KR102565050B1 - Filter media for filtration of fibrous micro-plastic in dyeing wastewater, filter unit and filter apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재는 지지체, 및 상기 지지체 양면 상에 배치되며, 평균공경이 상이한 적어도 3종의 나노섬유웹이 적층된 여과층을 구비하고, 상기 적어도 3종의 나노섬유웹은 원수가 유입되는 표면에 가까운 쪽에서부터 지지체쪽으로 평균공경이 더 큰 나노섬유웹이 위치하도록 배치되도록 구현된다. 이에 의하면, 염색 폐수 방류수에 함유된 섬유형 미세 플라스틱에 대한 제거효율이 높아서 섬유형 미세 플라스틱이 방류수를 통해 생태계로 배출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 섬유형 미세 플라스틱으로 인한 막의 손상 적고 여과용량이 우수하여 긴 사용기간에도 막성능 저하가 최소화 됨에 따라서 연장된 교체주기를 가질 수 있다.A filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater is provided. A filter medium for filtration of fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention includes a support and a filtration layer in which at least three nanofiber webs having different average pore diameters are stacked on both sides of the support, and the at least The three types of nanofibrous webs are implemented so that the nanofibrous web having a larger average pore diameter is positioned from the side close to the surface through which the raw water flows toward the support. According to this, since the removal efficiency of the fibrous microplastics contained in the dyeing wastewater effluent is high, it is possible to effectively suppress the discharge of the fibrous microplastics into the ecosystem through the effluent. In addition, since the damage to the membrane caused by the fibrous microplastics is small and the filtration capacity is excellent, degradation of the membrane performance is minimized even during a long period of use, so that the replacement cycle can be extended.
Description
본 발명은 필터여재에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 염색 폐수 또는 전처리된 염색 폐수 방류수에 함유된 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재, 이를 포함하는 필터유닛 및 필터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a filter medium, and more particularly, to a filter medium for filtration of fibrous microplastics contained in dyeing wastewater or pretreated dyeing wastewater effluent, a filter unit and a filter device including the same.
미세 플라스틱(micro plastics)은 5㎜ 미만의 작은 입자의 플라스틱(고분자 화합물)으로 발생원에 따라 1차 및 2차 미세 플라스틱으로 구분된다. 1차 미세 플라스틱은 생산 당시부터 의도적으로 작게 만들어지는 플라스틱으로, 화장품, 공업용 연마제, 치약, 청소 용품, 세제, 각질제거제, 세안제 등에 사용되었으며, 다양한 종류의 플라스틱 제품을 생산하기 위한 전 단계 원료로 사용되는 레진 펠렛(resin pellet) 등을 포함한다. 2차 미세 플라스틱은 생산될 때는 크기가 5㎜ 이상이었지만 이후 플라스틱이 사용, 소모, 폐기되는 과정 중 인위적 또는 자연적으로 미세화된 플라스틱을 말하며, 물리적, 생물학적, 빛과 같은 광화학적 작용에 의해서도 발생할 수 있다. Microplastics are plastics (polymer compounds) of small particles less than 5 mm, and are classified into primary and secondary microplastics according to the source. Primary microplastics are plastics that are intentionally made small from the time of production, and are used in cosmetics, industrial abrasives, toothpaste, cleaning products, detergents, exfoliants, and facial cleansers. It includes resin pellets (resin pellets) and the like. Secondary microplastics refer to plastics that are larger than 5 mm in size when produced, but are artificially or naturally micronized during the process of using, consuming, and discarding plastics. .
미세 플라스틱은 토양, 하천, 해양 거의 모든 분야에서 그 축적에 따른 환경적 문제를 일으키면서 현재 심각한 사회문제가 되고 있다. 미세 플라스틱은 하천이나 강을 거쳐 해양으로 유입되어 해양생물계의 내분비계 교란 물질로 작용하며 생태계를 교란시키고 종국에는 먹이사슬의 최정점인 인류에게 큰 위험으로 다가오고 있다. Microplastics are currently becoming a serious social problem as they cause environmental problems due to their accumulation in almost all areas of soil, rivers and oceans. Microplastics enter the ocean through rivers and rivers, act as endocrine disruptors in marine organisms, disturb the ecosystem, and eventually pose a great danger to mankind, the top of the food chain.
특히 1차 미세 플라스틱 중 약 35%로 가장 많이 발생하는 섬유형 미세 플라스틱은 의류 제품의 세탁 과정에서 의류를 구성하는 합성섬유로부터 탈·분리되어 발생하는 것으로 보고되고 있다(IUCN, Primary Microplastics in the Oceans, 2017). 이러한 섬유형 미세 플라스틱은 일단 방출되면 종래의 여과장치로는 제거가 쉽지 않으며 바로 1차 미세 플라스틱으로 분류되어 해양 플랑크톤부터 어류, 포유류, 조류 등 모든 먹이사슬에 축적되어 생물계의 물리적 상처부터 장 폐쇄, 산화스트레스, 섭식장애, 성장과 번식 장애 나아가 죽음에 이르는 여러 가지 부작용을 발생시키고 있어 이에 대한 저감기술이 요구되고 있다. In particular, fibrous microplastics, which account for about 35% of primary microplastics, are reported to be generated by being separated from synthetic fibers constituting clothing during the washing process of clothing products (IUCN, Primary Microplastics in the Oceans). , 2017). Once these fibrous microplastics are released, they are not easily removed by conventional filtering devices, and are classified as primary microplastics and accumulate in all food chains, including marine plankton, fish, mammals, and algae, from physical wounds to intestinal obstruction, Oxidative stress, eating disorders, growth and reproductive disorders, and even death are causing various side effects, so reduction technologies are required.
특히 섬유에 색상을 입히거나 여러 가지 성능을 부여하는 염색 가공 공정을 필수적으로 거치게 되는데, 염색 가공 공정 후 발생하는 산업폐수는 고온, 고알카리성을 띠고, 색소 화합물, 조염제, 계면활성제, 각종 고분자 화합물 등과 같은 난분해성 물질을 다량 함유하고 있으며, 섬유의 종류나 사용하는 염료에 따라 물 사용량과 폐수의 성상이 일정하지 않고, 고농도의 오염 물질을 다량 함유하는 특징이 있다. 더욱이 국내 염색업체들이 방출하는 염색 폐수는 국내 산업폐수 중 두 번째로 많은 배출량 차지하고 있는데, 자체 처리시설이 없는 기업들은 염색 폐수를 수거, 일괄처리하는 방법을 택하고 있는 실정이다.In particular, it is essential to go through a dyeing processing process that colors or imparts various properties to fibers. The industrial wastewater generated after the dyeing processing process is high-temperature and highly alkaline, and contains dyes, dyes, surfactants, various polymer compounds, etc. It contains a large amount of the same recalcitrant substances, the amount of water used and the properties of the wastewater are not constant depending on the type of fiber or the dye used, and it contains a large amount of high-concentration pollutants. Moreover, dyeing wastewater discharged by domestic dyeing companies accounts for the second largest amount of domestic industrial wastewater, and companies without their own treatment facilities are choosing to collect and treat dyeing wastewater in batches.
일반적인 염색 폐수 처리기술로는 화학응집, 고도산화공정, 생물학적 처리, 초음파 공정, 막분리 공정, 활성탄 흡착 등이 있으나, 단일공정으로 처리가 어려운 난분해성 물질이나 색도가 존재하게 되면서 점차 이산화탄소, 알칼리 폐수 중화이용 기술, 전자빔을 이용한 염색폐수 처리, 전해 산화/환원법(Electric Oxidation-Reduction)에 의한 염색폐수 처리 등 MBR 및 MMBR 복합공정과 후처리 공정을 병행하는 추세이다. Common dyeing wastewater treatment technologies include chemical coagulation, advanced oxidation process, biological treatment, ultrasonic process, membrane separation process, and activated carbon adsorption. There is a trend to combine MBR and MMBR complex processes and post-treatment processes, such as neutralization technology, dyeing wastewater treatment using electron beams, and dyeing wastewater treatment by Electrolytic Oxidation-Reduction.
