우리의 미래를 형성하는 5가지 수처리 혁신

물은 생존에 필요하지만 항상 안전한 것은 아닙니다. 이 기사에서는 모든 사람이 깨끗한 물에 더 쉽게 접근할 수 있도록 하는 몇 가지 파괴적인 수처리 기술을 살펴보겠습니다.

게시일 : 29년 2022월 XNUMX일

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물은 세계에서 가장 풍부한 자원 중 하나이지만, 지구의 71%를 덮고 있는, 처리되지 않은 폐수의 80%는 강, 호수 및 바다로 되돌아갑니다. 이 덤핑 과정은 수원을 오염시켜 소비하기에 안전하지 않게 만듭니다.

그리고 그 결과는 끔찍합니다. XNUMX명 중 XNUMX명은 깨끗한 식수에 접근할 수 없기 때문에 감염에 더 취약합니다. 수 인성 질병 설사, 편모충증, 이질, ​​장티푸스, 대장균, 및 살모넬라. 깨끗하지 않은 물을 섭취하면 발육 부진, 학습 장애, 영양실조, 사망에 이를 수도 있습니다.

다행스럽게도 전 세계의 정통한 혁신가들이 조치를 취하고 물을 처리하고 이러한 문제에 대처할 수 있는 새롭고 저렴한 방법을 찾고 있습니다. 이 기사에서는 잠재적으로 삶을 변화시킬 수 있는 5가지 수처리 기술을 살펴보겠습니다.

전통적인 수처리 방법은 무엇입니까?

수처리는 박테리아, 바이러스 또는 기타 독소와 같은 오염 물질을 제거하여 물을 마시거나 목욕하는 것과 같은 특정 용도에 사용할 수 있도록 하여 수질을 개선하는 과정입니다.

현재 사용 가능한 수처리 옵션이 부족하지 않습니다. 물리적, 생물학적, 화학적 또는 위의 일부 조합의 네 가지 범주 중 하나에 속하는 경향이 있습니다.

• 물리 수처리 침전, 여과 또는 용존 공기 부상과 같은 물을 처리하여 깨끗한 물과 폐수를 분리하는 물리적 현상을 가진 정수 필터 시스템을 사용합니다.
• 생물학적 수처리 퇴비가 작동하는 것과 거의 같은 방식으로 미생물을 사용하여 오염 물질을 생분해합니다.
• 화학적 수처리 정수 정제, 사전 염소 처리, 통기 또는 소독과 같은 오염 물질을 제거하거나 전환하기 위해 화학 물질을 사용하며 일반적으로 물리적 또는 생물학적 방법과 함께 사용됩니다.

그리고 일부 수처리 방법은 복잡하고 정교한 기술에 의존하여 위의 일부 또는 전부를 혼성화합니다. 가장 잘 알려진 예 중 하나는 염수를 식수로 변환하기 위해 증류 또는 역삼투압을 사용하는 담수화입니다.

이러한 수처리 방법은 새로운 것이 아니지만 몇 가지 단점이 있습니다. 예를 들어, 담수화는 효과적이지만 공정을 완료하는 데 엄청난 양의 에너지가 필요합니다. 이 에너지 비용은 담수화 플랜트 운영 비용의 절반에 달할 수 있으며 에너지 가용성 및 수요에 따라 가격이 변동될 수 있으며 해안 지역으로 제한됩니다. 이것은 자동으로 대부분의 세계에서 손이 닿지 않는 곳에 둡니다.

다른 방법도 물을 처리한 후 화학 물질을 폐기해야 하는 등의 단점이 있습니다. 물을 끓이는 것과 같은 단순한 것조차도 꾸준하고 충분한 연료 공급이 필요하며 소금이나 중금속을 제거하지 않습니다..

깨끗한 물에 대한 광범위한 접근을 방해하는 장애물

세계보건기구(WHO)에 따르면, 2 억 명 이상 깨끗한 식수에 대한 접근이 제한된 물 부족 국가에 살고 있습니다. 결과적으로 그들은 대변으로 오염된 물을 섭취하게 됩니다.

WHO는 깨끗하지 않은 물에 대한 노출이 “식수 안전에 가장 큰 위험을 초래”한다고 보고합니다. 더욱이, 안전하게 관리되는 서비스가 없는 2억 명의 사람들(즉, 구내에 있지 않고, 필요할 때 사용할 수 없으며, 오염되지 않은 상태) 중 282억 30만 명은 물을 사용하기 위해 왕복 368분 이상을 필요로 합니다. 보호되지 않은 우물과 샘물에서 122억 XNUMX만 개의 음료수; XNUMX억 XNUMX만 명이 호수, 연못, 강, 하천에서 처리되지 않은 물을 사용합니다.

