26년 2회차

이산화탄소는 물에 녹아 탄산을 형성하는 산성 물질이므로 pH를 낮추는 방향으로 작용하며, 원수의 pH를 높이는 용도로 쓰이지 않는다.

소석회, 소다회, 액체수산화나트륨은 모두 알칼리성 약품으로 원수에 주입하면 pH를 상승시키는 효과를 낸다.

황산알루미늄(Alum)은 취급이 쉬워 실제로는 액체 형태가 주로 사용되며, 고체가 주로 쓰인다는 설명은 사실과 다르다.

폴리염화알루미늄은 장기 저장 시 변질 우려가 있어 6개월 이상 보관을 피해야 하고, 고탁도·저수온 조건에서는 고염기도 계통 응집제가 효과적이며, PACl과 황산알루미늄을 혼합하면 침전물이 생겨 송액관을 막을 수 있다는 설명은 모두 맞는 내용이다.

트로프는 침전지 유출부에서 월류한 처리수를 모아 내보내는 집수 홈통으로, 유입수의 흐름을 고르게 펴 주는 정류 목적의 시설이 아니다.

정류벽, 도류벽, 중간 정류벽은 모두 침전지 내 흐름을 균등하게 분산시키거나 흐름 경로를 길게 만들어 편류와 밀도류 발생을 억제하기 위해 설치하는 구조물이다.

표면부하율은 침전지의 수면적당 처리유량으로 계산되며, 이 침전지에서는 10 m/d가 된다.

$V_o = \dfrac{Q}{L \times B} = \dfrac{5{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{50\ \mathrm{m} \times 10\ \mathrm{m}}$

$V_o = 10\ \mathrm{m/d}$

완속여과지의 모래층은 생물막에 의한 정화 작용이 충분히 일어나도록 70~90 cm 두께로 시공하는 것이 설계기준이다.

이는 급속여과지의 여과층 두께 기준과는 다른 완속여과 특유의 값으로, 모래 유효경과 함께 정수시설 설계기준에 정해져 있다.

체인플라이트형은 침전지 바닥의 슬러지를 긁어모아 이동시키는 슬러지 수집장치이며, 여과지의 하부집수 방식과는 별개의 설비이다.

휠러블록형, 스트레이너형, 티피블록형은 모두 급속여과지 바닥에서 여과수를 고르게 모으고 역세척수를 균등 분배하는 하부집수장치의 대표적인 형식이다.

여과수탁도와 원수탁도를 곱한 값은 실제 정수시설에서 사용하는 평가지표가 아니다.

두 수치를 곱해도 의미 있는 성능 척도가 되지 않는다.

• 역세척수량을 여과수량으로 나눈 비율은 세척 효율을 나타낸다.
• 여과속도와 여과지속시간을 곱한 값, 즉 여과지속시간 동안 단위면적당 처리한 여과수량은 여과지의 처리능력을 보여주는 지표이다.

여과를 재개한 직후에는 여과수 탁도가 일시적으로 높아지므로, 시동방수시설은 이 초기의 불량한 여과수를 정수지로 보내지 않고 배출수관 쪽으로 돌려 내보내는 역할을 한다.

역세척을 계속해 방수하는 것, 응집제나 폴리머를 첨가해 방수하는 것, 내부에 억류된 탁질을 여과수로 배출시키는 것은 시동방수의 목적과 맞지 않는 설명이다.

소독에 강한 내성을 지니고 1993년 미국 밀워키에서 대규모 수인성 감염을 일으킨 원생동물은 크립토스포리디움 난포낭이며, 국내 정수처리기준에서도 99% 이상 제거를 목표로 관리한다.

지아디아 포낭도 소독 내성이 있는 원생동물이지만 밀워키 사례의 원인균은 아니며, 살모넬라와 바이러스는 원생동물이 아닌 세균·바이러스성 병원체이다.

탈수 전후에도 슬러지 속 고형물의 양은 그대로 보존되므로, 이 조건에서 탈수 후 부피는 80 m³가 된다.

$V_1(1-P_1) = V_2(1-P_2)$

$1{,}000 \times 0.02 = V_2 \times 0.25$

$V_2 = \dfrac{20}{0.25} = 80\ \mathrm{m^3}$

전염소·중간염소처리는 급속여과 계통에서 주로 활용되는 산화·소독 공정이며, 완속여과방식의 맛·냄새 제거는 이 처리의 목적으로 보기 어렵다.

완속여과는 모래층 표면의 생물막이 정화작용을 하는 방식이라, 오히려 염소를 미리 주입하면 이 생물막 기능을 저해할 수 있다.

