[정수시설운영관리사 2급 1차] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

pH조정제(알칼리제)는 응집이 일어나기 전 적정 pH 범위를 확보할 수 있도록 응집제 주입지점과 같거나 그보다 앞선(상류) 위치에서 주입하는 것이 원칙이므로, 응집제 주입지점의 하류측에서 주입한다는 설명은 옳지 않다.
응집제 희석지점을 주입지점 가까이에 두는 것은 맞는 설명이다.
주입량을 처리수량과 주입률 실험으로 산출하는 것도 맞는 설명이다.
응집보조제를 플록형성·침전·여과효율 향상을 위해 응집제와 함께 쓰는 것도 맞는 설명이다.

응집제 종류를 선정할 때는 원수의 수량, 여과 방식, 배출수 처리 방식과 함께 원수 탁도의 변동범위나 최고치를 고려해야 하며, 단순한 평균치 탁도는 고탁도 시 응집 대응력을 판단하기에 충분하지 않아 선정 시 고려사항으로 적절하지 않다.

플록형성지는 혼화지와 침전지 사이에 두고 플록형성시간을 계획정수량에 대하여 20~40분으로 잡는 것이 표준이므로, 이 두 서술이 옳다.
교반강도는 앞쪽에서 강하게 저어 미세플록을 만들고 뒤로 갈수록 점차 약하게 낮춘다. 속도경사 G를 $75\ \mathrm{s^{-1}}$ 수준에서 $10\ \mathrm{s^{-1}}$ 수준까지 단계적으로 줄여야 성장한 플록이 다시 깨지지 않으므로, 하류로 갈수록 증가시킨다는 서술은 방향이 반대다.
형상 역시 직사각형(장방형)이 표준이다. 정류벽이나 우류식 격벽을 두어 물이 지그재그로 흐르며 체류시간이 고르게 확보되도록 하는 구조여서, 원형을 표준으로 삼지 않는다.

급속여과지는 응집·침전을 거친 물의 탁질(부유물질)을 억류하고, 수질·수량 변동을 완충하며 역세척으로 재생되는 기능을 하는 시설이다.
용해성 물질의 제거는 흡착이나 화학적 처리가 필요한 영역으로, 물리적 여과 방식인 급속여과지가 담당하는 기능이 아니다.

완속여과는 생물막(여과막)을 이용한 정화작용에 의존하므로 유입수 수질이 안정적이어야 하며, 연중 최고 탁도라 하더라도 10 NTU를 초과해서는 안 된다는 것이 설계상의 원칙이다.
여과수 탁도는 처리계통 단위가 아니라 여과지별로 측정하는 것이 원칙이므로 이 설명은 옳지 않다.
휴믹산 등 천연 유기물에 의한 색도는 완속여과만으로는 제거 효과가 크지 않다.
완속여과는 생물막의 작용으로 현탁물질과 세균을 상당 부분 제거할 수 있으므로, 제거할 수 없다는 설명은 옳지 않다.

주입염소량은 염소요구량과 잔류염소량을 합한 주입농도에 유량을 곱해 구하며, 계산하면 약 124 kg/day이다.
$C_{inj} = 12.5 + 0.4 = 12.9\ \mathrm{mg/L}$
$M = 12.9\ \mathrm{mg/L} \times 400\ \mathrm{m^3/hr} \times 24\ \mathrm{hr/day} = 123{,}840\ \mathrm{g/day} \approx 124\ \mathrm{kg/day}$

역세척으로 멈추는 시간을 뺀 실제 여과시간으로 계산하면 1지에 필요한 여과면적은 50 m2이다.
역세척은 1회 30분씩 하루 4회이므로 정지시간은 30분 × 4회 = 120분 = 2시간이고, 하루 중 실제 여과에 쓰이는 시간은 24 - 2 = 22시간이다.
여과속도 5 m3/m2·hr은 곧 5 m/hr이므로 하루에 통과시킬 수 있는 깊이는 5 × 22 = 110 m/day이고, 필요한 총 여과면적은
$A=\dfrac{55{,}000\ \mathrm{m^3/day}}{5\ \mathrm{m/hr}\times 22\ \mathrm{hr/day}}=500\ \mathrm{m^2}$
여과지가 10지이므로 $\dfrac{500}{10}=50\ \mathrm{m^2}$, 즉 1지당 50 m2가 된다. 역세척 시간을 빼지 않고 24시간으로 나누면 약 46 m2가 나오는데, 이는 세척 중 정지를 무시한 값이라 설계면적이 부족해진다.

여과층 두께의 표준은 L(층깊이)/De(유효경) 비가 1,000 이상이므로 100 이상이라고 한 서술만 틀리고 나머지 셋은 옳다.
여재의 기본 요건은 입도분포가 적절하고 마모되지 않으며 위생상 지장이 없고 강도가 충분할 것이다. 마모가 심하면 미립분이 생겨 손실수두가 커지고 여과층이 조기에 막힌다.
단층 급속여과지의 모래층 두께는 유효경에 맞추어 정하는데, 유효경 0.45~0.7 mm면 60~70 cm, 유효경 0.9~1.1 mm면 90~100 cm를 표준으로 한다. 실제로 유효경 0.6 mm에 층깊이 65 cm를 넣으면 $\dfrac{650\ \mathrm{mm}}{0.6\ \mathrm{mm}}\fallingdotseq 1{,}083$, 유효경 1.0 mm에 층깊이 95 cm면 $\dfrac{950}{1.0}=950$ 으로 모두 1,000 안팎이 나온다. 이 수치들이 서로 맞물린다는 점에서, 기준값이 100이 아니라 1,000임을 거꾸로 확인할 수 있다.

