토목기사 하수도 계획과 하수처리 핵심정리

하수 배제방식은 오수(생활하수)와 우수(빗물)를 함께 모으는지에 따라 나눕니다.

1. 분류식: 오수관과 우수관을 따로 둡니다. 비가 와도 오수가 하천으로 넘치지 않고, 처리장에 들어오는 수량·수질이 안정됩니다.
2. 합류식: 관 하나로 함께 모읍니다. 건설비가 적고 관이 커서 청소가 쉽지만, 큰비에 처리되지 않은 하수가 넘칠 수 있습니다.

틀린 선지

• 관로가 하나뿐이라 건설비가 적게 든다.: 오수관과 우수관을 하나로 쓰는 합류식의 장점입니다.
• 관경이 커서 관 속 청소가 쉽다.: 큰 관 하나를 쓰는 합류식의 장점입니다.
• 비가 올 때 관 속 퇴적물이 저절로 씻겨 나간다.: 빗물이 함께 흐르는 합류식의 특징입니다.

BOD(생물화학적 산소요구량)는 미생물이 5일 동안 유기물을 분해하며 쓴 산소량입니다.

1. 소비된 산소: 8.0 − 3.0 = 5.0mg/L
2. 희석배율: 300 ÷ 6 = 50
3. BOD₅ = 5.0 × 50 = 250mg/L
4. 검산: 시료 6mL 에 든 유기물이 300mL 전체 산소 5mg/L 를 소비했으므로, 원래 시료 기준으로는 50배인 것이 맞습니다.

틀린 선지

• 5mg/L: 희석배율을 곱하지 않은 값입니다.
• 100mg/L: 희석배율을 20 으로 잘못 계산한 값입니다.
• 400mg/L: 처음 용존산소(8.0)에 희석배율을 곱한 값입니다.

하수관로 유속은 너무 느리면 찌꺼기가 쌓이고, 너무 빠르면 관이 닳습니다.

1. 오수관로: 0.6~3.0m/s
2. 우수관로·합류관로: 0.8~3.0m/s (빗물에 섞인 흙·모래가 쌓이지 않게 최저 유속을 더 높게 잡음)
3. 이상적인 유속은 1.0~1.8m/s 정도로 봅니다.

틀린 선지

• 0.8~3.0m/s: 우수관로·합류관로의 유속 범위입니다.
• 0.3~1.0m/s: 최저 유속이 너무 낮아 관 속에 찌꺼기가 쌓입니다.
• 1.0~5.0m/s: 최고 유속이 너무 높아 관이 닳습니다.

슬러지는 물이 매우 많아 부피를 줄이는 것이 핵심입니다.

1. 농축: 물을 일부 빼 부피를 줄임
2. 소화: 미생물로 유기물을 분해해 안정화(혐기성 소화 등)
3. 개량: 약품 등을 넣어 탈수가 잘 되게 함
4. 탈수: 기계로 물을 짜냄
5. 처분: 소각·매립·재활용

틀린 선지

• 소화 → 농축 → 탈수 → 개량 → 처분: 농축으로 부피를 먼저 줄인 뒤 소화하고, 개량은 탈수 앞에 합니다.
• 탈수 → 농축 → 소화 → 개량 → 처분: 탈수는 개량 뒤 거의 마지막 단계입니다.
• 개량 → 소화 → 농축 → 탈수 → 처분: 개량은 탈수가 잘 되게 하는 단계로 탈수 바로 앞에 합니다.

Manning 공식은 관로·수로 유속 계산에 가장 많이 씁니다.

1. 1/n = 1 ÷ 0.013 ≈ 76.92
2. R^(2/3) = 0.25^(2/3) ≈ 0.397
3. I^(1/2) = √0.004 ≈ 0.0632
4. V = 76.92 × 0.397 × 0.0632 ≈ 1.93m/s
5. 검산: 오수관 유속 범위(0.6~3.0m/s) 안의 값입니다.

틀린 선지

• 2.43m/s: 경심을 2/3 제곱 대신 1/2 제곱한 값입니다.
• 1.22m/s: 경심을 제곱하지 않고 그대로 곱한 값입니다.
• 0.12m/s: 동수경사에 제곱근을 씌우지 않은 값입니다.

