[정수시설운영관리사 2급 1차] 25년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

속도경사(G)는 소요동력과 점성계수, 플록형성지 용적으로 구한다.
$G=\sqrt{\dfrac{P}{\mu V}}$
$G=\sqrt{\dfrac{500\ \mathrm{N\cdot m/s}}{1.1\times10^{-3}\ \mathrm{N\cdot s/m^2}\times 400\ \mathrm{m^3}}}=\sqrt{\dfrac{500}{0.44}}\approx 33.7\ \mathrm{s^{-1}}$

폴리염화알루미늄(PACl)은 황산알루미늄보다 알칼리도 소모가 적다는 점이 대표적 장점이므로, 알칼리도를 더 많이 소모한다는 설명은 옳지 않다.
PACl은 이미 일부 중합·염기화된 형태로 주입되기 때문에 pH 저하와 알칼리도 소모가 황산알루미늄보다 작고, 적정 주입 pH 범위도 더 넓다.
보관 기간이 길어지면(약 6개월 이상) 중합물이 해중합되어 응집효과가 떨어질 수 있다.
황산알루미늄과 혼합하면 화학반응으로 침전물이 생겨 배관·설비 폐색을 유발할 수 있다.

네 항목 모두 침전공정 관리에서 실제로 요구되는 사항이므로 전부 옳다.
원수의 최고 탁도가 30 NTU 이상이면 침전 전 응집이 필요하므로 응집처리 시설을 갖추어야 하고, 크립토스포리디움 같은 병원성 미생물 오염 우려가 있으면 침전 효율을 끌어올리기 위해 경사판 설치를 고려한다.
플랑크톤 조류가 다량 유입되면 침전지에서 부상·유출과 여과지 폐색을 일으키므로 전염소·중간염소 처리가 가능한 설비를 고려해야 한다.
반대로 저수지·지하수처럼 원수가 맑아 탁도가 10 NTU 이하로 유지되는 경우에는 약품침전만으로 충분해 보통침전지를 생략할 수 있다.

급속여과지 하부집수장치의 본래 역할은 여과된 물을 여과지 전면에서 균등하게 모아 배출하고, 역세척할 때 세척수와 공기를 여과층 전체에 균등한 압력으로 분포시키는 것이다.
여재를 보호하고 여재가 빠져나가지 않도록 붙잡아 두는 일은 하부집수장치 위에 두는 자갈층(지지층)이 담당하는 기능이므로, 이를 하부집수실 자체의 역할로 설명하는 것은 옳지 않다.
침전지에서 넘어온 물을 상부 여과층에서 여과해 하부집수실로 보내는 것은 집수 기능에 해당한다.
역세척수와 공기를 여과실 전체에 균등하게 분포시키는 것, 이를 하부집수실에서 상부 여과층으로 분출시켜 여재를 세척하는 것은 모두 하부집수장치의 역세척 관련 역할이다.

여과층 세척이 불충분하면 여과지속시간은 오히려 짧아진다. 세척이 불완전해 탁질이 여재 내부에 누적되면 손실수두가 빨리 증가해 여과지속시간이 줄어들기 때문이다.
여재 표면과 내부에 진흙 덩어리인 머드볼이 형성된다.
여재층이 굳어지며 갈라지는 여과층 균열이 생긴다.
여재 표면이 고르지 못하게 되는 표면 불균일이 나타난다.

여과지 수심당 여과수량이라는 지표는 여과지 성능평가에 사용되지 않는다. 여과성능은 여과속도(면적당 유량)로 평가하지, 여과지 수심을 기준으로 나누지 않는다.
여과수 탁도는 처리수 수질을 직접 나타내는 지표다.
여과 지속시간은 손실수두 증가 속도, 즉 여과지 운전 효율을 나타낸다.
역세척 수량의 여과수량에 대한 비율은 물 사용 효율(자가소비율)을 나타내는 지표다.

다층여과지는 상층에 큰 입경·저비중 여재를 두어 탁질을 여과층 전체에 고르게 억류시키므로, 같은 탁질억류량이라도 손실수두가 작아 여과지속시간이 오히려 길어진다. 손실수두가 적은데 지속시간이 짧아진다는 설명은 앞뒤가 맞지 않아 옳지 않다.
다층여과지는 여과속도를 크게 할 수 있고, 여과수량 대비 역세척수량 비율이 작으며, 여과지 폐색을 일으키는 규조류 등에도 단층여과지보다 효과적으로 대응할 수 있다는 장점이 있다.

역세척 속도와 여과층 팽창률은 수온에 따른 물의 점성 변화 때문에 수온의 영향을 받으며, 일정하지 않다. 따라서 수온과 무관하게 일정하다는 설명은 옳지 않다.
역세척 수량이 부족하면 여재 세척이 충분히 이루어지지 않는다.
역세척 수압이 과도하면 여과모래가 유출되는 등의 장애가 발생할 수 있다.
여재 입경이 클수록 동일한 팽창률을 얻기 위해 필요한 역세척속도는 커진다.

