2017년 5급 공채 기술 2차 상하수도공학

문제 4개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (20점)

우리나라의 많은 상수관은 노후화되어 시민들에게 수질관련 민원을 발생시키는 원인이 되고 있다. 상수관은 그 자체로 생물학적 및 화학적 반응조의 역할을 하며, 수질에 영향을 미친다. 다음 물음에 답하시오. (총 20점)

하수처리 반응조의 설계, 평가, 운영에 대하여 통합적인 관점에서 다음 물음에 답하시오. (총 30점)

(1) 활성슬러지 반응조로 유입되는 BOD가 125mg/L, 반응조의 수리학적 체류시간(HRT)이 6시간, F/M비가 0.25kg-BOD/kg-MLSS/day, 잉여슬러지 SS농도가 7,000mg/L로 설계하는 경우 반응조의 MLSS 농도와 반송비(R)를 구하시오. (단, 반응조로 유입되는 SS농도는 0이다) (10점)
(2) 실제의 반응조는 이상적인 반응조와 차이가 나기 때문에 추적자(Tracer) 시험을 통해 해석을 하게 된다. 현장에서 수행하는 추적자 시험의 방법과 해석 절차를 설명하시오. (10점)
(3) 사상균은 침강성을 저해하여 2차 침전지에서 슬러지 분리를 어렵게 한다. 따라서 미생물 선택조(Selector)를 포기조 전단에 설치하여 사상균을 제어하고 있다. 이때 플럭형성 미생물과 사상균의 성장․제어 기작을 Monod 식을 사용하여 비교 설명하시오. (10점)

A시는 현재 정수장 시설용량이 30,000m³/일이며, 목표연도(2025년)의 총인구가 10만 명으로 전망된다. 다음 표를 참고하여 물음에 답하시오. (단, 이자율이나 할인율 등 시간에 따른 비용변동은 고려하지 않는다) (총 30점)

목표 연도	총인구 (명)	보급률 (%)	급수 인구 (명)	일평균 사용량 (lpcd)	유효율 (%)	일평균 급수량 (m³/일)	일최대 급수량 (m³/일)
2025	100,000	90	( ㉠ )	210	70	( ㉡ )	( ㉢ )

(1) 위 표의 ㉠～㉢값을 구하시오. (단, 일최대 급수량의 첨두부하는 1.3이다) (6점)
(2) 목표연도까지 추가적으로 확장해야 하는 정수장 시설용량(m³/일)과 예상 사업비를 구하시오. (단, 정수시설 1m³/일 확장에 1백만 원이 소요된다) (8점)
(3) A시의 목표연도 용수 부족량을 정수장 시설확장 대신 유효율을 높여서 해결이 가능하다면 유효율을 몇 % 이상으로 향상시켜야 하는지 구하시오. (6점)
(4) A시 정수장의 수돗물 생산비용은 500원/m³이고, 유효율을 1% 높이는데 10억 원이 소요된다. 목표연도에 시설 확장 또는 유효율 향상이 완료되었다고 가정하고 목표연도 이후 10년간 운영할 때, 총비용 측면에서 시설 확장과 유효율 향상 중 어떠한 선택을 하는 것이 유리한지 설명하시오. (10점)

정수장 배출수처리시설과 관련하여 다음 물음에 답하시오. (총 20점)

(1) 배출수처리시설을 설치해야 하는 법적인 근거에 대해 설명하시오. (5점)
(2) 배출수처리시설의 용량은 계획처리고형물량에 의해 결정된다. 계획처리고형물량을 이론적으로 산정하는 방법에 대해 설명하시오. (5점)
(3) 응집－침전－여과－소독으로 구성되는 표준처리 정수장에서 일반적으로 사용하고 있는 배출수처리공정의 흐름도를 그리고, 주요 단위공정의 용도와 주요 설계인자에 대해 설명하시오. (10점)