CT 값이란, 잔류 소독제 농도(mg/l or ppm or g/㎥) (C)의 제품에 해당되는 살균제 접촉 시간(T)이다. 즉, ‘오존의 농도 × 체류시간’이다.
오존은 일부 위생 처리는 매우 빠르게 처리되고 수행되어야지만, 일부 처리는 적절한 접촉시간과 함께 물에 충분한 오존을 요구할 것이다. 상수도 고도정수처리에서는
오존의 CT값을 살균 소독에 필요한 기준으로 설계에 적용하고 또한 많은 연구와 실험의 기준이 되고 있다.
오존의 효과
- 01살균력
-
- 염소보다 수천배나 더 빨리 박테리아를 죽인다.
- 바이러스는 오존에 닿자마자 죽는다.
- 살모넬라, 비브리오균, 0-157등의 병원성
세균을 죽인다. - 오존의 부산물은 순수한 산소뿐이다.
- 의료분야의 각종 세균 소독시 사용
- 02분해력
-
- 과일, 야채등의 잔류농약분해, 산화, 제거
- 기름 등을 산화시키고 중금속 등을 침전 시키며 페놀을 제거한다.
- 철, 알루미늄, 망간, 유황등 중금속을 제거
시키고 물을 부드러워지게 한다. - 유기물, 무기물의 산화분해력
- 할로겐화, 유기물의 제어
- 03탈색, 탈취력
-
- 공기 및 물의 정화 처리
- 상하수의 탈색 처리력
- 수질의 색도 제거력
- 각종 냄새 제거력
- 맛, 세제, 살충제 제거
오존과 기타 살균장치 비교
| 대상물질 | 오존 | 자외선 | 염소살균 |
|---|---|---|---|
| 어류생식 | 가능 | 가능 | 불가능 |
| 악취제거 | 가능 | 불가능 | 약새 |
| 용존산소 | 증가 | 변화무 | 변화무 |
| 유해물질 | 없음 | 없음 | 발암성물질생성 |
| 살 균 | 100% | 100% | 100% |
| 바이러스살균 | 100% | 100% | 다량투여시유해 |
| 2차 오염 | 없음 | 없음 | 유해 |
| 유기물 | 제거 가능 | 불가능 | 유해물 생성 |
| 조류 및 담치제거 | 제거 가능 | 불가능 | 제거 가능 |
| 관리비 | 동력비 | 동력비 | 동력 + 약품 |
| 설치비 | 고가 | 고가 | 저가 |
액상의 살균 효과
액상에서의 살균효과는 거의 기상의 경우와 같은 형태인데 존재하는 미생물의 종류와 농도에 따라 차이가 발생합니다.
특히 pH, 수온, 암모니아성 질소, 화학적 산소요구량(COD), 수중의 현탁물질 등 처리대상 수의 물리 /화학적 환경조건에 따라 커다란 차이가 있습니다.
그러나 오존은 염소에 비해 pH와 온도의 영향이 적어 영양형 세균을 용이하게 살균할 수 있으며, 일반적으로 호기성 세균이 혐기성세균보다
오존에 대한 감수성이 예민하고, 포자형성세균의 경우에는 저항성이 비교적 강하게 나타납니다.
수중에서 각종 세균에 대한 오존살균효과를 나타낸 그림은 아래와 같습니다.
오존의 환경 기준
| 나라 | 한국 | 일본 | 미국 |
|---|---|---|---|
| 기관 | 환경청 | 일본산업위생학회 | OSHA |
| 기준치(ppm) | 0.06(8시간) | 0.06(8시간) | 0.1(8시간) |
| 0.1(1시간) | 0.12(1시간) | 0.3(15~30분) |
오존의 활용동향
오존이 인체에 미치는 영향
| 농도 | 노출시간 | 영향 |
|---|---|---|
| 0.05-0.1 | 즉시 | 불쾌한 냄새 |
| 0.05-0.3 | 30분~6시간 | 운동신경 기능저하, 학습능력 감소 |
| 0.08-0.4 | 3~4시간 | 호흡기 감염 |
| 0.1-0.3 | 1시간 | 호급기 자극,호흡기 질환 악화 |
| 01.-1.0 | 1시간 | 기도 저항 증가 |
| 0.1-1.0 | 2주일 | 두통,시력장애 |
| 0.25-0.75 | 2시간 | 폐기능 감소 |
| 0.6-0.8 | 2시간 | 흉통,기침,기도자극 |
| 0.94 | 1시간 30분 | 기침,호흡 저하 |
오존 용량 결정 : CT값
예를 들어, 폐수 처리장에서 사용하는 CT 값을 160으로 가정하였을 때 용존 속도가 160g/l 분을 의미한다. 운영자가 8분동안 20ppm으로 사용하거나
4분 동안 40ppm에서의 오존 활용 선택이 있다.