정수지는 첨두수요 대응과 소독접촉시간을 동시에 만족해야 하므로, 그 유효용량을 1시간분 이내로 제한하는 것은 실제 필요조건에 미치지 못해 옳지 않다.
염소접촉조의 순접촉시간만 해도 지아디아 불활성화를 위해 유리잔류염소 1 mg/L 기준 30분 이상이 요구되는데, 여기에 첨두수요 대처용량까지 더하면 정수지 용량은 1시간분보다 커야 한다.
수로의 장폭비를 5:1~15:1로, 최소수심을 3 m로 하고 2~4개의 도류벽으로 3~5개의 수로를 만드는 것은 단회로화(short-circuiting)를 막아 소독효율을 높이기 위한 구조 기준이다.

액화염소 용기의 잔존량은 저울이나 계중기로 무게를 측정해 확인하는 것이 올바른 방법이다.
액화염소 저장조는 자연유하식이 아니라 압력이나 이송장치를 이용해 탱크로리로부터 공급받는다.
차아염소산나트륨은 햇빛과 열에 의해 분해가 촉진되므로 직사광선을 피해 저장해야 한다.

차아염소산나트륨(NaOCl)은 산성이 아니라 강알칼리성이며, 농도가 높을수록 오히려 분해가 빨라져 불안정해진다. 따라서 산성이 강하고 농도가 높을수록 안정적이라는 설명은 옳지 않다.
액화염소의 유효염소 성분은 거의 100%에 가깝다.
염소가스는 공기보다 무겁고 자극적인 냄새를 가진다.
차아염소산나트륨의 식염분은 4% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.

수인성 질병 원인체 중 원생동물에 해당하는 것은 Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia, Naegleria fowleri 세 가지다.
크립토스포리디움과 지아디아는 염소소독에 강한 내성을 가진 난포낭·포낭을 만들기 때문에 소독보다 여과공정에서의 물리적 제거가 중요하고, 네글레리아 파울러리는 따뜻한 담수에 사는 자유생활 아메바다.
Brucella melitensis — 브루셀라증을 일으키는 세균으로 원생동물이 아니다.
Salmonella dysenteriae — 이질을 일으키는 세균이며 역시 원생동물이 아니다.

염소 주입농도는 염소요구농도와 목표 잔류염소농도의 합으로 정해진다.
$\text{주입농도}=4\ \mathrm{mg/L}+0.5\ \mathrm{mg/L}=4.5\ \mathrm{mg/L}$
1일 유량은 $Q=2{,}000\ \mathrm{m^3/h}\times 24\ \mathrm{h/d}=48{,}000\ \mathrm{m^3/d}$이므로,
$\text{염소주입량}=4.5\ \mathrm{mg/L}\times 48{,}000\ \mathrm{m^3/d}\times10^{-3}=216\ \mathrm{kg/d}$이다.

전염소처리에서 암모니아성질소 제거가 목적일 때는 파괴점(breakpoint)까지 염소를 주입하는 파괴점염소처리가 일반적으로 사용된다.
전염소처리의 주된 목적은 질산성질소 제거가 아니라 암모니아성질소, 철·망간, 조류, 냄새 물질 등의 제거·산화다.
염소주입률은 원수 중 질소 농도와 단순히 같은 값으로 정하지 않고 파괴점 이상이 되도록 정한다.
여과수의 결합잔류염소를 1.0 mg/L 수준으로 유지하는 것이 대체적인 목표라는 설명은 전염소처리의 일반적인 관리 목표와 맞지 않는다.

여과농도는 총 처리 슬러지량을 총 여과면적과 가동시간의 곱으로 나눠 구한다.
총 여과면적은 5대 × 5 m²/대 = $25\ \mathrm{m^2}$이므로,
$\text{여과농도}=\dfrac{30{,}000\ \mathrm{kg\text{-}D.S./d}}{25\ \mathrm{m^2}\times 8\ \mathrm{h/d}}=150\ \mathrm{kg\text{-}D.S./m^2\cdot h}$

고분자응집보조제를 슬러지에 첨가한 뒤 회전드럼 안에서 굴리면서 입자를 응집·조립화(造粒化)시키고, 입자 사이의 수분을 중력만으로 배출시키는 방식은 조립탈수기의 원리다.
진공탈수기는 진공흡인력으로, 가압탈수기는 여과판에 압력을 가해서, 원심탈수기는 원심력으로 탈수한다는 점에서 중력에 의한 배수를 이용하는 조립탈수기와 구분된다.

폭기(air stripping)는 휘발성이 큰 물질을 공기 중으로 날려 보내 제거하는 처리법으로, 트리클로로에탄과 같은 휘발성유기화합물(VOCs) 제거에 효과적이다.
경도물질, 질산성질소, 음이온계면활성제는 휘발성이 낮아 단순 폭기만으로는 잘 제거되지 않는다.

자외선 소독에서 조사량(dose)은 자외선 강도와 접촉시간의 곱으로 정의되며, 염소소독과 달리 THMs 같은 소독부산물을 생성하지 않는다는 것이 큰 장점이다.
다만 자외선 투과율(UVT) 기준을 60% 이상으로 제시한 부분은 정수처리에 적용하는 실제 표준보다 크게 낮게 잡은 값이라 옳지 않은 설명이다.
자외선 반응조의 설계유량은 일최대급수량을 기준으로 하고 여기에 여유율을 반영해 정한다.

오존은 강한 산화력으로 유기물을 분해하지만, 트리할로메탄(THMs)을 효과적으로 제거하지는 못한다. 오히려 오존 처리 자체가 알데히드 등 새로운 부산물을 만들 수 있어 활성탄 등 후속 처리와 병행하는 것이 바람직하다.
원수의 색도가 높을 때 오존을 직접 주입하면 색도 제거에 효과가 있다.
오존을 투입하면 미세입자의 표면 성질이 바뀌어 응집 효과가 향상될 수 있다.

