23년 1회차

pH 조정제 주입률 결정 시 부유물질 농도는 직접적인 고려 인자가 아니다.

pH 조정제 주입률은 원수의 수소이온농도(pH)와 알칼리도, 그리고 알칼리도를 소모하는 응집제 주입률을 함께 고려하여 정한다.

부유물질 농도는 오히려 응집제 주입률을 정할 때 고려하는 인자에 해당한다.

일반적인 정수처리공정과 비교해 응집공정 및 침전공정이 생략되고, 원수의 수질변화가 크거나 최적응집제 주입량이 과다한 경우에는 적용이 어려우며, 관로 내에서 응집제를 주입해 짧은 반응시간으로 바로 여과하는 방식은 인라인여과이다. 직접여과는 침전공정만 생략하고 응집·여과는 거치는 방식이라 응집공정까지 생략되는 이 설명과는 다르다.

침전지의 침강효율은 표면부하율(수면적부하)에 의해 결정되며, 수심과는 무관하다.

이상적 침전이론에 따르면 침강효율은 $\dfrac{Q}{A}$(유량/침전지 표면적)로 정해지므로, 체류시간을 늘리기 위해 수심을 깊게 하는 것은 침강효율 향상과 직접적인 관계가 없다.

• 경사판을 설치하면 유효 침전면적이 늘어나 효율이 향상된다.
• 무거운 플록을 형성하면 침강속도가 빨라져 효율이 향상된다.
• 중간에서 상징수를 유출시켜 유효 유량을 줄이면 표면부하율이 낮아져 효율이 향상된다.

알칼리제 저장설비의 용량은 연속주입의 경우 30일분 이상으로 하여야 하므로, 20일분 이상이라는 설명은 옳지 않다.

응집약품 저장설비의 용량은 계획정수량에 최대주입률을 곱하여 산정하며, 응집제는 30일분 이상, 응집보조제는 10일분 이상으로 한다.

알칼리제는 주입 형태에 따라 나누어, 간헐주입은 10일분 이상, 연속주입은 그보다 긴 30일분 이상을 확보하도록 정하고 있다.

완속여과에서 원수 탁도가 30 NTU 이상인 경우에는 응집용 약품주입설비 등 전처리시설이 요구된다.

완속여과는 원칙적으로 저탁도 원수(대체로 10 NTU 이하)를 대상으로 하는 방식으로, 생물막에 의한 자연정화에 의존한다.

탁도가 크게 높아지면 생물여과만으로 처리가 어려워지므로, 응집·침전 등 전처리 공정을 위한 약품주입설비를 별도로 갖추어야 한다.

완속여과의 장점은 여과층 표면에 증식하는 미생물군(생물막)이 부유물질뿐 아니라 용해성물질까지 생물학적으로 처리할 수 있다는 점이다.

• 미생물 작용을 위해서는 오히려 충분한 용존산소가 필요하므로, 용존산소농도가 매우 낮아도 된다는 설명은 옳지 않다.
• 용존산소농도가 매우 낮은 상태에서 철·망간 처리가 가능하다는 설명도 완속여과 생물처리의 특성과 맞지 않는다.
• 완속여과는 고탁도 원수에는 적합하지 않아, 유입수 탁도가 20 NTU를 초과하면 정상적인 여과가 어렵다.

급속여과지 역세척 방식을 정할 때 유입 유기탄소 농도는 직접적인 고려 사항이 아니다.

역세척 방식은 유입 플록의 성상과 양, 여과속도, 여과지속시간(여과주기) 등 여과지 운전 조건에 따라 정해진다.

유기탄소 농도는 소독부산물 생성능 등 수질 관리 항목이지 역세척 방식 결정과는 직접 관련이 없다.

소화기계 수인성감염병 유행 시 수도꼭지에서 유지해야 하는 최소 결합잔류염소는 $1.8\ \mathrm{mg/L}$이다.

평상시에는 유리잔류염소 $0.1\ \mathrm{mg/L}$(결합잔류염소 $0.4\ \mathrm{mg/L}$) 이상을 유지하지만, 수인성감염병 유행 등 오염 우려가 있는 경우에는 유리잔류염소 0.4mg/L(결합잔류염소 1.8mg/L) 이상으로 강화하여 유지해야 한다.

전염소처리는 정수처리 공정 전단계인 원수 취수 후 착수 단계에서 이루어지므로, 염소제 주입지점은 취수시설과 도수관로이다. 여과지나 침전지는 이미 처리 공정이 진행된 이후 단계이므로 전염소처리 지점이 아니다. 따라서 ㄴ(도수관로), ㄷ(취수시설)이 옳은 답이다.

여과지 1지당 필요 여과지면적은 70 m²이다.

전체 필요 여과면적은 $A = \dfrac{Q}{v} = \dfrac{70{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{100\ \mathrm{m/d}} = 700\ \mathrm{m^2}$이다.

