【상하수도공학】 2026 국가공무원 5급(기술) 제2문

2026 국가공무원 5급(기술) 제2문^]

 

추천글 : 【상하수도공학】 상하수도공학 목차 

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a. 화학의 기초

b. 물질전달

c. 반응속도론 

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Q. 부피가 10,000,000 m³이고, 평균 수심이 5 m인 호수의 상류 유입 및 하류 유출 유량은 100,000 m³/d로 동일하다. 호수로 유입되는 유기물 오염원은 비점오염원 2,000 kg/d, 대기 낙하 오염원 5 g/(m²·d), 내부 발생 오염원 400 kg/d로 관측되었다. 또한, 호수로 유입되는 유입수 내 유기오염물 농도는 8 mg/L로 측정되었다. 다음 물음에 답하시오. (단, 호수는 완전혼합상태로 가정하고, 강우 유출 등 다른 요인에 의한 유량변화는 무시한다)

 

Q1. 유기오염물이 분해되지 않는 것으로 가정할 때, 물질수지를 이용하여 정상상태에서의 호수 내 유기오염물 농도[mg/L]를 구하시오.

  

A1.

 

 

정상상태 물질수지식

유입 오염원 + 생성 오염원 = 유출 오염원

8 mg / L × 1000 L / m³ × 10⁵ m³/d + 2000 kg/d + 5 g/m2·d × 10⁷ m³ / 5 m + 400 kg / d = 유출 오염원 

∴ 800 + 2000 + 10000 + 400 = 13200 kg/d = 유출 오염원 = 호수 내 유기오염물 농도 × 10⁵ m³/d 

∴ 호수 내 유기오염물 농도 = 132 mg/L 

 

Q2. 유기오염물의 분해가 1차 분해식을 따르며 분해상수(k)가 0.20/d로 측정된 경우, 물질수지를 이용하여 정상상태에서의 호수 내 유기오염물 농도[mg/L]를 구하시오. 

 

A2. 

정상상태 물질수지식

유입 오염원 + 생성 오염원 = 유출 오염원 + 분해 오염원

13200 kg/d = 호수 내 유기오염물 농도 × 10⁵ m³/d + 호수 내 유기오염물 농도 × 10⁷ m³ × 0.20 /d 

∴ 호수 내 유기오염물 농도 = 6.29 mg/L

 

참고로, Q1의 정상상태 물질수지식의 각 항이 분해속도와 같은 차원을 가지므로 위 정상상태 물질수지식을 쉽게 떠올릴 수 있다.

 

입력: 2026.07.12 11:13