바이오에어로졸 내 미생물 저감을 위한 전기산화 나노버블 발생시스템 성능평가 연구 (Performance Evaluation of Nano-bubble System with Electro-oxidation process for Bio-aerosol Reduction)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 23권 / 8호 / 293 ~ 299페이지
· 저자명 : 여인설, 유근제, 박찬규

초록

바이오에어로졸(bioaerosol)은 생물학적 인자들이 기체 환경에 미세한 입자로 분산된 상태로 실내·외 대기 에어로졸에 포함되어 공기질 오염 및 전염성 질병의 확산에 영향을 미치고 있는 것으로 보고되고 있다. 이를 효과적으로 검측하고 감소시키는 기술 개발이 필요하며, 본 연구에서는 나노기포의 잠재에너지를 활용한 바이오 에어로졸 내 미생물 저감 성능평가를 수행하여 나노기포 생성 시스템의 최적 운영 조건을 선정하는 것을 목표로 한다. 또한, 나노기포의 안정성 및 표면의 음이온 집약을 위해 전기산화환원 공정을 적용하여 나노기포 발생 시스템을 제작하였으며, 표피포도상구균의 ATP 활성도 분석을 통해 성능평가를 수행하였다. 실험은 공급수의 선정, 공급수 순환유량 20 L/min에서의 공기 주입량 및 순환 시간별 나노기포 생성에 의한 미생물 저감 평가, 전류밀도별 전기산화환원 공정 연계 성능평가로 수행하였다. 실험 결과, 공급수 종류에 관계없이 나노기포수의 미생물 저감 효과를 확인하여 수도수를 최종 공급수로 선정하였다. 공기주입량과 순환 시간별 생성된 나노기포수 성능평가 결과, 각각 80 mL/L, 5분의 조건에서 표피포도상구균이 89.5% 제거되어 가장 높은 효율을 보였으며, 전류밀도 120A/m2에서 나노기포 발생에 의한 미생물 저감 대비 약 9.7% 수준의 효율이 향상됨을 보여주었다.

영어초록

Bioaerosols can remain in the air for a long time, affecting pollution and spreading infectious diseases. Therefore, it is necessary to develop a technology to detect and reduce bioaerosols effectively. This study examined the performance of using the potential energy of nano-bubbles to reduce microorganisms in bio-aerosols and select the optimal operating conditions of a nano-bubble generating system. In addition, to improve the stability and surface anion concentration of nano-bubbles, the system was fabricated by applying an electro-redox process. The experiments were derived through the ATP activity analysis of Staphylococcus epidermidis, which was performed by selecting the feed water, and evaluating the microbial removal tendencies depending on the air injection amount and circulation time at the feed water circulating flow rate of 20 L/min, and evaluating by the current densities. As a result, microbial reduction by the nano-bubble water was confirmed regardless of the type of feed water. In addition, the performance evaluation according to air injection amount and circulation time revealed 89.5% removal of Staphylococcus epidermidis under 80 mL/L and 5 minutes, respectively. At a current density of 120 A/m2, the efficiency was improved by approximately 9.7% compared to the microbial reduction efficiency by nano-bubbles.

참고자료

· 없음