[정수시설운영관리사 3급 1차] 19년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

다층여과지는 역세척 후 비중이 다른 여재들이 충분히 층분리되어야 각 층의 여과 기능이 제대로 발휘되어 여과능이 우수해진다.
원수수질의 변동이 심한 경우에는 여과지 부하가 커지므로 직접여과는 부적합하고, 응집·침전 등 전처리를 거치는 통상적인 정수처리 계열을 채택해야 한다.
또한 여과는 병원성 미생물 제거를 담당하는 핵심 공정으로 정수처리기준 준수에 필수적이며, 급속여과지의 역세척수에 잔류염소가 함유되면 여재 내 세균 번식을 억제하는 효과가 있어 오히려 바람직하다.

정수처리 소독에 사용되는 자외선은 파장 약 254nm 부근의 UV-C 영역을 주로 사용한다.
이 파장대에서 미생물의 DNA·RNA 흡수율이 가장 높아 살균효율이 우수하기 때문이다.

자외선 소독효율은 자외선 투과율이 높고 용존유기물·부유물 농도가 낮을수록 향상된다.
총경도가 증가하면 램프 슬리브 표면에 칼슘 등에 의한 스케일이 형성되어 자외선 투과가 방해되므로 소독효율이 저하된다.
따라서 총경도가 증가할 때 소독효율이 향상된다는 설명은 옳지 않다.

오존처리는 색도 제거, 맛·냄새 물질 제거, 응집효과 개선, 병원성미생물 소독 등을 목적으로 한다.
유기염소화합물은 염소와 유기물이 반응하여 생성되는 소독부산물로, 저감해야 할 대상이지 오존처리의 목적이 될 수 없다.

침전 효율을 높이려면 표면부하율이 입자의 침강속도보다 작아야 한다.
표면부하율이 침강속도보다 크면 입자가 미처 가라앉기 전에 유출되므로, 이를 반대로 서술한 내용은 옳지 않다.
단락류 방지, 정류판(중간 깊이 판) 설치, 침전지 표면 중간에서의 상징수 유출은 모두 침전 효율을 높이는 실제 설계·운영 방법이다.

완속여과에서는 원수 중 현탁물질이 여과층 표층에 걸러져 생물막(슈미츠데케)을 형성한다.
전염소처리로 색도를 제거하는 것은 급속여과 계통의 전처리이며 완속여과지 고유 운영법이 아니다.
완속여과지는 여과량이 저하되면 역세척이 아니라 사면대체(모래 긁어내기)로 대응한다.
여과층 내부는 호기성을 유지해야 철·망간 산화 제거가 이루어지며, 혐기성이 되면 오히려 용출이 일어난다.

응집 효율을 높이려면 pH조정제를 응집제보다 상류에 주입해 응집 반응이 일어나는 pH를 미리 맞춰 주는 것이 바람직하다.
응집제 희석배율을 크게(묽게) 하면 확산이 늦어져 오히려 불리하므로 가능한 작게 한다.
희석지점은 주입지점과 가까울수록 응집제 성상 변화 없이 반응할 수 있어 유리하다.
응집약품은 원수에 서서히가 아니라 급속·균일하게 혼화시켜야 미소플록이 고르게 형성된다.

배출수·슬러지 처리시설에서 발생한 상징수는 오염물질을 다시 포함하고 있으므로 정수공정으로 곧바로 회수하지 않고 착수정으로 반송해 재처리 과정을 거치게 한다.
따라서 배슬러지지 상징수를 정수공정으로 직접 회수한다는 서술은 옳지 않다.
농축슬러지 저류조 교반, 슬러지의 하수처리시설 이송, 역세척배출수 상징수의 착수정 반송은 모두 실제 운영 방법에 해당한다.

주입 염소농도에서 염소요구량을 뺀 값이 잔류염소농도이다.
주입농도는 $C=\dfrac{100\,\mathrm{kg/day}}{100{,}000\,\mathrm{m^3/day}}=0.001\,\mathrm{kg/m^3}=1.0\,\mathrm{mg/L}$이다.
따라서 잔류염소농도는 $1.0-0.5=0.5\,\mathrm{mg/L}$이다.