오존의 적용분야
-
01
정수처리
소독, 살균, 맛과 냄새 제거, 계면활성제 분해, 철분 및 망간의 제거, 응집침전 효율향상,농약성분 제거, 조류 억제, 발암성 물질(THM)생성 억제
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02
폐수처리
BOD, COD 제거, NBD BOD 성분의 BD BOD화 색도, 시안 페놀의 분해 제거, 고분자 물질의 저분자화
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03
분뇨 및 오수처리
살균, 소독, 악취 제거, BOD, COD 제거
-
04
중수처리
살균, 소독, BOD, COD, 냄새, 색도 제거
-
05
산업이용
펄프, 제지의 표백, 의약품 제조, P.E 접착성 강화용, 고무 노화 실험용
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06
냉각탑
냉방병의 주범인 레지오넬라균 및 각종 바이러스, 세균제거, 용수 절감, 동력비 절감 등으로 빌딩은 발전소등 대용량 냉각설비까지 고루 사용
-
07
수영장
과다 약품사용으로 인한 수질오염, 탁도, 약품냄새 등 제거, 맑고 투명한 수질 상태유지와 완벽한 살균, 실내 공기 정화, 용수 절감 등
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08
기타
화훼 단지, 야채, 채소 콩나물 재배 등 습한 재배 조건과 밀접한 관계가 있는 식품들은 오존으로 인한 완전 멸균된 생수 공급으로 부패 방지는 물론
풍부한 용존 산소로 인해 성장이 촉진되고 싱싱함이 오래 유지되며 방부제 사용으로 인한 변질 우려가 적음
분류별 적용 분야
초기에 상수도의 소독을 목적으로 사용되었던 오존은 Pool 용수의 소독, 공조 시스템 등에서의 냉각용수 및 생물의 콘트롤, 병원 및 하수처리 분야 등에서 넓게 사용되고 있습니다.
| 수처리 분야 |
· 상수처리 : 취수원에서의 냄새 및 맛에 대한 대책으로 사용하며, 입상활성탄의 전단계에 사용하여 활성탄층 내의 생물작용을 촉 진하고 활성탄의 수명을 연장시킴과 동시에 THM의 제어 대책 일환으로 사용되고 있습니다. · 하수처리 : 하수의 3차 처리에서 색도의 제거, 냄새의 제거, 유기물의 안정화, 살균 등을 목적으로 합니다. · 오니처리 : 오니처리 2차처리수의 황갈색 등의 색도 제거, 아초산의 산화, COD의 제거를 목적으로 합니다. · 산업 및 기타배수 : 염색배수 및 pulp배수의 탈색을 목적으로 하며 냉각수에서의 조류살균, Pool수의 살균, 무균수의 제조등에 사용됩니다. 그러나 염료중 물에 용해도가 낮은 분산계는 그 탈색의 효과가 적어집니다. |
|---|---|
| 공기정화분야 |
오니처리시설과 식품공장에서의 배기가스 중에 함유되어있는 악취성분을 제거하는데 이용되고 있으며, 냉장고의 탈취에도 이용되고 있습니다. 특히 암모니아 성분의 제거에는 우수한 효과를 발휘합니다. |
| 식품분야 |
이분야에 대한 오존의 이용은 가공식품의 부패방지와 신선도 유지, 냄새의 방지등을 목적으로 합니다. 오존화 공기에 의한 방법에서는 주로 가공실, 냉장고 내의 세균을 불활성화하는 공정에 이용합니다. 또한 오존을 용해시킨 물에서 식품, 조리기 등을 소독, 세정하거나 오존수를 얼음으로 만들어 저온보존용에 사용 이들 응용방법을 대별하면, ① 오존으로 소독한 물의 식품제조 또는 세정에 사용합니다. ② 원재료를 오존살균 후 식품 제조에 사용합니다. ③ 제조공정중간 또는 최종제품에 오존으로 처리합니다. ④ 공장내의 공기를 오존으로 살균, 무균화한 상태로 제조합니다. ⑤ 포장내에 오존가스를 봉입, 유통기간 중 신선함을 유지하도록 합니다. |