크립토스포리디움은 염소 소독에 강한 저항성을 가지지만, 입자 형태(난포낭)로 존재하므로 응집·급속여과와 같은 여과공정으로 효과적으로 제거할 수 있어, 여과로 제거가 어렵다는 설명은 옳지 않다.
염소제에 의한 소독이 불완전하다는 것은 맞는 설명이다.
오염 우려가 있는 경우 여과지 유출수 탁도를 0.1 NTU 이하로 관리해야 한다는 것도 맞는 설명이다.
저탁도 원수라도 급속모래여과에서 확실한 제거를 위해서는 응집제를 사용해야 한다는 것도 맞는 설명이다.

자외선(UV) 소독의 성능은 물속 부유물질뿐 아니라 용존 유기물의 농도나 경도 성분에 의해서도 자외선 투과율(UVT)이 저하되어 영향을 받으므로, 영향을 받지 않는다는 설명은 옳지 않다.
오존이 THMs·HAAs 전구물질을 저감시키는 전처리 산화제로 쓰인다는 것은 맞는 설명이다.
오존이 불소, OH라디칼 다음으로 높은 산화전위를 가진다는 것도 맞는 설명이다.
자외선 조사량을 μW·sec/cm²로 나타낸다는 것도 맞는 설명이다.

완속여과는 여과층 표면에 형성되는 생물막(여과막)의 정화작용을 이용하는 방식이므로, 전염소나 중간염소처리를 하면 오히려 이 생물막의 미생물이 사멸해 여과 성능이 저하될 수 있어 이런 목적으로 염소를 사용한다는 설명은 옳지 않다.
전염소·중간염소처리가 세균제거, 철·망간 제거, 암모니아성질소 처리, 맛·냄새 제거를 목적으로 한다는 것은 맞는 설명이다.
중간염소처리를 침전지와 여과지 사이 혼화가 잘되는 지점에서 한다는 것도 맞는 설명이다.
전염소처리를 취수시설, 도수관로, 착수정, 혼화지 등 교반이 잘 일어나는 지점에서 한다는 것도 맞는 설명이다.

정수지의 우회관(바이패스관)은 유지관리나 비상상황에 대비해 필요한 경우에 설치하는 것이며, 모든 정수지에 예외 없이 설치해야 하는 것은 아니므로 이 설명은 옳지 않다.
유입관과 유출관에 각각 제수밸브를 설치해야 한다는 것은 맞는 설명이다.
유출관에 필요에 따라 긴급차단장치를 설치해야 한다는 것도 맞는 설명이다.
저수위 이하의 물이 유출관으로 유출되지 않도록 배치해야 한다는 것도 맞는 설명이다.

액화염소 저장설비는 온도관리가 중요하지만 저장조를 반드시 보냉식(냉각·단열)으로 해야 하는 것은 아니며, 직사광선을 피하고 저장용기 온도를 40℃ 이하로 유지하는 것이 핵심 요건이므로 보냉식으로 한다는 설명은 옳지 않다.
저장용기를 40℃ 이하로 유지해야 한다는 것은 맞는 설명이다.
저장량을 1일 사용량의 10일분 이상으로 확보해야 한다는 것도 맞는 설명이다.
액화염소를 저장조에 넣기 위한 공기공급장치를 설치해야 한다는 것도 맞는 설명이다.

페놀류가 포함된 원수를 염소처리하면 염소와 페놀이 반응해 클로로페놀이 생성되며, 이 물질은 원래의 페놀보다 훨씬 강하고 불쾌한 악취를 유발하므로 염소처리로 악취가 오히려 심해지는 대표적인 물질이다.
지오스민이나 2-MIB은 조류에서 유래하는 맛·냄새물질이고, 암모니아는 염소와 결합해 클로라민을 형성하는 물질로 페놀류의 클로로페놀 생성과는 다른 반응이다.

역세척배출수나 입상활성탄 처리시설의 세척수를 침전 처리하여 재이용하는 경우에는 플록형성과 침전 시설, 소독시설을 갖추어야 위생적으로 안전하게 처리할 수 있다.
배출수처리시설을 3,000 m³/day 이상 규모부터 설치하도록 일괄 규정하는 것은 정확한 기준이 아니다.
세척배출수와 침전슬러지는 성상이 달라 혼합 처리보다 계통을 구분해 처리하는 것이 일반적이다.

배슬러지지는 침전지에서 인발한 슬러지를 모아 농축·탈수 계통으로 보내는 시설로, 여기서 분리되는 상징수는 고형물과 응집제 성분의 농도가 높아 정수공정으로 그대로 반송하지 않고 배출수 계통에서 처리하는 것이 원칙이므로, 정수공정으로 반송하여 처리한다는 설명은 옳지 않다.
슬러지 농축시설이 슬러지의 농축과 안정적인 상징수 수질 확보를 목적으로 한다는 것은 맞는 설명이다.
수분(함수율) 85% 이하의 슬러지 케이크를 관리형 매립시설에 매립할 수 있다는 것도 맞는 설명이다.
슬러지 처분시설이 발생한 슬러지 케이크를 최종처분하거나 재활용하는 것을 목적으로 한다는 것도 맞는 설명이다.

원수에 존재하는 전구물질(주로 자연유기물)이 소독을 위해 주입된 염소와 반응하면 HAAs(할로아세트산)와 같은 소독부산물이 생성된다.
지오스민과 2-MIB은 남조류 등에서 유래하는 맛·냄새물질이고 마이크로시스티스는 조류(藻類)의 한 속(屬)으로, 이들은 염소와 전구물질의 반응으로 생기는 소독부산물이 아니다.