급속여과지의 표면수심은 여과 중 모래층 내부에 부압(음압)이 생기지 않도록 충분히 유지해야 하며, 부압이 발생하면 공기가 유입되어 여과층이 흐트러진다.
따라서 부압이 발생하는 수심으로 유지한다는 서술은 옳지 않다.
역세척과 표면세척(또는 공기세척) 조합, 세척유량 조정 가능성, 세척배출수의 트로프 완전 월류는 모두 표준 운영방식이다.

표면부하율은 침전지 표면적당 처리유량으로 정의되며, 유입유량 $Q$를 표면적 $A$로 나눈 값 $Q/A$이다.
이는 이론적으로 완전히 제거되는 입자의 침강속도와 같은 개념으로 쓰인다.

플록형성지는 응집으로 생긴 미소플록을 크게 성장시켜야 후속 침전 효율이 높아진다.
급속교반은 플록형성지가 아니라 혼화지에서 응집제 주입 직후 이루어진다.
혼화지는 수류 전체가 동시에 회전하는 구조가 아니라 국부적으로 격렬한 교반이 일어나는 구조로 설계한다.
플록형성지는 성장한 플록이 깨지지 않도록 하류(후단)로 갈수록 교반강도를 점감(테이퍼드)시킨다.

자외선(UV) 소독은 화학물질을 투입하지 않아 소독부산물이 생기지 않고 독성이 낮다는 점이 액체염소·오존 대비 장점이다.
반면 THM 생성은 염소소독의 단점이고, 높은 유지관리비와 별도 건물 필요는 오존처리의 단점에 해당하므로 자외선의 우수한 점으로 볼 수 없다.

전염소처리는 침전 이전 단계인 착수정, 혼화지, 전염소혼화지 등에서 이루어져 소독·산화 효과를 침전·여과 전에 얻도록 한다.
침전지와 여과지 사이는 통상 중간염소처리(중염소)의 주입지점에 해당하므로 전염소처리의 주입지점으로 볼 수 없다.

고도산화법(AOP)은 오존과 다른 산화력 촉진 인자를 결합해 OH라디칼 생성을 늘리는 방식으로, 오존/과산화수소, 오존/자외선, 오존/높은 pH 조합이 대표적이다.
활성탄은 흡착을 주된 원리로 하는 처리 방식이어서 오존과 조합하더라도 대표적인 고도산화법으로 분류하지 않는다.

오존발생장치는 오존주입농도, 잔류오존농도, 오존농도·접촉시간(CT) 등을 지표로 제어한다.
잔류염소농도는 염소소독 계통의 관리 지표이며 오존발생장치의 제어방법과는 관계가 없다.

정수장 배출수(슬러지) 처리는 배출수지(ㄴ)에서 원수를 받아 저류시킨 뒤, 배슬러지지(ㄱ)로 슬러지를 모아 농축하고, 농축조(ㄹ)에서 슬러지를 농축시킨 후, 최종적으로 가압탈수(ㄷ) 공정을 거쳐 함수율을 낮춘 케이크 형태로 처분한다. 따라서 처리순서는 ㄴ-ㄱ-ㄹ-ㄷ이다.

정수지는 정수를 배수지로 보내기 전 저류하는 시설로, 첨두수요에 대응할 최소 용량과 함께 소독접촉시간($C \cdot T$)을 확보할 유효용량을 갖추어야 한다.
착수정·침전지·여과지는 각각 유입 조정, 고형물 제거, 여과 기능이 중심이며 CT 확보를 목적으로 하는 시설은 아니다.

슬러지의 고형물량은 일정하다는 조건에서, 함수율이 변해도 고형물 비율의 비로 부피 변화를 구할 수 있다.
함수율 99%일 때 고형물 비율은 1%, 함수율 98%일 때는 2%이므로 $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{100-99}{100-98}=\dfrac{1}{2}$이 된다.
즉 부피가 절반으로 줄어들어 부피 감소율은 50%이다.

