[환경기능사 필기] 09년 3회차
환경기능사 필기 기출문제

09년 3회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

09년 3회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 대기오염물질의 분류 중 발생원에서 직접 외기로 배출되는 1차 오염 물질에 해당하는 것은?
1O3
2PAN
3NH3
4H2O2
정답 및 해설

암모니아(NH₃)는 발생원에서 직접 대기로 배출되는 1차 오염물질이다.

오존, PAN, 과산화수소는 1차 오염물질이 대기 중에서 광화학반응을 거쳐 생성되는 2차 오염물질에 해당한다.

문제 2
다음 중 연소 시 질소화물의 저감방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1배출가스 재순환
22단 연소
3과잉공기량 증대
4연소부분 냉각
정답 및 해설

과잉공기량을 증대시키면 연소 중 산소 공급이 늘어 오히려 열적 질소산화물(thermal NOx) 생성이 촉진되므로, 질소산화물 저감 방법과는 반대되는 조치이다.

배출가스 재순환, 2단 연소, 연소부분 냉각(저온연소)은 모두 연소온도를 낮추거나 산소 공급을 조절해 질소산화물 생성을 억제하는 방법이다.

문제 3
다음 중 렝겔만 농도표와 관계가 깊은 것은?
1매연측정
2가스크로마토그래프
3오존농도측정
4질소산화물 성분분석
정답 및 해설

렝겔만(링겔만) 농도표는 배출 연기의 농도를 표와 비교하여 매연 정도를 육안으로 판정하는 매연측정 도구이다.

가스크로마토그래프, 오존농도측정, 질소산화물 성분분석은 각각 별도의 기기·분석법을 이용하는 것으로 농도표에 의한 육안 판정과는 관련이 없다.

문제 4
표준상태에서 물 6.6g을 수증기로 만들 때 부피는?
15.16L
26.22L
37.24L
48.21L
정답 및 해설

표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로, 물의 몰수를 구해 이 값을 곱하면 수증기 부피를 구할 수 있다.

물 6.6g의 몰수는 6.6 g18 g/mol≈0.367 mol\dfrac{6.6\ \mathrm{g}}{18\ \mathrm{g/mol}} \approx 0.367\ \mathrm{mol}이고, 이를 수증기 부피로 환산하면 0.367 mol×22.4 L/mol≈8.21 L0.367\ \mathrm{mol} \times 22.4\ \mathrm{L/mol} \approx 8.21\ \mathrm{L}이다.

따라서 물 6.6g을 모두 수증기로 만들 때의 부피는 약 8.21L이다.

문제 5
수소 15%, 수분 0.5%인 중유의 고위발열량이 12,600kcal/kg일 때, 저위발열량(kcal/kg)은?
111,357 kcal/kg
211,446 kcal/kg
311,787 kcal/kg
411,992 kcal/kg
정답 및 해설

저위발열량은 고위발열량에서 연소로 생성·함유된 수분이 증발하는 데 쓰이는 잠열을 뺀 값으로, Hl=Hh−600(9H+W)H_l = H_h - 600(9H + W)로 구한다(H, W는 질량분율).

수소 15%, 수분 0.5%를 대입하면 600×(9×0.15+0.005)=600×1.355=813 kcal/kg600 \times (9 \times 0.15 + 0.005) = 600 \times 1.355 = 813\ \mathrm{kcal/kg}이다.

따라서 저위발열량은 12,600−813=11,787 kcal/kg12{,}600 - 813 = 11{,}787\ \mathrm{kcal/kg}으로, 약 11,787kcal/kg이다.

문제 6
흡착법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1물리적 흡착 Van der Waals 흡착이라고도 한다.
2물리적 흡착은 낮은 온도에서 흡착량이 많다.
3화학적 흡착인 경우 흡착과정이 주로 가역적이며 흡착제의 재생이 용이하다.
4흡착제는 단위질량당 표면적이 큰 것이 좋다.
정답 및 해설

화학적 흡착은 흡착질과 흡착제 표면 사이에 화학결합이 형성되는 과정이어서 비가역적인 경우가 많고 흡착제 재생이 어렵다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

반대로 반데르발스 힘에 의한 물리적 흡착은 가역적이어서 재생이 쉬우며, 낮은 온도일수록 흡착량이 많고, 흡착제는 단위질량당 표면적이 클수록 흡착 성능이 좋다는 나머지 설명은 타당하다.

문제 7
환경체감율에 따른 대기안정도를 나타낸 그림 중 역전상태인 것은? (단, 살선은 환경체감율, 점선은 건조단열체감율이다.)
1
2
3
4
문제 8
과잉공기비 m을 크게 (m>1) 하였을 때의 특성으로 옳지 않은 것은?
1연소가스 중 CO농도가 높아져 산업공해의 원인이 된다,
2통풍력이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 크다.
3배기가스의 온도 저하 및 SOx, NOx 등의 생성물이 증가한다.
4연소실의 냉각효과를 가져온다.
정답 및 해설

과잉공기비가 커지면(m>1) 산소 공급이 충분해져 연소가 더 완전해지므로 연소가스 중 CO 농도는 오히려 낮아진다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

과잉공기비가 지나치게 크면 통풍력이 강해져 배기가스에 의한 열손실이 커지고, 배기가스 온도 저하와 함께 연소실이 냉각되며 SOx·NOx 등 생성물이 늘어나는 부작용이 나타난다.

문제 9
충전탑(packed tower)에 채워지는 충전물의 구비조건으로 틀린 것은?
1단위용적에 대하여 비표면적이 작을 것
2마찰저항이 작을 것
3압력손실이 작고 충전밀도가 클 것
4내식성과 내열성 클 것
정답 및 해설

충전탑의 충전물은 가스와 액체의 접촉 면적을 넓혀야 하므로 단위용적당 비표면적이 커야 물질전달 효율이 높아진다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

마찰저항과 압력손실은 작고 충전밀도는 크며, 내식성·내열성이 큰 재질이어야 한다는 나머지 조건은 충전물이 갖추어야 할 특성과 일치한다.

문제 10
다음 중 헨리의법칙에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1기체의 용매에 대한 용해도가 높을 경우에만 헨리의 법칙이 성립한다.
2HCl, HF, SO2 등은 헨리의 법칙이 잘 적용되는 가스 이다.
3일정온도에서 특정 유해 가스의 압력은 용해가스의 액중 농도에 비례한다,
4헨리정수는 온도변화에 상관없이 동일성분 가스는 항상 동일한 값을 가진다.
정답 및 해설

헨리의 법칙은 일정 온도에서 기체의 분압이 액중 용해 농도에 비례한다는 것을 나타내는 법칙이다(P=H⋅CP = H \cdot C).

헨리의 법칙은 용해도가 낮은 기체에서 잘 성립하며, HCl·HF·SO₂처럼 용해도가 매우 높은 기체에는 잘 맞지 않고, 헨리 상수는 온도에 따라 달라진다.

문제 11
다음 중 중력 집진장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려지며 미세한 입자가 포집된다,
2취급입경은 0.1~10㎛이며, 유지비용은 비싼편이다.
3운전시 압력손실은 5~15mmH2O로 낮다.
4침강실의 높이가 낮고, 수평길이가 길수록 집진율이 높아진다.
정답 및 해설

중력집진장치는 구조가 단순해 유지관리비가 저렴하며, 취급 가능한 입경은 대체로 50㎛ 이상의 비교적 큰 입자이므로 해당 설명은 사실과 다르다.

침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려져 미세입자도 포집되고, 운전 시 압력손실은 5~15mmH₂O로 낮으며, 침강실 높이가 낮고 수평길이가 길수록 집진율이 높아진다는 나머지 설명은 타당하다.

문제 12
직경이 300mm인 관에 18m3/min의 유량으로 유체가 흐르고 있다. 이 관 단면에서의 유체 유속(m/s)은?
1약 3.1m/s
2약 4.2m/s
3약 5.3m/s
4약 8.1 m/s
정답 및 해설

관 단면적을 구한 뒤 유량을 나누면 유속을 계산할 수 있다.

직경 300mm(반지름 0.15m)인 관의 단면적은 A=π×(0.15 m)2≈0.0707 m2A = \pi \times (0.15\ \mathrm{m})^2 \approx 0.0707\ \mathrm{m^2}이다.

유량 18 m3/min=0.3 m3/s18\ \mathrm{m^3/min} = 0.3\ \mathrm{m^3/s}를 단면적으로 나누면 v=0.3 m3/s0.0707 m2≈4.2 m/sv = \dfrac{0.3\ \mathrm{m^3/s}}{0.0707\ \mathrm{m^2}} \approx 4.2\ \mathrm{m/s}로, 유속은 약 4.2m/s이다.

문제 13
온실효과 및 온난화에 관한 설명 옳지 않은 것은?
1교토의정서는 지구온난화 규제 및 방지와 관련한 국제 협약이다.
2온실효과를 일으키는 물질로는 CO2, CH4, N2O 등이 있다.
3CO2의 약 60배 정도를 함유 한다.
4대기 중의 CO2는 태양광선 중 자외선을 흡수하여 온실 효과를 일으킨다.
정답 및 해설

대기 중 CO₂는 지표에서 방출되는 적외선을 흡수해 온실효과를 일으키는 것이지, 태양광선 중 자외선을 흡수하는 것이 아니므로 해당 설명은 사실과 다르다.

교토의정서가 지구온난화 규제와 관련한 국제협약이라는 점과, CO₂·CH₄·N₂O 등이 온실가스에 해당한다는 점은 타당한 설명이다.

문제 14
A기체와 물이 30℃에서 평형상태 있다. 기상에서의 A의 분입이 40mmHg일 때, 수중에서의 A기체의 액중 농도는? (단, 30℃에서 A기체의 물에 대한 헨리상수는 1.60×101(atm ·m3/kmol)이다.)
12.29×10-3 koml/m3
23.29×10-3 koml/m3
32.29×10-2 koml/m3
43.29×10-2 koml/m3
정답 및 해설

헨리법칙을 이용해 기상 분압으로부터 액중 평형농도를 구하는 문제이다.

헨리상수는 H=1.60×101=16 atm⋅m3/kmolH=1.60\times10^{1}=16~\mathrm{atm\cdot m^3/kmol}이고, 분압을 atm 단위로 환산하면 P=40760=0.0526 atmP=\dfrac{40}{760}=0.0526~\mathrm{atm} 이다.

P=H⋅CP=H\cdot C 관계에서 C=PH=0.052616=3.29×10−3 kmol/m3C=\dfrac{P}{H}=\dfrac{0.0526}{16}=3.29\times10^{-3}~\mathrm{kmol/m^3} 로 계산된다.

따라서 수중 A기체의 평형 액중농도는 약 3.29×10⁻³ kmol/m³이다.

문제 15
백필터(Bag Filter)의 특징으로 틀린 것은?
1폭발성 및 점착성 먼지 제거가 곤란하다.
2수분에 대한 적응성이 낮으며, 유지비용이 많이 든다.
3여과 속도가 클수록 집진효율이 커진다.
4가스 온도에 른 여재의 사용이 제한된다,
정답 및 해설

백필터(여과집진장치)는 여과포에 먼지를 포집하는 방식으로, 여과속도가 커지면 오히려 압력손실이 증가하고 집진효율은 낮아진다.

따라서 여과속도가 클수록 집진효율이 커진다는 서술은 실제 특성과 반대이다.

  • 폭발성·점착성 먼지 제거가 곤란한 점은 백필터의 일반적 한계로 옳다.
  • 수분에 민감해 결로 시 눈막힘이 생기고 유지비가 많이 드는 것도 맞는 특징이다.
  • 가스 온도에 따라 사용 가능한 여재가 제한되는 점도 옳은 설명이다.
문제 16
해수의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1해수 내 전체질소 중 35% 정도는 암모니아성 질소, 유기질소 형태이다.
2해수의 pH는 약 5.6 정도로 약산성이다.
3해수의 주요 성분 농도비는 거의 일정하다.
4해수의 Mg/Ca 비는 담수에 비하여 큰 편이다.
정답 및 해설

해수는 약알칼리성으로, pH가 약 5.6인 약산성이라는 설명은 틀렸다.