암모니아성질소·황화수소·페놀류 등의 산화, 조류·소형동물·철박테리아의 번식 방지, 용존 철·망간의 제거는 전염소·중간염소처리의 실제 목적에 해당한다.

전해법으로 만드는 자가생성 차아염소산나트륨은 유효염소농도가 1% 안팎인 희박한 용액이며, 3~5%에 이른다는 설명은 실제 농도와 맞지 않는다.

액화염소 누출 시 중화하는 제해장치의 흡인구를 저장실 바닥 하부에 두는 것, 배수지·관로시설에 추가주입설비를 두는 것, 시판 차아염소산나트륨이 유효염소 5~12%의 담황색 강알칼리성 액체라는 설명은 모두 맞는 내용이다.

액화염소 저장설비의 저장량은 1일 사용량의 10일분 이상을 확보하도록 하는 것이 정수시설의 설계기준이며, 7일분 이하로 제한한다는 설명은 이 기준과 다르다.

저장실 출입구를 기밀구조의 이중문으로 하는 것, 저장조를 비보냉식으로 하는 것, 저장용기로 50 kg·100 kg·1 ton 규격을 쓰는 것은 모두 실제 설계기준에 부합하는 설명이다.

계획처리고형물량은 정수 과정에서 원수에 포함된 탁질과 투입 약품의 양을 근거로 산정하므로, 처리가 끝난 뒤의 여과수 탁도는 이 산정에 쓰이는 항목이 아니다.

계획정수량, 응집제 주입률, 탁도와 부유물질(SS)의 환산율은 모두 원수 쪽 특성과 투입량에 관한 값으로 고형물량 산정에 직접 반영되는 항목이다.

배슬러지지는 침전지에서 배출된 슬러지를 받아 저류하는 시설로, 슬러지 배출관을 설치하고 필요 시 고탁도 대책으로 슬러지 저류조 기능도 가질 수 있다.

응집제나 양이온폴리머의 주입은 슬러지의 농축·탈수 효율을 높이기 위해 농축 이후 공정에서 이루어지는 조작이고, 염소제나 오존 주입설비는 정수 계통의 산화·소독 공정에 속하는 것이어서 배슬러지지의 전처리설비로 규정되지는 않는다.

여포세척장치는 벨트프레스 등 기계식 탈수설비에 딸린 부속 장치로, 자연 증발과 침투로 물을 빼는 천일건조상의 구성과는 관련이 없다.

상징수 인출장치, 하부집수장치, 탈수촉진장치는 모두 천일건조상에서 슬러지 위의 물을 걷어내거나 아래로 스며들게 해 건조를 앞당기는 데 쓰이는 설비이다.

색도는 주로 용존성 유기물질에서 비롯되므로, 입자성 물질을 걸러내는 데 그치는 급속여과처리만으로는 뚜렷한 색도 제거 효과를 기대하기 어렵다.

오존처리와 활성탄처리는 색을 띠는 유기물을 산화·흡착으로 없애고, 응집침전처리는 색도 유발물질을 플록에 결합시켜 침전 제거하므로 모두 색도 저감에 활용되는 방법이다.

응집침전법은 주로 탁도나 부유물질을 제거하는 방식이어서, 물에 이온 형태로 녹아 있는 질산성질소를 걸러내는 데는 효과가 없다.

이온교환법, 전기투석법, 역삼투막법은 모두 용존 이온을 선택적으로 분리·제거하는 원리를 이용하므로 질산성질소 저감에 실제로 적용되는 방법이다.

선형은 막여과 정수시설에서 실제로 쓰이는 막모듈 형식으로 분류되지 않는다.

관형, 평판형, 나권형은 막을 지지·배열하는 구조에 따라 구분되는 대표적인 막모듈 형식들이다.

고도정수처리에서 여과는 입자성 물질 제거에 효과적이지만, 음이온 계면활성제는 용해성 유기물로서 분자 크기가 매우 작아 일반 여과로는 제거되지 않는다. 탁도(1번)와 현탁성 THMs 전구물질(4번)은 입자 형태로 여과로 제거 가능하고, 크립토스포리디움(2번)은 원생동물로 크기가 크기 때문에 여과로 효과적으로 제거된다. 음이온 계면활성제는 활성탄 흡착, 생물처리, 고급산화처리 등 특화된 고도처리 공정이 필요하다.

W/V퍼센트는 용액 100 mL에 녹아 있는 용질의 g수를 뜻하므로, 이 농도를 환산하면 20,000 mg/L가 된다.

$2.0\%(W/V) = \dfrac{2\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{mL}} = 20\ \mathrm{g/L}$

$20\ \mathrm{g/L} = 20{,}000\ \mathrm{mg/L}$

먹는물수질공정시험기준의 총칙에서 정하는 표준온도는 20 ℃이며, 25 ℃라는 수치는 이 기준과 다르다.