수도법령상 정수처리 후 수도꼭지에서까지 소독 효과가 유지되도록 잔류염소 형태의 염소를 계속 유지하도록 규정하고 있다.
오존·자외선은 소독 후 잔류성이 없어 배급수 과정의 재오염을 막을 수 없고, 활성탄은 소독제가 아니다.

w/v%는 용액 100mL 중에 들어있는 성분의 무게(g)를 표시하는 방식이며, 기체 100mL 중의 성분무게(g)를 표시할 때와 농도를 %로만 표시할 때도 w/v%를 뜻한다.
용액 100mL 중 성분의 용량(mL)을 표시하는 것은 부피 대 부피 비율인 v/v%에 해당하므로 w/v%로 쓰지 않는다.

수질오염공정시험기준에서 무게를 “정확히 단다”는 규정된 수치의 무게를 0.1mg까지 다는 것을 뜻한다.
“진공”은 0mmHg가 아니라 따로 규정이 없는 한 15mmHg 이하를 말한다.
“항량이 될 때까지 건조한다”는 같은 조건에서 1시간 더 건조할 때 전후 무게 차가 g당 0.3mg 이하일 때를 말한다.
공기 또는 다른 가스의 침입을 막는 용기는 기밀용기이며, 밀봉용기는 기체 또는 미생물까지 침입하지 않도록 보호하는 용기를 말한다.

옳은 것은 총 유기탄소와 식물성 플랑크톤의 보존방법을 설명한 두 항목이다.
총 유기탄소는 즉시 분석하거나 염산·인산·황산으로 pH를 2 미만으로 낮춘 뒤 4℃ 냉암소에 보관하고, 식물성 플랑크톤은 즉시 분석하거나 포르말린용액을 시료의 3~5%, 글루타르알데하이드나 루골용액을 1~2% 가해 냉암소에 보관한다. 두 설명 모두 기준의 보존조건과 그대로 일치한다.
나머지 두 항목은 보존조건이 기준과 다르다.
퍼클로레이트는 현장에서 멸균된 여과지로 여과한다는 부분은 맞지만, 기준이 정한 보관 온도는 6℃ 이하여서 4℃ 이하로 적은 설명은 기준 문구와 다르다.
석유계총탄화수소는 산을 가해 pH를 2 이하로 낮춘 뒤 4℃에 보관해야 하며, pH를 5~9로 조정하는 조건은 유기인에 적용되는 방법이다.

화학적산소요구량(COD) 적정법에는 산성 과망간산칼륨법, 알칼리성 과망간산칼륨법, 다이크롬산칼륨법이 있다.
윙클러-아지드화나트륨변법은 용존산소(DO)를 측정하는 방법으로 COD 적정법에 해당하지 않는다.

냄새 측정 시 잔류염소가 남아있으면 냄새 판별을 방해하므로 티오황산나트륨용액으로 이를 제거한다.
수질오염공정시험기준상 티오황산나트륨용액 1mL는 잔류염소 농도 1mg/L인 시료 500mL에 들어있는 잔류염소를 제거할 수 있는 양으로 정해져 있다.

1일 응집제 투입량은 주입농도에 1일 처리유량을 곱해 구한다.
1일 유량은 $2{,}000\,\mathrm{m^3/hr}\times24\,\mathrm{hr}=48{,}000\,\mathrm{m^3/day}$이다.
따라서 투입량은 $20\,\mathrm{mg/L}\times48{,}000\,\mathrm{m^3/day}\div1000=960\,\mathrm{kg/day}$가 된다.

자-테스트는 응집제·알칼리제의 최적 주입량을 찾기 위해 처리 전후의 탁도, pH, 알칼리도 등 응집 반응과 직결된 수질항목을 측정한다.
용존산소는 응집·pH 조정과 직접 관련이 없어 자-테스트에서 통상 측정하는 항목이 아니다.

수도법령상 병원성미생물에 의한 오염 우려가 있을 때에는 수도꼭지에서 유리잔류염소를 평상시 기준(0.1mg/L 이상)보다 강화하여 0.4mg/L 이상 유지하도록 규정하고 있다.

광역·지방상수도 정수장의 지하수 원수 수질검사 항목에는 질산성질소, 암모니아성질소, 음이온계면활성제 등이 포함된다.
화학적산소요구량(COD)은 주로 지표수 원수의 유기물 오염 지표로 활용되며, 지하수 원수 검사 기준 항목에는 해당하지 않는다.