실제 해수의 pH는 8 안팎으로 약알칼리성을 띤다.

  • 전체질소 중 상당 비율이 암모니아성·유기질소 형태로 존재한다는 설명은 옳다.
  • 해수 주요 성분의 농도비가 해역에 관계없이 거의 일정하다는 것은 해수의 특징적 성질이다.
  • 해수의 Mg/Ca 비가 담수보다 크다는 것도 옳은 설명이다.
문제 17
직경 1m의 콘크리트 관을 20℃의 물이 동수구배 0.01로 흐르고 있다. 맨닝(Manning) 공식에 의해 평균 유속을 구하면? (단, n=0.014 이다.)
11.42 m/s
22.83 m/s
34.62 m/s
45.71 m/s
정답 및 해설

만관 원형관에서 맨닝공식으로 평균유속을 구하는 문제이다.

가득 찬 원형관의 동수반경은 R=D4=0.25 mR=\dfrac{D}{4}=0.25~\mathrm{m} 이다.

맨닝공식 V=1nR2/3S1/2V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2} 에 대입하면 V=10.014×0.252/3×0.011/2≈2.83 m/sV=\dfrac{1}{0.014}\times0.25^{2/3}\times0.01^{1/2}\approx2.83~\mathrm{m/s} 이다.

따라서 평균유속은 약 2.83 m/s이다.

문제 18
A폐수의 응집 처리를 위해 Jar test를 하였다. 폐수시료 300mL에 대하여 0.2%의 황산알루미늄 15mL를 넣었을 때 가장 좋은 결과가 나왔다. 이 경우 황산알루미늄의 사용량은 폐수시료에 대하여 몇 mg/L 인가?
110 mg/L
250 mg/L
3100 mg/L
4150 mg/L
정답 및 해설

주입 응집제 농도는 투입량을 시료 부피로 나누어 구한다.

0.2% 용액은 2 mg/mL2~\mathrm{mg/mL}에 해당하므로, 15mL 투입 시 황산알루미늄 투입량은 15×2=30 mg15\times2=30~\mathrm{mg}이다.

이를 시료량 300mL(=0.3L)로 나누면 300.3=100 mg/L\dfrac{30}{0.3}=100~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 황산알루미늄 사용량은 100 mg/L이다.

문제 19
생물학적 원리를 이용한 하 · 폐수 고도처리공법 중 A/O 공법의 일반적인 공정의 순서로 가장 적합 한 것은?
1혐기조 → 호기조 → 침전지
2무산소조 → 호기조 → 무산소조 → 재포기조 → 침전지
3호기조 → 무산소조 → 침전지
4혐기조 → 무산소조 → 호기조 → 무산소조 → 침전지
정답 및 해설

A/O 공법은 생물학적 인 제거를 목적으로 한 대표적 고도처리공법이다.

혐기조에서 인 방출(과잉 섭취를 위한 예비단계)이 일어난 뒤 호기조에서 인이 과잉 섭취되고, 이후 침전지에서 슬러지와 분리된다.

따라서 공정 순서는 혐기조 → 호기조 → 침전지가 된다.

문제 20
0.01N-NaOH 용액의 농도를 ppm으로 옳게 나타낸 것은?
140
2400
34000
440000
정답 및 해설

노르말 농도를 ppm으로 환산하는 문제이다.

NaOH의 당량은 40g/eq이므로 1 N=40 g/L1~\mathrm{N}=40~\mathrm{g/L}이고, 0.01 N=0.01×40=0.4 g/L=400 mg/L0.01~\mathrm{N}=0.01\times40=0.4~\mathrm{g/L}=400~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 이 농도는 400 ppm에 해당한다.

문제 21
다음 중 활성슬러지공법으로 하수처리 시 주로 사상성미생물의 이상번식으로 2차침전지에서 침전성이 불량한 슬러지가 침전되지 못하고 유출되는 현상을 의미하는 것은?
1슬러지 벌킹
2슬러지 시딩
3연못화
4역세
정답 및 해설

사상성 미생물(실 모양 미생물)이 과다 번식하면 슬러지 플록의 침강성이 나빠져 2차침전지에서 고액분리가 안 되고 유출되는데, 이를 슬러지 벌킹(sludge bulking)이라 한다.

슬러지 시딩은 종균 접종, 연못화는 살수여상의 눈막힘 현상, 역세는 여과지 세척 방법으로 이 현상과는 다른 개념이다.

문제 22
다음 중 인체에 만성 중독증상으로 카네미유증을 발생시키는 유해물질은?
1PCB
2Mn
3As
4Cd
정답 및 해설

카네미유증은 일본에서 식용유에 혼입된 PCB(폴리염화비페닐)로 인해 발생한 대표적 만성 중독 사례이다.

Mn·As·Cd는 각각 망간중독, 비소중독, 이타이이타이병 등 별개의 중금속 중독을 일으키는 물질로 카네미유증과는 무관하다.

문제 23
A공장의 최종 방류수 4000m3/day에 염소를 60kg/day로 주입하여 방류하고 있다. 염소주입 후 잔류염소량이 3mg/L이었다면 이 때 염소 요구량은 몇 mg/L 인가?
112 mg/L
217 mg/L
320 mg/L
423 mg/L
정답 및 해설

염소요구량은 주입한 염소농도에서 잔류염소농도를 뺀 값이다.

주입농도는 60 kg/day4000 m3/day=0.015 kg/m3=15 mg/L\dfrac{60~\mathrm{kg/day}}{4000~\mathrm{m^3/day}}=0.015~\mathrm{kg/m^3}=15~\mathrm{mg/L}이므로, 요구량은 15−3=12 mg/L15-3=12~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 염소요구량은 12 mg/L이다.

문제 24
수질 오염공정시험기준상 윙클러-아지드화나트륨 변법에 의한 DO 측정 시 표준적정액으로 옳은 것은?
10.025N Na2S2O3
20.025N Na2C2O4
30.025N KMnO4
40.025N K2Cr2O7
정답 및 해설

윙클러-아지드화나트륨 변법으로 용존산소를 측정할 때, 최종 적정에 사용하는 표준적정액은 티오황산나트륨(Na₂S₂O₃)이다.

과망간산칼륨·중크롬산칼륨·옥살산나트륨은 각각 다른 수질항목(COD 등) 측정에 쓰이는 산화·환원 표준용액으로 DO 적정과는 무관하다.

문제 25
다음 중 활성슬러지공법으로 폐수를 처리하는 경우 침전성이 좋은 슬러지가 최종침전지에서 떠 오르는 슬러지 부상(sludgerising)을 일으키는 원인으로 가장 적합한 것은?
1층유 형성
2이온전도도 차
3탈질 작용
4색도 차
정답 및 해설

최종침전지에서 침강성이 양호하던 슬러지가 다시 떠오르는 슬러지 부상(rising)은, 슬러지 내 질산성질소가 탈질 작용을 거쳐 질소가스(N₂)로 환원되면서 미세기포가 슬러지에 부착해 부력을 얻기 때문에 발생한다.

나머지 보기로 제시된 층류 형성이나 이온전도도 차, 색도 차는 슬러지가 떠오르는 것과 직접적인 인과관계가 없다.

문제 26
다음 중 황산알루미늄에 비하여 처리수의 pH 강하가 적고 알칼리 소비량도 적은 무기성 고분자 응집제는?
1PAC(poly aluminium chloride)
2ABS(alkyl benzene sulfonate)
3PCB(poly chlorinated biphenyl)
4PCDD(polychlorinated dibenzo -p- dioxin)
정답 및 해설

PAC(폴리염화알루미늄)는 황산알루미늄에 비해 응집효과가 우수하면서도 처리수의 pH 강하와 알칼리도 소비가 적은 대표적 무기성 고분자 응집제이다.

ABS는 합성세제 성분, PCB·PCDD는 각각 독성 유기오염물질로 응집제와는 무관하다.

문제 27
수질오염공정시험기준상 생물화학적 산소요구량 측정방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1시료를 20℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료 중의 호기성 미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양으로부터 측정하는 방법이다.
2pH가 6.5~8.5의 범위를 벗어나는 시료는 염산(1+1) 또는 40% 수산화나트륨 용액으로 시료를 중화하는데 이 때 넣어주는 산 또는 알칼리의 양은 시료량의 5%가 넘지 않도록 하여야 한다.
3공장폐수나 혐기성 발효의 상태에 있는 시료는 호기성 산화에 필요한 미생물을 식종하여야 한다.
4수온이 20℃ 이하이거나 20℃일 때의 용존산소 함유량이 포화량 이상으로 과포화 되어 있을 때에는 수온을 23~25℃로하여 15분간 통기하고 방냉하여 수온을 20℃로 한다.
정답 및 해설

수질오염공정시험기준상 BOD 측정 시료의 pH가 6.5~8.5를 벗어나면 염산이나 수산화나트륨으로 중화하되, 이때 첨가하는 산·알칼리의 양이 시료량의 0.5%를 넘지 않도록 하는 것이 기준이다.

제시된 설명처럼 5%까지 허용된다고 하면 첨가량 과다로 시료가 희석·변질되어 측정값에 오차를 주므로, 이 서술은 기준치를 잘못 제시한 것이다.

  • 20℃ 5일간 저장 후 소비된 용존산소량으로 측정한다는 원리는 옳다.
  • 혐기성 시료에는 호기성 미생물을 식종해야 한다는 것도 표준 절차이다.
  • 과포화 시료를 23~25℃에서 15분간 통기한 뒤 방냉해 20℃로 맞추는 전처리도 옳은 설명이다.
문제 28
다음 중 용존공기 부상법에서 공기와 고형물간의 비를 나타낸 것은?
1A/S 비
2F/M 비
3C/N 비
4SVI 비
정답 및 해설

용존공기부상법(DAF)에서 처리 효율을 좌우하는 핵심 설계인자는 공급 공기량과 부상시킬 고형물량의 비, 즉 A/S 비(Air to Solids ratio)이다.

F/M비는 활성슬러지의 먹이 대 미생물비, C/N비는 퇴비화 등에 쓰이는 탄질비, SVI는 슬러지 용적지수로 각각 다른 공정 지표이다.

문제 29
다음은 수질오염공정시험기준상 방울수에 대한 설명이다. ( ) 안에 알맞은 것은?
1① 10방울, ② 1mL
2① 20방울, ② 1mL
3① 10방울, ② 0.1mL
4① 20방울, ② 0.1mL
문제 30
스톡스법칙에 따른 입자의 침전속도에 관한 설명으로 틀린 것은?
1침전속도는 입자와 물의 밀도차에 비례한다.
2침전속도는 중력가속도에 비례한다.
3침전속도는 입자지름의 제곱에 반비례한다.
4침전속도는 물의 점도에 반비례한다.
정답 및 해설

스톡스 법칙에 따른 침강속도는 Vs=g(ρs−ρ)d218μV_s=\dfrac{g(\rho_s-\rho)d^2}{18\mu}로 표현된다.

이 식에서 침전속도는 입자지름의 제곱에 비례하므로, 제곱에 반비례한다는 서술은 틀렸다.

밀도차·중력가속도에 비례하고 점도에 반비례한다는 나머지 설명은 식과 일치한다.

문제 31
pH 9인 용액의 [OH-]농도(mol/L)는?
110-1
210-5
310-9
410-11
정답 및 해설

pH+pOH=14\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14 관계에서 pH가 9이면 pOH=5\mathrm{pOH}=5이다.

따라서 [OH−]=10−5 mol/L[\mathrm{OH^-}]=10^{-5}~\mathrm{mol/L}로 계산된다.

