핵심 해설
이 문제는
하수처리 공정의 단계별 목적을 정확히 이해하고 있는지 평가하는 문제예요. 하수처리는 크게 1차 처리(물리적 처리), 2차 처리(생물학적 처리), 3차 처리(고도 처리)로 나뉘는데, 각 단계의 목적과 방법을 혼동하지 않는 것이 중요합니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept): 1차 처리(Primary treatment)는 하수처리의 첫 번째 단계로, 스크리닝(Screening), 침사지(Grit chamber), 1차 침전지(Primary sedimentation tank) 등
물리적 방법(Physical treatment)을 사용합니다. 주 목적은 하수 내
부유 고형물(Suspended Solids, SS)과
침전성 물질(Settleable solids)을 제거하는 것입니다. 이를 통해 후속 공정(2차 처리)의 부하를 줄이고 처리 효율을 높이는 역할을 해요.
2.
정답 근거 (Answer Rationale):
핵심! 1차 처리의 가장 기본적인 목적은 물리적 분리 과정을 통해 하수 내 큰 입자와 침전 가능한 고형물을 제거하는 것입니다. 이 단계에서 부유 고형물(SS)의 약 50~70%, 생물화학적 산소 요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand)의 약 25~40%가 제거됩니다. 따라서 보기 2번이 정답입니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
-
혼동 주의! ①번 염소 소독(Chlorination)은 병원성 미생물을 불활성화하는
소독(Disinfection) 단계로, 3차 처리 또는 최종 처리 공정에서 이루어집니다. 1차 처리의 목적이 아니에요.
- ③번 활성탄 흡착(Activated carbon adsorption)은 미량 유기오염물질, 잔류 의약품, 색도 등을 제거하는
고도 처리(Advanced treatment)의 한 방법입니다. 3차 처리 공정에서 주로 사용됩니다.
- ④번 질소(N)와 인(P)의 제거는 영양염류 제거(Nutrient removal)로, 2차 처리(생물학적 처리)의 고도화 공정 또는 별도의 3차 처리 공정에서 이루어집니다. 화학적 침전(Chemical precipitation)도 가능하지만, 이는 1차 처리의 주 목적이 아닙니다.
- ⑤번 미생물을 이용한 용존 유기물 분해는
2차 처리(Secondary treatment, 생물학적 처리)의 핵심 목적입니다. 활성슬러지법(Activated sludge process)이나 살수여상법(Trickling filter) 등이 대표적이에요.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts): 하수처리 공정의 전체 흐름을 정리하면 다음과 같습니다.
| 처리 단계 | 주요 공정 | 주된 목적 |
|---|
| 1차 처리 (Primary) | 스크리닝, 침사지, 1차 침전 | 부유 고형물 및 침전성 물질 제거 (물리적) |
| 2차 처리 (Secondary) | 활성슬러지법, 살수여상법 | 용존 유기물 생물학적 분해 (생물학적) |
| 3차/고도 처리 (Tertiary) | 소독, 응집 침전, 활성탄 흡착, 영양염류 제거 | 잔류 오염물질 제거, 소독, 고도 정화 |
개념 정리
-
1차 처리: 물리적 처리 (Physical treatment). 주 목적: 부유 고형물(SS) 및 침전성 물질 제거.
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2차 처리: 생물학적 처리 (Biological treatment). 주 목적: 용존 유기물(BOD) 제거.
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3차 처리: 고도 처리 (Advanced treatment). 주 목적: 영양염류(N, P) 제거, 소독, 미량 오염물질 제거.
한눈에 비교!
| 공정 | 목적 | 대표 방법 |
|---|
| 염소 소독 | 병원성 미생물 불활성화 | 염소(Chlorine), 차아염소산나트륨 |
| 활성탄 흡착 | 미량 유기오염물질, 잔류 의약품 제거 | 입상활성탄(GAC), 분말활성탄(PAC) |
| 화학적 침전 | 인(Phosphorus) 제거 | 명반(Alum), 염화제이철(FeCl3) |
국시 빈출 포인트
- 하수처리 공정의 순서와 각 단계의 목적을 묻는 문제가 자주 출제됩니다. 특히 물리적 처리 vs 생물학적 처리의 구분을 명확히 하세요.
- "1차 처리 후 제거되는 주요 물질"이나 "2차 처리의 핵심 공정"을 직접 묻거나, 공정의 목적과 방법을 연결짓는 방식으로 변형 출제될 수 있습니다.
- 환경위생학이나 상하수도 공학 파트에서도 연계되어 출제되므로, 전체 공정 흐름도를 그려보며 학습하는 것을 추천합니다.
기출 변형 주의!
- "하수처리장에서 1차 침전지(Primary sedimentation tank)의 주된 기능은?"과 같은 형태로 물리적 처리 과정의 세부적인 목적을 직접 물을 수 있습니다.
- "다음 중 1차 처리 공정에 포함되지 않는 것은?"과 같은 방식으로 각 공정의 포함 여부를 묻는 문제도 대비하세요.