KR101795731B1 - 표면 젖음성을 이용한 유수 분리장치 - Google Patents
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Abstract
유수 분리장치는 물이 채워진 물 탱크 내부로 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 폐수를 분사하는 폐수 공급부와, 물 탱크 내부에 설치되며 적어도 하나의 극소수성 영역과 적어도 하나의 극친수성 영역을 구비하여 폐수로부터 기름 입자들을 포집하고 성장시킨 후 분리시키는 기름 분리부와, 물 탱크 내부에 설치되며 기름과 물을 각각 선택적으로 통과시키는 극소수성 필터 및 극친수성 필터를 포함한다.
Description
본 발명은 유수 분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 폐수로부터 기름과 물을 효율적으로 분리하기 위한 유수 분리장치에 관한 것이다.
서로 섞이지 않는 두 액체에서 한 액체가 다른 액체에 작은 입자 형태로 분산된 것을 에멀전(emulsion)이라 한다. 예를 들어, 금속 가공시 사용되는 절삭유, 윤활유, 탈지액 등에 의해 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 폐수가 발생한다. 이러한 폐수가 유출될 경우 수면에 유막을 형성하여 공기를 차단하므로 수중 생태계에 악영향을 미친다.
에멀전 상태의 폐수로부터 기름과 물을 분리하는 방법에는 크게 화학적 방식과 가열 방식이 있다. 화학적 방식은 알루미나와 폴리아민 등의 화학약품을 첨가하여 한가지 액체만을 흡착 또는 침전시켜 분리하는 방법이고, 가열 방식은 열에 의해 에멀전의 상태를 불안정하게 만들어 분산입자들 사이의 합체 작용을 촉진함으로써 입자의 직경 확대로 분리를 유도하는 방법이다.
그런데 전술한 화학적 방식은 화학약품 사용으로 처리비용이 높고, 화학약품에 의한 2차 환경오염이 발생할 수 있다. 또한, 가열 방식은 에너지 소모가 크고, 분리 시간이 길며, 기름 회수율이 낮은 한계가 있다.
본 발명은 전술한 화학적 방식과 가열 방식을 대체하며, 에멀전 상태의 폐수로부터 물과 기름을 높은 효율로 분리할 수 있는 표면 젖음성을 이용한 유수 분리장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유수 분리장치는 물이 채워진 물 탱크 내부로 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 폐수를 분사하는 폐수 공급부와, 물 탱크 내부에 설치되며 적어도 하나의 극소수성 영역과 적어도 하나의 극친수성 영역을 구비하여 폐수로부터 기름 입자들을 포집하고 성장시킨 후 분리시키는 기름 분리부와, 물 탱크 내부에 설치되며 기름과 물을 각각 선택적으로 통과시키는 극소수성 필터 및 극친수성 필터를 포함한다.
기름 분리부는 분사된 폐수와 마주하는 평탄한 표면을 가질 수 있고, 평탄한 표면에서 적어도 하나의 극소수성 영역과 적어도 하나의 극친수성 영역이 서로 접하도록 형성될 수 있다. 기름 분리부의 평탄한 표면은 폐수의 분사 방향에 대해 예각의 기울기를 갖도록 배치될 수 있다.
폐수 공급부는 폐수가 이동하는 제1 배관과, 폐수를 펌핑하는 제1 펌프를 포함할 수 있으며, 제1 배관의 일부는 물 탱크 내부에서 수평 방향으로 설치될 수 있다.
극소수성 영역은 극친수성 영역 아래에 위치할 수 있고, 극소수성 영역과 극친수성 영역의 경계선은 수평 방향과 나란한 직선일 수 있다. 극소수성 영역은 기름 분리부의 상단을 향해 일정한 폭으로 곧게 뻗은 돌출부를 더 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 극소수성 영역은 극친수성 영역 아래에 위치할 수 있고, 극소수성 영역의 상단은 기름 분리부의 상단을 향해 뾰족한 삼각형으로 형성될 수 있다. 극소수성 영역은 기름 분리부의 상단을 향해 일정한 폭으로 곧게 뻗은 돌출부를 더 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 극소수성 영역은 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선으로 이루어질 수 있다. 다른 한편으로, 극소수성 영역은 수평 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 가로선과, 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선을 포함하는 격자 모양으로 형성될 수 있다.