실온 1 ℃~35 ℃, 열수 약 100 ℃, 상온 15 ℃~25 ℃는 모두 총칙에서 정한 온도 구간과 일치하는 설명이다.

산성과망간산칼륨법에 의한 COD는 시료 적정에 소비된 양에서 바탕시험 소비량을 뺀 값을 바탕으로 계산한다.

$\mathrm{COD} = (b-a) \times f \times \dfrac{1{,}000}{V} \times 0.2$

여기서 $(b-a)$는 과망간산칼륨 소비량의 차이를, $f$는 농도계수를 나타내며, 0.2는 소비된 과망간산칼륨량을 산소요구량으로 환산하는 계수이다.

부유물질 측정에서 여과지를 말릴 때는 105 ℃~110 ℃의 건조기에서 항량이 될 때까지, 통상 2시간 이상 건조하는 것이 표준절차이며, 80 ℃~100 ℃에서 1시간 이하로 말린다는 설명은 이 기준과 다르다.

지표수·지하수·하폐수에 적용 가능하다는 점, 나무조각이나 굵은 모래 입자가 측정을 방해한다는 점, 이를 막기 위해 직경 2 mm 금속망을 먼저 통과시킨다는 절차는 모두 실제 분석법과 맞는 설명이다.

소독제 접촉시간을 이론적으로 구할 때는 정수지 사용용량을 시간당 최대통과유량으로 나누는 방식을 쓴다.

추적자 시험결과나 도류벽 길이는 실제 물의 흐름 경로를 반영한 실측 체류시간을 구할 때 참고하는 요소이지, 단순 용량과 유량만으로 계산하는 이론적 접촉시간 산정에는 쓰이지 않는다.

염소요구량은 주입한 염소량에서 남아 있는 잔류염소량을 뺀 값으로 구하며, 이 조건에서는 1.0 mg/L가 된다.

$1.25\ \mathrm{mg/L} - 0.25\ \mathrm{mg/L} = 1.0\ \mathrm{mg/L}$

수온·탁도·pH·알칼리도 등 원수 조건에 따라 달라지는 응집제 주입률은 실제 물과 같은 조건에서 여러 주입량을 시험해 최적점을 찾는 자-테스트(jar-test)로 결정한다.

수류식 혼화는 약품을 물에 섞는 방식이고, 흡광도 측정과 DPD분광법은 각각 수질 성분이나 잔류염소 농도를 확인하는 분석법이어서 주입률 자체를 결정하는 절차는 아니다.

먹는물수질공정시험기준 총칙에서는 별도 규정이 없는 한 시험 조작을 상온에서 하도록 정하고 있으며, 이를 실온에서 조작한다고 설명하는 것은 정확한 표현이 아니다.

온도 표시에 섭씨(Celsius) 단위 기호를 붙이는 방식, 표준온도 20 ℃·상온 15 ℃~25 ℃·실온 1 ℃~35 ℃라는 구간 설정, 열수를 약 100 ℃로 정한 것은 모두 총칙의 내용과 일치한다.

자-테스트는 실제 정수 공정의 응집 과정을 축소해 재현하는 시험으로, 응집제를 투입한 뒤 급속교반으로 미세플록을 형성하고 완속교반으로 플록을 키운 다음 정치시켜 가라앉히고 상징수를 채취해 분석하는 순서로 진행한다.

급속교반이 완속교반보다 먼저 이루어져야 응집제가 물 전체에 고르게 퍼져 반응할 수 있고, 정치와 분석은 플록이 충분히 성장한 뒤에 이루어져야 침전 효과를 제대로 평가할 수 있다.

응집제와 응집보조제의 저장설비 용량은 안정적인 운영을 위해 1일 사용량의 10일분 이상을 확보하도록 정하는 것이 정수시설의 설계기준이며, 3일분 이하로 제한한다는 설명은 이 기준과 다르다.

원수가 저탁도라도 급속여과지에서는 약품 응집 후 여과가 필수적이라는 점, 주입률을 자-테스트로 정하는 것이 일반적이라는 점, 그 결과가 정수장마다 달라질 수 있다는 점은 모두 맞는 설명이다.

인라인 고정식 혼화는 약품과 원수를 섞는 방식 자체를 가리키는 것이어서, 적정 주입률을 판단·결정하는 수단으로 보기는 어렵다.

자-테스트, 제타포텐셜 미터, 흐름전위측정(SCD)은 모두 응집 상태나 입자의 전기적 특성을 측정해 주입률을 조절하는 데 실제로 활용되는 방법이다.

