역 삼투압은 높은 용질 농도에 압력을 가하고 선택적으로 투과 할 수있는 막을 통해 용매를 강제하는 활성 산업, 에너지 중심의 공정입니다. 용질은 점점 더 높은 농도로 유지되는 반면 용매는 정제됩니다.
물 한 잔을 채우면 정말 순수한 지 궁금하십니까? 더 중요한 것은 how 을 궁금해합니까? 마실 수 있는가? 그리고 아마도 더 중요한 것은 언젠가 우리가 물이 부족할 것이라고 걱정 한 적이 있습니까? 
갑자기 두려움을 느끼면서 유리를 쳐다 보는 사람들에게는 걱정하지 마십시오. 물 순도와 물 부족과 같은 문제는 인류의 지속적인 생존을위한 가장 중요한 산업 과정 중 하나 인 역 삼투의 범위에 속합니다.
역삼 투 정의
간단히 말해서, 역삼 투는 높은 용질 농도에 압력을 가하고 선택적으로 투과 할 수있는 막을 통해 용매를 강제하는 활성 산업, 에너지 중심의 공정입니다. 용질은 점점 더 높은 농도로 유지되는 반면 용매는 정제됩니다.
역 삼투압이 우리 종을 매우 잘 구할 수있는 이유에 들어가기 전에 인류의 물과의 관계를 자세히 살펴 봐야합니다.
인간과 물
지구상에 70 억 명이 넘는 사람들과 함께 매일 사용되는 놀라운 양의 물에 대해 생각해보십시오. 인간은 하루에 2 리터의 물을 최소한의 건강 필수로 소비하는 것이 좋습니다. 그냥 술을 마시고 있습니다! 물론, 치아를 칫솔질하고, 샤워를하고, 식기를 씻고, 빨래를 씻고, 식기 세척기를 운영하고, 애완 동물과 물을 공급하는, 산업 공정에 필요한 엄청난 양의 물과 매일 낭비되는 물의 양을 언급하지 않았습니다!
.
미국과 같은 세계의 일부 지역에서는 사람들이 물 사용에 지나치게 조심하지 않으며 매일 150 갤런의 물을 사용할 수 있습니다! 평균 물 사용은 전 세계에 따라 크게 다르지만 결론은 여전히 남아 있습니다. 우리는 많은 양의 물을 종으로 사용합니다.
그것은 보이지 않을 수도 있지만 물은 지구의 유한 한 자원입니다. 바다의 광대 함을 보면, 이것은 사실이 아닌 것처럼 보일지 모르지만 바다는 바닷물로 가득 차 있다는 것을 기억하십시오. 지구 표면의 거의 75%가 물로 덮여 있지만 그 중 5%만이 담수입니다. 바닷물은 바다를 채우고 인간에게 취할 수없는 바다를 채 웁니다. 식물을 재배하거나 담수의 다른 필수 용도에 적합하지도 않습니다. 따라서, 담수를 부주의하게 사용하고 담수 매장량을 제대로 보충하지 않으면 물 공급이 증가하는 문제가 있음을 의미합니다.
담수 공급이 제한되어 있으므로 물을 낭비하지 마십시오. (사진 크레딧 :GraphicsRF/ShutterStock)
이제 우리는 물이 떨어지지 않을 것이라고 확신 할 수 있지만 점점 더 비싸 질 것입니다. 담수화 노력 (바닷물에서 소금을 제거하는)은 광범위한 인프라가 필요하며 매우 비싸지 만 필수적입니다. 물 정제 시스템, 담수화 과정 및 널리 보급 된 물 재사용의 발전이 없으면 인류는 이미 직면 한 것보다 훨씬 더 큰 위기의 한가운데에있을 것입니다. 전 세계에 13,000 개가 넘는 담수화 공장이 있으며, 세계의 일부 지역은 이미 담수의 필요에 따라 최대 20%의 탈염 된 해수를 사용하고 있습니다.
.폐기물 처리 및 물 재활용 노력뿐만 아니라 담수화 노력의 주요 과정 중 하나는 역 삼투압입니다!
역 삼투압은 어떻게 작동합니까?
당신은 아마도 고등학교 과학 수업의 삼투에 익숙 할 것입니다.이 과학 수업은 높은 용질 농도의 영역에서 낮은 용질 농도로의 용매의 움직임으로, 선택적으로 투과성이있는 막의 양쪽에서 용질 농도를 동일하게하는 것입니다. 이 과정은 우리 신체의 세포가 모든 기관과 조직 전체에서 물을 움직여 신진 대사 기능과 생명 자체를 촉진하는 데 사용하는 것이기 때문에 우리의 존재에 중요합니다! 물의 분자는 삼투압을 고르게하기 위해 평형을 찾기를 원하기 때문에 에너지의 입력이 필요하지 않은 수동적 과정입니다.
.이름에서 알 수 있듯이 역삼 투는 기본적 으로이 과정의 반대입니다. 삼투압을 완화하기 위해 용질 농도를 동일하게하는 대신, 역 삼투압은 고도로 농축 된 용질 농도에 압력을 가하고 반복성 막을 통한 용매를 강제하여 제 1 측에서 용질 농도의 농도를 증가시키는 것을 포함한다. 이것은 한쪽에 순수한 용매와 다른쪽에는 고도로 집중된 용질을 남길 것입니다.
