다.

클로로포름과 디브로모아세토니트릴은 소독부산물질 항목으로, 스트론튬(Sr-90)은 방사능에 관한 기준 항목으로 분류되어 유해영향 유기물질과는 구분된다.

광역상수도 정수장에서 매일 1회 이상 검사해야 하는 항목은 냄새, 맛, 색도, 탁도와 수소이온농도, 잔류염소이다.

증발잔류물은 매일 검사 대상이 아니라 이보다 긴 주기로 검사하는 항목이다.

먹는물관리법상 "먹는물"이란 먹는샘물, 먹는염지하수, 먹는해양심층수 등 자연 상태의 물을 먹는 데 적합하게 처리한 물과 수돗물을 말한다. ㄱ의 "샘물"과 ㄴ의 "염지하수"는 그 자체로는 원수(原水) 상태를 의미하여 먹는물이 아니라 각각 먹는샘물, 먹는염지하수로 처리되어야 먹는물에 해당하며, ㄷ의 "먹는해양심층수"와 ㄹ의 "수돗물"은 그대로 먹는물의 정의에 포함된다. 따라서 정답은 ㄷ, ㄹ이다.

수도법령상 정수처리기준에 따른 정수의 탁도 검사는 4시간 간격으로 1일 6회 실시하는 것을 기준으로 한다.

점오염원은 폐수배출시설, 하수발생시설, 축사 등으로서 관거·수로 등을 통해 일정한 지점으로 수질오염물질을 배출하는 배출원을 말한다.

산지, 농지, 공사장은 강우 시 넓은 면적에서 불특정하게 오염물질이 씻겨 내려가는 비점오염원으로 분류된다.

수도법령상 시설규모가 2만 m³/일 이상 5만 m³/일 미만인 일반수도사업자는 정수시설운영관리사를 1급 1명 이상, 2급 1명 이상, 3급 2명 이상 배치해야 한다.

수도법령상 지표수를 사용하는 일반수도사업자는 취수지점부터 정수지 유출지점까지 바이러스를 1만분의 9천999(99.99%) 이상 제거 또는 불활성화해야 한다.

같은 구간에서 지아디아 포낭은 1천분의 999(99.9%) 이상, 크립토스포리디움 난포낭은 1백분의 99(99%) 이상이 기준이므로, 바이러스에 가장 높은 제거·불활성화 수준을 요구한다.

수도법상 일반수도는 광역상수도, 지방상수도, 마을상수도로 구분된다.

전용상수도는 전용공업용수도와 함께 전용수도에 속하는 시설이므로 일반수도에 해당하지 않는다.

지하수법상 지하수보전구역으로 지정할 수 있는 지역은 법에 열거되어 있으며, 열거된 항목 외의 지역을 추가로 정하는 위임 규정은 대통령령으로 정하도록 되어 있다.

따라서 지하수의 수량이나 수질을 보전하기 위하여 필요한 지역을 환경부령으로 정한다는 서술은 위임 법령이 잘못된 것으로, 지정 대상에 해당하지 않는다.

반면 지하수의 개발·이용으로 주변 생태계에 심각한 악영향을 미치거나 미칠 우려가 있는 지역, 주된 용수공급원이 되는 지하수가 상당히 부존된 지층이 있는 지역, 지하수개발·이용량이 기본계획 또는 지역관리계획에서 정한 개발가능량에 비하여 현저하게 높다고 판단되는 지역은 모두 법에 열거된 지정 대상이다.

소다회(탄산나트륨)는 흡습성이 강해 습기에 노출되면 서로 달라붙어 굳는 고결 현상이 발생하고, 이렇게 굳으면 물에 잘 녹지 않게 된다.

따라서 소다회 저장실은 완전한 방습구조로 만들어 대기 중 수분과의 접촉을 차단해야 한다.

황산알루미늄, 수산화나트륨, 황산도 저장 시 유의사항이 있으나, 습기로 인한 고결·불용화 때문에 방습구조가 요구되는 약품은 소다회이다.