문제 32
살수여상에서 발생하는 연못화 현상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1유기물 부하량이 너무 적어 처리가 되지 않을 경우
2매질이 너무 작거나 균일하지 못한 경우
3미생물이 점막이 과도하게 탈리되어 공국울 메울 경우
4최조침전지에서 현탁고형물이 충분히 제거되지 않을 경우
정답 및 해설

연못화(ponding)는 살수여상 표면이나 매질 사이에 물이 고여 흐름이 막히는 현상으로, 주로 여재 눈막힘이 원인이다.

매질이 지나치게 작거나 불균일한 경우, 탈리된 미생물 점막이 공극을 메우는 경우, 최초침전지에서 현탁고형물이 충분히 제거되지 않아 여상으로 유입되는 경우가 모두 눈막힘을 일으켜 연못화의 원인이 된다.

반면 유기물 부하량이 오히려 부족한 경우는 미생물막이 과도하게 형성될 이유가 없어 연못화의 직접적 원인과는 거리가 멀다.

문제 33
활성슬러지공법으로 하 (폐)수를 처리하는 과정에서 발생하는 각종 슬러지에 관한 설명으로 옳은 것은?
11차슬러지(primary setting sludge)는 포기조 바닥에 퇴적된 슬러지이다.
2잉여슬러지(excess sludge)는 최초침전지에서 발생한 슬러지로 포기조에 투입된다.
3반송슬러지(return sludge)는 최종침전지에서 발생하는 활성슬러지로 포기조에 재투입되는 슬러지이다.
4소화슬러지(digested sludge)는 혐기성 소화조 내부에서 안정화되지 못하고 부상하는 스컴의 일종이다.
정답 및 해설

반송슬러지(return sludge)는 최종침전지에서 침강·분리된 활성슬러지를 포기조로 되돌려보내 미생물 농도를 유지시키는 슬러지를 말한다.

  • 1차슬러지는 포기조가 아니라 최초침전지에서 침전되는 슬러지이다.
  • 잉여슬러지는 최초침전지가 아니라 최종침전지에서 발생해 계 밖으로 배출되는 슬러지이다.
  • 소화슬러지는 부상 스컴이 아니라 혐기성소화조에서 안정화되어 생성된 슬러지를 가리킨다.
문제 34
함수율 98%(중량)의 슬러지를 농축하여 함수율 94%(중량)인 농축 슬러지를 얻었다. 이 때 슬러지의용적은 어떻게 변화되는가? (단, 슬러지 비중은 모두 1.0으로 가정한다.)
1원래의 1/2
2원래의 1/3
3원래의 1/6
4원래의 1/9
정답 및 해설

슬러지 속 고형물량은 농축 전후 동일하므로 V1(1−P1)=V2(1−P2)V_1(1-P_1)=V_2(1-P_2) 관계가 성립한다.

V1×0.02=V2×0.06V_1\times0.02=V_2\times0.06 에서 V2=0.020.06V1=13V1V_2=\dfrac{0.02}{0.06}V_1=\dfrac{1}{3}V_1로 계산된다.

따라서 농축 후 슬러지 부피는 원래의 1/3이 된다.

문제 35
유기물 과다 유입에 따른 수질오염 현상으로 가장 거리가 먼 것은?
1DO 농도의 감소
2혐기 상태로 변화
3어패류의 폐사현상
4BOD 농도의 감소
정답 및 해설

유기물이 과다하게 유입되면 이를 분해하는 데 산소가 소모되어 DO 농도가 감소하고, 이어서 혐기 상태로 전환되며 어패류 폐사까지 일으킬 수 있다.

반면 유입 유기물 자체가 늘어난 것이므로 BOD 농도는 오히려 증가하며, BOD 농도의 감소는 이 현상과 거리가 먼 설명이다.

문제 36
수분 함유량 10%인 쓰레기를 건조시켜 수분 함유량을 5%로 하기 위해 쓰레기 1톤당 증발시켜야 하는 수분의 양은? (단, 쓰레기 비준은 1.0)
110.0 kg
241.4 kg
352.6kg
4100kg
정답 및 해설

쓰레기 속 고형물량은 건조 전후 변하지 않는다는 물질수지를 이용한다.

1톤(1000kg) 기준 고형물량은 1000×(1−0.10)=900 kg1000\times(1-0.10)=900~\mathrm{kg}이며, 건조 후 함수율 5%에서 전체 중량은 W2=9001−0.05=947.4 kgW_2=\dfrac{900}{1-0.05}=947.4~\mathrm{kg}가 된다.

따라서 증발시켜야 할 수분량은 1000−947.4≈52.6 kg1000-947.4\approx52.6~\mathrm{kg}이다.

문제 37
쓰레기의 성상분석 및 시료 채취방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1지역 쓰레기의 성상 파악을 위해서는 적어도 년 4회의 측정이 필요하다.
2수분의 평균치를 알기 위해서는 비오는 날의 수집은 피하는 것이 바람직하다
31회의 시료채취는 적어도 쓰레기의 축소작업 개시부터 24시간 이내에 완료하는 것이 바람직하다.
4쓰레기 시료 채취작업은 될 수 있는 한 신속하게 진행한다.
정답 및 해설

쓰레기의 성상분석용 시료는 채취 후 가능한 한 신속하게 축소·분석 과정을 마쳐야 수분 손실이나 유기물 부패로 인한 조성 변화를 막을 수 있다.

축소작업 개시부터 완료까지 24시간이라는 긴 시간을 허용해도 무방하다는 서술은 이러한 신속 처리 원칙과 맞지 않는다.

  • 계절별 편차를 반영하기 위해 연 4회 이상 측정한다는 원칙은 옳다.
  • 강우 시에는 수분함량이 왜곡되므로 비오는 날 수집을 피한다는 설명도 타당하다.
  • 시료채취 작업 자체를 신속히 진행한다는 설명도 옳다.
문제 38
슬러지 내의 수분 중 일반적으로 가장 많은 양을 차지하며 고형물질과 직접 결합해 있지 않기 때문에 농축 등의 방법으로 용이하게 분리할 수 있는 수분은?
1간극수
2모관결합수
3부착수
4내부수
정답 및 해설

슬러지 속 수분 중 간극수(고형물 입자 사이에 존재하는 자유수)는 양이 가장 많으면서도 고형물과 직접 결합되어 있지 않아 중력 농축 등 비교적 간단한 방법으로 쉽게 분리된다.

모관결합수·부착수·내부수는 고형물과의 결합력이 강해 간극수보다 제거가 어렵다.

문제 39
폐기물공정시험기준(방법)에 의거 기름성분을 중량법(노말헥산 추출시험방법)으로 분석하는 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1노말헥산층에 용핵되는 물질을 노말헥산으로 추출하여 증발시킨 잔류물의 무게로부터 구하는 방법이다.
2정량범위는 5~200mg이고, 표준편차율은 5~20% 이다.
3전기맨틀의 온도를 105~110℃로 유지하면서 1mL/min 속도로 증류한다.
4수분제거를 위해 무수황산나트륨을 넣는다.
정답 및 해설

노말헥산 추출시험방법(중량법)은 시료를 산성으로 만든 뒤 기름성분을 노말헥산으로 추출하고, 용매를 날려보낸 잔류물의 무게로 기름성분을 정량하는 방법이다.

노말헥산은 끓는점이 약 69℃인 저비점 용매이므로, 용매를 날리는 증류는 그에 맞춘 낮은 온도에서 서서히 진행해야 한다. 105~110℃는 물의 끓는점까지 넘어서는 과도한 온도로, 정작 측정 대상인 기름성분 중 비점이 낮은 것까지 함께 휘발시켜 결과를 낮게 만들므로 시험조건으로 옳지 않다.

  • 노말헥산층에 녹아 나온 물질을 추출·증발시킨 잔류물 무게로 구한다는 원리 설명은 옳다.
  • 추출액에 남은 수분을 무수황산나트륨으로 제거하는 절차도 표준 조작에 해당한다.
문제 40
수거된 폐기물을 압축하는 이유로 거리가 먼 것은?
1저장에 필요한 용적을 줄이기 위해
2수송 시 부피를 감소시키기 위해
3매립지의 수명을 연장시키기 위해
4소각장에서 소각 시 원활한 연소를 위해
정답 및 해설

폐기물을 압축하면 부피가 줄어 저장·수송에 필요한 용적이 감소하고, 매립 시에도 단위 부피당 채워지는 양이 늘어 매립지 수명 연장에 도움이 된다.

반면 압축으로 밀도가 높아지면 내부까지 공기(산소) 공급이 어려워져 소각 시 연소는 오히려 불리해지므로, 원활한 연소를 위해 압축한다는 설명은 압축의 목적과 거리가 멀다.

문제 41
다음 중 슬러지 탈수 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1원심분리
2산화지
3진공여과
4벨트프레스
정답 및 해설

원심분리·진공여과·벨트프레스는 모두 슬러지의 수분을 기계적으로 제거하는 대표적인 탈수 방법이다.

산화지는 슬러지를 넓은 못에 펼쳐 자연 증발·산화로 안정화시키는 처리 방식으로, 기계적 탈수 방법과는 성격이 다르다.

문제 42
"열분해"에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
1일반적으로 이론공기가 공극되는 상태에서 스팀을 주입하는 방법이다.
2공기가 부족한 상태에서 폐기물을 연소시켜 고체, 액체 및 기체 상태의 연료를 생산하는 공정이다.
3수소가 많은 상태에서 액체연료를 회수하는 방법이다.
4200~350℃ 정도의 산소가 없는 상태에서 고압의 조건으로 유기물을 분해하여 기체의 연료를 회수하는 방법이다.
정답 및 해설

열분해는 산소가 부족한 상태에서 유기성 폐기물을 가열·분해하여 고체·액체·기체 상태의 연료(탄화물·오일·가스)를 생산하는 공정이다.

이론공기가 충분히 공급되는 상태에서 스팀을 주입한다는 설명은 산소가 충분한 조건이므로 열분해보다는 연소·가스화에 가깝다.

수소가 많은 상태에서 액체연료만 회수한다거나 고압 조건을 전제로 한다는 설명도 열분해의 핵심 조건(저산소 분위기 열분해)과는 맞지 않는다.

문제 43
다음 중 슬러지의 탈수 특성을 나타내는 인자로 가장 적합한 것은?
1여과비저항
2균등계수
3알칼리도
4유효경
정답 및 해설

여과비저항(specific resistance to filtration)은 슬러지 케이크를 통과하는 여액의 흐름 저항을 나타내는 지표로, 슬러지의 탈수 난이도(탈수 특성)를 평가하는 대표적 인자이다.

균등계수·유효경은 입도분포, 알칼리도는 완충능을 나타내는 지표로 탈수 특성과는 직접 관련이 없다.

문제 44
다음 중 폐기물의 퇴비화 공정에서 유지시켜 주어야 할 최적 조건으로 가장 적합한 것은?
1온도 : 20±2℃
2수분 : 5~10%
3C/N 비율 : 100~150
4pH : 6~8
정답 및 해설

퇴비화가 원활히 진행되려면 미생물 활동에 적합한 pH 6~8 정도의 중성~약알칼리성 환경이 유지되어야 한다.

온도는 미생물 발열로 50~60℃ 안팎까지 올라가야 하고, 수분은 50~60% 수준이 필요하며, C/N비도 25~35 정도가 적정하므로, 20±2℃·수분 5~10%·C/N비 100~150이라는 나머지 수치들은 실제 최적조건과 크게 어긋난다.

문제 45
폐기물을 압축시킨 결과 용적감소율이 75%였다면 이 때의 압축비는?
13
24
35
46
정답 및 해설

용적감소율 75%는 원래 용적의 75%가 감소했다는 뜻이므로, 압축 후 남은 용적은 원래의 25%이다. 압축비는 압축 전 용적을 압축 후 용적으로 나눈 값이므로 압축비=100%25%=4\text{압축비} = \frac{100\%}{25\%} = 4이다.

