핵심 해설
이 문제는 정수처리 공정에서 사용되는
완속 모래 여과(Slow Sand Filtration)와
급속 모래 여과(Rapid Sand Filtration)의 핵심 차이점을 이해하고 있는지 묻는 문제예요. 두 공정은 여과 속도, 전처리 필요성, 여과층 재생 방식, 그리고 정화 기전에서 명확히 구분됩니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept):
핵심! 완속 여과는 여과 속도가
3~5 m/day로 매우 느린 반면, 급속 여과는
120~150 m/day로 빠릅니다. 완속 여과는 모래층 표면에 형성된
생물막(Biofilm) 또는 슈무츠데케(Schmutzdecke)에 의한 생물학적 정화 작용이 주된 정화 기전이고, 급속 여과는 전처리(응집·침전)를 통해 형성된 플록(Floc)을 여과하는 물리적 정화 기전이 주를 이룹니다.
2.
정답 근거 (Answer Rationale): ③번 보기 "완속 여과는 여과 속도가 느리고 생물막에 의한 정화 효과를 주로 이용한다"가 정답입니다. 완속 여과는 전처리 없이 원수를 직접 여과하며, 느린 여과 속도 덕분에 모래층 표면에 생물막이 형성되어 유기물과 세균을 분해·흡착합니다. 역세척(Backwashing)을 하지 않고, 표면의 오염된 모래층을 긁어내는 방식으로 재생합니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
- ①번:
혼동 주의! 역세척(Backwashing)은
급속 여과의 재생 방식입니다. 완속 여과는 역세척이 아닌 표면 모래 긁어내기를 사용합니다.
- ②번: 전처리 없이 원수를 직접 여과하는 것은
완속 여과의 특징입니다. 급속 여과는 대규모 정수장에 적합하며, 반드시 전처리(응집·침전)가 필요합니다.
- ④번: "여과 속도가 빠르고 전처리가 필요하다"는
급속 여과의 특징입니다. 완속 여과는 여과 속도가 느립니다.
- ⑤번: "여과 속도가 느리고 생물막에 의한 정화 효과를 이용한다"는
완속 여과의 특징입니다. 급속 여과는 여과 속도가 빠릅니다.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts): 두 공정의 비교는 국시에서 자주 출제되는 주제예요. 완속 여과는 소규모 수도에 적합하고 유지관리가 간편하지만 넓은 부지가 필요하고, 급속 여과는 대규모 정수에 적합하고 부지 면적이 작지만 전처리 시설과 역세척 설비가 필요하다는 점을 함께 기억하세요.
개념 정리:
| 구분 | 완속 모래 여과 | 급속 모래 여과 |
|---|
| 여과 속도 | 3~5 m/day (느림) | 120~150 m/day (빠름) |
| 정화 기전 | 생물막(Schmutzdecke)에 의한 생물학적 정화 | 응집·침전 전처리 후 물리적 여과 |
| 전처리 | 불필요 (원수 직접 여과) | 필수 (응집·침전) |
| 여과층 재생 | 표면 모래 긁어내기 | 역세척(Backwashing) |
| 적합 규모 | 소규모 수도 | 대규모 정수장 |
한눈에 비교!:
완속 = 느림 + 생물막 + 소규모 vs
급속 = 빠름 + 물리적 여과 + 대규모로 기억하세요.
국시 빈출 포인트: 여과 속도 수치(m/day), 전처리 유무, 재생 방식, 생물막의 정화 기전을 묻는 선택지로 자주 출제됩니다. "급속 여과는 역세척을 한다"와 "완속 여과는 생물막을 이용한다"를 착각하지 않도록 주의하세요.
기출 변형 주의!: 최근에는 완속 여과의 생물막에서 분비되는 효소나 미생물 군집에 대한 세부 내용(예: 원생동물의 세균 포식 작용 등)을 묻는 심화 문제로도 변형될 수 있어요.