[환경기능사 필기] 13년 1회차
설비보전기능사 필기 기출문제

13년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
설비보전기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

13년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 세정집진장치중 스로트부 가스속도가 60~90m/s 정도인 것은?
1충전탑
2분무탑
3제트스크러버
4벤츄리스크러버
정답 및 해설

스로트(목)부의 가스속도가 60~90 m/s에 이르는 세정집진장치는 벤츄리스크러버이다.

벤츄리스크러버는 좁아지는 목부에서 가스를 고속으로 가속시켜 액적과의 충돌·응집을 극대화하는 방식으로, 충전탑·분무탑·제트스크러버보다 훨씬 빠른 유속을 사용한다.

문제 2
사이클론의 집진효율을 높이는 블로다운 효과를 위해 호퍼부에서 처리가스량의 몇 %정도를 흡인하는가?
10.1~0. 5%
25~10%
3100~120%
4150~180%
정답 및 해설

사이클론의 블로다운 효과는 호퍼부에서 처리가스량의 5~10%를 흡인할 때 나타난다.

블로다운은 호퍼 하부의 더스트 포집구에서 일부 가스를 강제로 배출시켜 먼지의 재비산을 막고 집진효율을 높이는 방식이다.

문제 3
다음 중 산성비에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1독일에서 발생한 슈바르츠발트(검은 숲이란 뜻)의 고사현상은 산성비에 의한 대표적인 피해이다.
2바젤협약은 산성비 방지를 위한 대표적인 국제협약이다.
3산성비에 의한 피해로는 파르테논 신전과 아크로폴리스 같은 유적의 부식 등이 있다.
4산성비의 원인물질로 H2SO4, HCI, HNO3 등이 있다.
정답 및 해설

바젤협약은 산성비가 아니라 유해폐기물의 국가 간 이동을 규제하기 위한 국제협약이다.

독일 슈바르츠발트의 고사현상과 파르테논 신전·아크로폴리스 유적의 부식은 산성비 피해의 대표적 사례이며, 산성비의 주요 원인물질로는 H2SO4\mathrm{H_2SO_4}, HCl\mathrm{HCl}, HNO3\mathrm{HNO_3} 등이 꼽힌다.

문제 4
바람을 일으키는 3가지 힘에 해당하지 않는 것은?
1응집력
2전향력
3마찰력
4기압경도력
정답 및 해설

응집력은 바람을 일으키는 힘에 해당하지 않는다.

바람을 발생시키는 주요 힘은 기압경도력, 전향력(코리올리 힘), 마찰력 세 가지이며, 응집력은 이와 무관한 개념이다.

문제 5
다음 중 일반적으로 배기가스의 입구처리속도라 증가하면 제저효율이 커지며, 블로다운 효과와 관련된 집진 장치는?
1중력집진장치
2원심력집진장치
3전기집진장치
4여과집진장치
정답 및 해설

입구처리속도가 커질수록 집진효율이 높아지고 블로다운 효과와 관련되는 장치는 원심력집진장치이다.

원심력집진장치(사이클론)는 가스 속도가 빠를수록 원심력이 커져 집진효율이 향상되며, 호퍼부 가스 일부를 빼내는 블로다운으로 먼지의 재비산을 억제한다.

문제 6
화학흡착의 특성에 해당되는 것은? (단, 물리흡착과 비교)
1온도범위가 낮다.
2흡착열이 낮다.
3여러 층의 흡착층이 가능하다.
4흡착제의 재생이 이루어지지 않는다.
정답 및 해설

흡착제가 재생되지 않는 것은 화학흡착의 특성이다.

화학흡착은 흡착질과 흡착제 사이에 화학결합이 형성되는 비가역 반응이라 재생이 어렵다. 반면 낮은 온도범위, 낮은 흡착열, 다층 흡착 가능성은 모두 물리흡착의 특성이다.

문제 7
다음 중 주로 광화학반응에 의하여 생성되는 물질은?
1CH4
2PAN
3NH3
4HC
정답 및 해설

PAN은 대기 중 광화학반응으로 생성되는 대표적인 2차 오염물질이다.

탄화수소와 질소산화물이 자외선을 받아 반응하면서 PAN(과산화아세틸질산염)이 만들어지며, CH4·NH3·HC는 배출원에서 직접 나오는 1차 오염물질이다.

문제 8
일산화탄소의 특성으로 옳지 않은 것은?
1무색, 무취의 기체이다.
2물에 잘녹고, CO2로 쉽게 산화된다.
3연료 중 탄소의 불완전 연소 시에 발생한다.
4헤모글로빈과의 결합력이 강하다.
정답 및 해설

일산화탄소는 물에 잘 녹지 않으며, CO2로 쉽게 산화되지도 않는다.

CO는 화학적으로 비교적 안정한 무색·무취 기체로 탄소의 불완전연소 시 발생하며, 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 훨씬 강해 인체에 유해하다.

문제 9
집진장치에 관한 설명으로 옳은 것은?
1사이크론은 여과집진장치에 해당된다.
2중력집진장치는 고효율 집진장치에 해당된다.
3여과집진장치는 수분이 많은 먼지처리에 적합하다.
4전기집진장치는 코로나 방전을 이용하여 집진하는 장치이다.
정답 및 해설

전기집진장치는 코로나 방전을 이용해 입자를 대전시켜 포집하는 장치이다.

  • 사이클론은 여과집진장치가 아니라 원심력집진장치이다.
  • 중력집진장치는 고효율이 아니라 저효율 집진장치에 속한다.
  • 여과집진장치는 여과포가 막히기 쉬워 수분이 많은 먼지 처리에는 적합하지 않다.
문제 10
액화천연가스의 주성분은?
1나프타
2메탄
3부탄
4프로판
정답 및 해설

액화천연가스(LNG)의 주성분은 메탄이다.

나프타·부탄·프로판은 LPG나 석유화학 원료로 주로 쓰이는 물질이며, LNG는 천연가스를 냉각·액화한 것으로 메탄이 대부분을 차지한다.

문제 11
탄소 12kg을 완전연소 시키는데 필요한 이론 산소량(Sm3)은?
111.2
222.4
353.3
4106.7
정답 및 해설

탄소 12kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론산소량은 22.4 Sm³이다.

완전연소 반응 C+O2→CO2\mathrm{C+O_2\rightarrow CO_2}에서 탄소 1kmol(12kg)마다 산소 1kmol이 필요하다.
표준상태 기체 몰부피 22.4 Sm3/kmol22.4\ \mathrm{Sm^3/kmol}을 적용하면 12 kg÷12 kg/kmol×22.4 Sm3/kmol=22.4 Sm312\ \mathrm{kg}\div12\ \mathrm{kg/kmol}\times22.4\ \mathrm{Sm^3/kmol}=22.4\ \mathrm{Sm^3}이 된다.

문제 12
건조한 대기의 구성성분 중 질소 , 산소 다음으로 많은 부피를 차지하고 있는 것은?
1아르곤
2이산화탄소
3네온
4오존
정답 및 해설

건조 공기 중 질소, 산소 다음으로 많은 성분은 아르곤이다.

건조 대기는 부피 기준으로 질소 약 78%, 산소 약 21%, 아르곤 약 0.9% 순으로 구성되며, 이산화탄소·네온·오존은 그보다 훨씬 적은 비중을 차지한다.

문제 13
다음 대기오염물질 중 1차 생성오염물질인 것은?
1CO2
2PAN
3O3
4H2O2
정답 및 해설

이산화탄소는 배출원에서 직접 배출되는 1차 오염물질이다.

PAN, 오존, 과산화수소는 모두 대기 중에서 광화학반응 등을 거쳐 새로 생성되는 2차 오염물질에 해당한다.

문제 14
여과집진장치의 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1폭발성, 점착성 및 흡습성의 먼지제거에 매우 효과적이다.
2가스 온도에 따라 여재의 사용이 제한된다.
3수분이나 여과속도에 대한 적응성이 낮다.
4여과재의 교환으로 유지비가 고가이다.
정답 및 해설

여과집진장치는 폭발성·점착성·흡습성 먼지에는 오히려 적용이 곤란한 설비다.

이런 성상의 먼지는 여재를 눈막힘(blinding)시키거나 화재·폭발 위험을 키우기 때문에 습식(세정)이나 전기집진 방식이 더 적합하다.

반면 가스온도에 따라 사용 가능한 여재 재질이 제한되고, 수분·여과속도 변화에 대한 적응성이 낮으며, 여과재를 주기적으로 교체해야 해 유지비가 높다는 점은 여과집진장치의 실제 특성에 해당한다.

문제 15
수소가 15%, 수분이 0.5% 함유된 중유의 저위발열량이 10300Kcal/kg 일 때, 고위발열량은?
19487kcal/kg
210805kcal/kg
311113kcal/kg
412300kcal/kg
정답 및 해설

중유의 고위발열량은 저위발열량에 수소와 수분에 의한 증발잠열 보정값을 더하여 구한다.

Hh=Hl+600(9H+W)H_h = H_l + 600(9H + W)

수소 15%, 수분 0.5%를 대입하면 Hh=10300+600×(9×0.15+0.005)=10300+813=11113 kcal/kgH_h = 10300 + 600 \times (9 \times 0.15 + 0.005) = 10300 + 813 = 11113\ \mathrm{kcal/kg}이 된다.

문제 16
0.1M 수산화나트륨 용액의 농도는 몇 ppm인가?
140
2400
34000
440000
정답 및 해설

0.1M 수산화나트륨(NaOH) 용액의 농도는 4000ppm이 된다.

NaOH의 분자량은 40 g/mol40\ \mathrm{g/mol}이므로 0.1 mol/L×40 g/mol=4 g/L=4000 mg/L0.1\ \mathrm{mol/L} \times 40\ \mathrm{g/mol} = 4\ \mathrm{g/L} = 4000\ \mathrm{mg/L}이다.

묽은 수용액에서는 mg/L을 ppm과 같은 값으로 취급하므로 4000ppm이 된다.

문제 17
다음중 불소제거를 위한 폐수처리 방법으로 가장 적합한 것은?
1화학침전
2P/L 공정
3살수여상
4UCT 공정
정답 및 해설

불소(F⁻)는 대표적으로 화학침전법으로 제거한다.

칼슘염(소석회 등)을 주입해 난용성인 불화칼슘(CaF₂)을 생성시켜 침전 제거하는 방식이 널리 쓰인다.

P/L 공정과 UCT 공정은 질소·인 등 영양염류 제거를 목적으로 하는 고도처리 공법이고, 살수여상은 유기물(BOD) 제거를 위한 부착성장식 생물처리 공법이어서 불소 제거와는 관련이 없다.

문제 18
jar-test와 가장 관련이 깊은 것은?
1응집제 선정과 주입량 결정
2흡착제(물리, 화학) 선정과 적용
3경도결정
4최적 알카리도 선정
정답 및 해설

Jar-test(응집교반시험)는 응집제 종류 선정과 최적 주입량 결정을 위해 수행하는 시험이다.