그러나 상술한 것과 같은 처리방법을 거치더라도 처리된 방류수에는 다량의 섬유형 미세플라스틱이 함유된 것으로 알려져 있어서 이의 효과적인 제거가 절실히 필요한 실정이다. However, it is known that a large amount of fibrous microplastics are contained in the treated effluent even after the treatment method as described above, and effective removal thereof is urgently needed.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 염색 폐수 방류수에 함유된 섬유형 미세 플라스틱에 대한 제거효율이 높은 염색폐수 내 섬유형 미세플라스틱 여과용 필터여재, 이를 포함하는 필터유닛 및 필터장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention was devised in consideration of the above points, and a filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater with high removal efficiency for fibrous microplastics contained in dyeing wastewater effluent, a filter unit and a filter device including the same It aims to provide
또한, 본 발명은 섬유형 미세 플라스틱으로 인한 막의 손상 적고 긴 사용기간에도 막성능 저하가 최소화 됨에 따라서 연장된 교체주기를 가질 수 있는 염색폐수 내 섬유형 미세플라스틱 여과용 필터여재, 이를 포함하는 필터유닛 및 필터장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is a filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater that can have an extended replacement cycle as the damage to the membrane caused by the fibrous microplastics is minimized and the degradation of the membrane performance is minimized even during a long period of use, and a filter unit including the same And there is another object to provide a filter device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지지체 및 상기 지지체 양면 상에 배치되며, 평균공경이 상이한 적어도 3종의 나노섬유웹이 적층된 여과층을 구비하고, 상기 적어도 3종의 나노섬유웹은 원수가 유입되는 표면에 가까운 쪽에서부터 지지체쪽으로 평균공경이 더 큰 나노섬유웹이 위치하도록 배치된 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재를 제공하는데 목적이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is disposed on both sides of the support and the support, and has a filtration layer in which at least three kinds of nanofibrous webs having different average pore diameters are laminated, wherein the at least three kinds of nanofibrous webs are stacked. It is an object of the present invention to provide a filter medium for filtration of fibrous microplastics arranged so that a nanofiber web having a larger average pore diameter is located from the side close to the surface into which raw water flows toward the support.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재 는 길이가 5mm 미만이고 종횡비(L/D)가 50을 초과하는 섬유형 미세 플라스틱을 여과시키기 위한 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the filter medium for filtering fibrous microplastics may be for filtering fibrous microplastics having a length of less than 5 mm and an aspect ratio (L/D) of greater than 50.
또한, 상기 여과층은 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹을 포함하고, 상기 제1나노섬유웹은 평균공경이 1 ~ 3㎛이고, 제2나노섬유웹은 평균공경이 0.5㎛ ~ 1㎛ 미만이며, 제3나노섬유웹은 평균공경이 0.1㎛ ~ 0.5㎛ 미만일 수 있다.In addition, the filtration layer includes a first nanofiber web, a second nanofiber web, and a third nanofiber web, wherein the first nanofiber web has an average pore diameter of 1 to 3 μm, and the second nanofiber web has an average pore diameter of 1 to 3 μm. The pore diameter may be 0.5 μm to less than 1 μm, and the third nanofiber web may have an average pore diameter of 0.1 μm to less than 0.5 μm.
또한, 상기 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹은 평균 두께가 5 ~ 20㎛ 일 수 있다.In addition, the first nanofiber web, the second nanofiber web, and the third nanofiber web may have an average thickness of 5 to 20 μm.
또한, 상기 지지체는 평량이 250 ~ 800g/㎡이며 두께가 2 ~ 8㎜인 제1지지체, 및 상기 제1지지체 양면 상에 배치된 평량이 35 ~ 100g/㎡이며 두께가 150 ~ 250㎛인 제2지지체를 포함하며, 상기 여과층은 각각의 제2지지체 상에 배치될 수 있다. In addition, the support includes a first support having a basis weight of 250 to 800 g/m 2 and a thickness of 2 to 8 mm, and a second support having a basis weight of 35 to 100 g/m 2 and a thickness of 150 to 250 μm disposed on both sides of the first support. It includes two supports, and the filtration layer may be disposed on each of the second supports.
또한, 상기 나노섬유웹은 불소계 화합물을 포함하는 나노섬유로 형성되며, 상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. In addition, the nanofiber web is formed of nanofibers containing a fluorine-based compound, and the fluorine-based compound is a polytetrafluoroethylene (PTFE) system, a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) system, Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) system, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) system, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) It may include any one or more compounds selected from the group consisting of a polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) system, a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE) system, and a polyvinylidene fluoride (PVDF) system.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재 및 상기 필터여재의 테두리 측에 결합되어 상기 필터여재를 지지하며 상기 필터여재를 통해 여과된 방류수가 유입되어 이동하는 유로 및 상기 방류수를 유출시키기 위한 수취구가 형성된 지지프레임을 구비하는 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛을 제공한다.In addition, the present invention is coupled to the fibrous microplastic filtration filter medium according to the present invention and the edge side of the filter medium to support the filter medium, and the flow path through which the effluent filtered through the filter medium flows and moves, and the effluent water It provides a filter unit for filtration of fibrous microplastics having a support frame formed with a receiving port for outflow.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 다수 개의 필터유닛이 체결바를 매개로 일체화된 필터조립체 및 상기 다수 개의 필터유닛 각각에 구비되는 수취구와 일대일로 매칭되도록 연결되어 각각의 필터유닛에서 배출되는 방류수를 여과하는 적어도 하나의 공통여과부재를 포함하는 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터장치를 제공한다.In addition, in the present invention, a plurality of filter units according to the present invention are connected to a filter assembly integrated through a fastening bar and a receiving port provided in each of the plurality of filter units in a one-to-one matching manner to filter effluent discharged from each filter unit. It provides a filter device for filtration of fibrous microplastics comprising at least one common filtering member.
본 발명의 필터여재에 의하면, 염색 폐수 방류수에 함유된 섬유형 미세 플라스틱에 대한 제거효율이 높아서 섬유형 미세 플라스틱이 방류수를 통해 생태계로 배출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 섬유형 미세 플라스틱으로 인한 막의 손상이 적고 긴 사용기간에도 막 성능 저하가 최소화 됨에 따라서 연장된 교체주기를 가질 수 있으며, 고압으로 역세가 가능함에 따라서 막의 재사용이 가능하다.According to the filter medium of the present invention, the removal efficiency of fibrous microplastics contained in dyeing wastewater effluent is high, so that the discharge of fibrous microplastics into the ecosystem through effluent can be effectively suppressed. In addition, since damage to the membrane due to fibrous microplastics is small and deterioration of membrane performance is minimized even during a long period of use, an extended replacement cycle can be obtained, and the membrane can be reused as backwashing is possible at high pressure.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터장치의 모식도로써, 다수 개의 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터모듈 중 어느 하나가 메인프레임에서 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터모듈을 나타낸 도면,
도 3은 도 2에서 간격조절부재와 체결바와의 결합관계를 나타낸 확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터모듈에서 수취구의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛 나타낸 도면,
도 6은 도 5에 적용되는 프레임의 단면도, 그리고
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛에서 방류수가 수취구 측으로 유입되는 이동경로를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a filter device for filtration of fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention, showing a state in which one of a plurality of filter modules for filtration of fibrous microplastics is separated from a main frame;