SVI 는 활성슬러지 1g 이 차지하는 부피(mL)로, 슬러지가 잘 가라앉는지 판단합니다.

1. SVI = 300 × 1,000 ÷ 2,500
2. = 300,000 ÷ 2,500 = 120
3. 검산: MLSS 2,500mg/L = 2.5g/L 이므로 300mL ÷ 2.5g = 120mL/g 로 같습니다. 보통 50~150 이면 침강성이 좋다고 봅니다.

틀린 선지

• 8.3: MLSS 를 침전 부피로 나눈 거꾸로 된 값입니다.
• 750: 나누지 않고 곱한 값입니다.
• 12: 1,000 대신 100 을 곱한 값입니다.

농축 전후로 고형물(물을 뺀 찌꺼기)의 양은 그대로입니다.

1. 농축 전 고형물: 100 × (100 − 99)% = 1m³
2. 농축 후 고형물 비율: 100 − 96 = 4%
3. V₂ = 1 ÷ 0.04 = 25m³
4. 검산: 25m³ × 4% = 1m³ 로 고형물량이 같습니다. 함수율이 3%p 만 줄어도 부피는 1/4 이 됩니다.

틀린 선지

• 75m³: 줄어든 부피로, 남은 부피가 아닙니다.
• 97.0m³: 함수율 비(96 ÷ 99)로 계산한 값입니다.
• 4.0m³: 함수율 차이(100 − 96)를 그대로 부피로 본 값입니다.

F/M 비는 미생물(MLSS) 1kg 이 하루에 받는 먹이(BOD)의 양입니다.

1. 하루 유입 BOD: 200 × 10,000 = 2,000,000 (mg/L × m³ → g 단위로 2,000kg)
2. 폭기조 미생물량: 2,500 × 4,000 = 10,000,000 (같은 단위로 10,000kg)
3. F/M = 2,000,000 ÷ 10,000,000 = 0.2/일
4. 검산: 체류시간 = 4,000 ÷ 10,000 = 0.4일, F/M = 200 ÷ (2,500 × 0.4) = 0.2 로 같습니다.

틀린 선지

• 5.0/일: 분자·분모를 거꾸로 계산한 값입니다.
• 0.08/일: 유량과 부피를 빼고 BOD ÷ MLSS 만 계산한 값입니다.
• 0.4/일: 폭기조 체류시간(일)을 F/M 비로 혼동한 값입니다.

하수량은 하루 중 시간에 따라 크게 달라지므로, 관로는 가장 많이 흐르는 시간을 기준으로 설계합니다.

1. 계획1일최대오수량을 24 로 나눈 1시간 평균 수량에 1.3~1.8 을 곱합니다.
2. 오수관로는 이 계획시간최대오수량으로 관경을 정합니다.

틀린 선지

• 3배 이상: 합류식 차집관로 등에서 우천 시 오수량을 다룰 때 자주 쓰는 배수와 혼동한 값입니다.
• 0.7~0.8배: 계획1일평균오수량을 계획1일최대오수량과 비교할 때 쓰는 비율과 비슷한 값입니다.
• 2.5~3.0배: 기준보다 너무 큰 값입니다.

관 지름이 바뀌는 곳에서는 맨홀에서 관을 어떻게 맞추어 잇는지가 중요합니다.

1. 수면접합: 계획 수위를 맞춤 → 수리학적으로 가장 좋음
2. 관정접합: 관 꼭대기를 맞춤 → 흐름은 좋지만 하류로 갈수록 깊어짐
3. 관중심접합: 관 중심을 맞춤
4. 관저접합: 관 바닥을 맞춤 → 굴착은 얕지만 수리학적으로 불리

틀린 선지

• 관정접합: 관 꼭대기(관정)를 맞추는 방법으로, 흐름은 원활하지만 굴착 깊이가 깊어집니다.
• 관저접합: 관 바닥을 맞추는 방법으로, 굴착은 얕지만 위쪽 관에 물이 막히기 쉬워 수리학적으로 불리합니다.
• 관중심접합: 관의 중심을 맞추는 방법으로, 수면접합과 관정접합의 중간 성격입니다.