미세플라스틱 입자 분리 장치 및 이를 이용한 미세플라스틱 입자 분리 방법
Microplastic Separation Apparatus ans Microplastic Separation Method using the same
특허 요약
본 발명은, 미세플라스틱을 포함한 물이 수용되는 저장조(110); 상기 저장조의 물을 공급받아 미세플라스틱을 포집하고 분리하는 전기영동수집기(150); 상기 저장조의 물을 상기 전기영동수집기로 공급하는 유입배관(120); 상기 전기영동수집기의 물을 상기 저장조로 되공급하는 배출배관(160); 상기 전기영동수집기의 상하면 중 어느 하나에는 양의 전기장을 가하고, 다른 하나에는 음의 전기장을 가하는 수집기 전기장 부가장치(170); 및 상기 전기영동수집기 내부에는 구비되는 아가로스겔(agaros gel) 층(155);을 포함하고, 상기 전기영동수집기에 가해지는 전기장의 힘에 의해 미세플라스틱이 상기 아가로스 겔 층에 포집되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치를 제공한다.
청구항
번호청구항
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제4항에 있어서, 상기 양극챔버로는 전해액을 공급하는 전해액 유입관(153a)과 전해액이 외부로 배출되는 전해액 배출관(153b)를 더 포함하여, 상기 양극챔버 내부로 전해액이 유동하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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미세플라스틱을 포함한 물이 수용되는 저장조(110); 상기 저장조의 물을 공급받아 미세플라스틱을 포집하고 분리하는 전기영동수집기(150); 상기 저장조의 물을 상기 전기영동수집기로 공급하는 유입배관(120); 상기 전기영동수집기의 물을 상기 저장조로 되공급하는 배출배관(160); 상기 전기영동수집기의 상하면 중 어느 하나에는 양의 전기장을 가하고, 다른 하나에는 음의 전기장을 가하는 수집기 전기장 부가장치(170); 및 상기 전기영동수집기 내부에는 구비되는 아가로스겔(agaros gel) 층(155);을 포함하고,상기 전기영동수집기에 가해지는 전기장의 힘에 의해 미세플라스틱이 상기 아가로스 겔 층에 포집되고,상기 전기영동수집기(150)는 상기 전기영동수집기의 상하면 중 어느 하나에 구비되어 양의 전기장을 가하는 양극(151); 및 상기 전기영동수집기의 상하면 중 다른 하나에 구비되어 음의 전기장을 가하는 음극(159);을 포함하여, 상기 미세플라스틱을 상기 양극이 위치하는 방향으로 전기력을 가하고,상기 전기영동수집기(150)는, 상기 유입배관을 통해 상기 저장조의 물이 유입되어 플라스틱이 분리된 후 상기 배출배관을 통해 물이 배출되는 분리챔버(156);를 더 포함하고,상기 아가로스 겔(agaros gel) 층(155)은 상기 분리챔버 내부에서 상하면 중 하나에 구비되되 상기 양극이 위치하는 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제1항에 있어서, 상기 전기영동수집기(150)는,상기 양극과 상기 분리챔버 사이에 구비되는 양극챔버(153)를 더 포함하고,상기 양극챔버에는 전해액이 구비되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제1항에 있어서, 상기 양극챔버(153)와 상기 분리챔버(156)는 상기 아가로스겔 층에 의해 서로 분리되며, 상기 아가로스겔 층과 상기 양극챔버 사이에는 지지 멤버레인층(154)이 구비되어 상기 아기로스겔 층을 지지하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제1항에 있어서,물 속에 존재하는 미세플라스틱 입자를 농축하여 상기 저장조(110)로 공급하는 미세플라스틱 입자 농축 유닛을 더 포함하고,상기 미세플라스틱 입자 농축 유닛은,미세플라스틱을 포함한 제1상태의 물(w1)이 수용되는 농축조(10);상기 농축조와 연결된 제1배관을 통해 상기 제1상태의 물(w1)을 공급받아 미세플라스틱을 농축하고 여과하는 전기보조 분리기(20);상기 전기보조 분리기 내부 저면에서 소정 거리 이격되어 구비되는 필터(30);상기 전기보조 분리기 저면에 구비되어, 상기 전기보조 분리기에서 상기 필터를 통과한 제2상태의 물(w2)을 배출하는 제2배관;상기 전기보조 분리기 측면 중 상기 제1배관과 대향되는 측면에 구비되고, 상기 전기보조 분리기에서 상기 필터의 상측에 위치하여 제3상태의 물(w3)을 배출하는 제3배관;상기 전기보조 분리기의 상면에 양의 전기장을 가하고 상기 전기보조 분리기의 하면에는 음의 전기장을 부여하는 정전기장 부가장치(E);를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제7항에 있어서, 상기 미세플라스틱 입자 농축 유닛에서,상기 필터에 구비되는 투과막은 상기 미세플라스틱은 통과하지 못하는 크기의 공극이 형성되어 있어서,상기 제3상태의 물은 상기 제1상태의 물 보다 미세플라스틱의 함량비율이 높아지고, 상기 제2상태의 물은 미세플라스틱을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제7항에 있어서, 상기 미세플라스틱 입자 농축 유닛에서,상기 정전기장 부가장치에 의해 전기보조 분리기 상하면에 부가되는 전기장에 의해 미세플라스틱 입자는 상방향의 정전기력을 받아서 상기 필터의 여과막의 상측에 미세플라스틱이 축적되어 막히는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 분리 장치.

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제1항의 미세플라스틱 입자 분리 장치를 이용한 미세플라스틱 분리방법으로서,상기 저장조의 물을 상기 전기영동수집기로 공급하고, 상기 수집기 전기장 부가장치로 전기영동수집기에 전기장을 가하고, 전기장의 힘에 의해 미세플라스틱이 이동하여 상기 아가로스겔 층에 포집되는 포집단계;와, 상기 포집된 미세플라스틱을 아가로스겔 층에서 분리하는 분리단계;로 이루어지고,상기 분리단계는,상기 전기영동수집기에 증류수를 공급하는 분리 1단계;상기 수집기 전기장 부가장치를 이용하여, 상기 분리단계에서 전기영동수집기에 가해지던 전기장의 방향의 역방향으로 전기장을 가하는 분리 2단계; 상기 아가로스겔층에 포집되어 있던 미세플라스틱이 역방향 전기장의 힘에 의해 분리되고, 상기 분리된 미세플라스틱이 함유된 물을 인출하는 분리 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 분리방법.