토목기사 상수도 계획과 정수 핵심정리

상수도는 물을 얻는 곳부터 가정까지 다음 순서로 이어집니다.

1. 취수: 수원(강·댐·지하수)에서 물을 받아들임
2. 도수: 취수장 → 정수장으로 원수를 보냄
3. 정수: 마실 수 있게 깨끗하게 처리
4. 송수: 정수장 → 배수지로 보냄
5. 배수: 배수지 → 급수 지역 배수관망으로 나눠 보냄
6. 급수: 배수관에서 각 가정·건물로 공급

틀린 선지

• 취수 → 송수 → 정수 → 도수 → 배수 → 급수: 도수와 송수의 위치가 바뀌었습니다. 정수 전이 도수, 정수 후가 송수입니다.
• 취수 → 정수 → 도수 → 배수 → 송수 → 급수: 정수장 앞에서 물을 끌어오는 도수가 정수 뒤에 있고, 배수와 송수 순서도 바뀌었습니다.
• 도수 → 취수 → 정수 → 송수 → 급수 → 배수: 물을 끌어오기 전에 취수부터 해야 하고, 배수 다음이 급수입니다.

급수량은 인구에 1인당 급수량을 곱하고, 단위를 m³ 로 바꿉니다(1m³ = 1,000L).

1. 50,000 × 400L = 20,000,000L/일
2. 20,000,000 ÷ 1,000 = 20,000m³/일
3. 검산: 1인당 0.4m³ × 50,000명 = 20,000m³ 로 같습니다.

틀린 선지

• 2,000m³/일: L 를 m³ 로 바꿀 때 10배 작게 계산한 값입니다.
• 200,000m³/일: L 를 m³ 로 바꿀 때 10배 크게 계산한 값입니다.
• 20,000,000m³/일: L 를 m³ 로 바꾸지 않고 L 숫자를 그대로 쓴 값입니다.

여과 방식에 따라 표준 여과속도가 크게 다릅니다.

1. 완속여과: 4~5m/일. 모래층 표면에 생기는 생물막으로 거르므로 넓은 면적이 필요합니다.
2. 급속여과: 120~150m/일. 응집·침전 뒤 여과하며, 역세척으로 여과층을 씻습니다.

틀린 선지

• 120~150m/일: 급속여과지의 표준 여과속도입니다.
• 1~2m/일: 완속여과의 표준보다 느린 값입니다.
• 30~40m/일: 완속·급속 어느 쪽의 표준 여과속도도 아닙니다.

미생물 기준은 수인성 질병을 막기 위한 가장 기본 항목입니다.

1. 총대장균군: 100mL 에서 검출되지 않을 것(먹는샘물 등은 250mL)
2. 일반세균: 1mL 중 100CFU 이하
3. 대장균은 분변 오염을 알려 주는 지표 미생물입니다.

틀린 선지

• 1mL 중 100CFU 이하: 일반세균의 기준입니다.
• 1L 에서 검출되지 않을 것: 총대장균군 기준의 시료량은 1L 가 아니라 100mL 입니다.
• 10mL 중 10개 이하: 기준에 없는 값입니다.

등비급수법은 인구가 매년 같은 비율로 늘어난다고 봅니다.

1. Pn = 100,000 × (1 + 0.02)¹⁰
2. 1.02¹⁰ ≈ 1.21899
3. Pn ≈ 121,899명
4. 검산: 등차급수법(매년 2,000명)은 120,000명이므로, 늘어난 인구에 다시 2% 가 붙는 등비급수법이 조금 더 큰 것이 맞습니다.

틀린 선지

• 120,000명: 해마다 같은 수(2,000명)씩 늘어나는 등차급수법 값입니다.
• 122,140명: 연속 복리처럼 계산하는 지수함수(e^(rn)) 값입니다.
• 102,000명: 1년 뒤 인구입니다.

염소를 물에 넣으면 차아염소산(HOCl)이 생기고, pH 에 따라 일부가 차아염소산 이온(OCl⁻)으로 나뉩니다.

