에야디야! 저는 수처리 시스템의 공급 업체이며 오늘은 해수 담수화를 위해 수처리 시스템을 사용하는 문제에 대해 이야기하고 싶습니다. 특히 담수에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 매우 관련성이 높은 주제입니다.
고 에너지 소비
해수 담수화와 관련하여 가장 큰 두통 중 하나는 미친 량의 에너지입니다. 해수는 소금과 기타 용해 된 고체로 가득합니다. 소금을 물에서 분리하기 위해, 우리는 일반적으로 역삼 투 (RO)와 같은 과정에 의존합니다. Ro에서는 고압에서 반 - 투과성 막을 통해 해수를 강제합니다. 이 높은 압력 작동에는 수많은 에너지가 필요합니다.
펌프를 가동하고, 올바른 압력을 유지하고, 모니터링 시스템에 전원을 공급하는 것이 모두 합산됩니다. 그리고 그것을 직시합시다. 에너지는 싸지 않다. 전기 비용은 전체 담수화 과정을 꽤 비싸게 만들 수 있습니다. 저렴한 에너지에 대한 접근이 제한적인 소규모 운영 또는 지역의 경우, 이것은 실제 거래 - 차단기가 될 수 있습니다. 즉각적인 비용만이 아닙니다. 또한 환경에 영향을 미칩니다. 우리의 에너지의 대부분은 여전히 화석 연료에서 비롯되며, 담수화 공장의 높은 에너지 수요는 온실 가스 배출에 기여합니다.
막 오염
이제 멤브레인 오염에 대해 이야기합시다. 역 삼투 시스템에서 막은 수술의 핵심입니다. 그것은 우리가 담수를 소금에서 분리하고 해수의 다른 불순물을 분리 할 수있게 해줍니다. 그러나 시간이 지남에 따라 이러한 막은 막힐 수 있습니다.
다른 유형의 파울 링이 있습니다. 유기 오염은 조류, 박테리아 및 기타 미생물과 같은 유기 물질이 막에 달라있을 때 발생합니다. 반면에 무기 파울 링은 탄산염, 실리카 및 해수의 다른 미네랄과 같은 것들에 의해 발생합니다. 막이 파울되면 성능은 코를 사용합니다. 막을 통한 물의 흐름이 느려지고 동일한 수준의 생산을 유지하기 위해 압력을 높여야합니다. 이것은 더 많은 에너지를 사용할뿐만 아니라 막의 수명을 단축시킵니다.
파울 링을 처리하려면 정기적 인 청소 및 유지 보수를해야합니다. 때로는 화학 물질을 사용하여 막을 청소하지만 비용이 많이들 수 있으며 환경에 영향을 줄 수도 있습니다. 그리고 우리가 막을 제대로 청소하지 않으면 결국 멤브레인을 교체해야 할 수도 있습니다.
높은 자본 비용
해수 담수화 공장을 설립하는 것은 작은 위업이 아닙니다. 필요한 초기 투자는 엄청납니다. 펌프 및 멤브레인에서 처리 사전 처리 시스템에 이르기까지 모든 장비를 구입해야합니다. 그리고 건물, 파이프 라인 및 저장 탱크와 같은 인프라를 구축하는 데 드는 비용이 있습니다.
상대적으로 작은 규모의 탈염 공장의 경우에도 자본 비용은 수백만 달러에 달할 수 있습니다. 더 큰 식물의 경우 비용은 천문학적 일 수 있습니다. 이 높은 선불 비용은 많은 지역, 특히 담수가 절실히 필요하지만 이러한 대규모 규모의 프로젝트에 투자 할 재정 자원이없는 개발 도상국의 주요 장벽이 될 수 있습니다.
환경 영향
해수 담수화는 또한 심각한 환경 적 영향을 미칩니다. 우선, 해수 섭취는 해양 생물에 해를 끼칠 수 있습니다. 흡기 파이프는 작은 물고기, 유충 및 기타 해양 유기체를 빨아서 그 과정에서 죽일 수 있습니다. 이것은 지역 해양 생태계를 방해 할 수 있습니다.
그런 다음 소금물 처리 문제가 있습니다. 탈염 과정 후, 우리는 소금물이라는 고도로 농축 된 소금 용액을 남겼습니다. 이 소금물을 바다에 다시 버리면 주변 물의 염분이 높아져 해양 생물에 해로울 수 있습니다. 소금물에는 또한 치료 및 청소 공정에 사용 된 화학 물질이 포함되어있어 해양 환경을 더 오염시킬 수 있습니다.