비커별로 응집제 주입량을 달리해 교반한 뒤 플록 형성과 침강 상태를 비교해 최적 조건을 찾는다.

흡착제 선정, 경도 결정, 최적 알칼리도 선정은 각각 별도의 시험·분석 항목으로 jar-test의 목적과는 거리가 있다.

문제 19
다음 그래프는 하천에서 질소화합물의 분해과정이다. 이에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1유기물에 함유된 유기질소는 점차 무기 질소로 변한다.
2질산화 미생물에 이해 최종적으로 질산성 질소로 변한다.
3질산성 질소가 다량 검출되면 오염물질이 인근에서 배출되었다고 의심할 수 있다.
4유기 질소가 다량 검출되면 수인성 전염병을 유발하는 각종 세균의 존재 가능성을 의심할 수 있다.
정답 및 해설

질산성 질소는 오염 후 상당 시간이 지나 안정화된 최종 산물이므로, 질산성 질소가 많다는 것은 오히려 오염이 오래되고 먼 과거에(먼 곳에서) 발생했음을 의미하며 최근 인근에서 배출된 오염을 의심하는 지표가 될 수 없다.

그래프에서 시간 경과에 따라 유기질소 → 암모니아성 질소 → 아질산성 질소 → 질산성 질소 순으로 분해·산화가 진행된다. 반대로 암모니아성 질소나 유기질소가 많으면 오염이 최근에 발생했거나 인근에서 유입되었음을 시사한다.

유기질소는 분뇨 등 병원성 미생물과 함께 존재할 가능성이 높아 수인성 전염병균 오염 가능성을 시사한다는 설명은 타당하다.

문제 20
A식품제조공장에서 배출되고 있는 폐수의 BOD5값이 480mg/L 이고 , 탈산소계수가 0.2/day 라면 최종 BODu 값은? (단, 상용대수 적용)
1497mg/L
2517mg/L
3526mg/L
4533mg/L
정답 및 해설

탈산소계수를 상용대수로 적용할 때 최종 BOD(BODu)는 533mg/L 수준이 된다.

BOD5=BODu×(1−10−k1t)BOD_5 = BOD_u \times (1 - 10^{-k_1 t}) 관계에서 t=5t=5, k1=0.2/dayk_1=0.2/\mathrm{day}를 대입하면 1−10−0.2×5=1−10−1=0.91 - 10^{-0.2 \times 5} = 1 - 10^{-1} = 0.9이다.

따라서 BODu=4800.9=533 mg/LBOD_u = \dfrac{480}{0.9} = 533\ \mathrm{mg/L}이다.

문제 21
유기물을 호기성으로 완전분해 시 최종산물은?
1이산화탄소와 메탄
2일산화탄소와 메탄
3이산화탄소와 물
4일산화탄소와 물
정답 및 해설

유기물을 호기성으로 완전분해하면 최종 산물은 이산화탄소와 물이다.

호기성 미생물은 산소를 최종 전자수용체로 이용해 유기물을 산화시키며, 완전분해 시 탄소는 CO₂로, 수소는 H₂O로 전환된다.

메탄이 생성되는 것은 산소가 없는 혐기성 분해의 특징이므로 호기성 완전분해와는 구분된다.

문제 22
다음 중 활성슬러지공법으로 폐수를 처리하는 경우 침전성이 좋은 슬러지가 최종침전지에서 떠오르는 슬러지부상(sludge rising)을 일으키는 원인으로 가장 적합한 것은?
1층류 형성
2인온전도도 차
3탈질작용
4색도 차
정답 및 해설

최종침전지에서 침전성이 좋은 슬러지가 다시 떠오르는 슬러지 부상(sludge rising)의 대표적 원인은 탈질작용이다.

슬러지가 바닥에 오래 체류하면 혐기 상태에서 탈질균이 질산성 질소를 질소가스(N₂)로 환원시키고, 이 미세기포가 슬러지 플록에 붙어 부력을 만들어 떠오르게 한다.

층류 형성이나 전도도·색도 차이는 침전 효율에 영향을 줄 수는 있어도 이 부상 현상의 직접적 원인으로 보기는 어렵다.

문제 23
대표적인 부착성장식 생물학적 처리공법중의 하나로 미생물이 부착된 매체에 하수를 뿌려주어 유기물을 제거하는 공법은?
1산화지법
2소화조법
3살수여상법
4활성슬러지법
정답 및 해설

미생물이 부착된 매체(여재)에 하수를 살포해 유기물을 제거하는 대표적인 부착성장식 생물학적 처리 공법은 살수여상법이다.

여재 표면에 형성된 미생물막(biofilm)에 폐수를 흘려 접촉시키며 유기물을 분해하는 방식이다.

활성슬러지법은 부유성장식 공법이고, 산화지법·소화조법은 처리 방식이 달라 이 설명에 해당하지 않는다.

문제 24
A공장 폐수의 BOD가 800ppm 이다. 유입폐수량 1000m3/h 일 때 1일 BOD 부하량은? (단, 폐수의 비중은 1.0이고 24시간 연속가동한다. )
119.2 ton
220.2 ton
321.2 ton
422.2 ton
정답 및 해설

A공장 폐수의 1일 BOD 부하량은 약 19.2ton이다.

BOD 부하량은 농도와 유량을 곱해 구하며, 800 mg/L×1000 m3/h×24 h/day=800 g/m3×24000 m3/day800\ \mathrm{mg/L} \times 1000\ \mathrm{m^3/h} \times 24\ \mathrm{h/day} = 800\ \mathrm{g/m^3} \times 24000\ \mathrm{m^3/day}이다.

계산하면 19,200,000 g/day=19.2 ton/day19{,}200{,}000\ \mathrm{g/day} = 19.2\ \mathrm{ton/day}가 된다.

문제 25
<보기>와 같은 특성을 갖는 수원은?
1Cr
2Cu
3Hg
4Cd
문제 26
<보기>와 같은 특성을 갖는 수원은?
1호수
2하천수
3지하수
4바닷물
문제 27
아래 공정은 무기환원제에 의한 크롬 함유 폐수의 처리공정이다. 이에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1알카리를 주입하여 수산화물로 침전시켜 제거한다.
23가 크롬을 함유한 폐수는 NaClO 환원제를 사용하여 6가 크롬으로 환원시켜 처리한다.
3폐수의 색깔변화는 황색에서 청록색으로 변하므로 반응의 완결을 알 수있다.
4환원반응은 pH2~3이 적절하고 pH가 낮을수록 반응속도가 빠르나 비경제적이며 pH4이상이 되면 반응속도가 급격히 떨어진다.
정답 및 해설

"3가 크롬을 NaClO(산화제)로 6가 크롬으로 환원시킨다"는 설명은 환원과 산화가 뒤바뀐 잘못된 서술이다.

이 공정은 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시킨 후 알칼리로 수산화물 침전을 제거하는 처리법이다. 환원제로는 아황산수소나트륨(NaHSO3), 황산제일철(FeSO4) 등이 사용된다.

반응은 pH 2~3에서 효율이 높고 pH가 높아지면 반응속도가 급격히 떨어지며, 반응이 완결되면 폐수 색이 황색(6가 크롬)에서 청록색(3가 크롬)으로 변한다.

문제 28
입자의 침전속도 0.5m/day, 유입유량 50m3/day, 침전지표면적 50m2, 깊이 2m인 침전지에서의 침전효율은?
120%
250%
370%
490%
정답 및 해설

이 침전지의 침전효율은 50%이다.

표면부하율(수면적부하)은 QA=50 m3/day50 m2=1 m/day\dfrac{Q}{A} = \dfrac{50\ \mathrm{m^3/day}}{50\ \mathrm{m^2}} = 1\ \mathrm{m/day}이다.

입자 침전속도가 표면부하율보다 느리므로 제거율은 η=vsQ/A=0.51=0.5\eta = \dfrac{v_s}{Q/A} = \dfrac{0.5}{1} = 0.5, 즉 50%가 된다.

문제 29
살수여상 운전시 발생하는 일반적인 문제점으로 거리가 먼 것은?
1악취의 발생
2연못화 현상
3파리의 발생
4슬러지 팽화
정답 및 해설

살수여상은 여재에 부착된 생물막을 이용하는 공법으로, 슬러지 팽화(sludge bulking)는 이 공법의 전형적인 운전 문제로 보기 어렵다.

슬러지 팽화는 사상성 미생물의 과잉 번식으로 침강성이 나빠지는 현상으로, 주로 부유성장식인 활성슬러지 공법에서 문제가 된다.

  • 파리(여상파리)의 번식은 여재 표면 생물막에서 흔히 발생하는 문제다.
  • 연못화(ponding)는 여재 공극이 막혀 물이 고이는 현상으로 살수여상의 대표적 장애다.
  • 생물막이 부패하며 악취가 발생하는 것도 살수여상 운전에서 흔한 문제다.
문제 30
다음 중 비점오염원에 해당하는 것은?
1농경지
2세차장
3축산단지
4비료공장
정답 및 해설

비점오염원은 특정 배출구 없이 넓은 지역에서 강우 시 오염물질이 유출되는 오염원으로, 농경지가 대표적인 예다.

강우 시 농경지에서 토사, 비료, 농약 성분 등이 빗물과 함께 불특정 경로로 하천에 유입되므로 비점오염원으로 분류된다.

세차장, 축산단지, 비료공장은 배출구나 배출시설이 특정되는 경우가 많아 점오염원 관리 대상이 되는 경우가 일반적이다.

문제 31
바닷물(해수)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1해수는 수자원 중에서 97%이상을 차지하나 사용목적이 극히 한정되어 있는 실정이다.
2해수의 pH는 약8.2 정도로 약알칼리성을 띠고 있다.
3해수는 약전해질로 염소이온농도가 약 35ppm 정도이다.
4해수의 주요성분 농도비는 거의 일정하다.
정답 및 해설

해수에 대한 설명 중 약전해질이고 염소이온농도가 약 35ppm 정도라는 서술이 옳지 않다.

해수는 염류가 다량 녹아 있는 강전해질이며, 염소이온농도는 실제로 약 19,000mg/L 수준이다. 35라는 값은 해수의 전체 염분(salinity, 약 35‰)에 해당하는 수치이지 염소이온 농도가 아니다.

해수가 수자원의 97% 이상을 차지한다는 점, pH가 약 8.2의 약알칼리성이라는 점, 주요 성분의 농도비가 해역에 관계없이 거의 일정하다는 점(Marcet의 법칙)은 모두 해수의 실제 특성과 일치한다.

문제 32
물이 얼어 얼음이 되는 것과 같이 물질의 상태가 액체상태에서 고체 상태로 변하는 현상을 무엇이라 하는가?
1융해
2응고
3액화
4승화
정답 및 해설

액체가 고체로 바뀌는 현상은 응고라고 한다.

물이 얼어 얼음이 되는 것이 대표적인 예이며, 응고점(어는점)에서 열을 방출하며 상태가 변한다.

