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삼투압보다 더 높은 압력을 삼투압의 반대 방향으로 작용해, 순수한 물이 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르게 되는 현상입니다. 이때 작용하는 압력을 ‘역삼투압’이라고 합니다. 정수기를 통해 물이 정수되는 과정에는 역삼투 외에도 침전, 여과 등 여러 현상이 일어납니다.
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물에 관해 – 정수기(필터/역삼투압)의 원리 – 네이버 블로그
필터에 불순물이 많이 흡착되어 정수능력이 떨어지게 됩니다. 그래서 주기적으로 필터를 갈아줘야 합니다. 역삼투압 정수기는 삼투압의 원리를 반대로 …
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Date Published: 9/25/2021
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정수기 – 나무위키:대문
2015년부터는 직수형 정수기도 사용된다. 물탱크 없이 물을 정수하여 바로 배출하는 방식으로 초기에 미지근한 온도, 전력 과소모 등의 문제가 있었으나, …
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역삼투압 정수기: 당신의 건강까지도 걸러버립니다 – 헬스컨슈머
하지만 그런 정수기를 의심해 본 적이 있는가? [우리가 사용하는 정수기는 어떤 원리인가]정수기는 정수 방식에 따라 중공사막, 전기분해 등의 종류로 …
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간이 정수기로 알아보는 정수기의 원리 | 과학문화포털 사이언스올
아빠와 함께 하는 과학 실험실 ①. 간이 정수기로 알아보는 정수기의 원리. 사람이 물을 마시지 않고 살 수 있는 기간은 얼마나 될까요?
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[알아봅시다] 정수기의 탄생과 원리 – [디지털타임스 모바일페이지]
◇정수기의 원리= 현재 국내에서 판매되고 있는 정수기는 필터의 방식에 따라 `역삼투압(R/O: Reverse Osmosis)’과 `중공사막(UF: Ultrafiltration)’으로 …
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정수기 필터 기본 구조, 종류, 브랜드 별 정수 방식
정수기 필터의 정수처리방식은 크게 역삼투압 방식, 중공사막 방식, 나노(양전하) 방식으로 나뉩니다. 각각의 특징과 브랜드 별 필터 방식을 살펴 …
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직수 정수기 원리 총정리! (ft. 역삼투압 방식 장단점 비교)
오늘은 직수 정수기 원리와 역삼투압 방식 장단점에 대해 비교하며 알아보도록 하겠다. 정수기 업체들이 물을 정수하는 방식을 놓고 치열한 마케팅 …
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주제에 대한 기사 평가 정수기 원리
- Author: 한국수자원공사 K-water Official
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- Likes: 좋아요 141개
- Date Published: 2021. 1. 28.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=d8d4I3bPAPI
정수기 원리로 노벨상을 받았다? 반트호프의 법칙
안녕하세요, 한화토탈 블로그 지기입니다. 우리의 일상에서 없어서는 안 되는 소중한 물! 깨끗한 물을 필요할 때 언제든 마시고, 사용할 수 있다는 건 사실 큰 축복인데요.
우리가 일상 속에서 매일같이 사용하는 안전한 물은 어떻게 만들어질까요? 오늘은 깨끗하고 안전한 물을 만들기 위해 사용되는 과학 원리, 삼투압과 반트호프의 법칙에 대해 알아보겠습니다!
01
주변에서 볼 수 있는 삼투압
정수기의 원리를 알아보기 전, 우선 삼투 현상에 대해 알아야 하는데요. 삼투 현상은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다. 목욕탕에서 나왔을 때 손가락을 보면 주름이 생겨 있던 경험들 다들 해보셨을 텐데요. 사람의 체액은 목욕탕의 물의 농도보다 높아, 몸 밖의 물이 우리 몸으로 들어오면서 붓게 돼 주름이 생기는 거죠.
우리나라 대표 음식인 김치도 삼투압을 이용한 음식입니다! 배추를 소금물에 담가 물의 농도를 배추보다 높게 만들어 배추의 숨을 죽이는 건데요. 배추의 수분을 줄여 미생물이 번식하는 것을 막아 오래 보관하기 위한 방법입니다.
이렇게 물이 이동할 수 있는 반투막을 사이에 두고 물이 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 옮겨갈 때 생기는 압력을 ‘삼투압’이라고 합니다.
02
정수기의 원리는 삼투압의 반대, 역삼투압!
그렇다면 이제는 정수기에 적용되는 과학 원리에 대해 알아볼까요? 우리가 마실 깨끗한 물은 오염된 물보다 농도가 낮습니다. 이 때문에 자연적으로 일어나는 삼투 현상에서는 물의 이동이 깨끗한 물에서 오염된 물로 옮겨가죠. 이렇게 되면 오염된 물만 늘어나게 됩니다. 때문에, 물을 정수하기 위해서는 삼투 현상의 반대가 일어나야 합니다!
물을 깨끗하게 하는 정수 과정에는 ‘역삼투’ 현상이 일어나는데요. 삼투압보다 더 높은 압력을 삼투압의 반대 방향으로 작용해, 순수한 물이 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르게 되는 현상입니다. 이때 작용하는 압력을 ‘역삼투압’이라고 합니다.
03
정수기에서 물을 정화되는 4단계 과정
정수기를 통해 물이 정수되는 과정에는 역삼투 외에도 침전, 여과 등 여러 현상이 일어납니다. 때문에 정수기에는 4가지 종류의 필터가 각자의 역할을 하는데요.
우선 여러 종류의 찌꺼기 등을 걸러주는 역할인 세디멘트 필터를 거쳐 프리카본 필터에서 소독냄새와 화학물질을 제거해 줍니다. 그리고 역삼투를 활용해 0.001~0.0001 마이크로 단위로 각종 세균과 중금속 걸러주는 멤브레인 필터를 거칩니다. 마지막으로 흡착의 성질을 이용해서 냄새를 제거하고 물맛을 좋게 하는 기능인 포스트카본 필터를 통해 우리가 마시는 정수기의 물이 완성됩니다.
