KR20100089556A - 고체 지지체에 담지된 ｄｎａ촉매 필터를 이용하는 다단계 정수시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템으로 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터 및 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 포함하여 설치되는 것을 특징으로 하는 다단계 정수시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터가 순차적으로 설치되는 정수시스템에 관한 것이다. 상기 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터는 원수에 포함된 유해물질을 제거하기 위하여 DNA 수용액에 함침시킨 활성탄, 활성탄소섬유, 활성코크스와 같은 고체 지지체를 60 ~ 150℃에서 1~24시간 건조시켜 DNA를 고정화시킨 촉매를 포함하여 구성되는 것으로 원수에 포함된 벤조피렌을 포함하는 다환방향족탄화수소 및 다이옥신과 같은 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
정수시스템, 발암성물질, DNA, PAHs, 중공사막필터
Description
본 발명은 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템으로 보다 상세하게는, 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터, 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터가 연이어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정수시스템에 관한 것이다.
일반적인 필터식 정수 시스템은 주로 가정에서 사용되는 냉/온수 정수기로, 공급받은 원수를 다단계 필터를 이용하여 물을 정수한 후, 냉수탱크나 온수탱크에 저장하였다가 냉수노즐이나 온수노즐을 통해 탱크에 저장된 물을 배출시키는 구성으로 이루어진다.
통상적으로 다단계 필터 구성으로는 세디멘트 필터(Sediment Filter), 프리 카본필터(Pre-Carbon Filter), 포스트카본필터(Post-Carbon Filter), UF중공사막필터로 구성되어 있다. 여기서 세디멘트 필터는 흔히 전처리 침전필터라고도 하며 원수에 함유된 녹이나 흙, 모래, 먼지 등과 같은 각종 부유물질이나 찌꺼기기 등 5미크론 크기의 미세한 불순물까지 제거하게 된다. 이어서 사용되는 프리카본필터는 활성탄 흡착방식을 이용한 것으로 염소성분과 같은 유기화학물질과 냄새를 흡착, 제거하게 된다. 그리고 포스트카본필터는 물에 함유된 불쾌한 냄새나 맛, 색소 성분 등을 제거하여 무색, 무취의 깨끗한 물을 만드는 기능을 하게 되며, 마지막으로 UF중공사막필터는 0.01~0.5㎛의 미세필터로 각종 세균 및 불순물을 제거하지만 미네랄은 통과시켜 미네랄 성분이 함유된 물을 얻을 수 있다. 그러나 중공사막필터보다 크기가 작은 바이러스나 발암물질(트리할로메탄, 벤조피렌), 중금속 및 화학 오염물질의 경우 크기가 그 이하이기 때문에 여과 성능에는 한계가 있다.
한편, 다공질(porous)의 분말을 성형하여 고온에서 소성시켜 만든 필터로서, 마이크론 단위의 미세한 기공을 통하여 여과하는 세라믹필터를 이용한 정수기가 소개되어 있다. 카본과 은 코팅을 한 성분을 추가 하기도 해서 만들며 자연하중방식 정수기나 직수식으로 연결해서 사용하기도 하는 것이나 이 또한 상기 크기가 작은 바이러스나 발암물질(트리할로메탄, 벤조피렌), 중금속 및 화학 오염물질을 여과하지 못하는 문제가 있다.
2005년 12월 일본 수도협회지에 발표한 '일본의 정수처리 과정에서 다이옥신류 함유실태 조사' 논문에서 각 정수장의 처리과정 중 다이옥신 제거율이 응집침전 때 40%, 모래여과 71%, 오존처리 59%, 활성탄 처리 95%에 이르지만, 염소처리 때에 는 오히려 15%가 증가하는 사실을 처음으로 확인했다고 밝힌 바 있다. 이 논문은 홋카이도대학 도시환경공학 박사학위 내용으로 일본 후생성이 투자하고 1999년부터 2001년까지 5년간 일본의 전국 45개 정수장을 대상으로 정수처리된 물 속의 다이옥신 함유실태를 조사한 결과로, 우리나라 정수장에서는 대부분 염소처리를 하고 있기 때문에 가정으로 공급되는 수돗물에 다이옥신이 제거되지 못하고 상당량 포함되어 공급되는 문제가 있다.