이를 운영지수 10지로 나누면 $\dfrac{700}{10} = 70\ \mathrm{m^2}$이 1지당 필요면적이 된다.

유리잔류염소 중 살균력이 가장 큰 것은 HOCl(차아염소산)이다.

같은 유리잔류염소인 $OCl^-$(차아염소산이온)에 비해 비해리 상태인 HOCl이 세포막 투과가 쉬워 살균력이 훨씬 크다.

NHCl₂, NH₂Cl과 같은 결합잔류염소(클로라민류)는 살균력이 유리잔류염소보다 약하다.

염소가스 누출 시 일반적으로 사용하는 중화제는 수산화나트륨이다.

수산화나트륨(가성소다) 수용액은 누출된 염소가스를 흡수·중화시켜 확산을 막는 데 사용된다.

황산알루미늄과 황산은 응집제·산으로 염소 중화와 무관하며, 염화나트륨 역시 중화 작용을 하지 않는다.

액화염소 저장설비의 용기는 40℃ 이하로 유지해야 하므로, 20℃ 이하로 유지한다는 설명은 옳지 않다.

직사광선을 피하고 온도가 급격히 상승하지 않도록 관리하는 것이 목적이며, 기준온도는 20℃가 아니라 40℃이다.

저장조를 2기 이상 두고 1기를 예비로 하는 것, 저장량을 1일 사용량의 10일분 이상으로 하는 것, 비보냉식 구조에 조작대를 설치하는 것은 모두 옳은 설명이다.

배출수 처리 중 기계식 탈수방법에 해당하지 않는 것은 천일건조법이다.

천일건조법은 건조상에 슬러지를 펼쳐 자연증발·침투로 수분을 제거하는 자연 탈수방법으로, 기계 장치를 사용하지 않는다.

벨트프레스, 진공여과, 조립탈수는 모두 기계적 힘을 이용해 탈수하는 기계식 방법이다.

탈수 후 부피는 탈수 전 부피의 25%이다.

슬러지 내 고형물량은 탈수 전후 변하지 않으므로 $V_1(1-0.95) = V_2(1-0.80)$이 성립한다.

정리하면 $\dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{0.05}{0.20} = 0.25$이므로 탈수 후 부피는 25%로 줄어든다.

농축조의 용량은 계획슬러지량의 24~48시간분을 표준으로 하며, 고형물부하는 10~20 kg/m²·day를 기준으로 설계한다.

정수처리공정에서 전염소처리는 비소를 직접 제거하는 방법에 해당하지 않는다.

비소는 주로 응집처리, 활성알루미나 흡착, 이산화망간 흡착 등을 통해 제거한다.

전염소처리는 유기물 산화, 철·망간 산화, 냄새 제거 등에 활용되는 공정으로 비소 자체의 제거를 목적으로 하는 방법은 아니다.

정수처리 소독부산물인 THMs(트리할로메탄)에 해당하지 않는 화합물은 CH₂Cl₂(디클로로메탄)이다.

트리할로메탄은 메탄 한 개의 탄소에 할로겐 원자 3개가 결합한 $CHX_3$ 구조의 화합물로, 클로로포름($CHCl_3$), 브로모포름($CHBr_3$), 디브로모클로로메탄($CHClBr_2$) 등이 이에 속한다.

CH₂Cl₂는 할로겐이 2개뿐인 디할로메탄으로 트리할로메탄류가 아니다.

양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 배열하고 전류를 흘려 농축수와 희석수를 분리하는 해수담수화 방식은 전기투석법이다.

이온교환막의 선택투과성을 이용해 전기적 힘으로 이온을 이동시켜 담수와 농축수를 나누는 원리이다.

역삼투법은 압력차를 이용한 막분리, 다중효용법과 다단플래쉬법은 증발을 이용한 증류식 담수화 방식이라는 점에서 원리가 다르다.

입상활성탄(GAC)은 흡착탑 등 별도의 시설이 필요하다는 설명이 옳다.

입상활성탄은 접촉조나 흡착탑에 충전하여 원수를 통과시키는 방식으로 운용되므로, 기존 시설에 바로 주입할 수 있는 분말활성탄과 달리 별도 시설이 요구된다.

입상활성탄 표면에는 미생물이 번식(생물활성탄)할 수 있고, 사용 후 재생하여 재사용할 수 있으며, 정상적으로 관리되면 유출로 인한 흑수 발생은 자주 일어나지 않는다.

먹는물수질공정시험기준상 '찬 곳'에 해당하지 않는 것은 18℃±1℃의 항온항습기이다.

'찬 곳'은 따로 규정이 없는 한 0℃~15℃의 장소를 의미하므로, 4℃의 냉장고, 10~15℃의 어두운 곳, 0~10℃의 항온수조는 모두 이 범위에 포함된다.

18℃±1℃는 이 범위를 벗어나므로 '찬 곳'에 해당하지 않는다.