고랭지 경작방법 권고의 대상은 해발 400미터 이상에 위치하면서 경사도 15퍼센트 이상인 농경지다.
이 규정은 경사가 급한 고랭지 밭에서 비가 올 때 흙탕물과 농약ㆍ비료가 그대로 공공수역으로 쓸려 내려가는 비점오염을 줄이려는 것이다. 두 요건을 모두 갖춘 농경지를 경작하는 사람에게 시장ㆍ군수ㆍ구청장 등이 경작방식의 변경, 농약ㆍ비료 사용량 저감, 휴경 등을 권고할 수 있다.
해발 기준을 500미터로 올리거나 경사도 기준을 20퍼센트로 올린 조합은 법문과 맞지 않는다.
기준이 높아질수록 규제 대상이 줄어드는데, 실제 조문은 그보다 넓은 범위를 포섭하도록 해발 400미터ㆍ경사도 15퍼센트로 정해 두었다.

상수도 설계기준상 응집용 약품 저장설비 용량은 응집제 30일분 이상을 표준으로 한다.
알칼리제는 연속 주입 시 30일분 이상, 간헐 주입 시 10일분 이상이며, 응집보조제는 10일분 이상을 기준으로 하므로 나머지 서술은 옳지 않다.

먹는물관리법상 샘물등의 개발허가는 유효기간이 5년으로 정해져 있다.
기간이 끝나기 전에 연장허가를 받아야 계속 개발할 수 있으며, 이는 한정된 지하수 자원의 상태를 주기적으로 재검토하도록 한 취지이다.

물환경보전법상 점오염원은 관로·수로 등을 통해 특정 지점에서 폐수를 지속적으로 배출하는 시설을 말하며, 가축분뇨가 관로를 통해 배출되는 축사가 이에 해당한다.
도시, 농지, 공사장은 배출경로가 불특정한 비점오염원의 예시에 해당한다.

지하수법상 10년 단위 지하수관리기본계획에는 지하수의 이용실태, 수질관리 및 정화계획, 보전계획 등이 포함된다.
지하수의 개발계획은 이 기본계획의 포함사항으로 규정되어 있지 않다.

하천법상 하천관리청은 국가하천의 경우 국토교통부장관, 지방하천의 경우 특별시장·광역시장·도지사·특별자치도지사·특별자치시장이 맡는다.
기초자치단체인 시장·군수는 하천관리청에 해당하지 않는다.

먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙상 심미적 영향물질에는 맛·냄새·색도 등과 관련된 염소이온, 철, 망간 등이 포함된다.
불소는 건강상 유해영향 무기물질 기준에 속하는 항목으로, 심미적 영향물질에 해당하지 않는다.

수도법령상 정수처리기준에서 취수지점부터 정수지 유출지점까지 바이러스는 1만분의 9천999(99.99%) 이상 제거하거나 불활성화해야 한다.

수도법령상 정수처리기준의 불활성화비를 산정하려면 소독 효과와 직결되는 잔류소독제농도를 연속측정장치로 측정해야 한다.

정수시설운영관리사가 자격증을 다른 사람에게 1회 대여한 경우, 수도법령상 행정처분 기준은 자격정지 3년이다.

수도법령상 일반수도사업자가 실시하는 정수의 병원성미생물 분포실태 조사항목은 바이러스, 크립토스포리디움 난포낭, 지아디아 포낭이다.
대장균은 병원성미생물 자체가 아니라 오염 지표미생물이므로 이 조사항목에 포함되지 않는다.

액화염소 용기는 온도가 급격히 오르면 내압이 상승해 위험하므로 직접 가열하거나 45℃ 이상으로 유지해서는 안 된다.
액화염소 저장실은 10~35℃를 유지하고, 1ton 용기는 리프트장치로 반·출입하며, 저장조는 비보냉식으로 밸브 조작대를 설치하는 것이 표준 운영이다.

기계식 혼화는 교반기로 국부적인 혼합을 일으키는 방식이라 순간혼화가 어렵고 단락류와 back-mixing이 발생하기 쉽다는 단점이 있다.
특히 금속염 응집제는 가수분해 반응이 매우 빨라 순간적인 혼화가 필요한데, 기계식 혼화는 이 순간혼화가 어려워 혼화시간이 오히려 길게 소요되는 경향이 있으므로 혼화시간이 짧다는 서술은 옳지 않다.