물에 포함되어 있는 폴리염화디벤조-p-다이옥신(PCDD), 폴리염화디벤조퓨란(PCDF) 및 코프라나폴리염화비페닐(PCB)을 포함하는 다이옥신류는 물에 대한 용해도가 낮고 열화학적으로 안정하며 미생물에 의한 분해도 거의 일어나지 않는 것으로 식물연쇄를 통해 생겨 많은 생물에 축적되는 유해물질이다. 다환 방향족 탄화 수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH)의 하나인 벤조피렌(benzopyrene) 및 다이옥신(dioxin)은 인체에 축적될 경우 각종 암을 유발하고 돌연변이를 일으키는 환경호르몬으로 세계보건기구(WHO)와 국제암연구소(IARC)에서도 발암물질로 분류하고 있는 물질이다. 이러한 PAHs 및 다이옥신은 극소량으로도 인체에 악영향을 끼칠 염려가 있기 때문에 이들 유해물질의 발생 억제와 오염된 환경으로부터 생겨난 다이옥신류의 제거는 중요한 과제이다.
이와 관련하여, 공기중에 포함된 이옥신류나 평면구조를 갖는 PAHs를 제거하기 위해 DNA를 이용한 필터가 소개되어 있다. 이중나선DNA는 앞의 필터섬유체 중 적어도 유해물질을 함유하는 기체가 투과하는 영역에서, 유리(遊離)상태로 필터섬유 사이에 삽입되어 인터커렉션으로 유해물질을 필터링하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이러한 필터는 가스상에 포함된 유해물질을 제거하는데는 효과적이나 가스상태가 아니라 수중에서는 PAHs를 포함한 유해물질을 제거한 DNA가 필터섬유체에서 이탈하여 수중에 떠다니게 되므로 물속에 포함된 PAHs를 제거하는데는 부적당하다. 또한 DNA는 수용성이므로 수중에서는 효과적인 촉매의 역할을 하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 발암성 PAHs 및 다이옥신류의 유해물질 제거를 위해 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템을 제공한다.
활성탄 및 활성탄소섬유에 담지시킨 DNA 촉매는 담체에 DNA가 효과적으로 고정화되기 위한 제조방법과 적절한 반응조건의 확립이 필요하다. 이에 본 발명자들은 DNA촉매는 활성탄을 비롯한 고체지지체를 DNA 수용액에 함침시켜 여러 온도 범위에서 건조를 해 본 결과 DNA 고정화에 효과적인 온도를 선정할 수 있었고 이 온도 범위에서 건조 시켜 촉매를 제조하고 고정화정도를 확인하기 위하여 DNA촉매에 물과 수분을 공급한 후 DNA 농도를 측정하여 본 발명을 완성하게 되었다. 즉, 본 발명은 활성탄, 활성탄소섬유, 활성 코크스에서 선택된 일 이상의 고체지지체를 DNA 수용액에 함침법으로 담지하여 고온 건조를 통해 담체에 DNA가 효과적으로 고정화된 촉매를 함유한 필터를 이용하여 정수하는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정수 시스템은 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터 및 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 포함하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터, 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터가 연이어 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로 원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터, 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터, UV필터가 연이어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정수시스템을 제공한다. 상기 프라카본필터와 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터 사이에 이온교환수지필터가 추가로 설치되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 UF중공사막필터 전단에 포스트카본필터가 추가로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터는 DNA 수용액에 함침시킨 고체 지지체를 건조시켜 고체 지지체에 DNA를 고정화시킨 촉매를 포함하여 구성되거나 또는 DNA 수용액에 함침시키고 건조시킨 후 추가로 자외선을 조사하여 고체 지지체에 DNA를 고정화시킨 촉매를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매를 이용한 다단계 정수 시스템은 원수에 포함된 벤조피렌을 포함한 PAHs 및 다이옥신과 같은 발암성 유해물질을 제거할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템에 대해 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템을 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 정수시스템은 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로 원수공급관(1)으로부터 저장탱크 특히 냉수탱크(2)까지의 도관에, 세디멘트필터(F1), 프리카본필터(F2), 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터(FC), UF중공사막필터(F5)가 연이어 설치되는 구성이다.