2 is a view showing a filter module for filtering fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is an enlarged view showing the coupling relationship between the spacing adjusting member and the fastening bar in Figure 2;
4 is a view showing another shape of a receiver in a filter module for filtration of fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a filter unit for filtering fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a cross-sectional view of the frame applied to Figure 5, and
FIG. 7 is a view showing a movement path through which effluent is introduced toward the receiving port in the filter unit for filtration of fibrous microplastics according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are added to the same or similar components throughout the specification.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터장치(300)는 적어도 하나의 필터모듈(200)을 구비할 수 있고, 상기 필터모듈(200)은 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 같이 다수 개의 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛(100)이 체결바를 매개로 일체화된 필터조립체(210) 및 상기 다수 개의 필터유닛(100)에서 배출되는 방류수를 여과하는 적어도 하나의 공통여과부재(230) 및 고정프레임(220)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛(100)은 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재(110)와 상기 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재(110) 테두리 측에 결합되는 지지프레임(120)을 포함할 수 있고, 간격조절부재(130,130')를 더 포함할 수 있다. 5 to 7, the
상기 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재(110)는 원수인 염색 폐수 또는 염색 폐수 방류수 내 포함된 이물질들을 여과시키기 위한 부재로써, 특히 염색 폐수 또는 염색 폐수 방류수 내 함유된 섬유형 미세 플라스틱을 여과시키는 기능을 수행한다. 이에 따라서 이러한 필터여재(110)를 구비한 필터장치(300)는 염색 폐수에 대한 정화가 이루어지는 전처리 공정이나, 상기 전처리 공정 이후 정화된 염색 폐수가 하수 등으로 방류되기 전 단계에 채용될 수 있다. 상기 섬유형 미세 플라스틱은 염색공정을 거친 원단을 형성하는 섬유로부터 분리된 것으로 통상적으로 원단을 형성하는 섬유의 직경 또는 그 보다 작은 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 미세 플라스틱은 길이와 길이에 대한 횡단면에서의 직경 비에 해당하는 종횡비(L/D, Length/Diameter)가 20을 초과하거나, 다른 일예로 50을 초과, 또는 100을 초과하는 섬유 형상을 가지며, 일예로 길이가 수십 ㎛ ~ 수 mm 일 수 있다.The
도 5를 참조하여 설명하면, 상기 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재(110)는 지지체(111,113), 및 상기 지지체(111,113) 양면 상에 배치된 여과층(112)을 구비하며, 양 표면인 외측에서 필터여재(110)의 안쪽 부분인 내측으로 여과흐름을 가지도록 설계된 것일 수 있다. Referring to FIG. 5, the
이때, 상기 여과층(112)은 염색공정 후 생성된 염색 폐수가 방류되기 전에 필터여재(110) 안쪽으로 통과하는 과정에서 원수인 염색 폐수 또는 염색 폐수 방류수에 포함된 이물질, 특히 섬유형 미세 플라스틱을 걸러내기 위한 것이며, 상기 지지체(111,113)는 상기 여과층(112)을 지지하고 상기 여과층(112)에 의해 생산된 방류수가 이동하는 이동통로의 역할을 수행할 수 있다.At this time, the
이때, 상기 필터여재(110)는 상기 여과층(112)이 2종의 지지체(111,113) 양면에 부착된 구조로 이루어질 수도 있지만, 도 5에 도시된 것과 다르게 상기 여과층(112)이 1종의 지지체 양면에 부착된 구조로 이루어질 수도 있다.At this time, the
2종의 지지체(111,113)가 구비된 경우로 설명하며, 2종의 지지체 중 제1지지체(111)의 두께는 제2지지체(113) 및 여과층(112) 각각의 두께보다 두꺼우며, 일예로 제1지지체(111)의 두께는 필터여재(110) 전체 두께의 90% 이상을 차지할 수 있고, 이를 통해서 여과공정 시 필터여재(110)에 큰 압력이 부여되는 경우에도 필터여재(110)의 손상이나 변형을 방지할 수 있는 지지력을 부여하기 용이할 수 있다. It will be described as a case in which two types of
한편, 2종의 지지체(111,113) 중 제1지지체(111)만 구비된 경우 제1지지체(111)는 여과층(112)과 열융착을 통해서 상호 간이 부착될 수 있는데, 제1지지체(111)가 필터여재(110) 전체 두께의 대부분을 차지할 경우 제1지지체(111) 표면을 부분적으로 용융시키기 위해서 제1지지체(111) 양면에 여과층(112)을 배치시킨 상태에서 제1지지체(111)의 열용량을 초과하도록 높은 온도의 열이 장시간 가해져야 하는데, 이로 인해 여과층(112)에 의도하지 않은 변형이나 손상이 발생할 우려가 있다. 그러나 제1지지체(111)보다 두께가 훨씬 얇은 제2지지체(113)를 매개로 제1지지체(111)와 여과층(112)을 부착시킴에 따라서 여과층(112)이 용융되거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. On the other hand, when only the
일예로, 상기 여과층(112)은 열융착, 초음파 융착, 고주파 융착 등을 통하여 상기 제2지지체(113)를 매개로 상기 제1지지체(111)에 부착될 수 있다. 이때 상기 제2지지체(113)는 지지섬유인 코어부와 상기 지지섬유의 외부면을 덮는 상기 지지섬유보다 저융점인 시스부로 구성된 복합섬유로 형성된 것일 수 있으며, 상기 시스부의 일부 또는 전부가 용융됨을 통해서 제1지지체(111) 및 여과층(112) 각각과 용이하고, 보다 우수한 부착강도로 결합할 수 있다. 일예로 상기 복합섬유는 폴리프로필렌인 코어부 및 융점이 60 ~ 180℃인 폴리에틸렌인 시스부로 구성된 시스-코어형 복합섬유일 수 있는데, 이를 통해 여과과정에서 필터여재에 걸리는 압력변화나, 가해지는 높은 압력에 의해 층간 분리나 손상을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다. 특히 다른 재질 예를 들어, 융점 차이가 있는 폴리에스테르 성분을 시스부와 코어부에 각각 배치시킨 저융점 복합섬유의 경우 유사한 온도조건에서 부착이 가능한 경우에도 재질적인 브리틀한 특성으로 인해서 부착이 용이하지 않거나, 부착된 경우에도 쉽게 떨어질 수 있다. 또한, 여과 시 필터여재에 가해지는 압력에 의해서 층간 분리가 가속화될 우려가 있다. For example, the
또한, 제1지지체(111) 역시 제2지지체(113)와 같이 폴리프로필렌인 코어부 및 융점이 60 ~ 180℃인 폴리에틸렌인 시스부로 구성된 시스-코어형 복합섬유로 형성된 부재일 수 있으며, 이를 통해서 제1지지체(111)와 제2지지체(113) 간 상용성의 증가로 보다 우수한 부착강도를 발현할 수 있고, 이를 통해서 층간 분리가 더욱 최소화될 수 있다. In addition, the
상기 제1지지체(111) 및 제2지지체(113)는 상기 여과층(112)에 의해 생산된 방류수가 이동하는 이동통로의 역할을 수행할 수 있도록 다공성의 기재일 수 있다. 일례로, 상기 제1지지체(111) 및/또는 제2지지체(113)는 통상적으로 사용되는 공지의 직물, 편물 또는 부직포 중 어느 하나일 수 있고 일예로 부직포일 수 있다. The
또한, 제1지지체(111)의 두께는 일예로 2 ~ 8㎜일 수 있고, 보다 바람직하게는 2 ~ 5㎜, 보다 더 바람직하게는 3 ~ 5㎜일 수 있다. 두께가 2㎜ 미만일 경우 충분한 기계적 강도를 발현하지 못할 수 있다. 또한, 두께가 8㎜를 초과할 경우 필터여재가 후술하는 필터유닛으로 구현된 후 한정된 공간 내 조립되어 필터모듈로 구현될 때, 모듈의 단위 부피당 필터여재의 집적도가 감소할 수 있다.Also, the thickness of the
바람직하게는 상기 제1지지체(111)는 상술한 것과 같은 두께 조건을 만족하는 동시에 평량이 250 ~ 800g/㎡일 수 있고, 보다 바람직하게는 350 ~ 600g/㎡일 수 있다. 만일 평량이 250g/㎡인 경우 충분한 기계적 강도를 발현하기 어려울 수 있고, 제2지지체와의 부착력이 감소하는 문제점이 있으며, 만일 평량이 800g/㎡를 초과할 경우 충분한 유로를 형성하지 못해 유량이 감소하며, 차압 증가로 인한 원활한 여과가 어려울 수 있다.Preferably, the
또한, 상기 제2지지체(113)는 일예로 부직포일 수 있는데, 이때 상기 제2지지체(113)를 형성하는 섬유는 평균직경이 5 ~ 30㎛일 수 있다. 또한, 상기 제2지지체(113)의 두께는 100 ~ 400㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 150 ~ 400㎛일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 150 ~ 250㎛일 수 있고, 일예로 200㎛일 수 있다. In addition, the
또한, 상기 제2지지체(113)는 평균공경이 20 ~ 100㎛일 수 있으며, 기공도는 50 ~ 90%일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the
또한, 상기 제2지지체(113)의 평량은 10 ~ 200g/㎡, 보다 바람직하게는 35 ~ 200g/㎡일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 35 ~ 80g/㎡일 수 있고, 일예로, 40 g/㎡ 일 수 있다. 만일 평량이 10 g/㎡ 미만일 경우 후술하는 여과층과 형성하는 계면에 분포하는 제2지지체를 형성하는 섬유의 양이 적을 수 있고, 이에 따라서 여과층과 접하는 제2지지체의 유효 접착면적의 감소로 목적하는 수준의 결합력을 발현할 수 없을 수 있다. 또한, 여과층을 지지할 수 있을 충분한 기계적 강도를 발현하지 못할 수 있고, 제1지지체와의 부착력이 감소하는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 만일 평량이 200 g/㎡을 초과할 경우 목적하는 수준의 유량을 확보하기 어려울 수 있고, 차압이 증가하여 원활한 여과가 어려울 수 있다.In addition, the basis weight of the
상기 여과층(112)은 원수에 포함된 이물질들, 특히 섬유형 미세 플라스틱을 걸러내기 위한 층으로써, 나노섬유를 통해 형성된 나노섬유웹을 포함한다. 또한, 섬유형 미세 플라스틱에 대한 여과효율 및 여과용량을 높이고, 섬유형 미세 플라스틱에 의한 손상을 방지하기 위하여 상기 여과층(112)은 평균공경이 상이한 적어도 3종의 나노섬유웹이 적층되어 구현되며, 상기 적어도 3종의 나노섬유웹은 원수가 유입되는 표면에 가까운 쪽에서부터 지지체(111,113) 쪽으로 평균공경이 더 큰 나노섬유웹이 위치하도록 배치될 수 있다. 한편, 평균공경이 상이한 3종의 나노섬유웹은 각각 독립적으로 제조된 나노섬유웹이 하나의 여과층을 형성하도록 적층 및 합지되거나, 또는 어느 1종의 나노섬유웹 상에 나노섬유를 방사시켜서 평균공경이 상이한 다른 종의 나노섬유웹을 형성시키는 방식으로 구현될 수 있다. The
상기 여과층은 평균공경이 상이한 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹을 포함할 수 있는데, 이때, 제1나노섬유웹은 평균공경이 1 ~ 3㎛이고, 보다 바람직하게는 1.5 ~ 3㎛, 보다 더 바람직하게는 2 ~ 3㎛이며, 제2나노섬유웹은 평균공경이 0.5 ~ 1㎛ 미만이며 보다 바람직하게는 0.5 ~ 0.8㎛이고, 제3나노섬유웹은 평균공경이 0.1㎛ ~ 0.5㎛ 미만, 보다 바람직하게는 0.3 ~ 0.5㎛ 미만일 수 있으며, 이를 통해서 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다. The filtration layer may include a first nanofibrous web, a second nanofibrous web, and a third nanofibrous web having different average pore diameters, wherein the first nanofibrous web has an average pore diameter of 1 to 3 μm, more preferably Preferably 1.5 ~ 3㎛, more preferably 2 ~ 3㎛, the average pore diameter of the second nanofiber web is less than 0.5 ~ 1㎛, more preferably 0.5 ~ 0.8㎛, and the third nanofiber web has an average pore diameter of less than 0.5 ~ 1㎛. The pore diameter may be 0.1 μm to less than 0.5 μm, more preferably 0.3 to 0.5 μm, and through this, it may be more advantageous to achieve the object of the present invention.