이 어플리케이션에는 XNUMXµm 및 XNUMXµm 파장에서 최대 XNUMXW의 평균 전력을 제공하는 질병 통제 예방 센터 (CDC) 기본적인 식수 서비스가 부족한 10명 중 3.6명이 농촌 지역에 살고 있다고 인용하면서 비슷한 끔찍한 그림을 그립니다. 게다가 전 세계 인구의 거의 절반(XNUMX억 명)이 집에서 위생 시설을 안전하게 관리하지 못하고 있습니다. 전통적인 수처리 방법은 외딴 지역이나 빈곤 지역에 거주하는 사람들에게는 충분하지 않을 수 있으며 보다 창의적이고 비용 효율적인 솔루션이 필요합니다.

환경을 뒤흔들 5가지 수처리 혁신

수처리 기술 #1: 검은색 크로셰 압소버

혁신의 관점에서 수처리 솔루션을 살펴보면 실현 가능한 많은 솔루션이 곧 등장할 것입니다. 가장 흥미로운 것 중 하나는 검은 뜨개질 꽃 모양의 빛 흡수제 오염된 수증기를 깨끗한 물로 증발시키는 초친수성(즉, 김서림 방지) 코팅으로.

장치가 검은색이기 때문에 더 많은 열을 유지합니다. 그 결과 다른 색상보다 더 빠른 속도로 수증기를 증발시킬 수 있습니다. 또한 원사는 상대적으로 저렴하고 널리 사용 가능하기 때문에 이 장치는 간단하고 비용 효율적입니다.

물 처리 기술 #2: NASA의 물 여과 장치

스펙트럼의 다른 쪽 끝에는 강력한 재정 지원을 받는 대규모 조직이 훨씬 더 큰 성공을 거두고 있습니다. 그만큼 미국 항공 우주국 (NASA) 돈, 지능 및 혁신을 결합하여 정수 장치를 개발했습니다. 원래 국제우주정거장(ISS)에서 사용하도록 설계되었지만 NASA는 이를 지구에서도 구현할 수 있음을 깨달았습니다.

오염물질을 제거하는 대신 에 물, NASA 장치 분리하다 오염 물질에서 물. 음향을 사용하여 필터 매트릭스를 통해 물을 밀어 넣음으로써 이를 수행합니다. 이 프로세스는 물을 처리하기 위해 중력과 필터 방향의 필요성을 교묘하게 제거합니다.

수처리 기술 #3: 자동가변여과 기술

지구 반대편, 워터맨 엔지니어 오스트레일리아 저렴하고 사용하기 쉬운 수처리 기술을 혁신하는 임무를 수행하고 있습니다. 회사의 프로젝트 중 하나는 자동 가변 여과(AVF) 기술, NASA의 발명품과 유사하게 작동합니다. 그러나 여과막을 통해 물을 구동하기 위해 음향을 사용하는 대신 이 장치는 상단에 유입수를 삽입하여 아래로 흐릅니다. 이를 통해 압축 공기가 오염 물질을 에어 리프트 파이프로 이동시켜 쉽게 폐기할 수 있습니다.

수처리 기술 #4: NASA의 나노기술

마지막으로 회사별로 고유하지 않은 두 가지 기술이 있습니다. 하나는 나노 기술, 미시적 수준의 막을 사용하여 물에서 오염 물질을 걸러내어 적절하게 깨끗한 수준에 도달할 수 있도록 합니다. 나노 기술을 사용하는 대중적인 장치는 라이프스트로®. 이 빨대는 멤브레인을 통해 물을 빨아들이는 방식으로 작동합니다. 수십 개의 국가에서 사용할 수 있으며 배터리나 전원 없이 작동할 수 있습니다. 또한 수명은 약 XNUMX년입니다.

수처리 기술 #5: Aquaporins/Water Channels

또 다른 수처리 기술은 아쿠아포린 또는 수로, 이것은 물 분자가 확산 또는 삼투를 통해 단일 파일로 통과하는 반다공성 게이트 역할을 하는 작은 막 단백질입니다. 미국 의사인 Peter C. Agre는 아쿠아포린을 발견한 공로로 2003년에 노벨 화학상을 받았습니다. 이 세포막은 포유류에도 존재합니다(약 절반은 신장에 존재).

생각을 폐쇄

담수화, 침전, 염소 처리, 여과 및 소독과 같은 전통적인 수처리는 매우 효과적이지만 이러한 방법은 반드시 가장 재정적으로 실행 가능하거나 외딴 시골 또는 빈곤한 환경에 사는 사람들에게 가장 적합하지 않을 수 있습니다. 그러나 새로운 혁신이 진행됨에 따라 깨끗한 물에 대한 접근은 사치나 특권이 아닌 일상적인 일이 되어 예방 가능한 수인성 질병의 양을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 수처리 혁신 또는 기타 최신 기술에 대해 더 알고 싶으십니까? 가입 혁신 인사이더, IP 및 R&D 전문가를 위해 선별된 격주 뉴스레터입니다.