다른 한편으로, 극소수성 영역은 수평 방향 및 수직 방향을 따라 나란히 위치하는 복수의 원형 도트로 이루어질 수 있고, 수직 방향에 따른 원형 도트간 거리는 수평 방향에 따른 원형 도트간 거리보다 작을 수 있다. 극소수성 영역은 수직 방향을 따라 복수의 원형 도트를 한 줄로 연결하는 복수의 세로선을 더 포함할 수 있다.
극소수성 영역과 극친수성 영역은 마이크로미터 스케일의 요철 표면 또는 마이크로미터 스케일과 나노미터 스케일이 조합된 요철 표면을 가질 수 있으며, 극소수성 영역과 극친수성 영역 각각은 소수성 고분자와 친수성 무기물로 코팅될 수 있다.
극소수성 필터는 물 탱크의 내부 상측에 위치할 수 있고, 제2 배관 및 제2 펌프를 포함하는 기름 배출부와 연결될 수 있다. 극소수성 필터를 통과한 기름은 기름 배출부에 의해 물 탱크 외부로 배출될 수 있다.
극친수성 필터는 물 탱크의 내부 하측에 위치할 수 있고, 제3 배관 및 제3 펌프를 포함하는 물 배출부와 연결될 수 있다. 극친수성 필터를 통과한 물은 물 배출부에 의해 물 탱크 외부로 배출될 수 있다.
본 실시예의 유수 분리장치는 에멀전 상태의 폐수로부터 기름 입자를 효과적으로 분리하며, 극소수성 필터와 극친수성 필터를 이용하여 분리된 기름과 물을 선택적으로 회수할 수 있다. 따라서 본 실시예의 유수 분리장치는 유수 분리효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유수 분리장치의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시한 유수분 분리장치 중 기름 분리부 표면의 다양한 실시예들을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극소수성 필터의 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극친수성 필터의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시한 유수분 분리장치 중 기름 분리부 표면의 다양한 실시예들을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극소수성 필터의 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극친수성 필터의 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 그리고 "~위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시한 바로 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유수 분리장치의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 유수 분리장치(100)는 크게 물 탱크(10)와, 물 탱크(10) 내부로 폐수를 분사하는 폐수 공급부(20)와, 폐수로부터 기름 입자들을 포집하고 성장시킨 후 덩어리 형태로 분리시키는 기름 분리부(30)와, 물 탱크(10) 내부에 설치된 극소수성 필터(40) 및 극친수성 필터(50)를 포함한다.
물 탱크(10)는 밀폐된 구조를 가지며, 내부에 물을 채워 저장한다. 폐수 공급부(20)는 물 탱크(10)의 측면에 연결 설치될 수 있으며, 폐수가 이동하는 제1 배관(21)과, 폐수를 펌핑하여 물 탱크(10) 내부로 주입하는 제1 펌프(22)를 포함한다.
폐수는 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 것으로서, 기름이 물에 분산된 오일 인 워터(oil in water, O/W)형 에멀전과, 물이 기름에 분산된 워터 인 오일(water in oil, W/O)형 에멀전으로 분류될 수 있다. 폐수는 제1 펌프(22)의 펌핑압에 의해 제1 배관(21)을 통해 물 탱크(10) 내부로 분사된다.
이때 물 탱크(10) 내부에서 제1 배관(21)은 수평 방향과 나란하게 설치될 수 있으며, 폐수는 물 탱크(10) 내부에서 수평 방향으로 분사된다. 물 탱크(10) 내부에서 폐수가 분사되는 방향은 수평 방향으로 한정되지 않으며 다양하게 변할 수 있다.
기름 분리부(30)는 물 탱크(10) 내부에서 제1 배관(21)의 단부와 이격되며, 지지대에 의해 고정된다. 기름 분리부(30)는 분사되는 폐수와 마주하는 평탄한 표면을 가진다. 기름 분리부(30)의 표면은 적어도 하나의 극소수성 영역(31)과 적어도 하나의 극친수성 영역(32)으로 구분된다. 즉 적어도 하나의 극소수성 영역(31)과 적어도 하나의 극친수성 영역(32)이 서로 접하며 기름 분리부(30) 표면의 특정 부분을 차지한다.
기름 분리부(30)는 분사된 폐수로부터 기름 입자들을 포집하고, 기름 입자들간 결합을 유도하여 기름 입자들의 크기를 키우며, 크기가 커진 기름 입자들을 부력에 의해 덩어리 형태로 분리시키는 기능을 한다.