융해는 고체→액체, 액화는 기체→액체, 승화는 고체↔기체 간의 상태변화를 가리켜 이 현상과는 구분된다.

문제 33
0.01M 염산(HCI) 용액의 pH는 얼마인가? (단, 이농도에서 염산은 100% 해리한다. )
11
22
33
44
정답 및 해설

0.01M 염산 수용액의 pH는 2이다.

염산이 100% 해리하므로 [H+]=0.01 M=10−2 M[H^+] = 0.01\ \mathrm{M} = 10^{-2}\ \mathrm{M}이다.

따라서 pH=−log⁡[H+]=−log⁡(10−2)=2pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-2}) = 2가 된다.

문제 34
아래 그림은 물분자의 구조이다. 이와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?
1분자구조와 비극성의 효과로 작은 쌍극자를 갖는다.
2산소는 전기 음성도가 매우 커서 공유결합을 하고 있다.
3산소원자와 수소원자가 공유결합하고, 2개의 고립 전자쌍이 산소원자에 남아 있다.
4고립전자쌍은 서로 반발력을 형성하여 분자 모형은 105°의 각도를 가진다.
정답 및 해설

물 분자는 굽은형(104.5~105°) 구조로 O-H 결합의 쌍극자가 서로 상쇄되지 않아 큰 쌍극자모멘트를 갖는 극성 분자이다. 따라서 "분자구조와 비극성의 효과로 작은 쌍극자를 갖는다"는 설명은 틀린 설명이다. 산소는 전기음성도가 커서 수소와 극성 공유결합을 이루며, 산소에는 2개의 고립 전자쌍이 남아있고, 이 고립전자쌍 간의 반발력으로 결합각이 정사면체(109.5°)보다 좁은 105°가 된다.

문제 35
생물학적 고도처리 방법중 활성슬러지 공법의 포기조 앞에 혐기성조를 추가시킨 것으로 혐기성조, 호기성조로 구성되고 질소제거가 고려되지 않아 높은 효율의 N,P의 동시제거는 곤란한 공법은?
1A/O 공법
2A2/O 공법
3VIP 공법
4UCT 공법
정답 및 해설

포기조 앞에 혐기성조를 둔 구조로 혐기성조와 호기성조로만 구성되어 질소 제거 기작이 없는 공법은 A/O 공법이다.

A/O 공법은 혐기조에서 인 방출, 호기조에서 인 과잉섭취를 유도해 인(P) 제거에 초점을 맞춘 공법으로, 탈질을 위한 무산소조가 없어 질소 제거 효율은 낮다.

A²/O, VIP, UCT 공법은 무산소조를 포함해 질소와 인을 함께 제거하도록 설계된 고도처리 공법이라는 점에서 구분된다.

문제 36
혐기성 소화방법으로 쓰레기를 처분하려고 한다. 연료로 쓰일수 있는 가스를 많이 얻으려면 다음 중 어떤 성분이 특히 많아야 유리한가?
1질소
2탄소
3산소
4인
정답 및 해설

혐기성 소화로 연료용 가스(메탄)를 많이 얻으려면 원료에 탄소 성분이 풍부해야 유리하다.

메탄가스는 유기물 중 탄소가 미생물에 의해 분해되며 생성되므로, 탄소 함량이 높을수록 가스 발생량이 늘어난다.

질소, 산소, 인은 미생물 영양원이나 보조 성분으로 작용할 뿐, 가스 생성량을 직접 늘리는 주성분은 아니다.

문제 37
매립 시 발생되는 매립 가스 중 악취를 유발시키는 물질은?
1CH4
2CO2
3NH3
4CO
정답 및 해설

매립 가스 중 악취를 유발하는 물질은 암모니아(NH₃)이다.

매립가스의 주성분은 메탄과 이산화탄소이지만, 유기성 폐기물 분해 과정에서 부수적으로 생성되는 암모니아, 황화수소 등이 특유의 악취 원인이 된다.

메탄과 이산화탄소, 일산화탄소는 그 자체로는 악취를 유발하는 성분이 아니다.

문제 38
물의 증발잠열은 약 얼마인가? (단, 기준 0℃)
1300kcal/kg
2600kcal/kg
3900kcal/kg
41200kcal/kg
정답 및 해설

0℃ 기준 물의 증발잠열은 약 600kcal/kg이다.

이 값은 연료의 고위발열량과 저위발열량을 환산할 때 수소·수분의 기화에 따른 열량 보정 계수로도 널리 쓰이는 기준값이다.

문제 39
슬러지를 가열(210℃ 정도) 가압(120atm 정도)시켜 슬러지 내의 유기물이 공기에 의해 산화되도록 하는 공법은?
1가열건조
2습식산화
3혐기성산화
4호기성소화
정답 및 해설

슬러지를 약 210℃, 120atm 정도의 고온·고압 조건에서 산화시켜 처리하는 공법은 습식산화(wet oxidation)이다.

고온·고압 하에서 공기(산소)를 주입해 슬러지 내 유기물을 화학적으로 산화·분해시키는 방식으로, Zimmerman 공법으로도 불린다.

가열건조는 단순히 수분을 증발시키는 공법이고, 혐기성·호기성 소화는 미생물에 의한 생물학적 안정화 공법이라는 점에서 습식산화와 구분된다.

문제 40
다음 폐기물 분석항목 중 폐기물공정시험기준 상 원자흡수분광광도법으로 분석하는 것은?
1감염성미생물
2유기인
3폴리클로리네이티드비페닐
46가 크롬
정답 및 해설

폐기물공정시험기준상 원자흡수분광광도법(AAS)으로 분석하는 항목은 6가 크롬이다.

원자흡수분광광도법은 금속 성분을 정량하는 분석법으로, 크롬과 같은 중금속류 분석에 적용된다.

감염성미생물은 미생물학적 검사법, 유기인과 폴리클로리네이티드비페닐(PCB)은 기체크로마토그래피법으로 분석하므로 이 방법과는 거리가 있다.

문제 41
폐기물의 파쇄 작업시 발생하는 문제점과 가장 거리가 먼 것은?
1먼지발생
2폐수발생
3폭발발생
4소음,진동발생
정답 및 해설

폐기물 파쇄 작업에서 통상적으로 우려되는 문제점은 먼지·폭발·소음진동이며, 폐수 발생은 파쇄 공정의 전형적인 문제로 보기 어렵다.

파쇄기 가동 중 폐기물 입자가 비산하며 먼지가 발생하고, 가연성·인화성 물질이 섞여 있으면 충격으로 폭발이 일어날 수 있으며, 기계 마찰과 충격으로 소음·진동이 크게 발생한다.

폐수는 주로 세정·수처리 공정에서 발생하는 것으로 파쇄 작업 자체의 직접적인 부산물은 아니다.

문제 42
통상적으로 소각로의 설계기준이 되는 진발열량을 의미하는 것은?
1고위발열량
2저위발열량
3고위발열량과 저위발열량의 기하평균
4고위발열량과 저위발열량의 산술평균
정답 및 해설

소각로의 설계기준이 되는 진발열량은 저위발열량을 의미한다.

연소가스 중 수분이 응축되지 않고 수증기 상태로 배출되는 실제 연소 조건을 반영하므로, 소각로 설계 시에는 수증기의 증발잠열을 제외한 저위발열량을 기준으로 삼는다.

고위발열량은 수증기가 응축될 때 방출되는 잠열까지 포함한 값이어서 실제 소각로 운전 조건과는 차이가 있다.

문제 43
건조된 고형물(dry solid)의 비중이 1.42이고, 건조 이전의 dry solid 함량이 38%, 건조중량이 400kg 일 때, 슬러지케잌의 비중은?
11.32
21.28
31.21
41.13
정답 및 해설

이 슬러지케이크의 비중은 약 1.13이다.

고형물(TS) 비중과 수분(비중 1)의 혼합비를 이용한 식 100ρcake=TS%ρsolid+100−TS%ρwater\dfrac{100}{\rho_{cake}} = \dfrac{TS\%}{\rho_{solid}} + \dfrac{100-TS\%}{\rho_{water}}에 대입한다.

100ρcake=381.42+621=26.76+62=88.76\dfrac{100}{\rho_{cake}} = \dfrac{38}{1.42} + \dfrac{62}{1} = 26.76 + 62 = 88.76이므로 ρcake=10088.76≈1.13\rho_{cake} = \dfrac{100}{88.76} \approx 1.13이다.

문제 44
A폐기물의 조성이 탄소 42%, 산소 34%, 수소 8%, 황 2%, 회분 14%이었다. 이때 고위발열량을 구하면?
1약 4070kcal/kg
2약 4120kcal/kg
3약 4600kcal/kg
4약 4730kcal/kg
정답 및 해설

이 폐기물의 고위발열량은 약 4730kcal/kg이다.

Dulong식 Hh=8100C+34000(H−O8)+2500SH_h = 8100C + 34000\left(H - \dfrac{O}{8}\right) + 2500S에 탄소 42%, 수소 8%, 산소 34%, 황 2%(질량분율)를 대입한다.

Hh=8100×0.42+34000×(0.08−0.348)+2500×0.02=3402+1275+50=4727 kcal/kgH_h = 8100 \times 0.42 + 34000 \times \left(0.08 - \dfrac{0.34}{8}\right) + 2500 \times 0.02 = 3402 + 1275 + 50 = 4727\ \mathrm{kcal/kg}이다.

문제 45
다음 중 optical sorter(광학분류기)를 이용하기에 가장 적합한 것은?
1종이와 플라스틱의 분리
2색유리와 일반유리의 분리
3딱딱한 물질과 물렁한 물질의 분리
4유기물과 무기물의 분리
정답 및 해설

광학분류기(optical sorter)는 빛의 반사·투과 특성 차이를 이용해 분류하므로 색유리와 일반(무색)유리의 분리에 가장 적합하다.

색상별로 투과·반사되는 빛의 파장이 달라지는 원리를 이용해 센서가 유리 조각의 색을 감지하고 선별한다.

종이와 플라스틱, 유기물과 무기물의 분리는 재질 특성 차이를 이용하는 다른 선별법이 더 적합하고, 경도에 의한 분리도 광학적 방식과는 원리가 다르다.

문제 46
400000명이 거주하는 A지역에서 1주일 동안 8000m3의 쓰레기를 수거하였다. 이 지역의 쓰레기 발생원 단위가 1.37kg/인.일 이면 쓰레기 의 밀도(ton/m3)는?
10.28
20.38
30.48
40.58
정답 및 해설

이 지역 쓰레기의 밀도는 약 0.48ton/m³이다.

1주일간 발생하는 쓰레기 질량은 400000명×1.37 kg/인⋅일×7일=3,836,000 kg=3836 ton400000\text{명} \times 1.37\ \mathrm{kg/인 \cdot 일} \times 7\text{일} = 3{,}836{,}000\ \mathrm{kg} = 3836\ \mathrm{ton}이다.

같은 기간 수거된 부피가 8000m³이므로 밀도는 3836 ton8000 m3≈0.48 ton/m3\dfrac{3836\ \mathrm{ton}}{8000\ \mathrm{m^3}} \approx 0.48\ \mathrm{ton/m^3}이다.

