핵심 해설
이 문제는 상수 처리 공정 중 하나인
급속 모래여과(Rapid Sand Filtration)의 표준 여과 속도를 묻고 있어요. 여과 속도는 정수장 설계와 운영에서 매우 중요한 설계 인자이며, 급속 모래여과와 완속 모래여과(Slow Sand Filtration)의 차이를 이해해야 정확히 답할 수 있습니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
급속 모래여과는 응집·침전 공정을 거친 물을 모래층(여과사)을 통과시켜 남아 있는 미세한 플록(Floc)과 부유 물질을 제거하는 공정입니다. 일반적으로
여과 속도(Filtration Rate)는
100~150 m/day (약 4~6 m/hr) 범위가 표준으로 사용됩니다. 이에 비해 완속 모래여과는 생물학적 막(Biofilm)을 이용하여 정수하므로 여과 속도가 매우 느려
4~5 m/day 수준입니다.
핵심! 급속 모래여과는 전처리(응집·침전) 후 적용되며, 여과지 면적을 줄이고 처리 용량을 높이기 위해 고속으로 운전됩니다.
2.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답인 ⑤번 100~150 m/day는 급속 모래여과의 전형적인 설계 여과 속도 범위입니다. 국내외 정수장 설계 기준에서도 이 범위를 준용하고 있으며, 여과지 수와 면적을 결정할 때 중요한 기준이 됩니다.
혼동 주의! 완속 모래여과의 여과 속도(1~5 m/day)와 혼동하지 않도록 주의하세요.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis)
혼동 주의!
①번 200~300 m/day: 급속 모래여과의 최대 한계를 넘는 속도로, 이 속도에서는 여과 효율이 급격히 떨어지고 수질 악화가 발생합니다.
②번 1~5 m/day: 완속 모래여과의 여과 속도입니다. 생물학적 정수 방식이므로 속도가 매우 느립니다.
③번 500 m/day 이상: 현실적으로 적용 불가능한 속도로, 여과지가 막히고 역세척 주기가 너무 짧아집니다.
④번 10~20 m/day: 급속 모래여과보다는 느리지만 완속 모래여과보다는 빠른 속도로, 일반적인 표준 범위가 아닙니다.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
급속 모래여과와 완속 모래여과를 비교해보면:
| 구분 | 급속 모래여과 | 완속 모래여과 |
|---|
| 여과 속도 | 100~150 m/day (4~6 m/hr) | 4~5 m/day (0.1~0.2 m/hr) |
| 전처리 필요 | 응집·침전 필요 | 불필요 |
| 주요 제거 기전 | 물리적 여과 (모래층 걸름) | 생물학적 분해 + 물리적 여과 |
| 유지 관리 | 역세척(Backwashing) 필요 | 표면 긁어내기(Scraping) |
| 적용 수질 | 탁도가 높은 원수 | 비교적 맑은 원수 |
개념 정리: 여과 속도는 정수 공정의 처리 용량과 직결되며, 급속 모래여과는 대규모 정수장에서 주로 사용되고 완속 모래여과는 소규모나 수질이 좋은 지역에서 사용됩니다.
한눈에 비교!:
급속 모래여과: 100~150 m/day (빠름) ↔ 완속 모래여과: 4~5 m/day (느림)
혼동 주의! "급속"이라는 단어에 속아 200~300 m/day를 고르지 않도록 주의하세요.
암기 팁: "급속 여과는 시속 4~6km로 달리는 자전거 속도(100~150 m/day), 완속 여과는 느린 거북이 속도(4~5 m/day)"라고 연상하세요.
국시 빈출 포인트: 여과 속도 비교 문제는 공중보건학 상수도 공정 파트에서 자주 출제됩니다. 숫자와 단위(m/day vs m/hr)를 정확히 기억하고, 전처리 유무와 함께 암기해야 합니다.
기출 변형 주의!: "완속 모래여과의 여과 속도는?" 또는 "급속 모래여과의 역세척 주기" 등의 변형 문제가 나올 수 있으니 두 공정의 차이를 종합적으로 이해하세요.