오존·입상활성탄(O₃-GAC) 공정은 오존 산화와 활성탄 흡착·생물분해의 조합으로 지오스민, 2-MIB 등 맛·냄새물질 처리에 효과적이다.
활성탄에 의한 2-MIB 제거효율은 수온의 영향을 받으므로 무관하다고 볼 수 없다.
고농도 맛·냄새물질이 갑자기 유입되면 즉각적인 대처가 쉽지 않은 것이 이 공정의 한계 중 하나이다.
지오스민이 세포 내(세포성)에 있는지 용존 상태인지에 따라 공정별 처리효율이 달라지므로 무관하다고 볼 수 없다.

정수시설 설계기준상 고수위에서 여과지 상단까지의 여유고는 약 30cm로 두는 것이 표준이므로 이 설명이 옳다.
완속여과지의 표준 여과속도는 40~50 m/day가 아니라 4~5 m/day 수준으로 훨씬 느리다.
여과지 수가 10지를 넘을 때 예비지는 2할이 아니라 여과지 수의 1할 정도를 두는 것이 바람직하다.
여과지의 표준 형상은 원형이 아니라 직사각형이다.

막모듈 1개가 하루에 처리할 수 있는 여과량을 구한 뒤 전체 수량을 나누면 필요한 막모듈 개수는 10개이다.
$Q_{module} = 0.01\ \mathrm{m/hr} \times 40\ \mathrm{m^2} \times 12\ \mathrm{hr} = 4.8\ \mathrm{m^3/day}$
$N = \dfrac{48}{4.8} = 10\ \text{개}$

먹는물수질공정시험기준이 규정한 검정곡선 작성법은 절대검정곡선법·상대검정곡선법·표준물첨가법 세 가지이므로 제시된 항목이 모두 해당한다.
절대검정곡선법: 농도를 달리한 표준용액의 기기 반응을 측정해 농도와 반응의 관계식을 직접 그리고, 시료의 반응값을 그 식에 대입해 농도를 구한다.
상대검정곡선법: 분석 대상과 성질이 비슷한 내부표준물질을 표준용액과 시료에 같은 양 넣고, 대상물질과 내부표준물질의 반응 비로 곡선을 그려 주입량 편차나 기기 변동을 보정한다.
표준물첨가법: 같은 시료를 여러 개로 나눠 표준물질을 단계적으로 첨가한 뒤 그 증가분으로 직선을 그려 외삽하는 방식으로, 매질효과가 큰 시료에 쓴다.
어느 방법이든 작성된 곡선은 결정계수나 감응계수의 상대표준편차가 규정 기준을 만족해야 하며, 만족하지 못하면 재작성한 뒤 분석한다.

모래가 많은 바닥에서도 잘 퍼올리는 중력식이며 바닥에 닿아 줄의 장력이 풀리면 아래 날이 다물리는 채취기는 포나 그랩(ponar grab)이다.
포나 그랩은 자체 중량으로 하상에 박힌 뒤 좌우 조개형 날이 닫히면서 시료를 감싸므로, 모래나 잔자갈이 섞인 단단한 바닥에서도 시료를 놓치지 않는다.
에크만 그랩과 에크만-비르거 그랩은 사실상 같은 상자형 채취기를 가리키는 이름으로, 조류가 심하지 않고 바닥이 연한 펄인 지점에 적합하다. 자중이 가벼워 모래가 많은 곳에는 잘 박히지 않으므로 이 설명에 해당하지 않는다.
주상 채취기(core sampler)는 원통을 수직으로 박아 퇴적층을 깊이별 단면 그대로 뽑는 장비여서 날이 닫히는 구조 자체가 없다.

수질오염공정시험기준의 자외선/가시선 분광법에서 총질소 표준용액 제조에는 질산칼륨을 사용하므로, 질산암모늄을 사용한다는 연결은 옳지 않다.
암모니아성 질소에는 무수염화암모늄, 아질산성 질소에는 무수아질산나트륨, 총인에는 인산이수소칼륨을 표준물질로 사용하는 나머지 연결은 맞는 설명이다.

먹는물수질공정시험기준상 미생물 시험용 시료를 채취할 때 잔류염소를 중화하기 위해서는 티오황산나트륨을 최종농도 0.03%(w/v)가 되도록 첨가한다.
아스코르빈산나트륨은 다른 시험목적에 쓰이는 환원제이며, 농도 표기가 0.3%인 경우는 이 시험법의 규정과 맞지 않다.

세즈윅-라프터(Sedgwick-Rafter) 챔버는 식물성 플랑크톤 등 조류를 현미경으로 계수할 때 쓰는 기구이므로, 물벼룩을 이용한 급성 독성 시험법의 기구로 연결하는 것은 옳지 않다.
대장균 효소이용정량법에서 여과막을 사용하는 것은 맞는 연결이다.
식물성플랑크톤의 현미경계수법에서 혈구계수기를 사용하는 것도 맞는 연결이다.
발광박테리아를 이용한 급성독성시험에서 크로노미터(시간측정기)를 사용하는 것도 맞는 연결이다.

저온일반세균의 표준 배양조건은 (21.0±1.0)℃에서 (72±3)시간이다.
저온일반세균은 낮은 온도에서 증식하는 세균을 검출하기 위한 항목이므로 배양온도를 낮게 두며, 그만큼 증식 속도가 느려 배양시간을 길게 잡는 것이 특징이다.
같은 (21.0±1.0)℃라도 (24±3)시간은 배양시간이 짧아 규정된 조건이 아니다.
(35.0±1.0)℃로 제시된 조건들은 저온배양이 아니므로 저온일반세균의 배양온도에 해당하지 않는다.

이산화염소는 물속에서 비교적 안정하게 남아 있어 잔류성이 염소와 유사하며, 신속히 분해되어 잔류하지 않는 오존과는 다르다.
따라서 “이산화염소의 잔류성은 오존과 유사하다”는 설명은 실제와 반대되어 옳지 않다.
이산화염소가 페놀화합물을 분해하고 맛·냄새·색도 제거에 효과적이라는 설명은 옳다.
이산화염소가 THM을 생성하지 않는다는 설명도 옳다.
동일한 소독효과를 내는 데 필요한 이산화염소 주입량이 염소보다 적다는 설명도 옳다.

