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자외선 소독 시스템의 성능 유지를 위한 석영관 세척장치

학술자료
작성자
관리자
작성일
2021-05-26 23:10
조회
7079

대부분의 수처리 장치들은 장치의 운영에 따라 처리 대상 용수 내에 포함된 오염물질로 인해 오염이 발생하게 된다. 자외선 소독 시스템의 경우 자외선 램프

를 보호하기 위해 설치된 석영관의 표면에서 처리 대상 용수 내 존재하는 다양한 이온성 물질(철, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄 등)들이 석영관 표면에 침착되어 미

생물 등에 조사되는 자외선의 양이 감소하여 자외선소독 시스템의 효율이 저하되어 시스템의 효율을 높이기 위하여 석영관의 표면 세척이 필요하다. 미국 환경보호청(US EPA, United States Environmental Protection Agency)에서는 석영관 표면을 세척하는 세척 시스템을 Off-line chemical cleaning(OCC, 수동화학세척), On-line mechanical cleaning(OMC, 자동기계세척), On-line mechanical-chemical cleaning (OMCC, 자동기계화학세척)로 총 3가지의 세척방식에 대해 언급하고 있다(US EPA, 2006). 석영관의 세척방식은 미국 NWRI(National Water Research Institute) 규정(NWRI, 2003)에 따르면, UV System의 성능을 결정짓는 CAF(Combines Aging and Fouling factor) 값에 대해 언급하고 있다.

CAF 값은 Lamp의 수명과 연관된 EOLL(End of lamp life)와 석영관의 세척 방식에 따른 Fouling factor의 곱으로 "식 (1)“과 같이 계산된다. Fouling factor의 경우 2003년까지는 NWRI 규정 상 세척장치를 사용하지 않을시(OMC)에는 0.5, 기계식 세척장치 (OMC)를 사용한 경우 0.75, 기계화학식 세척장치 (OMCC)를 사용한 경우는 0.95를 적용하게 되는데 현 재는 제3의 기관을 통해 시험한 후 시험 결과값만을 적용하도록 되어있다. CAF 값은 자외선 소독 시스템

의 설치비, 운영비 등이 결정되기에 세척장치는 자외선 소독 시스템 내에서는 중요한 시스템이라 할 수 있다. 현재 당 社에서는 저압 자외선 소독 시스템에 적용 가능한 기계화학식 세척장치를 개발한 경험이 있으나, 중압 자외선 소독 시스템에는 적용이 불가능하다. 저압 자외선 램프의 경우는 표면에서 발생되는 열은 약 100°C 수준으로 석영관 표면까지 전달되는 열의 양은 적은 편이나 중압 자외선 램프의 경우 저압 자외선 램프와는 달리 표면에서 발생되는 열이 600 ∼ 900°C로 매우 높아 저압 자외선 소독 시스템 용으로 개발된 석영관 세척장치는 적용이 불가능하다는 문제가 있다. 이러한 문제 외에도 기존 개발한 세척장치의 경우에는 일반 개수로에 적용되는 소독 시스템에 국한되어 있었으나, 본 연구에서 개발하고자하는 중압 자외선 소독시스템의 경우 관로형의 제품으로 관 내의 압력에 의해 누수가 발생될 우려가 있다. 본 연구에서는 고온의 중압 자외선 램프가 설치된 관로형 자외선 소독 시스템에 적용 가능하도록 내열성, 내압성이 높은 Seal 재질을 선정하고, 세정액을 활용하여 미세기포를 발생시켜 세정액과 함께 석영관 세척할 수 있으며 세정액의 누수 감지&방지 시스템을 적용한 온라인 기계화학식 세척장치를 개발하였다.