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마이크로 버블의 특성과 공학적 역할

전문가 제언: ○ 기포발생장치는 우리나라에서 폐수처리 목적으로 가장 많이 도입되었으며, 마이크로 버블에 대한 적용은 2000년부터 피부 관리를 비롯하여 의약분야에서 많이 사용하기 시작하였다. 마이크로 버블 발생방법은 약품에 의한 방법과 과포화에 의한 방법 및 유체역학적 방법으로 분류되고 있으나 산업적으로 이용되는 것은 주로 과포화 및 유체역학적 방법이다.

– 마이크로버블의 물리학적 특성은 수중에서 구상의 기체로 Thomass Young 법칙에 따라 가압 상태이다. 그리고 기ㆍ액 계면에는 표면장력이 작용하지만 이는 표면을 적게 하는 힘이기 때문에 결과적으로 내부 기체를 가압하게 된다. 이때 기포 직경이 적을수록 계면 곡률은 상승되어 기포가 꺼지는 순간에 내부 압력은 무한대로 된다.

– 마이크로 버블의 그 이외의 특성은 표면 이온농도의 상승을 들 수 있다. 기ㆍ액 계면에는 물이 갖는 구조적인 메커니즘 인자로 인하여 수소이온이나 수산기이온 및 전해질 이온류가 집합을 하게 된다. 따라서 기포가 위축을 하게 되면 단위면적당 이온농도는 상승을 한다. 일반적으로 마이크로 버블을 적용할 시는 오존이나, 자외선 및 과산화수소 등을 조합하여 수산기 라디칼을 발생시켜 처리효과를 높이는 경우가 많다.

○ 환경기술 측면에서의 마이크로 버블은 수질정화 역할을 하고 나노 버블은 살균이나 탈취를 주로하게 된다. 그리고 마이크로 버블은 난분해성 물질을 효과적으로 분해할 수 있으므로 단독처리법뿐만 아니라 활성오니 전 처리에서도 많이 적용하고 있다.

– 특히 마이크로 버블 기술전개에 있어 가장 중요한 것은 여러 가지 타이프의 장치가 있으므로 적용하기에 적합한 것을 선택하는 것이다. 그리고 현장 기술자는 응용 노하우를 얻을 수 있어 난분해성 물질의 고유 처리기술을 확보할 수 있게 된다.

저자: Masayoshi TAKAHASHI
자료유형: 학술정보