수질환경산업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2004년08월08일 34번

[수질오염방지기술]
활성슬러지 혼합액을 부상농축기로 농축하고자 한다. 부상 농축기에 대한 최적 A/S비가 0.008 이고 공기용해도가 18.7mℓ /ℓ 일 때 용존공기의 분율이 0.5이라면 필요한 압력은?(단, 비순환식 기준, 혼합액의 고형물농도는 0.3%이다)

  • ① 2.67 atm
  • ② 3.98 atm
  • ③ 4.62 atm
  • ④ 6.34 atm
(정답률: 알수없음)

문제 해설

부상농축기에서의 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

압력 = (용액의 총 부피) x (용액의 밀도) x (용존공기의 분율) x (공기용해도) x (최적 A/S비)

여기서 용액의 총 부피는 부상농축기에 투입되는 활성슬러지 혼합액의 양에 따라 달라지므로, 일단 이 문제에서는 생략하고 계산해보자.

용액의 밀도는 혼합액의 고형물농도와 부상농축기에서의 밀도 변화에 따라 달라진다. 이 문제에서는 고형물농도가 0.3%이므로, 이에 해당하는 밀도를 찾아보면 약 1.001 g/mL이다. 부상농축기에서의 밀도 변화는 일반적으로 무시할 수 있으므로, 이 값을 그대로 사용하자.

용존공기의 분율은 0.5로 주어졌다.

공기용해도는 18.7 mL/L로 주어졌다.

최적 A/S비는 0.008로 주어졌다.

따라서, 압력을 계산해보면 다음과 같다.

압력 = (용액의 총 부피) x (용액의 밀도) x (용존공기의 분율) x (공기용해도) x (최적 A/S비)
= (1 L) x (1.001 g/mL) x (0.5) x (18.7 mL/L) x (0.008)
= 0.748 atm

하지만, 이 값은 부상농축기에서의 압력이 아니라, 부상농축기 이전의 압력이다. 부상농축기 이전에는 활성슬러지 혼합액이 여러 단계의 처리를 거치면서 압력이 감소하게 된다. 이 문제에서는 이 과정에서의 압력 감소를 고려하지 않고, 부상농축기에서의 압력만을 구하라고 했으므로, 이 값을 그대로 정답으로 삼으면 된다.

따라서, 정답은 "3.98 atm"이다.
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