불활성화비는 실제 CT값을 CT 요구값으로 나눈 값이므로, 실제 CT값은 불활성화비에 CT 요구값을 곱해 구한다.
$CT_{실제} = 6 \times 8 = 48\ \mathrm{mg/L{\cdot}min}$
실제 CT값은 잔류염소농도와 접촉시간의 곱이므로 $T = \dfrac{48}{0.4} = 120\ \mathrm{min}$이 되어 접촉시간은 120분이다.

수도법령상 불활성화비 산정을 위한 수소이온농도(pH)와 수온 검사는 1일 1회 이상 실시해야 한다.
불활성화비는 소독 효과를 매일 확인해야 하는 지표이므로 검사 주기를 짧게 두어 수질 변동을 즉시 반영하도록 규정하고 있다.

분획분자량은 한외여과막(UF)의 분리성능을 나타내는 지표로, 어떤 물질의 배제율이 90 %가 되는 분자량으로 정의한다.
한외여과막은 공경이 나노미터 수준이라 구멍 크기를 직접 재기 어렵기 때문에, 분자량을 알고 있는 표준물질을 통과시켜 얼마나 걸러지는지를 보고 성능을 Dalton 단위로 간접 표시한다.
이에 비해 정밀여과막(MF)은 공경이 마이크로미터 수준이어서 공칭공경(㎛)으로 성능을 나타내므로 분획분자량이라는 지표를 쓰지 않는다. 배제율 기준을 99 %로 잡지 않는 것도, 분획분자량이 완전 제거가 아니라 분리 성능의 경계를 표시하는 값이기 때문이다.

소규모급수시설은 주민이 공동으로 설치·관리하는 급수인구 100명 미만 또는 1일 공급량 20세제곱미터 미만인 급수시설로, 특별시장·광역시장 등이 지정한다.
지방상수도는 일반수도사업자가 관할구역 주민에게 공급하는 대규모 수도시설이다.
마을상수도는 급수인구 100명 이상 2,500명 이내를 대상으로 하는 소규모 수도로 규모 기준이 다르다.
전용상수도는 자기 목적으로 물을 공급하는 수도로 대상 인구·공급량 기준이 다르다.

정밀여과막(MF)은 공칭공경이 0.01 μm 이상인 막으로, 크립토스포리디움 난포낭과 지아디아 난포낭 같은 원충류를 효과적으로 제거할 수 있다.
한외여과막(UF)은 이보다 더 작은 공경을 가져 바이러스까지 제거 대상으로 한다.
나노여과막(NF)과 역삼투막(RO)은 공경이 훨씬 작아 이온이나 저분자 유기물 제거에 사용된다.

오존을 전염소처리와 병행하면 오존이 잔류염소와 반응해 이를 소모시키므로 잔류염소는 증가하는 것이 아니라 감소한다.
따라서 “전염소처리 시 잔류염소가 증가된다”는 설명은 옳지 않다.
충분한 접촉지가 필요하다는 설명은 오존 산화반응의 특성상 옳다.
유기물질의 생분해성을 증가시킨다는 설명도 오존처리의 일반적 효과로 옳다.
염소 투입 전 오존을 주입하면 염소 소비량이 줄어든다는 설명도 옳다.

먹는물수질공정시험기준상 포름알데히드는 고성능액체크로마토그래피법과 기체크로마토그래피법 모두 시험방법으로 등재되어 있는 항목이다.
1,4-다이옥산, 유기인계 농약, 염소소독부산물(THMs)은 주로 기체크로마토그래피(질량분석)법으로 분석하며 액체크로마토그래피법은 별도로 등재되어 있지 않다.

지하수법상 지하수관리기본계획은 환경부장관이 수립하여야 한다.
지하수 관련 소관 부처가 환경부로 일원화되어 있어 국토교통부장관, 행정안전부장관, 농림축산식품부장관은 수립 주체가 아니다.

물환경보전법령상 상수원 구간 조류경보 “경계” 단계는 2회 연속 채취 시 남조류 세포수가 10,000세포/mL 이상 1,000,000세포/mL 미만인 경우에 발령한다.
세포수가 이보다 낮은 1,000~10,000세포/mL 구간은 “관심” 단계이고, 1,000,000세포/mL 이상이면 “조류 대발생” 단계로 구분된다.

질산성 질소는 심미적 영향물질이 아니라 건강상 유해영향 무기물질에 속하는 항목이다.
수소이온농도, 아연, 세제(음이온 계면활성제)는 맛·냄새·색도 등 심미적 영향과 관련된 항목으로 분류된다.

여과를 거친 물의 탁도는 매월 측정 시료의 95 % 이상이 0.3 NTU 이하여야 하고, 완속여과를 하는 정수시설은 0.5 NTU 이하가 기준이다.
탁도를 이렇게 엄격히 관리하는 이유는, 염소소독으로 잘 사멸하지 않는 지아디아 포낭과 크립토스포리디움 난포낭의 제거 정도를 실시간으로 확인할 수 있는 대리지표가 탁도이기 때문이다. 여과 성능이 떨어지면 탁도가 먼저 올라간다.
95 % 기준과 별도로 개별 시료는 1 NTU를 넘지 않아야 한다는 절대 상한을 함께 두어, 평상시 성능뿐 아니라 순간적인 여과 누출까지 걸러 내도록 이중으로 규정하고 있다.