문제 47
가로 1.2m, 세로 2m, 높이 12m 의 연소실에서 저위발열량이 12000kcal/kg인 중유를 1시간에 10kg씩 연소시킨다면 연소실의 열발생률은 얼마인가?
12888kcal/m3·hr
23742kcal/m3·hr
34167kcal/m3·hr
45644kcal/m3·hr
정답 및 해설

이 연소실의 열발생률은 약 4167kcal/m³·hr이다.

연소실 용적은 1.2×2×12=28.8 m31.2 \times 2 \times 12 = 28.8\ \mathrm{m^3}이고, 시간당 발생 열량은 10 kg/hr×12000 kcal/kg=120000 kcal/hr10\ \mathrm{kg/hr} \times 12000\ \mathrm{kcal/kg} = 120000\ \mathrm{kcal/hr}이다.

열발생률은 12000028.8≈4167 kcal/m3⋅hr\dfrac{120000}{28.8} \approx 4167\ \mathrm{kcal/m^3 \cdot hr}로 계산된다.

문제 48
다음 중 폐기물의 퇴비화 시 적정 C/N비로 가장 적합한 것은?
11~2
21~10
35~10
425~50
정답 및 해설

폐기물 퇴비화의 적정 C/N비는 25~50 범위가 가장 적합하다.

탄소원은 미생물의 에너지원으로, 질소원은 세포 합성에 쓰이는데, 이 범위를 벗어나 C/N비가 너무 낮으면 질소가 암모니아로 휘산돼 악취가 나고, 너무 높으면 분해 속도가 느려져 퇴비화가 지연된다.

문제 49
다음 중 적환장을 설치할 필요성이 가장 낮은 경우는?
1공기수송 방식을 사용하는 경우
2폐기물 수비에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우
3처분장이 원거리에 있어 도중에 불법 투기의 가능성이 있는 경우
4처분장이 멀리 떨어져 있어 소형차량에 의한 수송이 비경제적일 경우
정답 및 해설

폐기물 수집에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우는 적환장 설치의 필요성이 가장 낮다.

대형 컨테이너는 그 자체로 운반 효율이 높아 별도의 적환(옮겨싣기) 없이도 처분장까지 직접 수송이 가능하기 때문이다.

  • 공기수송 방식은 수송관 구조상 중간에 적환 설비가 필요한 경우가 많다.
  • 처분장이 멀어 소형차량 수송이 비경제적인 경우는 대형차량으로 옮겨 싣는 적환장이 필요하다.
  • 불법 투기 우려가 있는 원거리 노선에서는 감시가 쉬운 적환장을 거치는 것이 유리하다.
문제 50
하부로부터 가스를 주입하여 모래를 부상시켜 이를 가열하고 상부에서 폐기물을 주입하여 태우는 형식의 소각로는?
1고정상 소각로
2화격자 소각로
3유동층 소각로
4열분해 용융 소각로
정답 및 해설

하부에서 가스를 주입해 모래를 유동시키고 가열한 뒤, 상부에서 폐기물을 투입해 연소시키는 방식은 유동층 소각로이다.

고온으로 가열된 모래층이 유동하면서 폐기물과 활발히 접촉·혼합되어 균일한 연소가 이루어지는 것이 특징이다.

고정상·화격자 소각로는 화격자 위에서 폐기물을 이동시키며 태우는 방식이고, 열분해 용융 소각로는 산소를 제한한 열분해 후 용융시키는 방식이어서 구조가 다르다.

문제 51
다음 폐수처리법 중 고액분리방법이 아닌 것은?
1부상분리
2전기투석
3원심분리
4스크리닝
정답 및 해설

폐수처리법 중 고액분리 방법이 아닌 것은 전기투석이다.

전기투석은 이온교환막과 전위차를 이용해 용존 이온성 물질을 분리·농축하는 기술로, 고체와 액체를 물리적으로 분리하는 공정이 아니다.

부상분리, 원심분리, 스크리닝은 모두 고체(슬러지·부유물)를 액체와 물리적으로 분리하는 대표적인 고액분리 공정이다.

문제 52
슬러지의 안정화 방법으로 볼 수 없는 것은?
1혐기성 소화
2살수여상법
3호기성 소화
4퇴비화
정답 및 해설

슬러지 안정화 방법으로 볼 수 없는 것은 살수여상법이다.

살수여상법은 폐수 중의 유기물(BOD)을 제거하는 생물학적 폐수처리 공법이지, 발생한 슬러지를 안정화시키는 공법이 아니다.

혐기성 소화, 호기성 소화, 퇴비화는 모두 슬러지 내 유기물을 분해해 부패성을 낮추는 대표적인 슬러지 안정화 공법이다.

문제 53
혐기성 소화탱크에서 유기물 80%, 무기물 20%인 슬러지를 소화처리하여 소화슬러지의 유기물이 75%, 무기물이 25%가 되었다. 이때 소화효율은?
125%
245%
375%
485%
정답 및 해설

이 혐기성 소화탱크의 소화효율은 25%이다.

소화효율은 휘발성고형물/고정고형물(VS/FS) 비의 변화로 구하며, η=(1−VS2/FS2VS1/FS1)×100\eta = \left(1 - \dfrac{VS_2/FS_2}{VS_1/FS_1}\right) \times 100 식을 이용한다.

투입 슬러지는 VS1/FS1=80/20=4VS_1/FS_1 = 80/20 = 4, 소화 후 슬러지는 VS2/FS2=75/25=3VS_2/FS_2 = 75/25 = 3이므로 η=(1−34)×100=25%\eta = \left(1 - \dfrac{3}{4}\right) \times 100 = 25\%가 된다.

문제 54
유기성 폐기물 매립장(혐기성)에서 가장 많이 발생되는 가스는? (단, 정상상태(steady-state)이다. )
1일산화탄소
2이산화질소
3메탄
4부탄
정답 및 해설

혐기성 매립지에서 정상상태(steady-state)일 때 가장 많이 발생하는 가스는 메탄(CH₄)이다.

매립 초기에는 호기성 분해로 이산화탄소가 우세하지만, 산소가 고갈되고 혐기성 소화 단계로 넘어가면 유기물이 분해되며 메탄과 이산화탄소가 주로 발생하고, 정상상태에서는 메탄 비율이 더 높아진다.

  • 일산화탄소는 매립가스의 주성분이 아니다.
  • 이산화질소는 매립가스에서 유의미하게 발생하지 않는다.
  • 부탄은 매립가스의 주성분이 아니다.
문제 55
다양한 크기를 가진 혼합 폐기물을 크기에 따라 자동으로 분류할수 있으며, 주로 큰 폐기물로부터 후속 처리장치를 보호하기 위해 많이 사용되는 선별방법은?
1손 선별
2스크린 선별
3공기선별
4자석 선별
정답 및 해설

혼합 폐기물을 크기별로 자동 분류하고 큰 폐기물로부터 후속 처리장치를 보호하는 데 주로 쓰이는 선별방법은 스크린 선별이다.

트롬멜 스크린과 같은 회전 스크린은 개구 크기에 따라 폐기물을 자동으로 입도별로 분리하며, 대형 폐기물이 파쇄기 등 후속 장치에 들어가 손상을 주는 것을 막는 전처리 역할을 한다.

  • 손 선별은 인력으로 이물질을 골라내는 방식으로 자동 분류와는 무관하다.
  • 공기선별은 공기 흐름 속에서 밀도·공기저항 차이를 이용해 가벼운 것과 무거운 것을 나누는 방식이다.
  • 자석 선별은 철금속만을 선별하는 방식이다.
문제 56
진동수가 250Hz 이고, 파장이 5m 인 파동의 전파속도는?
150m/s
2250m/s
3750m/s
41250m/s
정답 및 해설

파동의 전파속도는 진동수와 파장의 곱으로 구하며, 이 파동의 전파속도는 1,250 m/s이다.

v=f×λ=250 Hz×5 m=1,250 m/sv = f \times \lambda = 250\ \mathrm{Hz} \times 5\ \mathrm{m} = 1{,}250\ \mathrm{m/s}

문제 57
어느 벽체의 입사음의 세기가 10-2W/m2 이고, 투과음의 세기가 10-4W/m2이었다. 이벽체의 투과율과 투과손실은?
1투과율= 10-2 투과손실=20dB
2투과율=10-2 투과손실=40dB
3투과율=102 투과손실=20dB
4투과율=102 투과손실=40dB
정답 및 해설

이 벽체의 투과율은 10−210^{-2}이고 투과손실은 20 dB이다.

투과율 τ\tau는 투과음 세기를 입사음 세기로 나눈 값이다.
τ=ItIi=10−410−2=10−2\tau = \dfrac{I_t}{I_i} = \dfrac{10^{-4}}{10^{-2}} = 10^{-2}

투과손실 TL은 투과율의 역수에 상용로그를 취해 10을 곱한 값이다.
TL=10log⁡1τ=10log⁡(102)=20 dBTL = 10\log\dfrac{1}{\tau} = 10\log(10^{2}) = 20\ \mathrm{dB}

문제 58
소음계의 성능기준으로 옳지 않은 것은?
1레벨레인지 변화기의 전환오차는 5dB 이내어야 한다.
2측정가능 주파수 범위는 31.5Hz ~ 8kHz 이상이어야 한다.
3측정가능 소음도 범위는 35 ~ 130dB 이상이어야 한다.
4지시계기의 눈금오차는 0.5dB 이내어야 한다.
정답 및 해설

소음계의 레벨레인지 변환기 전환오차는 5dB가 아니라 0.5dB 이내여야 하므로, 이 설명이 옳지 않다.

측정 가능 주파수 범위(31.5Hz~8kHz 이상), 측정 가능 소음도 범위(35~130dB 이상), 지시계기의 눈금오차(0.5dB 이내) 기준은 모두 소음계 성능기준에 부합하는 설명이다.

문제 59
하중의 변화에도 기계의 높이 및 고유진동수를 일정하게 유지 시킬수 있으며, 부하능력이 광범위하나 사용진폭이 적은 것이 많으므로 별도의 댐퍼가 필요한 경우가 많은 방진재는?
1방진고무
2탄성블럭
3금속스프링
4공기스프링
정답 및 해설

하중 변화에도 기계의 높이와 고유진동수를 일정하게 유지할 수 있고 부하능력이 넓은 범위에 걸쳐 있으나, 사용 진폭이 작아 별도의 댐퍼가 필요한 방진재는 공기스프링이다.

  • 방진고무는 하중 변화에 따라 높이와 고유진동수가 함께 변하기 쉽다.
  • 탄성블럭 역시 하중에 따라 특성 변화가 크다.
  • 금속스프링은 부하능력이 크고 내구성이 좋지만, 하중이 변하면 높이와 고유진동수가 함께 변한다.
문제 60
다음은 진동과 관련한 용어설명이다. ( ① ) 안에 알맞은 것은?
1진동레벨
2등감각곡선
3변위진폭
4진동수
시험지 불러오는 중…
설비보전기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
13년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 세정집진장치중 스로트부 가스속도가 60~90m/s 정도인 것은?
1충전탑
2분무탑
3제트스크러버
4벤츄리스크러버
정답 및 해설

스로트(목)부의 가스속도가 60~90 m/s에 이르는 세정집진장치는 벤츄리스크러버이다.