본 실시예의 유수 분리장치(100)는 표면 젖음성을 이용하여 기름과 물을 분리시킨다. 젖음성이란 고체 표면에 물이 젖기 쉬운 정도를 말하는 것으로서, 임의의 액체가 어떤 기재에 접촉할 때 기재에 대한 액체의 접촉각으로 표현된다.
정밀한 정의는 아니지만 물과 기재의 접촉각이 90˚보다 크면 소수성이라 하고, 접촉각이 150˚ 이상이면 극소수성(또는 초소수성)이라 한다. 물과 기재의 접촉각이 90˚보다 작으면 친수성이라 하고, 접촉각이 20˚ 이하이면 극친수성(또는 초친수성)이라 한다.
필터의 표면이 극소수성이 되면 물은 필터를 통과하지 못하지만 기름은 물보다 표면장력이 작기 때문에 필터 내부로 쉽게 침투하며 필터를 통과한다. 따라서 극소수성 필터에 기름과 물이 혼합된 액체를 통과시키면 기름은 필터를 쉽게 통과하지만 물은 필터를 통과하지 못하게 된다. 반대로 필터의 표면이 극친수성이 되면 물은 필터를 쉽게 통과하지만 기름은 필터 표면에 흡수된 물에 의해 배척되어 필터를 통과하지 못하게 된다.
이러한 유수 분리방법은 구조가 매우 단순하고, 소모품이나 외부의 에너지원이 필요하지 않아 비용이 적게 들며, 기름 회수율이 높은 장점을 가진다. 그러나 기름 또는 물의 입자가 필터 구멍의 크기보다 작은 경우, 표면의 젖음성과 무관하게 입자가 필터를 통과하기 때문에 분리 효율이 낮아진다.
따라서 본 실시예의 유수 분리장치(100)는 필터(극소수성 필터(40) 및 극친수성 필터(50))를 이용하여 폐수에 포함된 물과 기름을 분리시키기 전, 기름 입자들을 포집하고 크기를 키운 다음 덩어리 형태로 기름을 분리시키는 특징을 가지며, 기름 분리부(30)가 이러한 기능을 수행한다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1에 도시한 유수분 분리장치 중 기름 분리부 표면의 다양한 실시예들을 나타낸 도면이다. 도 2a 내지 도 2h에서 해칭된 부분은 극소수성 영역(31)을 나타내고, 해칭되지 않은 부분은 극친수성 영역(32)을 나타낸다.
도 2a를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 극친수성 영역(32) 아래에 위치하며, 극소수성 영역(31)과 극친수성 영역(32) 모두 직사각형으로 형성된다. 극소수성 영역(31)과 극친수성 영역(32)의 경계선은 수평 방향과 나란한 직선이다.
도 2b를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 기본적으로 도 2a와 같은 형상을 가지면서 기름 분리부(30)의 상단을 향해 돌출된 돌출부(31a)를 더 포함한다. 돌출부(31a)는 일정한 폭으로 곧게 뻗은 막대 형상일 수 있으며, 기름 분리부(30)의 상단과 소정의 거리를 두고 위치한다.
도 2c를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 극친수성 영역(32) 아래에 위치하며, 극소수성 영역(31)의 상단은 기름 분리부(30)의 상단을 향해 뾰족한 삼각형으로 형성된다. 극소수성 영역(31)의 꼭지점(31b)은 기름 분리부(30)의 좌측단 및 우측단과 같은 거리를 유지할 수 있으며, 기름 분리부(30)의 상단과 소정의 거리를 두고 위치한다.
도 2d를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 기본적으로 도 2c와 같은 형상을 가지면서 기름 분리부(30)의 상단을 향해 돌출된 돌출부(31c)를 더 포함한다. 돌출부(31c)는 일정한 폭으로 곧게 뻗은 막대 형상일 수 있으며, 기름 분리부(30)의 상단과 소정의 거리를 두고 위치한다.
도 2e를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선으로 이루어진다. 복수의 세로선 각각은 같은 폭으로 형성되며, 등간격으로 배치될 수 있다.
도 2f를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 수평 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 가로선과, 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선으로 이루어진다. 즉 극소수성 영역(31)은 수평 방향 및 수직 방향과 나란한 격자 모양으로 형성되며, 격자 모양의 극소수성 영역(31)이 사각형의 극친수성 영역(32)을 둘러싼다.
