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1. pH
pH는 물에 녹는 염(Salt)의 용해도와 직결된다. 일반적으로 pH가
높아질수록 염의 용해도는 낮아진다. 또한 pH가 낮을 경우에는 물속에 CO2가 기체 형태로 존재하는 반면 pH가 높아질수록
HCO3 또는 CO3형태로 존재하며 이때 양이온들과 반응하여 스케일이 형성될 수
있다.
2. 알칼리도
(Alkalinity)
알칼리도 (Alkalinity)는 물에서 수소 양이온을 제거하는 음이온들로 구성된다.
HCO3(bicarbonate), CO3(carbonate), OH(hydroxyl)이온들이다. 이
이온들은 H+를 제거하여 물의 pH를 높이는 작용을 한다.
일반적인 물에서 알칼리도의 대부분은
HCO3의 형태로 존재한다. pH8.3 이하에서는 용해된 이산화탄소 이온과 평형상태를 이룬다. pH가 8.3을 넘을 겨우
알칼리도는 CO3형태로 존재한다. 알칼리도는 자연적인 완충용액으로 이산화탄소와 평형유지를 통해 pH의 변화를 억제하는 역할을
한다.
3.
SO4 (Sulfate)
Ca(calcium), Mg(magnesium), Ba(barium),
Sr(strontium) 등 2가 이온이 존재할 경우 SO4의 용해도는 아주 낮다. 즉 상기 2가 이온들의 적은 양과도
반응하여 석출될 가능성이 높다.
4. Cl
(Chloride)
대부분의 Cl염들은 물에 잘 녹는다. 하지만 높은 농도의 Cl는 304급의 스테인레스 스틸에 부식을 일으킬 수 있다. 농축수의
Cl농도가 수천ppm을 넘으면 316급의 스테인레스 스틸이 필요하다.
5. F (Fluoride)
F의 농도는 일반적으로 아주 낮다. 하지만 F가 적절한 농도만큼 존재할
경우 불화칼슘(CaF2, calcium fluoride)염이 형성될 수 있으며, 이것은 난용성
물질이다.
6.
NO3 (Nitrate)
음용수에 존재하는 NO3를 포유동물이 먹을 경우
NO2(nitrite)가 생성될 수 있고, 이 물질은 혈액의 산소 교환능력을 떨어뜨러 청색증을 유발하는 등 심각한 문제를
일으킬 수 있다. 이온교환수지를 이용하여 제거할 수 있다.
7. S (Sulfide)
일반적으로 용해된 가스의 형태인 황화수소(H2S,
hydrogen sulfide)로 존재한다. 산소나 다른 산화제에 의해 산화되면 황 원소가 석출되어 나온다
8. PO4
(Phosphate)
강한 3가의 -전하를 띄는 PO4는 다가의 금속들과 결합하는 경향이 있다. 중성 pH에서 인산칼슘은 아주 제한된 용해성을 지니며
높은 pH에서도 용해도가 낮다.
9. 실리카
(Silica)
pH9이하에서는 대부분의 실리카가 H4SiO4나 Si(OH)의 Silicic acid형태로
존재한다. 낮은 pH에서 이 H4SiO4는 사슬을 형성하여 콜로이드성 실리카가 된다. pH가 8을 넘으면
SiO3(silicate anion)가 되고 높은 pH에서는 Ca, Mg, Fe, Al 등의 염과 침전할 수 있다. 실리카는
강염기성음이온교환수지로 제거 가능하다.
10. 경도
(Hardness)
Ca과 Mg이 대부분의 경도 성분이며 다른 종류의 다가 이온들은 경도에 미치는 영향이 미미하다. 경도 성분은 용액에 침전되어
스케일을 일으킬 수 있다.
11. Na
(Sodium)
Na염은 물에 아주 잘 녹는 물질이기 때문에 스케일 셩성과는 관계가 없으나 고순도의 물을 제조하는 공정에서 아주 중요한 요소가
된다.
12. Fe, Mn (Iron,
Mangnese)
Fe와 Mn은 물에 녹는 환원된 상태(Fe2+)나 물에 녹지 않는 산화된 형태(Fe3+)로
존재한다. Fe의 농도는 지하수의 경우에도 높을 수 있으며, 철배관재, 전처리 여재용 탱크 등으로 사용된다면 전처리 설비가 철분 발생의 원이 될
수 있다
13. Ba, Sr (Barium,
Strontium)
Ba과 Sr은 일반적으로 수질분석 항목에 포함시키지 않는다. 하지만 이 물질들은 0.01ppm 정도의 낮은 농도로 존재한다고 해도
SO4와 쉽게 스케일을 형성하며 이 스케일은 다시 용해시키는 것은 굉장히 어렵다.
14. Al (Alumium)
일반적인 물에 용해된 Al은 거의 존재하지 않는다. Al은
상대적으로 작은 크기에 높은 전하를 가져 반응성이 좋다. 이러한 성질 때문에 많은 수처리 설비에 응집제로 사용한다.
Al은 철과 비슷한
반응을 하며 산소와 결합할 경우 불용성의 산화물이 생긴다. Al, Fe 두 금속은 -전하를 띄는 유기 콜로이드 성분과 혼합물을 형성할 수 있다.
또한 SiO3가 존재할 경우 쉽게 침전한다.
15. Cu, Zn (Copper, Zinc)
Cu와 Zn은 일반적인 물에 존재하지 않으나, 배관자재에서 미량이 녹아들
수 있다.
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