규제 및 허용 도전
필요한 허가를 받고 규정을 준수하는 것은 목에 진정한 고통이 될 수 있습니다. 담수화 공장이 따라야하는 많은 환경 규정이 있습니다. 예를 들어, 해양 생물에 미치는 영향을 최소화하기 위해 해수 섭취에 대한 엄격한 표준을 충족해야합니다. 또한 오염을 방지하기 위해 소금물의 적절한 처분을 보장해야합니다.
허용 프로세스는 길고 복잡 할 수 있습니다. 여기에는 여러 정부 기관이 포함되며 각 기관마다 다른 요구 사항이있을 수 있습니다. 이는 탈염 플랜트의 건축 및 운영을 지연시켜 전체 비용을 추가 할 수 있습니다.
기술 제한
수처리 기술의 모든 발전에도 불구하고 여전히 몇 가지 한계가 있습니다. 예를 들어, 역삼 투 막의 효율이 더 나을 수 있습니다. 소금 거부율과 물 플럭스 사이에는 무역이 있습니다. 소금 거부 속도가 높은 막은 물 플럭스가 낮을 수 있으며, 이는 단위당 더 적은 담수를 생산할 수 있습니다.
또한, 현재의 담수화 기술은 일부 미량 유기 화합물 및 신흥 오염 물질과 같은 특정 오염 물질을 제거하는 데별로 좋지 않습니다. 이러한 오염 물질은 치료 된 물에 빠지면 인간 건강에 위험을 초래할 수 있습니다.
모니터링 및 제어
해수 담수화 시스템을 모니터링하고 제어하는 것은 적절한 작동에 중요합니다. 우리는 압력, 온도, 유량 및 수질과 같은 것들을 주시해야합니다. 그러나 이것은 특히 대규모 스케일 담수화 식물에서 도전적 일 수 있습니다.
모니터링 할 변수가 너무 많으며 하나의 변수의 작은 변경은 전체 시스템의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 해수의 온도가 약간 증가하면 물의 점도가 변화 할 수 있으며, 이는 역 삼투에 필요한 압력에 영향을 줄 수 있습니다.
시스템을 효과적으로 모니터링하고 제어하려면 고급 센서 및 제어 시스템이 필요합니다. 설치 및 유지 관리 비용이 많이들 수 있습니다. 모니터링 및 제어 시스템이 실패하면 멤브레인 오염, 에너지 비 효율성 및 수질 불량과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
그래서 우리는 무엇을 할 수 있습니까?
이러한 모든 도전에도 불구하고 해수 담수화는 여전히 담수에 대한 수요 증가를 충족시키기위한 실행 가능한 옵션입니다. 수처리 시스템 공급 업체로서 우리는 이러한 과제를 극복하기위한 솔루션을 지속적으로 연구하고 있습니다.
우리는 시스템의 에너지 효율을 향상시키기 위해 연구 개발에 투자하고 있습니다. 예를 들어, 우리는 작동하는 데 적은 에너지가 필요한 새로운 유형의 펌프 및 멤브레인을보고 있습니다. 우리는 또한 화석 연료에 대한 의존을 줄이기 위해 태양과 풍력과 같은 대체 에너지 원을 탐색하고 있습니다.
막 파울 링을 다루기 위해, 우리는 새로운 안티 파울 링 멤브레인과보다 효과적인 치료 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 전 처리 시스템은 해수가 막에 도달하기 전에 오염 물질의 상당 부분을 제거하여 오염 위험이 줄어 듭니다.
환경 영향과 관련하여, 우리는 해수를 섭취하고 소금물을 폐기하는 더 나은 방법을 연구하고 있습니다. 예를 들어, 우리는 디퓨저를 사용하여 바다에 소금물을 더 균등하게 분산시켜 현지 해양 생태계에 미치는 영향을 줄이고 있습니다.
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참조
- 국제 담수화 협회 (International Decalination Association)의 "담수화 : 글로벌 평가".
- David W. Hendricks의 "수처리 단위 공정 : 물리적 및 화학 물질".
- RW 베이커의 "역 삼투 기술 : 원리 및 응용".