정수처리 관련 기출 · 풀이
조류 발생 시 정수처리 공정에 미치는 영향과 대책에 대하여 설명하시오.
조류(Algae) 발생은 정수처리 공정에서 응집저해, 여과지 폐색, 이취미(2-MIB·Geosmin)와 조류독소(Microcystin) 유발, 염소소독부산물 증가를 일으킨다. 대책은 취수원 단계의 부영양화 관리·선택취수, 정수장 단계의 전처리(전염소·분말활성탄)·응집 강화·고도산화(오존)·입상활성탄 흡착으로 다층 방어한다. 특히 남조류 독소와 맛·냄새 물질은 일반 응집·여과로 제거되지 않으므로 PAC/GAC와 오존이 핵심이다.
전체 해설 보기정수처리 과정에서 미량오염물질 유입 시 대응방안에 대하여 설명하시오.
미량오염물질은 농약·내분비계장애물질·의약물질(PPCPs)·맛냄새물질·소독부산물 전구물질 등 ng/L~µg/L 수준의 저농도 유해물질로, 기존 응집·침전·여과·소독 공정으로는 제거가 어렵다. 유입 시 수원 감시·경보로 조기 인지하고, 분말활성탄(PAC) 긴급투입, 입상활성탄(GAC)·오존/과산화수소 고도산화(AOP)·막여과(NF/RO) 등 고도정수처리로 대응한다. 평상시 수원관리, 모니터링 체계, 처리공정 다중방벽 구축과 비상대응 매뉴얼이 핵심이다.
전체 해설 보기조류발생 시 정수처리 공정별 조치 요령에 대하여 설명하시오.
조류(특히 남조류) 대량발생 시 정수처리는 취수·전처리·응집침전·여과·소독 각 공정에서 맛·냄새물질(지오스민·2-MIB), 조류독소(마이크로시스틴), 여과지 폐색, 소독부산물 전구물질을 제어해야 한다. 핵심은 전염소 대신 전오존·중간염소 신중운용, 분말활성탄(PAC) 주입, 응집강화(강화응집), 고도산화(AOP)·활성탄흡착이며, 조류세포 파괴로 인한 독소 용출을 막기 위해 산화제 투입시점 관리가 중요하다. 조류경보 단계별 대응체계로 운영한다.
전체 해설 보기정수처리 공정도를 작성하고, 주요 시설에 대한 기능 및 설계기준에 대하여 설명하시오.
표준 정수처리 공정은 취수→착수정→혼화→응집(플록형성)→침전→여과→소독→정수지의 순으로 구성되며, 각 단계에서 탁질·콜로이드·병원성미생물을 단계적으로 제거한다. 응집·침전·여과(급속여과 156 m/일 내외)·소독(잔류염소 0.2 mg/L 이상)의 설계기준을 충족해야 먹는물 수질기준을 안정적으로 만족할 수 있다.
전체 해설 보기장마철 고탁도 발생원인, 사전대책방안 및 정수처리 공정에서의 처리방안에 대하여 설명하시오.
장마철 고탁도는 집중호우로 인한 유역 토사 유출, 하천 바닥 교란, 댐·호소의 탁수층 유입 등으로 원수 탁도가 급상승하는 현상이다. 사전대책으로는 취수탑 선택취수, 원수 탁도 모니터링·예측, 약품·전처리 설비 확보, 비상 운영매뉴얼 정비가 있고, 정수처리에서는 전염소·분말활성탄 주입, 응집제 증량 및 응집보조제(고분자) 투입, 전처리(약품침전·고속응집침전·전여과) 강화, 슬러지 처리용량 확보로 대응한다. 고탁도 시 응집조건(주입률·pH) 최적화와 여과지 부하관리가 처리수질 확보의 핵심이다.
전체 해설 보기정수처리시설 중 배출수처리 시설의 기능 및 구성
정수처리장의 배출수처리시설은 침전지 슬러지와 여과지 역세척수 등 정수공정에서 발생하는 배출수를 농축·탈수·처분하여 하천 방류 부하를 줄이고 자원화하는 시설이다. 일반적 구성은 ①조정시설(배출수지·배슬러지지) → ②농축시설(농축조) → ③탈수시설(가압탈수기·원심탈수기 등) → ④처분·재이용(케이크 매립·자원화, 상징수 반송)의 계열로 이루어진다.
전체 해설 보기수돗물에 철과 망간이 다량으로 함유되어 있는 경우, 발생할 수 있는 문제점과 정수 처리공정에서의 저감 방안을 물리화학적 및 생물학적 관점에서 설명하시오.
수돗물 내 철(Fe)·망간(Mn)은 적수·흑수, 이취미, 세탁물 착색, 관내 슬라임·통수능 저하를 유발한다. 먹는물 수질기준은 철 0.3mg/L, 망간 0.3mg/L(일반적 기준) 이하다. 저감은 물리화학적으로 전염소·폭기 산화 후 응집·여과하고, 망간은 산화환원전위가 높아 망간사·KMnO4 산화가 필요하다. 생물학적으로는 철·망간 산화세균을 이용한 생물여과로 약품 없이 제거한다.
전체 해설 보기정수처리에서 오존처리 시 문제점
정수처리 오존처리는 강력한 산화·소독력으로 이취미·색도·미량유기물 제거에 효과적이나, 브롬산염(BrO₃⁻) 등 소독부산물 생성, 생분해성유기물(AOC/BDOC) 증가로 인한 후단 세균 재증식, 잔류성이 없어 지속소독 불가, 높은 운전비·부식성 등의 문제점이 있다. 후오존+활성탄(BAC) 조합으로 부산물·재증식을 보완한다.
전체 해설 보기정수처리의 단위공정으로 오존처리법이 다른 처리법에 비해 우수한 점과 유의사항에 대하여 설명하시오.
오존(O₃)은 강력한 산화력(산화전위 약 2.07V)으로 살균·산화·탈취·탈색·맛냄새 제거·미량유기물 분해에 우수하며, 염소보다 빠르고 광범위한 처리효과를 낸다. 다만 잔류성이 없어 후염소가 필요하고, 브롬 존재 시 브롬산염(BrO₃⁻) 등 부산물 생성, 생분해성 유기물(AOC) 증가로 후단 생물활성탄(BAC)이 요구되며 설비·전력비가 높은 점에 유의한다.
전체 해설 보기연관 출제 키워드
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