전체 글25 소금물 제거 가능성을 높이는 역삼투압(RO) 미니 필터 연구 소금물 담수화, 왜 필요한가지구촌은 기후 변화와 인구 증가로 인해 물 부족 문제가 심각해지고 있다. 바닷물과 같은 염분이 높은 수원을 식수로 전환하는 기술은 더 이상 특정 국가만의 문제가 아니라 전 세계가 주목해야 할 과제가 되었다. 이러한 상황에서 가장 주목받는 기술이 바로 역삼투압, 즉 RO(Reverse Osmosis) 방식이다. 기존 RO 시스템은 대형 설비 중심이었지만, 최근에는 소규모에서도 활용할 수 있는 RO 미니 필터 연구가 활발히 진행되고 있다. RO 미니 필터의 원리와 장점RO 미니 필터는 반투막을 활용해 물 분자는 통과시키고 염분 이온은 걸러내는 원리로 작동한다. 기존 대형 설비에 비해 미니 필터는 휴대성과 경제성이 높으며, 개인 또는 소규모 공동체 단위에서 즉각적인 식수 확보가 가능.. 2025. 8. 22. 소금물(염분) 제거 가능성을 위한 역삼투압(RO) 미니 필터 연구 1. 염분 제거 연구의 필요성과 소형화 기술의 도전지구의 수자원 중 97% 이상이 바닷물로 존재하지만, 직접 음용이나 농업용으로 활용하기에는 높은 염분 농도가 치명적인 제약이 된다. 특히 해안 지역이나 도서 지역에서는 깨끗한 담수 확보가 상시적인 문제로 대두된다. 기존 대형 해수 담수화 시설은 막대한 에너지와 비용을 필요로 하여 개인 단위나 소규모 공동체에는 적용이 제한적이었다. 따라서 연구자들은 소금물 제거 기능을 갖춘 휴대형 역삼투압(RO) 미니 필터 개발에 주목하고 있다. 이 장치는 가정, 재난 상황, 군사용 현장에서 모두 활용될 수 있으며, ‘작은 규모에서도 안정적인 담수화’라는 패러다임 전환을 가능케 한다. 2. RO 미니 필터의 구조적 특성과 소금 이온 차단 원리역삼투압 방식은 기본적으로 반투.. 2025. 8. 21. 홍수 지역에서의 탁도(NTU) 제거 효율 최적화 설계 1. 홍수 발생 시 탁도 급증의 물리·화학적 특성홍수 지역에서 탁도(NTU)의 급격한 상승은 단순한 흙탕물의 문제가 아니라, 미세한 점토질, 용존 유기물, 금속 산화물, 그리고 세균·바이러스가 동시에 혼합되는 복합 현상이다. 이러한 다중 입자군은 직경 분포가 불규칙하고, 전기적 표면 전하를 띠어 상호 반발하면서도 소용돌이 유동 속에서는 쉽게 응집한다. 따라서 홍수기 원수의 탁도는 시간에 따라 급격히 요동치며, 여과 시스템은 순간 부하에 대응할 수 있는 적응적 설계가 필수적이다. 기존 상수도 정수장 설비가 안정 유량 기반으로 설계된 것과 달리, 홍수 대응용 시스템은 변동성이 극대화된 NTU 곡선에 맞춘 구조가 요구된다.2. 다층 여재 기반 전처리 시스템의 최적화탁도 제거의 첫 단계는 전처리(Pre-trea.. 2025. 8. 21. 자연 수압 기반 필터와 수동 펌프 필터의 유량(Flow Rate) 비교 실험 1. 서론: 생존 필터에서 유량의 의미재난·캠핑·원격지 탐사와 같은 환경에서 가장 중요한 요소는 물을 빠르게 정수하여 공급할 수 있는 능력이다. 필터의 기본 기능이 오염원 제거라면, 유량(flow rate)은 그 기능이 현장에서 얼마나 실용적인지를 결정짓는 척도다. 같은 수준의 여과 정확도를 전제로 할 때, 유량은 곧 생존 자원의 확보 속도와 직결된다. 오늘날 시장에 보급된 대부분의 휴대용 정수 필터는 크게 자연 수압 기반(gravity-driven)과 수동 펌프(manual pump)의 두 가지 방식으로 구분된다. 본 연구는 동일한 수질 조건에서 두 시스템의 유량 성능을 정량적으로 비교하여, 현장 적합성을 과학적으로 검증하는 데 목적을 두었다.2. 실험 방법과 조건 설정실험은 WHO 의심 수질 가이드라.. 2025. 8. 20. 활성탄 미립자 크기에 따른 농약 제거율 변화 분석 1. 활성탄 미립자 크기와 표면적의 상관관계활성탄(Activated Carbon)은 미세공(Micropore), 중간공(Mesopore), 거대공(Macropore)으로 구성된 다공성 구조를 지니며, 미립자 크기에 따라 단위 질량당 표면적이 현저히 달라진다. 일반적으로 50 μm 이하의 초미세 입자는 비표면적(Specific Surface Area, m²/g)이 극대화되어 농약 분자의 흡착(Adsorption)에 유리한 환경을 제공한다. 반면, 500 μm 이상의 큰 입자는 내부 공극 구조로의 확산 제한(Diffusion Limitation)이 발생하여 농약 제거 효율이 낮아진다. 본 실험적 접근에서는 입자 크기가 감소할수록 농약 분자의 물리적 포획률(Physical Entrapment Rate)과 화학.. 2025. 8. 20. 필터 내부 생물막(Biofilm) 형성 억제를 위한 항균 설계 전략 1. 생물막 형성의 미세환경적 기원생물막은 단순한 미생물 집락이 아니라, 세포 간 신호전달(quorum sensing), 다당류 기반 고분자 매트릭스(EPS), 그리고 유체역학적 전단응력(shear stress)이 복합적으로 작용하여 발생하는 자기 조직화(Self-organization) 현상이다. 일반적인 필터 내부에서는 유속이 일정하지 않고 국소적 저류영역(dead zone)이 형성되는데, 이곳이 세균의 부착 핵생성점으로 기능한다. 이러한 초기 핵생성은 전통적인 염소 소독이나 단순 항균제 투입만으로는 억제하기 어렵다. 따라서 항균 설계 전략은 단순히 미생물을 죽이는 수준을 넘어서, 부착 표면의 물리화학적 특성을 조절하여 초기 결착을 원천적으로 차단하는 방향으로 발전해야 한다. 2. 항균 소재의 비선형.. 2025. 8. 19. 이전 1 2 3 4 5 다음
