대장균의 저압 및 증압 UV 시스템 소독능력 비교평가 연구 = Comparative disinfectivity of UV radiation using low and medium pressure UV lamps for E. coli

국문 초록 (Abstract)

먹는물에 대한 관심이 증가됨에 따라 정수처리공정에서 소독에 관한 관심과 중요도도 증가하고 있다. 기존의 염소처리는 처리과정에서 생성되는 트리할로메탄(Tri Halo Methane; THMs)과 수중에 존재하는 유기오염물질들과 반응하여 인체에 유해한 소독부산물(Disfection By Products; DBPs)등이 생성되면서 소독부산물 위험이 적은 소독제에 대한 연구및 적용의 필요성이 증대되고 있다.
UV(ultraviolet)에 의한 살균처리는 상대적으로 간단하며 잔여물과 화학적 중간 생성물이 남아있지 않고 연속적이며 신속한 처리가 가능하다는 장점을 갖고 있다.
본 연구에서는 최적 UV시스템 선정을 목적으로 CBD(Collimated beam device) 를 이용해 지표미생물인 E.coli의 불활성화 정도를 파악하여 UV 조사량에 따른 E.coli의 살균효과를 알아보고, 저압 UV lamps 와 중압 UV lamps 의 살균효과와 재증식 여부를 비교해 보았다.

연구결과는 다음과 같다.
첫째, E.coli에 대한 저압 UV lamps 및 중압 UV lamps의 소독효과를 비교한 결과, 동일 조사량에 대하여 저압 UV lamp가 비교적 높은 불활성화율을 나타내었다.
둘째, 0, 3, 5, 7, 10, 20 그리고 40mJ/㎠로 조사량을 달리하여 미생물 소독효과 및 재증식(광회복, 암회복) 가능성 비교한 결과, 중압에서는 암회복과 광회복이 거의 없는 것으로 나타났다. 그러나 저압에서는 낮은 조사량에서 광회복, 암회복 현상이 나타났으나 20mJ/㎠이상 조사량에서는 뚜렷이 억제되었다.

이에 따라 지표미생물 E.coli의 소독효과 비교를 통한 최적 시스템 선정을 위해서는 저압 UV lamps 와 중압 UV lamps 로 E.coli 의 광회복을 효과적으로 방지하기 위해서는 20mJ/㎠이상의 조사량이 있어야 한다.

주요어 : E.coli, 저압 UV 소독, 중압 UV 소독

It is widely accepted technology that the use of Ultraviolet (UV) irradiation become alternative disinfection in waste water and drinking water treatments. In this study, sterilization effects on E.coli through exposure to UV irradiation between low and medium pressure UV lamps is compared. The wave length of UV lamp used in this experiments are 254nm in monochromatic low pressure UV lamps and the wave length olychromatic medium pressure UV lamps are from 200 ㎚ to 300㎚. Using the Bench-Scale UV device we can determine the degree of recovery rates following exposure to UV radiation by the observation of photoreactivation and dark-repair. And UV dose [mJ/㎠, = UV intensity(mW/㎠)*time] and a dose time is factors that we controlled.

For this research, samples were irradiated with doses of 0, 3, 5, 7, 10, 20 and 40mJ/㎠ by UV lamp devices. By the irradiation of UV, it effectiveness of disinfection by the counting a colony number of microorganism is investigated.
In this study, It is found that under the condition of equal UV dosages, log inactivation is increased more effectively by using low pressure lamp than medium pressure lamp. Furthermore, at low UV dosages photoreactivation and dark-repair is observed less than 3% and less than 3.5% respectively.

However E.coli was observed very few by using UV lamps with doses of more than 20mJ/㎠.

Key-words : UV irradiation, low pressure UV lamp, medium pressure UV lamp, E.coli,

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 4
• 2.1. 자외선의 특징과 소독 4
• 2.1.1. 자외선의 특징 4
• 2.2. UV 소독에서의 광회복, 암회복 6
• 3. 실험장치 및 방법 9
• 3.1. 저압 및 중압 UV 조사량별 미생물 소독효과 및 재증식 (광회복, 암회복) 가능성 비교 - CBD bench test 9
• 3.1.1. 실험장치 9
• 3.1.2. UV 조사 조건 9
• 3.1.3. 실험조건 10
• 3.1.4. 미생물 불활성화와 재증식 시료 분취 13
• 3.2. 실험방법 13
• 3.2.1. 미생물 실험방법 13
• 3.2.2. 저압 UV 조건 14
• 3.2.3. 중압 UV 조건 14
• 4. 결과 및 고찰 15
• 4.1. 저압 UV lamps 및 중압 UV lamps의 E.coli 불활성화율 비교 15
• 4.2. 저압 UV lamps에 의한 광회복, 암회복 현상 17
• 5. 결론 21