수처리 UV Sterilizer 개요

▶ 홍앤강 Environment, 강 작성

 

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폐배터리 금속자원 친환경적으로 추출하는 미생물 3종 발견. 리튬이온배터리 양(+)극의 재료로 사용되는 양극활물질*을 미생물이 활성화된 용액에서 24시간 동안 침출한 결과, 핵심광물인 리튬, 니켈, 망간 및 코발트가 95% 이상 분리되는 것을 확인했다.  * 리튬이온배터리의 성능을 결정짓는 물질로 재활용이 최근 늘고 있음   - 국립생물자원관, 폐광산에서 발견한 미생물 3종에서 리튬, 니켈 등 폐배터리 핵심광물 추출 및 분리 가능성 확인

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[자외선 유수 살균기]

화학약품이나 가열시키지 않고 자외선 램프를 사용하여 관로에 설치, 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 사상균, 대장균등을 사멸시킵니다. 물속에 잔류물이나 부산물을 남기지 않는 안전살균입니다. 정수처리공정 최 후단에서 오염될 가능성이 없도록 미생물/유기물을 제거하는 공정. Stainless Cell 안에서 층류(Laminar Flow)로 UV light 235.7nm 노출 10초 이내 99% 병원균을 DNA파괴를 통해서 제거되며, pH 변화 없이 처리 오염물질 처리 가능합니다.

UT Sterilizer

 

 

[UV Light Type]

UVA는 조기 노화에 기여하는 반면 UVB는 일광 화상을 유발하는 원인이 됩니다. 이러한 유형의 자외선에 노출되면 피부암의 위험이 증가합니다. 반면에 UVC는 소독 목적으로 사용되며 자연 UVC는 지구 대기에 흡수되기 때문에 일반적으로 피부 노출에 대해 걱정할 필요가 없습니다. UVC는 미생물을 죽이는 데 매우 효과적이므로 소독 및 살균에 유용한 도구입니다.

 

UV 살균은 다음과 같은 다양한 응용 분야가 있습니다.

1) 식수를 소독하는 수처리.

2) 의료 환경에서 실험실 벤치와 접촉이 많은 표면을 소독하기 위한 표면 멸균.

3) 의료 장비, 병실 또는 개인 보호 장비(PPE)를 소독하기 위한 의료 멸균.

 

* 자외선의 살균 효과는 주로 200 nm에서 280 nm 사이의 UV-C 영역에서 발생한다(EPA, 2003). UV-C는 살균(germicidal)선이라고 하며, DNA와 단백질이 잘 흡수하는 파장으로 그 효과가 최대인 파장은 253.7 nm으로 알려져 있다(Liu 등, 1995).

 

[공정]

https://www.youtube.com/watch?v=SKVBVVuLtVM&t=242s

1) UV-C 램프 : HVAC 시스템, 정수장 및 공기 청정기에서 공기와 물을 소독하는 데 자주 사용됩니다. 살균 장비에서는 효과적인 살균 UVC(254nm)를 방출하는 저압 수은 램프가 광원으로 사용되니다. 그러나 수은이 포함된 램프는 수명이 다하거나 물리적 충격이나 진동으로 인해 손상된 후에는 폐기해야 합니다.

2) UV-C 핸드헬드 장치 : 표면, 물체 및 작은 영역을 소독하는 데 사용할 수 있는 휴대용 장치

3) UV-C 챔버 또는 상자 : 의료 장비, 전자 제품 및 개인 물품과 같은 물체를 살균하는 데 사용되는 UVC 램프가 장착된 밀폐된 챔버

 

* UV-A (wavelength; λ=315-400 nm), UV-B (λ=280-315 nm), UV-C (λ=100-280nm), EUV (extreme UV, λ=10-121 nm)

* 일반적으로 물과 식품의 표면 살균을 위해 UV-C를 사용하고 있으며, UV-A와 UV-B는 건조 표면 살균에 효과적이다. 파장이 짧은 UV-C는 광 에너지 준위가 UVB와 UV-A보다 높아 물 또는 액상 식품 살균에 많이 적용하고 있다(Franz 등, 2009; Yun 등, 2013; Oh 등, 2017).

 

[자외선 물 살균기의 장점]

1) 화학처리를 않으므로 안전합니다.

→ 자외선은 물에 남아 있지 않으며 환경에 거의 영향을 미치지 않습니다. 또한 박테리아에 대한 약물 내성을 나타내지 않습니다. 따라서 UV 살균은 화학 물질을 첨가하지 않고도 효과적인 소독이 가능하며, 최근에는 염소 처리의 대체물로 각광받고 있습니다.

2) 살균효과가 탁월합니다.

3) 타 살균에 비해 경제적 입니다.

4) 설치가 비교적 용이합니다.

→ UV-LED는 크기가 작기 때문에 작거나 좁은 공간을 살균할 수 있으며, 다양한 용도에 맞게 다양한 유형의 멸균기를 설계할 수 있는 기회를 제공합니다.

5) 고장이 없고 관리가 아주 용이합니다.

 

[사용처]

1) 식품, 화장품, 식당

2) 양식장, 수영장, 오페수

3) 먹는 샘물, 청량음료, 맥주, 지하수, 기타 제품

4) 산업용수, 제약 정제수, 병원, 전자, 반도체

5) Cooling Tower

 

[유지관리]

1) 수질의 전처리가 충분히 되지 않거나 탁도가 높은 경우가 문제 될 수 있습니다.

2) 따라서, 6개월 주기로 정기 점검을 시행해야 하며, 그 주기는 높은 탁도와 내구성에 따라서 개선되어야 합니다.

3) 결과적으로, UV Lamp에 있는 잔여물이 제거되거나 Lamp가 교체되어야 합니다.

 

[사용산업]

1) Food Processing / Bio- Pharmaceutical / Cosmetics / Wastewater Disinfection and Reuse / Mining Water Treatment / Marine Water Purification / Military Water Purification

 

→ 음용수 살균 능력은 그람 음성균 E. coli와 양성균 L. monocytogenes의 저농도부터 고농도(E. coli 3.2×103-3.2×107 CFU/2.8 L; L. monocytogenes 8.4×103-8.4×107 CFU/2.8 L) 세균 모두의 생육을 저해할 수 있는 효과가 나타남

 

[참고문헌]

1) http://www.scemc.co.kr/

2) https://www.ossila.com/

3) https://pureaqua.com/

4) Boardman, E.A. et al. (2012) ‘Deep ultraviolet (UVC) laser for sterilisation and fluorescence applications’, Sharp Tech. Rep.

5) UV-C 조사에 의한 음용수 살균 시스템의 미생물 저해 효과, 2021, 김현중 외 3명

6) Analysis of The Application of Ultraviolet Water Sterilizer in Maintaining The Quality of Drinking Water on The MV. EPIC PAN, 2023, Laode Muhamad Fitra 외 2명

7) Development of a new water sterilization device with a 365 nm UV-LED, 2007, Mirei Mori 외 9명

 

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