순환 양식 시스템에서 자외선 소독기의 분류 및 기능

순환 양식 소독 시스템

순환 양식 시스템에서 박테리아와 바이러스의 위험성을 과소 평가해서는 안 됩니다. 박테리아는 물속의 용존 산소를 대량으로 소비하여 양식된 생물체에 산소 부족 현상을 일으키고, 성장이 느려지고 심지어 사망에 이를 수 있습니다. 병원성 박테리아인  Flavobacterium columnare 글로벌 시장에 Aeromonas hydrophila 양식 생물에서 길이 부패와 혈독증과 같은 질병을 일으켜 대규모 사망과 양식업자들에게 큰 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 바이러스 감염은 빠른 전파와 통제의 어려움을 특징으로 하며, 짧은 시간에 많은 양식 개체들을 감염시켜 그들의 생리적 기능을 방해하고 양식 효율에 심각한 영향을 미칩니다.

자외선(UV)과 오존은 박테리아와 바이러스를 제거하는 데 매우 효과적입니다. 자외선은 강력한 방사광 파장을 통해 미생물의 세포막을 관통하여 핵에 도달해 DNA 이중 나선 구조를 분해하여 박테리아가 번식하지 못하게 하고 결국 사멸하게 합니다. 특히 물 속에 부유하는 세균성 미생물에 대해 효과적입니다. 오존은 강력한 산화 작용으로 인해 박테리아와 바이러스와 신속히 반응하여 그들의 기관소, DNA 및 RNA를 파괴하고 세포 투과성을 변화시켜 세포를 용해시키고 죽게 만듭니다. 또한 세균 영양체, 포자, 바이러스, 곰팡이 등 다양한 미생물을 살균할 수 있습니다. 우수한 확산성 때문에 오존은 사각지대 없이 양식 수전체 전체를 소독할 수 있습니다.

UV 소독

1. 설치 방법에 따른 분류

UV 살균등은 설치 방법에 따라 파이프형과 채널형 두 가지 유형으로 분류됩니다:

• 관형 UV 소독 램프는 일반적으로 순환 양식 시스템의 물 공급 파이프라인 내부에 설치됩니다. 물은 소독 램프가 있는 파이프 구간을 직접 통과하여 물과 자외선이 충분히 접촉할 수 있도록 하여 흐르는 물을 효과적으로 소독합니다. 이들의 장점으로는 컴팩트한 구조로 파이프라인 시스템과 잘 통합되며, 비교적 낮은 유량의 물 소독에 적합하다는 점이 있습니다.

• 채널형 UV 소독 램프는 일반적으로 일정한 너비와 깊이를 가진 열린 물 채널 위나 옆면에 설치되어 채널을 통해 흐르는 물을 조사하고 소독합니다. 넓은 범위의 물을 커버할 수 있어 대용량 유량과 열린 물체에 적합하며, 큰 면적의 물이 효과적으로 자외선에 의해 조사되어 소독 성능을 보장합니다.

2. 전압 강도별 분류

UV 소독 램프는 전압 강도에 따라 두 가지 유형으로 나뉩니다: 저압과 중압:

저압 (LP) UV 소독 램프는 비교적 낮은 전압에서 작동하며 일반적으로 단일 파장의 자외선을 생성하며, 주로 254 나노미터 . 이 파장은 중요한 살균 효과를 가지고 있으며, 에너지 소비가 적고 안정성이 좋습니다. 그러나 그들의 출력은 비교적 제한적이어서 대규모 응용이나 매우 높은 소독 강도가 필요하지 않은 곳에 적합합니다.

중압 (MP) UV 살균 램프는 더 높은 전압에서 작동하며, 더 넓은 범위와 더 강력한 살균 능력을 가진 다중 파장의 자외선을 생성합니다. 이들은 더 높은 출력을 가지고 있어 대량의 유입 및 고오염 수체를 신속하게 처리할 수 있습니다. 그러나 더 많은 에너지를 소비하고 장비 비용이 더 높아서 주로 살균 효율과 처리 용량에 대한 요구가 높은 대규모 순환 양식 시스템에서 사용됩니다.

3. 자외선 소독의 원리와 영향 요인

자외선(UV)은 여러 파장 대역으로 나누어진 전자기 복사의 일종입니다. 살균에 주로 사용되는 대역은 UVC 대역(200-280나노미터)으로, 약 254나노미터가 세균을 죽이는 데 가장 효과적인 파장입니다. 자외선 살균 램프의 조사 영역을 통해 세균과 같은 미생물이 포함된 순환 물이 흐르면, 자외선 광자의 에너지가 미생물 세포 내부의 유전 물질(예: DNA 또는 RNA)에 흡수됩니다. 충분한 자외선 에너지를 흡수하면 이러한 유전 물질 내의 화학 결합이 깨지는데, 예를 들어 DNA 이중 나선 구조의 수소 결합이 파괴되어 복제와 전사와 같은 유전 정보 처리 과정이 방해받습니다. 이는 세균과 같은 미생물이 번식하지 못하게 하여 결국 사멸하게 만들고, 이를 통해 순환하는 물을 살균 및 정수하여 수질 안전을 확보하고 양식 생물의 건강한 성장을 위한 환경을 조성합니다.

순환 양식에서 UV 소독의 효과에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다:

1.UV 용량

UV 용량은 UV 강도와 조사 시간에 의해 결정되며, 소독 효과에 매우 중요합니다. 충분하지 않은 용량은 박테리아 및 바이러스와 같은 미생물의 DNA 또는 RNA 구조를 파괴할 수 없어 소독이 제대로 이루어지지 않습니다. 목표 미생물이 요구하는 특정 용량이 달성되었을 때만 좋은 소독 비율을 보장할 수 있습니다.

2.수질 탁도

수중의 부유 물질과 유기 입자는 탁도를 증가시킵니다. 이러한 불순물들은 UV 빛을 산란시키고 흡수하여 미생물에 도달하는 실제 UV 노출을 줄여 소독 효율을 감소시킵니다. 탁도가 높을수록 UV 빛이 더 많이 약화되고, 소독 능력이 낮아집니다.

• 수류율

너무 빠른 수류율은 미생물이 자외선 조사 영역에 머무는 시간을 줄여 충분한 자외선 용량을 받지 못하게 하고, 이는 불완전한 살균으로 이어질 수 있습니다. 너무 느린 수류율은 조사 시간을 보장하긴 하지만 순환 물 시스템의 전체 효율에 영향을 줄 수 있습니다.

• 미생물 종류

다양한 미생물들은 자외선에 대한 내성을 달리 가지고 있습니다. 예를 들어, 세균 포자는 특수한 구조 때문에 일반적인 세균 세포보다 자외선 조사에 더 강합니다. 바이러스는 세포 구조가 없기 때문에 세균과 다른 자외선 민감성을 보입니다. 따라서 존재하는 미생물의 종류에 따라 살균 효과가 영향을 받습니다.

• 램프 노화 정도

사용 시간이 증가함에 따라 자외선 램프의 발광 효율은 점차 감소하여 출력 자외선 강도와 효과적인 살균 용량이 줄어듭니다. 이는 램프가 새로 설치되었을 때보다 살균 성능이 저하됨을 의미합니다.