벤츄리스크러버는 좁아지는 목부에서 가스를 고속으로 가속시켜 액적과의 충돌·응집을 극대화하는 방식으로, 충전탑·분무탑·제트스크러버보다 훨씬 빠른 유속을 사용한다.

문제 2
사이클론의 집진효율을 높이는 블로다운 효과를 위해 호퍼부에서 처리가스량의 몇 %정도를 흡인하는가?
10.1~0. 5%
25~10%
3100~120%
4150~180%
정답 및 해설

사이클론의 블로다운 효과는 호퍼부에서 처리가스량의 5~10%를 흡인할 때 나타난다.

블로다운은 호퍼 하부의 더스트 포집구에서 일부 가스를 강제로 배출시켜 먼지의 재비산을 막고 집진효율을 높이는 방식이다.

문제 3
다음 중 산성비에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1독일에서 발생한 슈바르츠발트(검은 숲이란 뜻)의 고사현상은 산성비에 의한 대표적인 피해이다.
2바젤협약은 산성비 방지를 위한 대표적인 국제협약이다.
3산성비에 의한 피해로는 파르테논 신전과 아크로폴리스 같은 유적의 부식 등이 있다.
4산성비의 원인물질로 H2SO4, HCI, HNO3 등이 있다.
정답 및 해설

바젤협약은 산성비가 아니라 유해폐기물의 국가 간 이동을 규제하기 위한 국제협약이다.

독일 슈바르츠발트의 고사현상과 파르테논 신전·아크로폴리스 유적의 부식은 산성비 피해의 대표적 사례이며, 산성비의 주요 원인물질로는 H2SO4\mathrm{H_2SO_4}, HCl\mathrm{HCl}, HNO3\mathrm{HNO_3} 등이 꼽힌다.

문제 4
바람을 일으키는 3가지 힘에 해당하지 않는 것은?
1응집력
2전향력
3마찰력
4기압경도력
정답 및 해설

응집력은 바람을 일으키는 힘에 해당하지 않는다.

바람을 발생시키는 주요 힘은 기압경도력, 전향력(코리올리 힘), 마찰력 세 가지이며, 응집력은 이와 무관한 개념이다.

문제 5
다음 중 일반적으로 배기가스의 입구처리속도라 증가하면 제저효율이 커지며, 블로다운 효과와 관련된 집진 장치는?
1중력집진장치
2원심력집진장치
3전기집진장치
4여과집진장치
정답 및 해설

입구처리속도가 커질수록 집진효율이 높아지고 블로다운 효과와 관련되는 장치는 원심력집진장치이다.

원심력집진장치(사이클론)는 가스 속도가 빠를수록 원심력이 커져 집진효율이 향상되며, 호퍼부 가스 일부를 빼내는 블로다운으로 먼지의 재비산을 억제한다.

문제 6
화학흡착의 특성에 해당되는 것은? (단, 물리흡착과 비교)
1온도범위가 낮다.
2흡착열이 낮다.
3여러 층의 흡착층이 가능하다.
4흡착제의 재생이 이루어지지 않는다.
정답 및 해설

흡착제가 재생되지 않는 것은 화학흡착의 특성이다.

화학흡착은 흡착질과 흡착제 사이에 화학결합이 형성되는 비가역 반응이라 재생이 어렵다. 반면 낮은 온도범위, 낮은 흡착열, 다층 흡착 가능성은 모두 물리흡착의 특성이다.

문제 7
다음 중 주로 광화학반응에 의하여 생성되는 물질은?
1CH4
2PAN
3NH3
4HC
정답 및 해설

PAN은 대기 중 광화학반응으로 생성되는 대표적인 2차 오염물질이다.

탄화수소와 질소산화물이 자외선을 받아 반응하면서 PAN(과산화아세틸질산염)이 만들어지며, CH4·NH3·HC는 배출원에서 직접 나오는 1차 오염물질이다.

문제 8
일산화탄소의 특성으로 옳지 않은 것은?
1무색, 무취의 기체이다.
2물에 잘녹고, CO2로 쉽게 산화된다.
3연료 중 탄소의 불완전 연소 시에 발생한다.
4헤모글로빈과의 결합력이 강하다.
정답 및 해설

일산화탄소는 물에 잘 녹지 않으며, CO2로 쉽게 산화되지도 않는다.

CO는 화학적으로 비교적 안정한 무색·무취 기체로 탄소의 불완전연소 시 발생하며, 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 훨씬 강해 인체에 유해하다.

문제 9
집진장치에 관한 설명으로 옳은 것은?
1사이크론은 여과집진장치에 해당된다.
2중력집진장치는 고효율 집진장치에 해당된다.
3여과집진장치는 수분이 많은 먼지처리에 적합하다.
4전기집진장치는 코로나 방전을 이용하여 집진하는 장치이다.
정답 및 해설

전기집진장치는 코로나 방전을 이용해 입자를 대전시켜 포집하는 장치이다.

  • 사이클론은 여과집진장치가 아니라 원심력집진장치이다.
  • 중력집진장치는 고효율이 아니라 저효율 집진장치에 속한다.
  • 여과집진장치는 여과포가 막히기 쉬워 수분이 많은 먼지 처리에는 적합하지 않다.
문제 10
액화천연가스의 주성분은?
1나프타
2메탄
3부탄
4프로판
정답 및 해설

액화천연가스(LNG)의 주성분은 메탄이다.

나프타·부탄·프로판은 LPG나 석유화학 원료로 주로 쓰이는 물질이며, LNG는 천연가스를 냉각·액화한 것으로 메탄이 대부분을 차지한다.

문제 11
탄소 12kg을 완전연소 시키는데 필요한 이론 산소량(Sm3)은?
111.2
222.4
353.3
4106.7
정답 및 해설

탄소 12kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론산소량은 22.4 Sm³이다.

완전연소 반응 C+O2→CO2\mathrm{C+O_2\rightarrow CO_2}에서 탄소 1kmol(12kg)마다 산소 1kmol이 필요하다.
표준상태 기체 몰부피 22.4 Sm3/kmol22.4\ \mathrm{Sm^3/kmol}을 적용하면 12 kg÷12 kg/kmol×22.4 Sm3/kmol=22.4 Sm312\ \mathrm{kg}\div12\ \mathrm{kg/kmol}\times22.4\ \mathrm{Sm^3/kmol}=22.4\ \mathrm{Sm^3}이 된다.

문제 12
건조한 대기의 구성성분 중 질소 , 산소 다음으로 많은 부피를 차지하고 있는 것은?
1아르곤
2이산화탄소
3네온
4오존
정답 및 해설

건조 공기 중 질소, 산소 다음으로 많은 성분은 아르곤이다.

건조 대기는 부피 기준으로 질소 약 78%, 산소 약 21%, 아르곤 약 0.9% 순으로 구성되며, 이산화탄소·네온·오존은 그보다 훨씬 적은 비중을 차지한다.

문제 13
다음 대기오염물질 중 1차 생성오염물질인 것은?
1CO2
2PAN
3O3
4H2O2
정답 및 해설

이산화탄소는 배출원에서 직접 배출되는 1차 오염물질이다.

PAN, 오존, 과산화수소는 모두 대기 중에서 광화학반응 등을 거쳐 새로 생성되는 2차 오염물질에 해당한다.

문제 14
여과집진장치의 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1폭발성, 점착성 및 흡습성의 먼지제거에 매우 효과적이다.
2가스 온도에 따라 여재의 사용이 제한된다.
3수분이나 여과속도에 대한 적응성이 낮다.
4여과재의 교환으로 유지비가 고가이다.
정답 및 해설

여과집진장치는 폭발성·점착성·흡습성 먼지에는 오히려 적용이 곤란한 설비다.

이런 성상의 먼지는 여재를 눈막힘(blinding)시키거나 화재·폭발 위험을 키우기 때문에 습식(세정)이나 전기집진 방식이 더 적합하다.

반면 가스온도에 따라 사용 가능한 여재 재질이 제한되고, 수분·여과속도 변화에 대한 적응성이 낮으며, 여과재를 주기적으로 교체해야 해 유지비가 높다는 점은 여과집진장치의 실제 특성에 해당한다.

문제 15
수소가 15%, 수분이 0.5% 함유된 중유의 저위발열량이 10300Kcal/kg 일 때, 고위발열량은?
19487kcal/kg
210805kcal/kg
311113kcal/kg
412300kcal/kg
정답 및 해설

중유의 고위발열량은 저위발열량에 수소와 수분에 의한 증발잠열 보정값을 더하여 구한다.

Hh=Hl+600(9H+W)H_h = H_l + 600(9H + W)

수소 15%, 수분 0.5%를 대입하면 Hh=10300+600×(9×0.15+0.005)=10300+813=11113 kcal/kgH_h = 10300 + 600 \times (9 \times 0.15 + 0.005) = 10300 + 813 = 11113\ \mathrm{kcal/kg}이 된다.

문제 16
0.1M 수산화나트륨 용액의 농도는 몇 ppm인가?
140
2400
34000
440000
정답 및 해설

0.1M 수산화나트륨(NaOH) 용액의 농도는 4000ppm이 된다.

NaOH의 분자량은 40 g/mol40\ \mathrm{g/mol}이므로 0.1 mol/L×40 g/mol=4 g/L=4000 mg/L0.1\ \mathrm{mol/L} \times 40\ \mathrm{g/mol} = 4\ \mathrm{g/L} = 4000\ \mathrm{mg/L}이다.

묽은 수용액에서는 mg/L을 ppm과 같은 값으로 취급하므로 4000ppm이 된다.

문제 17
다음중 불소제거를 위한 폐수처리 방법으로 가장 적합한 것은?
1화학침전
2P/L 공정
3살수여상
4UCT 공정
정답 및 해설

불소(F⁻)는 대표적으로 화학침전법으로 제거한다.

칼슘염(소석회 등)을 주입해 난용성인 불화칼슘(CaF₂)을 생성시켜 침전 제거하는 방식이 널리 쓰인다.

P/L 공정과 UCT 공정은 질소·인 등 영양염류 제거를 목적으로 하는 고도처리 공법이고, 살수여상은 유기물(BOD) 제거를 위한 부착성장식 생물처리 공법이어서 불소 제거와는 관련이 없다.

문제 18
jar-test와 가장 관련이 깊은 것은?
1응집제 선정과 주입량 결정
2흡착제(물리, 화학) 선정과 적용
3경도결정
4최적 알카리도 선정
정답 및 해설

Jar-test(응집교반시험)는 응집제 종류 선정과 최적 주입량 결정을 위해 수행하는 시험이다.