기계식 급속혼화는 교반기로 혼화지 내 물을 저어 응집제를 분산시키는 방식으로, 혼화지 전체를 균일하게 교반하기 어려워 단락류와 back-mixing이 발생하기 쉽다.

반면 가압수확산식, 인라인 고정식, 수류식은 관로나 좁은 구간에서 순간적으로 약품을 확산시키는 방식이어서 순간혼화 성능이 상대적으로 우수하다.

따라서 순간혼화가 어렵고 단락류·back-mixing이 문제되는 방식은 기계식 혼화이다.

침전지 슬러지 배출 방식은 크게 기계적 제거방식, 슬러지 흡입방식, 침전지를 비우고 청소하는 방식으로 구분된다.

• 기계적 제거방식은 체인플라이트나 스크레이퍼로 슬러지를 호퍼 쪽으로 긁어 모으는 방식이다.
• 슬러지 흡입방식은 펌프나 흡입관으로 침전지 바닥의 슬러지를 직접 빨아들이는 방식이다.
• 침전지를 비우고 청소하는 방식은 정기적으로 가동을 중단하고 배수 후 인력·기계로 청소하는 방식이다.

'자연유하식'은 이러한 슬러지 배출 방식 분류에 해당하지 않는다.

슬러지 케이크를 호퍼에 저류한 후 배출하는 방식은 호퍼 내벽에 케이크가 달라붙어 폐색이 생기고 배출이 원활하지 않을 수 있어, 필요에 따라 진동장치를 설치해 케이크의 낙하·배출을 돕는다.

컨베이어벨트로 직접 트럭에 적재하거나 평지 저장소에 저류하는 방식, 현장 매립 방식은 좁은 배출구에 케이크가 걸리는 폐색 문제가 상대적으로 적어 진동장치가 요구되지 않는다.

역세척용 세척탱크의 유출관은 탱크 수위가 낮아질 때 관 입구 부근에 소용돌이가 생겨 물과 함께 공기가 빨려 들어갈 수 있고, 이 공기가 여과층으로 들어가면 세척이 불균일해진다.

따라서 관 중심과 저수위 사이의 거리를 관경의 2배 이상 확보하거나 관 입구 앞에 별도의 벽을 설치하는 방법으로 공기 혼입을 방지한다.

유입관, 월류관, 배수관은 세척수를 여과지로 보내는 경로가 아니어서 공기 혼입에 따른 세척 불량 문제와 직접 관련이 적으므로 이러한 조치의 대상이 아니다.

염소가스 저장량 1,000 kg 이상인 시설의 제해설비는 누출된 가스를 배풍기로 흡인해 중화반응탑으로 보내 흡수·중화 처리하는 구조를 갖추어야 한다.

제해설비의 처리능력은 단위시간당 처리량, 즉 kg/h 기준으로 표시하므로 kg/day로 표시한다는 설명은 옳지 않다. 흡수제 농도나 송액펌프 용량도 별도 기준에 따라 정해지며 이론치의 몇 배 하는 식으로 일률적으로 정하지 않는다.

따라서 누출가스를 중화반응탑에 송풍하는 배풍기를 설치한다는 설명이 제해설비에 관한 옳은 내용이다.

오존은 산화력이 매우 강하므로 발생오존과 직접 접촉하는 부위에는 내오존성이 확인된 재질만 사용할 수 있으며, 설계기준은 이러한 접촉부 재질로 스테인리스강과 4불화에틸렌수지, 즉 PTFE를 제시한다.

PTFE는 탄소-불소 결합이 안정적이어서 오존에 의한 산화·열화가 거의 일어나지 않는다.

반면 PVC와 HDPE는 오존에 의해 산화·취화되어 장기간 접촉 시 균열이 생기기 쉽고, PVDF 역시 오존 접촉부 재질로 기준에 제시되어 있지 않으므로 정답은 PTFE이다.

밸브를 선정할 때는 통과 유체의 부식성, 온도·유량 변동 범위, 밸브 전후 최대 차압치 등 밸브의 재질과 내압·내구성에 직접 영향을 주는 조건을 고려해야 한다.

유체의 투명도는 밸브의 재질 선정이나 내압 성능과 아무런 관련이 없으므로 밸브 선정 시 고려사항에 해당하지 않는다.