옳은 것은 부식질 색도의 제거 방법과 음이온계면활성제에 의한 거품 발생 두 항목이다.
부식질(휴믹물질)에서 비롯된 색도는 응집침전·활성탄 흡착·오존산화로 제거하며, 음이온계면활성제(ABS·LAS)가 유입되면 수면과 위어부에 거품이 생겨 정수장 운전에 지장을 준다.
표류수는 산화 환경이어서 비소가 주로 5가의 비산(arsenate)으로 존재하고, 3가 아비산은 환원 환경인 지하수에서 많이 나타난다.
질산성질소는 자연 기원이 아니라 비료·축산분뇨·생활하수 등 인위적 오염이 주된 원인이다.

퍼센트 농도(W/V)를 mg/L로 바꿀 때는 1%가 10,000 mg/L에 해당한다는 관계를 이용한다.
$0.001\%=0.001\times10{,}000\ \mathrm{mg/L}=10\ \mathrm{mg/L}$

Chlorate(클로레이트)는 소독제·소독부산물 관련 수질감시항목으로 분류되며, 맛·냄새나 외관과 직접 관련된 심미적 영향물질로 분류되지 않는다.
2-MIB·지오스민(Geosmin)은 흙·곰팡이 냄새를 유발하는 맛·냄새 물질이고, 부식지수(LI)는 관 부식·적수 발생과 관련되며, 깔따구 유충은 외관상 혐오감을 주는 요인이라는 점에서 모두 심미적 영향물질에 해당한다.

냄새 측정은 주관적 판단이 개입되므로, 냄새를 맡는 사람과 시료를 준비하는 사람은 서로 다른 사람이어야 선입견에 의한 오차를 막을 수 있다. 따라서 두 사람이 같아야 한다는 설명은 옳지 않다.
이 방법은 먹는물, 샘물, 염지하수의 냄새 측정에 적용한다.
염소 냄새가 있을 때는 티오황산나트륨을 넣어 염소를 제거한 뒤 측정한다.
시료 온도를 40~50℃로 높이고 흔들어 섞은 뒤 마개를 열면서 바로 냄새를 판단한다.

먹는물수질공정시험기준에서 “a~b”는 a 이상 b 이하를 뜻하며, a 초과 b 미만을 의미하는 것이 아니므로 해당 설명은 옳지 않다.
“이상”과 “이하”는 기준이 되는 숫자를 포함한다.
“초과”와 “미만”은 기준이 되는 숫자를 포함하지 않는다.
“정확히 단다”는 규정된 수치의 무게를 0.1 mg까지 다는 것을 뜻한다.

과망간산칼륨 소비량은 시료와 바탕시험(blank)의 적정량 차이에 농도계수와 환산계수를 곱해 구한다.
$\text{소비량(mg/L)}=(a-b)\times f\times\dfrac{1000}{V}\times 0.316$
$=(1.1-0.1)\times1.0000\times\dfrac{1000}{100}\times0.316=1.0\times10\times0.316=3.16\ \mathrm{mg/L}$

랑게리아지수(LI)는 물의 탄산칼슘 포화 상태를 나타내는 지수로, pH·칼슘농도·알칼리도·수온(용존고형물 포함)으로 결정되며, 총유기탄소는 그 결정인자에 포함되지 않는다.

차아염소산나트륨은 시간이 지나면서 유효염소가 감소하고 부산물인 클로레이트는 증가하는 특성이 있어, 서늘한 곳에 보관하더라도 제조 후 가급적 짧은 기간 안에 사용해야 한다. 6개월 이내라는 기간을 사용 기준으로 제시한 설명은 이러한 품질 저하 특성에 비추어 옳지 않다.
담황색의 투명한 액체라는 외관 설명은 옳다.

자-테스터(Jar-tester)는 실험실에서 여러 조건의 응집제 주입량을 비교하는 회분식(batch) 실험 장비로, 실시간으로 수질과 연동해 응집제를 자동 투입하는 데 쓰이는 계측기기가 아니다.
pH계, 제타포텐셜미터, SCD(스트리밍전류검출기)는 실시간으로 수질 변화를 측정해 응집제 자동주입 제어에 활용할 수 있는 온라인 계측기기다.

빈칸에는 각각 정밀여과와 마이크로미터가 들어간다.
공칭공경은 정밀여과(MF)막의 구멍 크기를 직접 잴 수 없어 버블포인트법·수은압입법·지표균법 같은 간접법으로 분리성능을 평가한 뒤 마이크로미터(㎛) 단위로 표시한 값이다.
공경이 훨씬 작은 한외여과(UF)막은 구멍 크기 대신 배제되는 분자 크기로 성능을 나타내며, 이때 쓰는 지표가 분획분자량(달톤)이다.

표에 표시된 세 값이 모두 규정과 일치한다.
지아디아 포낭은 여과방식과 관계없이 최소 99.9%(3.0 log)의 제거·불활성화가 요구되고, 소독공정이 담당할 몫은 3.0 log에서 여과공정이 인정받는 제거율을 뺀 나머지다.
급속여과는 여과가 99.68%(2.5 log)를 담당하므로 소독에 남는 몫은 $3.0-2.5=0.5\ \mathrm{log}$ 이고, $1-10^{-0.5}=0.6838$ 이므로 68.38%(0.5 log)가 된다.
완속여과는 여과가 99%(2.0 log)를 담당해 $3.0-2.0=1.0\ \mathrm{log}$, 곧 90%(1.0 log)가 소독에 요구된다.