1. pH 가 낮을수록(산성 쪽) HOCl 이 많습니다.
2. 소독력: HOCl 이 OCl⁻ 보다 훨씬 강합니다.
3. 유리잔류염소(HOCl, OCl⁻)가 결합잔류염소(클로라민)보다 소독력이 강합니다.

틀린 선지

• pH 가 높을수록 HOCl 비율이 커져 소독력이 강해진다.: pH 가 높으면 HOCl 이 OCl⁻ 로 바뀌어 소독력이 약해집니다.
• OCl⁻ 가 HOCl 보다 소독력이 강하다.: HOCl 이 OCl⁻ 보다 소독력이 훨씬 강합니다.
• 결합잔류염소가 유리잔류염소보다 소독력이 강하다.: 유리잔류염소가 결합잔류염소(클로라민)보다 소독력이 강합니다. 결합잔류염소는 오래 남는 장점이 있습니다.

공동현상은 펌프 안 압력이 물의 포화 증기압보다 낮아져 기포가 생기고 터지는 현상입니다. 소음·진동·날개 손상이 생깁니다.

1. 펌프를 낮게 설치하고 흡입 실양정을 작게 한다.
2. 흡입관을 짧고 굵게 해 손실수두를 줄인다.
3. 회전수를 낮춘다.
4. 흡입 실양정을 크게 하면 흡입 압력이 더 낮아져 공동현상이 잘 생깁니다.

틀린 선지

• 펌프 설치 위치를 낮춘다.: 공동현상을 막는 올바른 방법입니다.
• 흡입관의 손실수두를 작게 한다.: 공동현상을 막는 올바른 방법입니다.
• 펌프의 회전수를 낮춘다.: 공동현상을 막는 올바른 방법입니다.

이상적인 침전지에서는 표면부하율(Q/A)보다 느리게 가라앉는 입자가 그 비율만큼만 제거됩니다.

1. 표면부하율 = 10,000 ÷ 500 = 20m/일
2. 침강속도 = 0.0002m/s × 86,400s/일 = 17.28m/일
3. 제거율 = 17.28 ÷ 20 = 0.864 → 86.4%
4. 검산: 침강속도가 표면부하율보다 작으므로 100% 제거되지 않는 것이 맞습니다.

틀린 선지

• 100%: 침강속도가 표면부하율보다 크다고 잘못 판단한 값입니다.
• 43.2%: 제거율을 절반으로 잘못 계산한 값입니다.
• 115.7%: 표면부하율을 침강속도로 나눈 거꾸로 된 값으로, 100% 를 넘을 수 없습니다.

배수관의 수압은 너무 낮으면 높은 곳에 물이 안 나오고, 너무 높으면 누수·파손이 생깁니다.

1. 최소 동수압(물이 흐를 때의 압력): 150kPa 이상
2. 최대 정수압(물이 흐르지 않을 때의 압력): 700kPa 를 넘지 않을 것
3. 수압이 너무 높은 지역은 감압밸브 등으로 나눠 관리합니다.

틀린 선지

• 700kPa 이상: 최대 정수압의 상한(700kPa 를 넘지 않을 것)과 혼동한 값입니다.
• 50kPa 이상: 최소 동수압 기준보다 낮은 값입니다.
• 400kPa 이상: 기준에 없는 값입니다.

정수장에서는 침전지 슬러지와 여과지 세척 배출수가 나옵니다. 이를 다음 순서로 처리합니다.

1. 조정: 배출수의 양과 농도를 고르게 함(배출수지·배슬러지지)
2. 농축: 가라앉혀 수분을 줄임
3. 탈수: 기계 등으로 물을 더 짜냄(필요하면 건조)
4. 처분: 매립·재활용

틀린 선지

• 농축 → 조정 → 탈수 → 처분: 배출수의 양과 농도를 고르게 하는 조정이 먼저입니다.
• 탈수 → 농축 → 조정 → 처분: 탈수는 농축 뒤에 해야 효율이 좋습니다.
• 조정 → 탈수 → 농축 → 처분: 농축으로 물을 먼저 줄인 뒤에 탈수합니다.