역삼투막(RO)은 세공경이 가장 작아 이온 단위 물질까지 걸러낼 수 있는 막이다.
금속이온·염소이온과 같은 용존 이온은 정밀여과막(MF)이나 한외여과막(UF)의 공경보다 훨씬 작아 이들 막으로는 제거되지 않으며, 나노여과막(NF)도 주로 2가 이온 위주로 제거하는 데 그친다.
따라서 1가 이온까지 포함한 금속이온·염소이온 제거에는 역삼투막이 적합하다.

배출수지의 유효수심은 세척배출수를 저류할 수 있도록 이보다 훨씬 깊게(수 m 수준) 설계하므로, 0.5~1m로 한다는 설명은 옳지 않다.
1지의 용량을 1회 세척배출수량 이상으로 하는 것은 배출수를 안정적으로 저류하기 위한 기준으로 옳다.
지수를 2지 이상으로 하는 것은 예비지 확보를 위한 기준으로 옳다.
고수위에서 주벽 상단까지 여유고 60cm 이상은 월류 방지를 위한 기준으로 옳다.

가압탈수기는 슬러지를 여과포 사이에 넣고 기계적으로 압력을 가해 압착·탈수하는 장치이다.
진공탈수기는 부압(진공)을 이용하고, 원심탈수기는 원심력을 이용하며, 조립탈수기는 슬러지를 조립(입자화)한 뒤 탈수하는 방식이라는 점에서 압착식 탈수와 구분된다.

상향류식 경사판 침전지는 침전 효율을 확보하기 위해 침전지 내 평균상승유속을 일정 수준 이하로 제한해 설계하므로, 300mm/min 이상으로 한다는 설명은 옳지 않다.
표면부하율 12~28mm/min은 경사판 설계 기준값으로 옳다.
침강장치를 1단으로 하는 것은 일반적인 설계 방식으로 옳다.
경사각 55~60˚는 침강 슬러지의 자연 미끄럼을 위한 기준으로 옳다.

수산화나트륨(가성소다)은 강알칼리 물질로 일반 탄소강(SS)에는 부식을 일으켜 내식 재료로 사용할 수 없다.
FRP, STS316(스테인리스강), 천연고무는 알칼리에 대한 내식성이 확보되어 수산화나트륨 취급 설비의 재료로 사용된다.

6,600V급 고압 전동기 회로에 사용하는 VCB(진공차단기)의 정격전압은 공칭전압에 여유율을 둔 7,200V가 표준값이다.
이는 회로의 최고전압을 고려해 정한 값으로, 6.6kV 계통 차단기·개폐기류에 일반적으로 적용되는 정격전압 규격이다.

원심펌프는 임펠러의 회전에 의한 원심력으로 유체를 이송하는 방식으로, 벌류트펌프와 디퓨저펌프가 이에 해당한다. 사류펌프와 축류펌프는 임펠러 날개의 양력(추진력)을 이용하는 회전날개(터보)형 펌프 중에서도 원심펌프와 구분되는 형식이다. 따라서 원심펌프에 해당하는 것은 ㄱ, ㄷ이다.

물질안전보건자료(MSDS)의 법정 기재사항은 화학물질의 명칭, 유해성·위험성, 취급주의 사항 등 물질 자체의 안전정보를 담는 항목들이다.
대상화학물질의 구매자 정보는 MSDS의 기재사항으로 규정되어 있지 않다.
화학물질의 명칭, 건강 유해성 및 물리적 위험성, 안전·보건상의 취급주의 사항은 모두 법정 기재항목에 해당한다.

밸브의 리니어특성은 밸브 개도와 유량이 비례관계로 변화하는 특성을 말한다.
인라인형 슬리브밸브는 개도 변화에 따라 유량이 일정 비율로 증가하는 구조로, 유량 조절용 밸브 중 리니어특성을 갖는 형식으로 분류된다.

