지상의 대기오염이 가장 심하게 나타나는 굴뚝 연기 형태는 훈증형(fumigation)이다.
상층은 안정, 하층은 불안정한 대기 상태에서 나타나는 훈증형은 연기가 지표 방향으로 급격히 확산되어 지상 오염 농도를 크게 높인다.
원추형·환상형·부채형은 각각 중립·불안정·안정한 대기 상태에서 나타나며, 훈증형만큼 지상 오염을 악화시키지는 않는다.
연소과정에서 발생하는 질소 산화물은 주로 NO(일산화질소)이다. 고온의 연소 환경에서 공기 중 질소와 산소가 반응하여 NO가 생성되며, 이를 열적 NOx(thermal NOx)라 한다. NO₂는 대기 중에서 NO가 산화되어 생성되는 2차 오염물질이고, NO₃와 N₂O는 연소과정에서 주요 생성물이 아니다.
하루에 발생되는 SO₂의 양은 약 1.61kg이다.
배출가스량 50m³/hr을 24시간 연속가동 기준으로 환산하면 이다.
여기에 SO₂ 농도 470ppm을 곱해 부피를 구하면 이다.
표준상태 몰부피 22.4L/mol(=0.0224Sm³/mol)과 SO₂ 분자량 64g/mol(=0.064kg/mol)로 질량 환산하면 이 된다.
건조한 대기의 성분 중 보기에서 가장 농도가 높은 것은 아르곤이다.
건조 공기는 질소·산소 다음으로 아르곤이 약 0.93%를 차지해, 이산화탄소(약 0.04%)나 헬륨·메탄 같은 극미량 성분보다 농도가 훨씬 높다.
이 여과포의 표면여과속도는 약 0.33m/min이다.
원통형 여과포 1개의 여과면적은 이다.
여과포 32개의 총 여과면적은 이고, 처리유량 20m³/min을 총 여과면적으로 나누면 이 된다.
인체 폐포에 가장 침착하기 쉬운 입자의 크기는 0.5~5.0㎛이다.
이보다 작은 입자는 너무 가벼워 기류를 따라 호기와 함께 다시 배출되기 쉽고, 이보다 큰 입자는 상기도에서 걸러져 폐포까지 도달하지 못한다.
0.5~5.0㎛ 범위의 입자는 침강과 확산이 균형을 이뤄 폐포 깊숙이 도달해 침착될 확률이 가장 높다.

이론통풍력 공식 를 적용한다. 여기서 H=30m, 외기온도 t_a=20℃, 배기가스온도 t_g=250℃, 공기비중 , 연소가스 비중도 동일하게 으로 적용한다.
계산하면
따라서 이론통풍력은 약 16mmH2O이다.
보기 중 분자량이 가장 큰 기체는 SO₂(이산화황)이다.
각 분자량은 CO₂ 44, H₂S 34, NH₃ 17, SO₂ 64로, SO₂가 가장 무겁다.
입자상 물질 중 가장 작은 입경까지 처리할 수 있는 집진기는 여과집진기이다.
여과포에 분진을 직접 포집하는 방식이라 서브마이크론 수준의 미세입자까지 높은 효율로 잡아낼 수 있다.
침강·중력·원심 집진기는 입자 자체의 무게나 원심력에 의존하므로 비교적 굵은 입자 처리에 적합하고, 미세입자 포집 성능은 여과집진기보다 떨어진다.
이 중유의 저위발열량은 10,295kcal/kg이다.
저위발열량은 고발열량에서 수분 증발에 쓰이는 잠열을 뺀 값으로, 식을 쓴다.
수소 함량 13.0%, 수분 0.5%를 대입하면
산성우는 대기 중의 이산화탄소와 평형을 이룬 증류수의 pH 5.6 이하를 나타내는 강수로 정의된다.
순수한 물이 대기 중 이산화탄소와 반응해 탄산을 이루면 자연 상태에서도 약산성인 pH 5.6 정도를 나타내며, 이보다 산도가 높은 강수를 산성비로 본다.
광화학 산화물을 형성할 수 있는 물질은 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 그리고 반응을 유발하는 자외선이다.
