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Copy of [과학탐구토론대회] 물 부족
최빈국을 위하여...
-목 차-
-탐구동기
-해결방향
-이론적 접근
-연구과정
-연구결과
-실험내용
-실험결과
오존소독
오존이 가진 강한 산화 분해작용에 의해 정화하는
처리방식으로 상수도 살균, 사이안 화합물와 폐수의
최종 처리 등에 이용
장점
단점
- 모든 박테리아와 바이러스를 살균.
- 수질을 맑고 깨끗하게 함.
- 가장 강력한 산화제와 살균제.
- 소독 잔류 효과가 없음.
- 오존이 대기 중으로 다량 방출 시 인체에 해로움.
- 가격이 고가
적정기술이란 무엇인가?
사용되는 사회 공동체의 정치적, 문화적, 환경적 조건을 고려해
해당 지역에서 지속적인 생산과 소비가 가능하도록 만들어진 기술
해수담화 프로젝트
자외선 처리법
자외선이 지니는 매우 큰 에너지로 대부분의 물질에 대해서
광화학 반응을 시키며 이러한 과정에서 생겨나는 살균 작용으로
물을 정화시키는데 쓰임.
장점
단점
- 살균능력이 강함.
- 유해 잔류물을 남기지 않음.
- 물의 성질이나 맛, 색깔 등에는 영향을 주지 않음.
- 소독 잔류 효과가 없음.
- 많은 양의 물을 살균하기 힘듦.
- 가격이 고가
멤브레인의 이점
담수생산 비용이 저렴함
에너지 소비량이 적음
물의 재활용에도 쓰일 수 있음
다량의 수자원을 안정적으로 확보
멤브레인기술
무궁무진한
가능성에
가장 각광받는
적정기술
역삼투압 원리를 이용해 물 속에 존재하는 여러 물질 중에
물분자를 제외한 오염물질을 완벽히 걸러주는 막을 이용한 기술
15초에 한 명의 아이가 수인병으로 사망한다.
15초에
한 명의 아이가
수인병으로
사망하고 있다.
삼투현상의 과정을 거꾸로
응용한 원리로,
고농도용액 쪽에 삼투압차
이상의 압력을 가하게 되면,
삼투현상과는 반대로
고농도 용액 쪽의 용해가
저농도 용해 쪽을 역류하는 현상
멤브레인 기술의 응용
멤브레인 필터
필터
나노튜브
나노기술 : 10억분의 1 수준의 정밀도를 요구하는
극미세가공 과학기술
나노 크기의 촉매 또는 기공구조를 이용해 대기 및 물 오염원을 효율적으로 제거하여 정화.
속에 녹아있는 이온을 통과시킬 수 있는 직경을
선택하면 바닷물도 걸러낼 수 있는 필터를
만들어내는 것이 가능.
중공사막방식
중공사막 : 가운데가 텅 비어있는 실의 표면에 0.01mm이하의 미세한 기공이
무수히 많이 뚫려있어 세균 및 이물질은 제거하고 미네랄은 통과시키는 첨단 소재 방식
정수시간이 매우 빠르고 물 낭비가 비교적 적음.
필터가격도 저렴한 편이라 경제적이고 펌프를
사용하지 않고 수도의 수압을 그대로 이용하므로
에너지 효율적.
염소소독
물에 녹아 들어간 소수의 염소가 물과 반응하여 염산과
하이포아염소산을 생성, 이 때 하이포아염소산의 활성산소와 산화환원 반응을 일으켜 소독.
장점
단점
- 미생물을 거의 살균.
- 설치가 간편.
- 취급이 용이.
- 투자비가 저렴.
- 바이러스의 의한 전염질환이 발생.
- 안구 및 피부에 자극.
- 강력한 발암물질인 THM이 생성.
물 부족,
생명의 싸움…….
우리가 파악한 기존기술적용 문제점
- 장시간 사용 시 기능 저하가 발생.
- 미네랄 까지 모두 걸러져 버림.
- 연간 유지비용이 많이 듦.
- 정수량이 적고, 정수시간이 오래 걸림.
- 폐수의 양이 많음.
결정
우리는 멤브레인 기술을 이용해낸 다양한
장비들이 생각해냈지만 우선 가장 중요한 것은
멤브레인 필터의 정수능력을 확인해보는 것이라고
판단했다. 그래서 4종류의 멤브레인 필터를 이용해서 빈민국 지역에 따른 다양한 특성의 물을 정화해
보고자 했다. 우기지역의 빗물, 물이 오염되고
흙먼지가 섞인 흙탕물을 정수해보았고
멤브레인 필터의 정밀성을 확인하기 위해
콜라를 정수하였다.
멤브레인 성능 실험
준비물
투명한 멤브레인 필터 4종류, 모터,
자동차단안전장치, 호스, 물통, 콜라,
흙탕물, 아세트산, PH측정기, 물,
직류전환장치, 눈금실린더
콜라실험
빗물실험
흙탕물실험
우기 때 집중적으로 비가 내려서 물은 많지만 산성도 때문에 물을 섭취하기 힘든 지역에 적합한 방법
콜라에 섞인 색소도 걸러낼 수 있는지
확인함에 따라 멤브레인의 정밀도확인
필터가 콜라속에
있던 색소까지
걸러내어,
투명한 물이 됨.
물맛이 좋으며,
시큼한 냄새가 전혀
나지 않음.
산성도도 일반 물의
산성도인 5pH가 나타남.
아세트산이 완벽하게
걸러져서 식수로
이용할 수 있을 정도가
된 것으로 판단.
정화된 물에서 시큼한 냄새의 유무관찰
산성 농도 측정
멤브레인 필터의 정밀도 측정
처음에 주황색에
불투명했던 흙탕물이
정화되면서
일반 가정에서
사용되는 식수처럼
맑고 투명한 물로 정화.
아프리카에서 흔히 발견할 수 있는
흙탕물의 정화정도를 판단하기 위한 실험으로,
남아프리카공화국과 같은 지역에서
보편화시키고자 함
정화된 물에서 이물질의 유무관찰
생각해낸 실험 방법들
활성탄과 필터
피스톤형식
멤브레인 기술 적용 지역
김채령, 유수연, 조경서
지도교사 : 김진욱
남아프리카공화국...
- 피스톤형식
- 활성탄과 필터
- 해수담화프로젝트