환경기능사 필기시험 4회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 환경기능사 필기시험 4회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 대기 환경 및 연소 공학


1.1. 연소의 기본 조건 및 NOx 억제

  • 완전 연소 조건: 충분한 공기, 충분한 혼합, 충분한 체류 시간, 그리고 연소실 내부 온도를 높게 유지해야 합니다. (저온 시 불완전 연소로 CO, HC 발생)

  • 연소 온도 저하 원인: 과잉 공기량이 지나치게 많을 경우 (냉각 효과).

  • NOx 발생 억제: 2단 연소, 과잉 공기량 삭감, 배기가스 재순환, 고온 영역 형성 방지.


1.2. 대기오염 방지 기술

  • 후드(Hood) 흡인 요령: 발생원에 최대한 접근, 개구 면적을 좁게 하여 흡인 속도를 크게 유지.

  • 전기 집진 장치 (ESP): 압력 손실이 작아 (10 ~ 20 mmAq) 동력비가 적게 들며 고온 가스 처리에 유리합니다.

  • 원심력 집진 장치 (사이클론): 가스 속도 증가 시 효율 증가. 블로다운(Blow Down) 효과와 관련. 절단 입경은 100% 집진 가능한 최소 입경을 의미합니다.


1.3. 대기 조성 및 유해 물질

  • 건조 대기 구성 비율 (부피): 질소 (78%) > 산소 (21%) > 아르곤 (0.934% - 세 번째로 많음) > 이산화탄소 (0.033%).

  • 플루오르화수소 (HF) 주요 배출원: 알루미늄 공업, 요업, 이산 비료 공업, 유리 공업.


1.4. 연소 관련 공식

  • 과잉 공기율 (m):

    • A: 실제 공급 공기량, Ao: 이론 공기량

    • 공식: m = (A - Ao) / Ao

  • 저위 발열량 (LHV) 공식:

    • W: 수분 함량 (%)

    • 공식: LHV = HHV - 6W



2. 수질 환경 및 폐수 처리


2.1. 물의 성질 및 상태 변화

  • 물의 성질: 분자량이 유사한 다른 화합물에 비해 비열이 크고, 압축성이 매우 작습니다. 4ºC 부근에서 최대 밀도입니다.

  • 응고: 액체가 고체로 변하는 현상.


2.2. 수질 분석 및 단위

  • 절대 온도 (K):

    • 공식: 절대 온도 (K) = 섭씨 온도 (ºC) + 273

  • 경도 (Hardness): 2가 이상의 양이온 금속의 양을 탄산칼슘 (CaCO3) 으로 환산하여 ppm 단위로 표시.

  • ppm 농도:

    • 공식: ppm = 백분율 농도 (%) * 10,000

    • 예) 0.05% = 500 ppm

  • Jar-test: SS 침전 효율을 위한 응집제 선정 및 주입량 결정에 사용합니다.

  • 위어(Weir): 개방 유로의 유량 측정에 이용되는 장치입니다.


2.3. 생물학적 폐수 처리 (활성 슬러지법)

  • 호기성 완전 분해 최종 산물: 이산화탄소 (CO2) 와 물 (H2O).

  • BOD5 배양 조건: 20도 C에서 5일간 배양

  • 활성 슬러지법 운전 조건: F/M 비는 0.2 ~ 0.4로 유지하는 것이 적합합니다.

  • 슬러지 부상 (Sludge Rising) 원인: 탈질 작용 (질소 기포 발생)

  • 혐기성 소화조 완충 능력: 알칼리도로 표현됩니다.


2.4. 고도 및 기타 폐수 처리 공정

  • 인 (P) 제거 공정 (생물학적): A/O 공법, Phostrip 공법, Bardenpho 공법.

    • A/O 공법: 인만을 효과적으로 제거.

    • 혐기조 역할: 유기물 흡수, 인 방출.

  • 플루오린 (F) 제거: 석회를 통한 화학 침전이 가장 일반적입니다.

  • 비점 오염원: 농경지 배수 등 불특정 장소에서 면 단위로 배출되는 오염원입니다.

  • 고액 분리 방법: 부상 분리, 원심 분리, 스크리닝 (전기 투석은 이온 분리 막 공정)


2.5. 수질 계산 공식

  • 약품량 (kg):

    • 공식: 약품량 (kg) = 체적 (m³) * 농도 (mg/L) * (10⁻⁶) * 1000

    • 예) 30 * 18 * 3.6 * 69 * (10⁻⁶) * 1000 = 약 134 kg



3. 폐기물 환경


3.1. 폐기물 처리 기술

  • 파쇄 (Shredding) 목적: 겉보기 비중 증가, 특정 성분의 분리, 균일 혼합 효과. (부식 효과를 촉진시킴)

  • 폐기물 선별 목적: 재활용 가능한 성분의 분리

  • 유동상 소각로: 하부로부터 가스를 주입하여 모래를 띄운 후 가열하여 소각하는 방식.

  • 로터리 킬른: 열효율이 낮고, 대형 용기를 파쇄 없이 투입할 수 있습니다.

  • 퇴비화 특성: 퇴비화 후 C/N 비가 약 20 ~ 30으로 낮아지며 유기물이 분해됩니다.

  • 슬러지 탈수 가능성: 여과 비저항으로 나타냅니다.

  • 안정된 매립지 발생 가스: 메탄 (CH4)이 가장 많이 발생됩니다.


3.2. 매립 및 수거 공법

  • 해안 매립 공법: 순차 투입 공법 등이 해당됩니다.

  • 압축 매립 공법: 쓰레기를 압축하여 포장 후 매립하여 부피를 감소시킵니다.

  • 적환장 위치: 가능한 한 수거 지역에서 가까운 곳에 정해야 합니다.


3.3. 폐기물 관련 공식

  • 체적 감소율 (%):

    • 공식: 체적 감소율 (%) = ( 1 - (1 / 압축비) ) * 100

    • 예) 압축비 1.67: ( 1 - 1 / 1.67 ) * 100 = 약 40%



4. 소음 및 진동


4.1. 소음 방지 대책

  • 음원 대책: 소음기 설치 등이 해당됩니다. (방음벽, 흡음 처리는 전파 경로 또는 수음점 대책)


4.2. 소음 관련 공식

  • 음파의 파장:

    • 공식: 파장 (m) = 전파 속도 (m/s) / 진동수 (Hz)

  • 투과 손실 (TL):

    • 공식: TL (dB) = 10 * log ( 1 / 투과율 )

    • 예) 투과율 0.1% (0.001) -> 30 dB

  • 점음원 음압 레벨 감쇠 (L2 계산):

    • 공식: L2 = L1 - 20 * log ( R2 / R1 )

    • 예) 10 m -> 20 m (거리 2배): 100 - 20 * log ( 20 / 10 ) = 약 94 dB



5. 유해 물질 및 분석법

  • 유해 폐기물 국제 협약: 바젤 협약.

  • 시안 (Cyanide) 피해: 세포 호흡 저해, 질식성 경련 등을 일으킵니다. (골연화증은 알루미늄 관련)

  • 6가 크롬 분석법: 원자 흡수 분광광도법, 유도 결합 플라스마 원자 발광 분광법 등이 있습니다.






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