NOx와 HC가 자외선을 받아 광화학 반응을 일으키면 오존 등 광화학 산화물이 생성되며, 분진이나 이산화탄소는 이 반응의 직접적인 원료가 아니다.
원심력 집진장치의 집진효율을 높이려면 사이클론 몸통의 직경을 작게, 길이는 길게 하는 것이 유리하다.
직경이 작을수록 선회 반경이 줄어 원심력이 커지고, 길이가 길수록 함진가스가 선회하는 체류시간이 늘어나 미세입자까지 포집할 기회가 많아진다.
이 집진장치의 집진율은 87.5%이다.
입구농도 200mg/Sm³에서 출구농도 25mg/Sm³로 줄었으므로, 제거된 양의 비율은 이다.
공기비 1.2로 완전연소시킨 프로판 1Sm³의 실제 습연소가스량은 약 31Sm³이다.
프로판의 연소반응 에서 이론산소량은 5Sm³이므로, 이론공기량은 이다.
실제 습연소가스량은 로 구하며, 생성된 CO₂ 3Sm³와 H₂O 4Sm³를 더하면 로 약 31Sm³에 해당한다.
혐기성 소화조의 완충능력을 나타내는 가장 적절한 지표는 알칼리도이다.
알칼리도는 소화조 내에 유기산이 축적되어도 pH 급변을 막아주는 완충 여력을 나타내며, 소화조 안정성 관리에서 핵심적으로 모니터링하는 항목이다.
C/N비나 pH변화율은 각각 영양 균형이나 결과적 현상을 보여줄 뿐, 완충능력 자체를 나타내는 지표는 아니다.
환경오염공정시험방법의 온도 규정에서 상온은 15~25℃로 정의된다.
공정시험기준은 온도 구간을 표준화해 실온(1~35℃), 찬 곳 등과 별도로 상온을 구분하며, 이 범위를 벗어나면 상온 조건으로 보지 않는다.
117ppm NaCl 용액의 몰농도는 0.002M이다.
NaCl의 분자량은 Na 23과 Cl 35.5를 더한 이다.
묽은 수용액에서 117ppm은 117mg/L와 같으므로 이 된다.
이 공장 폐수의 BOD농도는 500mg/L이다.
인구당량 400명에 1인당 1일 BOD 배출량 50g을 곱하면 하루 총 BOD 부하는 이다.
이를 수량 40m³/day로 나누면 이 된다.
중(medium) 스크린 망의 유효간격으로 가장 적절한 범위는 25~50mm이다.
스크린은 유효간격에 따라 대체로 세(fine) 스크린은 25mm 이하, 중(medium) 스크린은 25~50mm, 조(coarse) 스크린은 50mm 이상으로 구분하며, 중간 굵기의 협잡물을 걸러내는 중 스크린이 이 중간 범위에 해당한다.
요구되는 포기조 용적은 500m³이다.
BOD부하는 BOD농도에 폐수량을 곱해 구한다. BOD 200mg/L는 200g/m³이므로 이다.
F/M비는 BOD부하를 MLSS량(MLSS농도 × 포기조 용적)으로 나눈 값이다. MLSS 1,500mg/L는 1.5kg/m³이므로 용적 V는
이 된다.
살수여상 폐수처리 과정은 유입수 → 스크린 → 1차침전 → 살수여상 → 방류 순으로 진행된다.
스크린으로 조대 협잡물을 먼저 제거하고, 1차침전지에서 침전 가능한 고형물을 가라앉힌 뒤, 남은 유기물을 생물막이 형성된 살수여상에서 분해 처리하는 흐름이다.
활성슬러지 공법으로 하수를 처리할 때 포기조에서 유지해야 할 적정 DO농도는 2mg/L 수준이다.
이 정도의 용존산소를 유지해야 호기성 미생물이 충분히 활성을 유지하면서도 과도한 포기에 따른 에너지 낭비를 피할 수 있다.
살수여상 운영에서 나타나는 문제점으로 보기 어려운 것은 팽화현상(벌킹)이다.
파리 발생, 연못화현상, 냄새발생은 살수여상 특유의 운영 문제로 잘 알려져 있다.
반면 팽화현상은 활성슬러지 공법에서 사상균 과다 증식 등으로 슬러지 침강성이 나빠지는 현상으로, 생물막 방식인 살수여상과는 관련이 적다.