비커별로 응집제 주입량을 달리해 교반한 뒤 플록 형성과 침강 상태를 비교해 최적 조건을 찾는다.

흡착제 선정, 경도 결정, 최적 알칼리도 선정은 각각 별도의 시험·분석 항목으로 jar-test의 목적과는 거리가 있다.

문제 19
다음 그래프는 하천에서 질소화합물의 분해과정이다. 이에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1유기물에 함유된 유기질소는 점차 무기 질소로 변한다.
2질산화 미생물에 이해 최종적으로 질산성 질소로 변한다.
3질산성 질소가 다량 검출되면 오염물질이 인근에서 배출되었다고 의심할 수 있다.
4유기 질소가 다량 검출되면 수인성 전염병을 유발하는 각종 세균의 존재 가능성을 의심할 수 있다.
정답 및 해설

질산성 질소는 오염 후 상당 시간이 지나 안정화된 최종 산물이므로, 질산성 질소가 많다는 것은 오히려 오염이 오래되고 먼 과거에(먼 곳에서) 발생했음을 의미하며 최근 인근에서 배출된 오염을 의심하는 지표가 될 수 없다.

그래프에서 시간 경과에 따라 유기질소 → 암모니아성 질소 → 아질산성 질소 → 질산성 질소 순으로 분해·산화가 진행된다. 반대로 암모니아성 질소나 유기질소가 많으면 오염이 최근에 발생했거나 인근에서 유입되었음을 시사한다.

유기질소는 분뇨 등 병원성 미생물과 함께 존재할 가능성이 높아 수인성 전염병균 오염 가능성을 시사한다는 설명은 타당하다.

문제 20
A식품제조공장에서 배출되고 있는 폐수의 BOD5값이 480mg/L 이고 , 탈산소계수가 0.2/day 라면 최종 BODu 값은? (단, 상용대수 적용)
1497mg/L
2517mg/L
3526mg/L
4533mg/L
정답 및 해설

탈산소계수를 상용대수로 적용할 때 최종 BOD(BODu)는 533mg/L 수준이 된다.

BOD5=BODu×(1−10−k1t)BOD_5 = BOD_u \times (1 - 10^{-k_1 t}) 관계에서 t=5t=5, k1=0.2/dayk_1=0.2/\mathrm{day}를 대입하면 1−10−0.2×5=1−10−1=0.91 - 10^{-0.2 \times 5} = 1 - 10^{-1} = 0.9이다.

따라서 BODu=4800.9=533 mg/LBOD_u = \dfrac{480}{0.9} = 533\ \mathrm{mg/L}이다.

문제 21
유기물을 호기성으로 완전분해 시 최종산물은?
1이산화탄소와 메탄
2일산화탄소와 메탄
3이산화탄소와 물
4일산화탄소와 물
정답 및 해설

유기물을 호기성으로 완전분해하면 최종 산물은 이산화탄소와 물이다.

호기성 미생물은 산소를 최종 전자수용체로 이용해 유기물을 산화시키며, 완전분해 시 탄소는 CO₂로, 수소는 H₂O로 전환된다.

메탄이 생성되는 것은 산소가 없는 혐기성 분해의 특징이므로 호기성 완전분해와는 구분된다.

문제 22
다음 중 활성슬러지공법으로 폐수를 처리하는 경우 침전성이 좋은 슬러지가 최종침전지에서 떠오르는 슬러지부상(sludge rising)을 일으키는 원인으로 가장 적합한 것은?
1층류 형성
2인온전도도 차
3탈질작용
4색도 차
정답 및 해설

최종침전지에서 침전성이 좋은 슬러지가 다시 떠오르는 슬러지 부상(sludge rising)의 대표적 원인은 탈질작용이다.

슬러지가 바닥에 오래 체류하면 혐기 상태에서 탈질균이 질산성 질소를 질소가스(N₂)로 환원시키고, 이 미세기포가 슬러지 플록에 붙어 부력을 만들어 떠오르게 한다.

층류 형성이나 전도도·색도 차이는 침전 효율에 영향을 줄 수는 있어도 이 부상 현상의 직접적 원인으로 보기는 어렵다.

문제 23
대표적인 부착성장식 생물학적 처리공법중의 하나로 미생물이 부착된 매체에 하수를 뿌려주어 유기물을 제거하는 공법은?
1산화지법
2소화조법
3살수여상법
4활성슬러지법
정답 및 해설

미생물이 부착된 매체(여재)에 하수를 살포해 유기물을 제거하는 대표적인 부착성장식 생물학적 처리 공법은 살수여상법이다.

여재 표면에 형성된 미생물막(biofilm)에 폐수를 흘려 접촉시키며 유기물을 분해하는 방식이다.

활성슬러지법은 부유성장식 공법이고, 산화지법·소화조법은 처리 방식이 달라 이 설명에 해당하지 않는다.

문제 24
A공장 폐수의 BOD가 800ppm 이다. 유입폐수량 1000m3/h 일 때 1일 BOD 부하량은? (단, 폐수의 비중은 1.0이고 24시간 연속가동한다. )
119.2 ton
220.2 ton
321.2 ton
422.2 ton
정답 및 해설

A공장 폐수의 1일 BOD 부하량은 약 19.2ton이다.

BOD 부하량은 농도와 유량을 곱해 구하며, 800 mg/L×1000 m3/h×24 h/day=800 g/m3×24000 m3/day800\ \mathrm{mg/L} \times 1000\ \mathrm{m^3/h} \times 24\ \mathrm{h/day} = 800\ \mathrm{g/m^3} \times 24000\ \mathrm{m^3/day}이다.

계산하면 19,200,000 g/day=19.2 ton/day19{,}200{,}000\ \mathrm{g/day} = 19.2\ \mathrm{ton/day}가 된다.

문제 25
<보기>와 같은 특성을 갖는 수원은?
1Cr
2Cu
3Hg
4Cd
문제 26
<보기>와 같은 특성을 갖는 수원은?
1호수
2하천수
3지하수
4바닷물
문제 27
아래 공정은 무기환원제에 의한 크롬 함유 폐수의 처리공정이다. 이에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1알카리를 주입하여 수산화물로 침전시켜 제거한다.
23가 크롬을 함유한 폐수는 NaClO 환원제를 사용하여 6가 크롬으로 환원시켜 처리한다.
3폐수의 색깔변화는 황색에서 청록색으로 변하므로 반응의 완결을 알 수있다.
4환원반응은 pH2~3이 적절하고 pH가 낮을수록 반응속도가 빠르나 비경제적이며 pH4이상이 되면 반응속도가 급격히 떨어진다.
정답 및 해설

"3가 크롬을 NaClO(산화제)로 6가 크롬으로 환원시킨다"는 설명은 환원과 산화가 뒤바뀐 잘못된 서술이다.

이 공정은 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시킨 후 알칼리로 수산화물 침전을 제거하는 처리법이다. 환원제로는 아황산수소나트륨(NaHSO3), 황산제일철(FeSO4) 등이 사용된다.

반응은 pH 2~3에서 효율이 높고 pH가 높아지면 반응속도가 급격히 떨어지며, 반응이 완결되면 폐수 색이 황색(6가 크롬)에서 청록색(3가 크롬)으로 변한다.

문제 28
입자의 침전속도 0.5m/day, 유입유량 50m3/day, 침전지표면적 50m2, 깊이 2m인 침전지에서의 침전효율은?
120%
250%
370%
490%
정답 및 해설

이 침전지의 침전효율은 50%이다.

표면부하율(수면적부하)은 QA=50 m3/day50 m2=1 m/day\dfrac{Q}{A} = \dfrac{50\ \mathrm{m^3/day}}{50\ \mathrm{m^2}} = 1\ \mathrm{m/day}이다.

입자 침전속도가 표면부하율보다 느리므로 제거율은 η=vsQ/A=0.51=0.5\eta = \dfrac{v_s}{Q/A} = \dfrac{0.5}{1} = 0.5, 즉 50%가 된다.

문제 29
살수여상 운전시 발생하는 일반적인 문제점으로 거리가 먼 것은?
1악취의 발생
2연못화 현상
3파리의 발생
4슬러지 팽화
정답 및 해설

살수여상은 여재에 부착된 생물막을 이용하는 공법으로, 슬러지 팽화(sludge bulking)는 이 공법의 전형적인 운전 문제로 보기 어렵다.

슬러지 팽화는 사상성 미생물의 과잉 번식으로 침강성이 나빠지는 현상으로, 주로 부유성장식인 활성슬러지 공법에서 문제가 된다.

  • 파리(여상파리)의 번식은 여재 표면 생물막에서 흔히 발생하는 문제다.
  • 연못화(ponding)는 여재 공극이 막혀 물이 고이는 현상으로 살수여상의 대표적 장애다.
  • 생물막이 부패하며 악취가 발생하는 것도 살수여상 운전에서 흔한 문제다.
문제 30
다음 중 비점오염원에 해당하는 것은?
1농경지
2세차장
3축산단지
4비료공장
정답 및 해설

비점오염원은 특정 배출구 없이 넓은 지역에서 강우 시 오염물질이 유출되는 오염원으로, 농경지가 대표적인 예다.

강우 시 농경지에서 토사, 비료, 농약 성분 등이 빗물과 함께 불특정 경로로 하천에 유입되므로 비점오염원으로 분류된다.

세차장, 축산단지, 비료공장은 배출구나 배출시설이 특정되는 경우가 많아 점오염원 관리 대상이 되는 경우가 일반적이다.

문제 31
바닷물(해수)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1해수는 수자원 중에서 97%이상을 차지하나 사용목적이 극히 한정되어 있는 실정이다.
2해수의 pH는 약8.2 정도로 약알칼리성을 띠고 있다.
3해수는 약전해질로 염소이온농도가 약 35ppm 정도이다.
4해수의 주요성분 농도비는 거의 일정하다.
정답 및 해설

해수에 대한 설명 중 약전해질이고 염소이온농도가 약 35ppm 정도라는 서술이 옳지 않다.

해수는 염류가 다량 녹아 있는 강전해질이며, 염소이온농도는 실제로 약 19,000mg/L 수준이다. 35라는 값은 해수의 전체 염분(salinity, 약 35‰)에 해당하는 수치이지 염소이온 농도가 아니다.

해수가 수자원의 97% 이상을 차지한다는 점, pH가 약 8.2의 약알칼리성이라는 점, 주요 성분의 농도비가 해역에 관계없이 거의 일정하다는 점(Marcet의 법칙)은 모두 해수의 실제 특성과 일치한다.

문제 32
물이 얼어 얼음이 되는 것과 같이 물질의 상태가 액체상태에서 고체 상태로 변하는 현상을 무엇이라 하는가?
1융해
2응고
3액화
4승화
정답 및 해설

액체가 고체로 바뀌는 현상은 응고라고 한다.

물이 얼어 얼음이 되는 것이 대표적인 예이며, 응고점(어는점)에서 열을 방출하며 상태가 변한다.

융해는 고체→액체, 액화는 기체→액체, 승화는 고체↔기체 간의 상태변화를 가리켜 이 현상과는 구분된다.