오늘날의 가정용 정수기의 80%는 역삼투압 방식을 이용하는데요. 3단계 필터에서 물을 정수하는 방식에 따라 역삼투압 방식, 중공 사막 방식 등으로 정수기가 분류된다고 합니다.
04
삼투압을 발견해 노벨상을 수상한 과학자, 반트호프!
이처럼 역삼투를 이용하면 깨끗한 물을 쉽게 얻을 수 있는데요. 이는 삼투압의 압력을 계산하고, 이를 이용해 역삼투를 활용할 수 있는 방법을 이론적으로 증명한 화학자, 반트호프(Jacobus Henricus van’t Hoff, 1852~1911)의 연구 덕분입니다.
반트호프의 주된 업적은 연구를 통해 용액의 삼투압을 구하는 공식을 정립한 것인데요. 이상적인 상태에서 액체의 움직임이 기체와 비슷하다는 것을 ‘반트호프의 식’으로 증명해냅니다. 반트호프는 이와 같은 연구로 인해 최초의 노벨화학상을 수여하게 되죠.
오늘은 정수기의 원리인 역삼투에 대해 알아봤는데요. 제 1호 노벨화학상 수상자가 삼투압을 증명해낸 반트호프였다니 정말 신기하네요! 우리가 매일 마시는 물에 숨어있는 과학이야기 다들 재미있으셨나요? 다음에도 더 흥미진진한 과학법칙으로 돌아올 테니 기대해 주세요!
종합 케미칼 & 에너지 리더,
한화토탈에 대해 더 알고 싶다면?
물에 관해 – 정수기(필터/역삼투압)의 원리
물에 관해 – 정수기(필터/역삼투압)의 원리
안녕하세요! ClaimCoffee 양동빈입니다.
물 에 관해 글을 써보도록 하겠습니다.
많이들 우리가 마시는 커피의 98% 이상이 물 이기
때문에 물의 중요성에 관해 많이 얘기합니다.
그 시작으로 우리 생활에서 너무나도 흔하게 접할 수 있는
정수기에 대해 먼저 공부를 해보았습니다.
정수기는 불순물이 함유된 물을 우리가 먹기 좋게
불순물을 걸러주는 필터의 역할 을 합니다.
근데 정확하게 어떤 시스템으로
물을 걸러주는지 궁금해졌습니다.
우선 우리가 흔히 알고있는 정수의 원리는
위의 사진처럼 물에 있는 불순물을 작은 물질들을 통해 걸러주는 것입니다.
우선 굵은 자갈을 통해 큰 분술물을 걸러주고
보다 얇은 모래로 작은 불순물을 걸러줍니다.
그리고 숯가루는 미세한 다공질 구조로 되어 있어
마지막으로 이 숯가루까지 물이 통과되면
미세한 불순물까지 걸러집니다.
우리나라에서 판매되고 있는 정수기는
필터 정수기와 역삼투압 정수기로 나눌 수 있습니다.
필터 정수기는 위에 있는 전통적인 정수 방법으로
숯가루나 모래가 아닌 필터를 이용하여 불순물을 흡착시켜 정수합니다.
이러한 필터 정수는 오랫동안 사용하게되면
필터에 불순물이 많이 흡착되어 정수능력이 떨어지게 됩니다.
그래서 주기적으로 필터를 갈아줘야 합니다.
역삼투압 정수기는 삼투압의 원리를 반대로 응용한 것입니다.
최근에 과일청을 만드는 삼투압의 원리에 대해 글을 썼었는데,
역삼투압 정수기는 이를 반대로 응용한 것입니다.
삼투압의 원리를 간단히 다시 설명하자면 저농도의 설탕물과 고농도의 설탕물
사이에 반투과성 막을 설치하면 상대적으로 농도가 낮은 농도의 설탕물의 물 분자가
상대적으로 높은 높도의 설탕물쪽으로 이동하는 것을 말합니다.
우리가 김치를 담글때 배추를 소금물에 절여주면
소금보다 낮은 농도의 배추의 세포속 수분들이
상대적으로 높은 소금물에 의해 바깥으로 이동하여 물이 빠져 흐물흐물한 것을 볼 수 있습니다.
역삼투압은 이러한 삼투압을 반대로 이용한 것으로
소금물에 있는 순수한 수분을 압력을 가하여
배추의 세포막속으로 이동시켜주는 것입니다.
따라서 역삼투압 정수기는 불순물이 섞인 물을 점기펌프로 압력을 가해
반투막을 통과하여 깨끗한 물만 막의 반대쪽으로
빠져나오도록 만드는 원리입니다.
이러한 역삼투압 정수기의 반투막은 머리카락의 100만분의 1의 크기의
미세한 구멍으로 이루어져있어 중금속, 박테리아, 세균등을
걸러내어 깨끗한 물을 만들어낸다고 합니다.
출처
-http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3389377&cid=47337&categoryId=47337
역삼투압 정수기: 당신의 건강까지도 걸러버립니다
당신이 돈 주고 마시는 ‘죽은 물’
[헬스컨슈머]생명의 근원이라고 불리는 물, 오늘 당신은 어떤 물을 마셨는가? 내기를 건다면 정수기에 거는 것이 현명할 정도로, 정수기는 우리의 일상에 깊이 들어와 있다. 이미 대한민국의 정수기 시장은 3조원을 넘나들고, 심지어 공유 경제에서 정수기도 등장할 만큼 대한민국의 필수 가전중 하나가 되었다.하지만 그런 정수기를 의심해 본 적이 있는가?
[우리가 사용하는 정수기는 어떤 원리인가]정수기는 정수 방식에 따라 중공사막, 전기분해 등의 종류로 나뉘지만, 가장 대표적인 것은 역시 역삼투압 방식의 정수기다. 우리나라 정수기의 대다수가 역삼투압 정수기이며, 국내 정수기 업계의 선두주자인 코웨이, 청호나이스 등의 선두주자들이 모두 역삼투압 정수기를 채택할 정도로 압도적인 비율을 보인다.