과불화화합물은 유리 표면에 흡착되는 성질이 있다. 그래서 분석 시 유리기구 사용을 피하고 폴리프로필렌 재질의 용기·기구를 쓴다. 따라서 유리기구를 알루미늄 호일로 싸서 보관한다는 설명은 옳지 않다. 분석은 액체크로마토그래프-텐덤질량분석기로 하며, 측정대상은 PFOS·PFOA·PFHxS이다.

$T_{10}$은 추적물질의 10%가 유출될 때까지 걸린 시간으로, 실제 정수지 등에서 물이 지나는 최단 경로(단회로화 등)를 반영한 값이며, 이론적인 수리학적 체류시간(용량÷유량)과는 다르다. 따라서 $T_{10}$이 수리학적 체류시간이라는 설명은 옳지 않다.
추적자시험에는 불소나 리튬클로라이드 등의 추적물질(tracer)을 사용하며, $T_{10}$은 소독제가 물속 미생물과 접촉해 소독 효과를 내는 유효 접촉시간(CT값 산정)의 기준으로 쓰인다.

상수원관리규칙상 지하수를 원수로 사용하는 경우 원수의 수질 측정 횟수는 반기마다 1회 이상으로 정해져 있다. 지하수는 수질 변동이 지표수보다 완만하기 때문에 매월 측정하는 지표수(하천수·호소수)보다 측정 주기를 길게 잡는다.

수도법령상 수도시설 기술진단 규정을 검토하면, 기술진단 결과를 실시 후 60일 이내에 인가 관청에 알려야 한다는 것이 정확한 규정이다. 보기 1번은 기술진단 주기가 3년마다가 아니라 5년마다 실시하도록 규정되어 있고, 보기 2번은 1일 1천톤 이상(초과가 아님)의 정수장에서 전문기술진단을 실시하며, 보기 3번은 장래 수요를 고려한 수량·수질관리 개선계획이 전문기술진단의 내용이지 일반기술진단의 내용이 아니다. 따라서 정답은 4번이다.

수도법상 일반수도사업자가 수도시설 관리에 관한 교육을 받지 아니하거나 소속 직원에게 받게 하지 아니한 경우에는 100만원 이하의 과태료가 부과된다.

약간의 오염물질은 있지만 용존산소가 많아 여과·침전·살균 등 일반적인 정수처리만으로도 생활용수나 수영용수로 사용할 수 있는 상태는 환경정책기본법령상 II등급(약간 좋음)에 해당한다.
오염물질이 거의 없는 Ib(좋음)등급보다는 수질이 다소 떨어지지만, 여전히 일반적인 정수처리만으로 이용 가능한 수준이라는 점에서 II등급으로 분류된다.

수돗물 기준과 옳게 연결된 것은 경도 300 mg/L, 알루미늄 0.2 mg/L, 동 1 mg/L 세 가지다.
이 항목들은 모두 심미적 영향물질에 속하며, 제시된 수치가 현행 먹는물 수질기준의 상한과 그대로 일치한다.
망간만 어긋나는데, 수돗물의 망간 기준은 0.05 mg/L 이하이고 0.3 mg/L는 샘물·염지하수 등에 적용되는 값이다.

정수장 위생안전 인증의 유효기간은 인증을 받은 날부터 5년이 아니라 3년으로 정해져 있어, 5년이라는 설명은 옳지 않다.
환경부장관이 일반수도사업자의 정수장을 위생안전 정수장으로 인증할 수 있고, 인증 신청서는 한국상하수도협회장에게 제출하며, 신청 시 환경부장관이 고시하는 수수료를 내야 한다는 점은 옳은 설명이다.

먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙상 정수장별로 수도관 노후지역에서 실시하는 수도꼭지 검사의 항목으로는 염소이온이 규정되어 있다. 염소이온은 관 부식을 촉진하는 인자로, 노후관 구간의 수질 변화를 확인하는 데 의미가 있는 항목이다.
pH, 탁도, THMs는 노후관 지역 전용 항목이 아니라 각각 정수처리 관리나 소독부산물 관리를 위한 일반적인 검사항목으로 운용된다.

우라늄의 수질기준은 지표수(호소수·하천수)가 아니라 지하수를 원수로 사용하는 수돗물에 적용된다. 지하수에는 지질 특성상 우라늄이 함유될 수 있는 반면, 지표수에서는 문제되는 경우가 드물기 때문이다.
우라늄은 건강상 유해영향 무기물질로 수질기준은 30 μg/L를 넘지 않아야 하고, 시험방법은 유도결합플라스마-질량분석법(정량한계 0.00010 mg/L)을 사용하며, 일반적으로 먹는물에서는 평균 1 μg/L 이하 수준으로 검출된다.