또한, 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹은 평균 두께가 각각 5 ~ 20㎛, 보다 바람직하게는 10 ~ 20㎛일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다.In addition, the first nanofiber web, the second nanofiber web, and the third nanofiber web may each have an average thickness of 5 to 20 μm, more preferably 10 to 20 μm, through which the object of the present invention can be achieved. may be more advantageous.
상기 여과층(112)을 형성하는 나노섬유웹은 통상적으로 필터여재에 사용되는 여재의 재질이면서, 전기방사가 가능한 재질의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 다만, 바람직하게는 불소계 화합물을 포함할 수 있고, 상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. The nanofiber web forming the
한편, 지지프레임(120)은 상술한 필터여재(110)의 테두리측에 배치되어 상기 필터여재(110)의 테두리측을 지지함으로써 상기 필터여재(110)가 판상의 형태를 유지할 수 있도록 한다.Meanwhile, the
이와 같은 지지프레임(120)은 하나의 부재로 이루어져 상기 필터여재(110)의 테두리 측을 전체적으로 지지하거나 부분적으로 지지할 수도 있지만, 다수 개의 프레임(120a, 120b)이 상기 필터여재(110)의 테두리 측에 결합되는 형태로 구현될 수 있다.The
일례로, 상기 다수 개의 프레임(120a,120b)은 어느 하나의 단부가 다른 하나의 단부에 접하도록 상기 필터여재(110)의 테두리 측에 각각 배치될 수 있으며, 상기 필터여재(110)의 모서리 측에 배치되는 간격조절부재(130,130')를 통하여 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a,120b)의 단부 측이 서로 연결될 수 있다.For example, the plurality of
그러나 상기 지지프레임의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 필터여재(110)의 형상에 따라 원형, 호형, 다각형 및 이들이 상호 조합된 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 상기 필터여재의 테두리를 전체적으로 감싸는 형태라면 어떠한 형태가 되더라도 무방함을 밝혀둔다.However, the shape of the support frame is not limited thereto, and according to the shape of the
이때, 상기 지지프레임(120)은 상기 필터여재(110)를 지지하는 역할을 수행함과 함께 상기 필터여재(110)에 의해 생산된 방류수를 감압부로부터 제공되는 흡입력을 통해 수취구(133) 측으로 이동시키는 유로 역할을 수행할 수 있다.At this time, the
이를 위해, 상기 지지프레임(120)을 구성하는 각각의 프레임(120a,120b)은 일측이 개방된 대략 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있으며, 내측에 상기 필터여재(110)로부터 유입된 방류수가 이동하는 유로(124)가 형성될 수 있다(도 6 참조).To this end, each of the
구체적으로 설명하면, 상기 다수 개의 프레임(120a,120b)은 판상의 제1판(121)과, 상기 제1판(121)의 양단부로부터 각각 수직한 방향으로 연장되는 한 쌍의 제2판(122,123)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 필터여재(110)는 테두리 측이 상기 한 쌍의 제2판(122,123) 사이에 형성된 공간 측으로 삽입됨으로써 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122,123)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 제2판(122,123) 사이에 형성된 공간측으로 삽입되는 필터여재(110)의 테두리측은 상기 제1판(121)으로부터 일정거리 이격되도록 삽입될 수 있다.Specifically, the plurality of
즉, 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122,123)의 대향면 상에는 상기 필터여재(110)의 삽입 깊이를 제한하기 위한 구속부재(125)가 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 필터여재(110)의 테두리측이 각각의 프레임(120a,120b)에 체결되는 과정에서 상기 구속부재(125)를 통해 상기 필터여재(110)의 삽입 깊이가 제한됨으로써 상기 필터여재(110)의 테두리측 단부와 상기 제1판(121) 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다.That is, a restraining
이에 따라, 상기 필터여재(110)와 프레임(120a,120b)의 결합시 상기 필터여재(110)의 테두리가 항상 상기 제1판(121)과 이격된 상태를 유지함으로써 원수의 여과를 통해 생산된 방류수가 이동할 수 있는 유로(124)가 형성될 수 있다.Accordingly, when the
본 발명에서, 상기 구속부재(125)는 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122,123)의 대향면 상에 각각 형성될 수도 있지만, 상기 한 쌍의 제2판(122,123) 중 어느 하나의 내면에만 형성될 수도 있다. 더불어, 상기 구속부재(125)는 각각의 프레임의 길이방향을 따라 전체적으로 구비될 수도 있고 부분적으로 구비될 수도 있다. 또한, 상기 구속부재(125)가 서로 마주하는 한 쌍의 제2판(122,123)의 대향면 상에 각각 형성되는 경우 각각의 구속부재(125)는 소정의 간격을 갖도록 이격배치됨으로써 방류수가 상기 간격을 통해 유로(124) 측으로 이동될 수 있다.In the present invention, the restraining
상기 간격조절부재(130,130')는 상기 지지프레임(120)의 모서리측에 결합되어 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a,120b)을 체결하는 동시에 서로 이웃하는 필터여재(110) 사이의 간격을 조절하기 위한 것이다.The
이와 같은 간격조절부재(130,130')는 다수 개로 구비될 수 있으며, 상기 지지프레임(120)의 모서리측에 결합되어 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a,120b)의 단부를 고정할 수 있다.The
이를 위해, 상기 간격조절부재(130,130')는 서로 이웃하는 프레임(120a,120b)의 단부측이 삽입될 수 있도록 일측이 개방된 몸체(131)를 포함할 수 있다.To this end, the
이에 따라, 상기 지지프레임(120)을 구성하는 다수 개의 프레임(120a,120b) 중 서로 인접하는 두 개의 프레임(120a,120b)은 단부측이 각각 상기 몸체(131)의 내부에 삽입됨으로써 상기 몸체(131)에 의해 고정될 수 있다.Accordingly, the two
일례로, 서로 인접하는 두 개의 프레임(120a,120b) 중 어느 하나의 프레임(120a)의 단부는 상기 몸체(131)의 제1방향으로 삽입되고, 나머지 하나의 프레임(120b)의 단부는 상기 몸체(131)의 제2방향으로 삽입되어 상기 제1방향으로 삽입된 프레임(120a)의 단부와 접하도록 배치될 수 있다.For example, the end of one of the two
이때, 상기 제1방향으로 삽입된 프레임(120a)에 형성된 유로(124)와 상기 제2방향으로 삽입된 프레임(120b)에 형성된 유로(124)는 서로 연통되도록 배치됨으로써 다수 개의 프레임(120a,120b)에 각각 형성된 유로가 모두 연통될 수 있다. At this time, the
여기서, 상기 제1방향 및 제2방향은 동일 평면상에서 서로 직교하는 방향일 수도 있고, 동일 평면상에서 하나의 직선에 대하여 소정의 각도를 갖도록 기울어진 방향일 수도 있다.Here, the first direction and the second direction may be directions orthogonal to each other on the same plane, or may be directions inclined to have a predetermined angle with respect to one straight line on the same plane.
