초록 ▼

1. 최종목표
○ 선박 평형수 처리 및 수돗물 정수장, 수영장, 냉각 타워 등에서 오염된 물의 살균에 사용하는 염소(Cl₂) 살균방법을 대체할 수 있는 안전하고 친환경적인 관형(pipe type)의 저온 플라즈마를 이용한 물 살균 처리 장치 시제품 제작
○ ISO 가이드라인에 따라 세균, 진균, 바이러스 사멸효과가 검증
2. 개발내용 및 결과
1) 관형의 저온 플라스마 발생 장치 기본 설계
2) 수중 용 플라즈마 전극 개발
① 전도성 다이아몬드 전극 제작
② 독자기술개발 및

1. 최종목표
○ 선박 평형수 처리 및 수돗물 정수장, 수영장, 냉각 타워 등에서 오염된 물의 살균에 사용하는 염소(Cl₂) 살균방법을 대체할 수 있는 안전하고 친환경적인 관형(pipe type)의 저온 플라즈마를 이용한 물 살균 처리 장치 시제품 제작
○ ISO 가이드라인에 따라 세균, 진균, 바이러스 사멸효과가 검증
2. 개발내용 및 결과
1) 관형의 저온 플라스마 발생 장치 기본 설계
2) 수중 용 플라즈마 전극 개발
① 전도성 다이아몬드 전극 제작
② 독자기술개발 및 기반공정기술 확보
3) 저가형 실용성 위주 수중반응 플라즈마 전원 개발
4) 배관 형 유수처리 반응장치 개발
5) 효능 평가용 1차 시제품 제작 : 20 mm × 1,000 mm (직경 × 길이) 관형 물 살균 처리 장치 제작
가) 전원
a) 용량 1.2 kW, 펄스폭 20 ns , 주기 50 kHz
b) 초기생성 이온 량 : negative(-) 3×10⁶ , positive(+) 3×10⁶
c) 진행이온 : negative Ion 비평형 충돌 확장
d)출력전압 : ①직류=4～48 V ② 교류=1～15 kV
e)출력전류 : ①직류=10A～50 A ② 교류=1 A 이하
나) 전극
a) 소재 : 이리듐, BDD(boron-doped diamond), 아젠티움(실버) 복합전극
b) 전극구조 : 입체 구조 2단 전극
다) 플라즈마 접촉 온도 : 25℃～40℃
라) 플라즈마 형태
a) 플라즈마 개시상태 : 코로나 플라즈마(Corona Plasma)
b) 플라즈마 진행상태 : 비평형의 더스티 플라즈마(Dusty Plasma)
마) 플라즈마 재료가스 : 수중 자연기포 이용
바) 살균 메커니즘 :
a) 균의 전하에 높은 플라즈마 전하의 접촉으로 인한 전하 차에 의한 멸균
b) 플라즈마 이온화 반응에 의한 일부 라디칼 생성과 활성화 전자에 의한 산화제인 차아염소산(HOCl)의 빠른 생성으로 살균효과 극대화됨.
사) 반응영역 및 반응시간 : 배관 내 전체 영역, 유속에 따른 실시간 반응
6) ISO 기준 살균 효력 시험 시스템 구축
7) 세균, 바이러스, 진균 대상 살균 효력 시험으로 성능 평가
ㆍ ISO 가이드라인에 따라 대장균(E. coli), 고초균(B. subtilis), 포도상구균(S. aureus)과 같은 세균을 대상으로 살균 효과 검증
ㆍ ISO 가이드라인에 따라 노로바이러스, A형간염바이러스, 로타바이러스와 같은 식중독 유발 수인성 바이러스를 대상으로 불활화 효과 검증
ㆍ ISO 가이드라인에 따라 C. albicans와 같은 진균을 대상으로 살균 효과 검증
8) 2차 시제품 제작 : 50 mm × 1,2000 mm 관형 물 살균 처리 장치 제작, 2013 산학협력 엑스포 전시회참여 (주최: 교육부, 미래창조과학부, 장소: 서울 COEX, 기간: 2013.10.23.-25)
9) 3차 시제품 제작 : 2차 시제품 수요 현장시험용으로 보완 및 수요업체 현장시험
ㆍ (주)테크로스 현장 평형수 처리 선상시험 실시: 평형수 실제처리 실험 성공
ㆍ 대형선박용 200 mm × 5,000 mm, 처리용량 600t/hr급 제품수주
3. 사업성과
1) 친환경 수처리 기술 진보 및 저온 플라즈마를 이용한 물 살균 처리 장치 원천 기반기술 확보
2) 대용량 유수의 실시간 처리와 저수 순환처리 시간을 단축
3) 수 처리 시설 설치 공간 및 비용의 절감과 관리비용 절감
4) 반응 시험 방법 및 결과추적 자료 확보
5) 시제품 (선박 평형수 처리 용) 제작 및 (주)테크로스 현장 평형수 처리 선상시험 실시: 평형수 실제처리 실험 성공
6) 대형선박용 200 mm × 5,000 mm, 처리용량 600t/hr급 제품수주
4. 기술개발결과 활용계획
1) 국내·외 선박 평형수 처리장치로 활용
2) 수 처리를 위한 화학약품사용 배제, 친환경 수 처리 산업에 활용
ㆍ 수영장에 사용하는 물 살균 시스템 상용화
ㆍ 냉각탑 냉각수 살균 시스템 상용화
ㆍ 수족관 정수 시스템 상용화
3) 원천기반 기술을 응용 친환경 농업 및 축산업, 방역, 기타산업에 용도별로 모듈 개발 및 적용

목차 Contents

• 개발결과의견서 ... 1
• 최종보고요약서 ... 3
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 7
• 제 1 절 개발대상 제품의 개요 ... 7
• 제 2 절 제품개발의 필요성 및 활용방안 ... 11
• 제 3 절 국내 • 외 관련 기술현황 및 시장규모 ... 13
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 15
• 제 1 절 과제개발 내용 ... 15
• 제 2 절 과제개발 방법 ... 15
• 제 3 장 사업성과 ... 20
• 제 1 절 개발 내용의 기술적 성과 ... 20
• 제 2 절 개발 내용의 경제적 성과 ... 41
• 제 3 절 개발 내용의 활용 계획 ... 43
• 제 4 장 결론 ... 44
• 제 1 절 기대 효과 ... 44
• 제 2 절 향후 계획 ... 45
• 끝페이지 ... 45