22.9kV-Y 배전선로에서 수전하는 경우, 전력회사와 수용가 간의 책임분계점에는 보수·점검 시 회로를 안전하게 개방할 수 있도록 부하개폐기(LBS)를 설치한다.
변압기·역률개선용 커패시터·리액터는 책임분계점이 아니라 수전설비 내부에서 전력 변환·역률 보정 등의 목적으로 설치되는 기기이다.

방류수(배출수)는 수질 이상 유무를 상시 확인할 수 있도록 pH계를 기본 계측기로 설치한다.
수온계·탁도계·전기전도도계는 필요에 따라 추가로 설치하는 항목으로, pH는 방류수 관리에서 가장 기본적으로 요구되는 측정 항목이다.

비례미분(PD)동작은 미분동작을 결합해 응답속도를 빠르게 하는 제어방식이지만, 정상상태 오차(잔류편차)를 제거하는 효과는 없다.
정상상태 오차 제거는 적분(I)동작의 역할이며, PD동작은 오차의 변화율에 비례하는 미분 출력으로 응답을 빠르게 하고 오버슈트를 줄이는 데 주로 기여한다.

투입형 압력식(투입식) 수위계는 검출기 내부에 다이어프램을 사용하여 액 중에 검출기를 투입한 후, 그 깊이에서의 압력(기상압과의 차압)을 측정하여 액압에 의해 수위를 산출하는 방식이다. 초음파식은 음파의 반사 시간, 정전용량식은 정전용량 변화, 부자식은 부표의 위치 변화를 이용하므로 다이어프램과 액압 차를 이용하는 설명과는 맞지 않는다.

전원(퓨즈)이 끊어지면 계기 자체가 작동을 멈추어 지침이 정지하거나 0을 지시하게 되며, 휘청거리는(흔들리는) 지시 형태로는 나타나지 않는다.
외래 노이즈, 지시·기록계의 불량, 댐핑 조절 부적당은 모두 신호가 살아있는 상태에서 지침이 불안정하게 흔들리는 원인이 될 수 있다.

감시조작설비의 엔지니어링반은 시스템 설정·프로그램 변경 등 엔지니어링 작업을 수행하는 단말로, 영문 약어는 EWS(Engineering WorkStation)이다.
FCS는 현장제어반, COS는 중앙조작반, ESS는 에너지저장장치를 가리키는 약어로 엔지니어링반과는 구분된다.

부식성물질 경고 표지는 시험관에서 흘러나온 액체가 금속판과 사람 손을 침식시키는 그림을 붉은 테두리 마름모 안에 넣은 것이다.
부식성은 물질이 피부와 재료를 녹인다는 뜻이므로, 불꽃이나 폭발이 아니라 액체가 떨어져 표면이 패이는 장면으로 표현된다.
함께 제시된 나머지 마름모 표지는 각각 다른 유해성을 뜻한다.
바닥선 위에서 타오르는 불꽃 → 인화성물질 경고
파편이 사방으로 튀는 폭발 그림 → 폭발성물질 경고
동그란 구슬 위에서 타오르는 불꽃 → 산화성물질 경고

수량이나 상태를 일정하게 유지하도록 신호를 처리·발신하는 계측제어 기기의 구성요소는 조절부이다.
조절부는 검출부에서 받은 신호를 기준값과 비교해 조작량을 결정하고 이를 전송하는 역할을 하며, 표현부는 표시, 전송부는 신호 전달, 조작부는 최종 구동을 담당한다는 점에서 구분된다.

상수도설계기준의 방재설비는 화재·낙뢰 등 재해로부터 시설과 인명을 보호하기 위한 설비로 피뢰설비·피난설비·경보설비 등을 포함한다.
연소방지설비는 지하 케이블 구간 등에 적용되는 별도 설비로, 상수도설계기준상 방재설비 항목에 포함되지 않는다.

동력(power)은 일(work)을 시간으로 나눈 물리량이다.
일의 차원은 $ML^2T^{-2}$이므로, 이를 시간 차원 $T$로 나누면 동력의 차원은 $ML^2T^{-3}$이 된다.

점성계수(μ)는 동점성계수(ν)에 밀도(ρ)를 곱한 값, 즉 $\mu = \nu \times \rho$의 관계로 정의된다.
액체는 온도가 상승하면 분자 간 인력이 약해져 점성계수가 작아지고, 기체는 반대로 분자운동이 활발해지며 점성계수가 커진다는 점에서 온도와 밀접하게 관련된다.