먼저, 원수공급관(1)으로부터 공급되는 원수는 세디멘트필터(F1)를 거치면서 원수에 함유된 녹이나 흙, 모래, 먼지 등과 같은 각종 부유물질이나 찌꺼기기 등 5㎛ 크기의 미세한 불순물까지 제거된다. 이어서 사용되는 프리카본필터(F2)는 활성탄 흡착방식을 이용한 것으로 염소성분과 같은 유기화학물질과 냄새를 흡착, 제거하게 된다. 그리고 고체지지체에 담지된 DNA촉매 필터(FC)로 유입된 물은 이중나선 DNA의 인터칼레이션(intercalation)을 활용하여 원수에 함유된 발암물질, 특히 벤조피렌과 같은 다환방향족탄화수소(PAHs) 및 다이옥신이 흡착 여과된다. 그리고 마지막으로 UF중공사막필터(F5)는 0.01~0.3㎛의 미세필터로 미네랄은 통과시키고 각종 세균 및 불순물은 제거하여 깨끗한 물을 얻을 수 있다.
그리하여 상기한 다단계 필터를 거쳐서 정수된 물은 무색, 무취, 무균, 특히 PAHs 및 다이옥신이 제거된 상태로 냉수탱크(2)에 저장되고, 냉수탱크에 저장된 물은 사용자의 정수기에 설치된 냉수노즐(2b)이나 온수노즐(5a)을 작동에 따라, 냉수탱크(2)의 물이 냉수노즐(2b)를 통해 바로 배출되거나, 냉수탱크(2)에서 온수탱크(5)로 공급된 물이 온수탱크(5) 내에서 가열, 저장된 후에 온수노즐(5a)을 통해 배출된다. 5b는 퇴수관이다.
본 발명에 따른 정수시스템에 포함되는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터는 활성탄, 활성탄소섬유, 활성 코크스(active coke)와 같은 고체 지지체를 DNA 수용액에 함침시킨 후 60~150℃ 온도에서 1~ 24시간 동안 건조시켜 수용액상의 DNA를 상기 고체 지지체에 고정화시켜 제조되는 DNA 촉매를 이용하여 제조되는 것이며, 도 5는 제조공정에 대한 순서도이다.
상기 촉매 제조방법에서 고체지지체는 DNA수용액에 함유된 DNA를 지지할 수 있는 것으로 활성탄, 활성탄소섬유, 활성코크스(active coke)가 가능하다. 지지체인 활성탄의 형상은 파우더, 그래뉼, 펠릿 타입 등의 형상이며 이 가운데 가장 바람직한 형상은 펠릿 타입이다. 활성탄소는 발달된 비표면적과 기공구조로 인하여 흡착능력이 우수한 흡착소재로 알려져 있으며, 대기오염원을 비롯하여 오·폐수의 정수처리에 이용된다. 상기 고체 지지체에 DNA가 고정화처리되는데, 고체지지체를 DNA 수용액에 함침시킨다. 이때 DNA 수용액은 DNA 0.1~2.0 중량부(wt%)를 상온인 3차 증류수 100ml에 넣고 교반한 것이다. DNA 수용액의 예로는, 단일나선 DNA 또는 이중나선 DNA로 예를 들어 청어, 연어 등의 어류에서 추출한 DNA-Na를 이용하여 제 조된다. 또는 포유 동물 혹은 조류의 흉선으로부터 얻어진 DNA를 이용할 수도 있다. 다른 수용성 DNA의 예로는 합성 DNA 특히 (dA)-(dT)형의 배열을 갖는 DNA가 사용될 수 있다. 또한 효모로부터 얻어지는 RNA를 이용할 수 있다.
이때 사용되는 DNA 는 100bp 이상인 것이어야 한다. 100bp보다 작은 경우 PAHs의 선택적 제거효율이 떨어진다.