문제는 이 역삼투압 방식의 정수기가 사람에게 있어 전혀 좋지 않다는, 심지어 건강을 위협한다는 사실이다.
역삼투압 정수기는 쉽게 말해서 필터 바깥의 물에 높은 압력을 가한 뒤, 매우 촘촘한 필터(일반적으로 사람 머리카락 100만분의 1 크기인 0.0001마이크로미터)에 통과시키는 방식이다. 이렇게 철저한 정수과정은 대부분의 중금속과 바이러스, 미생물 등의 성분을 완전히 제거해준다. 이 때문에 이 정수방식은 현존하는 방법중에서 정화 능력이 가장 탁월하다.
이것이 뭐가 문제냐고? 바로 이 정수기가 정말 ‘모두 다’ 걸러버린다는 것이다.
[역삼투압 정수기의 문제점]“동물은 순수한 물을 마셔서는 안 된다. 마시는 순간 체내에 필요한 미네랄을 빼내기 때문이다” 미국 <디스커버리 채널> “마시는 물은 일정 수준 이상의 필수 미네랄을 포함해야만 한다.” 세계보건기구(WTO)의 역학조사
전문가들의 표현에 따르면, 미네랄이 없는 물은 ‘죽은 물’이라고 할 수 있다. 미네랄이 없는 물은 주변의 미네랄을 흡수하려 하기 때문에, 공기중의 이산화탄소를 흡수해 산성을 띄고, 우리 몸의 필수 미네랄까지 빼앗고 산성화시킨다.
사진 제공: MBN [황금알] 121회
이 때문에 미네랄이 없는 물은 신장에 무리를 주며, 장기적으로는 근육 위축과 암까지 유발한다. (출처: MBN <황금알> 121회 中)
이 때문에 민물 자원이 부족한 나라에서 가끔씩 사용하는 바닷물 담수화는, 정수기와 마찬가지로 역삼투압 방식으로 소금을 빼내고, 다시 미네랄을 보충해준다. 자연에 풀거나 수돗물로 쓰는 물에도 이런 과정을 거친다.
실제로 한 실험에서, 수돗물과 정수기물에 각각 물고기를 24시간동안 풀어놓았더니, 수돗물에서는 물고기가 다 멀쩡했던 반면, 정수기물에서는 물고기의 80%가 죽었다. 우리는 그런 물을, ‘죽은 물’을 마시고 있는 것이다.
[‘죽은 물’, 그 이유있는 이름]그렇다면 왜 이 물이 그렇게 위험한 것일까?
물 속의 미네랄이 없어지면, 물은 공기중의 이산화탄소를 빨아들이며, 이 때문에 산성(ph 약 5.6~5.7)을 띄게 된다. 이것은 심지어 산성비(pH5.6)와 동일한 수준이며, 실제로 1980년대 역삼투압 방식의 정수기가 공급된 이후부터 국내 암 발병률이 급상승했다. (출처: 리뷰즈앤코텐터리<물의 유해성과 심혈관질환>)
또한, 인체는 기본적으로 pH 7.4의 약알칼리성이다. 우리 몸은 ‘죽은 물’등의 이유로 인해 자연스러운 산성도가 깨지는 경우 원상태로 복귀하려는 항상성을 가지는데, 이런 인체의 산도를 조절하는 것 또한 미네랄 중 하나인 중탄산염이다. 결국 ‘죽은 물’은 인체의 균형을 이중으로 깨뜨려버리는 것이다.
일본에서 발간된 <일본수도기술연구소 보고서: 산성수 음용 지역 주민들의 건강상태 비교>를 참고하면, 장기적으로 미네랄이 부족한 물을 마신 사람들의 뇌졸중과 암 발병률이 2배, 심장병 발병률은 3배까지 늘었다.
또한 이 외에도 심혈관질환 사망률은 미국의 경우 15~20%, 영국에서는 40%나 증가했다.
사진 제공: [역삼투압 정수기를 고발합니다], 박치현
이처럼 미네랄이 부족해 산성을 띄는 물은 위험하기 짝이 없다. 그러나 위 그래프에서 알 수 있듯이, 미네랄이 부족한 산성 물(pH 6.5 이하)을 먹는 물로 허가한 나라는 놀랍게도 우리나라밖에 없다는 사실은 인상적이다.
[문제는 미네랄이다]실제로 정수기회사에서도 이 사실을 인식하고 있다. 이에 대해서 정수기회사측에서는 물에서 부족한 미네랄을 음식물을 통해서 섭취하면 된다고 항변한다. 하지만 음식물, 즉 자연 상태의 미네랄은 순수한 미네랄이 아니라 화합물 형식으로 몸에 있다. 자연계에 순수한 철은 거의 없고, 거의 다 산화철(녹)의 형태로 있는 이치다.
즉, 여기서 인체에 필요한 미네랄을 뽑는 것은 굉장히 길고 복잡한 과정을 거치고, 효율도 떨어진다.
따라서 우리 몸은 10~30%의 미네랄을 필수적으로 물을 통해 흡수해야 한다.
건강소비자연대 소속 소아과 전문위원으로 활동중인 누리사랑의원 신영순 원장은 “결국 문제는 역삼투압 정수기가 시장의 70%를 버젓이 차지하고 있고, 누구도 그것을 문제삼지 않는다는 점이다”라며, “이를 해결하기 위해서는 결국 소비자 스스로가 문제를 제기하고, 올바른 제품을 사용하는 수밖에 없다”라고 설명했다.