문제 46
A고체연료의 탄소, 수소, 산소 및 황의 무게비가 각각 85%, 5%, 9%, 1%일 때 완전연소에 필요한 이론공기량은? (단, 표준상태 기준)
11.81 Sm3/kg
22.45 Sm3/kg
38.62 Sm3/kg
410.54 Sm3/kg
정답 및 해설

고체연료의 이론공기량은 원소 조성으로부터 이론산소량을 구한 뒤 산소 비율(21%)로 환산한다.

이론산소량은 O0=1.867C+5.6(H−O8)+0.7SO_0=1.867C+5.6\left(H-\dfrac{O}{8}\right)+0.7S이며, 값을 대입하면 O0=1.867(0.85)+5.6(0.05−0.09/8)+0.7(0.01)≈1.81 Sm3/kgO_0=1.867(0.85)+5.6(0.05-0.09/8)+0.7(0.01)\approx1.81~\mathrm{Sm^3/kg}이다.

이론공기량은 A0=O00.21≈8.62 Sm3/kgA_0=\dfrac{O_0}{0.21}\approx8.62~\mathrm{Sm^3/kg}로 계산된다.

문제 47
생활 쓰레기를 매립하였을 경우 다음 중 매립초기 (2단계)에 가스구성비 (부피 %)가 가장 큰 것은? (단, 2단계는 혐기성단계이나 메탄이 형성되지 않는 단계이다.)
1CO2
2C3H8
3H2S
4O3
정답 및 해설

매립 초기 2단계(혐기성이지만 메탄이 아직 생성되지 않는 산생성 단계)에서는 유기물의 혐기성 분해로 이산화탄소(CO₂)의 발생 비율이 가장 크다.

C₃H₈(프로판)·H₂S·O₃(오존)는 이 단계에서 매립가스의 주성분으로 나타나지 않는다.

문제 48
다음 중 쓰레기 발생량 산정방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1적채차량 계수 분석법
2직접 계근법
3물질수지법
4직접 경향 분석법
정답 및 해설

적재차량 계수분석법, 직접 계근법, 물질수지법은 모두 폐기물 발생량을 산정하는 표준적인 방법으로 널리 쓰인다.

이에 비해 직접 경향 분석법은 발생량 산정 기법으로 분류되지 않는 용어로, 나머지 방법들과 성격이 다르다.

문제 49
폐기물의 강열감량 및 유기물함량 시험조건 관한 설명으로 틀린 것은?
1백금제, 석영제 또는 사기제 도가니 등을 사용한다.
2강열온도는 600±25℃로 한다.
3시료는 전기로 안에서 1시간 강열한다.
4시료에 25% 질산암모늄용액을 넣어 적신다.
정답 및 해설

강열감량 및 유기물함량 시험은 백금제·석영제·사기제 도가니를 사용하며, 건조된 시료를 600±25℃로 유지된 전기로에서 3시간 강열하여 항량에 이르도록 하는 것이 표준 절차이다.

제시된 설명처럼 강열 시간을 1시간으로 짧게 잡으면 유기물이 완전히 산화되지 않아 강열감량 값에 오차가 생기므로, 이 서술은 절차와 맞지 않는다.

  • 도가니 재질에 대한 설명은 옳다.
  • 강열온도 600±25℃도 표준 조건과 일치한다.
  • 시료에 25% 질산암모늄용액을 적셔 급격한 발화를 막는 절차도 옳은 설명이다.
문제 50
다음은 폐기물의 고화처리방법에 관한 설명이다. 가장 적합한 것은?
1석화기초법
2피막형성법
3시멘트기초법
4자가시멘트법
문제 51
다음 중 MHT에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1man·hour/ton을 뜻한다.
2폐기물의 수거효율을 평가하는 단위로 쓰인다.
3MHT가 클수록 수거효율이 좋다.
4수거작업간의 노동력을 비교하기 위한 것이다.
정답 및 해설

MHT(man·hour/ton)는 폐기물 1톤을 수거하는 데 투입되는 인력·시간을 나타내는 수거효율 지표이다.

이 값이 클수록 동일한 양을 처리하는 데 더 많은 노동력이 든다는 뜻이므로 수거효율은 오히려 나쁘다.

따라서 MHT가 클수록 수거효율이 좋다는 설명은 지표의 의미와 반대이다.

문제 52
소각로 내의 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식으로 플라스틱과 같이 열에 의해 용융되는 물질의 소각에 적당하나 연소 효율이 나쁘고 체류시간이 길고 교반력이 약하여 국부적으로 가열될 염려가 있는 소각로 형식으로 가장 적합한 것은?
1액체 주입형 소각
2고정상 소각로
3유동상 소각로
4열분해 용융 소각로
정답 및 해설

화상(화격자) 위에 폐기물을 올려놓고 태우는 방식은 고정상 소각로이다.

플라스틱처럼 열에 녹는 물질을 태우기에는 적당하지만, 폐기물이 쌓인 채로 타기 때문에 교반력이 약해 국부적으로 과열되기 쉽고 체류시간이 길며 연소효율이 떨어진다.

액체주입형은 액상 폐기물을 노즐로 분무해 태우는 방식이고, 유동상은 모래 같은 유동매체를 부상시켜 그 열로 태우며, 열분해 용융은 저산소 상태에서 열분해한 뒤 잔재를 고온에서 녹이는 방식이라 화상 위 연소 구조와는 원리가 다르다.

문제 53
연소가스의 잉여열을 이용하여 보일러에 주입되는 물을 예열함으로써 보일러드럼에 발생되는 열응력을 감소시켜 보일러의 효율을 높이는 장치는?
1과열기(super heater)
2재열기(reheater)
3절탄기(economizer_
4공기예열기(air preheater)
정답 및 해설

연소가스의 잉여열로 보일러 급수를 예열해 드럼의 열응력을 줄이고 효율을 높이는 장치는 절탄기(economizer)이다.

과열기는 포화증기를 더 가열해 과열증기로 만드는 장치이고 재열기는 터빈을 거친 증기를 다시 가열하는 장치이며, 공기예열기는 급수가 아니라 연소용 공기를 예열한다는 점에서 급수 예열 목적과는 다르다.

문제 54
폐기물을 분리하여 재활용하고자 할 때 철금속류를 회수하는 가장 적합한 방법은?
1Air Separation
2Hand Separation
3Magnetic Separtion
4Screening
정답 및 해설

철금속류처럼 자성을 띠는 물질을 선별해 회수하는 방법은 자력선별(Magnetic Separation)이다.

공기 선별은 비중·풍력 차를 이용해 경량물을 분리하고, 손선별은 사람이 직접 골라내며, 체 선별(Screening)은 입도 차이로 걸러내는 방식이라 철금속을 표적으로 하는 방법은 아니다.

문제 55
A도시에 인구 100,000명이 거주하고, 1인당 쓰레기 발생량은 평균 0.9kg/인·일이다. 이 쓰레기를 50명이 수거한다면 수거 능력(MHT)은? (단, 1일 작업시간은 8시간, 1년 작업일수는 300일이다.0
13.46 MHT
23.65 MHT
33.87 MHT
43.98 MHT
정답 및 해설

이 조건에서 수거능력은 약 3.65 MHT이다.

MHT는 쓰레기 1ton을 수거하는 데 드는 인원·시간(man·hour/ton)이므로, 연간 총 작업시간을 연간 총 수거량으로 나누어 구한다.

쓰레기 발생량은 100,000×0.9=90,000 kg/day100{,}000 \times 0.9 = 90{,}000\,\mathrm{kg/day}, 즉 하루 90ton이므로 1년이면 90×365=32,850 ton90 \times 365 = 32{,}850\,\mathrm{ton}이다.

연간 총 작업시간은 50×8×300=120,000 MH50 \times 8 \times 300 = 120{,}000\,\mathrm{MH}이므로 MHT=120,00032,850≈3.65\mathrm{MHT} = \dfrac{120{,}000}{32{,}850} \approx 3.65가 된다.

문제 56
다음 중 진동레벨의 성능기준으로 옳지 않은 것은?
1측정가능 주파수 범위 : 1 ~ 90 Hz 이상
2측정가능 진동레벨 범위 : 45 ~ 120 dB 이상
3레벨렌지 변환기의 전환오차 : 0.5 dB 이내
4지시계기의 눈금오차 : 1 dB 이내
정답 및 해설

성능기준으로 옳지 않은 것은 지시계기의 눈금오차를 1dB 이내로 적은 설명이다.

진동레벨계의 지시계기 눈금오차는 0.5dB 이내여야 한다. 눈금오차는 측정값을 읽어내는 마지막 단계의 오차라서 허용폭을 좁게 잡는다.

나머지는 기준과 일치한다. 측정가능 주파수 범위는 1~90Hz 이상, 측정가능 진동레벨 범위는 45~120dB 이상, 레벨레인지 변환기의 전환오차는 0.5dB 이내다.

문제 57
다음 중 종파(소밀파)에 해당하는 것은?
1물결파
2전자기파
3음파
4지진파의 S파
정답 및 해설

매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 나란한 파, 즉 소밀파(종파)에 해당하는 것은 음파이다.

물결파와 지진파의 S파는 진동 방향이 진행 방향과 수직인 횡파이고, 전자기파도 전기장과 자기장이 진행 방향에 수직으로 진동하는 파이므로 종파가 아니다.

문제 58
80dB의 소음과 90dB의 소음이 동시에 발생할 경우 합성소음레벨은?
1약 80 dB
2약 85 dB
3약 90 dB
4약 93 dB
정답 및 해설

두 소음의 합성소음레벨은 약 90 dB이다.

각 음압레벨을 에너지로 환산해 더한 뒤 다시 데시벨로 바꾸어 구하며 L=10log⁡10(1080/10+1090/10)=10log⁡10(1.1×109)≈90.4 dBL = 10\log_{10}\left(10^{80/10} + 10^{90/10}\right) = 10\log_{10}\left(1.1\times10^{9}\right) \approx 90.4\,\mathrm{dB}이다.

두 소음 중 큰 값인 90dB에 작은 소음의 기여분이 소폭 더해지는 정도이므로 단순히 두 값을 산술 평균하거나 그대로 더한 값과는 다르다.

문제 59
다음 중 소음 · 진동에 관련한 용여의 정의로 옳지 않은 것은?
1반사음은 한 매질중의 음파가 다른 매질의 경계면에 입사한 후 진행방향을 변경하여 본래의 매질중으로 되돌아오는 음을 말한다.
2정상소음도은 시간적으로 변동하지 아니하거나 또는 변동폭이 작은 소음을 말한다.
3등가소음도는 임의의 측정시간동안 발생한 변동소음의 총 에너지를 같은 시간내의 정상소음의 에너지로 등가하여 얻어진 소음도를 말한다.
4지발발파는 수 시간내에 시간차를 두고 발파하는 것을 말한다.
정답 및 해설

정의가 옳지 않은 것은 지발발파에 대한 설명이다.

지발발파는 수 초 내에 시간차를 두고 발파하는 것으로 정의된다. 짧은 시차를 두고 순차적으로 터뜨려 진동과 소음을 줄이는 방식이므로, 시간 단위를 '수 시간'으로 적은 부분이 틀렸다.

반사음·정상소음·등가소음도에 대한 설명은 각각 매질 경계면에서 본래의 매질로 되돌아오는 음, 변동폭이 작은 소음, 변동소음의 총 에너지를 같은 시간 내 정상소음의 에너지로 등가한 소음도라는 정의와 일치한다.

문제 60
파동이 진행할 때 장애물 뒤쪽으로 음이 전파되는 현상을 무엇이라 하는가?
1회절
2굴절
3음성
4흡음
정답 및 해설

파동이 장애물 뒤쪽까지 돌아 들어가 전파되는 현상은 회절이다.

굴절은 매질이 달라질 때 파동의 진행 방향이 꺾이는 현상이고 흡음은 음에너지가 매질에 흡수되어 줄어드는 현상이므로, 장애물 뒤로 음이 돌아가는 현상과는 구별된다.