0.1N 200mL와 0.1M 100mL에 녹아 있는 NaOH의 질량은 순서대로 0.8g, 0.4g이다.

NaOH는 1가 물질이므로 노르말농도와 몰농도가 같다. $0.1\ \mathrm{N} \times 0.2\ \mathrm{L} = 0.02\ \mathrm{mol}$이고, 질량은 $0.02 \times 40 = 0.8\ \mathrm{g}$이다.

$0.1\ \mathrm{M} \times 0.1\ \mathrm{L} = 0.01\ \mathrm{mol}$이므로 질량은 $0.01 \times 40 = 0.4\ \mathrm{g}$이다.

보존기간이 서로 다른 항목끼리 짝지어진 것은 암모니아성질소–질산성질소이다.

암모니아성질소는 산을 첨가해 비교적 장기간 보존이 가능한 반면, 질산성질소는 냉장 상태에서 단기간 내 분석해야 하여 두 항목의 보존기간이 서로 다르다.

페놀류–불소, 색도–탁도, 아연–알루미늄은 각각 보존기간이 서로 동일하게 규정되어 있다.

CT 계산값 산정을 위해 소독제 접촉시간을 이론적으로 구할 때는 추적자 시험결과가 필요하지 않다.

이론적 접촉시간은 정수지의 유효(사용)용량, 시간당 최대통과유량, 그리고 정수지 형상(장폭비)에 따른 환산계수 $(T_{10}/T)$를 이용해 계산한다.

추적자 시험은 실제로 물의 흐름을 추적해 실측 접촉시간을 구하는 방법으로, 이론적 산정 방식과는 구분된다.

옳은 것은 ㄱ, ㄹ이다. ㄱ. 원수 1L 또는 2L를 각형 자(jar)에 채우고 교반날개(임펠러)의 주변속도를 약 40cm/s로 조정하는 것은 표준적인 자-테스트 방법으로 옳다.

ㄹ. 폴리염화알루미늄(PAC) 등을 희석한 응집제 용액은 시간이 경과하면 가수분해되어 백탁(白濁)이 발생하므로, 이 경우 정확한 응집효과 판정이 어려워 새로 조제한 용액을 사용해야 하며 이 점을 판단 기준으로 삼는다는 설명은 옳다.

• ㄴ: 급속교반 후 완속교반으로 전환하는 순서가 실제와 반대로 서술되어 있어 틀리다(급속교반으로 응집제를 분산시킨 후 완속교반으로 플록을 성장시키는 것이 정상 순서).
• ㄷ: 응집효과를 얻지 못했을 때 사용한 응집제의 최댓값이 아니라 최적 주입량(최소값 부근의 적정값)을 재검토해야 하므로 틀리다.

제타전위는 입자 자체가 가진 전하량이 아니라, 입자 표면을 둘러싼 전기이중층의 전단면에서 나타나는 전위이므로 크기에 상관없이 일정하다는 설명은 옳지 않다.

제타전위는 입자를 전해질 용액에 넣고 전류를 통하게 하여 입자가 이동하는 정도로 측정하며, 용액 구성성분의 성질에 따라 값이 달라지는 한계가 있다.

원수 수질 변화에 따른 제타전위 측정값은 응집제 주입률을 자동으로 보정하는 데에 활용될 수 있다.

건조감량 분석절차에서 시료를 넣은 평형 칭량병은 110℃~120℃에서 3시간 건조한다.

건조 후에는 데시케이터에서 방냉한 다음 칭량하여 건조 전후 질량 차이로 건조감량을 구한다.

광역상수도 정수장에서 매일 1회 이상 검사하는 항목이 아닌 것은 총트리할로메탄(THMs)이다.

냄새, 맛, 잔류염소는 정수장에서 매일 1회 이상 검사해야 하는 항목에 해당한다.

총트리할로메탄은 소독부산물로서 매일보다 긴 주기로 검사하도록 정해져 있어 매일 검사 항목과는 구분된다.

맛·냄새 측정을 담당하는 사람은 극히 예민한 사람이 아니라 보통 수준의 감각을 가진 사람이 적합하다.

극단적으로 예민하거나 둔감한 사람은 판정에 편차를 일으킬 수 있어 시험자로 적합하지 않다.

지오스민, 2-MIB가 맛·냄새에 영향을 준다는 점, 분석시료를 40~50℃에서 측정하는 점, 소독으로 인한 맛·냄새는 평가에서 제외한다는 점은 모두 옳은 설명이다.

염소주입량은 염소요구량 + 잔류염소농도로 구성된다. 염소주입농도(mg/L) = 염소주입량(kg/d) ÷ 처리수량(m³/d) × 1,000 = $50 / 10000 \times 1000 = 5$ mg/L이므로, 염소요구량 = 주입농도 − 잔류염소농도 = $5 - 1.0 = 4$ mg/L이다.

