UV 살균장치의 살균효율과 물리화학적 수질지표의 처리 효율

소개

물은 공기와 함께 모든 생명체의 생존에 없어서는 안 되는 필수요소이며, 우리 인류에게는 필요한 만큼의 수자원을 확보하고 깨끗하게 보존해야 할 책임이 있는 귀중한 자원이다. 산업화와 도시화뿐만 아니라 인구증가나 국민들의 생활수준 향상은 물 소비를 증가시켰으며, 수질오염물질의 증가는 수자원 관리의 어려움을 더욱 가중시키고 있다. 현재 세계적으로 물 문제는 가장 중요한 과제로 부각되고 있으며, 우리나라는 이미 물 부족 국가군에 속하는 나라로 분류된 바 있다.1)
이처럼 지구 전체에 걸쳐서 많은 지역들에서 사용 가능한 수자원이 한계에 도달하면서, 용수재이용이 수자원 보전 및 효율증대라는 측면에서 크게 관심을 끄는 대안이 되었다. 용수재이용은 수자원의 양적인 측면뿐만 아니라, 수계에 방류되었을 때 발생할 수 있는 수질문제를 경감시킬 수 있는 오염부하 저감측면에서도 관심을 가지게 한다. 재이용수의 조건은 수요자가 사용할 때 무색, 무취 이여야 하고 무엇보다도 보건 상 위험성을 줄이는 것이 중요하다. 따라서 병원성 미생물의 특징과 종류, 질병 전염 기작을 이해하고 그 처리수준을 결정한 후 적절한 소독방법을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 대장균 군(total coliform TC), 분원성 대장균 군(fecal coliform, FC), 대장균(Escherichia coli, E. coli)은 미생물적 측면에서 수질오염의 평가기준이 되는 지표생물로서 미생물에 의한 오염으로부터 안전성의 평가 및 모니터링을 위해 일반적으로 사용되고 있다.2)

목차

Ⅰ. 서론 1
1.1. 연구의 목적 및 필요성 1
1.2. UV 살균 시스템 구성 및 메커니즘 5
1.2.1. UV 살균 시스템 구성 5
1.2.2. UV 살균 메커니즘 9

Ⅱ. 실험방법 11
2.1. 시료 채취방법 11
2.2. 자외선 살균기 11
2.3. E.coli 살균효율 측정 14
2.4. 탁도변화와 자외선 조사시가에 따른 E.coli 소독능 평가 15
2.4.1 탁도 유발 시 Kaolin의 주입량 결정 실험 15
2.4.2 탁도 변화와 자외선 조사 시간에 따른 E.coli 소독능 평가 방법 15
2.5. pH 측정 17
2.6. ORP(Oxidation Reduction Potential) 측정 17
2.7. Conductivity 측정 17
2.8. UV-VIS spectrum 측정 17
2.9. 총 유기탄소(Total Organic Carbon) 측정 18
2.10. COD(Chemical Oxygen Demand) 측정 18
2.11. T-N(Total Nitrate) 측정 19
2.12. T-P(Total Phosphorus) 측정 19

Ⅲ. 결과 및 고찰 20
3.1 자외선 살균장치 조사시간에 따른 생물학적 특성변화 20
3.1.1. E.coli 제거효율 20
3.1.2. 탁도변화와 조사시간에 따른 E.coli 제거효율 20
3.2 자외선 살균장치 조사시간에 따른 물리ㆍ화학정 특성변화 25
3.2.1. pH 변화 특성 25
3.2.2. ORP 변화 특성 25
3.2.3. Conductivity 변화 특성 25
3.2.4. UV-VIS spectrum 변화 특성 25
3.2.5. TOC변화 특성 28
3.2.6. COD 변화 특성 28
3.2.7. T-N 변화 특성 28
3.2.8. T-P 변화 특성 28