3상유도전동기는 구조가 견고하고 취급·보수가 간단하며 가격이 저렴해 상수도용 펌프 구동용으로 가장 널리 사용된다.

동기전동기는 기동장치와 여자장치가 필요해 구조가 복잡하고, 직류전동기와 차동복권전동기는 정류자·브러시 관리 등 별도의 유지보수가 요구되어 일반적인 상수도 펌프 구동에는 잘 사용되지 않는다.

수용률은 최대수요전력을 설비용량으로 나눈 값으로, 설치된 수요설비가 실제로 동시에 얼마나 사용되는지를 나타내는 계수이다.

부등률은 개별 설비의 최대수요 발생 시점이 서로 어긋나는 정도를, 부하율은 평균부하와 최대부하의 비를 나타내는 계수로 수용률과는 구분된다.

인터록장치는 단로기가 부하 상태에서 잘못 개폐되거나 차단기와의 조작 순서가 어긋나는 등 오조작으로 개폐되는 것을 기계적·전기적으로 저지하기 위해 설치한다.

자동부하절환개폐기, 자동재폐로장치, 구분개폐기는 각각 정전 시 전원 절체, 고장 후 자동 재투입, 사고 구간 구분을 위한 설비로 오조작 방지 목적과는 다르다.

한국전기설비규정(KEC)상 기계기구의 철대·금속제 외함 접지를 생략할 수 있는 경우는 감전 위험이 작은 조건에 한정된다. 저압용 기계기구를 건조한 목재 마루 등 절연성 물건 위에서 취급하도록 시설하는 경우, 외함 없는 계기용변성기가 고무·합성수지 등 절연물로 피복된 경우, 철대 또는 외함 주위에 절연대를 설치한 경우가 이에 해당한다.

전압을 기준으로 한 생략 규정은 사용전압이 직류 300 V 또는 교류 대지전압 150 V 이하인 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우이다.

따라서 직류 150 V 또는 교류 대지전압 300 V 이상인 기계기구를 건조한 곳에 시설하는 경우라는 서술은 기준값과 부등호가 모두 뒤바뀐 것으로, 접지 생략 예외규정에 해당하지 않는다.

전력퓨즈는 릴레이나 변성기 없이 단독으로 고장전류를 검출·차단하고, 소형·경량에 구조가 간단하며 차단용량이 크다는 장점이 있다.

다만 전력퓨즈는 퓨즈 엘리먼트의 용단 특성에 따라 동작 특성이 고정되어 있어 동작시간-전류특성을 임의로 조절할 수 없다는 한계가 있으므로, 조절이 가능하다는 설명은 옳지 않다.

소비전력 $P = I^2 R$ 관계에서 저항 $R = \dfrac{P}{I^2}$이다.

$R = \dfrac{10{,}000\ \mathrm{W}}{(5\ \mathrm{A})^2} = \dfrac{10{,}000}{25} = 400\ \Omega$

따라서 이 저항의 크기는 400 Ω이다.

대기 중에 노출된 분말재료 저류조는 내부에 분진이 날리고 표면이 고르지 않아 접촉식 측정기로는 정확한 계면 높이 측정이 어렵다.

초음파식 측정기는 비접촉으로 표면까지의 거리를 측정하므로 이러한 분말 표면의 계면 높이 측정에 적합하다.

플로트식이나 차압식은 주로 액체의 수위 측정에 사용되고, 정전용량식은 재료의 유전율과 부착물 영향을 크게 받아 분진이 날리는 환경에서는 정확도가 떨어진다.

취수장은 원수의 수질 변동을 신속히 파악해 후속 정수공정의 약품주입을 조정해야 하는 지점으로, 탁도계를 설치해 원수 탁도를 상시 감시하는 것이 기본이다.

수온계, pH계, 알칼리도계도 수질관리에 활용될 수 있으나, 취수장의 기본계측기로 요구되는 것은 탁도계이다.

피뢰기는 낙뢰 등으로 전송선로에 유기된 이상전압(뇌서지)을 대지로 흘려보내 발신기·수신기 등 통신·계측 설비로 유입되는 것을 막는 보호기기이다.