한편, 상술한 필터유닛(100)은 다수 개가 서로 평행하게 배열될 수 있는데, 이때 각각의 필터여재(110)가 간격을 두고 이격배치될 수 있도록 간격조절구(132)가 구비될 수 있다.Meanwhile, a plurality of the above-described
이와 같은 상기 간격조절구(132)는 상기 지지프레임(120)을 구성하는 다수 개의 프레임(120a,120b) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수도 있지만, 상기 간격조절부재(130,130') 중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있다.Although the
일례로, 상기 간격조절구(132)는 체결공(132b)이 형성된 연장판 및 이격부재를 포함할 수 있으며, 상기 간격조절부재(130,130')의 일측에 형성될 수 있다(도 8 참조).For example, the
구체적으로, 상기 연장판은 상기 간격조절부재(130,130')의 몸체(131)로부터 외측으로 연장될 수 있으며, 체결바(240)가 통과되는 체결공(132b)이 관통형성될 수 있다. 여기서, 도면에는 상기 체결공(132b)이 상기 연장판에 원형으로 관통형성되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 체결바(240)의 단면형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 체결공(132b)은 원형, 호형, 다각단면 또는 이들이 조합된 형상으로 형성될 수 있다.Specifically, the extension plate may extend outwardly from the
이때, 상기 이격부재는 상기 연장판의 일면으로부터 소정의 두께를 갖도록 일정 높이 돌출될 수 있으며, 상기 이격부재는 상기 체결공(132b)의 테두리를 전체적으로 둘러싸거나 부분적으로 둘러싸도록 구비될 수 있다.In this case, the spacer member may protrude from one surface of the extension plate at a predetermined height to have a predetermined thickness, and the spacer member may be provided to entirely or partially surround an edge of the fastening hole 132b.
여기서, 상기 이격부재는 상기 연장판(132a)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 상기 연장판(132a)의 일면에만 형성될 수도 있으며, 상기 연장판(132a)의 일면으로부터 서로 다른 높이를 갖는 다단구조로 형성될 수도 있다.Here, the spacer member may be formed on both sides of the extension plate 132a, or may be formed only on one side of the extension plate 132a, and may be formed in multiple stages having different heights from one side of the extension plate 132a. structure may be formed.
여기서, 서로 평행하게 배열되는 다수 개의 필터여재(110) 사이의 간격은 3mm 이상의 간격을 갖도록 배열될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 이격부재의 높이 또는 두께를 적절하게 변경하여 다양한 간격을 갖도록 배치될 수 있다.Here, the interval between the plurality of
이를 통해, 본 발명에 따른 다수 개의 필터유닛(100)이 체결바(240)를 통해 서로 연결되는 경우 각각의 필터유닛(100)을 완전히 밀착시키더라도 서로 평행하게 배치되는 필터여재(110)는 상기 이격부재를 통해 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 이로 인해, 상기 필터모듈(200)은 각각의 필터여재(110) 양측에 원수가 존재할 수 있음으로써 감압부로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 필터여재(110)의 양 측 외부에서 원수가 필터여재(110)의 내측으로 이동하여 방류수를 생산할 수 있다.Through this, when a plurality of
한편, 상기 간격조절부재(130,130') 중 적어도 어느 하나는 각각의 프레임(120a,120b)에 형성된 유로(124)를 따라 이동된 방류수를 외부로 배출하기 위한 수취구(133)가 구비될 수 있다.On the other hand, at least one of the
즉, 상기 지지프레임(120)의 모서리에 결합되는 다수 개의 간격조절부재(130,130') 중 상기 수취구(133)가 형성되지 않은 간격조절부재(130')는 서로 이웃하는 한 쌍의 프레임을 연결하는 역할만을 수행하는 반면, 상기 수취구(133)가 형성된 간격조절부재(130)는 상기 수취구(133)를 통하여 생산된 방류수를 외부로 배출하는 배출구의 역할도 함께 수행할 수 있다.That is, among the plurality of spacing adjusting
이러한 수취구(133)는 후술할 공통여과부재(도 3의 230)와 연결될 수 있다.This
여기서, 상기 수취구(133)는 다수 개의 간격조절부재(130,130') 중 어느 하나에만 구비될 수도 있지만, 두 개의 간격조절부재(130)에 각각 구비됨으로써 상기 필터여재(110) 측으로 균등한 흡입압력을 제공하기에 유리하다. Here, the
더불어, 상기 수취구(133)는 상기 간격조절부재(130)의 몸체(131)와 일체로 형성될 수도 있지만, 몸체에 결합공이 형성되고 상기 결합공에 소정의 길이를 갖는 수취구가 착탈가능하게 결합될 수도 있다. 즉, 상기 수취구는 소정의 길이를 갖는 중공형으로 구비되어 상기 몸체에 형성된 결합공에 나사 결합되거나 끼움 결합될 수 있다. 이에 따라, 운전 중에 상기 수취구의 변경이나 교체가 필요한 경우 상기 수취구만을 간편하게 분리하여 교체하거나 변경할 수 있게 된다.In addition, although the receiving
이때, 상기 수취구(133)가 형성된 간격조절부재(130)는 서로 이웃하는 두 개의 프레임(120a,120b)과의 결합시 상기 두 개의 프레임(120a,120b)에 각각 형성되는 유로(124)들과 연통되는 수집공간(134)이 형성될 수 있으며, 상기 수집공간(134)은 상기 수취구(133)와 연통되는 위치에 형성될 수 있다.At this time, when the
일례로, 상기 수집공간(134)은 상기 수취구(133)가 형성된 간격조절부재(130)와 두 개의 프레임(120a,120b) 간의 결합 시 상기 간격조절부재(130)에 삽입되는 두 개의 프레임(120a,120b)의 단부측에 형성될 수 있으며, 상기 수집공간(134)은 상기 간격조절부재(130)에 삽입되는 두 개의 프레임(120a,120b) 중 어느 하나(120a)의 단부를 절개하여 서로 형합되지 않도록 함으로써 형성될 수 있다.For example, the collection space 134 includes two frames ( 120a and 120b), and the collection space 134 is formed by cutting an end of one of the two
이에 따라, 상기 두 개의 프레임(120a,120b) 중 어느 하나의 프레임(120a)에 형성된 유로(124)를 따라 이동한 방류수와 다른 하나의 프레임(120b)에 형성된 유로(124)를 따라 이동한 방류수는 상기 수집공간(134)에서 서로 만나게 되며, 상기 수집공간(134)과 연통된 수취구(133)를 통해 외부로 배출될 수 있다.Accordingly, the discharged water that has moved along the
이로 인해, 원수 여과 시 감압부로부터 제공되는 흡입력에 의해 상기 필터여재(110)의 외측에서 내부로 이동하면서 생산된 방류수는 상기 다수 개의 프레임(120a,120b)에 형성된 각각의 유로(124)측으로 유입되고 상기 유로(124)를 따라 수집공간(134) 측으로 이동한 후 상기 수취구(133)를 통해 외부로 배출될 수 있다.For this reason, during raw water filtration, the effluent produced while moving from the outside to the inside of the
한편, 상술한 필터유닛(100)은 다수 개가 서로 평행하게 배열되고 체결바(240)를 매개로 서로 고정됨으로써 모듈화된 하나의 필터모듈(200)로 구성될 수 있다.On the other hand, the above-described
일례로, 상기 필터모듈(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 필터조립체(210), 고정프레임(220) 및 공통여과부재(230)를 포함할 수 있다.For example, the
상기 필터조립체(210)는 상술한 필터유닛(100)이 다수 개로 구비되어 서로 평행하게 배열된 상태에서 소정의 길이를 갖는 하나의 체결바(240)를 통해 일체화된 형태일 수 있다.The
이때, 상기 필터조립체(210)는 각각의 필터유닛(100)에 구비되는 이격부재를 통하여 서로 이웃하는 필터여재(110)가 간격을 두고 이격배치됨으로써 서로 대면하는 필터여재(110) 사이에 소정의 공간이 확보될 수 있다. 더불어, 상기 체결바(240)의 양측에 너트와 같은 고정부재(242)를 체결시키게 되면 각각의 필터유닛(100) 사이에 형성된 간격이 균일하게 유지될 수 있다.At this time, the
상기 고정프레임(220)은 상기 체결바(240)의 양단부측에 결합되어 상기 필터조립체(210)와 일체화될 수 있다. 이와 같은 고정프레임(220)은 판상의 부재로 이루어질 수도 있지만 원수가 상기 필터조립체(210) 측으로 유입될 수 있도록 프레임구조물로 구비될 수 있다.The fixing
일례로, 상기 고정프레임(220)은 필터조립체(210)의 전면과 후면에 각각 배치되는 전면프레임(221)과 후면프레임(222)을 포함할 수 있으며, 상기 체결바(240)의 양 단부측이 전면프레임(221)과 후면프레임(222)에 각각 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 필터조립체(210) 및 고정프레임(220)은 체결바(240)를 통하여 일체화될 수 있다.For example, the fixing
여기서, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(222) 측에는 상기 체결바(240)의 단부측이 삽입되는 체결홀(미도시)이 구비되어 끼움방식으로 삽입될 수도 있고, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(222)을 관통하는 관통공(미도시)이 구비되어 상기 체결바(240)의 양단부가 통과한 상태에서 별도의 고정부재를 통해 고정될 수도 있다.Here, the