가압수확산 방식의 급속혼화는 응집제가 섞인 가압수를 노즐로 분사해 혼화시키는데, 이때 응집제와 가압수 속 부유물로 노즐이 막힐 우려가 있다는 것이 대표적인 단점이다.
혼화기에 의한 추가 손실수두는 크지 않은 편이라 혼화효과가 좋으면서 손실수두가 크다는 설명은 맞지 않다.
펌프 압력을 조절해 혼화강도를 바꿀 수 있으므로 조절이 불가능하다는 설명은 맞지 않다.
직경 2,500 mm 이상의 대형관이나 넓은 수로보다는 비교적 작은 관이나 수로에 적용하기 유리하다.

완속여과시설도 원수 탁도가 크게 오르는 경우(예: 강우 시 30NTU 이상)에는 여과지 폐색 등을 막기 위해 응집용 약품주입설비가 필요하다.
완속여과는 평상시 무약품 처리가 원칙이지만, 고탁도 유입에 대비한 전처리 응집설비를 갖추는 것이 상수도설계기준의 입장이다.
자-테스트로 약품주입률을 정하는 것은 일반적인 관리 방법이다.
pH조정제와 응집보조제도 응집용 약품의 범주에 포함된다.
급속여과에서는 약품에 의한 응집이 전처리로서 필수적이다.

배출방식·고속응집침전지의 배출 구조·배출밸브의 정전 시 거동은 옳고, 설계원칙을 “저농도로 다량 배출”이라고 한 서술만 틀렸다.
슬러지 배출설비의 설계원칙은 그 반대로 가능한 한 고농도로 소량의 슬러지를 배출하는 것이다. 배출수가 묽어지면 배출수처리시설의 부하와 정수 손실만 커지기 때문이다.
배출방식으로는 기계식 제거(슬러지 수집기)·슬러지 흡입·바닥 전면 호퍼·침전지를 비우고 청소하는 방식 등이 쓰이며, 고속응집침전지는 잉여슬러지를 수시 또는 일정 간격으로 배출할 수 있는 구조여야 한다.
또한 배출밸브는 정전 등 사고가 나더라도 “열림” 상태가 되지 않도록 해야 한다. 열린 채 방치되면 침전지 물이 계속 빠져나가 공정이 정지된다.

피드백제어는 처리수량과 염소요구량이 변동하는 상황에서 결과값인 잔류염소 농도를 목표치로 설정하고, 실측한 잔류염소를 목표치와 비교하여 주입량을 수정하는 제어방식이다.
정치제어는 주입률을 고정하는 방식이고, 유량비례제어는 유량 변화만 반영하며, 피드포워드제어는 유입 조건 변화를 미리 반영해 앞먹임으로 제어하는 방식이라 결과치인 잔류염소를 직접 목표로 삼지 않는다.

액화염소의 저장량은 항상 1일 사용량의 10일분 이상을 표준으로 하므로, "20일분 이상"이라는 서술은 기준과 다르다.
나머지 항목은 액화염소 저장설비의 표준 요건에 해당한다.
직사일광이 용기에 직접 닿지 않는 구조로 하는 것은 안전상 필수 요건이다.
실온 10~35℃ 유지는 저장설비 관리 기준에 해당한다.
저장조를 2기 이상 두고 그중 1기를 예비로 하는 것은 안정적 공급을 위한 표준이다.

트로프의 크기는 최대배출수량에 약 20%의 여유를 둔 수량을 배출할 수 있어야 하므로, "약 10% 여유"라는 설명은 기준에 미달한다.
나머지 항목은 트로프 설계기준에 해당한다.
여재가 유출되지 않도록 트로프 상단의 간격을 1.5m 이하로 하는 것은 표준 규정이다.
세척 시 여재 유출을 막기 위해 여과모래층 표면으로부터 트로프까지의 높이를 40~70cm로 두는 것은 표준 규정이다.
트로프 상단을 동일한 높이로 견고하게 설치하는 것은 균등한 세척수 배출을 위한 요건이다.

정유량제어는 막여과수량을 일정하게 유지하도록 하는 방식으로, 여기에는 펌프방식과 밸브방식이 있다.
펌프방식은 인버터 등으로 펌프 회전수를 조절해 유량을 맞추는 방식이라 설비는 다소 복잡하지만 밸브 조임에 의한 에너지손실이 없어 에너지손실이 적고 정밀도가 높다.
막차압을 일정하게 유지하는 것은 정압제어(정압여과) 방식의 특징이다.
원수수온이나 막공급 수질에 따라 여과수량이 변동하는 것도 정압제어 방식의 특징이다.
밸브방식은 시스템은 간소하지만 밸브로 유량을 조절하는 과정에서 에너지손실이 발생한다.

캐비테이션 계수는 1.5이다.
속도수두를 고려하지 않을 때 캐비테이션 계수는 상류 측 압력수두를 밸브 전후의 압력수두 차로 나눈 값으로 구한다.
$\sigma=\dfrac{H_1}{H_1-H_2}$
주어진 값이 상류 측 15 m, 하류 측 5 m이므로
$\sigma=\dfrac{15}{15-5}=\dfrac{15}{10}=1.5$
σ가 작을수록 밸브에서의 압력강하 비중이 커진다는 뜻이므로 캐비테이션 발생 위험이 높아진다.

스윙식 체크밸브는 밸브디스크가 힌지에 부착되어, 그 힌지 축을 중심으로 디스크가 회전하며 개폐되는 구조의 역류방지 밸브이다.
리프트식은 디스크가 밸브축을 따라 상하로 이동하며 개폐되고, 버터플라이식은 원판형 디스크가 축을 중심으로 회전하지만 힌지 구조가 아니며, 풋밸브는 펌프 흡입관 말단에 설치되는 흡수형 체크밸브라는 점에서 구조가 다르다.