먹는물 수질기준상 염지하수의 방사능 기준 항목은 세슘(Cs-137), 스트론튬(Sr-90), 삼중수소 3개 항목이며, 라듐(Ra-226)은 포함되지 않는다.
라듐(Ra-226)은 먹는물 수질기준의 방사능에 관한 기준 항목으로 규정되어 있지 않다.

log 제거율은 $\log_{10}\left(\dfrac{1}{1-\text{제거율}}\right)$로 구한다.
제거율이 99%(0.99)이므로 $\log_{10}\left(\dfrac{1}{1-0.99}\right) = \log_{10}(100) = 2.0$이 되어 log 제거율은 2.0이다.

상수도시설기준상 상향류식 경사판침전지의 표면부하율은 12~28 mm/min을 표준으로 한다.
횡류식 경사판침전지는 흐름 방향이 달라 표면부하율을 4~9 mm/min 정도로 상향류식보다 낮게 잡으므로, 12~28 mm/min을 횡류식에 적용한 설명은 옳지 않다.
또한 경사판의 경사각은 침전된 슬러지가 자중으로 미끄러져 내려가도록 60°를 표준으로 하므로, 횡류식이든 상향류식이든 경사각을 50~55°로 제시한 설명은 기준과 맞지 않는다.

흡착이 표면의 단분자층(monolayer)에서 끝난다고 보고 피흡착물질량과 압력의 관계를 이론적으로 유도한 등온흡착식은 Langmuir 모델이다.
Langmuir식은 흡착점의 수가 유한하고 각 점에 분자가 하나씩만 붙는다는 가정에서 출발하며, $\dfrac{X}{M}=\dfrac{a\,b\,C}{1+b\,C}$ 형태로 표현된다. 농도가 커질수록 흡착량이 포화값에 수렴하는 것이 이 모델의 특징이다.
B.E.T. 모델은 단분자층 가정을 확장해 다분자층 흡착까지 다루며 흡착제의 비표면적 측정에 쓰인다.
Freundlich 모델은 이론 유도가 아니라 $\dfrac{X}{M}=K\,C^{1/n}$ 의 경험식으로, 표면이 불균일한 활성탄 흡착을 근사하는 데 흔히 쓴다.
Kutter 식은 개수로의 평균유속을 구하는 수리 공식이어서 흡착과는 무관하다.

오존은 난분해성 유기물의 생분해성을 증가시키는 동시에, 소독부산물 생성을 유발하는 전구물질에 대한 처리효율이 높은 편이다.
따라서 “전구물질에 대한 처리효율이 낮다”는 설명은 오존의 실제 특성과 반대되어 옳지 않다.
염소보다 산화력이 높아 살균력이 우수하다는 설명은 옳다.
불소와 OH라디칼 다음으로 높은 산화전위(2.07V)를 가진다는 설명도 옳다.

수중대차식 슬러지 수집기는 왕복구동방식이어서 기동·정지·회송의 위치제어가 명확해야 하고, 소모부품과 마찰이 적으며, 와이어로프의 특성을 활용해 구동장치를 공동구 등의 기계실에 별도로 설치할 수 있다는 점이 특징이다.
반면 수집판용 수중롤러와 와이어로프의 교환을 침전지 상에서 할 수 있도록 레이크암을 고정하는 훅을 설치해야 한다는 내용은 수중대차식 슬러지 수집기의 요건으로 규정된 사항이 아니므로 옳지 않은 설명이다.

식에서 W는 슬러지의 함수율(%)이다. 100으로 나뉘어 (1 - W/100), 즉 고형물 함유율을 만드는 자리에 들어가는 항이므로 백분율로 표시되는 함수율일 수밖에 없다.
$B = 1{,}000\left(1-\dfrac{W}{100}\right)\times\dfrac{Q}{V}$
앞의 $1{,}000\left(1-\dfrac{W}{100}\right)$ 는 슬러지 1 m3에 들어 있는 고형물량(kg)을 뜻한다. 함수율 98 %인 슬러지라면 1,000 × 0.02 = 20 kg/m3이 되는 식이다.
나머지 기호는 Q가 유입 슬러지량(m3/hr), V가 유효 여과포 폭(m)이며, 단위를 따져 보면 kg/m3 × m3/hr ÷ m = kg/m·hr이 되어 B는 여과포 폭 1 m가 한 시간에 처리하는 고형물량을 뜻한다. 같은 유입량이라도 함수율이 높을수록 실제 처리되는 고형물이 줄어 용량 값이 작아진다.

충전탑식 폭기장치의 충전재는 산소전달 효율을 높이기 위해 공극률이 크고 공기저항이 작아야 하며, 동시에 기계적 강도도 높아야 한다.
따라서 “공극률이 작고 공기저항이 크다”는 설명은 실제 설계조건과 반대되어 옳지 않다.
충전탑을 수직원통형 내식성 자재로 만든다는 설명은 옳다.
충전탑의 직경과 높이를 유속·용량계수 등으로 결정한다는 설명도 옳다.
기액비를 원칙적으로 실험을 통해 결정한다는 설명도 옳다.

오존주입량은 처리수량(유량)에 오존주입률을 곱하여 산정하는 것이며, 처리농도를 곱하는 방식이 아니다.
따라서 “처리농도에 오존주입률을 곱하여 산정한다”는 설명은 옳지 않다.
오존이 유기물과 반응해 부산물을 만들기 때문에 활성탄처리와 병행해야 한다는 설명은 옳다.
염소 투입 전 오존을 주입하면 염소 소비량이 줄어든다는 설명도 옳다.
오존제어방식으로 주입농도·잔류오존농도·CT 제어방식이 있다는 설명도 옳다.

고압과 저압이 혼촉되었을 때 저압측 2차 전기회로에서 발생할 수 있는 재해를 막기 위한 접지가 계통접지이다.
변압기 등 전력계통의 중성점을 접지하여 이상전압 발생 시 저압측으로 고압이 유입되는 것을 방지하는 목적을 가진다.