0.1M 수산화나트륨(NaOH) 용액의 농도는 4000ppm이다.
NaOH의 분자량은 Na(23)+O(16)+H(1)=이므로, 0.1M 용액의 농도는 이다.
이를 mg/L로 환산하면 이며, 묽은 수용액에서는 물의 비중을 1로 보아 mg/L와 ppm을 같은 값으로 환산할 수 있으므로 농도는 4000ppm이 된다.
유체의 점성계수(점도)는 SI 단위로 , 즉 로 나타낸다.
점성계수는 전단응력을 속도구배로 나눈 값으로 정의되며, 질량·길이·시간 차원을 조합하면 단위가 유도된다.
- 단위는 점성계수가 아니라 동점성계수(kinematic viscosity)의 단위이다.
- 와 는 점도의 차원과 맞지 않는다.
유기물이 호기성 분해될 때는 산소를 이용한 산화 반응이 일어나 최종적으로 이산화탄소(CO2)와 물이 생성된다.
- CH4(메탄)는 산소가 없는 혐기성 분해에서 발생하는 가스이다.
- HCl과 SO2는 유기물의 호기성 분해 과정에서 생기는 대사산물이 아니다.
침전지 유입부의 정류판(baffle)은 유입수를 침전지 단면에 고르게 분배·분포시켜 유속을 낮추고 단회로(short circuit)나 편류가 생기는 것을 막는 기능을 한다.
- 바람을 막아 수면의 난류를 억제하는 것은 정류판이 아니라 방풍벽(윈드 스크린)의 역할이다.
- 적정 수위 유지는 유출부 위어가 담당하며, 침전 슬러지의 재부상 방지는 슬러지 수집기(스크레이퍼)와 인발 운전 관리로 다룬다.
수질오염 지표 중 SS(Suspended Solids)는 물속에 떠 있는 부유물질의 농도를 의미한다.
용존산소(DO), 산도, 경도는 각각 별도의 수질 항목으로 SS와는 구분되는 지표이다.
침사지(grit chamber)의 목적은 폐수 중의 모래·잔자갈 등 비중이 큰 무거운 입자를 제거하여 이후 처리시설의 마모와 폐색을 막는 데 있다.
- 수면에 뜨는 물질 제거는 스크린이나 스컴 제거 설비의 역할이다.
- 부유성 유기물이나 용해성 중금속 제거는 후속 침전·화학처리 공정에서 다룬다.
급속여과지의 손실수두는 여과속도, 모래층 두께, 모래입자의 크기(입경) 등 여과층 내부의 흐름 조건에 의해 결정된다.
반면 여과면적은 처리 유량을 좌우할 뿐, 단위 여과층을 통과하는 손실수두 자체에는 직접 영향을 주지 않는다.
필요한 염화석회의 양은 16.7kg이다.
먼저 필요한 염소량을 구하면 이다.
염화석회의 염소 함량이 15%이므로, 소요되는 염화석회량은 이 된다.
이론적인 하수 체류시간은 1.2시간이다.
체류시간은 침전지 부피를 유입유량으로 나눈 값이므로 이다.
이를 시간 단위로 바꾸면 이다.
활성슬러지의 팽화(bulking)는 주로 사상균의 과다 증식으로 최종침전지에서 침전성이 나빠지는 현상이며, 포기조 내 DO 부족이나 BOD/MLSS 부하의 과부족과도 관련이 있다.
과도한 교반에 의한 floc 파괴는 팽화의 원인이 아니라 floc이 잘게 부서져 상등수가 흐려지는 별개의 현상(해체, 분산성장)에 해당하므로 팽화에 대한 설명으로는 틀렸다.
RDF(폐기물 고형연료)는 연료로 사용되므로 열량(발열량)이 높을 것이 구비조건이며, "열함량이 낮을 것"은 RDF의 요건과 반대되는 설명이다.
- 수분함량은 연소효율을 위해 낮아야 한다.
- 염소·황 함량은 부식과 대기오염을 막기 위해 낮아야 한다.
- 재의 함량도 낮아야 발열량과 취급성이 좋아진다.