직렬리액터는 전력용 콘덴서와 직렬로 연결되어 회로에 흐르는 제5고조파 등 고조파 전류를 억제하는 역할을 한다.
방전코일은 콘덴서 개방 후 잔류전하를 방전시키는 장치이고, 과전류계전기와 전력퓨즈는 각각 이상전류 검출과 회로 보호를 위한 기기로, 고조파 저감과는 직접 관련이 없다.

부담(burden)은 변류기 2차단자에 접속된 부하가 2차전류에 의해 소비하는 피상전력을 말하며, 통상 VA 단위로 표시한다.
오차계급은 변류비 오차의 허용범위를, 역률은 유효전력과 피상전력의 비를, 과전류강도는 변류기가 견딜 수 있는 이상전류 내력을 나타내는 개념으로 부담과는 구분된다.

V결선의 이용률은 사용한 단상변압기 2대의 정격용량 합에 대한 V결선 3상 출력의 비이다.
$\text{이용률} = \dfrac{\sqrt{3}\,VI}{2\,VI} \times 100 = \dfrac{\sqrt{3}}{2} \times 100 \approx 86.6\%$
따라서 V결선 방식의 이용률은 86.6%이다. (참고로 변압기 3대의 △결선 출력과 비교한 출력비는 57.7%로, 이용률과는 구분되는 값이다.)

제시된 설명은 부동충전방식의 정의이다 — 평상시 직류부하 전원은 충전기가 공급하고, 충전기가 감당하기 어려운 일시적인 대전류(기동전류 등)만 축전지가 부담하는 방식이다.
급속충전방식은 단시간에 큰 전류로 축전지를 빠르게 충전하는 방식을 가리키는 용어로, 위 설명과는 다른 개념이다.
중요 수도시설에 2회선 수전방식을 채택하는 것은 정전 대비를 위한 일반적 원칙이다.
비상용 자가발전설비의 발전기로 동기발전기를 표준으로 하는 것은 통상적인 기준이다.
축전지 용량 산정 시 보수율을 약 0.8로 적용하는 것은 통상적인 설계관행이다.

전자유도 노이즈는 회로에 흐르는 대전류가 만드는 자속에 의해 인접 신호회로에 전자기적으로 잡음전압이 유도되는 현상이며, 정전유도에 의한 것이 아니다.
정전용량이나 분포용량을 매개로 잡음전압이 유도되는 것은 정전유도 노이즈의 원리이므로, 두 노이즈의 발생 원리가 서로 뒤바뀌어 설명되어 있다.
동력선과 신호선을 용도별로 이격시키는 것은 유도 노이즈 대책으로 타당하다.
신호회로 주변 정전용량·분포용량에 의한 잡음전압 유도는 정전유도 노이즈에 대한 옳은 설명이다.
접지를 용도별로 설치하고 메시접지 등으로 저항치를 낮추는 것은 노이즈 저감 대책으로 타당하다.

D 동작(미분동작, rate 동작)은 편차가 변화하는 속도에 비례하는 크기의 조작량을 출력하는 제어동작이다.
2위치 동작은 편차 부호에 따라 on/off 두 상태만 출력하고, P 동작은 편차 크기에 비례, I 동작은 편차의 시간적분에 비례한 조작량을 낸다는 점에서 D 동작과 구분된다.

검출부는 수위·압력·수량·수질 등 제어대상의 물리량 변화를 감지하여 이를 전기적 신호 등으로 변환하는 계측제어기기이다.
표현부는 검출된 값을 사람이 볼 수 있게 표시하고, 조절부는 목표값과 비교해 조작량을 결정하며, 전송부는 신호를 원격지로 전달하는 역할을 하므로 검출부와는 기능이 구분된다.

배수지에서는 통상 수온, 잔류염소, pH 등을 상시 계측하여 급수 수질을 관리한다.
TOC는 유기물 오염 지표로 정수장 등에서 별도 분석하는 항목이며, 배수지의 일상적인 수질계측항목으로는 일반적이지 않다.

물질안전보건자료(MSDS)의 공급자정보 항목에는 회사명, 주소, 긴급전화번호가 기재되며, 대표자 성명은 공급자정보 기재사항에 해당하지 않는다.

“저장탱크”는 고압가스를 저장하기 위한 것으로서 일정한 위치에 고정 설치된 것을 말하며, 이동할 수 있는 용기와 구분되는 정의이다.
“저장소”는 고용노동부령이 아니라 산업통상자원부령으로 정하는 일정량 이상의 고압가스를 용기나 저장탱크로 저장하는 일정한 장소를 말한다.
“특정설비”는 저장탱크와 산업통상자원부령으로 정하는 고압가스 관련 설비를 말하므로, 고용노동부령이라 한 것은 옳지 않다.
“용기”는 부속품을 포함하여 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 이동할 수 있는 것을 말한다.

산업안전보건법령상 안전보건관리책임자의 업무 중 그 밖의 유해·위험 방지조치에 관한 사항은 고용노동부령으로 정하도록 되어 있으며, "산업통상자원부령"이 아니다.
산업재해 예방계획 수립, 작업환경측정 등 작업환경의 점검·개선, 안전장치·보호구 구입 시 적격품 여부 확인은 모두 안전보건관리책임자의 업무에 해당한다.

