경도(Hardness)

경도(Hardness)

1. 정의

 경도는 물의 세기 정도를 나타내는 것으로, 물에 용해 되어 있는 금속 2가 양이온(Sr²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺,Ca²⁺, Mn²⁺ 등)에 의해 기인되며, 이에 대응하는 CaCO₃mg/L의 값으로 나타낸다.

2. 종류

㉠ 총 경도: 탄산경도와 비탄산경도의 합을 말한다.
㉡탄산경도(일시경도) 경도유발물질+알칼리도유발물질

• 탄산경도는 간단하게 끓임으로써 제거 가능하므로 일시경도라고도 한다.
• 탄산경도는  Ca²⁺과 Mg²⁺ 등이 탄산염 또는 중탄산염으로 존재할 때 유발되는 경도를 말한다.

㉢비탄산경도 (영구경도) 경도유발물질+산도유발물질

• 비탄산경도는 끓여서도 제거할 수 없기 때문에 영구경도라고도 한다.
• 비탄산경도는 Ca²⁺과 Mg²⁺등이 산화이온(SO₄^2-, NO₃^-,Cl^-, SiO₃^2- 등)과 결합하여 황산염, 질산염, 염화물, 규산염 등을 이루고 있을 때 유발되는 경도를 말한다.

3. 경도에 따른 수질 분류

4. 경수의 영향

• 세탁효과가 저해된다.(거품발생이 적다.)
• 세제를 다량 사용하게 되어 인산염 등이 많이 유출되므로 부영양화의 원인이 된다.
• 보일러, 온수관 등에 스케일을 유발하여 열효율이 저하된다.
• 설사 및 복통을 유발할 수 있다.
• 지하수의 경도가 지표수에 비해 높다.

5. 연수화 방법

 물속의 경도를 제거하여 연수로 전환하기 위하여 자비법, 석회-소다법, 이온교환법,제올라이트법 및 막분리 등의 방법이 이용되고 있다.

6. 경도의 계산

\[경도(HD)=\sum M^{2+}(mg/L)\times\frac{50}{M^{2+}당량}\]

• HD: 경도(mg/L as CaCO₃)
• M²⁺(mg/L): 2가 양이온 금속물질의 각 농도
• M²⁺당량: 경도 유발물질의 각 당량 수(eq)

+플러스

• 총 경도 = 일시경도 + 영구경도
• 알칼리도 < 총 경도: 일시경도 = 알칼리도
• 알칼리도 > 총 경도: 일시경도 = 총 경도

경도와 알칼리도의 관계 

1. 총경도 ≥ 알칼리도(M-Alk)인 경우

 ⓐ 탄산경도(일시경도) = 알칼리도

 ⓑ 비탄산경도(영구경도)는

• (총 경도 - 알칼리도) ≥ 산도인 경우 비탄산경도(영구경도) = 산도
• (총 경도 - 알칼리도) ≤ 산도인 경우 비탄산경도(영구경도) = (총 경도 - 알칼리도)

2. 총경도 ≤ 알칼리도(M-Alk)인 경우

ⓐ 탄산경도(일시경도) = 총경도

ⓑ 비탄산경도(영구경도) = 0