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아빠와 함께 하는 과학 실험실① – 간이 정수기로 알아보는 정수기의 원리
아빠와 함께 하는 과학 실험실 ①
간이 정수기로 알아보는 정수기의 원리
사람이 물을 마시지 않고 살 수 있는 기간은 얼마나 될까요? 기록에 의하면 사람은 물과 음식이 없이 약 1주일 정도 생존이 가능하지만, 물만 먹는다면 최장 20여 일 넘게 살 수 있다고 해요. 이처럼 물은 우리가 살아가는 데 꼭 필요한 물질이랍니다.
옛날 물을 마시고 사용하기 위해서는 우물을 파고 우물물을 길어 사용해야 했었어요. 그러나 지금은 가정마다 수도가 보급되어 늘 깨끗한 물을 마실 수 있지요. 하지만, 좀 더 깨끗한 물을 마시고 싶어 하는 사람들은 정수기를 사용하기도 하는데요, 이 정수기는 어떤 원리로 깨끗한 물을 만들어 주는 것일까요?
우리나라에서 사용되는 정수기는 정수기를 제작하는 제조업체나 제품에 따라 사용되는 필터나 수돗물의 연결 방식이 다양하긴 하지만 크게 역삼투압(R/O: Reverse Osmosis) 방식과 중공사막(UF: Ultrafiltration) 방식으로 나눌 수 있어요.
역삼투 방식은 자연계에서 일어나는 삼투 현상을 반대로 이용한 방식이에요. 삼투 현상은 농도가 다른 두 용액을 반투과성 막으로 나눠 놓으면, 용액이 농도가 옅은 쪽에서 진한 쪽으로 이동하는 현상을 말해요. 삼투 현상의 예를 들면 식물의 뿌리가 땅속의 물을 빨아들이는 것을 들 수 있지요. 역삼투방식의 정수기는 이런 삼투 현상을 반대로 적용한 것이에요. 각종 오염물질로 농도가 진해진 물에 강한 압력을 가하여 농도가 옅어지도록 하는 것인데 이때 사용되는 반투과성 막을 우리가 보통 필터라고 말하는 것들이에요. 이렇게 미세한 여러 개의 투과막을 거친 오염된 물은 그 필터를 거치는 사이 오염된 물질이나 우리 몸에 해로운 성분들을 걸러내고 순수한 물로 걸러지게 된답니다. 역삼투 방식의 정수기는 아주 작은 불순물이나 중금속, 미생물들을 걸러낼 수 있는 장점은 있지만, 우리 몸에 도움을 주는 미네랄과 같은 성분들까지 같이 걸러내는 단점이 있어요.
중공사막 방식은 그 이름 때문에 중공에 있는 사막을 이용하는 것 아니냐는 생각을 하겠지만 여기서 말하는 ‘중공사’란 우리 머리카락 굵기의 1/10,000배나 작은 실 가운데에 무수히 많은 구멍이 뚫려 있는 필터를 말해요. 중공사막 방식의 정수기는 오염됨 물을 이 미세한 구멍이 뚫려 있는 ‘중공사’에 통과시켜 해로운 물질을 걸러내는 것이죠. 중공사막 방식의 정수기는 세균이나 대장균, 미생물 등 우리 몸에 해로운 세균은 대부분 걸러낼 수 있지만 중금속이나 유기화학물질 등은 잘 걸러내지 못하는 단점이 있어요. 하지만, 역삼투 방식에는 없는 우리 몸에 필요한 미네랄을 그대로 유지하는 장점도 있지요.
다양한 정수기의 종류만큼 정수하는 방식이 매우 복잡해 보이지만 사실 더러운 물을 필터로 걸러내어 깨끗하게 만든다는 개념은 모두 똑같아요.
우리 이런 정수기의 원리를 간단한 실험을 통해 한번 알아 볼까요?
[준비물] 두 개의 투명 플라스틱 컵, 송곳, 솜, 숯, 가는모래, 왕모래, 자갈 [만드는방법]1. 한 개의 플라스틱컵 바닥에 송곳으로 구멍을 여러 개 뚫습니다.
2. 구멍 난 컵에 솜을 약 2cm 가량 되게 촘촘히 깝니다.
3. 그 위로 숯을 잘게 부숴 솜 위에 2cm 가량 붓고,
그 위로 가는 모래를 1.5cm, 왕모래와 자갈을 2~3cm 높이로 깝니다.
4. 1번 컵 밑에 구멍이 뚫리지 않은 컵을 대고 1번 컵에 더러운 물을 붓습니다.
5. 받아진 물을 다시 여러 번 반복해서 거르다 보면 깨끗한 물을 모을 수 있습니다.