입상활성탄은 여재를 교체하지 않고 장기간 사용하기 때문에 활성탄 표면에 미생물이나 원생동물이 번식할 우려가 있다.

단기간만 처리한다면 오히려 분말활성탄이 경제적이고, 입상활성탄은 재생해 다시 사용할 수 있어 장기간 처리에는 경제적이다. 흑수현상은 활성탄 미분이 새어 나와 생기는 문제로 분말활성탄 쪽에서 주로 문제되며, 겨울철에 특히 일어난다고 볼 근거도 없다.

물환경보전법령은 공공수역에 이어져 공공용으로 쓰이는 수로의 범위를 지하수로·농업용 수로·하수관로·운하로 정하고 있다.

따라서 운하, 지하수로, 농업용 수로는 모두 포함되지만, 도수관은 취수한 원수를 정수장으로 보내는 수도시설의 관로일 뿐이어서 이 수로의 범위에 들어가지 않는다.

비점오염원은 특정 배출구 없이 넓은 지역에서 강우 시 빗물 등에 씻겨 불특정하게 배출되는 오염원으로, 농지에서 발생하는 오염물질이 대표적이다.

나머지는 고정된 배출구를 통해 오염물질이 나오는 점오염원에 해당하여 제외된다.

• 가축을 사육하는 축사는 법령이 점오염원으로 직접 열거하고 있다.
• 하수가 발생하는 시설은 관로를 통해 배출지점이 특정되는 점오염원이다.
• 폐수를 배출하는 시설도 배출구가 고정된 점오염원이다.

먹는물관리법령은 먹는물의 수질기준과 검사횟수를 조례로 강화하여 정할 수 있는 주체를 특별시·광역시·특별자치시·도·특별자치도, 즉 시·도 단위로 한정하고 있다.

기초자치단체인 군은 이러한 조례 제정 주체로 규정되어 있지 않으므로 해당하지 않는다.

역치값(TON)은 냄새를 겨우 느낄 수 있는 농도까지 시료를 물로 희석했을 때, 전체 희석부피를 시료부피로 나눈 값이다.

전체 희석부피 200mL를 시료량 50mL로 나누면 $TON=\dfrac{200\ \mathrm{mL}}{50\ \mathrm{mL}}=4$ 로 계산되어 역치값은 4이다.

먹는물 수질기준상 건강상 유해영향 유기물질 항목은 벤젠·톨루엔처럼 탄소를 골격으로 하는 유기화합물을 가리킨다.

동(구리)은 금속으로 유기물질이 아니며, 맛·색 등과 관련된 심미적 영향물질에 관한 기준으로 따로 관리되므로 이 항목에 해당하지 않는다.

• 페놀은 유기화합물로 유해영향 유기물질에 포함된다.
• 벤젠은 방향족 유기화합물로 포함된다.
• 톨루엔도 방향족 유기화합물로 포함된다.

수도법령상 정수처리된 물의 탁도는 4시간 간격으로 1일 6회 검사하도록 정하고 있다.

탁도는 여과 공정 등 정수처리의 건전성을 즉시 확인할 수 있는 핵심 지표이므로 짧은 주기로 반복 측정하도록 요구된다.

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

바이러스는 입자 크기가 매우 작아 여과만으로 걸러내기 어렵기 때문에, 지아디아 포낭이나 크립토스포리디움 난포낭에 적용되는 기준보다 더 높은 제거·불활성화 수준이 요구된다.

수도법령상 시설용량이 1일 50만m³ 이상인 정수시설에는 정수시설운영관리사를 1급 2명 이상, 2급 3명 이상, 3급 5명 이상 배치해야 한다.

배치인원은 시설규모가 커질수록 늘어나며, 같은 규모에서도 상위 등급보다 하위 등급을 더 많이 두도록 정해져 있다는 점이 배치기준의 기본 형태다.

폴리염화알루미늄(PACl)의 산화알루미늄(Al₂O₃) 농도는 통상 10~11% 정도인 액체 응집제이므로, 20~24%라는 수치는 실제 규격과 다르다.

저온에서 결정이 석출될 수 있어 한랭지에서는 보온장치가 필요하다는 점, 액체 자체가 가수분해되어 중합체를 이루고 있다는 점, 황산알루미늄을 황산반토라 부르며 고탁도·저수온 시 고염기도 응집제가 유리하다는 점은 모두 옳은 설명이다.

횡류식 약품침전지는 직사각형 형상으로 하되 길이를 폭의 3~8배 정도로 하는 것이 표준이며, 폭의 2배 정도라는 설명은 실제 기준보다 지나치게 짧다.