DNA 수용액에 함침시키는 시간은 DNA 수용액의 농도 및 고체 지지체 입자의 크기 등에 의해 달라질 수 있으며, DNA 수용액에 함침시킨 고체 지지체는 고온에서 건조시키게 된다. 이때 건조온도는 60 ~ 150℃범위 내의 온도가 바람직하다. 60℃ 미만의 온도에서는 건조가 원활하지 못할 뿐만 아니라 고체 지지체 상에 DNA가 고정화되는 정도가 미흡하고, 150℃를 초과하는 온도에서 건조시킬 경우 DNA가 파괴된다. 건조시간은 1~24시간 동안 이루어지게 되며, 1시간 미만의 짧은 시간동안 건조하게 되면 DNA의 고정화 정도가 떨어진다. 고온 건조로 얻어진 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매는 상온의 수중에서는 안정하며 또한 불용성이다. 여기서 불용성이란 80℃ 이하의 온도에서 물에 용해하지 않는 것으로 정의한다. 상기의 제조공정에 의해 제조된 고체지지체에 담지된 DNA 촉매를 이용하여 필터를 제조한다.
도 2는 본 발명에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템의 다른 일 실시예를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 제2실시예는 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로, 원수공급관(1)으로부터 탱크(2 또는 5)까지의 도관에, 세디멘트필터(F1), 프리카본필터(F2), 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터(FC), UF중공사막필터(F5), UV필터(FU)가 연이어 설치되는 구성이다.
제 1실시예와 비교하여 마지막 단계에 추가로 UV필터(FU)가 설치되는 구성이다. UV필터(FU)는 자외선에 의한 살균을 위한 것으로, 자외선은 조사량과 파장에 따라 살균효과가 달라지는데 파장이 200∼500 ㎚사이의 비교적 짧은 파장으로 이 광선의 조사에 의해 세균내의 헥산이 화학변화를 일으켜 신진대사에 장해를 주어 파괴시키게 된다. 즉, 원수공급관(1)으로부터 공급되는 원수는 세디멘트필터(F1)를 거치면서 원수에 함유된 녹이나 흙, 모래, 먼지 등과 같은 각종 부유물질이나 찌꺼기기 등 5미크론 크기의 미세한 불순물까지 제거된다. 이어서 사용되는 프리카본필터(F2)는 활성탄 흡착방식을 이용한 것으로 염소성분과 같은 유기화학물질과 냄새를 흡착, 제거하게 된다. 그리고 고체지지체에 담지된 DNA촉매 필터(FC)로 유입된 물은 이중나선 DNA의 인터칼레이션(intercalation)을 활용하여 원수에 함유된 발암물질, 특히 벤조피렌과 같은 다환방향족탄화수소(PAHs) 및 다이옥신이 흡착 여과된다. 그리고 UF중공사막필터(F5)는 0.01~0.3㎛의 미세필터로 미네랄은 통과시키고 각종 세균 및 불순물은 제거하게 되고 마지막으로 UV필터(FU)를 통해 세균을 99.9% 제거하여 무균의 깨끗한 물을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 정수시스템에 포함되는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터는 활성탄, 활성탄소섬유, 활성 코크스(active coke)와 같은 고체 지지체를 DNA 수용액에 함침시킨 후 60~150℃ 온도에서 1~ 24시간 동안 건조시켜 수용액상의 DNA를 상기 고체 지지체에 고정화시키고 이에 추가로 자외선을 조사시켜 제조되는 DNA 촉매를 이용하여 제조되는 것이며, 도 6은 제조공정에 대한 순서도이다.
상기 촉매 제조방법에서 고체지지체는 활성탄, 활성탄소섬유, 활성 코크스(active coke)에서 선택된 일 이상의 것으로 DNA 수용액에 함침시킨 후 60~150℃ 온도에서 1~ 24시간 동안 건조시켜 수용액상의 DNA를 고체 지지체에 고정화시킨다. 이어 60~150℃ 온도에서 1~ 24시간 동안 건조시키는 것 외에 추가로 자외선을 조사하는 것을 포함하여 구성된다. 도 5에 의한 방법과 비교하여 DNA 수용액에 고체 지지체를 함침시키고 고온 건조에 의해 수용액 중의 DNA가 고체 지지체상에 고정화시키는 방법은 동일하며, 다만 고온 건조로 고정화시킨 다음 자외선을 조사시켜 DNA를 고체 지지체 표면에 더욱 강하게 고정하는 단계가 추가된다. 이때 자외선은 250 ~ 270㎚ 범위의 파장인 것이 바람직하다. 자외선의 조사시간은 조사된 자외선의 강도에 반비례하게 된다.
자외선 조사 후 얻어진 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매는 상온의 수중에서는 안정하며 또한 불용성이다.