글, 사진 이학명 과학칼럼니스트
[알아봅시다] 정수기의 탄생과 원리
십수년전만 해도 수도꼭지에서 흘러나오는 물을 `벌꺽벌꺽’ 마셔도 탈이 난 사람을 발견하기는 쉽지 않았지만, 지금은 페트병에 담긴 물을 돈을 주고 사먹는 실정입니다.우리나라도 이제 UN에서 지정한 세계 물 부족 국가이며, 수돗물이나 지하수에 음용수의 기준치를 초과하는 물질이 함유돼 있어 안심하고 마시기 어려운 상황입니다. 이로 인해 생수사업이 번창하고 있고, 가정에서도 깨끗한 물을 마실 수 있는 정수기도 생활가전의 하나로 꼽히고 있습니다. 우리 생활 깊숙이 파고든 정수기의 탄생과 원리에 대해 간단히 알아보겠습니다.◇정수기의 역사= 인간의 몸을 구성하는 70% 이상이 수분, 즉 물이다. 인류는 물과 함께 역사를 같이 했다고 해도 과언이 아닙니다. 섭씨 40도가 넘는 사막의 폭염도 물만 있다면 버틸 수 있고 물을 확보하기 위해 인류는 피비린내 나는 전쟁을 피하지 않았습니다.음용수에 대한 관심은 선사시대까지 거슬러 올라갑니다. 선사시대 어느 시점 물을 끓여먹던 인류가 최초의 정수기를 사용했다고 할 수 있겠지요. 또 숯이 정수필터 역할을 하기도 했습니다. 히포크라테스는 당시의 수도관인 `연관’을 통과한 물이 음용수로 부적절하다며 여과하거나 끓여먹는 것을 장려하기도 했습니다.산업화 과정에서 `안전한’ 음용수의 확보는 더욱 절실한 문제가 됐습니다. 화학 공정의 발달로 오염물질을 물에서부터 분리ㆍ제거할 수 있는 `분리막(Membrane)’이 등장했고, 분리막은 식물의 섬유구조를 이용한 `아세테이트 셀룰로즈(Acetate Cellulose) 막’의 개발로 실용화 단계에 접어들었습니다. 이후 각종 세라믹과 고분자 합성막이 등장했습니다.최초의 정수기는 2차세계대전 중이던 1940년대 초 태평양전쟁을 치르던 미국 해군에 의해 개발됐습니다. 미 해군은 바닷물의 염분을 제거해 담수로 바꾸는 역삼투압 정수기를 개발했습니다. 정수기가 국내에 처음 소개된 것은 한국전쟁 당시 미국이 사용하던 것으로, 1968년에 국내에서도 상품화되기 시작해 1980년대부터 본격 보급되기 시작했습니다. 이후 1990년대 낙동강 페놀오염사건과 웅진코웨이의 정수기 임대사업 시작으로 본격적인 시장이 열리게 됩니다.◇정수기의 원리= 현재 국내에서 판매되고 있는 정수기는 필터의 방식에 따라 `역삼투압(R/O: Reverse Osmosis)’과 `중공사막(UF: Ultrafiltration)’으로 구분됩니다.삼투압이 농도가 높은 쪽으로 용매가 반투막을 통과할 때 발생하는 압력인 반면, 역삼투압 방식은 인위적으로 압력을 가해서 용매를 농도가 낮은 쪽으로 이동하게 만드는 방식입니다. 따라서 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질에 대해 99%에 가까운 제거율을 보이며, 역삼투압 방식을 적용한 정수기의 물은 0.0001미크론(사람 머리카락의 100만분의 1)의 미세한 기공을 통과하면서 깨끗하게 걸러집니다.중공사막 방식은 미국 아미콘에서 고분자 플라스틱 원료로 비대칭 구조의 멤브레인을 모듈화하면서 실용화됐습니다. 처음에는 인공신장 혈액투석기용으로 사용됐으며 0.001∼0.01미크론(사람 머리카락 굵기의 1만 분의 1에서 10만 분의 1)의 기공을 가진 막을 적용합니다. 역삼투압 방식에 비해 정수량이 많지만 이온성 물질 및 중금속, 유기화학물질, 발암물질 등의 제거율에서는 다소 뒤진다는 평가입니다.두 가지 정수방식 모두 4가지 종류의 필터를 기본으로, 제품에 따라 미세한 카본 분진을 제거하는 미분진 필터와 최종 정수단계에서 항균기능을 높이는 세라믹 필터가 추가로 적용되기도 합니다.정수기의 핵심은 필터입니다. 정수기에는 기본적으로 4개의 필터가 있어 각기 하는 역할이 다른데, 세디멘드(SEDIMENT) 필터는 물 속의 부유물질 및 모래, 녹찌꺼기, 이끼 등의 비교적 큰 불순물을 제거합니다. 프리카본(PRE-CARBON) 필터는 염소, 농약성분, 발암물질 등 휘발성 유기화합물질을 제거하고, 로 멤브레인(R0 MEMBRANE) 필터는 유기 및 무기 오염물질, 세균, 바이러스, 중금속을 포함한 이온성 물질을 걸러줍니다. 포스트카본(POST-CARBON) 필터는 은첨활성탄(활성탄에 은을 코팅)을 소재로 항균력을 높여주는 동시에 물냄새를 제거하고 물맛을 향상시키는 기능을 합니다.이근형기자@디지털타임스
정수기 필터 기본 구조, 종류, 브랜드 별 정수 방식
정수기 필터의 정수처리방식은 크게 역삼투압 방식, 중공사막 방식, 나노(양전하) 방식으로 나뉩니다. 각각의 특징과 브랜드 별 필터 방식을 살펴보겠습니다.
정수기 기본 구조
정수기가 물을 정수하는 데에 핵심은 필터입니다. 외부에서 물(원수)이 들어오면 보통 두세 가지 정도의 정수기 필터를 거치고, 정수기 내의 저장탱크에 정수된 물을 저장하고, 출수구를 통해서 우리가 물을 받아서 먹는 것입니다. 이것이 정수기의 기본 구조입니다.
필터 정수 처리 방식 세 가지
역삼투압 방식 역삼투압 방식이란 삼투현상과 반대라는 뜻으로, 강제로 가하는 압력에 의해 물속의 불순물 농도가 높은 쪽으로부터 불순물의 농도가 낮은 쪽으로 이동시켜 정수시키는 정수 방법을 말합니다.
중공사막 방식 UF중공사막은 수십에서 수백 나노미터(nm) 크기의 기공을 가진 기공성 필터로서, 막 표면에 분포하는 무수히 많은 미세기공을 통해 물만을 통과시켜 물속에 존재하는 오염물질을 제거합니다.
나노(양전하) 방식 나노 필터는 박테리아와 바이러스를 정전력으로 필터에 흡착시켜 제거하는 방식이다. 원단의 구멍 크기(직경)가 나노미터(10억 분의 1m) 단위인 필터를 사용한다. 중공사막 필터보다 이물질 제거에 더 뛰어나고, 정수 효율도 높다. 다만 필터 가격이 비싼 것이 흠이다.
역삼투압 방식 (Reverse Osmosis)
앞서 설명처럼 역삼투압은 삼투압의 반대입니다. 삼투압을 이해하면 역삼투압 방식은 어렵지 않습니다.