침전지 수를 2지 이상으로 하고 유효수심 3~5.5m에 슬러지 퇴적심도와 여유고를 30cm 이상 두는 나머지 조건은 실제 기준과 일치한다.

다층여과지는 모래단층여과지에 비해 여과수량 대비 역세척수량의 비율이 작다는 장점이 있어, 비율이 크다는 설명은 실제와 반대다.

내부여과 경향이 강해 탁질억류량과 여과효율이 높고, 손실수두가 작아 여과지속시간이 길며 여과속도를 크게 할 수 있다는 나머지 특징은 모두 옳다.

염소주입기실의 실내온도를 24~28℃라는 좁은 범위로 상시 유지한다는 서술은 기준과 다르다. 기준은 한랭 시 실온이 지나치게 내려가지 않도록 간접보온장치를 설치하라는 것이다.

사용량이 20kg/h 이상인 시설에 기화기를 설치하고, 주입지점에 가깝고 주입점 수위보다 높은 위치에 실을 두며, 내진·내화 구조에 상부 환기구와 콘크리트 바닥을 갖춘다는 나머지 설명은 실제 기준과 일치한다.

오존이용률은 주입한 오존 가운데 배출가스나 수중 잔류오존으로 남지 않고 실제로 소비(반응)된 양의 비율로 정의된다.

계산식은 $\text{오존이용률}(\%)=\dfrac{(\text{주입오존량})-(\text{잔류오존량})-(\text{배출오존량})}{(\text{주입오존량})}\times 100$ 이다.

단순히 주입량과 배출량의 차이만 보는 전달효율과 달리, 이용률은 반응에 쓰이지 않고 수중에 남는 잔류오존량까지 함께 제외하여 계산한다는 점이 다르다.

폭기처리는 공기 중 산소를 물에 공급하여 수중에 녹아있는 용해성 철이온(Fe²⁺)의 산화를 촉진하는 효과가 있다.

산화된 철은 물에 녹지 않는 형태로 바뀌어 이후 침전·여과 공정에서 제거하기 쉬워지며, 이 점이 폭기처리를 앞단에 두는 이유다.

여과지 1지의 여과면적은 150 m² 이하로 하는 것이 표준이다.

여과면적은 계획정수량을 여과속도로 나누어 산정하며, 여과지 수는 예비지를 포함하여 2지 이상, 형상은 직사각형을 표준으로 한다.

• 여과면적을 계획정수량에 여과속도를 곱하여 산정한다는 설명은 옳지 않다.
• 여과지 수에 예비지를 포함하지 않는다는 설명도 옳지 않다.
• 형상을 정사각형으로 한다는 설명도 옳지 않다.

축동력은 회전속도의 세제곱에 비례하므로, 이 관계를 이용해 회전속도 변경 후 축동력을 구할 수 있다.

$P_2=P_1\left(\dfrac{N_2}{N_1}\right)^3=300\times\left(\dfrac{80}{100}\right)^3=300\times0.512=153.6\ \mathrm{kW}$

소수점 이하를 절사하면 153kW가 된다.

유체가 한 방향으로만 흐르도록 하고 반대 방향의 흐름은 막아 역류를 방지하는 밸브는 체크밸브이다.

나머지 밸브들은 유량 조절이나 수위에 따른 자동 개폐 등 다른 목적을 위한 것으로, 역류 방지가 주기능은 아니다.

수·변전설비에서 유지해야 할 종합역률은 90% 이상을 기준으로 삼으므로, 85% 정도는 이 기준에 미치지 못한다.

역률이 낮으면 같은 유효전력을 공급하는 데 더 큰 전류가 흘러 전력손실과 전압강하가 커지고 요금상 불이익도 생기므로, 전력용 콘덴서 등으로 보상해 90%대를 유지한다.

수용률은 부하설비용량의 합계에 대한 최대수용전력의 비율이다. $\text{수용률}=\dfrac{\text{최대수용전력}}{\text{부하설비용량의 합계}}\times100\,[\%]$로 구한다. 부등률은 개별 최대수용전력의 합을 합성 최대전력으로 나눈 값이다. 부하율은 평균전력을 최대전력으로 나눈 값이다.

외부에서 침입하는 이상전압(서지)을 대지로 방전시켜 억제하는 기기는 피뢰기이다.

피뢰기는 이렇게 이상전압을 억제해 설비를 보호한다.

• 차단기는 사고전류를 차단하는 기기다.
• 변성기는 고전압·대전류를 계측 가능한 크기로 변성하는 기기다.
• 영상변류기는 지락전류를 검출하는 기기다.