먹는물수질공정시험기준상 잔류염소의 표준 측정방법은 DPD 분광법이다.

DPD(디에틸-p-페닐렌디아민) 시약과의 발색 반응을 이용해 흡광도를 측정함으로써 유리 및 결합잔류염소를 구분해 정량한다.

색도계법, EDTA 적정법(경도 측정용), 연속흐름법은 잔류염소의 표준 측정방법이 아니다.

용액의 농도를 (1→10)으로 표시할 경우, 고체 1g 또는 액체 1mL를 용매에 녹여 전체 양을 10mL로 하는 비율을 나타낸 것이 옳은 설명이다.

십억분율은 ppb, $\mu\mathrm{g/L}$, $\mu\mathrm{g/kg}$ 등으로 표시하며 mg/L은 백만분율(ppm) 표시에 쓰인다.

분석용 저울은 0.1mg까지 달 수 있어야 하며, 절대온도 0K는 $-273^\circ\mathrm{C}$에 해당한다.

샘물등의 개발허가 변경 시 주된 영업소의 소재지 변경은 변경허가 사항이 아니다.

개발의 위치, 개발의 면적, 취수계획량은 허가받은 개발 내용 자체를 바꾸는 사항이므로 변경허가를 받아야 한다.

영업소 소재지 변경은 개발 내용과 무관한 사업자 정보 변경으로, 변경허가와는 별도의 절차로 처리된다.

지하수법상 지하수는 지표수를 포함한 다른 수자원과 상호 균형을 이루도록 관리되어야 하므로, 지표수를 제외한다는 설명은 옳지 않다.

지하수관리의 기본원칙은 지하수를 현재와 미래 세대를 위한 공적 자원으로 보고, 수질·수량뿐 아니라 사회·경제·자연환경을 종합적으로 고려하며, 공공이익 증진에 적합하도록 보전·관리하는 것이다.

지하수법상 지하수개발·이용허가의 유효기간은 5년이다.

허가받은 자는 유효기간 만료 전에 연장허가를 받아 계속 이용할 수 있다.

지하수법령상 지형 여건상 원상복구할 필요가 없다고 시장·군수·구청장이 인정하는 경우에는 원상복구 의무가 면제된다.

지하수의 개발·이용을 종료한 경우, 신고효력이 상실된 경우, 수질불량으로 개발·이용할 수 없는 경우는 원칙적으로 원상복구를 하여야 하는 사유에 해당한다.

다만 행정청이 지형 여건 등을 고려하여 원상복구가 불필요하다고 인정하면 예외적으로 복구 의무가 면제된다.

먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙상 염지하수의 방사능 기준 항목은 세슘(Cs-137)이다.

염지하수에만 적용되는 방사능 기준에는 세슘(Cs-137), 스트론튬(Sr-90), 삼중수소가 규정되어 있다.

셀레늄은 방사능이 아니라 건강상 유해영향 무기물질 항목으로 관리되며, 토륨(Th-90)·라듐(Ra-88)은 원자번호를 질량수처럼 붙인 표기로 기준 항목이 아니다.

수도사업자에 대한 기술적·재정적 지원 책무는 특별시장·광역시장·도지사 등 시·도지사에게 부여되어 있으므로, 광역시의 '군수'가 그 책무를 진다는 설명은 옳지 않다.

수도법의 목적은 수도에 관한 종합계획을 수립하고 수도를 적정·합리적으로 설치·관리하여 공중위생을 향상시키고 생활환경을 개선하는 것이다.

일반수도사업자는 수도를 계획적으로 정비하고 합리적으로 경영해야 하며, 공업용수도사업자는 수돗물을 안전하고 적정하게 공급하도록 노력해야 한다는 책무도 함께 규정되어 있다.

정수시설 사고나 수돗물 공급 정지 시 공지사항은 주민이 실제 대응에 필요한 정보 위주로 구성되며, 수질측정자료 자체는 공지 대상이 아니다.

공지에는 오염에 따른 건강상 위해 가능성과 주민의 행동요령, 문의를 위한 담당자의 연락처가 포함되어야 한다.

측정 데이터를 그대로 공개하기보다, 주민이 이해하고 행동할 수 있는 형태의 정보를 제공하는 것이 공지의 목적이다.

상수도관망 중점관리지역은 노후관, 분기점, 급수 말단 등 수질악화 우려 지역으로서 특별 관리가 필요한 구간이며, 이 지역의 수질측정항목은 수도법령(수도법 시행규칙)에서 암모니아성질소, 아연, 염소이온, 탁도, 철, 망간 등으로 정하고 있다. 색도는 정수장 출수 시점의 기본 수질항목으로 관리되지만, 관망 내 이상 감지를 위한 중점관리지역의 측정항목에는 포함되지 않는다. 따라서 정답은 2번이다.

자연유하식(중력식) 정량주입설비는 압력을 가하지 않고 수위차만으로 약품을 흘려보내므로, 유량을 조절하는 오리피스를 이용해 정량 주입한다.