한계류(critical flow)는 일정한 유량에 대해 비에너지가 최소가 되는 흐름 상태를 말하며, 이때 프루드수는 1.0이 된다.
프루드수가 1.0보다 큰 흐름은 사류이고, 흐름특성이 시간에 따라 변하는 것은 부정류, 공간(위치)에 따라 변하는 것은 부등류에 대한 설명이다.

원형관에서는 경심 R가 관 직경 D의 1/4이므로 레이놀즈 수는 $Re=\dfrac{4RV}{\nu}$ 로 나타낸다.
관이 만수로 흐를 때 경심은 $R=\dfrac{A}{P}=\dfrac{\pi D^2/4}{\pi D}=\dfrac{D}{4}$ 이어서 $D=4R$ 이고, 이를 정의식 $Re=\dfrac{DV}{\nu}=\dfrac{DV\rho}{\mu}$ 에 대입하면 위 식이 나온다.
동점성계수 $\nu$ 로 나누면서 밀도 $\rho$ 까지 곱한 식은 무차원이 되지 않는다.
점성계수 $\mu$ 를 분자에, 밀도 $\rho$ 를 분모에 둔 식은 Re의 정의와 분자·분모가 뒤바뀐 것이다.
경심을 쓰면서 4를 분모에 둔 식은 $D=4R$ 관계와 어긋난다.

$V = \dfrac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}$
Manning 공식은 조도계수(n), 동수경사(S), 그리고 동수반경 산정에 필요한 윤변을 고려 인자로 하며, 유속계수는 Chezy 공식에서 쓰이는 계수로 Manning 공식의 인자가 아니다.

$V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{1{,}000\ \mathrm{m^3/d}}{50\ \mathrm{m^2}} = 20\ \mathrm{m/d}$
따라서 이 여과지의 여과속도는 20 m/d이다.

$A = \dfrac{Q}{v} = \dfrac{0.02\ \mathrm{m^3/s}}{1.6\ \mathrm{m/s}} = 0.0125\ \mathrm{m^2}$
$d = \sqrt{\dfrac{4A}{\pi}} = \sqrt{\dfrac{4 \times 0.0125}{\pi}} \approx 0.126\ \mathrm{m}$
따라서 토출관의 지름은 약 126 mm이다.

동력은 회전수의 3제곱에 비례하므로 $P_2=P_1\left(\dfrac{N_2}{N_1}\right)^3$ 이다.
임펠러 직경이 같을 때 펌프의 상사법칙은 토출량 $Q\propto N$, 전양정 $H\propto N^2$, 축동력 $P\propto N^3$ 으로 정리된다. 동력이 $Q\times H$ 에 비례하기 때문이다.
따라서 회전수를 2배로 올리면 유량은 2배, 양정은 4배, 동력은 8배가 된다. 회전수 비를 뒤집은 식이나 두 회전수를 곱해 세제곱한 식, 동력 자체를 세제곱한 식은 이 비례관계를 만족하지 못한다.

$v_1 = \dfrac{Q}{A_1} = \dfrac{0.2}{\frac{\pi}{4}(0.2)^2} \approx 6.37\ \mathrm{m/s}$, $v_2 = \dfrac{Q}{A_2} = \dfrac{0.2}{\frac{\pi}{4}(0.5)^2} \approx 1.02\ \mathrm{m/s}$
급확대 손실수두는 보르다-카르노(Borda-Carnot) 식으로 구한다.
$h_L = \dfrac{(v_1 - v_2)^2}{2g} = \dfrac{(6.37 - 1.02)^2}{2 \times 9.8} \approx 1.46\ \mathrm{m}$

단위중량은 단위체적당 중량 $\gamma = \rho g$로, 밀도의 차원 $[ML^{-3}]$에 가속도의 차원 $[LT^{-2}]$를 곱한 값이다.
$[ML^{-3}] \times [LT^{-2}] = [ML^{-2}T^{-2}]$
따라서 단위중량의 차원은 $[ML^{-2}T^{-2}]$이다.

제1형 독립침전에서 입자가 완전히 제거되려면 침강속도가 표면부하율 이상이어야 하므로, 완전 제거를 위한 한계 유량은 침강속도와 표면적의 곱으로 구한다.
$v_s = 2\ \mathrm{cm/min} = 0.02\ \mathrm{m/min} \times 1{,}440\ \mathrm{min/d} = 28.8\ \mathrm{m/d}$
$Q = v_s \times A = 28.8\ \mathrm{m/d} \times (50 \times 10)\ \mathrm{m^2} = 14{,}400\ \mathrm{m^3/d}$
따라서 완전 제거를 위한 유량은 14,400 m³/d이다.

단위(차원)가 없는 무차원량은 비중, 프루드 수, 레이놀즈 수 세 가지다.
비중은 어떤 물질의 밀도를 4℃ 물의 밀도로 나눈 비여서 단위가 상쇄되고, 프루드 수 $Fr=\dfrac{V}{\sqrt{gL}}$ 와 레이놀즈 수 $Re=\dfrac{DV}{\nu}$ 도 각각 관성력 대 중력, 관성력 대 점성력이라는 힘의 비이므로 무차원이다.
반면 체적탄성계수는 $K=-\dfrac{\Delta P}{\Delta V/V}$ 로 분모가 무차원이므로 압력과 같은 차원(N/㎡)을 가진다.