수위계는 물의 높이를 감지하는 방식에 따라 분류되는데, 흡입식수위계는 수도시설의 감시·제어용 수위계로 사용되지 않습니다. 흡입식수위계는 흡입 관을 통해 수압을 감지하는 방식으로 구조적 복잡성과 유지보수의 어려움으로 인해 실제 수도시설 감시·제어 목적에는 거의 사용되지 않습니다.

차압식수위계는 수심에 따른 압력 차이를 이용하고, 플로트식수위계는 부자의 상하 운동을 기계적으로 전달하며, 정전용량식수위계는 정전용량의 변화를 감지하는 방식으로 모두 수도시설 감시·제어에 적합합니다.

유량계측에는 초음파를 이용하는 방식, 전자기 유도를 이용하는 방식, 압력차를 이용하는 방식의 유량계가 실제로 사용되나, 광전식유량계는 유량계측 방식으로 쓰이지 않는다.

광전식은 빛의 투과·반사량 변화를 이용하는 방식으로 주로 탁도 측정이나 물체 검출에 활용되며, 유량 계측과는 원리가 다르다.

대전류 회로에 흐르는 전류가 만드는 자속이 인접한 신호회로와 전자적(자기적) 결합을 이루어 전압을 유도하는 현상은 전자유도이다.

정전유도는 두 회로 사이의 전위차와 정전용량 결합으로 생기는 현상이므로, 전류의 자기작용에 의한 이 현상과는 원리가 다르다.

일정한 양이나 상태를 유지하는 계측제어 장치는 조절부이다.

조절부는 기준에 따라 변화된 신호를 내보내는 역할을 한다.

• 검출부는 측정 대상의 상태를 감지해 신호로 바꾸는 부분이다.
• 표현부(표시부)는 측정값을 사람이 볼 수 있게 나타내는 부분이다.
• 전송부는 신호를 원거리로 보내는 부분이다.

정수지에 기본적으로 설치해야 하는 수질계측기는 수소이온농도(pH)계, 수온계, 잔류염소계이며, 알칼리도계는 기본 설치 대상에 포함되지 않는다.

정수지는 처리가 끝난 물이 배수 전 머무는 곳이므로, 소독 효과와 수질 안정성을 실시간으로 확인할 수 있는 항목 위주로 계측기를 둔다.

자연발화성 고체는 적은 양으로도 공기와 접촉하여 5분 안에 발화할 수 있는 고체를 말하며, 10분이라는 기준은 실제와 다르다.

자연발화성 액체에도 동일하게 5분 기준이 적용되므로 고체만 따로 10분 기준을 두지 않는다. 표준압력에서 인화점 93℃ 이하를 인화성 액체로 보고, 마찰로 화재를 일으키거나 촉진할 수 있는 물질을 인화성 고체로 보는 나머지 설명은 옳다.

산업안전보건법령상 안전인증대상 보호구에는 보호복, 안전장갑, 안전대 등이 포함되지만, 차광막은 이 목록에 해당하지 않는다.

눈을 보호하는 인증대상 품목으로는 차광 및 비산물 위험방지용 보안경이나 용접용 보안면이 지정되어 있을 뿐, 차광막이라는 명칭의 별도 품목은 규정되어 있지 않다.

해골과 X자로 겹친 뼈 그림에 급성독성물질 명칭이 붙은 짝만 그림과 이름이 일치한다.

안전보건표지의 경고표지는 그림 자체가 유해성의 종류를 뜻한다. 해골·교차뼈는 적은 양으로도 사망에 이를 수 있는 급성독성, 받침선 위의 불꽃은 인화성, 동그란 물체 위의 불꽃은 산화성, 파편이 튀며 터지는 물체는 폭발성을 나타낸다.

• 가로 받침선 위에서 불꽃 하나가 타오르는 그림은 인화성물질경고이므로 산화성물질이라는 명칭과 어긋난다.
• 물체가 터지며 파편이 사방으로 튀는 그림은 폭발성물질경고여서 부식성물질과 맞지 않는다. 부식성물질경고는 시험관에서 쏟아진 액체가 손과 금속판을 부식시키는 그림이다.
• 동그란 물체 위로 불꽃이 타오르는 그림은 산화성물질경고이므로 인화성물질이라는 명칭과 짝이 맞지 않는다.

힘의 차원은 질량과 가속도의 곱이므로 [MLT]계에서는 [MLT⁻²]가 되고, 힘을 기본량으로 삼는 [FLT]계에서는 힘 자체가 기본차원이므로 [F]로 표시된다.

뉴턴의 운동법칙에서 질량(M)에 가속도(LT⁻²)를 곱하면 MLT⁻²가 얻어지며, [FLT]계는 이 힘을 처음부터 독립된 기본차원으로 다룬다.