• 플런저펌프는 피스톤을 기계적으로 왕복시켜 정량 주입하는 방식이다.
• 원심력펌프는 토출압이 유량에 따라 변해 자연유하식 정량주입에는 부적합하다.
• 이젝터는 부압(진공)을 이용해 약품을 흡입·혼합하는 방식이다.

급속혼화방식은 수류식, 기계식, 펌프확산식 등으로 구분되며, 중력식은 급속혼화 방식의 분류에 해당하지 않는다.

• 수류식은 관내 급확대·급축소 등에 의한 난류를 이용한다.
• 기계식은 교반기(믹서)로 기계적 힘을 가해 혼화한다.
• 펌프확산식은 펌프의 토출수류를 이용해 약품을 확산·혼화한다.

역세척 효과가 충분하지 않으면 여재 내부에 남은 오염물질이 뭉쳐 머드볼(mud ball)이 형성된다.

머드볼은 여과층의 균일성을 해치고 여과 성능을 떨어뜨리는 대표적인 역세척 불량 징후이다.

배출지(농축조 등)의 설계기준상 지수는 2지 이상으로 하고, 1지의 용량은 1회 여과지 및 입상활성탄지 세척배출수량과 역세척배수량을 합한 수량 이상으로 해야 한다(ㄱ, ㄹ 옳음). 유효수심은 통상 3~5 m 정도로 하므로 ㄴ의 5~8 m는 틀리고, 고수위에서 벽체 상단까지의 여유고는 30 cm 이상이 일반적이므로 ㄷ의 50 cm 이하도 옳지 않다.

가압탈수기의 여과포는 폐색(눈막힘)이 적은 재질을 선정해야 안정적인 탈수 성능을 유지할 수 있다.

반대로 여과포는 강도와 내구성이 커야 하고, 사용 중 팽창·수축은 작아야 하며, 탈수여액의 청징도는 높아야 한다.

침전지에서 배출되는 슬러지는 짧은 시간에 다량으로 배출되므로, 이를 우선 받아들이는 배슬러지지가 배출량 조정 시설로 쓰인다.

배슬러지지에 모인 슬러지는 이후 농축조, 탈수기 등 후속 공정으로 일정한 유량으로 이송된다.

오존주입량 제어에는 오존 처리 공정과 직접 관련된 항목이 필요하며, 경도는 오존주입 제어와 무관한 수질항목이다.

• 오존주입농도는 주입되는 오존의 농도를 나타낸다.
• 잔류오존농도는 반응 후 남은 오존량으로 소독 효과 판단에 쓰인다.
• 처리수량은 오존 주입률 산정의 기준이 되는 유량이다.

긴급차단밸브의 공기압식 구동장치는 압축공기의 힘으로 밸브를 개폐하는 에어모터를 사용한다.

감속기는 회전력을 조절하는 부속품, 유압모터는 유압식 구동장치, 스트로크 리밋스위치는 밸브 위치를 검출하는 계측 부속에 해당한다.

펌프의 제원은 전양정, 구경, 회전속도 등 펌프의 성능과 규격을 결정짓는 항목을 검토하여 정하며, 용량계수는 이러한 검토 항목에 해당하지 않는다.

정수지에서 정수처리가 끝난 물을 배수지로 이송하는 펌프는 송수펌프이다.

• 취수펌프는 수원에서 원수를 끌어올리는 펌프이다.
• 배수펌프는 배수지에서 배수구역(수용가)으로 물을 보내는 펌프이다.
• 가압펌프는 관로 중간에서 압력이 부족한 구간의 수압을 보강하는 펌프이다.

상수도용 감압용 밸브에는 유량과 압력을 조절할 수 있는 버터플라이밸브, 콘밸브, 볼밸브 등이 쓰이며, 체크밸브는 역류 방지가 목적이므로 감압용 밸브에 해당하지 않는다.

시료수를 증발시켜 휘발성 물질을 기화시키고 가스크로마토그래피로 성분 농도를 측정하는 수질계기는 VOC계이다.

유막검지기와 유분모니터는 수면의 기름막을, 입자계수기는 부유입자 수를 측정하는 계기로 측정 원리가 다르다.

유효전력은 피상전력에 역률을 곱해 구하며, $P = P_a \times \cos\theta$이다.

$P = 600\ \mathrm{kVA} \times 0.95 = 570\ \mathrm{kW}$로, 이 수변전설비의 유효전력은 570 kW이다.

사고를 실제로 차단·제거하는 조치는 차단기(CB)가 수행하며, 보호계전기는 사고를 검출해 차단기에 동작 신호를 보내는 역할을 한다.

따라서 보호계전기가 계통의 사고 제거 등의 조치를 직접 수행한다는 설명은 옳지 않다.

검출부(CT·PT·ZCT·GPT)의 역할, 과전류계전기의 단락·과부하 검출 기능, 보호계전시스템에 요구되는 정확성·신속성·선택성은 모두 맞는 설명이다.

