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정제수란?
정제수는 불순물과 오염 물질을 제거하여 순수한 물을 얻는 과정을 통해 만들어집니다.
다양한 정제 방법이 있으며, 각 방법은 특정한 종류의 불순물을 제거하는 데 효과적입니다. 정제수 제조의 주요 방법을 알려드릴게요.
증류
증류(distillation)는 액체를 가열하여 증기로 만든 다음, 이 증기를 다시 냉각하여 액체로 응축시키는 과정을 말합니다. 이 과정은 물질의 비등점(끓는점) 차이를 이용하여 혼합물에서 특정 성분을 분리하거나 정제하는 데 사용됩니다. 증류 과정에서는 대부분의 미네랄, 미생물, 화학 물질이 제거됩니다.
증류는 물을 포함한 다양한 액체를 정제하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 바닷물을 증류하면 식수로 사용할 수 있는 정제수를 얻을 수 있습니다. 또한, 화학 공정이나 제약 산업에서 순수한 화합물을 얻기 위해서도 널리 사용됩니다.
- 단순 증류: 비교적 낮은 비등점 차이를 가진 두 성분을 분리하는 데 사용됩니다.
- 분별 증류: 여러 성분이 혼합된 액체를 각각의 비등점에 따라 분리할 때 사용됩니다. 석유 정제 공정에서 원유를 여러 성분으로 분리하는 데 사용됩니다.
- 진공 증류: 비등점이 매우 높은 물질을 낮은 온도에서 증류하기 위해 진공 상태를 만들어 사용하는 방법입니다.
역삼투압(RO)
물을 고압으로 반투과성 막을 통과시키는 과정입니다. 이 막은 물 분자는 통과시키지만 불순물과 용해된 고형 물질은 차단합니다. 이 과정은 많은 미네랄과 유기 화합물을 제거할 수 있습니다.
활성탄 여과: 활성탄 필터를 사용하여 물속의 염소, 유기 화합물, 냄새 및 기타 화학 물질을 흡착하여 제거합니다. 활성탄 여과는 주로 냄새 제거와 맛 개선에 효과적입니다.
- 삼투 현상: 자연 상태에서 물은 저농도의 용액에서 고농도의 용액으로 반투과성 막을 통해 이동하는 성질이 있습니다. 이는 농도 차이를 평형 상태로 만들려는 자연의 힘에 의해 발생합니다.
- 역삼투: 역삼투압 과정에서는 이러한 자연적인 삼투 현상에 역행하여, 고농도의 용액(오염된 물)에서 저농도의 용액(깨끗한 물)으로 물을 이동시키기 위해 고압을 적용합니다. 이 과정에서 반투과성 막이 물만 통과시키고 대부분의 불순물(예: 염분, 미네랄, 미생물, 화학 물질)을 차단합니다.
이온 교환
물속의 특정 이온을 제거하기 위해 이온 교환 수지를 사용하는 방법입니다. 이 과정은 주로 경수에서 칼슘과 마그네슘 이온을 제거하여 연수를 만드는 데 사용됩니다.
이 방법은 주로 경수 연화, 물의 탈염, 화학적 불순물 제거 등에 사용됩니다. 증류수와 결합하여 사용될 때, 이온 교환은 증류가 제거하지 못하는 특정 이온성 물질들을 추가로 제거하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
이온 교환 기술은 물의 순도를 높이는 매우 유용한 방법이며, 특히 다른 정수 처리 방법들과 조합하여 사용될 때 그 효과가 극대화됩니다.
자외선(UV) 살균
자외선(UV) 살균은 정제수에서 미생물, 바이러스, 세균 등을 제거하는 효과적인 방법입니다. 이 방법은 자외선의 특정 파장을 사용하여 물속의 미생물의 DNA와 RNA를 손상시켜 그들이 번식하거나 생존할 수 없도록 합니다.
- 자외선 파장: UV 살균에 주로 사용되는 파장은 UV-C 영역(200~280 나노미터)입니다. 이 파장은 미생물의 유전 물질을 손상시키는 데 매우 효과적입니다.
- DNA/RNA 손상: UV-C 파장은 미생물의 DNA와 RNA 내의 결합을 파괴하여 복제 및 기능을 방해합니다. 이로 인해 미생물은 증식할 수 없으며, 대부분의 경우 죽거나 비활성화됩니다.
각 방법은 특정한 종류의 오염 물질을 목표로 하며, 때로는 고품질의 정제수를 얻기 위해 여러 방법을 조합하여 사용하기도 합니다.