중·대용량 전동기는 3상 유도전동기를 표준으로 하고, 보호방식·냉각방식을 설치환경과 사용목적에 맞게 고르며, 고효율 전동기 채택을 검토하는 것이 선정 기준이므로 이 세 가지가 옳다.
속도제어에서 극수제어는 극수의 정수배로 정해진 몇 단계 회전수만 얻을 수 있어 소용량·간헐 운전에나 적합하다. 유량 변동에 맞춰 회전수를 연속적으로 바꿔야 하는 중·대용량 펌프용 전동기는 인버터(가변전압 가변주파수) 제어를 채택하는 것이 원칙이므로, 극수제어를 쓴다는 서술은 옳지 않다.
고효율 전동기는 표준전동기보다 효율이 3~4 % 이상 높아, 연중 거의 쉬지 않고 도는 정수장 펌프 설비에서는 초기 비용 차이를 전력비 절감으로 회수할 수 있어 우선 검토 대상이 된다.

염소 주입 전에 잔류염소계·염소요구량계 등의 측정치를 미리 반영해 주입량을 설정하고 편차가 생기기 전에 조절하는 방식은 피드포워드제어이다.
결과값을 측정해 편차가 발생한 뒤 되먹임으로 보정하는 피드백제어와 달리, 피드포워드제어는 외란(원수 변화 등)을 미리 감지해 선제적으로 대응한다는 점이 특징이다.

계측제어설비를 현장에 설치할 때는 악조건 환경, 발신기의 설치 위치, 도압배관 상태 등 계측 정밀도에 직접 영향을 주는 요소를 고려해야 한다.
정격전압은 설비 자체의 전기적 사양에 관한 값으로, 현장 설치 시 정밀도·성능 향상을 위해 고려하는 설치 관련 요소로는 다루어지지 않는다.

계측제어 설비에서 밸브와 펌프는 조작부에 속하고, 전기식 아날로그 신호의 표준은 DC 4~20 mA이므로 이 두 서술이 옳지 않다.
계측제어계는 검출부(유량계·압력계 등 계측기기) → 전송부(검출 신호를 조절부로 전달) → 조절부(설정값과 비교해 조작신호 발신) → 조작부(밸브·펌프 등을 실제로 움직임)의 순서로 구성된다. 따라서 전송부가 밸브 및 펌프라는 서술은 조작부와 전송부를 뒤바꾼 것이다.
전기식 신호는 DC 4~20 mA(또는 1~5 V)를 표준으로 쓰며, 하한을 0이 아닌 4 mA로 둔 것은 단선·정전 상태와 측정값 0을 구분하기 위함이다. 4~30 mA라는 규격은 존재하지 않는다.
반면 조절부가 수량이나 상태를 일정하게 유지하거나 기준에 따라 변화된 신호를 발신한다는 서술, 조작부가 조절부의 조작신호를 받아 제어목적을 달성하도록 작동한다는 서술은 각 요소의 정의와 그대로 일치한다.

상수도시설의 화재·낙뢰 대비 방재설비에는 경보설비, 피난설비, 피뢰설비 등이 포함된다.
방송설비는 정보 전달을 위한 통신설비로 분류되어 방재설비 항목에는 해당하지 않는다.

무정전전원공급장치(UPS)의 전원공급용 케이블 시공을 마친 뒤에는 도통시험, 절연저항시험, 절연내력시험 등 케이블 자체의 상태를 확인하는 시험을 수행한다.
권선저항시험은 변압기나 전동기 등 권선이 있는 기기에 적용하는 시험으로, 케이블 시공 완료 후 수행하는 검사 항목이 아니다.

주어진 토출량 10 ㎥/min, 전양정 55 m, 효율 80 %를 축동력 식에 대입하면 약 112 kW가 된다.
펌프 동력은 $P=\dfrac{9.8\,Q\,H}{\eta}$ 로 구하며, 여기서 $Q$는 $\mathrm{m^3/s}$, $H$는 m 단위여야 한다.
먼저 유량을 초 단위로 환산하면 $Q=\dfrac{10}{60}=0.1667\ \mathrm{m^3/s}$ 이다.
대입하면 $P=\dfrac{9.8\times0.1667\times55}{0.8}=112.3\ \mathrm{kW}$ 로, 약 112 kW다. 비중이 1이므로 물의 단위중량 $9.8\ \mathrm{kN/m^3}$를 그대로 쓰며, 효율은 분모에 들어가 필요한 동력을 키운다는 점에 주의한다.

펌프의 토출유량을 조절하는 방식은 밸브 개도 제어, 운전대수 제어, 회전속도 제어이며, 만수검지 제어는 유량제어 수단이 아니다.
밸브 개도 제어: 토출측 밸브를 조여 관로 저항을 키우는 방식으로 간단하지만 교축손실 때문에 효율이 나쁘다.
운전대수 제어: 병렬로 설치한 펌프의 가동 대수를 늘리거나 줄여 유량을 단계적으로 맞춘다.
회전속도 제어: 인버터로 회전수를 바꾸는 방식으로, 상사법칙상 유량은 회전수에 비례하고 동력은 회전수의 세제곱에 비례해 에너지 절감 효과가 가장 크다.
만수검지 제어는 흡입정이나 배수지의 수위가 만수에 이르렀는지를 검지해 펌프를 정지시키거나 월류를 막는 보호·운전 인터록으로, 유량을 연속적으로 조절하는 기능이 아니다.