이때, 상기 고정프레임(220)의 일측에는 사용자 또는 작업자가 모듈화된 평판형 필터모듈(200)을 용이하게 취부할 수 있도록 별도의 손잡이(223)가 구비될 수 있다.At this time, a
또한, 상기 전면프레임(221) 및 후면프레임(222)을 구성하는 각각의 부재는 소정의 폭과 길이를 갖는 판상의 바일 수도 있고, 'I'빔, 'ㄱ'자 빔일 수도 있으며 각관의 형태로 구비될 수도 있다.In addition, each member constituting the
이와 같이 본 발명에 따른 평막형 필터모듈(200)은 다수 개의 필터유닛(100)이 서로 평행하도록 배열될 수 있으며, 각각의 필터유닛(100)에 구비되는 필터여재(110)가 이격부재를 통하여 소정의 간격으로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 제공되는 흡입력, 일례로 감압부로부터 제공되는 흡입력이 각각의 수취구(133)를 통해 다수 개의 필터유닛(100) 측으로 전달됨으로써 한 번의 공정으로 다수 개의 필터유닛(100)에서 개별적으로 방류수를 생산할 수 있다.As described above, in the flat
이로 인해, 다수 개의 필터유닛(100)을 통해 동시에 방류수를 대량으로 생산할 수 있으며, 방류수의 생산효율을 높일 수 있게 된다.Due to this, it is possible to simultaneously produce a large amount of effluent through the plurality of
상기 공통여과부재(230)는 한 번의 흡입공정을 통하여 각각의 필터유닛(100)에서 방류수가 동시에 생산될 수 있도록 각각의 필터유닛(100) 측으로 흡입력을 전달하고 각각의 필터에서 생산된 방류수를 하나로 통합하기 위한 것이다. The
즉, 상기 공통여과부재(230)는 각각의 필터유닛(100)에 구비되는 수취구(133)와 서로 연결됨으로써 흡입력이 각각의 필터유닛 측으로 동시에 전달되고, 전달된 흡입력을 통해 각각의 필터유닛(100)에서 방류수가 개별적으로 생산되며, 각각의 필터유닛(100)에서 생산된 방류수가 흡입력에 의해 상기 수집공간(134) 및 수취구(133)를 경유하여 공통여과부재(230) 측으로 유입되어 통합될 수 있다.That is, the
이와 같은 공통여과부재(230)는 하나로 구비될 수도 있지만, 각각의 필터유닛에 수취구(133)를 다수 개로 구비되는 경우 상기 수취구(133)의 개수와 대응되도록 구비되어 각각의 수취구(133)와 일대일로 연결될 수 있다.Such a
일례로, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 필터유닛(100)에 두 개의 수취구(133)가 상부측과 하부측에 구비되는 경우 상기 공통여과부재(230) 역시 두 개로 구비될 수 있으며, 두 개의 공통여과부재(230) 중 어느 하나는 상측에 위치하는 수취구(133)와 연결될 수 있고 나머지 공통여과부재(230)는 하측에 위치하는 수취구(133)와 연결될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, when each
이와 같은 공통여과부재(230)는 상기 수취구(133)로부터 유입된 방류수가 일시적으로 모이는 저장공간(234)을 갖는 본체(231)와, 상기 수취구(133)로부터 배출되는 방류수를 상기 저장공간(234)으로 유입시키는 유입구(232) 및 상기 저장공간(234)에 유입된 방류수를 외부(일례로, 방류수 저장탱크(350))로 배출하거나 외부로부터 제공되는 흡입력을 상기 수취구(133) 측으로 제공하는 배출구(233)를 포함할 수 있다.Such a
이때, 상기 유입구(232)는 각각의 필터유닛(100)에 구비되는 수취구(133)와 각각 연결될 수 있도록 다수 개로 구비될 수 있으며, 상기 유입구(232)와 수취구(133)는 서로 일대일로 매칭되도록 연결될 수 있다.At this time, the
일례로, 상기 다수 개의 유입구(232)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 수취구(133)와 튜브를 매개로 일대일로 연결될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수취구(133)가 공통여과부재(230')에 형성된 유입구(232')에 직접 연결될 수도 있다.For example, as shown in FIG. 3, the plurality of
여기서, 상기 수취구(133)가 상기 공통여과부재(230')의 유입구(232')에 직접 연결되는 경우, 상기 유입구(232')는 상기 수취구(133)로부터 유입된 방류수가 일시적으로 모이는 저장공간(234)을 갖는 본체(231')의 일면에 홀 형상으로 형성됨으로써 소정의 길이로 돌출형성되는 수취구(133)가 상기 유입구(232')에 직접 삽입될 수 있다. 이때, 상기 유입구(232')와 상기 수취구(133)의 접촉면 상에는 방류수가 외부로 누수되는 것을 방지하기 위한 밀폐부재(미도시)가 구비될 수 있다.Here, when the
한편, 상기 유입구(232) 및 수취구(133)가 튜브를 매개로 연결되는 경우 상기 공통여과부재(230)는 상기 수취구(133)로부터 소정의 간격을 두고 이격 배치되도록 상기 고정프레임(220)의 높이 중간부에 배치될 수 있다.On the other hand, when the
이는, 상기 수취구(133)와 유입구(232) 간의 간격이 너무 좁게 되면 튜브를 연결하는 과정에서 상기 튜브가 구부러져 방류수의 원활한 흐름을 방해할 수 있기 때문이다.This is because if the distance between the receiving
이와 같이 본 발명에 따른 하수처리 시스템에 채용되는 필터모듈(200)은 상기 공통여과부재(230)가 각각의 필터유닛(100)에 구비되는 수취구(133)와 연결됨으로써 한 번의 흡입공정을 통하여 각각의 필터유닛에서 방류수가 동시에 생산될 수 있다. 더불어, 간격조절부재(130,130')를 통하여 적절한 간격으로 이격된 다수 개의 필터유닛(100)이 일체화되어 모듈화됨으로써 설치작업이 간편할 뿐만 아니라 모듈 단위의 교체가 가능하므로 유지보수가 용이한 장점이 있다.As described above, in the
한편, 필터모듈(200)은 평막형 필터장치인 여과부(300)에 한 개가 구비될 수도 있지만, 도 1에 도시된 것과 같이 다수 개로 구비되어 메인프레임을 통하여 지지될 수도 있다. 상기 메인프레임은 상기 필터모듈(200)을 지지하기 위한 것으로, 내부에 메인유로(315)를 갖는 중공형의 프레임 구조물로 구성될 수 있다.Meanwhile, although one
이와 같은 메인프레임은 상기 필터모듈(200)을 견고하게 지지할 수 있도록 필터모듈(200)의 상부측에 배치되는 상부 메인프레임(311)과, 필터모듈(200)의 하부측에 배치되는 하부 메인프레임(312)을 포함하며, 상기 상부 메인프레임(311)과 하부 메인프레임(312)은 다수 개의 지지바(313)를 매개로 상호 연결될 수 있다.Such a main frame includes an upper
이를 통해, 상기 메인프레임은 적어도 하나의 필터모듈(200)을 삽입배치하기 위한 공간부를 형성할 수 있다.Through this, the main frame may form a space for inserting and arranging at least one
이때, 상기 상부 메인프레임(311)과 하부 메인프레임(312) 중 적어도 일측에는 상기 필터모듈(200)의 삽입시 상기 필터모듈(200)의 모서리 측을 지지하여 상기 필터모듈(200)의 슬라이딩 이동을 안내하는 가이드레일(314)이 구비될 수 있다.At this time, at least one side of the upper
일례로, 상기 가이드레일(314)은 대략 'ㄴ'자 형상의 앵글타입의 바형상으로 구비되어 상기 필터모듈(200)의 삽입방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 필터모듈(200)의 삽입시 상기 필터모듈(200)의 모서리 측이 지지됨으로써 슬라이딩 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.For example, the
바람직하게는, 상기 가이드레일(314)은 필터모듈(200)의 상부모서리 및 하부모서리가 동시에 지지될 수 있도록 상기 상부 메인프레임(311) 및 하부 메인프레임(312)에 각각 형성될 수 있다.Preferably, the
한편, 상기 상부 메인프레임(311) 및 하부 메인프레임(312) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 상기 필터모듈(200)로부터 유입된 방류수가 통합되는 메인유로(315)가 형성될 수 있다.Meanwhile, a
일례로, 상기 메인유로(315)는 하부 메인프레임(312)을 구성하는 다수 개의 부재 중 어느 하나의 내부에 형성될 수 있다. 더불어, 상기 하부 메인프레임(312)에는 상기 메인유로(315)와 연통되는 다수 개의 피팅구(316a,316b)가 구비될 수 있다.For example, the
여기서, 상기 다수 개의 피팅구(316a,316b)는 방류수의 유,출입을 위한 유입구와 유출구의 역할을 수행하며, 다수 개의 피팅구(316a,316b) 중 일부(316a)는 상기 공통여과부재(230)의 배출구(233)와 연결관(371)을 매개로 상호 연결될 수 있다. 이때, 상기 연결관(371)은 강성을 갖는 관부재가 사용될 수도 있고, 유연성을 갖는 고무재질로 이루어진 공지의 튜브가 사용될 수도 있다.Here, the plurality of
그리고 다수 개의 피팅구(316a,316b) 중 나머지(316b)는 방류수 저장탱크 또는 하수도와 연결됨으로써 각각의 필터유닛으로부터 생산된 방류수가 방류수 저장탱크 측으로 이송 또는 하수도를 통해 방류될 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 필터모듈(200)이 하나로 구비되는 경우 상기 메인프레임(310)은 생략될 수 있으며, 이와 같은 경우 상기 공통여과부재(230)의 배출구(233)가 방류수 저장탱크 또는 하수도와 직접 연결될 수도 있다.Here, when the
한편, 필터장치(300)에는 감압부가 더 구비될 수 있으며, 상기 감압부는 각각의 필터모듈(200)에 구비되는 필터유닛(100)이 방류수를 생산할 수 있도록 흡입력을 제공할 수 있다. 이때, 상기 감압부는 일측이 필터모듈(200)에 연결되며, 타측이 상기 메인프레임(310)의 피팅구(316a,316b) 중 적어도 어느 하나(316b)와 연결될 수 있다. Meanwhile, the
즉, 상기 감압부를 통해 제공된 흡입력은 메인유로(215), 공통여과부재(230) 및 수취구(133)를 통하여 지지프레임을 구성하는 다수 개의 프레임(120a,120b)에 형성된 유로(124)를 거쳐 상기 필터여재(110) 측으로 전달될 수 있다. 이에 따라 상기 필터유닛(100) 주위의 존재하는 원수가 상기 흡입력에 의해 필터여재(110) 측으로 이동하여 여과층(112)을 통해 여과되고, 상기 여과층(112)을 통과하여 제1지지체(111)로 이동된 방류수는 흡입력을 통해 상기 지지프레임의 유로(124) 측으로 유입되어 수집공간(134) 측으로 이동된 후 수취구(133)를 통해 공통여과부재(230)로 이동하여 취합되고 메인프레임의 메인유로(315)를 거쳐 방류수 저장탱크 측으로 수집되거나 하수도로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 필터장치는 감압부를 통해서 제공되는 흡입력에 의해 다수 개의 필터유닛(100)이 동시에 작동하여 방류수를 대량으로 생산할 수 있다.That is, the suction force provided through the decompression unit passes through the main flow path 215, the
