5급 공채 2차

2022년 5급 공채 기술 2차 환경미생물학

문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

미생물의 분류와 지표 미생물에 대한 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 세균의 대사에서 에너지원에 따른 두 가지 분류와 탄소원에 따른 두 가지 분류를 각각 기술하고, 이때 에너지원과 탄소원 분류에 의해 나누어지는 4가지 그룹의 명칭을 기술하시오. (4점)
  2. (2) 세균의 그람염색 과정에 대하여 설명하고, 그람양성(Gram positive)균의 그람염색 후의 색깔을 제시하시오. (5점)
  3. (3) 분변으로 인한 수질 오염과 관련하여 병원성 미생물의 존재 가능성을 지시해 주는 이상적인 지표미생물(indicator microorganism)이 갖추어야 할 기준 6가지를 제시하시오. (6점)

제2문 (10점)

순수 분리된 단일 세균 종의 회분배양에서 생장곡선 중에 정체기(stationary phase)가 일어나는 이유 중의 하나는 탄소 및 에너지원의 고갈이다. 정체기에는 내생대사(endogenous metabolism)현상이 관찰된다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
  1. (1) 내생대사에 대하여 기술하시오. (5점)
  2. (2) 호기성 폐수처리 방법 중 내생대사를 이용하여 슬러지 발생량을 최소화하는 공정에 대하여 공정명을 제시하고, 공정원리를 설명하시오. (5점)

제3문 (10점)

하수처리장에서 이루어지는 대부분의 생물학적 질소 제거 공정은 효율성을 고려하여 비포기조－포기조의 순서로 진행되며, 포기조의 하수를 비포기조로 내부반송 시키고 있다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
  1. (1) 생물학적으로 질소 제거를 위한 공정으로서, 비포기조－포기조의 순서와 포기조－비포기조 순서를 비교하여 설명하시오. (6점)
  2. (2) 비포기조－포기조 순서에서, 포기조에서 처리된 하수를 비포기조로 내부반송 시키는 이유에 대하여 설명하시오. (4점)

제4문 (15점)

혐기성 소화 미생물을 이용해서 유기성 폐수로부터 메탄을 생산하고 이를 연소하여 전력 생산이 가능하다. 5,000mgCOD/L의 유기성 폐수(유기물 분자식＝C16H27.3O3.75N2.33)를 아래의 혐기성 소화 반응을 통하여 35°C에서 하루 당 100m3/day의 폐수를 처리하고자 한다. 이 폐수 내 유기물 COD 환산 인자는 615gCOD/mole이며, 해당 혐기성 소화 반응에 의한 COD 제거율은 80%이라고 가정할 때, 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
C16H27.3O3.75N2.33(유기물)＋10.73H2O→
9.20CH4＋3.83CO2＋0.16C5H7O2N(세포)＋2.17NH4+＋2.17HCO3-
  1. (1) 위의 조건에서 하루 생산 메탄량을 부피(L/day)로 계산하시오. (단, 생산된 메탄의 부피 계산을 위하여 표준 온도 (25°C) 및 표준 압력 (1atm) 조건에서 메탄의 몰 당 부피는 22.4L/mole이라고 가정한다) (10점)
  2. (2) 생산된 메탄을 가스터빈에서 연소해서 발전한다면 하루 발전량(kWh/day)은 얼마인지 계산하시오. (단, 생산된 메탄의 연소와 가스터빈에 의한 전력 전환효율은 35%, 표준 온도 (25°C) 및 표준 압력 (1atm) 조건에서 메탄의 에너지함량은 35.8kJ/L이라고 가정하고, kJ단위와 kWh단위 간의 환산율은 1kJ＝2.78×10-4kWh을 적용한다) (5점)