모세관현상의 상승고는 표면장력에 비례하고 모세관의 지름과 액체의 단위중량에는 반비례하지만, 비에너지와는 관계가 없다.

상승고 공식 $h=\dfrac{4\sigma\cos\theta}{\gamma d}$ 에는 표면장력 σ, 접촉각, 단위중량 γ, 지름 d만 포함되며 비에너지라는 항은 나타나지 않는다.

완전유체(이상유체)는 점성을 무시(비점성)하는 가상의 유체로 정의되므로, 점성을 고려한다는 설명은 실제와 반대다.

점성이 없다고 가정하기 때문에 흐름 중 에너지 손실이 발생하지 않고 비압축성으로도 다루며, 이런 유체는 현실에 존재하지 않는다는 나머지 설명은 모두 옳다.

에너지경사는 동수경사에 속도수두를 더한 것이다.

동수경사선이 압력수두와 위치수두의 합으로 나타나는 반면, 에너지경사선은 여기에 흐름의 운동에너지를 나타내는 속도수두까지 포함한 값이다.

다르시-바이스바흐 공식 $h_f=f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{v^2}{2g}$ 에서 속도수두와 마찰손실수두가 같다는 조건은 $f\dfrac{L}{D}=1$ 을 의미한다.

관의 길이가 관경의 25배이므로 $f=\dfrac{D}{L}=\dfrac{1}{25}=0.04$ 로 계산되어 마찰손실계수는 0.04이다.

오리피스의 유량계수는 단면수축계수와 유속계수를 곱한 값이다.

$C_d = C_a \cdot C_v$

단면수축계수는 실제 흐름 단면이 오리피스 단면보다 줄어드는 정도를 나타낸다.

유속계수는 마찰 등으로 실제유속이 이론유속보다 줄어드는 정도를 나타내며, 유량계수는 이 두 효과를 함께 반영한 값이다.

관수로의 마찰손실수두는 속도수두, 즉 유속의 제곱에 비례한다.

이는 다르시-바이스바흐 공식 $h_f=f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{v^2}{2g}$ 에서 확인할 수 있다.

• 마찰손실계수에 반비례하는 것이 아니라 비례한다.
• 관경에 비례하는 것이 아니라 반비례한다.
• 관로 길이에 반비례하는 것이 아니라 비례한다.

오리피스 유출속도는 수심의 제곱근에 비례하므로 유속을 3배로 하려면 수심 H를 9배로 키워야 한다.

그림은 수면에서 측벽 오리피스 중심까지의 깊이를 H로 표시한 수조이며, 이런 작은 오리피스의 유출속도에는 토리첼리 정리가 성립한다.
$V=\sqrt{2gH}$
즉 $V \propto \sqrt{H}$ 이므로 유속은 수심의 제곱근에만 좌우된다.

유속을 3배로 만들 때 필요한 수심 H′는
$3V=\sqrt{2gH'}$
$9V^{2}=2gH' \;\Rightarrow\; H'=9\dfrac{V^{2}}{2g}=9H$
따라서 수심을 9배로 증가시켜야 한다.

• 수심을 그대로 유지하면 유속도 변하지 않는다.
• 수심을 0.5배로 낮추면 유속은 $\sqrt{0.5}\approx0.71$배로 오히려 느려진다.
• 수심을 4배로 올려도 유속은 2배까지만 커진다.

Moody 도표는 층류·천이류·난류 영역 모두에 적용할 수 있는 마찰손실계수 산정 도표이다.

층류 영역은 레이놀즈수만으로 정해지는 직선 구간으로, 천이·난류 영역은 상대조도에 따라 달라지는 곡선 구간으로 함께 표시되어 있어 전 영역을 하나의 도표로 다룰 수 있다.

레이놀즈수는 유체의 점성계수, 관의 직경, 관내 평균유속으로 결정되는 무차원수이다.

레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비로 정의되며, 밀도·점성계수와 함께 유속과 관경이 식에 직접 들어간다. 관의 길이는 이 계산식에 포함되지 않으므로 레이놀즈수와 무관하다.

개수로 흐름은 대기압이 작용하는 자유수면을 가진다.

이 점이 관수로 흐름과 구분되는 핵심 특징이다.

• 동수반경은 흐름단면적을 평균수심이 아니라 윤변(접수길이)으로 나눈 값이다.
• 관성력과 중력이 평형을 이루는 상태는 상류가 아니라 한계류이다.
• 중력이 관성력보다 지배적인 흐름은 사류가 아니라 상류이다.

프루드수(Fr)는 관성력과 중력의 비로 정의되며, 개수로 흐름을 상류·한계류·사류로 구분하는 데 이용된다.