역삼 투
이 프로세스는 매우 간단 해 보일 수 있지만 전문 기술 및 인프라뿐만 아니라 달성하려면 엄청난 양의 에너지가 필요합니다. 다행히도, 다양한 응용 프로그램 (예 :폐수 관리, 재활용, 에너지 생산)을 통해 전 세계 국가는이 기술에 막대한 규모로 투자하고 있습니다.
수년간 역 삼투압의 문제는 과정의 비 효율성과 소량의 담수가 생산 된 것입니다. 그러나, 역삼 투 세포의 발달, 세포 아세테이트의 단단히 포장 된 코일, 폴리 에스테르베이스, 폴리 설페이 층 및 엄청나게 얇은 폴리 아미드 층으로 구성된 층과 함께 특정 주요 발전이 이루어졌다. 용질 (예 :소금, 폐기물, 박테리아 등)을 함유하는 물은 이들 세포의 한쪽을 통해 강요되며 용질은 코일의 반 투과성 층을 통과하여 다른쪽에 담수로 나옵니다.
.
이 세포의 공학의 복잡성은이 기사의 범위를 벗어나지 만,이 기술이 없으면 인간의 대변 물질과 독소에서 소금 및 과도한 중금에 이르기까지 오염 된 물을 취하는 능력이 없다고 말하면 충분합니다. 이 기술이 얼마나 중요한지 이해하려면 역 삼투증이 집을 찾은 일부 응용 프로그램을 간단히 살펴 보겠습니다.
역 삼투증의 응용
이 기사는 주로 향후 50 년 안에 담수가 부족하지 못하게하는 역 삼투압의 능력에 주로 초점을 맞추었지만, 우리의 일상 생활에 중요한 역삼 투에 대한 다른 용도가 많이 있습니다.
.탈염
그렇습니다. 역삼 투는 아마도 바닷물에서 소금을 제거하는 능력으로 가장 유명하며 신선하고 식수를 남겨두고 있습니다. 그러나 역삼 투와 담수화 된 물은 지구상의 식수의 약 1% 만 제공합니다. 다행스럽게도 매년 수십억 달러 가이 기술에 쏟아져 나오고 있으며, 해양 해안 근처에 세계 인구의 50%가 살고 있기 때문에 인구가 확대됨에 따라 점점 더 중요한 담수 공급원이 될 것입니다. 열 증발과 같은 다른 담수화 기술이 있지만, 비용 효율적이고 지속 가능한 솔루션으로 만들기 위해 더 저렴한 비용으로 생산 된 작은 막에도 많은 R &D 돈이 부어지고 있습니다.
.
수처리
Brackish Water와 Setwater에서 소금을 제거하는 것 외에도 역삼 투는 물에서 다른 모든 유형의 오염 물질을 제거하는 데 사용됩니다. 불소 및 기타 중금속과 같은 물 공급에 들어가는 많은 (작은) 불순물이 많이 있습니다. 보다 관련성이 높은 수준에서 소변과 우리가 화장실을 씻어내는 모든 독소와 폐기물을 상상해보십시오. 이 모든 물은 역 삼투를 통해 처리 및 가공하여 모든 미립자 물질을 제거 할 수 있으며, 수돗물에서 나오거나 화장실 보울을 리필하십시오!
.재활용
전 세계에서 녹색 혁명이 이루어지면서 최근 몇 년 동안 재활용이 주목을 받았지만, 많은 사람들이 재활용이 부산물로 오염 된 폐수를 많이 만들고 있다는 것을 알지 못합니다. 재활용 플랜트의 역삼 투 설치는 이러한 독소를 분리하고 담수를 다시 시스템으로 재활용하여 재활용의 산업 공정을보다 지속 가능하게 만들 수 있습니다!
발전
이것은 역 삼투가 적용되는 가장 빠르게 성장하는 영역 중 하나입니다. 에너지 생산에서 증기는 종종 터빈을 회전시키는 데 사용되지만,이 증기가 부족하면 에너지 생성의 효율을 줄일 수 있습니다. 이 증기가 역삼 투시 시스템을 통해 처리되면 불순물을 제거하면 에너지 생산의 자원 소비를 크게 줄이고 전체 프로세스를보다 지속 가능하게 할 수 있습니다.
.
기타 응용 프로그램
역삼 투의보다 예기치 않은 사용 중 일부는 와인 제작 산업과 메이플 시럽 생산에 적용되는 것입니다. 전 세계 수백만 대의 차량을 연료로하는 에탄올도 역 삼투를 통해 정제 될 수 있습니다. 이 기술의 혜택을 누릴 수있는 유일한 용매는 아닙니다!
최종 단어
우리가 세상에 당연한 것으로 여기는 많은 것들이 있지만 담수의 가용성은 그 중 하나가되어서는 안됩니다! 다가올 수십 년 동안 물의 책임있는 사용이 더욱 중요해질 것이며, 역 삼투압은 생존하고 번성하기위한 세계적인 노력에 중요한 역할을 할 것입니다!
.