알칼리도 자료는 응집제 투입 시 적정 pH 유지, 석회·소오다회 소요량 산정, 폐수·슬러지의 완충용량 계산 등에 활용된다.
반면 질산화·탈질 과정에서 소모되는 용존산소량은 알칼리도가 아니라 질소 성분과 산소 수지 계산으로 구하는 값이므로 알칼리도 자료의 이용 범위에 해당하지 않는다.
오존은 반응성이 매우 커서 수중에서 빠르게 분해되므로, 염소에 비해 소독의 잔류효과는 오히려 작다.
- 오존은 반응 후 화학물질이 거의 남지 않는다는 설명은 맞다.
- 염소처럼 냄새(취미)를 남기지 않는다는 설명도 오존의 특징으로 맞다.
- 설비비·유지비가 염소보다 고가라는 설명도 맞는 내용이다.
혐기성 소화로 나온 슬러지는 호기성 소화 슬러지에 비해 비료가치가 오히려 작다. "슬러지의 비료가치가 크다"는 것은 호기성 소화의 장점으로 꼽히는 항목이므로, 혐기성 소화의 설명으로는 틀렸다.
- 혐기성 소화는 상등액(상층수)의 BOD가 높아 반송 시 처리 부하가 커진다.
- 온도·pH·유기산 축적 등 관리해야 할 요소가 많아 운전이 까다롭다.
- 메탄가스를 회수해 에너지로 쓸 수 있어 대규모 시설에 적합하다.
영양소가 고갈되어 미생물이 자신의 원형질을 분해해 에너지를 얻는 내호흡(내생호흡) 단계는 미생물 증식곡선에서 사멸기에 해당한다.
지체기는 적응기간, 대수증식기는 영양분이 충분해 기하급수적으로 증식하는 시기, 감소증식기는 영양분이 줄어들며 증식속도가 둔화되는 시기로, 모두 원형질을 분해해 에너지를 얻는 단계와는 구분된다.
폐기물 발생량 조사방법에는 적재차량 계수분석법, 직접 계근법, 물질수지법 등이 있다.
물질성상 분석법은 폐기물의 종류와 조성비를 파악하는 방법으로, 발생'량'을 조사하는 기법이 아니므로 해당하지 않는다.
쓰레기 10m³ 중 가연성물질의 질량은 1260kg이다.
전체 질량은 이다.
비가연성 물질이 72%이므로 가연성물질은 나머지 28%이며, 이 된다.
퇴비화는 미생물을 이용한 생화학적 분해 공정으로, 주원료로 음식찌꺼기·축산 폐기물 등이 쓰이며 진행 중에는 환경에 미치는 악영향이 적다.
하수처리장 슬러지는 오히려 퇴비화에 필요한 미생물을 다량 함유하고 있어 퇴비 원료나 종균(seed)으로 자주 활용되므로, "사용하지 않아야 한다"는 설명은 틀렸다.
Trommel Screen(트롬멜 스크린), Fluidized Bed Separator(유동상 분리기), Ballistic Separator(탄도 분리기)는 모두 공기나 진동·낙하 원리를 이용하는 건식 선별장치이다.
반면 Jigs(지그)는 물의 맥동을 이용해 비중 차이로 물질을 분리하는 습식 선별장치이므로 건식 방법에 해당하지 않는다.
위생처리장의 BOD 부하량은 20t/day이다.
부하량은 유량과 농도를 곱하여 구하며 이다.
단위를 환산하면 이다.
고형화 후 부피 변화율은 0.75이다.
고형화 전 폐기물의 부피는 이다.
고형화 후에는 재료 5kg이 더해져 총 질량 15kg, 밀도 2g/cm³가 되므로 부피는 이다.
따라서 부피변화율은 가 된다.
고형폐기물의 파쇄처리는 특정성분의 분리를 쉽게 하고, 겉보기 비중과 비표면적을 증가시켜 후속 처리(압축·소각·매립)의 효율을 높이기 위해 시행한다.
이 목적들과 달리 부식효과 방지는 파쇄처리와 직접적인 관련이 없는 항목이다.
용적감소율이 20%인 경우 압축비는 1.25이다.
용적감소율 20%는 압축 후 부피가 원래의 80%로 줄어듦을 뜻하므로 이다.
