淡水を得るために塩水を沸騰させることができない主な理由は、経済的または環境的に実行可能でないためです.海水の淡水化は非常にエネルギー集約的なプロセスであり、地域の水生生物に害を及ぼす可能性のある大量の廃水も生成します。
人間が消費するための真水を入手することは、長年にわたって大きな困難でした。これは主に、人口の急増による真水の需要レベルの上昇によるものです。淡水は地球上に存在する水のわずか 3% しか占めていませんが、私たちの目が巨大な海に向かうとき、地球上にもう 1 つの豊富な水源を無視することはできません。すべてを淡水に変えることができれば、非常に多くの水があります。特に、この偉業を達成するためのプロセスや影響について議論する場合は特にそうです。まず、塩水を淡水に変換するために使用できる方法について説明しましょう。
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熱蒸留
塩やその他の不純物を分離する最も有名で古くからのプロセスは、水に熱を通すことです。蒸留には多くの形態がありますが、理想的な熱蒸留プロセスのみを検討します.まず沸点を定義して、このプロセスを理解するためのトーンを設定しましょう。液体の沸点は、液体の蒸気圧が周囲の大気と等しくなる温度として説明できます。現在、淡水化プラントをより初歩的な機能に縮小するために、中学校の化学の授業で蒸留プロセスが教えられているのを見ています.蒸留実験を観察すると、水の沸騰から始まり、その結果、水が蒸気状態に変化します。蒸気は、チューブの助けを借りて、あるビーカーから別のビーカーに移動します。他の容器への移動中に、水は凝縮して沈殿します。蒸留のユニークな点は、水だけが蒸気になり、それが持つ可能性のある不純物を残し、それによって新鮮な水を得るのに役立つことです.
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小規模ではありますが、世界に貢献できるレベルまでスケールアップできる独創的な方法であることが証明されるかもしれません。問題は、工業規模での水の淡水化には多くのエネルギーが必要なことです。私たちが遭遇するもう1つの大きな問題は、塩が水に非常に溶けやすく、強い化学結合を形成し、それらの結合が壊れにくいことです.エネルギーと水の淡水化技術はどちらも高価です。つまり、大規模な水の淡水化にはかなりの費用がかかる可能性があります。
逆浸透
逆浸透、または一般的に呼ばれている RO は、今日の市場で入手可能な最も有名な浄水技術の 1 つです。これは、水を浄化するために部分透過膜を使用することを含みます。半透膜は、一部の原子または分子を通過させ、他のものは通過させない膜です。簡単な例は網戸で、空気分子は通過できますが、害虫やその他の重要なものが網戸の穴を通り抜けるのをブロックします。細孔は水蒸気を通すのに十分な大きさですが、液体の水を通過させないほど小さいです。逆浸透のプロセスを理解するには、まず浸透とは何かを理解しましょう。
浸透は、溶質 (塩) 濃度の低い溶液が溶液に移動する傾向がある自然に発生する現象です。より高い溶質濃度で。上の図を使用すると、これをより直感的に理解できます。さて、上の図では、2 つの異なる溶液があり、1 つは塩分含有量が低い (真水) で、もう 1 つは塩分含有量が多い溶液であり、両方とも透過膜によって分離されています。溶質濃度の低い水が、溶質濃度の高い水に向かって移動するか、移動する傾向があることに気付くでしょう。
逆浸透は現在、このプロセスの逆として理解することができ、浸透は外力やエネルギーを加えることなく自然に発生します。逆浸透とは、この水の動きが低濃度から高濃度への濃度勾配に逆らうことであり、外力またはエネルギーの適用によって達成されます。逆浸透では、半透膜は水のみを通過させ、塩 (またはその他のもの) の移動は許可しません。
デメリット
これに経済的な観点を取り入れてドルの数字を適用しようとしても、エネルギーの料金は場所によって異なるため、その作業は非常に困難です。ドルの数字に影響を与える特定の要因は、人件費、エネルギー コスト、地価、金融協定、さらには淡水化する水の塩分レベルのような原始的なものに関連しています。米国では、1 立方メートルあたり 1 ドルから 2 ドルの費用がかかります。 1 立方メートルの海水は、264 ガロンまたは 999 リットルとして視覚化できます。これは最初は安く聞こえるかもしれませんが、川や帯水層の水源と比較しようとすると、1 立方メートルの水のコストは約 10 ～ 20 セントに下がります。得られた真水は、淡水化プロセスを通じてアクセスするよりも、自然ベースではるかに安価です.
ドルと魚の海
水の淡水化にも関連する環境問題があります。海の生物が海水淡水化プラントに吸い込まれ、稚魚やプランクトンなどの小さな海洋生物を殺し、食物連鎖を混乱させる可能性があります。また、非常に濃縮された塩水として残る、分離した塩をどうするかという問題もあります。この非常に塩辛い水を海に戻すことは、地元の水生生物に害を及ぼす可能性があります。これらの影響を軽減することは可能ですが、全体的なコストが増加します。繰り返しになりますが、特に RO に関しては、家庭用 RO 装置は工業規模の装置ほど効率的ではなく、生成される廃棄水の量が大幅に多くなります。家庭用 RO 装置からのリジェクト水は、家庭用アメニティに再利用できません。比率に関しては、ほとんどの家庭用 RO マシンが 19 L の真水を生成するには、76 ～ 135 L 近くの水を廃棄する必要があります。おわかりのように、淡水の主要な供給源としての海水の淡水化は、経済的にも環境的にも実行可能な方法ではありません.