Stokes 법칙은 구형의 독립입자가 정지된 유체 중에서 층류 조건으로 침강할 때의 종속도를 나타내는 법칙이다.
Newton 법칙은 난류 영역의 항력, Darcy 법칙은 다공성 매질 내 침투류, Henry 법칙은 기체의 용해도에 관한 법칙이라는 점에서 구별된다.

동수경사선(HGL)은 위치수두와 압력수두의 합을 유선을 따라 연결한 선이다.
여기에 속도수두까지 더한 총수두를 연결한 선은 에너지선(에너지경사선)이라 하여 동수경사선과 구분된다.

베르누이 방정식은 유체의 흐름에 에너지보존법칙을 적용한 식으로, 운동량 방정식과는 다른 개념이므로 운동량 방정식이라 부른다는 설명은 옳지 않다.
총수두는 속도수두·압력수두·위치수두의 합으로 정의되며, 이 총수두의 높이를 연결한 선을 에너지선이라 한다.

플륨(flume)은 개수로(open channel)에서 유량을 측정하는 장치로, 관수로(폐수로)의 유량 측정에는 사용되지 않는다.
오리피스, 벤츄리미터, 노즐은 모두 관 내부의 압력차를 이용해 유량을 산정하는 관수로용 측정장치이다.

장거리 도수관로에서 마찰손실은 관로 전 구간에 걸쳐 발생하는 주손실(major loss)이며, 미소손실(부차적 손실)에 해당하지 않는다.
밸브손실, 만곡손실, 단면변화손실은 관로의 부속시설이나 형상 변화 지점에서 국소적으로 발생하는 미소손실에 해당한다.

레이놀즈수는 $Re = \dfrac{VD}{\nu}$로 계산한다.
먼저 유속은 $V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.1}{\pi \times 0.1^2} \approx 3.18\ \mathrm{m/s}$이다.
이를 대입하면 $Re = \dfrac{3.18 \times 0.2}{1.003\times10^{-6}} \approx 635{,}000$으로, 이 흐름은 난류에 해당한다.

원형관 관수로의 동수반경(hydraulic radius)은 유수단면적을 윤변으로 나눈 값이다.
직경 D인 원형관이 가득 찬 경우 유수단면적은 $\dfrac{\pi D^2}{4}$, 윤변은 $\pi D$이므로 동수반경은 $R = \dfrac{\pi D^2/4}{\pi D} = \dfrac{D}{4}$가 된다.

개수로 흐름은 시간에 따른 수리량 변화 여부에 따라 정류와 부정류로 구분된다.
개수로는 대기에 접한 자유수면을 가지며 중력에 의해 흐른다는 점에서, 압력에 의해 흐르고 자유수면이 없는 관수로와 대비된다.

마찰손실수두는 Darcy-Weisbach식 $h_f = f \dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$로 구한다.
유속은 $V = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.5}{\pi \times 0.3^2} \approx 1.77\ \mathrm{m/s}$이다.
이를 대입하면 $h_f = 0.018 \times \dfrac{3000}{0.6} \times \dfrac{1.77^2}{2\times9.8} \approx 14.4\ \mathrm{m}$가 된다.

급속혼화조의 교반동력은 속도경사식 $P = G^2 \mu V$를 통해 산정한다.
값을 대입하면 이론동력은 $P = 400^2 \times 1.31\times10^{-3} \times 300 \approx 62.9\ \mathrm{kW}$이다.
교반기 효율 70%를 반영한 축동력은 $\dfrac{62.9}{0.7} \approx 89.8\ \mathrm{kW}$가 된다.

기계식 플록형성지에서 교반날개의 주변속도는 플록이 파괴되지 않으면서 충분한 응집효과를 내도록 15~80cm/sec 범위로 설계한다.
속도가 이보다 느리면 응집효율이 떨어지고, 지나치게 빠르면 형성된 플록이 전단력에 의해 파괴될 수 있다.