도 2g를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 복수의 원형 도트로 이루어진다. 복수의 원형 도트는 수평 방향 및 수직 방향을 따라 나란히 위치하며, 수직 방향에 따른 원형 도트간 거리가 수평 방향에 따른 원형 도트간 거리보다 작을 수 있다. 즉 복수의 원형 도트는 수직 방향을 따라 보다 조밀하게 위치할 수 있다.
도 2h를 참고하면, 극소수성 영역(31)은 복수의 원형 도트(31d)와, 수직 방향을 따라 복수의 원형 도트(31d)를 한 줄로 연결하는 복수의 세로선(31e)을 포함한다. 복수의 원형 도트(31d)는 수평 방향 및 수직 방향을 따라 나란히 위치하며, 세로선(31e)의 폭은 원형 도트(31d)의 폭보다 작다.
기름 분리부(30)의 표면은 도 2a 내지 도 2h에 도시한 실시예로 한정되지 않으며 다양하게 변형 가능하다. 또한, 도 2a 내지 도 2h에서 극소수성 영역(31)은 기름 분리부(30)의 표면 면적에 대해 최대 80%의 면적을 차지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2h에서, 극소수성 영역(31)과 극친수성 영역(32)은 마이크로미터 스케일(1㎛ 이상 1,000㎛ 미만)의 요철 표면을 가질 수 있으며, 이 요철 표면에 다시 나노미터 스케일(1nm 이상 1,000nm 미만)의 요철 구조가 형성될 수 있다.
극소수성 영역(31)은 소수성 고분자, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 알킬티올(alkyl thiol), 알킬실란(alkyl silane), 퍼플루오로알킬티올(perfluoroalkylthiol), 또는 퍼플루오로알킬실란(perfluoroalkylsilane) 등으로 코팅될 수 있다.
극친수성 영역(32)은 친수성 무기물, 예를 들어 실리카(silica), 알루미나(alumina), 또는 티타늄 옥사이드(titanium oxide) 등으로 코팅될 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 기름 분리부(30)는 제1 배관(21)으로부터 분사된 폐수와 마주하며, 폐수에 포함된 기름 입자는 기름 분리부(30)의 극소수성 영역(31)에 달라 붙는다. 그리고 극소수성 영역(31)에 포집된 기름 입자들끼리 서로 결합하여 기름 입자의 크기가 점점 커진다. 즉 기름 입자는 극소수성 영역(31)에 포집되고 성장한다.
부력은 입자의 부피에 비례하므로 크기가 커진 기름 입자는 부력의 영향을 더욱 크게 받는다. 따라서 기름 입자가 일정 크기 이상이 되면 덩어리 형태로 기름 분리부(30)의 표면에서 떨어져 나와 상승한다. 이때 기름 분리부(30)의 극친수성 영역(32)에는 물이 흡수되어 있으므로, 극친수성 영역(32)은 덩어리 형태의 기름을 배척하여 크기가 커진 기름이 기름 분리부(30)에서 쉽게 분리되도록 한다.
기름 분리부(30)는 폐수의 분사 방향(수평 방향)에 대해 예각의 기울기를 갖도록 설치될 수 있다. 그리고 기름 분리부(30)를 편의상 상측 영역과 하측 영역으로 구분하면, 물 탱크(10) 내부에서 하측 영역은 폐수가 분사되는 제1 배관(21)의 단부와 수평 방향을 따라 마주할 수 있고, 상측 영역은 제1 배관(21)의 단부보다 높게 위치할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d에서, 기름 입자들을 포집하고 성장시키는 극소수성 영역(31)은 기름 분리부(30)의 하측 영역을 차지하며, 극친수성 영역(32)은 주로 기름 분리부(30)의 상측 영역을 차지한다. 따라서 극소수성 영역(31)에서 성장한 덩어리 형태의 기름이 부력에 의해 위로 상승할 때, 극친수성 영역(32)이 기름을 배척하여 기름이 쉽게 분리되도록 한다.
더욱이 도 2b 내지 도 2d에서, 극소수성 영역(31)에 형성된 돌출부(31a, 31c) 및 극소수성 영역(31)의 삼각형 상단은 기름 입자들을 한 곳(돌출부(31a, 31c) 및 삼각형의 꼭지점(31b) 부근)으로 모이게 하는 기능을 하며, 이 경우 덩어리 형태의 기름을 더욱 쉽게 분리시킬 수 있다.
