Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권6호
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pp.952-958
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2009
The International Maritime Organization (IMO) has adopted the ballast water management convention at a diplomatic conference in early 2004 that all ships should be equipped with a treatment system from 2010 gradually. In this paper, the disinfection characteristic of ultra-violet (UV) rays was studied and a ballast water treatment system (BWTS) which can treat $50m^3$/h sea water was manufactured. The system consists of a disinfection chamber with six 3.5 kW UV lamps which are operated by magnetic ballasts, a programmable logic controller (PLC) and set of pipe lines. The biological disinfection efficacy of the prototype BWTS was evaluated following the IMO rules using zooplankton such as Artemia and Rotifer species for the size over $50{\mu}m$, and phytoplankton such as Tetraselmis and Thalassiosira species for the size between 10 to $50{\mu}m$. From the experimental results, the disinfection efficacy was 99.99 % that meets the IMO requirement. However, more studies on an energy saving system are needed because the consumption power of the prototype system is as high as over 21 kWh for $50m^3$/h.
수처리 살균에 이용되는 자외선 소독은 기존 염소소독법의 문제점인 소독부산물 생성이 없어 실질적인 대안으로 널리 수행되고 있다. 본 연구에서는 368.6[nm] 자외선을 이용하여 소독에 대해 저항성이 강한 대장균(E.coli)의 분활성화 특성을 파악하고자 하였다. 실험에 사용한 자외선 소독 장비는 358.6[nm]의 파장을 방사하는 자외선 램프를 사용하여 제작하였으며 소독 반응조에서 시간에 따른 사멸 특성을 살펴보았다 자외선으로 60분간 대장균을 조사하였을 때 초기 30분간은 자외선에 큰 영향을 밭지 않았지만 30분 이후에 대장균이 점차적으로 사멸되어 60분이 경과하였을 때 83.3[%]의 사멸률을 보여서 일반적인 자외선 램프보다 살균효율이 미약한 것을 확인할 수 있었다. 또한 동력학적 접근방법으로 구한 비활성화율 계수 k값은 0.00868[$cm^2$]/([$mW{\cdot}s$])로 나타났다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권6호
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pp.880-886
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2010
본 논문에서는 에너지 절감형 선박평형수 처리장치 개발을 위한 저압 자외선 램프의 적용에 대하여 연구하였다. 중압 및 저압 자외선 램프의 방사 에너지 분포를 분석하여 램프의 최적배치방안에 대해 제안하였다. 실험결과에 기초하여 저압 자외선 램프로 구성되는 살균 챔버를 제작하였다. 챔버의 정격 전력은 216 [W], 처리용량은 10 [$m^3$/h]이며, 이는 기존 중압 자외선 램프 2 [kW] 2개로 처리되는 살균 챔버의 능력을 대처할 수 있다. 살균성능은 중압 자외선 램프에 비해 소비전력은 약 1/18이지만 미생물 94 [%], 동물성 플랑크톤 93 [%], 식물성 플랑크톤 94 [%]로 높게 나타났다. 따라서, 저압 자외선 램프의 적용으로 100 [$m^3$/h]이하의 소용량에서는 에너지절감형 선박평형수 처리시스템의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제22권1호
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pp.175-182
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2022
This work presents a simulation model for a specific UV disinfection system (UVDS) powered by a Photovoltaic System. The global UVDS also includes the electronic converters, Electronic Ballast, UV Lamp and Motor Pump. The equations that model the physical components' behaviour are connected to obtain a dynamic global model. The latter is converted in a Simulink/Matlab model, which allows to carry out simulation series concerning the entire UVDS. The physical parameters: the irradiation G and the temperature T, are considered as inputs. series of measurements carried out in order to show how these parameters affect the current, the voltage of the PVs and especially the value of the current of the UV lamp, on the other hand a study on the behavior and the evolution of the parameters of the motor pump such as the armature current, motor torque, speed of rotation and the water flow. The purpose of all this is to realize how important are the two parameters concerning the lamp current and the water flow because they are two very important factors to keep an adequate water quality.
본 연구는 그람 음성균과 양성균인 E. coli와 L. monocytogenes를 인위적으로 오염시킨 음용수를 대상으로 UV-C 정수기의 살균 가능성과 미생물의 생육 저해에 따른 형태학적 특성을 조사하였다. UV-C를 이용한 음용수 살균 능력은 그람 음성균 E. coli와 양성균 L. monocytogenes의 저농도부터 고농도(E. coli 3.2×103-3.2×107 CFU/2.8 L; L. monocytogenes 8.4×103-8.4×107 CFU/2.8 L) 세균 모두의 생육을 저해할 수 있는 효과가 나타났다. 따라서 UV를 이용한 음용수 살균은 유속 3.4 L/min에서 UV-C 파장 254 nm, 조사선량 40 mJ/㎠로 조사할 경우 E. coli 3.2×107 CFU/2.8 L와 L. monocytogenes 8.4×107 CFU/2.8 L 이하 농도의 오염된 음용수의 살균이 가능한 것으로 나타났다. 정수기에 UV-C 살균장치를 추가하는 것이 물의 미생물 안전성에 효율적이라고 사료되며, 이 연구결과는 UV살균 장치 활용의 기초자료로 제공되어 향후 연구 수행에 도움을 줄 수 있을 것이다.