환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
09년 3회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 대기오염물질의 분류 중 발생원에서 직접 외기로 배출되는 1차 오염 물질에 해당하는 것은?
1O3
2PAN
3NH3
4H2O2
정답 및 해설

암모니아(NH₃)는 발생원에서 직접 대기로 배출되는 1차 오염물질이다.

오존, PAN, 과산화수소는 1차 오염물질이 대기 중에서 광화학반응을 거쳐 생성되는 2차 오염물질에 해당한다.

문제 2
다음 중 연소 시 질소화물의 저감방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1배출가스 재순환
22단 연소
3과잉공기량 증대
4연소부분 냉각
정답 및 해설

과잉공기량을 증대시키면 연소 중 산소 공급이 늘어 오히려 열적 질소산화물(thermal NOx) 생성이 촉진되므로, 질소산화물 저감 방법과는 반대되는 조치이다.

배출가스 재순환, 2단 연소, 연소부분 냉각(저온연소)은 모두 연소온도를 낮추거나 산소 공급을 조절해 질소산화물 생성을 억제하는 방법이다.

문제 3
다음 중 렝겔만 농도표와 관계가 깊은 것은?
1매연측정
2가스크로마토그래프
3오존농도측정
4질소산화물 성분분석
정답 및 해설

렝겔만(링겔만) 농도표는 배출 연기의 농도를 표와 비교하여 매연 정도를 육안으로 판정하는 매연측정 도구이다.

가스크로마토그래프, 오존농도측정, 질소산화물 성분분석은 각각 별도의 기기·분석법을 이용하는 것으로 농도표에 의한 육안 판정과는 관련이 없다.

문제 4
표준상태에서 물 6.6g을 수증기로 만들 때 부피는?
15.16L
26.22L
37.24L
48.21L
정답 및 해설

표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로, 물의 몰수를 구해 이 값을 곱하면 수증기 부피를 구할 수 있다.

물 6.6g의 몰수는 6.6 g18 g/mol≈0.367 mol\dfrac{6.6\ \mathrm{g}}{18\ \mathrm{g/mol}} \approx 0.367\ \mathrm{mol}이고, 이를 수증기 부피로 환산하면 0.367 mol×22.4 L/mol≈8.21 L0.367\ \mathrm{mol} \times 22.4\ \mathrm{L/mol} \approx 8.21\ \mathrm{L}이다.

따라서 물 6.6g을 모두 수증기로 만들 때의 부피는 약 8.21L이다.

문제 5
수소 15%, 수분 0.5%인 중유의 고위발열량이 12,600kcal/kg일 때, 저위발열량(kcal/kg)은?
111,357 kcal/kg
211,446 kcal/kg
311,787 kcal/kg
411,992 kcal/kg
정답 및 해설

저위발열량은 고위발열량에서 연소로 생성·함유된 수분이 증발하는 데 쓰이는 잠열을 뺀 값으로, Hl=Hh−600(9H+W)H_l = H_h - 600(9H + W)로 구한다(H, W는 질량분율).

수소 15%, 수분 0.5%를 대입하면 600×(9×0.15+0.005)=600×1.355=813 kcal/kg600 \times (9 \times 0.15 + 0.005) = 600 \times 1.355 = 813\ \mathrm{kcal/kg}이다.

따라서 저위발열량은 12,600−813=11,787 kcal/kg12{,}600 - 813 = 11{,}787\ \mathrm{kcal/kg}으로, 약 11,787kcal/kg이다.

문제 6
흡착법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1물리적 흡착 Van der Waals 흡착이라고도 한다.
2물리적 흡착은 낮은 온도에서 흡착량이 많다.
3화학적 흡착인 경우 흡착과정이 주로 가역적이며 흡착제의 재생이 용이하다.
4흡착제는 단위질량당 표면적이 큰 것이 좋다.
정답 및 해설

화학적 흡착은 흡착질과 흡착제 표면 사이에 화학결합이 형성되는 과정이어서 비가역적인 경우가 많고 흡착제 재생이 어렵다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

반대로 반데르발스 힘에 의한 물리적 흡착은 가역적이어서 재생이 쉬우며, 낮은 온도일수록 흡착량이 많고, 흡착제는 단위질량당 표면적이 클수록 흡착 성능이 좋다는 나머지 설명은 타당하다.

문제 7
환경체감율에 따른 대기안정도를 나타낸 그림 중 역전상태인 것은? (단, 살선은 환경체감율, 점선은 건조단열체감율이다.)
1
2
3
4
문제 8
과잉공기비 m을 크게 (m>1) 하였을 때의 특성으로 옳지 않은 것은?
1연소가스 중 CO농도가 높아져 산업공해의 원인이 된다,
2통풍력이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 크다.
3배기가스의 온도 저하 및 SOx, NOx 등의 생성물이 증가한다.
4연소실의 냉각효과를 가져온다.
정답 및 해설

과잉공기비가 커지면(m>1) 산소 공급이 충분해져 연소가 더 완전해지므로 연소가스 중 CO 농도는 오히려 낮아진다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

과잉공기비가 지나치게 크면 통풍력이 강해져 배기가스에 의한 열손실이 커지고, 배기가스 온도 저하와 함께 연소실이 냉각되며 SOx·NOx 등 생성물이 늘어나는 부작용이 나타난다.

문제 9
충전탑(packed tower)에 채워지는 충전물의 구비조건으로 틀린 것은?
1단위용적에 대하여 비표면적이 작을 것
2마찰저항이 작을 것
3압력손실이 작고 충전밀도가 클 것
4내식성과 내열성 클 것
정답 및 해설

충전탑의 충전물은 가스와 액체의 접촉 면적을 넓혀야 하므로 단위용적당 비표면적이 커야 물질전달 효율이 높아진다는 점에서 해당 설명은 사실과 다르다.

마찰저항과 압력손실은 작고 충전밀도는 크며, 내식성·내열성이 큰 재질이어야 한다는 나머지 조건은 충전물이 갖추어야 할 특성과 일치한다.

문제 10
다음 중 헨리의법칙에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1기체의 용매에 대한 용해도가 높을 경우에만 헨리의 법칙이 성립한다.
2HCl, HF, SO2 등은 헨리의 법칙이 잘 적용되는 가스 이다.
3일정온도에서 특정 유해 가스의 압력은 용해가스의 액중 농도에 비례한다,
4헨리정수는 온도변화에 상관없이 동일성분 가스는 항상 동일한 값을 가진다.
정답 및 해설

헨리의 법칙은 일정 온도에서 기체의 분압이 액중 용해 농도에 비례한다는 것을 나타내는 법칙이다(P=H⋅CP = H \cdot C).

헨리의 법칙은 용해도가 낮은 기체에서 잘 성립하며, HCl·HF·SO₂처럼 용해도가 매우 높은 기체에는 잘 맞지 않고, 헨리 상수는 온도에 따라 달라진다.

문제 11
다음 중 중력 집진장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려지며 미세한 입자가 포집된다,
2취급입경은 0.1~10㎛이며, 유지비용은 비싼편이다.
3운전시 압력손실은 5~15mmH2O로 낮다.
4침강실의 높이가 낮고, 수평길이가 길수록 집진율이 높아진다.
정답 및 해설

중력집진장치는 구조가 단순해 유지관리비가 저렴하며, 취급 가능한 입경은 대체로 50㎛ 이상의 비교적 큰 입자이므로 해당 설명은 사실과 다르다.

침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려져 미세입자도 포집되고, 운전 시 압력손실은 5~15mmH₂O로 낮으며, 침강실 높이가 낮고 수평길이가 길수록 집진율이 높아진다는 나머지 설명은 타당하다.

문제 12
직경이 300mm인 관에 18m3/min의 유량으로 유체가 흐르고 있다. 이 관 단면에서의 유체 유속(m/s)은?
1약 3.1m/s
2약 4.2m/s
3약 5.3m/s
4약 8.1 m/s
정답 및 해설

관 단면적을 구한 뒤 유량을 나누면 유속을 계산할 수 있다.

직경 300mm(반지름 0.15m)인 관의 단면적은 A=π×(0.15 m)2≈0.0707 m2A = \pi \times (0.15\ \mathrm{m})^2 \approx 0.0707\ \mathrm{m^2}이다.

유량 18 m3/min=0.3 m3/s18\ \mathrm{m^3/min} = 0.3\ \mathrm{m^3/s}를 단면적으로 나누면 v=0.3 m3/s0.0707 m2≈4.2 m/sv = \dfrac{0.3\ \mathrm{m^3/s}}{0.0707\ \mathrm{m^2}} \approx 4.2\ \mathrm{m/s}로, 유속은 약 4.2m/s이다.

문제 13
온실효과 및 온난화에 관한 설명 옳지 않은 것은?
1교토의정서는 지구온난화 규제 및 방지와 관련한 국제 협약이다.
2온실효과를 일으키는 물질로는 CO2, CH4, N2O 등이 있다.
3CO2의 약 60배 정도를 함유 한다.
4대기 중의 CO2는 태양광선 중 자외선을 흡수하여 온실 효과를 일으킨다.
정답 및 해설

대기 중 CO₂는 지표에서 방출되는 적외선을 흡수해 온실효과를 일으키는 것이지, 태양광선 중 자외선을 흡수하는 것이 아니므로 해당 설명은 사실과 다르다.

교토의정서가 지구온난화 규제와 관련한 국제협약이라는 점과, CO₂·CH₄·N₂O 등이 온실가스에 해당한다는 점은 타당한 설명이다.

문제 14
A기체와 물이 30℃에서 평형상태 있다. 기상에서의 A의 분입이 40mmHg일 때, 수중에서의 A기체의 액중 농도는? (단, 30℃에서 A기체의 물에 대한 헨리상수는 1.60×101(atm ·m3/kmol)이다.)
12.29×10-3 koml/m3
23.29×10-3 koml/m3
32.29×10-2 koml/m3
43.29×10-2 koml/m3
정답 및 해설

헨리법칙을 이용해 기상 분압으로부터 액중 평형농도를 구하는 문제이다.

헨리상수는 H=1.60×101=16 atm⋅m3/kmolH=1.60\times10^{1}=16~\mathrm{atm\cdot m^3/kmol}이고, 분압을 atm 단위로 환산하면 P=40760=0.0526 atmP=\dfrac{40}{760}=0.0526~\mathrm{atm} 이다.

P=H⋅CP=H\cdot C 관계에서 C=PH=0.052616=3.29×10−3 kmol/m3C=\dfrac{P}{H}=\dfrac{0.0526}{16}=3.29\times10^{-3}~\mathrm{kmol/m^3} 로 계산된다.

따라서 수중 A기체의 평형 액중농도는 약 3.29×10⁻³ kmol/m³이다.

문제 15
백필터(Bag Filter)의 특징으로 틀린 것은?
1폭발성 및 점착성 먼지 제거가 곤란하다.
2수분에 대한 적응성이 낮으며, 유지비용이 많이 든다.
3여과 속도가 클수록 집진효율이 커진다.
4가스 온도에 른 여재의 사용이 제한된다,
정답 및 해설

백필터(여과집진장치)는 여과포에 먼지를 포집하는 방식으로, 여과속도가 커지면 오히려 압력손실이 증가하고 집진효율은 낮아진다.

따라서 여과속도가 클수록 집진효율이 커진다는 서술은 실제 특성과 반대이다.

  • 폭발성·점착성 먼지 제거가 곤란한 점은 백필터의 일반적 한계로 옳다.
  • 수분에 민감해 결로 시 눈막힘이 생기고 유지비가 많이 드는 것도 맞는 특징이다.
  • 가스 온도에 따라 사용 가능한 여재가 제한되는 점도 옳은 설명이다.
문제 16
해수의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1해수 내 전체질소 중 35% 정도는 암모니아성 질소, 유기질소 형태이다.
2해수의 pH는 약 5.6 정도로 약산성이다.
3해수의 주요 성분 농도비는 거의 일정하다.
4해수의 Mg/Ca 비는 담수에 비하여 큰 편이다.
정답 및 해설

해수는 약알칼리성으로, pH가 약 5.6인 약산성이라는 설명은 틀렸다.