역세척 수량은 역세척속도와 여과지 면적, 세척시간의 곱으로 구한다.
여과지 면적은 $A = \pi \times 3^2 \approx 28.3\ \mathrm{m^2}$이고, 역세척속도 10L/m²·sec를 곱하면 유량은 약 283L/sec이다.
세척시간 10분(600초)을 곱하면 소요 수량은 $283 \times 600 \approx 170{,}000\ \mathrm{L} = 170\ \mathrm{m^3}$가 된다.

Chick-Watson식은 소독 반응속도를 미생물 농도(C), 접촉시간(t), 소독제 농도(C)의 함수로 나타낸 것으로, 일반적으로 $\ln(N/N_0) = -k \cdot C^n \cdot t$ 형태로 표현된다. 즉 소독제농도(ㄹ), 접촉시간(ㄴ), 미생물개체수(ㄷ)가 식의 변수이며, 포화도(ㄱ)는 이와 무관하다. 따라서 ㄴ, ㄷ, ㄹ이 정답이다.

펌프의 수동력은 $P_w = \dfrac{1000 \times Q \times H}{102}$로 구한다.
값을 대입하면 $P_w = \dfrac{1000 \times 0.5 \times 16}{102} \approx 78.4\ \mathrm{kW}$이며, 펌프효율 80%를 반영하면 펌프축동력은 $\dfrac{78.4}{0.8} = 98\ \mathrm{kW}$이다.
모터효율 85%까지 반영해 실제 요구 축동력을 구하면 $\dfrac{98}{0.85} \approx 115\ \mathrm{kW}$가 된다.

동일 성능 펌프 2대를 직렬운전하면 시스템 저항곡선과의 교차로 인해 운전점의 양정 상승분이 단독운전 양정의 2배보다 작게 나타나므로, 2배보다 크다는 설명은 옳지 않다.
동일 양정에서 유량을 늘리려면 병렬운전이 유리하다는 설명은 옳다.
병렬운전의 양수량이 단독운전의 2배보다 작다는 설명은 시스템곡선의 특성상 옳다.
동일 유량에서 양정을 늘리려면 직렬운전이 유리하다는 설명은 옳다.

비속도는 회전수에 유량의 제곱근을 곱한 값을 총양정의 3/4 제곱으로 나눈 것, 즉 $N_s=\dfrac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$ 이다.
펌프 상사법칙에서 유량은 $Q \propto ND^3$, 총양정은 $H \propto N^2D^2$ 이다.
앞 식에서 $D \propto (Q/N)^{1/3}$ 를 얻어 뒤 식에 넣으면 $H \propto N^{4/3}Q^{2/3}$ 가 된다.
양변을 3/4 제곱하면 $H^{3/4} \propto N\sqrt{Q}$ 이므로 $N\sqrt{Q}/H^{3/4}$ 가 임펠러 직경과 무관한 상수, 곧 비속도가 된다.
분모의 지수를 3/2 나 1/4 등 다른 값으로 바꾼 식은 위 유도 과정에서 직경 D 가 소거되지 않아 상사 매개변수가 되지 못한다. 값을 구할 때는 회전수 N 은 rpm, 유량 Q 는 ㎥/min, 총양정 H 는 m 단위를 그대로 대입한다.

일반적으로 펌프는 대용량일수록 효율이 높은 경향이 있으므로, 소용량일수록 효율이 좋아 소용량을 사용해야 한다는 설명은 옳지 않다.
최고 효율점 부근에서 운전하도록 용량·대수를 정하는 것은 옳은 운영 원칙이다.
유지관리를 위해 펌프 수를 적게 하고 동일 용량으로 통일하는 것은 옳은 원칙이다.
수량 변동이 큰 곳에서 용량이 다른 펌프를 조합 설치하는 것은 옳은 운영 방식이다.

공동현상(캐비테이션)을 방지하려면 펌프의 설치위치를 낮추어 흡입수두(흡입양정)를 작게 해야 하므로, 설치위치를 높게 한다는 설명은 옳지 않다.
흡입관 직경을 크게 하여 손실수두를 줄이는 것은 옳은 방지책이다.
임펠러를 수중에 잠기게 하는 것은 공기 유입을 막는 옳은 방지책이다.
펌프 회전수를 낮추어 흡입 측 압력강하를 줄이는 것은 옳은 방지책이다.