수변전설비 인입구의 전력퓨즈-부하개폐기 조합에서 부하개폐기(LBS)는 퓨즈 중 한 상이 용단되면 나머지 상도 함께 개방시켜 결상을 방지하는 기능을 갖는다.

고장구간자동개폐기와 자동재폐로개폐기는 배전선로의 고장구간을 자동으로 분리·복구하는 설비이고, 자동부하절환개폐기는 정전 시 예비전원으로 전환하는 설비로 결상 방지와는 목적이 다르다.

수질 변화가 적어 염소요구량이 일정하다면, 유입 유량에 비례해 미리 설정된 주입률로 염소를 투입하는 유량비례제어가 적합하다.

피드백제어와 피드포워드제어는 잔류염소 등 수질 변화를 실시간으로 반영해 주입량을 보정하는 방식이며, 캐스케이드제어는 두 개의 제어루프를 조합한 방식이다.

고감도 탁도계에는 미세한 산란광을 검출하는 투과산란광식(레이저·가시광)과 표면산란광식이 있다.

입자계수기는 빛의 산란 정도(탁도)가 아니라 개별 입자의 크기와 개수를 세는 계측기로, 탁도계로 분류하지 않는다.

제시된 특성은 1 : 1 대향 방식을 가리킨다.

기지국과 자국을 하나씩 직접 마주 보게 연결한 가장 단순한 구성이어서 TM/TC 계통의 기본형으로 불리고, 감시·제어 대상이 한 곳뿐인 소규모 정수·배수시설에 적합하다. 회선과 장치가 이중화되어 있지 않으므로 기지국이 고장나면 계통 전체가 정지한다는 설명도 그대로 맞는다.

나머지 구성은 대상이 여러 곳으로 늘어난 경우에 쓰는 확장형이다.

• 1 : 1 회선을 여러 조로 묶은 방식은 자국마다 전용회선을 따로 두는 형태여서 소규모시설용 기본형이라 할 수 없다.
• 기지국 하나가 여러 자국을 차례로 호출하는 방식이나 여러 기지국의 정보를 한 곳으로 모으는 방식은 모두 자국·기지국이 복수인 중대규모 계통을 전제로 한다.

유해화학물질 실내 보관시설의 부속설비는 물질의 이송·계측·정전기 방지 등 취급 안전과 직접 관련된 설비로 구성되며, 소음방지설비는 이에 해당하지 않는다.

• 밸브·관·펌프 등 이송 관련 설비는 물질 이동에 필요한 부속설비이다.
• 온도·압력·유량을 지시·기록하는 자동제어 관련 설비는 상태 감시를 위한 부속설비이다.
• 정전기 제거장치는 화재·폭발 예방을 위한 부속설비이다.

흰 바탕에 빨간 마름모 테두리를 두르고 그 안에 해골과 교차한 뼈를 그린 표지가 급성독성물질 경고에 해당한다.

산업안전보건법령의 경고표지 가운데 화학물질 관련 표지는 GHS 그림문자와 같은 마름모꼴을 쓰며, 해골 도안은 삼키거나 흡입하면 단시간에 치명적일 수 있음을 나타낸다.

나머지 그림은 각각 다른 표지다.

• 빨간 마름모 안에서 원 위로 불꽃이 타오르는 도안은 산화성 물질 경고로, 스스로 타기보다 다른 물질의 연소를 돕는 성질을 뜻한다.
• 노란 삼각형 안에 검은 번개가 그려진 것은 고압전기 경고이고, 노란 삼각형 안에 느낌표가 있는 것은 특정 위험을 지정하지 않은 위험장소 경고다.

개수로의 유량측정에는 위어(예연위어, 광정위어)와 파샬플룸이 널리 쓰인다.

노즐은 관수로(폐수로)에서 압력차를 이용해 유량을 측정하는 장치로, 개수로 유량측정 장치에 해당하지 않는다.

옳은 것은 ㄴ, ㅁ이다. ㄴ. 벤츄리미터는 관로 축소부 전후의 단면에서 압력수두차를 측정하여 유량을 산정하는 도구로 옳은 설명이다.

ㅁ. 엘보미터는 엘보(곡관) 내측과 외측의 압력수두차를 측정하여 유량을 계산하는 도구로 옳은 설명이다.

• ㄱ: 관 오리피스에서 오리피스계수는 일반적으로 1보다 작은 값을 사용하므로 틀리다.
• ㄷ: 예연위어는 위어판 하류측에 수심이 발생하도록 설치하는 것이 원칙이라 설명이 틀리다.
• ㄹ: 콜형 유속계와 프로펠러형 유속계는 회전수를 이용해 유속을 측정하는 도구이지 접촉유속을 측정하는 것이 아니므로 틀리다.