제너배리어는 방폭지역의 본질안전회로 보호, 아이소레이터와 절연변환기는 신호 절연에 주로 사용되며, 뇌서지로부터의 직접적인 보호 목적과는 차이가 있다.

와류 유량계는 관로 내에 설치된 장애물(와류 발생체)에 액체가 부딪히면서 발생하는 소용돌이의 발생 빈도가 유속에 비례한다는 원리를 이용해 유량을 측정한다.

초음파 펄스가 흐름을 거슬러 대각선으로 가로지르는 데 걸리는 시간차를 이용하는 방식은 초음파 유량계, 흐름 속에 잠긴 프로펠러의 회전수를 이용하는 방식은 프로펠러(터빈)식 유량계, 코일로 자장을 발생시켜 유도기전력을 측정하는 방식은 전자유량계의 원리이다.

물질안전보건자료(MSDS)에는 화학제품과 회사에 관한 정보, 유해성·위험성, 구성성분의 명칭 및 함유량, 응급조치요령, 폭발·화재 시 대처방법, 누출 사고 시 대처방법, 취급 및 저장방법, 노출방지 및 개인보호구, 물리화학적 특성, 안정성 및 반응성, 독성에 관한 정보, 환경에 미치는 영향, 폐기 시 주의사항, 운송에 필요한 정보, 법적 규제현황, 그 밖의 참고사항 등 정해진 16개 항목이 포함된다.

'유통사에 관한 정보'는 이러한 법정 작성 항목에 규정되어 있지 않다.

고압가스 안전관리법상 사업자등이나 특정고압가스 사용신고자는 시설이나 제품과 관련해 사람이 사망하는 사고가 발생하면 지체 없이 시장·군수·구청장과 함께 한국가스안전공사에 그 사실을 통보해야 한다.

가스 생산·판매기관, 가스사고조사위원회, 산업통상자원부는 사고 처리·조사 과정에서 관련될 수 있으나, 법령상 사업자가 즉시 통보해야 하는 기관으로 규정된 것은 한국가스안전공사이다.

동점성계수(v)는 점성계수(μ)를 밀도(ρ)로 나눈 값으로 정의되며, 이를 식으로 나타내면 $v = \frac{\mu}{\rho}$이다. 점성계수는 유체의 절대 점성 정도를 나타내고, 동점성계수는 밀도의 영향을 제거한 운동학적 점성을 나타낸다. 따라서 정답은 $v = \frac{\mu}{\rho}$를 나타낸 1번이다.

유선(stream line)은 어느 한 순간에 유동장 내 유체입자들의 유속벡터에 접하는 접선들을 연결한 선으로 정의된다.

특정 입자가 이동해 간 경로를 연결한 선은 유적선, 일정시간 동안 한 지점을 통과한 입자들의 현재 위치를 연결한 선은 유맥선, 특정시간·특정단면에서 일직선을 이루던 입자들의 시간별 위치를 연결한 선은 유시선이라 하므로 유선과는 구분된다.

직사각형 예연위어의 유량은 월류수심의 $3/2$제곱에 비례한다.

$Q \propto H^{3/2}$이므로 상대오차는 $\dfrac{\Delta Q}{Q} = \dfrac{3}{2}\cdot\dfrac{\Delta H}{H}$로 전파된다.

$\dfrac{\Delta Q}{Q} = \dfrac{3}{2}\times 2\% = 3\%$이므로, 월류수심에 2 %의 오차가 있으면 측정 유량에는 3 %의 오차가 발생한다.

관을 가득 채운 정상류에서는 연속방정식 $A_1V_1 = A_2V_2$가 성립하며, 원형관의 단면적은 관경의 제곱에 비례한다.

$V_2 = V_1\left(\dfrac{D_1}{D_2}\right)^2 = 2\ \mathrm{m/s}\times\left(\dfrac{400}{200}\right)^2 = 2\times 4 = 8\ \mathrm{m/s}$

따라서 하류측 관로의 단면평균유속은 8 m/s이다.

