정수: 휴대용 정수용 한외여과장치

미 육군은 군사 작전 중에 차세대 정수 기술인 휴대용 정수 장치용 한외여과 전처리 장치를 배치했습니다. 이번 글에서는 기술과 그것이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

미 육군은 고도로 기동성이 뛰어난 군사 작전과 인도주의적 임무를 지원하기 위해 최첨단 막 정수 기술을 활용하고 있습니다. 텍사스주 슈거랜드에 위치한 MECO(Mechanical Equipment Company Inc.)는 탁도가 높은 표면을 포함하여 거의 모든 이용 가능한 원수에서 안전한 식수를 생산하기 위해 원격지로 쉽게 운반할 수 있는 경량 정수기(LWP)를 설계했습니다. 물, 기수 및 바닷물. 또한 LWP는 핵, 생물학, 화학무기로 오염된 물을 정화할 수도 있습니다.

새로운 LWP는 4명의 군인이 운반할 수 있을 만큼 가볍고 2명의 작업자가 조립하여 강, 호수, 연못 또는 바다와 같은 수원에서 단 45분 만에 물을 생산할 수 있을 만큼 간단합니다. 전체 시스템은 HMMWV의 화물 공간으로 운반할 수 있으며 UH-60 Black Hawk와 같은 중형 유틸리티 또는 공격 헬리콥터의 단일 운반으로 운반할 수 있습니다. 과거 담수화 시스템은 기존 해수염 농도 35,000ppm에 맞게 설계되었지만 중동에서는 염도가 훨씬 더 높습니다. 아라비아 만에서는 45,000ppm이고 사막의 "물웅덩이"에서는 60,000ppm에 도달할 수 있습니다. MECO는 각 LWP를 구체적으로 테스트하여 60,000ppm 요구 사항을 충족하는지 확인함으로써 시스템이 세계 어디에서나 모든 물을 처리할 수 있도록 합니다.

소형 LWP 장치는 담수 또는 기수에서 시간당 125갤런(gph), 해수에서 75gph를 생산하며, 이는 현장에서 중대/대대 규모의 부대를 지원하기에 충분한 생산 수준입니다. LWP 장치가 현장에서 유지할 수 있는 정확한 인원 수는 물 소비 시나리오에 비례합니다. 예를 들어, 유닛을 식수로만 사용한다면 요리, 청소, 샤워, 세탁 등 일반적인 용도로 사용하는 것보다 더 많은 병사들을 지원할 수 있을 것이다.

휴대용 수처리의 진화

MECO가 60여년 전 미군을 위한 이동식 수처리 시스템을 설계 및 제조하기 시작한 이래로 물 여과 기술은 크게 발전했습니다. 실제로 이오지마 침공 당시 해병대가 사용한 최초의 열담수화 시스템에는 MECO의 특허받은 증기 압축 기술이 사용되었습니다.

새로운 LWP는 두 가지 유형의 막 여과를 결합합니다. 한외여과(UF) 막은 역삼투(RO) 막으로 처리하기 전에 물을 전처리합니다. 이 설계는 멀티미디어 필터(MMF)와 일회용 카트리지 필터로 RO 공급수를 전처리했던 육군의 이전 세대 휴대용 수처리 장비를 대체합니다.

MMF와 카트리지 필터에는 몇 가지 문제가 있었습니다. 기본적으로 이 제품은 약 1~5미크론 사이의 부유 고형물만 제거할 수 있었기 때문에 약간의 미립자가 발생하고 RO 멤브레인이 빠르게 오염될 수 있었습니다.

또 다른 문제는 카트리지 필터를 자주 교체해야 한다는 점이었습니다. 어떤 경우에는 30분마다 교체해야 했습니다. 이 문제는 필터 교체에 필요한 노동력 이상으로 확대되었습니다. 더 중요한 것은 소모품의 지속적인 재공급이 원격 위치 및 전투 상황에서 물류상의 어려움과 매우 위험할 수 있다는 것입니다.

RO 공급수의 UF 전처리

새로운 LWP의 UF 멤브레인 공정을 사용하면 일회용 필터를 교체하고 다시 공급할 필요가 없습니다. 각 시스템은 미국 매사추세츠주 윌밍턴에 있는 Koch Membrane Systems, Inc.(KMS)의 ROMICON® ROMIPURE® 한외여과 카트리지 3개를 사용합니다.

5인치 직경의 카트리지에는 내부 직경이 35mil인 중공 섬유 멤브레인이 포함되어 있습니다. 멤브레인과 카트리지 하우징은 모두 광범위한 온도에서 뛰어난 화학적 안정성으로 유명한 고강도 폴리머 열가소성 폴리술폰으로 구성됩니다.