Campylobacter jejuni was studied for its disinfection by heat-and cold-treatment and UV-irradiation. When C. jejuni was treated by heat, no viable cell was found after 10 min treatment at $55^{\circ}C$, whereas small fraction of cell population was survived after 60 min treatment at $45^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$. When they were treated by cold temperature for 30 days, no cell was survived at -$23^{\circ}C$ but about 4 log of the cells were survived at both temperature of $4^{\circ}C$ and -$40^{\circ}C$. When the organisms were UV-irradiated, thier survival rates were proportionally varied to the distance of irradiation. The scanning electron microscopic studies of C. jejuni cells treated by the disinfecting agents revealed that shapes of thecells were deformed from spiral rod into spherical form. The heat-treated cells showed rough and damaged surface on the scanning electron micrographs. In the heat-treated cells, some proteins of high molecular weight appeared to become accumulated in the electrophoretic analysis. The DNAs extracted from the cells treated with the physical agents showed some differences in agarose gel electrophoresis, comparing those of normal cells.
There is an urgent need to identify more reliable indicator systems for human pathogenic viruses in water reuse practice. In this study, we determined the response of different bacteriophages representing various bacteriophage groups to different ultraviolet (UV) technologies in real wastewater in order to identify more reliable bacteriophage indicator systems for UV disinfection in wastewater. Bacteriophage ${\varphi}X174$ PRD1, and MS2 in two different real wastewaters were irradiated with several doses of both low pressure (LP) and medium pressure (MP) UV irradiation through bench-scale UV collimated apparatus. The inactivation rate of ${\varphi}X174$ by both LP and MP UV was rapid and reached ${\sim}4{\log}_{10}$ within a UV dose of $20mJ/cm^2$. However, the inactivation rates of bacteriophage PRD1 and MS2 were much slower than the one for ${\varphi}X174$ and only ${\sim}1{\log}_{10}$ inactivation was achieved by the same UV dose of $20mJ/cm^2$. Overall, the results of this study suggest that bacteriophage MS2 could be a reliable indicator for human pathogenic viruses for both LP and MP UV disinfection in wastewater treatment processes and water reuse practice.
자외선 살균기술을 바탕으로 한 수처리 분야에 대한 관심이 최근 증가하고 있다. 수처리분야에서 살균처리방식의 효율은 유체 살균챔버나 살균강도 그리고 미생물의 불활성역학에 따라 수처리 성능이 결정된다. 광산화법에 이용되는 빛은 주로 자외선이 이용되며 매우 깨끗하고 높은 에너지를 가지고 있어 화학살균방법에 비해 잔류물이 없고 높은 안정성으로 최근 관심이 높아지고 있다. 그러나 자외선살균방식은 조사시간과 조사량에 직접적인 영향을 받아 이를 위한 최적의 설계가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 유수살균장치의 챔버 내의 자외선 램프와 유수에 대한 3D-CFD discrete ordinates model 모델을 제시하고 이를 시뮬레이션을 통해 설계방식의 최적화 여부를 검증하고 향후 유수형 자외선살균방식의 시뮬레이션방법을 제안하고자 한다.
Disinfection of pathogenic protozoa Giardia has been done by using $TiO_2$ prepared by hydrothermal process. $TiO_2$ suspended in a photoreactor or immobilized on the optical-fiber surface immersed in a photoreactor has been applied with the ultraviolet light. It has been shown that disinfection effect with $TiO_2/UV$ system 2 times as that with only the UV light and disinfection capability of Giardia increased with an increased $TiO_2$ concentration up to 0.1g/L in a $suspended-TiO_2$ reactor.
Traditionally, ultraviolet (UV) has been used for treating the pressure sore and skin wound. The effects of UVA and UVB radiation on disinfection have been reported. The purpose of this study was to examine the effectiveness of UVC radiation on disinfection of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium in vitro. Three bacterium were radiated by UVC (250 nm, 20 seconds) and incubated at $37^{\circ}C$ for 24 hours at the agar culture medium. Kill rates of all three bacterium were 99.9%. UVC radiated on three kinds of bacterium for 30 or 60 seconds. Kill rates were 99.9% both 30 and 60 seconds. This data suggests that UV light at 250 nm could be a useful method to minimize infection and shorten healing time in pressure sore and skin wound condition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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