Ⅳ. 결 론 32

참고문헌

본문내용

일반적으로 대장균 (E. coli)은 가장 역사가 긴 지표미생물로 병원성 미생물에 비해 물속에서 오래 생존하며 소독에 대한 저항력이 강하며, 가장 많은 수가 검출되므로 가장 큰 폭의 분석 안전도를 제공하고 수인성 병원성 미생물의 잠재적 존재를 경고하는데 도움을 준다. 검사 방법 또한 다른 미생물에 비해 비교적 간단하기 때문에 대장균의 사멸률을 통하여 병원성 미생물에 의한 오염가능성을 쉽게 판단할 수 있어 상수처리에서 가장 중요한 지표미생물로 사용되고 있다.
본 연구에 사용된 E. coli는 XL1-blue를 사용하였다. 자외선 조사 실험에 사용 할 E. coli를 배양하기 위해 37℃에서 24시간 동안 LB Agar에서 자란 single colony 1개를 멸균된 LB Broth 100ml에 넣고 37℃에서 24시간 동안 약 170rmp으로 shaking incubation 시킨다. 대장균의 개체 수 분석 방법은 plate count method를 사용하였고, 사용한 배지는 LB agar를 사용하였다. 자외선 조사 실험 전 배양된 E. coli를 처리 수에 혼합한다. 대장균이 혼합된 처리 수에 실험 조건별 자외선을 조사 후 일부를 채취하여 미리 준비된 LB agar에 50㎕를 도말 한 다음 37℃의 incubator에 24시간 동안 배양한다. 그리고 UV 소독 전 대장균의 개체수를 알기위해 동시에 UV 조사 실험을 하지 않은 대장균 시료를 LB agar에 50㎕를 도말 한 다음 37℃의 incubator에 24시간 동안 배양한다. 24시간 후 자외선을 조사한 대장균 시료를 배양한 plate내에 형성된 colony를 계수하여 자외선 조사 후 대장균 시료의 대장균 개체수를 확정하였다. 그리고 자외선 소독 실험을 하지 않은 대장균 시료 plate내에 형성된 colony를 계수하여 자외선 조사 전 대장균 개체수를 측정하였다. 자외선 조사 실험 전의 대장균 시료의 개체수와 자외선 조사 실험 후의 대장균 개체수를 비교하여 본 소독장치에 의한 대장균 제거율을 산출하였다.

참고자료

· 1) Kwun, S. K. 1997. Issues and Perspectives on the Demand and Supply of Agricultural Water, Report of 47th Regular Monthly Seminar of the Forum for Agricultural and Rural Policy : 50. (in Korean)
· 2) Weiner, R. W. 2000. Applications of Environmental chemistry. Lewis
· 3) Malley, J. P., J. Shaw, and J. D. Ropp. 1996. Evaluation of the By-Products
· produced By The Treatment of Ground-waters with Ultraviolet-
· Radiation(UV) and Post Disinfection Following Iradiation Denver. CO:
· AWWA and AWWARF.
· 4) Lee. S. H. 2002. UV Disinfection for Drinking Water Treatment. KSWQ ㆍ
· KWWA Processing of 2002 fall conference. (in Korean)
· 5) Ministry of Environment(M.O.E). 2001. The Water Quality Reports of Wastewater Treatment Plant. 2001. (in Korean)
· 6) 김성홍, 자외선을 이용한 먹는 물 소독 방법에 관한 고찰, 공학기술논문지 제1권 제2호, 2008, pp. 321~326.
· 7) 정수 및 하수처리에서 대체소독공정 적용성 평가, 한국수자원공사,
· 2004
· 8) 장인성, 김준영, 자외선을 이용한 수 처리 살균기술, 조명ㆍ전기설비 학회지 제19권 제5호, pp. 14~21
· 9) UV-자유반사 반응조를 이용한 폐절삭유의 처리 및 장기사용기술개발,
· 환경부, 2007.
· 10) 윤춘경, 정광욱, 함종화, 전지홍, 용수재이용을 위한 하수처리
· 유출수의 UV 소독 효율 연구, 한국농공학회지 제45권 제2호