용매는 녹이는 물질이고 용질은 녹아드는 물질을 말합니다. 용액은 이 두 가지 물질이 서로 섞인 혼합물입니다. 설명을 위해 용매는 물이고 용질은 설탕으로 하겠습니다. 그럼 용액은 설탕물입니다.
위 그림처럼 물과 설탕물이 있는데 그 사이에 아주 작은 구멍이 있는 막이 있습니다. 그럼 물 분자는 작아서 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 수 있지만 설탕물 속 설탕은 분자가 크기 때문에 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 수 없습니다.
그럼 결과적으로 같은 양이 담겨 있었지만 왼쪽에서 오른쪽으로 이동한 물 분자 때문에 오른쪽이 더 상승하게 됩니다. 이를 삼투압 현상이라고 합니다. 여기서 삼투압이란 용액과 용매의 높이 차이에 의한 압력을 말합니다. 풀어서 설명하면 물이 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다고 할 수 있습니다.
예를 들면 식물 주변 땅에 물을 주면 땅에 물이 많고 촉촉해집니다. 그럼 상대적으로 말라있는 농도가 높은 식물의 뿌리로 물이 이동합니다. 식물은 그렇게 뿌리를 통해 물을 흡수하여 자라게 되는 것입니다. 반대로 식물 주변 땅에 물을 주지 않으면 식물 뿌리의 수분이 땅으로 이동을 하여 점점 식물이 시들게 됩니다. 또 다른 예시로 우리가 젖은 수건과 젖지 않은 수건을 막 뒤섞으면 젖지 않은 수건도 젖은 수건 때문에 젖어 버리는 현상도 삼투압이라고 할 수 있습니다.
역삼투압은 단어 그대로 삼투압의 반대 방향으로 강한 압력을 주어 강제로 물을 이동시키는 것을 말합니다. 그렇게 압력을 가하게 되면 물에 있는 용질을 남기고 용매를 얻을 수 있는 것입니다. 다르게 표현하면 물속에 불순물을 걸러내고 순수한 물만 얻을 수 있다는 뜻입니다.
역삼투압 방식 필터의 단면은 위 사진과 비슷합니다. 역삼투압 필터 막의 구멍 크기는 0.0001㎛로 유기 오염 물질, 대장균, 중금속 이온 등 다양한 성분을 걸러주기 때문에, 필터 성능에 따라 약간씩 차이는 있지만, 거의 증류수에 가까운 물을 만들 수 있습니다. 물맛이 깔끔하고 청량감이 높은 편이지만, 시간당 정수 용량이 적기 때문에, 보통은 정수기에 물을 밀어주는 모터 혹은 정수된 물을 담아두는 물탱크가 있는 경우가 대부분입니다.
중공사막 방식 (Hollow Fiber, Ultrafiltration)
중공사막 방식은 중공사로 만든 섬유나 막을 이야기합니다. 한자로 中空絲(중공사), 즉 가운데가 비어 있는 실을 말합니다. 영어로 Hollow Fiber이라고 하는데, Hollow도 속이 빈이라는 의미의 형용사입니다. 사전처럼 내부에 기공(氣孔)을 가진 섬유로서 마카로니나 대나무를 생각하시면 됩니다. 흔치는 않지만 중동 사막으로 잘못 읽어 모래를 통과하여 정수하는 방법이라고 오해하기도 하는데 그렇지 않습니다.
중공사막에는 0.01∼0.04미크론 이하의 구멍이 뚫려 있습니다. 세균은 걸러내고 미네랄은 통과시키는 기능을 합니다. 미생물이나 유기 오염 물질을 제거하나 더 미세한 물질은 제거하지 못하는 것으로 알려져 있습니다. 중공사막 필터로 정수기를 만들면 부피가 작고 정수 시스템이 간단해 가격이 저렴해집니다. 하지만 필터 교체 시기가 짧은 단점이 있습니다.
중공사막 필터의 경우에는 현재 우리나라 제품(효성, 코오롱)의 품질은 세계적인 수준이라 할 수 있습니다. 국산에 비하여 가격이 저렴한 중국산 중공사막 필터가 국내 정수기 시장에도 유입되어 있는데 품질에 차이가 있는 편입니다.
중국산의 경우 국내의 기술과는 제조기술이 다릅니다. 제품을 습식으로 보관하는 방식을 채택하고 있는데 필터 속에 보존액이 들어가게 됩니다. 이러한 보존액은 반드시 프레싱을 거친 후 사용해야 하므로 국내산과 구분됩니다. 정수기의 필터가 중공사막 방식인 경우에는 어느 나라에서 제조되었는지를 꼼꼼하게 따져야 합니다.
나노(양전하) 방식 (Nano)
나노(양전하) 필터는 미국 알고나이드사와 항공우주국(NASA)이 공동 개발한 나노세람 필터 카트리지를 적용한 필터입니다. 바이러스, 중금속, 총대장균군 등을 제거하는 것으로 알려져 있습니다. 필터의 재료는 1990년 대에 NASA, 미 공군 및 미 환경보호국으로부터 일부 자금 지원을 받아 개발되었는데 콜로라도 대학의 연구팀은 실험을 통해 유기물질, 소독 부산물, 염소, 요오드 및 내분비 교란 물질을 제거할 수 있다는 것을 발견했습니다.
나노(양전하) 필터의 기공 크기는0.001㎛(1 나노미터) 정도입니다. 중공사막 필터보다 작고 역삼투막 필터보다는 큰 수준입니다. 필터 카트리지를 물이 지날 때 양전하를 띠게 되는데, 이때 정전이 발생해 각종 바이러스, 대장균, 미생물, 중금속 등을 흡착해 정수하게 됩니다. 지나치게 수압이 낮은 경우가 아니라면 별도의 펌프 없이 사용이 가능합니다. 정전기는 필터를 물속에서 꺼내면 사라지지만 흡착된 입자는 그대로 남아있습니다. 몸에 필요한 미네랄을 그대로 유지시켜 물을 제공하며 정수량이 풍부한 것이 특징입니다.