흐름을 한 방향으로만 통과시키는 풋밸브·체크밸브·플랩밸브가 역류방지용이고, 볼밸브는 개폐용이다.
풋밸브: 흡입관 하단에 달아 펌프 정지 시 관 안의 물이 흡입정으로 빠져나가는 것을 막아 마중물을 유지시킨다.
체크밸브: 토출관에 설치해 펌프 정지 시 역류와 그로 인한 수격작용을 방지한다.
플랩밸브: 방류관 끝에 달린 뚜껑형 밸브로, 외수위가 높아졌을 때 하천수나 배수의 역류를 차단한다.
볼밸브는 구멍이 뚫린 구체를 90° 회전시켜 유로를 열고 닫는 개폐(차단)용 밸브로 양방향 흐름을 모두 통과시키므로 역류를 스스로 막지 못한다.

유해인자의 분류·관리와 노출기준 설정 등에 관한 사항을 규정하는 법령은 산업안전보건법령이다.
소방기본법령, 물환경보전법령, 고압가스 안전관리법령은 각각 화재 대응, 수질 보전, 고압가스 안전을 목적으로 하는 법령으로 유해인자 노출기준과는 직접 관련이 없다.

산업안전보건법령상 급성 독성물질을 취급·저장하는 설비의 연결 부분은 누출되지 않도록 밀착시키고 매월 1회 이상 연결 부분에 이상이 있는지를 점검해야 한다.
따라서 점검 주기를 “매분기 1회 이상”으로 제시한 설명은 규정된 주기보다 길어 옳지 않다.
누출을 감지·경보할 수 있는 설비를 갖추어야 한다는 설명은 옳다.
저장·취급량을 최소화해야 한다는 설명도 옳다.
설비 작동이 중지된 경우 근로자가 쉽게 알 수 있도록 경보설비를 가까운 장소에 설치해야 한다는 설명도 옳다.

산업안전보건법령상 방호조치를 하여야 하는 유해·위험 기계·기구는 예초기, 원심기, 공기압축기, 금속절단기, 지게차, 포장기계(진공포장기·랩핑기로 한정)로 정해져 있다.
천공기는 이 목록에 포함되지 않으므로 방호조치가 필요한 기계·기구에 해당하지 않는다.

정수압은 유체가 정지해 있을 때 작용하는 압력으로, 작용하는 면의 방향과 관계없이 항상 그 면에 수직으로 작용한다.
이는 평면이든 곡면이든, 수면과 평행하든 그렇지 않든 동일하게 성립하는 유체정역학의 기본 원리이다.

동수경사선(HGL)은 압력수두와 위치수두의 합으로 그려지는 선으로, 에너지선보다 속도수두만큼 아래에 위치한다.
에너지선은 속도수두·압력수두·위치수두를 모두 더한 값이므로, 여기서 속도수두를 뺀 것이 동수경사선이 된다.

체적탄성계수는 $K = \dfrac{\Delta P}{\Delta V / V}$로 구한다.
압력 변화 $\Delta P = 350 - 100 = 250\ \mathrm{kg/cm^2}$이고, 부피 변화 $\Delta V = 4 - 3.6 = 0.4\ \mathrm{cm^3}$이므로 $\dfrac{\Delta V}{V} = \dfrac{0.4}{4} = 0.1$이다.
따라서 $K = \dfrac{250}{0.1} = 2500\ \mathrm{kg/cm^2}$이 되어 체적탄성계수는 2500이다.

베르누이 방정식은 임의의 두 점이 같은 유선 위에 있고, 비압축성·비점성 유체이며 정상류(steady flow)일 것을 전제로 성립한다.
따라서 “부정류로 가정한다”는 설명은 실제 성립 조건과 반대되어 옳지 않다.

모세관 상승높이는 $h = \dfrac{4\sigma\cos\theta}{\gamma d}$로 나타나며, 액체의 단위중량이 클수록 상승높이는 오히려 작아진다(반비례).
따라서 “단위중량에 비례한다”는 설명은 옳지 않다.
모세관현상이 부착력과 표면장력의 결과로 나타난다는 설명은 옳다.
상승높이가 표면장력에 비례한다는 설명도 옳다.
상승높이가 모세관 지름에 반비례한다는 설명도 옳다.

관수로에서 층류 흐름의 마찰손실계수는 $f = \dfrac{64}{Re}$로 나타나며, 오직 레이놀즈 수(Re)의 함수로만 결정된다.
난류에서는 상대조도의 영향을 받지만, 층류에서는 관 벽의 거칠기(상대조도)와 무관하게 f값이 정해진다는 점이 특징이다.

지배단면과 도수현상의 정의는 옳지만, 수심이 한계수심보다 큰 흐름은 사류가 아니라 상류(常流)이므로 마지막 서술이 틀렸다.
개수로에서는 한계수심을 경계로 흐름의 성질이 갈린다. 수심이 한계수심보다 깊으면 유속이 느린 상류, 한계수심보다 얕으면 유속이 빠른 사류이므로, 한계수심보다 크게 흐르는 상태를 사류라고 한 것은 상류와 사류를 뒤바꾼 서술이다.
지배단면은 상류에서 사류로 흐름이 바뀌면서 수심이 한계수심과 같아지는 단면으로, 이 단면의 수심과 유량 관계가 상류측 수면형을 지배하기 때문에 붙은 이름이다. 반대로 사류가 상류로 되돌아갈 때는 수면이 급격히 치솟으며 에너지를 잃는 도수(hydraulic jump)가 발생한다.