다른 한편으로, 도 2e 내지 도 2h에서 극소수성 영역(31)은 수직 방향으로 이어지는 특정한 패턴을 가진다. 도 2g의 경우 극소수성 영역(31)은 복수의 원형 도트로 분리되어 있으나, 수직 방향에 따른 원형 도트간 거리가 수평 방향에 따른 원형 도트간 거리보다 작으므로, 수직 방향으로 이어지는 방향성을 가진다고 볼 수 있다.
도 2e 내지 도 2h에서, 극소수성 영역(31)은 수직 방향으로 이어지는 특정한 패턴을 가지므로, 기름 입자들은 기름 분리부(30)의 수직 방향을 따라 포집 및 성장하며, 부력과 극친수성 영역(32)의 배척에 의해 기름 분리부(30)에서 쉽게 분리된다.
다시 도 1을 참고하면, 기름 분리부(30)는 에멀전 상태의 폐수로부터 기름을 덩어리 형태로 분리시키며, 기름 분리부(30)가 분리한 기름은 물 탱크(10)의 내부 상측으로 모인다. 물 탱크(10)의 내부 상측에는 극소수성 필터(40)가 설치되고, 물 탱크(10)의 내부 하측에는 극친수성 필터(50)가 설치된다.
도 3은 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극소수성 필터의 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시한 유수 분리장치 중 극친수성 필터의 구성도이다.
도 3과 도 4를 참고하면, 극소수성 필터(40)는 상측이 개방된 용기 모양으로 형성되고, 기름을 통과시키기 위한 복수의 미세 구멍(41)을 형성한다. 극친수성 필터(50)는 하측이 개방된 용기 모양으로 형성되며, 물을 통과시키기 위한 복수의 미세 구멍(51)을 형성한다.
극소수성 필터(40) 및 극친수성 필터(50)에서, 미세 구멍(41, 51)의 크기는 대략 수백 나노미터(nm)에서 수십 마이크로미터(㎛) 크기일 수 있다. 그리고 미세 구멍(41, 51)의 표면에는 마이크로미터 스케일의 요철 구조가 형성될 수 있고, 이 요철 구조의 표면에 나노미터 스케일의 요철 구조가 추가로 형성될 수 있다.
미세 구멍(41)의 표면을 포함한 극소수성 필터(40)의 표면 전체는 소수성 고분자, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 알킬티올(alkyl thiol), 알킬실란(alkyl silane), 퍼플루오로알킬티올(perfluoroalkylthiol), 또는 퍼플루오로알킬실란(perfluoroalkylsilane) 등으로 코팅될 수 있다.
미세 구멍(51)의 표면을 포함한 극친수성 필터(50)의 표면 전체는 친수성 무기물, 예를 들어 실리카(silica), 알루미나(alumina), 또는 티타늄 옥사이드(titanium oxide) 등으로 코팅될 수 있다.
도 1과 도 3 및 도 4를 참고하면, 극소수성 필터(40)는 기름만 선택적으로 통과시키며, 제2 배관(61) 및 제2 펌프(62)로 구성된 기름 배출부(60)와 연결된다. 따라서 극소수성 필터(40)를 통과하여 그 내부에 모인 기름은 제2 펌프(62)의 펌핑압에 의해 제2 배관(61)을 따라 물 탱크(10) 외부로 배출된다.
극친수성 필터(50)는 물만 선택적으로 통과시키며, 제3 배관(71) 및 제3 펌프(72)로 구성된 물 배출부(70)와 연결된다. 따라서 극친수성 필터(50)를 통과하여 그 내부에 모인 물은 제3 펌프(72)의 펌핑압에 의해 제3 배관(71)을 따라 물 탱크(10) 외부로 배출된다.