문제 33
0.01M 염산(HCI) 용액의 pH는 얼마인가? (단, 이농도에서 염산은 100% 해리한다. )
11
22
33
44
정답 및 해설

0.01M 염산 수용액의 pH는 2이다.

염산이 100% 해리하므로 [H+]=0.01 M=10−2 M[H^+] = 0.01\ \mathrm{M} = 10^{-2}\ \mathrm{M}이다.

따라서 pH=−log⁡[H+]=−log⁡(10−2)=2pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-2}) = 2가 된다.

문제 34
아래 그림은 물분자의 구조이다. 이와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?
1분자구조와 비극성의 효과로 작은 쌍극자를 갖는다.
2산소는 전기 음성도가 매우 커서 공유결합을 하고 있다.
3산소원자와 수소원자가 공유결합하고, 2개의 고립 전자쌍이 산소원자에 남아 있다.
4고립전자쌍은 서로 반발력을 형성하여 분자 모형은 105°의 각도를 가진다.
정답 및 해설

물 분자는 굽은형(104.5~105°) 구조로 O-H 결합의 쌍극자가 서로 상쇄되지 않아 큰 쌍극자모멘트를 갖는 극성 분자이다. 따라서 "분자구조와 비극성의 효과로 작은 쌍극자를 갖는다"는 설명은 틀린 설명이다. 산소는 전기음성도가 커서 수소와 극성 공유결합을 이루며, 산소에는 2개의 고립 전자쌍이 남아있고, 이 고립전자쌍 간의 반발력으로 결합각이 정사면체(109.5°)보다 좁은 105°가 된다.

문제 35
생물학적 고도처리 방법중 활성슬러지 공법의 포기조 앞에 혐기성조를 추가시킨 것으로 혐기성조, 호기성조로 구성되고 질소제거가 고려되지 않아 높은 효율의 N,P의 동시제거는 곤란한 공법은?
1A/O 공법
2A2/O 공법
3VIP 공법
4UCT 공법
정답 및 해설

포기조 앞에 혐기성조를 둔 구조로 혐기성조와 호기성조로만 구성되어 질소 제거 기작이 없는 공법은 A/O 공법이다.

A/O 공법은 혐기조에서 인 방출, 호기조에서 인 과잉섭취를 유도해 인(P) 제거에 초점을 맞춘 공법으로, 탈질을 위한 무산소조가 없어 질소 제거 효율은 낮다.

A²/O, VIP, UCT 공법은 무산소조를 포함해 질소와 인을 함께 제거하도록 설계된 고도처리 공법이라는 점에서 구분된다.

문제 36
혐기성 소화방법으로 쓰레기를 처분하려고 한다. 연료로 쓰일수 있는 가스를 많이 얻으려면 다음 중 어떤 성분이 특히 많아야 유리한가?
1질소
2탄소
3산소
4인
정답 및 해설

혐기성 소화로 연료용 가스(메탄)를 많이 얻으려면 원료에 탄소 성분이 풍부해야 유리하다.

메탄가스는 유기물 중 탄소가 미생물에 의해 분해되며 생성되므로, 탄소 함량이 높을수록 가스 발생량이 늘어난다.

질소, 산소, 인은 미생물 영양원이나 보조 성분으로 작용할 뿐, 가스 생성량을 직접 늘리는 주성분은 아니다.

문제 37
매립 시 발생되는 매립 가스 중 악취를 유발시키는 물질은?
1CH4
2CO2
3NH3
4CO
정답 및 해설

매립 가스 중 악취를 유발하는 물질은 암모니아(NH₃)이다.

매립가스의 주성분은 메탄과 이산화탄소이지만, 유기성 폐기물 분해 과정에서 부수적으로 생성되는 암모니아, 황화수소 등이 특유의 악취 원인이 된다.

메탄과 이산화탄소, 일산화탄소는 그 자체로는 악취를 유발하는 성분이 아니다.

문제 38
물의 증발잠열은 약 얼마인가? (단, 기준 0℃)
1300kcal/kg
2600kcal/kg
3900kcal/kg
41200kcal/kg
정답 및 해설

0℃ 기준 물의 증발잠열은 약 600kcal/kg이다.

이 값은 연료의 고위발열량과 저위발열량을 환산할 때 수소·수분의 기화에 따른 열량 보정 계수로도 널리 쓰이는 기준값이다.

문제 39
슬러지를 가열(210℃ 정도) 가압(120atm 정도)시켜 슬러지 내의 유기물이 공기에 의해 산화되도록 하는 공법은?
1가열건조
2습식산화
3혐기성산화
4호기성소화
정답 및 해설

슬러지를 약 210℃, 120atm 정도의 고온·고압 조건에서 산화시켜 처리하는 공법은 습식산화(wet oxidation)이다.

고온·고압 하에서 공기(산소)를 주입해 슬러지 내 유기물을 화학적으로 산화·분해시키는 방식으로, Zimmerman 공법으로도 불린다.

가열건조는 단순히 수분을 증발시키는 공법이고, 혐기성·호기성 소화는 미생물에 의한 생물학적 안정화 공법이라는 점에서 습식산화와 구분된다.

문제 40
다음 폐기물 분석항목 중 폐기물공정시험기준 상 원자흡수분광광도법으로 분석하는 것은?
1감염성미생물
2유기인
3폴리클로리네이티드비페닐
46가 크롬
정답 및 해설

폐기물공정시험기준상 원자흡수분광광도법(AAS)으로 분석하는 항목은 6가 크롬이다.

원자흡수분광광도법은 금속 성분을 정량하는 분석법으로, 크롬과 같은 중금속류 분석에 적용된다.

감염성미생물은 미생물학적 검사법, 유기인과 폴리클로리네이티드비페닐(PCB)은 기체크로마토그래피법으로 분석하므로 이 방법과는 거리가 있다.

문제 41
폐기물의 파쇄 작업시 발생하는 문제점과 가장 거리가 먼 것은?
1먼지발생
2폐수발생
3폭발발생
4소음,진동발생
정답 및 해설

폐기물 파쇄 작업에서 통상적으로 우려되는 문제점은 먼지·폭발·소음진동이며, 폐수 발생은 파쇄 공정의 전형적인 문제로 보기 어렵다.

파쇄기 가동 중 폐기물 입자가 비산하며 먼지가 발생하고, 가연성·인화성 물질이 섞여 있으면 충격으로 폭발이 일어날 수 있으며, 기계 마찰과 충격으로 소음·진동이 크게 발생한다.

폐수는 주로 세정·수처리 공정에서 발생하는 것으로 파쇄 작업 자체의 직접적인 부산물은 아니다.

문제 42
통상적으로 소각로의 설계기준이 되는 진발열량을 의미하는 것은?
1고위발열량
2저위발열량
3고위발열량과 저위발열량의 기하평균
4고위발열량과 저위발열량의 산술평균
정답 및 해설

소각로의 설계기준이 되는 진발열량은 저위발열량을 의미한다.

연소가스 중 수분이 응축되지 않고 수증기 상태로 배출되는 실제 연소 조건을 반영하므로, 소각로 설계 시에는 수증기의 증발잠열을 제외한 저위발열량을 기준으로 삼는다.

고위발열량은 수증기가 응축될 때 방출되는 잠열까지 포함한 값이어서 실제 소각로 운전 조건과는 차이가 있다.

문제 43
건조된 고형물(dry solid)의 비중이 1.42이고, 건조 이전의 dry solid 함량이 38%, 건조중량이 400kg 일 때, 슬러지케잌의 비중은?
11.32
21.28
31.21
41.13
정답 및 해설

이 슬러지케이크의 비중은 약 1.13이다.

고형물(TS) 비중과 수분(비중 1)의 혼합비를 이용한 식 100ρcake=TS%ρsolid+100−TS%ρwater\dfrac{100}{\rho_{cake}} = \dfrac{TS\%}{\rho_{solid}} + \dfrac{100-TS\%}{\rho_{water}}에 대입한다.

100ρcake=381.42+621=26.76+62=88.76\dfrac{100}{\rho_{cake}} = \dfrac{38}{1.42} + \dfrac{62}{1} = 26.76 + 62 = 88.76이므로 ρcake=10088.76≈1.13\rho_{cake} = \dfrac{100}{88.76} \approx 1.13이다.

문제 44
A폐기물의 조성이 탄소 42%, 산소 34%, 수소 8%, 황 2%, 회분 14%이었다. 이때 고위발열량을 구하면?
1약 4070kcal/kg
2약 4120kcal/kg
3약 4600kcal/kg
4약 4730kcal/kg
정답 및 해설

이 폐기물의 고위발열량은 약 4730kcal/kg이다.

Dulong식 Hh=8100C+34000(H−O8)+2500SH_h = 8100C + 34000\left(H - \dfrac{O}{8}\right) + 2500S에 탄소 42%, 수소 8%, 산소 34%, 황 2%(질량분율)를 대입한다.

Hh=8100×0.42+34000×(0.08−0.348)+2500×0.02=3402+1275+50=4727 kcal/kgH_h = 8100 \times 0.42 + 34000 \times \left(0.08 - \dfrac{0.34}{8}\right) + 2500 \times 0.02 = 3402 + 1275 + 50 = 4727\ \mathrm{kcal/kg}이다.

문제 45
다음 중 optical sorter(광학분류기)를 이용하기에 가장 적합한 것은?
1종이와 플라스틱의 분리
2색유리와 일반유리의 분리
3딱딱한 물질과 물렁한 물질의 분리
4유기물과 무기물의 분리
정답 및 해설

광학분류기(optical sorter)는 빛의 반사·투과 특성 차이를 이용해 분류하므로 색유리와 일반(무색)유리의 분리에 가장 적합하다.

색상별로 투과·반사되는 빛의 파장이 달라지는 원리를 이용해 센서가 유리 조각의 색을 감지하고 선별한다.

종이와 플라스틱, 유기물과 무기물의 분리는 재질 특성 차이를 이용하는 다른 선별법이 더 적합하고, 경도에 의한 분리도 광학적 방식과는 원리가 다르다.

문제 46
400000명이 거주하는 A지역에서 1주일 동안 8000m3의 쓰레기를 수거하였다. 이 지역의 쓰레기 발생원 단위가 1.37kg/인.일 이면 쓰레기 의 밀도(ton/m3)는?
10.28
20.38
30.48
40.58
정답 및 해설

이 지역 쓰레기의 밀도는 약 0.48ton/m³이다.

1주일간 발생하는 쓰레기 질량은 400000명×1.37 kg/인⋅일×7일=3,836,000 kg=3836 ton400000\text{명} \times 1.37\ \mathrm{kg/인 \cdot 일} \times 7\text{일} = 3{,}836{,}000\ \mathrm{kg} = 3836\ \mathrm{ton}이다.

같은 기간 수거된 부피가 8000m³이므로 밀도는 3836 ton8000 m3≈0.48 ton/m3\dfrac{3836\ \mathrm{ton}}{8000\ \mathrm{m^3}} \approx 0.48\ \mathrm{ton/m^3}이다.