프루드수는 평균유속에 비례하고 수온과는 직접적인 관계가 없으며, 중력과 관성력의 곱이 아니라 비로 표현된다.

여기서 V는 평균유속, g는 중력가속도, h는 수심이다. Fr < 1이면 상류, Fr = 1이면 한계류, Fr > 1이면 사류로 구분한다.

스토크스의 법칙에 따른 침강속도는 중력가속도, 입자 지름, 물의 점성(및 밀도차)으로 결정되며, 동수경사는 이 식에 들어가지 않는다.

동수경사는 관로·지하수 흐름의 에너지 손실 기울기를 나타내는 개념으로, 제1형 독립침전의 침강속도 산정과는 별개이다.

혼화지의 속도경사(G)는 교반 동력, 혼화지의 부피, 물의 점성계수로 결정되며, 레이놀즈수는 이 계산에 필요하지 않다.

속도경사식에는 동력·점성계수·부피만 사용되므로 레이놀즈수는 별도로 요구되지 않는다.

침전지의 체류시간은 $\text{체류시간(h)} = \frac{\text{침전지 용량(m}^3\text{)}}{\text{유량(m}^3\text{/h)}}$ 공식으로 구한다.
먼저 침전지 용량은 $\text{용량} = \text{깊이} \times \text{표면적} = 3 \times 4 = 12\text{ m}^3$이고,
유량을 시간 단위로 환산하면 $48\text{ m}^3\text{/d} = \frac{48}{24} = 2\text{ m}^3\text{/h}$이다.
따라서 체류시간은 $\frac{12}{2} = 6\text{ h}$이다.

중량통과율 60%에 해당하는 입경은 0.6mm이다.

균등계수는 통과율 60% 입경을 10% 입경으로 나눈 값으로 정의되므로, 이를 이용해 60% 입경을 역산할 수 있다.

$C_u = \dfrac{D_{60}}{D_{10}} = 3$
$D_{60} = 3 \times 0.2\,\mathrm{mm} = 0.6\,\mathrm{mm}$

펌프의 비속도는 회전수와 양수량의 1/2제곱을 전양정의 3/4제곱으로 나눈 값으로 나타낸다.

비속도는 최고효율점에서의 회전수(N)·양수량(Q)·전양정(H)을 이용해 펌프 형식을 무차원적으로 비교하는 지표이며, 양수량은 1/2제곱, 전양정은 3/4제곱으로 들어간다.

$N_S = N\dfrac{Q^{1/2}}{H^{3/4}}$

펌프의 필요 동력은 $P = \frac{Q \times H \times \gamma}{η \times 1000}$ 공식으로 구한다. 여기서 Q는 유량(m³/s), H는 양정(m), γ는 물의 단위중량(kgf/m³), η는 펌프 효율이다.
주어진 값을 대입하면 $P = \frac{0.5 \times 10 \times 1000}{0.80 \times 1000} = \frac{5000}{800} = 6.25 \text{ kW}$이다.

다시 확인하면, 유효동력(수동력) = $0.5 \times 10 \times 1000 = 5000 \ \mathrm{kgf\cdot m/s}$이고, 이를 kW로 변환하면 $\frac{5000}{1000 \times 9.8} = 0.51 \text{ kW}$ 대신 표준식 $\frac{Q \times H \times γ}{η \times 102}$를 적용하면
$P = \frac{0.5 \times 10 \times 1000}{0.80 \times 102} = \frac{5000}{81.6} \approx 61.27 \text{ kW}$이다.

이는 양정 단위를 mH₂O(미터수주), 계수 102를 사용하여 직접 kW를 얻는 표준 펌프 동력식이며, 계산 결과 약 61.25kW가 도출된다.

펌프 운전 중 토출량을 직접 제어하는 방법은 운전대수 제어, 밸브 개도 제어, 회전속도 제어이며, 압력 제어는 토출량 조절을 위한 통상적 방법이 아니다.

압력은 토출량 제어의 결과로 변화하는 값일 뿐, 토출량을 직접 조절하기 위해 조작하는 변수가 아니다.

관로 최저압력이 증기압보다 작아지도록 하는 방법은 오히려 수격현상을 악화시킨다.

수격현상을 줄이려면 관로 최저압력이 증기압보다 낮아지지 않도록 관리해야 한다.

• 관경이 큰 관을 사용하면 유속 변화가 완만해져 수격현상이 줄어든다.
• 역지밸브 설치는 역류에 의한 압력 급변을 억제한다.
• 펌프에 플라이휠을 붙이면 정지 시 유속 변화가 완만해진다.