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention will be described in more detail through the following examples, the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be interpreted to aid understanding of the present invention.
<실시예1><Example 1>
도 1과 같은 섬유형 미세플라스틱 제거용 필터장치를 구현했다. 구체적으로 필터장치에 채용된 필터유닛 내 필터여재는 제1지지체 양측에 제2지지체를 배치시키고, 제2지지체 각각의 상부면에 3종의 나노섬유웹이 배치되고, 이들 각각이 열융착되어 부착된 것을 사용했고, 구체적으로 하기의 방법으로 제조된 것을 사용했다. A filter device for removing fibrous microplastics as shown in FIG. 1 was implemented. Specifically, in the filter medium in the filter unit employed in the filter device, the second support is placed on both sides of the first support, and three types of nanofiber webs are disposed on the upper surface of each of the second supports, and each of them is heat-sealed and attached. What was used was used, and what was specifically prepared by the following method was used.
구체적으로 여과층인 나노섬유웹을 제조하기 위해서 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(Arkema사, Kynar761) 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 혼합한 혼합용매 88g에 80℃의 온도로 6시간 동안 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 15㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃ 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 상기 콜렉터 상부에 제2지지체로써 융점이 약 120℃인 폴리에틸렌을 시스부로 하고, 폴리프로필렌을 코어부로 하는 평균직경이 20㎛인 저융점 제2복합섬유로 형성된, 두께 약 200㎛, 평량 40g/㎡의 부직포(㈜남양부직포, CCP40)를 배치시킨 후 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 제2지지체의 일면에 평균공경이 2㎛이고 평균두께가 10㎛인 PVDF 나노섬유로 형성된 제1나노섬유웹을 형성시켰다. 이후 토출량을 변경하여 상기 제1나노섬유웹 상에 평균공경이 0.5㎛이고 평균두께가 10㎛인 PVDF 나노섬유로 형성된 제2나노섬유웹 및 평균공경이 0.3㎛이고 평균두께가 10㎛인 PVDF 나노섬유로 형성된 제3나노섬유웹을 순차적으로 형성시켜서 제2지지체로부터 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹이 적층된 형태의 여과층을 구현했다. Specifically, in order to manufacture a nanofiber web, which is a filtration layer, 12 g of polyvinylidene fluoride (Arkema, Kynar761) as a fiber forming component is mixed with dimethylacetamide and acetone in a weight ratio of 70:30 to 88 g of a mixed solvent at 80 ° C. A spinning solution was prepared by dissolving using a magnetic bar for 6 hours at a temperature. The spinning solution was put into the solution tank of the electrospinning device and discharged at a rate of 15 μl/min/hole. At this time, the temperature of the spinning section is maintained at 30 ° C and the humidity is 50%, the distance between the collector and the spinning nozzle tip is 20 cm, and polyethylene having a melting point of about 120 ° C is used as a sheath part as a second support on the top of the collector, and polypropylene After disposing a nonwoven fabric (Namyang Nonwoven Fabric Co., Ltd., CCP40) having a thickness of about 200 μm and a basis weight of 40 g / m 2 formed of low-melting second composite fibers having an average diameter of 20 μm as a core part, and then using a high voltage generator, a spinning nozzle pack ( Spin Nozzle Pack) is applied with a voltage of 40 kV and at the same time an air pressure of 0.03 MPa per nozzle of the spinning pack is applied to the first surface formed of PVDF nanofibers having an average hole diameter of 2 μm and an average thickness of 10 μm on one side of the second support. A nanofibrous web was formed. Thereafter, by changing the discharge amount, a second nanofibrous web formed of PVDF nanofibers having an average pore diameter of 0.5 μm and an average thickness of 10 μm and PVDF nanofibers having an average pore diameter of 0.3 μm and an average thickness of 10 μm were formed on the first nanofibrous web. A third nanofibrous web formed of fibers was sequentially formed to realize a filtration layer in which the first nanofibrous web, the second nanofibrous web, and the third nanofibrous web were laminated from the second support.
다음으로 구현된 여과층의 나노섬유웹들에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키고, 제2지지체와 나노섬유웹을 열융착시키기 위해 140℃ 이상의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다. 제조된 여과층과 제2지지체 간 적층체는 제2지지체와 제1나노섬유웹은 열융착 되어 결속되었고, 나노섬유웹들은 3차원 네트워크 구조로 구현되었다.Next, a calendering process is performed by applying heat and pressure at a temperature of 140 ° C. or higher and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the nanofiber webs of the implemented filtration layer, and heat-seal the second support and the nanofiber web. conducted. In the laminate between the prepared filtration layer and the second support, the second support and the first nanofiber web were thermally fused and bound, and the nanofiber webs were implemented as a three-dimensional network structure.
이후, 제조된 적층체에서 제2지지체가 제1지지체의 양면에 대면하도록 적층체를 배치시켰다. 이때 상기 제1지지체는 두께가 5mm이며, 융점이 약 120℃인 폴리에틸렌을 시스부로 하고, 폴리프로필렌을 코어부로 하는 직경이 약 30㎛인 저융점 제1복합섬유로 형성된 평량이 450g/㎡인 부직포(남양부직포, NP450)를 사용하였다. 이후 140℃의 열 및 1kgf/㎠의 압력을 가해 섬유형 미세플라스틱 여과용 필터여재를 제조하였다.Thereafter, in the prepared laminate, the laminate was placed so that the second support faced both sides of the first support. At this time, the first support has a thickness of 5 mm, a polyethylene having a melting point of about 120 ° C. as a sheath part, and a polypropylene as a core part, and a low melting point first composite fiber having a diameter of about 30 μm. (Namyang non-woven fabric, NP450) was used. Thereafter, a filter medium for filtration of fibrous microplastics was prepared by applying heat of 140° C. and pressure of 1 kgf/cm 2 .
