담수화는 안전하고 깨끗한 자연수가 부족한 지역에 식수를 공급하는 데 도움을 줍니다. 식수에 대한 수요가 증가함에 따라 인간이 사용할 수 있는 깨끗한 물로 바닷물을 전환하기 위한 많은 방법들이 발명되었습니다. 이는 바다 담수화의 주요 유형과 그 장점, 그리고 사용되는 상황들을 설명합니다.
역삼투법(RO)
역삼투법(Reverse Osmosis)을 사용하는 탈염 시스템은 전 세계 여러 국가에서 널리 사용됩니다. 이 시스템은 반투명 막을 사용하여 해수의 불순물을 깨끗한 물과 분리합니다. 막의 한쪽에 압력을 가하면 순수한 물이 이를 통과하고, 소금과 다른 불순물들은 반대쪽에 남아 있습니다.
사람들은 RO를 선택하는 이유는 그 효율성이 매우 높고, 소금과 불순물을 99%까지 걸러낼 수 있기 때문입니다. 이 기술은 규모에 관계없이 다양한 프로젝트에 적용됩니다. 그러나 이 방법은 에너지 효율성이 다소 낮으며, 막은 오염이나 칼슘 결정화로 인해 자주 유지보수나 교체가 필요합니다. 그럼에도 불구하고, 막과 에너지 회수 장치의 개선으로 비용이 절감되고 물 처리 효율이 향상되고 있습니다.
다단증발법(Multi-stage Flash, MSF)
이는 순차적으로 여러 단계의 압력에서 해수를 가열하고 증발시키는 과정을 의미합니다. 이 경우, 해수는 여러 다른 구역에서 가열되어 증기로 변합니다. 각 단계에서 압력이 낮아지면 남은 액체가 증기로 변한 후 다시 담수로 전환됩니다.
많은 폐열이 발생하는 지역, 발전소 주변과 같은 곳에서는 MSF가 매우 효과적입니다. 이 방식은 신뢰할 수 있는 물을 제공하고 많은 사람들의 필요를 충족시킨다는 점에서 유명합니다. 그러나 MSF 시설은 복잡하며 주로 화석 연료나 공장의 공정 열을 에너지로 사용하므로 다른 설계에 비해 지속 가능성이 다소 떨어질 수 있습니다.
다단증발결출법 (MED)
다단증발결출법 (MED)는 또 다른 탈염 방법으로, MSF와 달리 일반적으로 에너지를 더 효율적으로 사용합니다. MED는 물을 증발시키는 작업을 더욱 낮은 압력과 온도에서 이루어지는 여러 '효과' 또는 단계로 나눕니다.
각 효과에 대해 해수는 끓여지고, 생성된 증기는 다음 단계를 따뜻하게 하기 위해 보내진다. MSF와 비교했을 때, 이 과정은 에너지를 덜 사용하고 운영 비용을 줄이는 데 도움을 준다. MED는 일반적으로 회사의 효율성을 높이기 위해 다른 기술들과 결합하여 사용된다. 많은 산업 활동이 있는 지역에서 가장 많이 사용되며, 이미 사용 가능한 히터와 함께 작동할 수 있기 때문이다. 또한 MSF와 마찬가지로, MED는 고가의 장비에 투자하고 적절한 인프라를 구축해야 하는 필요가 있다.
전기.Dialisis (ED)
ED는 전기 다이알리시스를 의미하며, 전기적 힘을 이용해 물로부터 염분을 선택적 막을 통해 분리하는 방법이다. ED는 다른 기술들과 다른 방식을 사용하여 상온에서 탈염을 수행하고 필요한 에너지를 줄인다.
저전도 염분의 담수화에는 ED가 가장 유용하게 사용됩니다. 이는 농업, 산업 및 소규모 지역에서 적용되며, 탁월한 이온 제거 효과를 제공합니다. 그러나 해수처럼 염분이 매우 높은 물에서는 효율성이 낮아지고 조정 없이는 거의 사용되지 않습니다.
태양열 탈염 기술
태양열 탈염 기술을 사용하면 태양 에너지를 이용해 바닷물을 정화하여 환경적으로 안전하고 지속 가능한 방식으로 물을 공급할 수 있습니다. 태양 에너지는 태양 stills과 집중형 태양광 발전(CSP) 시스템으로 구분할 수 있습니다.
지구상에서 태양이 작용하는 방식과 마찬가지로, 태양 이미지는 태양 에너지를 이용해 해수를 식수로 변환합니다. 간단하고 비용이 적게 드는 반면, 주요 단점은 생산량이 많지 않다는 것입니다. CSP 시스템에서는 거울이나 렌즈를 사용해 태양광을 수신기에 집중시켜 물을 가열하여 MSF나 Med를 사용한 순례에 필요한 증기를 생성합니다.
태양열 역류는 햇빛이 많은 날들이 많고 전력 공급이 쉬운 곳에서는 우수한 선택지로 여겨집니다. 이 기술은 녹색 결과를 생산하며 또한 재생 에너지 프로젝트와 결합될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 시스템을 도입하는 것은 비용과 필요한 위치 때문에 어려울 수 있습니다.
전반적으로 각 역류에는 해당 공정에 대한 고유한 장점과 반대 의견이 있으며, 선택된 기술은 일반적으로 현장의 에너지 자원, 물의 성격 및 사용률에 따라 달라집니다. 세계가 더 지속 가능한 물을 요구하고 발전, 제작 및 기술 개선을 위해 노력함에 따라 전 세계적인 물 문제 해결을 위한 개선이 중요합니다.