관수로 내 마찰로 인한 에너지 손실(마찰손실수두)은 Darcy-Weisbach 공식으로 산정한다.

이 공식은 $h_f = f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{V^2}{2g}$ 형태로, 관마찰계수와 관의 길이·관경·유속으로 손실수두를 계산한다.

Francis 공식은 사각위어의 유량 산정에, Darcy 법칙은 다공질 매체 내 지하수의 침투유속 산정에, Dupuit 공식은 우물 양수 시 지하수면 해석에 사용되므로 관수로 마찰손실 산정과는 목적이 다르다.

오리피스를 통한 유량계수는 단면수축계수와 유속계수의 곱으로 정의된다. 즉, $C_d = C_a \times C_v$이다. 단면수축계수 $C_a$는 실제 수축된 단면적과 오리피스 단면적의 비이고, 유속계수 $C_v$는 실제 유속과 이상적 유속의 비이며, 유량계수 $C_d$는 실제 유량과 이상적 유량의 비를 나타낸다. 정답 2번의 식 $C_d = C_a \cdot C_v$가 이 관계를 올바르게 표현한다.

밀도의 차원은 질량/체적이므로 [ML⁻³]로 ㄱ은 옳다. 면적의 차원은 [L²]로 ㄷ도 옳다. 가속도는 속도/시간이므로 [LT⁻²]가 되어야 하는데 ㄴ은 [LT⁻¹]로 잘못되었다. 유량(체적유량)은 체적/시간이므로 [L³T⁻¹]가 되어야 하는데 ㄹ은 [MT⁻¹]로 잘못되었다. 따라서 옳지 않은 것은 ㄴ, ㄹ이다.

Darcy-Weisbach 공식 $h_f = f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{V^2}{2g}$에 주어진 값을 대입한다.

$h_f = 0.01\times\dfrac{10}{0.1}\times\dfrac{1^2}{2\times 9.8}$

$h_f = 0.01\times 100\times 0.0510 \approx 0.051\ \mathrm{m}$

따라서 마찰손실수두는 약 0.051 m이다.

여과속도는 여과유량을 여과면적으로 나눈 값이다.

$v = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{1{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{50\ \mathrm{m^2}} = 20\ \mathrm{m/d}$

따라서 이 여과지의 여과속도는 20 m/d이다.

표면부하율은 침전지 수면적당 유입유량이므로, 유입유량은 표면부하율에 수면적(폭×길이)을 곱해 구한다.

수면적 $A = 5\ \mathrm{m}\times 10\ \mathrm{m} = 50\ \mathrm{m^2}$이고, $Q = v_o \times A = 50\ \mathrm{m/d}\times 50\ \mathrm{m^2} = 2{,}500\ \mathrm{m^3/d}$이다.

유효수심은 체류시간 계산에 쓰이는 값으로 표면부하율 계산에는 사용되지 않으므로, 이 침전지의 유입유량은 2,500 m³/d이다.

직사각형 개수로의 최적수리단면은 같은 단면적으로 최대 유량을 흘려보낼 수 있는 단면, 즉 윤변이 최소가 되는 단면이다.

단면적 $A = bh$가 일정할 때 윤변은 $P = b + 2h = \dfrac{A}{h} + 2h$이고, 이를 $h$에 대해 최소화하면 $b = 2h$를 얻는다.

따라서 수심과 수로폭의 관계는 $h = \dfrac{b}{2}$, 즉 수로폭이 수심의 2배가 되는 단면이 최적수리단면이다.

레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비로 정의되는 무차원수로, 관수로 흐름이 층류·천이류·난류 중 어떤 상태인지를 구분하는 기준으로 이용된다.

관성력과 중력의 비로 나타내는 무차원수는 프루드수이므로, 레이놀즈수를 관성력과 중력의 비로 설명하는 것은 옳지 않다.

관수로 흐름의 손실은 관 벽면과의 마찰에 의한 손실(주손실)과, 밸브·급확대·급축소·굴곡 등 관로 형상 변화에 의한 미소손실(부손실)로 구분된다.