실제 해수의 pH는 8 안팎으로 약알칼리성을 띤다.

  • 전체질소 중 상당 비율이 암모니아성·유기질소 형태로 존재한다는 설명은 옳다.
  • 해수 주요 성분의 농도비가 해역에 관계없이 거의 일정하다는 것은 해수의 특징적 성질이다.
  • 해수의 Mg/Ca 비가 담수보다 크다는 것도 옳은 설명이다.
문제 17
직경 1m의 콘크리트 관을 20℃의 물이 동수구배 0.01로 흐르고 있다. 맨닝(Manning) 공식에 의해 평균 유속을 구하면? (단, n=0.014 이다.)
11.42 m/s
22.83 m/s
34.62 m/s
45.71 m/s
정답 및 해설

만관 원형관에서 맨닝공식으로 평균유속을 구하는 문제이다.

가득 찬 원형관의 동수반경은 R=D4=0.25 mR=\dfrac{D}{4}=0.25~\mathrm{m} 이다.

맨닝공식 V=1nR2/3S1/2V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2} 에 대입하면 V=10.014×0.252/3×0.011/2≈2.83 m/sV=\dfrac{1}{0.014}\times0.25^{2/3}\times0.01^{1/2}\approx2.83~\mathrm{m/s} 이다.

따라서 평균유속은 약 2.83 m/s이다.

문제 18
A폐수의 응집 처리를 위해 Jar test를 하였다. 폐수시료 300mL에 대하여 0.2%의 황산알루미늄 15mL를 넣었을 때 가장 좋은 결과가 나왔다. 이 경우 황산알루미늄의 사용량은 폐수시료에 대하여 몇 mg/L 인가?
110 mg/L
250 mg/L
3100 mg/L
4150 mg/L
정답 및 해설

주입 응집제 농도는 투입량을 시료 부피로 나누어 구한다.

0.2% 용액은 2 mg/mL2~\mathrm{mg/mL}에 해당하므로, 15mL 투입 시 황산알루미늄 투입량은 15×2=30 mg15\times2=30~\mathrm{mg}이다.

이를 시료량 300mL(=0.3L)로 나누면 300.3=100 mg/L\dfrac{30}{0.3}=100~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 황산알루미늄 사용량은 100 mg/L이다.

문제 19
생물학적 원리를 이용한 하 · 폐수 고도처리공법 중 A/O 공법의 일반적인 공정의 순서로 가장 적합 한 것은?
1혐기조 → 호기조 → 침전지
2무산소조 → 호기조 → 무산소조 → 재포기조 → 침전지
3호기조 → 무산소조 → 침전지
4혐기조 → 무산소조 → 호기조 → 무산소조 → 침전지
정답 및 해설

A/O 공법은 생물학적 인 제거를 목적으로 한 대표적 고도처리공법이다.

혐기조에서 인 방출(과잉 섭취를 위한 예비단계)이 일어난 뒤 호기조에서 인이 과잉 섭취되고, 이후 침전지에서 슬러지와 분리된다.

따라서 공정 순서는 혐기조 → 호기조 → 침전지가 된다.

문제 20
0.01N-NaOH 용액의 농도를 ppm으로 옳게 나타낸 것은?
140
2400
34000
440000
정답 및 해설

노르말 농도를 ppm으로 환산하는 문제이다.

NaOH의 당량은 40g/eq이므로 1 N=40 g/L1~\mathrm{N}=40~\mathrm{g/L}이고, 0.01 N=0.01×40=0.4 g/L=400 mg/L0.01~\mathrm{N}=0.01\times40=0.4~\mathrm{g/L}=400~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 이 농도는 400 ppm에 해당한다.

문제 21
다음 중 활성슬러지공법으로 하수처리 시 주로 사상성미생물의 이상번식으로 2차침전지에서 침전성이 불량한 슬러지가 침전되지 못하고 유출되는 현상을 의미하는 것은?
1슬러지 벌킹
2슬러지 시딩
3연못화
4역세
정답 및 해설

사상성 미생물(실 모양 미생물)이 과다 번식하면 슬러지 플록의 침강성이 나빠져 2차침전지에서 고액분리가 안 되고 유출되는데, 이를 슬러지 벌킹(sludge bulking)이라 한다.

슬러지 시딩은 종균 접종, 연못화는 살수여상의 눈막힘 현상, 역세는 여과지 세척 방법으로 이 현상과는 다른 개념이다.

문제 22
다음 중 인체에 만성 중독증상으로 카네미유증을 발생시키는 유해물질은?
1PCB
2Mn
3As
4Cd
정답 및 해설

카네미유증은 일본에서 식용유에 혼입된 PCB(폴리염화비페닐)로 인해 발생한 대표적 만성 중독 사례이다.

Mn·As·Cd는 각각 망간중독, 비소중독, 이타이이타이병 등 별개의 중금속 중독을 일으키는 물질로 카네미유증과는 무관하다.

문제 23
A공장의 최종 방류수 4000m3/day에 염소를 60kg/day로 주입하여 방류하고 있다. 염소주입 후 잔류염소량이 3mg/L이었다면 이 때 염소 요구량은 몇 mg/L 인가?
112 mg/L
217 mg/L
320 mg/L
423 mg/L
정답 및 해설

염소요구량은 주입한 염소농도에서 잔류염소농도를 뺀 값이다.

주입농도는 60 kg/day4000 m3/day=0.015 kg/m3=15 mg/L\dfrac{60~\mathrm{kg/day}}{4000~\mathrm{m^3/day}}=0.015~\mathrm{kg/m^3}=15~\mathrm{mg/L}이므로, 요구량은 15−3=12 mg/L15-3=12~\mathrm{mg/L}가 된다.

따라서 염소요구량은 12 mg/L이다.

문제 24
수질 오염공정시험기준상 윙클러-아지드화나트륨 변법에 의한 DO 측정 시 표준적정액으로 옳은 것은?
10.025N Na2S2O3
20.025N Na2C2O4
30.025N KMnO4
40.025N K2Cr2O7
정답 및 해설

윙클러-아지드화나트륨 변법으로 용존산소를 측정할 때, 최종 적정에 사용하는 표준적정액은 티오황산나트륨(Na₂S₂O₃)이다.

과망간산칼륨·중크롬산칼륨·옥살산나트륨은 각각 다른 수질항목(COD 등) 측정에 쓰이는 산화·환원 표준용액으로 DO 적정과는 무관하다.

문제 25
다음 중 활성슬러지공법으로 폐수를 처리하는 경우 침전성이 좋은 슬러지가 최종침전지에서 떠 오르는 슬러지 부상(sludgerising)을 일으키는 원인으로 가장 적합한 것은?
1층유 형성
2이온전도도 차
3탈질 작용
4색도 차
정답 및 해설

최종침전지에서 침강성이 양호하던 슬러지가 다시 떠오르는 슬러지 부상(rising)은, 슬러지 내 질산성질소가 탈질 작용을 거쳐 질소가스(N₂)로 환원되면서 미세기포가 슬러지에 부착해 부력을 얻기 때문에 발생한다.

나머지 보기로 제시된 층류 형성이나 이온전도도 차, 색도 차는 슬러지가 떠오르는 것과 직접적인 인과관계가 없다.

문제 26
다음 중 황산알루미늄에 비하여 처리수의 pH 강하가 적고 알칼리 소비량도 적은 무기성 고분자 응집제는?
1PAC(poly aluminium chloride)
2ABS(alkyl benzene sulfonate)
3PCB(poly chlorinated biphenyl)
4PCDD(polychlorinated dibenzo -p- dioxin)
정답 및 해설

PAC(폴리염화알루미늄)는 황산알루미늄에 비해 응집효과가 우수하면서도 처리수의 pH 강하와 알칼리도 소비가 적은 대표적 무기성 고분자 응집제이다.

ABS는 합성세제 성분, PCB·PCDD는 각각 독성 유기오염물질로 응집제와는 무관하다.

문제 27
수질오염공정시험기준상 생물화학적 산소요구량 측정방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1시료를 20℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료 중의 호기성 미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양으로부터 측정하는 방법이다.
2pH가 6.5~8.5의 범위를 벗어나는 시료는 염산(1+1) 또는 40% 수산화나트륨 용액으로 시료를 중화하는데 이 때 넣어주는 산 또는 알칼리의 양은 시료량의 5%가 넘지 않도록 하여야 한다.
3공장폐수나 혐기성 발효의 상태에 있는 시료는 호기성 산화에 필요한 미생물을 식종하여야 한다.
4수온이 20℃ 이하이거나 20℃일 때의 용존산소 함유량이 포화량 이상으로 과포화 되어 있을 때에는 수온을 23~25℃로하여 15분간 통기하고 방냉하여 수온을 20℃로 한다.
정답 및 해설

수질오염공정시험기준상 BOD 측정 시료의 pH가 6.5~8.5를 벗어나면 염산이나 수산화나트륨으로 중화하되, 이때 첨가하는 산·알칼리의 양이 시료량의 0.5%를 넘지 않도록 하는 것이 기준이다.

제시된 설명처럼 5%까지 허용된다고 하면 첨가량 과다로 시료가 희석·변질되어 측정값에 오차를 주므로, 이 서술은 기준치를 잘못 제시한 것이다.

  • 20℃ 5일간 저장 후 소비된 용존산소량으로 측정한다는 원리는 옳다.
  • 혐기성 시료에는 호기성 미생물을 식종해야 한다는 것도 표준 절차이다.
  • 과포화 시료를 23~25℃에서 15분간 통기한 뒤 방냉해 20℃로 맞추는 전처리도 옳은 설명이다.
문제 28
다음 중 용존공기 부상법에서 공기와 고형물간의 비를 나타낸 것은?
1A/S 비
2F/M 비
3C/N 비
4SVI 비
정답 및 해설

용존공기부상법(DAF)에서 처리 효율을 좌우하는 핵심 설계인자는 공급 공기량과 부상시킬 고형물량의 비, 즉 A/S 비(Air to Solids ratio)이다.

F/M비는 활성슬러지의 먹이 대 미생물비, C/N비는 퇴비화 등에 쓰이는 탄질비, SVI는 슬러지 용적지수로 각각 다른 공정 지표이다.

문제 29
다음은 수질오염공정시험기준상 방울수에 대한 설명이다. ( ) 안에 알맞은 것은?
1① 10방울, ② 1mL
2① 20방울, ② 1mL
3① 10방울, ② 0.1mL
4① 20방울, ② 0.1mL
문제 30
스톡스법칙에 따른 입자의 침전속도에 관한 설명으로 틀린 것은?
1침전속도는 입자와 물의 밀도차에 비례한다.
2침전속도는 중력가속도에 비례한다.
3침전속도는 입자지름의 제곱에 반비례한다.
4침전속도는 물의 점도에 반비례한다.
정답 및 해설

스톡스 법칙에 따른 침강속도는 Vs=g(ρs−ρ)d218μV_s=\dfrac{g(\rho_s-\rho)d^2}{18\mu}로 표현된다.

이 식에서 침전속도는 입자지름의 제곱에 비례하므로, 제곱에 반비례한다는 서술은 틀렸다.

밀도차·중력가속도에 비례하고 점도에 반비례한다는 나머지 설명은 식과 일치한다.

문제 31
pH 9인 용액의 [OH-]농도(mol/L)는?
110-1
210-5
310-9
410-11
정답 및 해설

pH+pOH=14\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14 관계에서 pH가 9이면 pOH=5\mathrm{pOH}=5이다.

따라서 [OH−]=10−5 mol/L[\mathrm{OH^-}]=10^{-5}~\mathrm{mol/L}로 계산된다.