에너지손실을 무시하면 유출구 유속은 수면과 유출구의 낙차만으로 정해지므로 $v=\sqrt{2gH_1}$ 이다.

그림에서 수조 수면은 기준면 위 H₁, 사이폰 정점은 기준면 위 H₂, 유출구 E는 기준면과 같은 높이다. 수면(대기압, 유속 거의 0)과 유출구 E(대기압)에 베르누이식을 세우면
$H_1=\dfrac{v^2}{2g}$
$v=\sqrt{2gH_1}$
로 정리된다.

정점 높이 H₂는 유속을 바꾸지 않는다. 사이폰 정점은 압력이 가장 낮아지는 지점이어서 공동현상 발생 여부를 좌우할 뿐이므로, H₂만으로 쓰거나 두 높이를 더하고 뺀 형태는 에너지 관계식에서 나오지 않는다.

관수로의 마찰손실수두는 달시-바이스바흐 식 $h_f = f \dfrac{L}{D} \dfrac{v^2}{2g}$로 구한다.

$h_f = 0.015 \times \dfrac{150}{0.15} \times \dfrac{4.9^2}{2 \times 9.8}$

$h_f = 0.015 \times 1000 \times 1.225 = 18.375\ \mathrm{m}$로, 마찰손실수두는 약 18.375 m이다.

에너지는 힘($MLT^{-2}$)에 거리($L$)를 곱한 물리량이므로, MLT계 차원은 $ML^2T^{-2}$이다.

비누방울은 안팎 두 개의 표면을 가지므로 내외부 압력차는 $\Delta P = \dfrac{4\sigma}{r}$로, 표면장력에 비례한다.

반지름 $r$이 일정한 상태에서 압력차가 2배로 증가하면, 표면장력도 같은 비율로 2배 증가한다.

마찰속도는 $u_* = v\sqrt{\dfrac{f}{8}}$로 구한다.

$u_* = 3 \times \sqrt{\dfrac{0.08}{8}} = 3 \times \sqrt{0.01} = 3 \times 0.1 = 0.3\ \mathrm{m/s}$로, 마찰속도는 0.3 m/s이다.

Chezy 평균유속공식 $V=C\sqrt{RI}$ 는 Darcy-Weisbach 마찰손실공식을 관수로 흐름에 대해 정리하면 그대로 얻어진다.

Darcy-Weisbach 식은 $h_L=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$ 이고, 동수경사 $I=\dfrac{h_L}{L}$ 와 원형 만관의 경심 관계 $D=4R$ 를 대입하면 $I=\dfrac{f}{4R}\dfrac{V^2}{2g}$ 가 된다.

이를 유속에 대해 풀면 $V=\sqrt{\dfrac{8g}{f}}\sqrt{RI}$ 이므로, Chezy 계수 $C=\sqrt{8g/f}$ 가 마찰손실계수 f에서 직접 나온다는 점이 핵심이다.

• Bernoulli 에너지방정식은 손실을 고려하지 않는 이상유체의 에너지 보존식이라 마찰항이 없다.
• 연속방정식은 질량보존을 나타내는 식이어서 유속과 단면적의 관계만 준다.
• Euler 운동방정식은 점성을 무시한 유체의 운동방정식이므로 마찰손실이 들어가지 않는다.

한계류는 일정한 유량에 대해 비에너지가 최소가 되는 흐름 상태를 말하며, 이때 프루드수는 1.0이다.

프루드수가 1.0보다 큰 흐름은 사류(supercritical flow)이고, 흐름특성이 시간·공간에 따라 변하는지 여부는 부등류·부정류를 구분하는 별개의 개념이다.

유량이 일정할 때 연속방정식 $A_1 v_1 = A_2 v_2$가 성립하며, 관로 단면적은 직경의 제곱에 비례한다.

$v_2 = v_1 \left(\dfrac{D_1}{D_2}\right)^2 = 4 \times \left(\dfrac{200}{400}\right)^2 = 4 \times 0.25 = 1.0\ \mathrm{m/s}$로, 확대관의 평균유속은 1.0 m/s이다.

표면부하율은 $V_0 = \dfrac{Q}{A}$로 구하며, 침전지 수면적 $A$는 $50 \times 20 = 1{,}000\ \mathrm{m^2}$이다.

$V_0 = \dfrac{15{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{1{,}000\ \mathrm{m^2}} = 15\ \mathrm{m/d}$

$15\ \mathrm{m/d} = \dfrac{15{,}000\ \mathrm{mm}}{1{,}440\ \mathrm{min}} = 10.4\ \mathrm{mm/min}$로, 이 침전지의 표면부하율은 약 10.4 mm/min이다.

하겐-포아죄유 흐름(층류)에서 관 내 전단응력은 중심에서 0이고 벽면에서 최대이며, 반경 방향으로 선형으로 분포한다: $\tau(r) = \tau_w \dfrac{r}{R}$

관 반경은 $R = 150\ \mathrm{mm}$이고, 벽면에서 10 cm 떨어진 지점은 중심에서 $r = 150 - 100 = 50\ \mathrm{mm}$ 되는 곳이다.

