개념 한 쪽
폐수의 물리적 처리는 큰 이물과 무거운 입자부터 미세한 부유물질과 미량 유기물까지 단계적으로 제거하는 공정군을 말한다는 점을 이해한다.
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출제기준 단원 「물리적 처리 원리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 침사지의 목적 판단 | 1 | 침사지가 제거하는 대상과 목적을 구분하기 |
| 스크리닝 설계 유속 판별 | 1 | 스크린의 접근·통과 유속 설계 기준을 가려내기 |
| 활성탄의 적용 범위 | 1 | 활성탄의 용도와 한계를 설명할 수 있기 |
물리적 처리의 전처리 단계에는 스크리닝과 침사지가 포함된다는 점을 기억한다. 스크리닝은 큰 쓰레기나 이물질을 걸러내어 후속 설비의 손상과 막힘을 방지한다는 목적을 가진다. 침사지는 모래·자갈과 같은 비중이 큰 무기성 입자를 침전시켜 제거함으로써 펌프와 관로의 마모를 줄이는 역할을 한다는 점을 명확히 한다.
스크리닝 설계에서 유속 관리는 성능에 결정적이라는 점을 인식한다. 통과 유속은 이물질이 효과적으로 걸러지면서 막힘이 발생하지 않도록 적정 범위로 설계해야 한다는 원리를 숙지한다. 접근 유속과 통과 유속이라는 서로 다른 기준을 구분하여 이해해야 한다는 점을 강조한다.
여과는 모래나 여재층을 통해 입자성 부유물질(SS)을 물리적으로 걸러내는 공정이라는 점을 분명히 한다. 여과는 주로 고형 입자를 제거하는 역할을 하며, pH 조절이나 중금속·휘발성물질 제거 등은 별도의 화학적 또는 다른 단위공정이 필요하다는 점을 구별한다.
흡착은 활성탄과 같은 흡착제를 이용하여 색도·냄새·미량 유기물 등을 제거하는 고도 처리 방법이라는 점을 이해한다. 활성탄은 비표면적이 크고 미량 오염물질을 효율적으로 흡착하지만, 다량의 기름은 흡착제를 빠르게 포화시켜 효율을 떨어뜨리므로 유수분리 등으로 선제 제거해야 한다는 한계를 인지한다. 또한 질소·인과 같은 영양염류 제거에는 흡착보다 이온교환이나 생물학적 처리가 더 유효하다는 구분을 명확히 한다.
부상법은 미세 기포를 이용해 입자에 부착시켜 겉보기 비중을 낮추고 수면으로 떠오르게 하여 침전으로 제거하기 어려운 가벼운 미세 입자나 유분을 효과적으로 분리한다는 원리를 기억한다. 불소 제거는 칼슘 화합물 첨가로 불화칼슘 침전을 유도하는 화학침전법이 표준이라는 점을 물리적 처리와 구별하여 연결한다.
예시 1: 폐수 전처리 단계에서 모래와 자갈이 많은 유입수를 그대로 보내면 펌프 마모가 발생하므로 침사지를 통해 먼저 무거운 무기성 입자를 제거한다는 판단이 옳다.
예시 2: 폐수에 다량의 기름이 포함된 경우 활성탄으로 곧바로 처리하면 흡착제가 빠르게 포화되어 색도나 냄새 제거 효율이 떨어지므로, 먼저 유수분리로 기름을 제거한 뒤 활성탄으로 미량 유기물을 처리한다는 공정 배치를 적용한다는 판단이 옳다.
침사지(Grit chamber)의 목적으로 가장 적절한 것은?
정답 ② · 침사지(Grit chamber)는 폐수 처리 공정의 전처리 단계에서 모래, 자갈 등 비중이 크고 무거운 무기성 입자를 침전시켜 제거함으로써 후속 처리시설의 마모나 폐쇄를 방지하기 위해 설계된 시설이다.
침사지는 모래, 자갈 등 무거운 무기성 입자를 침전시켜 제거하는 시설이다.
폐수처리 공정 중 예비처리인 스크리닝(Screening)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ② · 스크린(스크리닝)을 통과하는 유속은 협잡물이 스크린에 끼여 걸리지 않고 원활히 통과하면서도 충분히 협잡물을 걸러내도록 통상 0.6~1.0m/sec 정도로 설계하며, 2m/sec 이하라는 기준은 실제 설계기준보다 지나치게 완화된 값으로 옳지 않다. 스크린 접근유속은 사석 퇴적을 방지하기 위해 0.45m/sec 이상으로 유지해야 하며, 스크리닝은 주로 침사지 전방에 설치되어 후속 처리설비를 보호하는 예비처리 시설이다.
스크린 통과유속은 0.6~1.0m/sec로 설계하며 2m/sec 이하라는 기준은 실제 설계기준과 다르다.
하·폐수 처리 공정 중 활성탄의 일반적인 용도로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ② · 활성탄은 큰 비표면적을 이용해 응집·침전 후 남은 색도(색깔) 제거, 냄새나는 물의 탈취, 미량의 중금속 및 유기물 제거 등 미량 오염물질 처리에 주로 활용된다. 반면 다량의 기름은 활성탄의 흡착 용량을 빠르게 포화시켜 비효율적이므로 유수분리 등 별도 방법으로 처리하며, 활성탄의 일반적 용도와 거리가 먼 것은 다량의 기름 제거이다.
활성탄은 비표면적이 크지만 다량 기름은 포화를 유발하므로 유수분리 등으로 별도 처리한다.
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