실내공기 오염물질 제거

오염물질 제거의 정의

실내공기 오염물질 제거는 실내공간의 가스, 분진, 미생물을 없애거나 줄이는 기술이다.

여과, 흡착, 집진, 살균 등의 원리로 실내공기질을 유지한다.

오염물질은 가스, 분진, 미생물로 나뉘고, 종류마다 제거 원리가 다르다.

흡착과 흡수

흡착은 가스 분자가 활성탄 같은 다공성 고체 표면에 붙는 현상이다.

흡수는 물질 속으로 들어가는 것이라 흡착과 구별해야 한다.

흡착은 약한 인력으로 붙는 물리흡착과 표면과 결합하는 화학흡착으로 나뉜다.

물리흡착은 가역적이고, 화학흡착은 비가역적이다.

종류별 제거 방식

앞 문제의 정답은 흡착이다. 이제 종류별 제거 방식을 비교한다.

가스류는 활성탄 흡착이나 광촉매 산화로, 분진류는 HEPA 필터나 전기집진으로 제거한다.

세균류는 여과로 포집한 뒤 자외선 살균으로 불활성화한다.

종류가 다르므로 가스는 흡착, 분진은 여과·집진, 세균은 여과·살균으로 나눠 답한다.

전기집진 효율

전기집진은 코로나 방전으로 입자를 하전시킨 뒤 집진극에 끌어당겨 포집한다.

집진 효율은 Deutsch식 η = 1 − exp(−wA/Q)로 대략 계산한다.

여기서 w는 입자 이동속도, A는 집진극 면적, Q는 처리 풍량이다.

w=0.1m/s, A=200㎡, Q=10㎥/s이면 wA/Q=2가 된다.

방식별 장단점

앞 문제의 정답은 약 86.5%다. 이제 방식별 장단점을 비교한다.

고성능 필터는 포집 효율이 높지만 압력손실과 교체 비용이 늘어난다.

전기집진은 압력손실이 낮지만 오존이 발생할 수 있다.

자외선 살균은 UV-C 254nm 부근 파장으로 세균을 비활성화한다.

다만 입자 뒤쪽 그늘은 살균되지 않으므로 다른 방식과 조합한다.

정리와 시험 포인트

정리하면 가스는 흡착, 분진은 여과와 집진, 세균은 살균과 여과로 제거한다.

습도가 높으면 필터에서 미생물이 증식하므로 상대습도를 낮게 유지하고 외기 유입을 제한한다.

시험에서는 흡착과 흡수를 구별하고, 종류별 방식을 나눠 쓰는 것이 핵심이다.

포화된 활성탄은 교체나 재생이 필요하다.