해수 해소화 기술: 응용 과 발전

   전 세계적인 물 부족 문제의 중요한 해결책으로서 해수 담수화는 수많은 연구 기관과 기업들이 연구 개발에 막대한 자원을 투자하도록 이끌었습니다. 기술의 지속적인 발전과 비용의 점진적인 감소에 따라 해수 담수화 기술은 실험실에서 대규모 산업 응용 분야로 점차 이동하고 있습니다. 이 기사에서는 해수 담수화 기술 응용의 현재 상태, 주류 방법 및 개발 동향을 살펴봅니다. 

I. 담수화 기술 개요 
해수 담수화는 일련의 과정을 통해 해수에서 염분을 제거하여 담수를 얻는 기술을 말합니다. 이 기술은 시간, 장소 또는 기후의 영향을 받지 않으며 담수 총량을 늘려 물 부족 문제 해결에 강력한 지원을 제공합니다. 전 세계적으로 10개 이상의 국가에서 100개 이상의 연구 기관이 해수 담수화 연구에 전념하고 있으며, 다양한 구조와 용량을 가진 다양한 유형의 해수 담수화 시설을 개발했습니다. 이러한 시설은 해안 지역에 널리 분포되어 지역 주민과 산업 생산에 안정적인 담수 공급을 제공합니다. 

II. 주류 담수화 기술 
현재 시장에서 주류 담수화 기술은 주로 증류 방식과 막 방식으로 나뉩니다. 
증류는 해수를 가열하여 증발시킨 다음 증기를 응축 및 수집하여 담수를 얻는 방법입니다. 이 방법은 오랜 역사와 성숙한 기술을 가지고 있으며, 주로 다단 플래시 증류(MSF), 저온 다중 효과(LT-MED) 및 압력 증기 증류(MVC) 기술을 포함합니다. 다단 플래시 증류 및 저온 다중 효과 기술은 주로 증기를 열원으로 사용하며, 발전소와 결합하여 터빈에서 폐증기를 추출하여 증류수를 생산하는 경우가 많습니다. 압력 증기 증류 기술은 열 펌프 증발 기술을 활용하며 전기에너지만 사용하므로 열원이 없는 섬 지역에 적합합니다. 
막 기반 해수 담수화 기술은 주로 역삼투(RO) 기술로 대표됩니다. 이 기술은 반투과성 막을 사용하여 압력 하에서 물이 통과하도록 하면서 염분과 불순물을 유지합니다. 막 재료의 지속적인 개선과 제조 비용 감소로 인해 역삼투 기술은 해수 담수화의 주류 방법 중 하나가 되었습니다. 현대 역삼투 장치는 일반적으로 고분자 복합 재료로 만들어진 나선형 권취 막 요소를 사용하며, 높은 물 생산 능력, 낮은 에너지 소비 및 유지 보수의 용이성을 특징으로 합니다. 

III. 해수 담수화 기술 혁신 및 개발 
최근 몇 년 동안 해수 담수화 기술은 재료 혁신, 공정 최적화 및 지능형 운영 분야에서 상당한 진전을 이루었습니다. 
재료 혁신 측면에서 새로운 복합 흡착 방법과 선택적 이온 펌프 구성 요소의 개발은 해수 담수화에 더 많은 옵션을 제공했습니다. 예를 들어, 이스라엘은 새로운 복합 흡착 방법에서 획기적인 발전을 이루었으며, 특수한 프랙탈 구조의 산화철 - 활성탄 매트릭스는 상온 조건에서 염화 이온의 고효율 흡착을 형성할 수 있습니다. EU의 담수 프로젝트는 선택적 이온 펌프 구성 요소 개발을 통해 해수의 담수화 효율을 45% 향상시켰습니다. 
공정 최적화 측면에서 이중 막 방법, 잔류수 예열 및 보충수 기술, 막 증류 기술과 같은 혁신적인 기술의 적용은 해수 담수화의 효율성과 경제성을 더욱 향상시켰습니다. 예를 들어, 오만의 수하르 발전소에서 개척한 잔류수 예열 및 보충수 기술은 다단 플래시 증발 장치의 특정 전력 소비를 줄였습니다. MIT와 샤먼 대학교의 연구팀은 초소수성 PTFE 에어 갭 막을 채택하고 초음파 조사를 통한 난류 강화 방법을 사용하여 막 증류 구성 요소의 플럭스 및 염 저항 성능을 향상시킴으로써 막 증류 기술에서 새로운 진전을 이루었습니다. 
지능형 운영 측면에서 디지털 도구의 적용과 엔지니어링 경험의 축적을 통해 해수 담수화 프로젝트의 운영 및 유지 관리 관리가 더욱 정교하고 효율적이 되었습니다. 예를 들어, 저장성 연구팀이 화학 물질의 펄스 주입 모드에 대해 수행한 파일럿 테스트 결과, 3주파수 주기적 세척 방법으로 불순물 침착을 42% 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 8년 동안 운영된 취안저우의 해수 담수화 플랜트에서 채택한 교차 검사 시스템은 유지 관리 비용을 크게 절감했습니다. 

IV. 담수화 기술의 미래 전망 
미래에는 해수 담수화 기술이 마이크로 유체 원리를 기반으로 개발된 마이크로 휴대용 장치와 대규모 프로젝트를 위한 새로운 산업 순환 시스템 모두에서 획기적인 발전을 이룰 것으로 예상됩니다. 마이크로 휴대용 장치는 원격 지역 및 비상 상황에서 담수 수요를 충족할 수 있습니다. 동시에 대규모 프로젝트를 위한 새로운 산업 순환 시스템을 개선하면 해수 담수화 기술의 더 광범위한 적용 및 보급을 촉진할 것입니다. 

    또한 기후 변화의 심화와 물 부족 문제의 심각성이 커짐에 따라 담수화 기술은 더 많은 국가와 지역이 물 문제에 대처하기 위한 중요한 선택이 될 것입니다. 정부, 기업 및 연구 기관은 협력을 강화하여 담수화 기술의 연구 및 적용을 공동으로 추진하고 인류의 지속 가능한 발전에 기여해야 합니다.