실제 정수기 필터 – 코웨이
코웨이는 정수기 렌탈 점유율 1위입니다. 코웨이의 대표적인 필터는 RO 필터와 나노트랩 필터입니다.
RO 필터는 역삼투압 방식입니다. 역삼투압 방식은 앞서 설명했듯이 가장 높은 수준의 정수를 하는 방식으로 미네랄도 걸러내며 거의 증류수에 가까운 물이 나옵니다. 이 RO 필터는 거의 모든 기종에 들어가는 필터입니다. 그래서 코웨이는 필터를 자체적으로 개발, 생산을 합니다. 자체 개발, 생산을 하기 때문에 RO 필터를 브랜드화했는데,CIROO 필터라고 부릅니다.
네오센스 필터, 플러스이노센스 필터는 물의 불순물, 냄새, 염소 등을 걸러내는 필터인데, 정수기 회사마다 이름과 필터 종류는 다르지만 목적은 비슷합니다.
나노트랩 필터는 나노(양전하) 방식의 필터를 말합니다. 정전 흡착 방식을 이용해 바이러스, 중금속, 미생물 등을 흡착하여 걸러내는 방식입니다.
실제 정수기 필터 – 청호나이스
청호나이스 정수기는 정수기 렌탈 2위로 필터는 코웨이와 동일한 RO 필터를 사용하고 있습니다.
AT-RO 멤브레인 필터는 역삼투압 방식 필터입니다. 역삼투압 방식의 필터를 사용하기 때문에 미네랄이 걸러집니다. 코웨이의 CIROO 필터와 동일합니다. 때문에 성능은 거의 동일합니다.
앞 단계, 뒷 단계에 AT-프리카본 필터와 AT포스트 카본 필터라는 이름의 필터가 있습니다. 이 필터들의 역할은 유기화합물, 냄새, 색소, 부유물을 제거하기 위한 필터입니다. 코웨이의 네오센스 필터, 플러스이노센스 필터에 해당하는 필터입니다.
실제 정수기 필터 – SK 매직
SK 매직은 쿠쿠와 함께 정수기 렌탈 3위입니다. 필터는 나노필터를 사용하고 있습니다.
나노테크 PAC필터가 나노 방식 필터입니다. 나노 방식은 정전 흡착 방식으로 물속의 세균, 미생물, 중금속 등을 주로 걸러냅니다. 정수 수준은 중공사막 방식보다 낮고, 역삼투압 방식보다 높습니다. 그래서 나노테크 PAC필터는 미네랄을 걸러내지 않습니다.
SK 매직 정수기 특징은 세디먼트 필터, 복합 블록 카본 필터로 물속에 부유물과 염소, 냄새 등을 먼저 정수하고, 마지막에 나노필터로 물을 정수하는 방식입니다.
실제 정수기 필터 – 쿠쿠
쿠쿠는 정수기 렌탈 3위입니다. 필터는 SK 매직과 동일한 방식인 나노필터를 사용하고 있습니다.
필터의 이름은 나노포지티브 플러스 3.0 필터입니다. 나노필터라는 것을 알 수 있으며, 역시 정전 흡착 방식을 사용하여 물속의 세균, 미생물, 중금속 등을 주로 걸러냅니다.
그리고 카본 복합 필터도 사용하는데, 목적은 물속 부유물과 염소, 냄새 등을 걸러내는 것이 목적입니다. 전반적인 성능, 성향은 SK 매직 정수기와 비슷합니다.
실제 정수기 필터 – LG
LG 정수기는 사실 가장 후발주자입니다. 렌털 시장에 가장 늦게 진입했지만 빌트인 정수기 같은 시선을 끄는 신제품으로 점유율을 늘려가고 있습니다. 필터는 중공사막 방식을 사용하고 있습니다.
중공사막 방식은 영어로 표기할 때 “Hollow Fiber”로 표기합니다. 하지만 “Ultrafiltration”, “Ultra Filtration”라고 표기하기도 합니다. “Ultrafiltration”는 번역하면 “한외여과”방식입니다. 그래서 이 단어를 줄여서 “UF”라고 필터에 표기합니다.
LG에서 사용하는 UF 필터는 다시 말해 중공사막 방식이라는 뜻입니다. 중공사막 방식은 정수 수준은 가장 약한 수준으로 부피가 작고 가격이 높지 않다는 장점이 있습니다.
다른 필터의 역할은 계속 설명했듯이 부유물과 염소, 냄새 등을 제거하는 역할로 기능은 다른 정수기 제품들과 동일합니다.
결론
정수기 업체들마다 다양한 정수방식을 채택하는 것을 확인할 수 있었습니다. 어떠한 정수방식이 좋다, 나쁘다를 가리는 것은 크게 의미가 없고, 어떤 정수방식이 우리 집 상황에 알맞은지 판단하는 것이 현명하다고 할 수 있겠습니다.
정수기를 선택하는 기준은 다양합니다. 정수기 필터부터 기능, 디자인, 색상, 관리 서비스, 사은품 등 많은 것들이 있는데, 정수기는 물을 생산해내는 것이 주된 역할인 가전기기입니다. 그렇기 때문에 가장 중요한 것은 사용할 곳의 상황과 목적에 맞는 필터를 선택하는 것입니다.
거의 대부분 업체들이 의무사용기간 3년으로 계약을 하고 있습니다. 그래서 한 번 선택하면 최소 3년간 모든 가족이 정수기의 물을 마셔야 합니다. 꼭 제품을 다양하게 비교하고, 충분히 살펴본 후에 선택하시길 바랍니다.