체크밸브에 의한 손실, 단면의 급축소·급확대에 의한 손실은 모두 미소손실에 해당하지만, 관내 마찰에 의한 손실은 미소손실이 아니라 주손실로 분류되므로 옳지 않은 설명이다.

프루드수는 유체의 관성력과 중력의 비로 정의되는 무차원수이다.

프루드수가 1이면 한계류, 1보다 크면 사류, 1보다 작으면 상류로 구분되므로 이 설명들은 옳다.

반면 관성력과 점성력의 비로 나타내는 무차원수는 레이놀즈수이므로, 프루드수를 관성력과 점성력의 비로 설명하는 것은 옳지 않다.

혼화지의 속도경사(G)는 $G = \sqrt{\dfrac{P}{\mu V}}$로 정의되며, 동력 $P$, 혼화지의 부피 $V$, 물의 점성계수 $\mu$에 의해 결정되는 교반강도 지표이다.

물의 점성계수는 수온에 따라 변하므로 속도경사는 수온의 영향도 함께 받는다.

따라서 속도경사가 물의 점성계수에 영향을 받지 않는다는 설명은 옳지 않다.

수격현상은 배관 내 유속이 급격히 변할 때 발생하는 압력 급변 현상으로, 역지밸브 설치, Flywheel 설치, 큰 관을 사용해 유속을 낮추는 방법 등으로 경감시킬 수 있다.

반면 관 내 최저압력이 증기압보다 낮아지면 물기둥 분리와 공동현상이 일어나 재결합 시 오히려 더 큰 충격압이 발생한다. 따라서 최저압력이 증기압보다 작아지도록 유지하는 것은 수격현상 경감 방법이 아니라 반드시 피해야 할 조건이다.

펌프의 소요동력은 $P(\mathrm{kW}) = \dfrac{\gamma \cdot Q \cdot H}{102 \times \eta}$로 구한다.

$P = \dfrac{1{,}000\ \mathrm{kgf/m^3}\times 0.5\ \mathrm{m^3/s}\times 11.5\ \mathrm{m}}{102\times 0.8}$

$P = \dfrac{5{,}750}{81.6} \approx 70.4\ \mathrm{kW}$

따라서 이 펌프에 필요한 동력은 약 70.4 kW이다.

펌프의 비속도는 토출량의 제곱근에 비례하고 전양정의 3/4제곱에 반비례하는 형태, 즉 $N_s=N\dfrac{Q^{1/2}}{H^{3/4}}$ 로 나타낸다.

비속도는 어떤 펌프를 유량 1㎥/min, 전양정 1m를 내도록 축소했다고 가정했을 때의 회전수로 상사법칙에서 유도된다. 같은 형식의 펌프끼리는 크기가 달라도 비속도가 같고, 값이 커질수록 축류·사류형, 작아질수록 원심형에 가깝다.

나머지 형태가 성립하지 않는 이유는 다음과 같다.

• 전양정을 분자에 올린 식은 양정이 높을수록 비속도가 커진다는 뜻이 되어, 고양정·소유량 펌프일수록 비속도가 작아지는 실제 경향과 어긋난다.
• 전양정의 지수를 4/3로 둔 식은 상사법칙에서 나오는 지수 3/4과 다르다.

동력의 차원은 [ML²T⁻³]이며, 제시된 [MLT⁻¹]은 동력의 차원이 아니다.

동력은 단위시간당 에너지이므로 $P = \dfrac{W}{t}$이고, 에너지의 차원 $[ML^2T^{-2}]$를 시간 $[T]$로 나누면 $[ML^2T^{-3}]$가 된다.

단위로 kW나 Hp(마력)를 사용하는 것과 단위시간에 사용하는 에너지의 양이라는 설명은 모두 동력에 대한 옳은 내용이다.

펌프 토출량 제어방법으로 압력 제어는 해당하지 않는다.

토출량 제어는 회전속도 제어(인버터), 운전대수 제어, 밸브 개도 제어(교축) 등을 통해 직접 유량을 조절하는 방식으로 이루어진다.

압력은 유량 제어의 결과로 변화하는 값이지, 압력 자체를 제어 대상으로 삼아 토출량을 조절하는 일반적 방식은 아니다.