| 기타적용분야 |
살균 · 오존에 의한 살균작용은 세균의 세포벽의 파열 및 분해에의한 것임. · 저농도의 오존에서도 대장균,포도상구균,살모넬라, O157균등이 쉽게 사멸됨. · 오존살균법은 일찍부터 구미의 식품저장 및 냉온방 공기의 정화에 채용 · 미국 FDA의 GRAS인증 및 일본에서도 가공식푼의 제조공정을 시작으로 용도증가 적용분야 상하수의 정화, 식품저장, 식품가공, 수영장, 욕탕, 수족관, 의료기기, 병원, 크린룸, 맥주공장,제지공장,생수공장, 고가수조,양식어업, 방충/살충, 바이오관련, 수경재배, 축산, 조리장, 가정용 오존살균기, 공기정화기, 에어컨 흡입공기 살균용 등 |
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살화 맛·냄새의 제거, 철·망간의 제거, 발암성 물질 생성억제, 미량유기물 제거, 농약류 및 페놀, 시안등 유해물질제거, BOD·COD제거 고분자 물질의 저분자화, 독성물질 산화 적용분야 상수처리,분뇨 및 생활오수 처리, 공장폐수 처리, 반도체표면처리(산화 박막생성),제철소 및 발전소 용수 처리, 망간 제거 |
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탈취 악취성분의 산화분해 적용분야 식당/조리장, 식품가공공장, 공기청정기,냉장고, 상하수 처리, 화장실, 양돈/우사/양계장, 쓰레기처리장,비료공장,약품공장, 인쇄/도장공장,염색공장,유기장 등 |
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탈색 색도 제거 적용분야 하수처리,분뇨처리,염색폐수 처리,공장폐수처리,소형정화조,식품표백,펄프 표백 |
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기타 치료용(오존발생기 theraphy),연소촉진제,반응촉진제,기타 |
오존의 이용
오존의 용도별 소요량
일반적인 오존 주입은 아래와 같으나 흡수율 및 처리대상 수질에 따라 많은 차이가 있으므로 별도 실험에 의한 것이 가장 좋습니다.
| 대상 | 용도 | 오존농도 |
|---|---|---|
| 음료 | 살균 | 0.1~1.2 ppm |
| 탈색 | 1.5~4.0 ppm | |
| 악취제거 | 0.5~2.0 ppm | |
| 하수냄새 | 탈취 | 0.1~ 5.0 ppm |
| 접촉시간은 오존이 잘 혼합된 상태에서 5~30초 | ||
| 공장폐수 | 살균, 탈취, BOD, COD 제거 | 10~20ppm |
| 탈색 | 변동폭이 큼 | |
| 페놀(심한 악취가 나는 무색 결정)제거 | 페놀 200ppm에 오존 400ppm | |
오존발생기 용량별 용도
일반적인 오존 발생량은 아래와 같으나 흡수율, 농도 및 처리 대상 수질에 따라 많은 차이가 있으므로 별도 실험에 의한 것이 가장 좋다.
| 발생량(g/hr) | 발생기 규모 | 용도 |
|---|---|---|
| 0-10 | 소형 일반용 | 냉장고,정수기,자동차 |
| 10-100 | 소형 공업용 | 풀장,잡용수,훈증 |
| 100-1000 | 중·대형 공업용 | 하수 및 반도체 |
| 1000-5000 | 대형 | 시뇨처리장 |
| 5000- | 초대형 | 정수장 펄프 |