전술한 극소수성 필터(40) 및 극친수성 필터(50)는 유수 분리장치(100)의 소형화를 위해 원통 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 물과 기름의 접촉 면적을 늘리고 처리량을 높이기 위해 극소수성 필터(40)와 극친수성 필터(50) 각각은 그 길이를 늘리거나, 서로간 거리를 두고 복수 개로 설치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 유수 분리장치(100)는 에멀전 상태의 폐수로부터 기름 입자를 효과적으로 분리하며, 극소수성 필터(40)와 극친수성 필터(50)를 이용하여 분리된 기름과 물을 선택적으로 회수할 수 있다. 따라서 본 실시예의 유수 분리장치(100)는 유수 분리효율을 극대화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 유수 분리장치 10: 물 탱크
20: 폐수 공급부 30: 기름 분리부
31: 극소수성 영역 32: 극친수성 영역
40: 극소수성 필터 50: 극친수성 필터
60: 기름 배출부 70: 물 배출부
20: 폐수 공급부 30: 기름 분리부
31: 극소수성 영역 32: 극친수성 영역
40: 극소수성 필터 50: 극친수성 필터
60: 기름 배출부 70: 물 배출부
Claims (15)
- 물이 채워진 물 탱크 내부로 기름과 물이 에멀전 상태로 섞인 폐수를 분사하는 폐수 공급부;
상기 물 탱크 내부에서 분사되는 폐수와 마주하며 폐수의 분사 방향에 대해 예각의 기울기를 갖도록 배치되는 평탄한 표면과, 평탄한 표면의 일부에 위치하며 폐수로부터 기름 입자들을 포집하고 성장시키는 극소수성 영역과, 평탄한 표면의 나머지에 위치하며 극소수성 영역에서 성장된 기름 입자들을 배척하여 평탄한 표면으로부터 분리되는 극친수성 영역을 포함하는 기름 분리부;
상기 물 탱크의 내부 상측에 위치하며 기름을 선택적으로 통과시키는 극소수성 필터; 및
상기 물 탱크의 내부 하측에 위치하며 물을 선택적으로 통과시키는 극친수성 필터를 포함하는 유수 분리장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 폐수 공급부는 상기 폐수가 이동하는 제1 배관과, 상기 폐수를 펌핑하는 제1 펌프를 포함하며,
상기 제1 배관의 일부는 상기 물 탱크 내부에서 수평 방향으로 설치되는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 분사되는 폐수와 마주하고,
상기 극친수성 영역은 상기 극소수성 영역의 상측에 위치하며,
상기 극소수성 영역과 상기 극친수성 영역의 경계선은 수평 방향과 나란한 직선인 유수 분리장치. - 제5항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 상기 기름 분리부의 상단을 향해 일정한 폭으로 곧게 뻗은 돌출부를 더 포함하는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 분사되는 폐수와 마주하고,
상기 극친수성 영역은 상기 극소수성 영역의 상측에 위치하며,
상기 극소수성 영역의 상단은 상기 기름 분리부의 상단을 향해 뾰족한 삼각형으로 형성되는 유수 분리장치. - 제7항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 상기 기름 분리부의 상단을 향해 일정한 폭으로 곧게 뻗은 돌출부를 더 포함하는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선으로 이루어지는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 수평 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 가로선과, 수직 방향을 따라 곧게 뻗은 복수의 세로선을 포함하는 격자 모양으로 형성되는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 수평 방향 및 수직 방향을 따라 나란히 위치하는 복수의 원형 도트로 이루어지며,
상기 수직 방향에 따른 상기 원형 도트간 거리는 상기 수평 방향에 따른 상기 원형 도트간 거리보다 작은 유수 분리장치. - 제11항에 있어서,
상기 극소수성 영역은 상기 수직 방향을 따라 상기 복수의 원형 도트를 한 줄로 연결하는 복수의 세로선을 더 포함하는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 영역과 상기 극친수성 영역은 마이크로미터 스케일의 요철 표면 또는 마이크로미터 스케일과 나노미터 스케일이 조합된 요철 표면을 가지며,
상기 극소수성 영역은 소수성 고분자로 코팅되고,
상기 극친수성 영역은 친수성 무기물로 코팅되는 유수 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 극소수성 필터는 상측이 개방된 용기 모양으로 형성되고, 개방된 상측에서 제2 배관 및 제2 펌프를 포함하는 기름 배출부와 연결되며,
상기 극소수성 필터를 통과한 기름은 상기 기름 배출부에 의해 상기 물 탱크 외부로 배출되는 유수 분리장치. - 제14항에 있어서,
상기 극친수성 필터는 하측이 개방된 용기 모양으로 형성되고, 개방된 하측에서 제3 배관 및 제3 펌프를 포함하는 물 배출부와 연결되며,
상기 극친수성 필터를 통과한 물은 상기 물 배출부에 의해 상기 물 탱크 외부로 배출되는 유수 분리장치.
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| KR1020150126316A KR101795731B1 (ko) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 표면 젖음성을 이용한 유수 분리장치 |
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| KR1020150126316A KR101795731B1 (ko) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 표면 젖음성을 이용한 유수 분리장치 |
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