다르시-바이스바흐 식 $h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$에서 마찰손실계수를 구한다. 관의 지름은 150 cm = 1.5 m이다.
$f = \dfrac{h_f \cdot D \cdot 2g}{L \cdot v^2} = \dfrac{8 \times 1.5 \times 2 \times 9.8}{500 \times 3.0^2} \approx 0.052$
따라서 마찰손실계수는 약 0.052이다.

급속여과지는 형상을 직사각형으로 하는 것을 표준으로 한다.
급속여과지의 여과속도는 120~150 m/d를 표준으로 하므로 1.20~1.50 m/d라는 값은 맞지 않고, 지(池) 형식은 압력식이 아닌 중력식을 표준으로 한다.
여과면적은 계획정수량을 여과속도로 나누어 산정하는 것이지, 일최대정수량으로 나누는 것이 아니다.

펌프 소요동력식으로부터 유량을 구한다.
$P = \dfrac{\gamma Q H}{102\,\eta}\ \Rightarrow\ Q = \dfrac{102\,\eta\,P}{\gamma H}$
전양정 $H = 110 + 10 = 120\ \mathrm{m}$, $Q = \dfrac{102 \times 0.85 \times 500}{1{,}000 \times 120} \approx 0.361\ \mathrm{m^3/s}$
$A = \dfrac{Q}{v} = \dfrac{0.361}{1.5} \approx 0.241\ \mathrm{m^2},\quad d = \sqrt{\dfrac{4A}{\pi}} \approx 0.554\ \mathrm{m}$
따라서 계산관경은 약 554 mm이다.

Manning 공식 $V = \dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2}$으로 유속을 구한 뒤 유량을 계산한다.
원형관이 가득 차서 흐르므로 동수반경 $R = \dfrac{D}{4} = 0.05\ \mathrm{m}$
$V = \dfrac{1}{0.012}(0.05)^{2/3}(0.025)^{1/2} \approx 1.79\ \mathrm{m/s}$
$Q = V \times A = 1.79 \times \dfrac{\pi}{4}(0.2)^2 \approx 0.056\ \mathrm{m^3/s}$
따라서 유량은 약 0.056 m³/s이다.

$Q = 20\ \mathrm{m^3/min} \times 1{,}440\ \mathrm{min/d} = 28{,}800\ \mathrm{m^3/d}$
침전지 표면적 $A = 8 \times 15 = 120\ \mathrm{m^2}$
$\text{표면부하율} = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{28{,}800}{120} = 240\ \mathrm{m^3/m^2/d}$
따라서 표면부하율은 240 m³/m²/d이다.

물의 단위중량은 4℃, 1기압에서 1,000 kgf/m³이며, 이 조건에서 물의 밀도가 가장 크다.
액체상태의 물은 수온이 상승하면 점성계수가 오히려 작아진다.
수격작용을 해석할 때는 관로와 물의 압축성을 고려해야 압력파의 전파속도를 구할 수 있다.
물의 밀도는 10℃가 아니라 4℃에서 가장 크다.

한계류는 관성력과 중력이 서로 평형을 이루는 흐름 상태(프루드수=1)를 말한다.
개수로에서 최대유속은 자유수면이 아니라 수면보다 약간 아래에서 발생한다.
동수반경은 흐름단면적을 윤변으로 나눈 값이지 더한 값이 아니다.
관성력이 중력보다 우세한 흐름 상태가 사류이며, 중력이 지배적인 것은 상류(常流)이다.

$Q = 2\ \mathrm{m^3/min} = 0.0333\ \mathrm{m^3/s}$, $A = \dfrac{\pi}{4}(0.2)^2 = 0.0314\ \mathrm{m^2}$
$v = \dfrac{Q}{A} \approx 1.06\ \mathrm{m/s}$
$h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g} = 0.01 \times \dfrac{200}{0.2} \times \dfrac{1.06^2}{2 \times 9.8} \approx 0.57\ \mathrm{m}$
따라서 마찰손실수두는 약 0.57 m이다.

토출유속은 약 6.20 m/s이다.
그림은 수면에서 h = 4 m 아래 벽면에 작은 오리피스가 뚫려 있고 그곳에서 유속 V로 물이 뿜어져 나오는 물탱크 단면이다. 이론유속은 토리첼리 식 $V_0=\sqrt{2gh}$ 로 구하고, 실제유속은 여기에 유속계수 $C_v$ 를 곱한다.
$V=C_v\sqrt{2gh}=0.7\times\sqrt{2\times9.8\times4}$
$=0.7\times\sqrt{78.4}=0.7\times8.854=6.198\ \mathrm{m/s}$
따라서 반올림하면 약 6.20 m/s가 된다.

수격작용은 펌프의 급정지·급가동이나 밸브의 급폐쇄로 관내 물의 유속이 급격히 변할 때 압력파가 발생하는 현상이다.
수격압은 유속 변화량에 비례하므로, 같은 유량이라면 관경이 클수록 유속이 낮아져 수격현상은 오히려 완화된다.
펌프 내부에서 물이 기화되며 공동이 생기는 현상은 수격작용이 아니라 공동현상(캐비테이션)이다.
수격작용 경감을 위해서는 착수정이 아니라 조압수조, 에어챔버, 완폐형 밸브 등을 설치한다.