문제 32
살수여상에서 발생하는 연못화 현상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1유기물 부하량이 너무 적어 처리가 되지 않을 경우
2매질이 너무 작거나 균일하지 못한 경우
3미생물이 점막이 과도하게 탈리되어 공국울 메울 경우
4최조침전지에서 현탁고형물이 충분히 제거되지 않을 경우
정답 및 해설

연못화(ponding)는 살수여상 표면이나 매질 사이에 물이 고여 흐름이 막히는 현상으로, 주로 여재 눈막힘이 원인이다.

매질이 지나치게 작거나 불균일한 경우, 탈리된 미생물 점막이 공극을 메우는 경우, 최초침전지에서 현탁고형물이 충분히 제거되지 않아 여상으로 유입되는 경우가 모두 눈막힘을 일으켜 연못화의 원인이 된다.

반면 유기물 부하량이 오히려 부족한 경우는 미생물막이 과도하게 형성될 이유가 없어 연못화의 직접적 원인과는 거리가 멀다.

문제 33
활성슬러지공법으로 하 (폐)수를 처리하는 과정에서 발생하는 각종 슬러지에 관한 설명으로 옳은 것은?
11차슬러지(primary setting sludge)는 포기조 바닥에 퇴적된 슬러지이다.
2잉여슬러지(excess sludge)는 최초침전지에서 발생한 슬러지로 포기조에 투입된다.
3반송슬러지(return sludge)는 최종침전지에서 발생하는 활성슬러지로 포기조에 재투입되는 슬러지이다.
4소화슬러지(digested sludge)는 혐기성 소화조 내부에서 안정화되지 못하고 부상하는 스컴의 일종이다.
정답 및 해설

반송슬러지(return sludge)는 최종침전지에서 침강·분리된 활성슬러지를 포기조로 되돌려보내 미생물 농도를 유지시키는 슬러지를 말한다.

  • 1차슬러지는 포기조가 아니라 최초침전지에서 침전되는 슬러지이다.
  • 잉여슬러지는 최초침전지가 아니라 최종침전지에서 발생해 계 밖으로 배출되는 슬러지이다.
  • 소화슬러지는 부상 스컴이 아니라 혐기성소화조에서 안정화되어 생성된 슬러지를 가리킨다.
문제 34
함수율 98%(중량)의 슬러지를 농축하여 함수율 94%(중량)인 농축 슬러지를 얻었다. 이 때 슬러지의용적은 어떻게 변화되는가? (단, 슬러지 비중은 모두 1.0으로 가정한다.)
1원래의 1/2
2원래의 1/3
3원래의 1/6
4원래의 1/9
정답 및 해설

슬러지 속 고형물량은 농축 전후 동일하므로 V1(1−P1)=V2(1−P2)V_1(1-P_1)=V_2(1-P_2) 관계가 성립한다.

V1×0.02=V2×0.06V_1\times0.02=V_2\times0.06 에서 V2=0.020.06V1=13V1V_2=\dfrac{0.02}{0.06}V_1=\dfrac{1}{3}V_1로 계산된다.

따라서 농축 후 슬러지 부피는 원래의 1/3이 된다.

문제 35
유기물 과다 유입에 따른 수질오염 현상으로 가장 거리가 먼 것은?
1DO 농도의 감소
2혐기 상태로 변화
3어패류의 폐사현상
4BOD 농도의 감소
정답 및 해설

유기물이 과다하게 유입되면 이를 분해하는 데 산소가 소모되어 DO 농도가 감소하고, 이어서 혐기 상태로 전환되며 어패류 폐사까지 일으킬 수 있다.

반면 유입 유기물 자체가 늘어난 것이므로 BOD 농도는 오히려 증가하며, BOD 농도의 감소는 이 현상과 거리가 먼 설명이다.

문제 36
수분 함유량 10%인 쓰레기를 건조시켜 수분 함유량을 5%로 하기 위해 쓰레기 1톤당 증발시켜야 하는 수분의 양은? (단, 쓰레기 비준은 1.0)
110.0 kg
241.4 kg
352.6kg
4100kg
정답 및 해설

쓰레기 속 고형물량은 건조 전후 변하지 않는다는 물질수지를 이용한다.

1톤(1000kg) 기준 고형물량은 1000×(1−0.10)=900 kg1000\times(1-0.10)=900~\mathrm{kg}이며, 건조 후 함수율 5%에서 전체 중량은 W2=9001−0.05=947.4 kgW_2=\dfrac{900}{1-0.05}=947.4~\mathrm{kg}가 된다.

따라서 증발시켜야 할 수분량은 1000−947.4≈52.6 kg1000-947.4\approx52.6~\mathrm{kg}이다.

문제 37
쓰레기의 성상분석 및 시료 채취방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1지역 쓰레기의 성상 파악을 위해서는 적어도 년 4회의 측정이 필요하다.
2수분의 평균치를 알기 위해서는 비오는 날의 수집은 피하는 것이 바람직하다
31회의 시료채취는 적어도 쓰레기의 축소작업 개시부터 24시간 이내에 완료하는 것이 바람직하다.
4쓰레기 시료 채취작업은 될 수 있는 한 신속하게 진행한다.
정답 및 해설

쓰레기의 성상분석용 시료는 채취 후 가능한 한 신속하게 축소·분석 과정을 마쳐야 수분 손실이나 유기물 부패로 인한 조성 변화를 막을 수 있다.

축소작업 개시부터 완료까지 24시간이라는 긴 시간을 허용해도 무방하다는 서술은 이러한 신속 처리 원칙과 맞지 않는다.

  • 계절별 편차를 반영하기 위해 연 4회 이상 측정한다는 원칙은 옳다.
  • 강우 시에는 수분함량이 왜곡되므로 비오는 날 수집을 피한다는 설명도 타당하다.
  • 시료채취 작업 자체를 신속히 진행한다는 설명도 옳다.
문제 38
슬러지 내의 수분 중 일반적으로 가장 많은 양을 차지하며 고형물질과 직접 결합해 있지 않기 때문에 농축 등의 방법으로 용이하게 분리할 수 있는 수분은?
1간극수
2모관결합수
3부착수
4내부수
정답 및 해설

슬러지 속 수분 중 간극수(고형물 입자 사이에 존재하는 자유수)는 양이 가장 많으면서도 고형물과 직접 결합되어 있지 않아 중력 농축 등 비교적 간단한 방법으로 쉽게 분리된다.

모관결합수·부착수·내부수는 고형물과의 결합력이 강해 간극수보다 제거가 어렵다.

문제 39
폐기물공정시험기준(방법)에 의거 기름성분을 중량법(노말헥산 추출시험방법)으로 분석하는 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1노말헥산층에 용핵되는 물질을 노말헥산으로 추출하여 증발시킨 잔류물의 무게로부터 구하는 방법이다.
2정량범위는 5~200mg이고, 표준편차율은 5~20% 이다.
3전기맨틀의 온도를 105~110℃로 유지하면서 1mL/min 속도로 증류한다.
4수분제거를 위해 무수황산나트륨을 넣는다.
정답 및 해설

노말헥산 추출시험방법(중량법)은 시료를 산성으로 만든 뒤 기름성분을 노말헥산으로 추출하고, 용매를 날려보낸 잔류물의 무게로 기름성분을 정량하는 방법이다.

노말헥산은 끓는점이 약 69℃인 저비점 용매이므로, 용매를 날리는 증류는 그에 맞춘 낮은 온도에서 서서히 진행해야 한다. 105~110℃는 물의 끓는점까지 넘어서는 과도한 온도로, 정작 측정 대상인 기름성분 중 비점이 낮은 것까지 함께 휘발시켜 결과를 낮게 만들므로 시험조건으로 옳지 않다.

  • 노말헥산층에 녹아 나온 물질을 추출·증발시킨 잔류물 무게로 구한다는 원리 설명은 옳다.
  • 추출액에 남은 수분을 무수황산나트륨으로 제거하는 절차도 표준 조작에 해당한다.
문제 40
수거된 폐기물을 압축하는 이유로 거리가 먼 것은?
1저장에 필요한 용적을 줄이기 위해
2수송 시 부피를 감소시키기 위해
3매립지의 수명을 연장시키기 위해
4소각장에서 소각 시 원활한 연소를 위해
정답 및 해설

폐기물을 압축하면 부피가 줄어 저장·수송에 필요한 용적이 감소하고, 매립 시에도 단위 부피당 채워지는 양이 늘어 매립지 수명 연장에 도움이 된다.

반면 압축으로 밀도가 높아지면 내부까지 공기(산소) 공급이 어려워져 소각 시 연소는 오히려 불리해지므로, 원활한 연소를 위해 압축한다는 설명은 압축의 목적과 거리가 멀다.

문제 41
다음 중 슬러지 탈수 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1원심분리
2산화지
3진공여과
4벨트프레스
정답 및 해설

원심분리·진공여과·벨트프레스는 모두 슬러지의 수분을 기계적으로 제거하는 대표적인 탈수 방법이다.

산화지는 슬러지를 넓은 못에 펼쳐 자연 증발·산화로 안정화시키는 처리 방식으로, 기계적 탈수 방법과는 성격이 다르다.

문제 42
"열분해"에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
1일반적으로 이론공기가 공극되는 상태에서 스팀을 주입하는 방법이다.
2공기가 부족한 상태에서 폐기물을 연소시켜 고체, 액체 및 기체 상태의 연료를 생산하는 공정이다.
3수소가 많은 상태에서 액체연료를 회수하는 방법이다.
4200~350℃ 정도의 산소가 없는 상태에서 고압의 조건으로 유기물을 분해하여 기체의 연료를 회수하는 방법이다.
정답 및 해설

열분해는 산소가 부족한 상태에서 유기성 폐기물을 가열·분해하여 고체·액체·기체 상태의 연료(탄화물·오일·가스)를 생산하는 공정이다.

이론공기가 충분히 공급되는 상태에서 스팀을 주입한다는 설명은 산소가 충분한 조건이므로 열분해보다는 연소·가스화에 가깝다.

수소가 많은 상태에서 액체연료만 회수한다거나 고압 조건을 전제로 한다는 설명도 열분해의 핵심 조건(저산소 분위기 열분해)과는 맞지 않는다.

문제 43
다음 중 슬러지의 탈수 특성을 나타내는 인자로 가장 적합한 것은?
1여과비저항
2균등계수
3알칼리도
4유효경
정답 및 해설

여과비저항(specific resistance to filtration)은 슬러지 케이크를 통과하는 여액의 흐름 저항을 나타내는 지표로, 슬러지의 탈수 난이도(탈수 특성)를 평가하는 대표적 인자이다.

균등계수·유효경은 입도분포, 알칼리도는 완충능을 나타내는 지표로 탈수 특성과는 직접 관련이 없다.

문제 44
다음 중 폐기물의 퇴비화 공정에서 유지시켜 주어야 할 최적 조건으로 가장 적합한 것은?
1온도 : 20±2℃
2수분 : 5~10%
3C/N 비율 : 100~150
4pH : 6~8
정답 및 해설

퇴비화가 원활히 진행되려면 미생물 활동에 적합한 pH 6~8 정도의 중성~약알칼리성 환경이 유지되어야 한다.

온도는 미생물 발열로 50~60℃ 안팎까지 올라가야 하고, 수분은 50~60% 수준이 필요하며, C/N비도 25~35 정도가 적정하므로, 20±2℃·수분 5~10%·C/N비 100~150이라는 나머지 수치들은 실제 최적조건과 크게 어긋난다.

문제 45
폐기물을 압축시킨 결과 용적감소율이 75%였다면 이 때의 압축비는?
13
24
35
46
정답 및 해설

용적감소율 75%는 원래 용적의 75%가 감소했다는 뜻이므로, 압축 후 남은 용적은 원래의 25%이다. 압축비는 압축 전 용적을 압축 후 용적으로 나눈 값이므로 압축비=100%25%=4\text{압축비} = \frac{100\%}{25\%} = 4이다.