$\tau = 60 \times \dfrac{50}{150} = 20\ \mathrm{N/m^2}$로, 그 지점의 전단응력은 20 N/m²이다.

스토크스 법칙은 $v = \dfrac{g(\rho_s-\rho)d^2}{18\mu}$이며, 입자가 구형이고 항력계수가 레이놀즈수만의 함수가 되는 층류 영역(저 레이놀즈수)에서 성립한다.

침강속도는 입자와 액체의 비중차·입자직경의 제곱에 비례하고 액체의 점성에는 반비례하므로, 나머지 설명들은 스토크스 법칙의 관계를 반대로 서술한 것이다.

급축소 손실수두는 축소된 관(하류측) 유속을 기준으로 $h_L = C \dfrac{v_2^2}{2g}$로 구한다.

축소관 단면적 $A_2 = \dfrac{\pi}{4}(0.2)^2 = 0.0314\ \mathrm{m^2}$, 유속 $v_2 = \dfrac{Q}{A_2} = \dfrac{0.2}{0.0314} = 6.37\ \mathrm{m/s}$

$h_L = 0.3 \times \dfrac{6.37^2}{2 \times 9.8} = 0.3 \times 2.07 = 0.62\ \mathrm{m}$로, 급축소 손실수두는 약 0.62 m이다.

공동현상은 펌프 흡입측 압력이 포화증기압 이하로 낮아질 때 발생하므로, 펌프 설치위치를 낮추고 흡입수두를 작게 하여 유효흡입수두(NPSH)를 충분히 확보하는 것이 방지 방법이다.

• 펌프 회전수를 크게 하면 흡입측 압력저하가 커져 공동현상이 오히려 촉진된다.
• 흡입관 직경을 작게 하면 유속이 빨라져 압력손실이 커진다.
• 흡입측 밸브를 닫아 유량을 조절하면 흡입측 손실수두가 늘어 위험이 커진다.

펌프의 비속도는 $N_s = N \dfrac{\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$로 구하며, 유량 $Q$는 m³/min 단위를 사용한다.

$Q = 74\ \mathrm{m^3/h} = 1.233\ \mathrm{m^3/min}$

$N_s = 1{,}000 \times \dfrac{\sqrt{1.233}}{11^{3/4}} = 1{,}000 \times \dfrac{1.111}{6.04} = 184$로, 이 펌프의 비속도는 약 184이다.

펌프의 직렬운전과 병렬운전 중, 관로 저항이 커서 양정 확보가 중요한 경우에는 직렬운전이, 유량 확보가 중요한 경우에는 병렬운전이 유리하다.

• 병렬운전은 양수량 변화가 크고 양정 변화가 작은 관로에 적합하며, 반대로 서술한 설명은 옳지 않다.
• 병렬운전의 운전점 양수량은 관로저항 때문에 단독운전 양수량의 2배보다 작다.
• 관로저항곡선의 구배가 급한 곳에는 병렬운전이 아니라 직렬운전이 유리하다.

직렬운전에서는 같은 유량에서 두 펌프의 양정이 더해지므로, 운전점의 양정을 단독운전 양정의 2배로 보고 구하는 것이 기본 개념이다.

수격작용으로 인한 부압(음압) 발생을 막으려면, 압력이 떨어지는 구간에 물을 보충해줄 수 있는 한방향형 조압수조(one-way surge tank)를 토출측 관로에 설치한다.

완폐형 체크밸브나 부관(by-pass)부 체크밸브는 주로 밸브 급폐쇄에 따른 정압 상승을 완화하는 대책이며, 관로에 물을 역류시키는 방법은 수격 방지책으로 쓰이지 않는다.

Chick-Watson식에 직접 들어가는 변수는 미생물 개체수, 소독제 농도, 접촉시간 세 가지다.

식은 $\ln\dfrac{N}{N_0}=-k\,C^{\,n}\,t$ 로 쓰며, 여기서 $N_0$ 와 $N$ 은 소독 전후의 미생물 개체수, $C$ 는 소독제 농도, $t$ 는 접촉시간, $n$ 은 희석계수다.

온도는 식의 변수가 아니라 소독속도상수 k의 크기를 좌우하는 인자다. 수온이 오르면 k가 커져 같은 CT값으로도 소독효율이 높아지지만, 온도 자체가 항으로 등장하지는 않는다.

펌프의 축동력은 $P = \dfrac{\rho g Q H}{\eta}$로, 유량 $Q$가 클수록 축동력도 커지므로 유량에 비례한다.

따라서 유량에 반비례한다는 설명은 옳지 않다. 축동력은 전양정에 비례하고 펌프 효율에는 반비례하며, 단위로 kW나 HP를 사용한다는 설명은 모두 맞다.