원칙적으로 분류식 생활하수관거로 유입되지 않는 것은?
- 가정하수
- 산업폐수
- 우수
- 침투수
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 분류식 생활하수관거로 유입되지 않는 것을 묻고 있다. 분류식 관거는 생활하수와 우수를 분리하여 서로 다른 관로로 처리하므로 우수는 하수관로로 유입되지 않고 별도의 우수관으로 유출된다.
분류식 하수관거는 생활하수와 우수를 분리하여 관로로 흘려보내는 방식이므로 우수는 별도 우수관으로 유입된다.
개념 한 쪽
수질환경산업기사 분석자료 관리 — 부하량 계산과 단위환산
폐수 및 하천의 오염부하는 유량과 농도의 곱으로 취급하며, 혼합 전후의 부하량 평형에서 방류수 허용 농도와 처리 효율을 역산하는 문제가 반복 출제된다고 설명한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「분석자료 관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 혼합수 허용 방류농도 역산 | 1 | 하천과 방류수 혼합에서 방류수 허용 농도와 제거율을 역산하기 |
| 생활·공장 폐수 혼합 농도 계산 | 1 | 생활하수와 공장폐수의 부하 합성으로 혼합 농도를 산출하기 |
| 분류식 관거 및 운영관리 판단 | 1 | 관거 유형과 슬러지 미폐기 등 운영상 현상 판단하기 |
뜻
분석자료 관리는 각 유입원별 유량과 농도를 이용해 부하량을 계산하고 이를 합산하여 혼합수의 농도나 방류수의 허용 부하를 구하는 절차를 포함한다고 정의한다. 부하량은 보통 kg/day 단위로 취급하며, 부하량 계산을 통해 방류수의 허용농도를 역으로 산정하고 처리장 필요 제거율을 계산한다고 정리한다.
혼합 문제는 하천 본류와 방류수의 완전혼합을 가정하여 총 부하량의 보존을 전제로 푼다고 설명한다. 즉, 하천 부하 + 방류수 부하 = 혼합수의 허용 부하이며, 이 관계에서 방류수 허용 농도를 구한 뒤 유입 농도와의 차이로 제거율을 산출한다고 기술한다.
단위 환산을 엄밀히 수행해야 한다고 강조한다. 유량은 초당 유량(m³/sec)을 일 단위로 환산하거나 반대로 할 수 있어야 하며, 농도 단위(mg/L, ppm)와 질량 단위(g, kg)를 서로 변환하여 부하량을 계산해야 한다고 알린다. 단위 환산 실수는 정답과 큰 차이를 발생시킨다고 경고한다.
분석자료에는 운영관리와 공정 순서, 슬러지 관리, 하천의 자정에 이용 가능한 산소량 등도 포함된다고 설명한다. 슬러지를 장기간 미폐기하면 혐기성 분해로 가스가 발생하여 슬러지 부상을 초래한다고 경고한다. 하천의 이용 가능한 산소량은 유량에 DO 차이를 곱해 일일 산소량으로 환산한다고 안내한다. 침전지 체류시간은 전체 유효부피를 일일 처리유량으로 나누어 산출한다고 정리한다.
예제
산업단지 폐수 유량 20,000m³/day, BOD 200mg/L, 인근하천 유량 10m³/sec, 하천 BOD 0.5mg/L이고 하천 방류지점 목표 BOD를 1mg/L로 유지하려면 처리장 제거율을 계산한다. 하천 유량을 일 단위로 환산하면 10m³/sec × 86,400s/day = 864,000m³/day이고, 총 유량은 864,000 + 20,000 = 884,000m³/day이다. 혼합 후 허용 총부하는 884,000m³/day × 1mg/L = 884kg/day이고, 하천 원수 부하는 864,000 × 0.5mg/L = 432kg/day이므로 방류수 허용 부하는 884 - 432 = 452kg/day이다. 방류수 허용 농도는 452kg ÷ 20,000m³ = 22.6mg/L이고, 제거효율은 (200 - 22.6)/200 × 100 ≈ 88.7%로 약 89%가 필요하다고 계산한다.
대표 기출 3문항
산업단지내 발생되는 오수를 오수처리장을 거쳐 하천으로 방류한다. 처리장 유입오수의 BOD농도는 200mg/ℓ , 유량은 20,000m³/day 이고, 인근하천의 유량은 10m³/sec와 BOD농도 0.5mg/ℓ 이다. 하천 방류지점의 BOD농도를 1급수로 유지 하고자 할 때 오수처리장에서 BOD 최소제거효율은? (단, 1급수 BOD농도는 1mg/ℓ 로 한다)
- 약 68 %
- 약 75 %
- 약 82 %
- 약 89 %
정답과 해설 보기
정답 ④ · 방류 후 하천의 BOD가 1급수 기준인 1mg/L 이하가 되려면 처리장 방류수의 BOD를 x라 할 때 혼합 공식인 (10×0.5 + (20000/86400)×x) / (10 + 20000/86400) = 1 을 만족해야 합니다. 이를 정리하면 방류수 BOD인 x는 약 11mg/L 이하가 되어야 합니다.
하천 유량과 처리장 방류수를 혼합한 후의 BOD가 1mg/L가 되도록 역산하여 제거효율을 구한다.
어떤 도시의 폐수 처리 기본 계획을 위하여 조사한 자료는 다음과 같다. 생활하수와 공장폐수를 혼합하여 공동처리할 경우 처리장에 들어오는 혼합유입수의 BOD농도는? (단, 계획인구: 50,000인, 계획 1인 1일 오수량: 450L, 계획 1인 1일 오탁부하량 BOD: 50g, 공장폐수량:50,000m³/d, 공장폐수 BOD: 500㎎/L)
- 350㎎/L
- 360㎎/L
- 380㎎/L
- 390㎎/L
정답과 해설 보기
정답 ③ · 생활하수의 BOD 부하량은 50,000인 × 50g/인/일 = 2,500,000g/일 = 2,500kg/일입니다. 공장폐수의 BOD 부하량은 50,000m³/일 × 500mg/L = 25,000,000g/일 = 25,000kg/일입니다.
혼합 BOD 농도는 생활하수와 공장폐수의 BOD 부하량 합을 총 유량으로 나누어 계산한다.
자주 묻는 물음
- 부하량 계산의 기본 원리는 무엇인가?
- 부하량은 유량과 농도의 곱으로 계산하며, 혼합계에서는 각 유입원의 부하량을 합하여 혼합수의 총부하와 일치시킨다는 물질수지 원리를 적용한다고 답한다.
- 유량 단위 환산에서 자주 실수하는 점은 무엇인가?
- 초당 유량(m³/sec)을 일 단위로 바꿀 때 1일 = 86,400초를 곱하는 과정과 m³를 L로 또는 mg를 kg으로 환산할 때 10³·10⁶ 계수를 정확히 적용하는 것을 실수하기 쉬운 부분으로 기억하라고 조언한다.
- 슬러지를 미폐기하면 어떤 현상이 발생하나?
- 슬러지를 제때 제거하지 않으면 혐기성 분해가 일어나 N₂, H₂S 같은 가스가 발생하며 이 기체가 슬러지에 붙어 슬러지 부상을 유발하고 유출수 수질을 악화시킨다고 설명한다.
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