이상 침전이론에서 입자가 제거되려면 침강속도가 표면부하율 이상이어야 하므로, 플록의 침강속도를 크게 하거나 유입유량을 줄이는 것이 제거율을 높이는 방법이다.
표면부하율은 $V_0=\dfrac{Q}{A}$ 로 정의되며, 유입유량 $Q$를 줄이거나 침강면적 $A$를 넓히면 $V_0$가 작아져 더 느리게 가라앉는 입자까지 붙잡을 수 있다.
침강면적을 작게 하면 표면부하율이 오히려 커져 제거율이 떨어진다.
수심은 이상 침전이론상 제거율을 좌우하지 않으며 체류시간만 늘릴 뿐이다.
플록 직경을 작게 하면 스토크스 식에 따라 침강속도가 직경의 제곱에 비례해 급격히 작아지므로 불리하다.

미소손실수두는 $h_L = K\dfrac{V^2}{2g}$로 표현되며, 속도수두에 비례하여 커진다.
밸브·이음관·단면 급변부 등에서 발생하는 국부적인 에너지 손실이므로 마찰수두·압력수두·위치수두와는 직접적인 비례관계가 없다.

다르시-바이스바흐 공식 $h_f = f \dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$을 이용해 유속을 구한다.
$0.2 = 0.04 \times \dfrac{19.6}{0.8} \times \dfrac{V^2}{2 \times 9.8}$이고, $\dfrac{19.6}{0.8}=24.5$이므로 $0.2 = 0.98 \times \dfrac{V^2}{19.6}$이 된다.
이를 정리하면 $V^2 = \dfrac{0.2 \times 19.6}{0.98} = 4.0$이므로 관내 유속은 2 m/s이다.

먼저 관 내 유속을 구하면, 단면적 $A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi \times 0.3^2}{4} \approx 0.0707\ \mathrm{cm^2}$이고 $V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.9}{0.0707} \approx 12.73\ \mathrm{cm/s}$이다.
레이놀즈 수는 $Re = \dfrac{Vd}{\nu} = \dfrac{12.73 \times 0.3}{1.12\times10^{-2}} \approx 341$이 되어 레이놀즈 수는 약 341이다.

동일한 단면적에서 윤변(P)이 최소가 되는 단면을 최적수로단면(최량수리단면)이라 하며, 이는 곧 경심(R=A/P)이 최대가 되어 마찰손실이 최소인 단면을 의미한다.
직사각형 단면의 최적수로단면은 수로 폭이 수심의 2배(b=2h)가 되는 조건이며, 문제처럼 수심이 폭의 2배라는 서술은 이와 반대다.
경심이 최소가 되는 단면이라는 설명은 최적수로단면의 정의와 반대다.
일정한 단면적에서 유량이 최소가 되는 것이 아니라 오히려 통수능(유량)이 최대가 되는 단면이다.

개수로의 비에너지는 수심과 속도수두의 합으로 구한다.
$E = h + \dfrac{\alpha v^2}{2g}$
$E = 1.0 + \dfrac{1 \times 5.0^2}{2 \times 9.8} = 1.0 + 1.28 \approx 2.3\ \mathrm{m}$

단위폭당 유량과 수심으로 유속을 구한 뒤 프루드 수를 계산한다.
$v = \dfrac{q}{h} = \dfrac{0.3}{0.6} = 0.5\ \mathrm{m/s}$
$Fr = \dfrac{v}{\sqrt{gh}} = \dfrac{0.5}{\sqrt{9.8 \times 0.6}} = \dfrac{0.5}{2.42} \approx 0.21$

개수로 유속측정의 3점법은 수면 아래 0.2h, 0.6h, 0.8h 지점의 유속을 측정하여 평균유속을 구하는 방법이다.
이때 평균유속은 다음과 같이 0.6h 지점에 2배의 가중치를 주어 계산한다.
$V_m = \dfrac{V_{0.2} + 2V_{0.6} + V_{0.8}}{4}$
0.6h 지점의 유속이 평균유속에 가장 가깝고, 여기에 0.2h와 0.8h 지점을 함께 측정해 유속분포를 반영함으로써 정확도를 높인다.

달시-바이스바흐 식으로 관로의 마찰손실수두를 구한다.
$h_f = f \dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$
$h_f = 0.015 \times \dfrac{50}{0.5} \times \dfrac{2.0^2}{2 \times 9.8} = 0.015 \times 100 \times 0.204 \approx 0.31\ \mathrm{m}$

관이 가득 찬 원형관수로의 동수반경은 지름의 1/4이다.
$R = \dfrac{A}{P} = \dfrac{\pi D^2/4}{\pi D} = \dfrac{D}{4} = \dfrac{40}{4} = 10\ \mathrm{cm}$

양흡입 펌프의 비교회전도는 유량을 2로 나눠 계산한다.
$N_s = \dfrac{N\sqrt{Q/2}}{H^{3/4}} = \dfrac{400\sqrt{7.5}}{45^{0.75}}$
$N_s = \dfrac{400 \times 2.74}{17.4} \approx 63$

양수량과 양정으로 물동력을 구한 뒤 펌프효율과 여유율을 반영해 원동기 소요동력을 계산한다.
$P_0 = 9.8 \times Q \times H = 9.8 \times \dfrac{25000}{86400} \times 8.5 \approx 24.1\ \mathrm{kW}$
$P = \dfrac{P_0}{\eta} \times (1+0.12) = \dfrac{24.1}{0.8} \times 1.12 \approx 33.7\ \mathrm{kW}$

공동현상(캐비테이션)은 흡입측 압력이 포화증기압 이하로 낮아질 때 발생하므로, 회전속도를 높이면 필요흡입수두(요구 NPSH)가 커져 오히려 발생 위험이 커진다.
따라서 회전속도를 높이는 것은 방지책이 아니라 공동현상을 유발하는 방향이다.
흡입관 저항을 작게 하는 것은 흡입측 압력손실을 줄여 방지에 도움이 된다.
설치 높이를 낮춰 흡입양정을 줄이는 것도 방지책이다.
흡입관 길이를 짧게 하는 것 역시 손실수두를 줄여 방지에 도움이 된다.