2025년 5급 공채 기술 2차 상하수도공학

제1문 (10점)

제2문 (20점)

1. (1) 도수관이 동수경사선보다 높게 위치할 경우 발생하는 수리학적 현상과 이에 따른 문제점을 2가지 이상 제시하시오. (6점)
2. (2) 상류에 위치한 취수시설 A수조에서 하류에 위치한 정수장 B수조에 물을 공급하기 위하여 직경 300mm, 길이 1,000m인 도수관을 설계하였다. 두 수조의 수위차가 10m일 때, Darcy-Weisbach 공식과 Manning 공식을 사용하여 각각 유속을 구하고, 상수도 설계기준의 관내 최소유속 및 최대유속 기준을 충족하는지 판별하시오. (단, 급축소계수는 0.5, 급확대계수는 1.0이고, Darcy의 마찰손실계수(f)는 0.03, Manning 조도계수(n)는 0.013이다. 또한, 중력가속도 g＝9.81m/sec²이다) (14점)

제3문 (20점)

1. (1) 바이오가스의 생산 및 활용을 촉진시키기 위해 제정된 ｢유기성 폐자원을 활용한 바이오가스의 생산 및 이용 촉진법｣(약칭:바이오가스법)에서 정의하는 “유기성 폐자원”의 종류 및 특징에 대해 설명하시오. (5점)
2. (2) 유기성 폐자원의 바이오가스 생산 과정에서 혐기성 미생물에 의한 분해과정을 단계별로 설명하시오. (6점)
3. (3) 유입수의 유량(Q)이 20,000m³/d인 하수처리장에서 1차 침전조 슬러지를 혐기성소화로 처리하고 있다. 이때, 생산되는 메탄가스량[m³/d]을 계산하시오. (단, 메탄가스량의 계산은 STP 기준으로 산정하고, 유입수의 BOD는 전량 글루코스(glucose)로 가정하며, 초기 BOD의 농도는 300mg/L이다) (9점)

제4문 (30점)

1. (1) 정상상태에서 1차 반응이 일어나는 PFR(plug flow reactor) 반응조의 수리학적 체류시간을 구하는 수식을 물질수지로부터 유도하시오. (단, 수식에서 유량은 Q, 반응조 부피는 V, 유입 미생물 농도는 C₀, 유출 미생물 농도는 C, 반응속도식은 r, 속도상수는 k로 표시한다) (5점)
2. (2) 1)의 PFR 반응조에서 미생물을 99% 불활성화하는데 필요한 최소 체류시간을 계산하시오. (단, k＝0.1min^-1이다) (5점)
3. (3) 염소소독 공정의 접촉시간이 20분이고 대장균군의 소독 성능이 다음 식을 따른다고 할 때, 4log 제거율을 얻기 위해 필요한 잔류염소의 농도[mg/L]를 계산하시오. (10점)
   
   \frac{{N_{{t}}}}{{N_{{0}}}} = ( 1 + 0.3 C_{{t}} ㆍ t )^{{- 4}}
   (N_{0}, N_{t}는 각각 t = 0, t = t에서의 대장균군 수, C_{{t}}는 t = t에서의 총 잔류염소량(mg/L), t는 체류시간(min))
4. (4) 전염소 처리를 적용하는 경우를 5가지 이상 서술하시오. (10점)

제5문 (20점)

1. (1) 상수처리용 분리막의 막여과유속(Flux)에 영향을 미치는 막의 특성 및 운전 인자를 4가지 이상 서술하시오. (단, 원수의 성상 조건은 제외한다) (8점)
2. (2) 하수처리시 생물학적 처리공정의 2차 침전지를 대체하기 위해 침지형 생물학적 분리막을 적용할 때 예상되는 운전 비용의 발생 요인을 4가지 이상 서술하시오. (12점)
   
   끝