알칼리도
기출 유형
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1. 산도의 정의, 종류, 측정법, 활용법
2. 알칼리도 정의, 종류, 측정법, 활용법, 수질관리의 중요성
3. 경도와 알칼리도 유발물질
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키워드
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P-Alk, M-Alk 그래프
알칼리도 유발물질(OH^-, HCO3^-, CO3^2-)
알칼리도 활용법
pH, 물의 부식
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1. 개요(정의)
2. 측정방법
3. 수질기준 또는 특성
4. 활용방안
5. 제안사항
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대제목
Tip
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-대부분 1교시 단답형 문제로 출제됨
-pH따른 변화 그래프는 필수
-대제목 작성시 2.특성 보다는 2.P-Alkalinity의 특성 으로 적기
경도와 같이 출제시에는 경도와 비교내용도 넣어줄것
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○알칼리도, 산도 종류 및 정의
산도
산도(Acidity)란 알칼리 용액을 중화시킬수 있는 능력을 뜻하며 산 유발물질을 중화시키는데 소비된 알칼리의 양을 CaCO3로 환산한 값이다.
산은 크게 두가지로 분류되는데 무기산과 유기산으로 구분된다. 무기산은 탄산, 질소, 염소,황과 같은 비금속성이고 유기산은 개미산, 아세트산, 구연산,지방산등이 있다.
산은 일정 pH까지 변화시키는데 필요한 알칼리의 양을 탄산칼슘(CaCO3)으로 변환하여 mg/L로 표시한다.
산도 유발물질
종속성 유리탄산 : 유리탄산 < 20mg/L
침식성 유리탄산 : 유리탄산 > 20mg/L
무기산, 유기산
알칼리도
알칼리도(Alkalinity)란 산 용액을 중화시킬수 있는 능력을 뜻하며 알칼리도 유발물질을 중화시키는데 소비된 산의 양을 CaCO3로 환산한 값이다.
알칼리도 유발물질
OH^-(hydroxide) : 알칼리성
CO₃²-(carbonate) : 알칼리성, 중성
HCO₃^-(bicarbonate) : 중성 (직접적으로 pH를 상승시키진않으나 산을 중화시킴)
알칼리도의 종류 및 특성
알칼리도 종류
1) P-Alkalinity 지시약 : P.P (페놀프탈레인) pH를 8.3까지 중화하는데 소요된 알칼리도
2) M-Alkalinity 지시약 : M.O(메틸오렌지) pH를 4.5까지 중화하는데 소요된 알칼리도 도
○측정방법
알칼리도 측정방법
N : 주입산의 노르말 농도(eq-mg/L)
A : 주입산의 부피(mL)
V : 시료부피 (mL)
F : Factor값
산 측정방법
1) M산도(메틸오렌지 산도, 무기산도)
시료의 메틸오렌지 시약을 투입하여 pH를 4.5까지 적정하는데 소모된 알칼리의 양을 CaCO3로 환산
2) 총산도(T-산도, P-산도)
페놀프탈레인 지시약을 투입하여 pH를 8.3까지 적정하는데 소모된 알칼리량과 M-산도 알칼리량을 합해 CaCO3
로 환산
○ 특징
알칼리도
1) 자연수 중 알칼리도는 대부분 중탄산(HCO₃^- )에 의해 의해 발생
OH^-, CO₃²-는 CO₂에 의해 HCO₃^- 로 변화됨
2) OH^-, CO₃²-는 알칼리성으로 pH를 상승시킴
3) HCO₃^- 의 경우 pH를 증가시키지 않으나 가열시 CO₂가 낮아져 OH^-가
나타나므로 pH증가 (하절기 수온 상승시 pH 증가)
산도
1) 자연수 중 산도는 대부분 수중에 용해되어 있는 CO₂에 의한 유리탄산
2) 종속성 유리탄산 부식성 X , 침식성 유리탄산 부식성 O
3) 산도는 부식을 유발하므로 폭기, 석회주입등으로 제거 해야됨
○수질관리의 중요성
알칼리도
1) 화학적 응집
황산알루미늄(Alum) → 수산화알루미늄으로 가수분해시 알칼리도 필요
응집에 필요한 알칼리도는 보통 30~50mg/L
알칼리도가 너무 높을시 응집제 소모량 증가
2) 물의 연수화
응석 침전법에서 석회 및 소다회의 소요량 계산
3) 부식제어
LI지수 계산시 사용 LI = pH(실 pH) - pHs(이론적 pH), 이상적인 값 : LI = 0
알칼리도 20mg/L이하시 철관 부식 발생 (설계기준 685p)
4) 질산화작용
질산화시 : 암모니아성질소 1g 질산화시 7.2g알칼리도 소모
탈질시 : 탈질시 3.6g의 알칼리도 생성
(생물학처리시 폭기조에 알칼리 주입시설만 있고 산 주입시설은 필요없는 이유임)
5) 혐기성 소화
알칼리도 2,000~5,000mg/L가 최적
6) 슬러지 개량
알칼리도가 높을수록 응집제 소비량 증가하므로 수세공정시 400~600mg/L으로 조절