문제 46
A고체연료의 탄소, 수소, 산소 및 황의 무게비가 각각 85%, 5%, 9%, 1%일 때 완전연소에 필요한 이론공기량은? (단, 표준상태 기준)
11.81 Sm3/kg
22.45 Sm3/kg
38.62 Sm3/kg
410.54 Sm3/kg
정답 및 해설

고체연료의 이론공기량은 원소 조성으로부터 이론산소량을 구한 뒤 산소 비율(21%)로 환산한다.

이론산소량은 O0=1.867C+5.6(H−O8)+0.7SO_0=1.867C+5.6\left(H-\dfrac{O}{8}\right)+0.7S이며, 값을 대입하면 O0=1.867(0.85)+5.6(0.05−0.09/8)+0.7(0.01)≈1.81 Sm3/kgO_0=1.867(0.85)+5.6(0.05-0.09/8)+0.7(0.01)\approx1.81~\mathrm{Sm^3/kg}이다.

이론공기량은 A0=O00.21≈8.62 Sm3/kgA_0=\dfrac{O_0}{0.21}\approx8.62~\mathrm{Sm^3/kg}로 계산된다.

문제 47
생활 쓰레기를 매립하였을 경우 다음 중 매립초기 (2단계)에 가스구성비 (부피 %)가 가장 큰 것은? (단, 2단계는 혐기성단계이나 메탄이 형성되지 않는 단계이다.)
1CO2
2C3H8
3H2S
4O3
정답 및 해설

매립 초기 2단계(혐기성이지만 메탄이 아직 생성되지 않는 산생성 단계)에서는 유기물의 혐기성 분해로 이산화탄소(CO₂)의 발생 비율이 가장 크다.

C₃H₈(프로판)·H₂S·O₃(오존)는 이 단계에서 매립가스의 주성분으로 나타나지 않는다.

문제 48
다음 중 쓰레기 발생량 산정방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1적채차량 계수 분석법
2직접 계근법
3물질수지법
4직접 경향 분석법
정답 및 해설

적재차량 계수분석법, 직접 계근법, 물질수지법은 모두 폐기물 발생량을 산정하는 표준적인 방법으로 널리 쓰인다.

이에 비해 직접 경향 분석법은 발생량 산정 기법으로 분류되지 않는 용어로, 나머지 방법들과 성격이 다르다.

문제 49
폐기물의 강열감량 및 유기물함량 시험조건 관한 설명으로 틀린 것은?
1백금제, 석영제 또는 사기제 도가니 등을 사용한다.
2강열온도는 600±25℃로 한다.
3시료는 전기로 안에서 1시간 강열한다.
4시료에 25% 질산암모늄용액을 넣어 적신다.
정답 및 해설

강열감량 및 유기물함량 시험은 백금제·석영제·사기제 도가니를 사용하며, 건조된 시료를 600±25℃로 유지된 전기로에서 3시간 강열하여 항량에 이르도록 하는 것이 표준 절차이다.

제시된 설명처럼 강열 시간을 1시간으로 짧게 잡으면 유기물이 완전히 산화되지 않아 강열감량 값에 오차가 생기므로, 이 서술은 절차와 맞지 않는다.

  • 도가니 재질에 대한 설명은 옳다.
  • 강열온도 600±25℃도 표준 조건과 일치한다.
  • 시료에 25% 질산암모늄용액을 적셔 급격한 발화를 막는 절차도 옳은 설명이다.
문제 50
다음은 폐기물의 고화처리방법에 관한 설명이다. 가장 적합한 것은?
1석화기초법
2피막형성법
3시멘트기초법
4자가시멘트법
문제 51
다음 중 MHT에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1man·hour/ton을 뜻한다.
2폐기물의 수거효율을 평가하는 단위로 쓰인다.
3MHT가 클수록 수거효율이 좋다.
4수거작업간의 노동력을 비교하기 위한 것이다.
정답 및 해설

MHT(man·hour/ton)는 폐기물 1톤을 수거하는 데 투입되는 인력·시간을 나타내는 수거효율 지표이다.

이 값이 클수록 동일한 양을 처리하는 데 더 많은 노동력이 든다는 뜻이므로 수거효율은 오히려 나쁘다.

따라서 MHT가 클수록 수거효율이 좋다는 설명은 지표의 의미와 반대이다.

문제 52
소각로 내의 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식으로 플라스틱과 같이 열에 의해 용융되는 물질의 소각에 적당하나 연소 효율이 나쁘고 체류시간이 길고 교반력이 약하여 국부적으로 가열될 염려가 있는 소각로 형식으로 가장 적합한 것은?
1액체 주입형 소각
2고정상 소각로
3유동상 소각로
4열분해 용융 소각로
정답 및 해설

화상(화격자) 위에 폐기물을 올려놓고 태우는 방식은 고정상 소각로이다.

플라스틱처럼 열에 녹는 물질을 태우기에는 적당하지만, 폐기물이 쌓인 채로 타기 때문에 교반력이 약해 국부적으로 과열되기 쉽고 체류시간이 길며 연소효율이 떨어진다.

액체주입형은 액상 폐기물을 노즐로 분무해 태우는 방식이고, 유동상은 모래 같은 유동매체를 부상시켜 그 열로 태우며, 열분해 용융은 저산소 상태에서 열분해한 뒤 잔재를 고온에서 녹이는 방식이라 화상 위 연소 구조와는 원리가 다르다.

문제 53
연소가스의 잉여열을 이용하여 보일러에 주입되는 물을 예열함으로써 보일러드럼에 발생되는 열응력을 감소시켜 보일러의 효율을 높이는 장치는?
1과열기(super heater)
2재열기(reheater)
3절탄기(economizer_
4공기예열기(air preheater)
정답 및 해설

연소가스의 잉여열로 보일러 급수를 예열해 드럼의 열응력을 줄이고 효율을 높이는 장치는 절탄기(economizer)이다.

과열기는 포화증기를 더 가열해 과열증기로 만드는 장치이고 재열기는 터빈을 거친 증기를 다시 가열하는 장치이며, 공기예열기는 급수가 아니라 연소용 공기를 예열한다는 점에서 급수 예열 목적과는 다르다.

문제 54
폐기물을 분리하여 재활용하고자 할 때 철금속류를 회수하는 가장 적합한 방법은?
1Air Separation
2Hand Separation
3Magnetic Separtion
4Screening
정답 및 해설

철금속류처럼 자성을 띠는 물질을 선별해 회수하는 방법은 자력선별(Magnetic Separation)이다.

공기 선별은 비중·풍력 차를 이용해 경량물을 분리하고, 손선별은 사람이 직접 골라내며, 체 선별(Screening)은 입도 차이로 걸러내는 방식이라 철금속을 표적으로 하는 방법은 아니다.

문제 55
A도시에 인구 100,000명이 거주하고, 1인당 쓰레기 발생량은 평균 0.9kg/인·일이다. 이 쓰레기를 50명이 수거한다면 수거 능력(MHT)은? (단, 1일 작업시간은 8시간, 1년 작업일수는 300일이다.0
13.46 MHT
23.65 MHT
33.87 MHT
43.98 MHT
정답 및 해설

이 조건에서 수거능력은 약 3.65 MHT이다.

MHT는 쓰레기 1ton을 수거하는 데 드는 인원·시간(man·hour/ton)이므로, 연간 총 작업시간을 연간 총 수거량으로 나누어 구한다.

쓰레기 발생량은 100,000×0.9=90,000 kg/day100{,}000 \times 0.9 = 90{,}000\,\mathrm{kg/day}, 즉 하루 90ton이므로 1년이면 90×365=32,850 ton90 \times 365 = 32{,}850\,\mathrm{ton}이다.

연간 총 작업시간은 50×8×300=120,000 MH50 \times 8 \times 300 = 120{,}000\,\mathrm{MH}이므로 MHT=120,00032,850≈3.65\mathrm{MHT} = \dfrac{120{,}000}{32{,}850} \approx 3.65가 된다.

문제 56
다음 중 진동레벨의 성능기준으로 옳지 않은 것은?
1측정가능 주파수 범위 : 1 ~ 90 Hz 이상
2측정가능 진동레벨 범위 : 45 ~ 120 dB 이상
3레벨렌지 변환기의 전환오차 : 0.5 dB 이내
4지시계기의 눈금오차 : 1 dB 이내
정답 및 해설

성능기준으로 옳지 않은 것은 지시계기의 눈금오차를 1dB 이내로 적은 설명이다.

진동레벨계의 지시계기 눈금오차는 0.5dB 이내여야 한다. 눈금오차는 측정값을 읽어내는 마지막 단계의 오차라서 허용폭을 좁게 잡는다.

나머지는 기준과 일치한다. 측정가능 주파수 범위는 1~90Hz 이상, 측정가능 진동레벨 범위는 45~120dB 이상, 레벨레인지 변환기의 전환오차는 0.5dB 이내다.

문제 57
다음 중 종파(소밀파)에 해당하는 것은?
1물결파
2전자기파
3음파
4지진파의 S파
정답 및 해설

매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 나란한 파, 즉 소밀파(종파)에 해당하는 것은 음파이다.

물결파와 지진파의 S파는 진동 방향이 진행 방향과 수직인 횡파이고, 전자기파도 전기장과 자기장이 진행 방향에 수직으로 진동하는 파이므로 종파가 아니다.

문제 58
80dB의 소음과 90dB의 소음이 동시에 발생할 경우 합성소음레벨은?
1약 80 dB
2약 85 dB
3약 90 dB
4약 93 dB
정답 및 해설

두 소음의 합성소음레벨은 약 90 dB이다.

각 음압레벨을 에너지로 환산해 더한 뒤 다시 데시벨로 바꾸어 구하며 L=10log⁡10(1080/10+1090/10)=10log⁡10(1.1×109)≈90.4 dBL = 10\log_{10}\left(10^{80/10} + 10^{90/10}\right) = 10\log_{10}\left(1.1\times10^{9}\right) \approx 90.4\,\mathrm{dB}이다.

두 소음 중 큰 값인 90dB에 작은 소음의 기여분이 소폭 더해지는 정도이므로 단순히 두 값을 산술 평균하거나 그대로 더한 값과는 다르다.

문제 59
다음 중 소음 · 진동에 관련한 용여의 정의로 옳지 않은 것은?
1반사음은 한 매질중의 음파가 다른 매질의 경계면에 입사한 후 진행방향을 변경하여 본래의 매질중으로 되돌아오는 음을 말한다.
2정상소음도은 시간적으로 변동하지 아니하거나 또는 변동폭이 작은 소음을 말한다.
3등가소음도는 임의의 측정시간동안 발생한 변동소음의 총 에너지를 같은 시간내의 정상소음의 에너지로 등가하여 얻어진 소음도를 말한다.
4지발발파는 수 시간내에 시간차를 두고 발파하는 것을 말한다.
정답 및 해설

정의가 옳지 않은 것은 지발발파에 대한 설명이다.

지발발파는 수 초 내에 시간차를 두고 발파하는 것으로 정의된다. 짧은 시차를 두고 순차적으로 터뜨려 진동과 소음을 줄이는 방식이므로, 시간 단위를 '수 시간'으로 적은 부분이 틀렸다.

반사음·정상소음·등가소음도에 대한 설명은 각각 매질 경계면에서 본래의 매질로 되돌아오는 음, 변동폭이 작은 소음, 변동소음의 총 에너지를 같은 시간 내 정상소음의 에너지로 등가한 소음도라는 정의와 일치한다.

문제 60
파동이 진행할 때 장애물 뒤쪽으로 음이 전파되는 현상을 무엇이라 하는가?
1회절
2굴절
3음성
4흡음
정답 및 해설

파동이 장애물 뒤쪽까지 돌아 들어가 전파되는 현상은 회절이다.

굴절은 매질이 달라질 때 파동의 진행 방향이 꺾이는 현상이고 흡음은 음에너지가 매질에 흡수되어 줄어드는 현상이므로, 장애물 뒤로 음이 돌아가는 현상과는 구별된다.