문제 47
가로 1.2m, 세로 2m, 높이 12m 의 연소실에서 저위발열량이 12000kcal/kg인 중유를 1시간에 10kg씩 연소시킨다면 연소실의 열발생률은 얼마인가?
12888kcal/m3·hr
23742kcal/m3·hr
34167kcal/m3·hr
45644kcal/m3·hr
정답 및 해설

이 연소실의 열발생률은 약 4167kcal/m³·hr이다.

연소실 용적은 1.2×2×12=28.8 m31.2 \times 2 \times 12 = 28.8\ \mathrm{m^3}이고, 시간당 발생 열량은 10 kg/hr×12000 kcal/kg=120000 kcal/hr10\ \mathrm{kg/hr} \times 12000\ \mathrm{kcal/kg} = 120000\ \mathrm{kcal/hr}이다.

열발생률은 12000028.8≈4167 kcal/m3⋅hr\dfrac{120000}{28.8} \approx 4167\ \mathrm{kcal/m^3 \cdot hr}로 계산된다.

문제 48
다음 중 폐기물의 퇴비화 시 적정 C/N비로 가장 적합한 것은?
11~2
21~10
35~10
425~50
정답 및 해설

폐기물 퇴비화의 적정 C/N비는 25~50 범위가 가장 적합하다.

탄소원은 미생물의 에너지원으로, 질소원은 세포 합성에 쓰이는데, 이 범위를 벗어나 C/N비가 너무 낮으면 질소가 암모니아로 휘산돼 악취가 나고, 너무 높으면 분해 속도가 느려져 퇴비화가 지연된다.

문제 49
다음 중 적환장을 설치할 필요성이 가장 낮은 경우는?
1공기수송 방식을 사용하는 경우
2폐기물 수비에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우
3처분장이 원거리에 있어 도중에 불법 투기의 가능성이 있는 경우
4처분장이 멀리 떨어져 있어 소형차량에 의한 수송이 비경제적일 경우
정답 및 해설

폐기물 수집에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우는 적환장 설치의 필요성이 가장 낮다.

대형 컨테이너는 그 자체로 운반 효율이 높아 별도의 적환(옮겨싣기) 없이도 처분장까지 직접 수송이 가능하기 때문이다.

  • 공기수송 방식은 수송관 구조상 중간에 적환 설비가 필요한 경우가 많다.
  • 처분장이 멀어 소형차량 수송이 비경제적인 경우는 대형차량으로 옮겨 싣는 적환장이 필요하다.
  • 불법 투기 우려가 있는 원거리 노선에서는 감시가 쉬운 적환장을 거치는 것이 유리하다.
문제 50
하부로부터 가스를 주입하여 모래를 부상시켜 이를 가열하고 상부에서 폐기물을 주입하여 태우는 형식의 소각로는?
1고정상 소각로
2화격자 소각로
3유동층 소각로
4열분해 용융 소각로
정답 및 해설

하부에서 가스를 주입해 모래를 유동시키고 가열한 뒤, 상부에서 폐기물을 투입해 연소시키는 방식은 유동층 소각로이다.

고온으로 가열된 모래층이 유동하면서 폐기물과 활발히 접촉·혼합되어 균일한 연소가 이루어지는 것이 특징이다.

고정상·화격자 소각로는 화격자 위에서 폐기물을 이동시키며 태우는 방식이고, 열분해 용융 소각로는 산소를 제한한 열분해 후 용융시키는 방식이어서 구조가 다르다.

문제 51
다음 폐수처리법 중 고액분리방법이 아닌 것은?
1부상분리
2전기투석
3원심분리
4스크리닝
정답 및 해설

폐수처리법 중 고액분리 방법이 아닌 것은 전기투석이다.

전기투석은 이온교환막과 전위차를 이용해 용존 이온성 물질을 분리·농축하는 기술로, 고체와 액체를 물리적으로 분리하는 공정이 아니다.

부상분리, 원심분리, 스크리닝은 모두 고체(슬러지·부유물)를 액체와 물리적으로 분리하는 대표적인 고액분리 공정이다.

문제 52
슬러지의 안정화 방법으로 볼 수 없는 것은?
1혐기성 소화
2살수여상법
3호기성 소화
4퇴비화
정답 및 해설

슬러지 안정화 방법으로 볼 수 없는 것은 살수여상법이다.

살수여상법은 폐수 중의 유기물(BOD)을 제거하는 생물학적 폐수처리 공법이지, 발생한 슬러지를 안정화시키는 공법이 아니다.

혐기성 소화, 호기성 소화, 퇴비화는 모두 슬러지 내 유기물을 분해해 부패성을 낮추는 대표적인 슬러지 안정화 공법이다.

문제 53
혐기성 소화탱크에서 유기물 80%, 무기물 20%인 슬러지를 소화처리하여 소화슬러지의 유기물이 75%, 무기물이 25%가 되었다. 이때 소화효율은?
125%
245%
375%
485%
정답 및 해설

이 혐기성 소화탱크의 소화효율은 25%이다.

소화효율은 휘발성고형물/고정고형물(VS/FS) 비의 변화로 구하며, η=(1−VS2/FS2VS1/FS1)×100\eta = \left(1 - \dfrac{VS_2/FS_2}{VS_1/FS_1}\right) \times 100 식을 이용한다.

투입 슬러지는 VS1/FS1=80/20=4VS_1/FS_1 = 80/20 = 4, 소화 후 슬러지는 VS2/FS2=75/25=3VS_2/FS_2 = 75/25 = 3이므로 η=(1−34)×100=25%\eta = \left(1 - \dfrac{3}{4}\right) \times 100 = 25\%가 된다.

문제 54
유기성 폐기물 매립장(혐기성)에서 가장 많이 발생되는 가스는? (단, 정상상태(steady-state)이다. )
1일산화탄소
2이산화질소
3메탄
4부탄
정답 및 해설

혐기성 매립지에서 정상상태(steady-state)일 때 가장 많이 발생하는 가스는 메탄(CH₄)이다.

매립 초기에는 호기성 분해로 이산화탄소가 우세하지만, 산소가 고갈되고 혐기성 소화 단계로 넘어가면 유기물이 분해되며 메탄과 이산화탄소가 주로 발생하고, 정상상태에서는 메탄 비율이 더 높아진다.

  • 일산화탄소는 매립가스의 주성분이 아니다.
  • 이산화질소는 매립가스에서 유의미하게 발생하지 않는다.
  • 부탄은 매립가스의 주성분이 아니다.
문제 55
다양한 크기를 가진 혼합 폐기물을 크기에 따라 자동으로 분류할수 있으며, 주로 큰 폐기물로부터 후속 처리장치를 보호하기 위해 많이 사용되는 선별방법은?
1손 선별
2스크린 선별
3공기선별
4자석 선별
정답 및 해설

혼합 폐기물을 크기별로 자동 분류하고 큰 폐기물로부터 후속 처리장치를 보호하는 데 주로 쓰이는 선별방법은 스크린 선별이다.

트롬멜 스크린과 같은 회전 스크린은 개구 크기에 따라 폐기물을 자동으로 입도별로 분리하며, 대형 폐기물이 파쇄기 등 후속 장치에 들어가 손상을 주는 것을 막는 전처리 역할을 한다.

  • 손 선별은 인력으로 이물질을 골라내는 방식으로 자동 분류와는 무관하다.
  • 공기선별은 공기 흐름 속에서 밀도·공기저항 차이를 이용해 가벼운 것과 무거운 것을 나누는 방식이다.
  • 자석 선별은 철금속만을 선별하는 방식이다.
문제 56
진동수가 250Hz 이고, 파장이 5m 인 파동의 전파속도는?
150m/s
2250m/s
3750m/s
41250m/s
정답 및 해설

파동의 전파속도는 진동수와 파장의 곱으로 구하며, 이 파동의 전파속도는 1,250 m/s이다.

v=f×λ=250 Hz×5 m=1,250 m/sv = f \times \lambda = 250\ \mathrm{Hz} \times 5\ \mathrm{m} = 1{,}250\ \mathrm{m/s}

문제 57
어느 벽체의 입사음의 세기가 10-2W/m2 이고, 투과음의 세기가 10-4W/m2이었다. 이벽체의 투과율과 투과손실은?
1투과율= 10-2 투과손실=20dB
2투과율=10-2 투과손실=40dB
3투과율=102 투과손실=20dB
4투과율=102 투과손실=40dB
정답 및 해설

이 벽체의 투과율은 10−210^{-2}이고 투과손실은 20 dB이다.

투과율 τ\tau는 투과음 세기를 입사음 세기로 나눈 값이다.
τ=ItIi=10−410−2=10−2\tau = \dfrac{I_t}{I_i} = \dfrac{10^{-4}}{10^{-2}} = 10^{-2}

투과손실 TL은 투과율의 역수에 상용로그를 취해 10을 곱한 값이다.
TL=10log⁡1τ=10log⁡(102)=20 dBTL = 10\log\dfrac{1}{\tau} = 10\log(10^{2}) = 20\ \mathrm{dB}

문제 58
소음계의 성능기준으로 옳지 않은 것은?
1레벨레인지 변화기의 전환오차는 5dB 이내어야 한다.
2측정가능 주파수 범위는 31.5Hz ~ 8kHz 이상이어야 한다.
3측정가능 소음도 범위는 35 ~ 130dB 이상이어야 한다.
4지시계기의 눈금오차는 0.5dB 이내어야 한다.
정답 및 해설

소음계의 레벨레인지 변환기 전환오차는 5dB가 아니라 0.5dB 이내여야 하므로, 이 설명이 옳지 않다.

측정 가능 주파수 범위(31.5Hz~8kHz 이상), 측정 가능 소음도 범위(35~130dB 이상), 지시계기의 눈금오차(0.5dB 이내) 기준은 모두 소음계 성능기준에 부합하는 설명이다.

문제 59
하중의 변화에도 기계의 높이 및 고유진동수를 일정하게 유지 시킬수 있으며, 부하능력이 광범위하나 사용진폭이 적은 것이 많으므로 별도의 댐퍼가 필요한 경우가 많은 방진재는?
1방진고무
2탄성블럭
3금속스프링
4공기스프링
정답 및 해설

하중 변화에도 기계의 높이와 고유진동수를 일정하게 유지할 수 있고 부하능력이 넓은 범위에 걸쳐 있으나, 사용 진폭이 작아 별도의 댐퍼가 필요한 방진재는 공기스프링이다.

  • 방진고무는 하중 변화에 따라 높이와 고유진동수가 함께 변하기 쉽다.
  • 탄성블럭 역시 하중에 따라 특성 변화가 크다.
  • 금속스프링은 부하능력이 크고 내구성이 좋지만, 하중이 변하면 높이와 고유진동수가 함께 변한다.
문제 60
다음은 진동과 관련한 용어설명이다. ( ① ) 안에 알맞은 것은?
1진동레벨
2등감각곡선
3변위진폭
4진동수