참고 문서
역삼투압
https://url.kr/9wqDX2
중공사막
https://url.kr/
[Tech & BIZ] “물 더 깨끗하게, 관리 더 편하게”… 정수기 필터 경쟁https://url.kr/oCtndN
[더오래] 음식을 소금에 절이면 왜 썩지 않을까?https://url.kr/YVIqZX
삼투현상
https://url.kr/UuMOrt
삼투압
https://url.kr/
한경 경제용어사전
https://url.kr/xLzF8r
오염제거를 위한 나노필터의 활용
https://url.kr/pJBhH7
코웨이 필터 소개
https://url.kr/tnZa3d
정수기 관련 기술
https://url.kr/HAgqSW
[정수기꿀팁]정수기 필터 종류와 특징, 알고 마시자!https://url.kr/oUBIzu
정수기 필터의 세부기능
https://url.kr/l3hWzJ
직수 정수기 원리 총정리! (ft. 역삼투압 방식 장단점 비교)
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오늘은 직수 정수기 원리와 역삼투압 방식 장단점에 대해 비교하며 알아보도록 하겠다.
정수기 업체들이 물을 정수하는 방식을 놓고 치열한 마케팅 경쟁을 벌이고 있다. 코웨이와 청호나이스 등이 전통적인 역삼투압(저수조형) 방식을 통해 시장을 장악을 하고 있는 가운데, SK매직과 LG전자 등의 후발주자들은 직수형 정수기로 이들을 맹추격을 하는 양상이다.
업계에 따르면, 연간 150만~200만대(교체수요 포함)가 팔리고 있는 국내 정수기 시장에서 2017년 기준으로 직수형 정수기 판매율은 약 50%를 넘어섰다. 전체 700만~800만대 규모인 정수기 시장에서 직수형의 비중은 아직 20~30%에 불과하나 최근 시장 판매 주도권은 역삼투압으로부터 직수형으로 넘어가고 있는 중이다.
역삼투압형과 직수형 정수기 각각의 장단점은 무엇인가? 역삼투압형과 직수형. 소비자들이 정수기를 고를 때 제일 많이 보게 되는 문구는 ‘역삼투압형과 직수형’이라는 문구이다. 이런 명칭은 물을 배출하는 방식에 따라서 나뉜다. 쉽게 생각해서 역삼투압형은 필터에 거른 물을 모아 내보내며, 직수형은 필터를 거친 물을 곧바로 내보낸다고 이해하면 된다. 대부분의 국내 정수기는 이러한 두 가지 방식 중 하나가 적용이 된 제품으로, 비교를 통해 각각의 방식의 상대적인 장단점을 알아볼 수 있다. 직수 정수기 원리와 역삼투압 방식 장단점은 아래와 같다.
♬ CONTENTS
역삼투압 정수기 원리 & 방식 장단점 직수 정수기 원리 & 방식 장단점
1. 역삼투압 정수기 원리 & 방식 장단점
우선 역삼투압 정수기 원리와 방식의 장단점에 대해서 알아보도록 하겠다. 역삼투압형 정수기는 깨끗하지만 비효율적이다. 역삼투압형 정수기는 직수형에 비해 물을 꼼꼼하게 정수한다는 장점이 있다. 흔히 RO멤브레인(Reverse Osmosis Membrane)이라고도 불리는 역삼투압 필터는 선택적 침투막을 통하여 농도가 낮은 곳에서부터 높은 곳으로 물이 이동을 하는 삼투현상을 역으로 이용한 기술이다. 필터는 아주 세밀한 막을 이용하여 불순물은 걸러내고 깨끗한 물만을 투과시킨다.
워낙 깨끗하게 걸러내는 방식이다 보니 단점 또한 분명하다. 우선 역삼투압형 정수기의 경우 일반적으로 순간 정수용량이 적기에 물이 공급되는 속도가 느리다. 흔히 정수기로 다량의 물을 한 번에 따라 마셨을 때에 배출량이 적어진 경험이 있다면 해당 제품은 역삼투압형일 확률이 높다.
이러한 단점을 없애기 위하여 대부분의 역삼투압형 정수기는 저수조를 가지고 있다. 그러다 보니 정수기 부피도 직수형에 비하여 크다. 필터 교체 주기가 3~4개월로 비교적 짧으며, 물을 모아두는 저수조의 위생 관리를 철저하게 해주어야 하는 번거로움도 있다. 전력도 많이 소모되며, 가격도 상대적으로 비싼 편에 속한다. 코웨이와 청호나이스가 대표적인 역삼투압형 정수기 제조업체이다. 이상 역삼투압 정수기 원리와 방식의 장단점에 대하여 알아보았다.
2. 직수 정수기 원리 & 방식 장단점
그다음으로는 직수 정수기 원리와 방식의 장단점에 대해서 알아보도록 하겠다. 직수형 정수기는 효율적이지만 수질은 그렇게 좋지는 않다. 물론, 직수형 정수기의 수질이 나쁘다는 뜻은 아니다. 그러나 역삼투압형에 비하면 상대적으로 수질이 떨어지는 것이 사실이다. 직수형은 대개 역삼투압 필터에 비하여 정수 능력이 떨어지는 나노트랩 필터 또는 중공사막 필터를 사용한다. 일반적으로 정수기 제조업체들은 직수형 정수기가 수돗물 정도의 물을 정수하는 것은 상관없으나 지하수를 퍼올릴 경우엔 완벽한 정수가 어렵다는 의견을 보인다.
하지만 직수관 필터를 사용을 하기 때문에 좋은 점도 많다. 우선 물이 직수관에 내장된 필터를 거쳐서 바로 나오기 때문에 물의 공급이 빠르다. 또한 저수조가 필요 없어 부피가 작기에 디자인과 공간활용도의 측면에서도 상대적으로 우수하다. 관리도 상대적으로 편하며, 가격도 저렴하다.
최근 5년 사이 직수형 정수기가 선풍적인 인기를 끌면서, 2017년에서부터 판매 정수기 점유율에 있어서 역삼투압형을 제쳤다. 대표적인 직수형 정수기 제조업체로는 SK매직과 LG퓨리케어 그리고 쿠쿠홈시스 등이 있다. 이상 직수 정수기 원리와 방식의 장단점에 대하여 알아보았다.
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