압축비는 그 역수이므로 가 된다.
화상 위에서 폐기물을 태우며 체류시간이 길고 교반력이 약해 국부적으로 가열될 우려가 있는 소각로는 고정상 소각로이다.
움직이지 않는 화상을 사용하므로 플라스틱처럼 열에 녹는 물질도 큰 무리 없이 태울 수 있지만, 폐기물을 뒤섞는 힘이 약해 일부가 과열되거나 불완전연소될 위험이 있다.
- 화격자 소각로는 화격자가 움직이며 교반이 이루어지는 방식이다.
- 유동상 소각로는 모래 등 유동매체로 강한 교반이 이루어진다.
- 열분해 용융 소각로는 저산소 분위기에서 열분해 후 용융시키는 별도 방식이다.
완전연소를 위해서는 연료와 공기의 비, 혼합 정도, 온도와 함께 충분한 체류시간이 확보되어야 하므로, "체류시간이 짧아야 한다"는 조건은 적절하지 않다.
공기/연료비 적정, 연료와 공기의 충분한 혼합, 점화온도 유지와 재 방출 최소화는 모두 완전연소를 위한 타당한 조건이다.
쓰레기 수거노선은 U자형 회전을 피하고 한번 지나간 길은 되도록 다시 가지 않으며, 출발점을 차고와 가깝게, 종료지점을 처리장과 가깝게 배치하는 것이 원칙이다.
회전 방향은 반시계 방향이 아니라 시계 방향으로 정하는 것이 좌회전을 줄여 효율적이므로, "시계반대방향으로 정한다"는 설명은 틀렸다.
소각과 달리 열분해는 저산소(무산소에 가까운) 분위기에서 고온 가열하여 액체·고체 상태의 연료를 얻는 공정으로, 연소 반응이 억제되어 NOx 발생량이 적다.
다만 열분해 생성물의 성상은 투입되는 폐기물의 조성과 운전조건에 따라 달라지기 쉬워, 생성물의 질과 양을 안정적으로 확보하기는 오히려 어렵다. 따라서 "안정적 확보가 용이하다"는 설명은 열분해 공정의 특징으로 볼 수 없다.
실제공기량은 12Sm³/kg이다.
실제공기량은 이론공기량에 공기비를 곱하여 구하므로 이다.
적환장은 투하방식에 따라 직접 투하방식, 저장 투하방식, 직접-저장 복합 투하방식으로 구분한다.
이 세 가지 표준 분류에 "간접 투하방식"은 포함되지 않으므로 해당하지 않는다.
사람의 귀로 들을 수 있는 최소음의 세기, 즉 가청최소음의 기준 세기는 이다.
이 값은 음의 세기레벨(SIL)과 음압레벨(SPL) 계산에 쓰이는 기준 음의 세기(I0)로, 사람이 겨우 들을 수 있는 최소 에너지를 나타낸다.
0.1W 출력 사이렌의 음향파워레벨(PWL)은 110dB이다.
음향파워레벨은 로 구하며, 기준 음향파워 를 대입하면 이다.
사람이 느끼는 최소감각진동레벨은 약 55±5dB로 알려져 있다.
이는 사람이 진동을 인지하기 시작하는 문턱값으로, 진동 관련 평가·기준의 출발점이 되는 값이다.
한 대 통과 시 80dB(A)인 자동차 두 대가 동시에 지나가면 합성 소음도는 83dB(A)가 된다.
동일한 음압레벨의 음원 2개가 합쳐질 때는 을 사용하며, 이다.
공기스프링은 사용진폭이 작을수록 공기 자체의 감쇠력이 부족해 별도의 댐퍼가 필요한 경우가 많다는 점에서 이 설명은 틀렸다.
공기스프링은 압축공기의 탄성을 이용하므로 하중과 무관하게 스프링의 높이나 정수를 독립적으로 폭넓게 설정할 수 있고, 부하능력이 광범위하며 자동제어도 가능하다.
- 설계시 스프링 높이·정수를 독립적으로 넓게 설정할 수 있다는 설명은 옳다.
- 부하능력이 광범위하다는 설명도 옳다.
- 자동제어가 가능하다는 설명도 옳다.