본 발명에 따른 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 통해 원수에 포함된 PAHs 및 다이옥신은 효과적으로 제거된다. 벤조피렌을 포함하는 PAHs는 평면구조로 이중나선 DNA의 인터칼레이션에 의해 효과적으로 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매필터를 이용한 다단계 정수시스템을 통해 활성탄, 활성탄소섬유, 활성코크스와 같은 고체 지지체에 DNA가 효과 적으로 고정화되어 물속에 함유된 PAHs 제거에도 유용하며 안정적으로 발암물질을 제거할 수 있게 된다. 즉 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매는 DNA가 고온 건조방법 및 고온 건조 후 자외선 조사방법에 의해 고체 지지체상에 안정적으로 고정화되므로 수중에 포함된 PAHs를 흡착한 DNA가 다시 녹아나오지 않으므로 원수에 함유된 PAHs의 제거에도 활용될 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 제3실시예를 나타낸 구성도이다. 제3실시예는 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로, 원수공급관(1)으로부터 탱크(2 또는 5)까지의 도관에, 세디멘트필터(F1), 프리카본필터(F2), 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터(FC), 포스트카본필터(F4), UF중공사막필터(F5)가 연이어 설치되는 구성이다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 제4실시예를 나타낸 구성도이다. 제4실시예는 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로, 원수공급관(1)으로부터 탱크(2 또는 5)까지의 도관에, 세디멘트필터(F1), 프리카본필터(F2), 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터(FC), 포스트카본필터(F4), UF중공사막필터(F5), UV필터(FU)가 연이어 설치되는 구성이다.
포스트카본 필터(F4)는 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터(FC)를 통해 여과된 물에 함유된 불쾌한 냄새나 맛, 색소 성분 등을 제거하여 무색, 무취의 깨끗한 물을 만드는 기능을 하게 되는 것이다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 정수시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 정수시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5은 본 발명의 제5실시예에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 정수시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 이용한 정수시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터에 사용되는 고체지지체에 담지된 DNA촉매의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터에 사용되는 고체지지체에 담지된 DNA촉매의 다른 제조공정을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 원수관 1a: 원수공급밸브
F1:세디멘트 필터 F2:프리카본 필터
FC:고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터
FU: UV필터 F4:포스트 카본 필터
F5:UF중공사막필터
2: 냉수탱크 2a, 2a’: 배출관
2b: 냉수노즐 3: 수위조절센서
5: 온수탱크 5a:온수노즐
5b:퇴수관
Claims (12)
- 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로,원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터 및 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터를 포함하여 설치되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로,원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터, 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터가 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 원수를 필터링하여 음용수로 정수하는 정수시스템으로,원수공급관으로부터 저장탱크까지의 도관에, 세디멘트필터, 프리카본필터, 고체지지체에 담지된 DNA 촉매 필터, UF중공사막필터, UV필터가 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 2 내지 청구항 3에 있어서,상기 UF중공사막필터 후단에 포스트카본필터가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 1 내지 청구항 3에 있어서,상기 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터는 DNA 수용액에 함침시킨 고체 지지체를 건조시켜 고체 지지체에 DNA를 고정화시킨 촉매를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 5에 있어서,상기 고체 지지체는 활성탄, 활성탄소섬유, 활성코크스에서 선택된 일 이상의 고체지지체인 것을 특징으로하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 5에 있어서,상기 DNA 수용액에 함침시킨 고체지지체의 건조는 60 ~ 150℃에서 1~24시간 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 5에 있어서,상기 DNA 수용액의 DNA는 100bp 이상인 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 1 내지 청구항 3에 있어서,상기 고체 지지체에 담지된 DNA 촉매 필터는 DNA 수용액에 함침시키고 60 ~ 150℃에서 1~24시간 건조시킨 후 추가로 자외선을 조사하여 고체 지지체에 DNA를 고정화시킨 촉매를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 9에 있어서,상기 고체 지지체는 활성탄, 활성탄소섬유, 활성코크스에서 선택된 일 이상의 고체지지체인 것을 특징으로하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 9에 있어서,상기 DNA 수용액의 DNA는 100bp 이상인 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
- 청구항 9에 있어서,상기 조사되는 자외선은 250 ~ 270㎚ 파장인 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 담지된 DNA촉매 필터를 이용한 다단계 정수시스템.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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