상하수도 123회 1교시 문제 5. 알칼리도의 정의와 종류

답 1. 알칼리도의 종류 및 측정방법

1) 정의

- 알칼리도란 산을 중화하는 능력의 척도

- 수 중의 수산화물(OH-), 탄산염(CO32-), 중탄산염(HCO3-)의 형태로 함유하고 있는 성분을 이에 대응하는 탄산칼슘(CaCO3)의 형태로 환산하여 mg/L 단위로 나타낸 것

- 알칼리도 = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-]

2) 종류

① P-Alkalinity(P-Alk) : 알칼리성 용액에 산을 주입, 중화시켜 pH 8.3(지시약 P.P)까지 낮추는 데 소모된 산의 양을 이에 대응하는 CaCO3(mg/L)로 환산한 값

② M-Alkalinity(M-Alk) : 알칼리성 용액에 산을 주입, 중화시켜 pH 4.5(지시약 M.O)까지 낮추는 데 소모된 산의 양을 이에 대응하는 CaCO3(mg/L)로 환산한 값. T-알칼리도라고도 함

3) 측정방법(계산방법)

① 알칼리 유발물질의 농도가 주어진 경우

- 알칼리도(mg/L) = 유발물질당량(meq/L) × 50

② 산의 주입 부피가 주어진 경우

- 알칼리도(mg/L as CaCO3) = A × N × f × 1,000/V  × 50

- 여기서 A : 주입한 산의 부피(ml), N : 주입한 산의 노르말 농도(eq/L), f : Factor, V : 시료의 양(ml)

 

답 2. 수질관리의 중요성(알칼리도 자료의 응용)

1) 화학적 응집 : 황산알루미늄이 가수분해되어 수산화알루미늄으로 될 때 알칼리도 필요

- 응집에 필요한 알칼리도(원수 탁도 100 이하) : 30 ~ 50mg/L

- 상대적으로 알칼리도 높을 경우, 응집제 소모량 증가

2) 물의 연수화 : 석회 및 소다회의 소요량 계산

3) 부식제어 : 부식과 관련된 지표인 LI 지수 계산

- 포화도 LI 혹은 SI(Saturation Index) = pH – pHs(8.313 – log[Ca2+] - log[A] + S)

- 알칼리도 200mg/L 이하 존재 시, 철관 부식 우려

4) 폐수와 슬러지의 완충용량 계산

5) 질산화 작용 : 암모니아성 질소 1g을 산화시키기 위해 4.6g의 산소와 7.2g의 알칼리도 필요

- 탈질산화 반응 : 3.6g의 알칼리도 생성

6) 혐기성 소화 : 알칼리도 2,000 ~ 5,000mg/L가 최적

7) 슬러지 개량 : 알칼리도가 높을수록 응집제 소비량 증가, 수세공정으로 2,000~4,000 → 400~600mg/L로 조정 필요