자외선 소독 기술은 화학약품 첨가 불필요, 광범위한 소독 효과, 부생성물 발생이 적다는 장점으로 점점 더 주목받고 있지만, 석영 관의 스케일 형성으로 인해 소독 효과 보장이 어려워져 자외선 소독 기술 발전의 병목 현상이 되고 있다. 하수 처리장 자외선 소독 수로에 중간 규모 시험 장치를 구축하여 초음파를 이용해 석영 관의 스케일 형성을 억제하였으며, 결과는 초음파가 스케일 유도기를 연장하여 스케일 생성을 억제함을 보여주었다; 상대 자외선 세기를 대상으로 단일 인자 시험을 통해 초음파 출력, 세척 주기, 초음파 시간을 각각 500~1000 W, 0.5~1.0 일, 20~40 분의 적정 범위로 결정하였다; 사용 기간이 0, 0.5, 1, 3, 5 년인 석영 관에 대해 초음파가 모두 좋은 스케일 억제 효과를 보였다. 추가로 파라미터 최적화를 위해 Box-Behnken 설계법과 반응 표면 분석법을 사용해 주요 인자를 최적화하였고, 반응 표면 회귀 모델과 최적 해를 얻었다. 결과는 초음파 스케일 억제 및 제거 최적 공정 파라미터가 초음파 출력 P=965 W, 세척 주기 T=0.5 일, 초음파 시간 t=34 분이며, 예상 상대 자외선 세기 최대 값이 1.01임을 보여주었다. 통계 검정을 통해 모델 적합도가 우수하며, 최적 공정 조건에서의 상대 자외선 세기 예측 값이 실험 값과 근접하며 오차는 1.00%였다.

초음파; 자외선 소독; 석영 관; 스케일; 반응 표면법