<비교예1 ~ 2><Comparative Examples 1 to 2>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 여과층을 변경하여 구현한 섬유형 미세플라스틱 여과용 필터여재 및 이를 구비한 필터장치를 제조하였다.A filter medium for filtration of fibrous microplastics and a filter device having the same were manufactured in the same manner as in Example 1, but implemented by changing the filter layer as shown in Table 1 below.
<실험예1><Experimental Example 1>
실시예 및 비교예에 따른 필터장치를 저수조 내 위치시킨 뒤 저수조로 길이가 1 ~ 3mm, 섬유 직경이 20 ~ 50㎛ 종횡비가 100 ~ 150인 섬유형 미세플라스틱들을 함유하는 원수1을 유입시켰다. 이후 20 LMH 조건으로 필터장치를 2시간 가동시켰고, 2시간 후 수집된 여과수 내 섬유형 미세 플라스틱이 여과된 정도를 원수 내 섬유형 미세 플라스틱에 대비하여 여과효율을 계산해 하기 표 1에 나타내었다.After the filter device according to Examples and Comparative Examples was placed in a water tank, raw water 1 containing fibrous microplastics having a length of 1 to 3 mm, a fiber diameter of 20 to 50 μm, and an aspect ratio of 100 to 150 was introduced into the water tank. Thereafter, the filter device was operated for 2 hours under the condition of 20 LMH, and the degree of filtration of the fibrous microplastics in the filtered water collected after 2 hours was calculated in comparison to the fibrous microplastics in the raw water, and the filtration efficiency is shown in Table 1 below.
이때 원수1 및 여과수 내 섬유형 미세 플라스틱 함량은 particle size analyzer를 사용하여 여과수에 포함된 부피 평균 지름에 기준한 섬유형 미세플라스틱의 입도를 분석하여 여과효율을 계산했다.At this time, for the content of fibrous microplastics in raw water 1 and filtered water, the filtration efficiency was calculated by analyzing the particle size of fibrous microplastics based on the volume average diameter contained in the filtered water using a particle size analyzer.
또한, 10일 동안 가동시켜서 초기 여과압력과, 10일 누적가동 후 여과압력을 측정해서 이들의 차를 계산해 차압변화량을 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the initial filtration pressure after operation for 10 days and the filtration pressure after 10 days of cumulative operation were measured, and the difference between them was calculated and the differential pressure change amount is shown in Table 1 below.
평균공경(㎛)1st nanofiber web
Average pore diameter (㎛)
평균공경(㎛)Second nanofiber web
Average pore size (㎛)
평균공경(㎛)The 3rd nanofiber web
Average pore size (㎛)
표 1을 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen from Table 1,
비교예1, 비교예2와 같이 평균공경이 상이한 2종의 나노섬유웹을 구비 시 대체로 80% 이상의 여과효율을 달성할 수 있으나, 실시예1에 대비해 여과효율이 낮았으며, 특히 10일 운전 후 차압변화량에 있어서 비교예2의 경우 현격하게 차압변화가 발생한 것으로 미루어 비교예에 따른 필터여재의 교체주기 실시예1에 대비해 짧을 것으로 예상된다.When equipped with two types of nanofiber webs with different average pore diameters, such as Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it is possible to achieve a filtration efficiency of 80% or more, but the filtration efficiency is lower than that of Example 1, especially after 10 days of operation. In the case of Comparative Example 2 in the differential pressure change, it is expected that the replacement cycle of the filter medium according to Comparative Example will be shorter than that of Example 1, considering that the differential pressure change occurred significantly.
<실험예2><Experimental Example 2>
실시예1 및 비교예2에 따른 필터여재에 대해서 공칭지름이 50.2㎛인 구형의 폴리스티렌 라텍스 비드를 물에 분산시켜 원수2를 조제했으며, 실험예1과 동일 조건과 방법으로 여과효율을 평가해 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For the filter media according to Example 1 and Comparative Example 2, spherical polystyrene latex beads having a nominal diameter of 50.2 μm were dispersed in water to prepare raw water 2, and the filtration efficiency was evaluated under the same conditions and methods as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 2 below.
비교예2에 따른 필터여재는 표 1에서 알 수 있듯이 섬유형 미세 플라스틱이 함유된 원수에서 섬유형 미세 플라스틱의 부피 평균 지름이 25 ~ 100㎛에서 여과효율이 좋지 않았는데, 표 2에서 확인할 수 있듯이 원수 내 포함된 미세플라스틱의 형상이 구형인 경우 공칭지름이 50.2㎛인 미세 플라스틱에 대한 여과효율이 우수한 것을 알 수 있다. 이러한 결과를 통해서 동일한 필터여재의 경우에도 미세 플라스틱의 형상에 따라서 여과효율과 차압변화가 현격히 달라질 수 있음을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, the filter medium according to Comparative Example 2 had poor filtration efficiency when the volume average diameter of the fibrous microplastics was 25 to 100 μm in the raw water containing the fibrous microplastics. It can be seen that the filtration efficiency for the microplastics having a nominal diameter of 50.2 μm is excellent when the shape of the microplastics included in the microplastics is spherical. Through these results, it can be seen that even in the case of the same filter medium, the filtration efficiency and differential pressure change can vary significantly depending on the shape of the microplastic.
그러나 실시예1에 따른 필터여재의 경우 원수 내 포함된 미세 플라스틱의 형상이 섬유인 경우에도 여과효율이 높고, 차압변화도 적어 섬유형 미세플라스틱의 여과에 매우 적합한 것을 확인할 수 있다.However, in the case of the filter medium according to Example 1, even when the shape of the microplastic contained in the raw water is fibrous, it can be confirmed that the filtration efficiency is high and the differential pressure change is small, so it is very suitable for filtration of the fibrous microplastic.
<실시예 2 ~ 4><Examples 2 to 4>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 3과 같이 여과층 나노섬유웹의 평균공경을 변경하여 구현한 섬유형 미세플라스틱 여과용 필터여재 및 이를 구비한 필터장치를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, but as shown in Table 3 below, a filter medium for filtration of fibrous microplastics implemented by changing the average pore diameter of the nanofiber web of the filtration layer and a filter device having the same were manufactured.
<실험예3><Experimental Example 3>
실시예 1 ~ 실시예 4에 대하여 실험예1에서 사용된 원수1에 대한 평가 조건으로 여과효율 및 10일 후 차압변화를 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.For Examples 1 to 4, the results of measuring the filtration efficiency and the differential pressure change after 10 days under the evaluation conditions for raw water 1 used in Experimental Example 1 are shown in Table 3 below.
표 3을 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen from Table 3,
본 발명의 바람직한 평균공경 범위를 벗어나도록 설계된 실시예2 내지 실시예4의 경우 섬유형 미세플라스틱이 함유된 원수에 대해서 여과효율 및 10일 후 차압변화 특성을 동시에 만족하기 어려운 것을 알 수 있다. It can be seen that in the case of Examples 2 to 4 designed outside the preferred average pore size range of the present invention, it is difficult to simultaneously satisfy the filtration efficiency and differential pressure change characteristics after 10 days for raw water containing fibrous microplastics.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments can be easily proposed by means of changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.
100: 필터유닛 110: 필터여재
200,200': 필터모듈 300: 필터장치100: filter unit 110: filter medium
200,200': filter module 300: filter device
Claims (7)
상기 지지체 양면 상에 배치되며, 평균공경이 1.5 ~ 3 ㎛인 제1나노섬유웹, 평균공경이 0.5 ~ 0.8㎛인 제2나노섬유웹 및 평균공경이 0.3 ~ 0.5㎛ 미만인 제3나노섬유웹을 포함하는 여과층;을 구비하고,
상기 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹은 원수가 유입되는 표면에 가까운 쪽에서부터 지지체쪽으로 평균공경이 더 크도록 배치된 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재. support; and
Disposed on both sides of the support, a first nanofibrous web having an average pore diameter of 1.5 to 3 μm, a second nanofibrous web having an average pore diameter of 0.5 to 0.8 μm, and a third nanofiber web having an average pore diameter of less than 0.3 to 0.5 μm. A filtration layer comprising;
The first nanofibrous web, the second nanofibrous web, and the third nanofibrous web are arranged so that the average pore diameter is larger from the side closer to the surface where the raw water flows to the supporter.
길이가 5mm 미만이고 종횡비(L/D)가 50을 초과하는 섬유형 미세 플라스틱을 여과시키기 위한 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재. According to claim 1,
A filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater for filtering fibrous microplastics with a length of less than 5 mm and an aspect ratio (L/D) of greater than 50.
상기 여과층은 제1나노섬유웹, 제2나노섬유웹 및 제3나노섬유웹을 포함하고,
상기 나노섬유웹은 각각 평균 두께가 5 ~ 20㎛인 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재. According to claim 1,
The filtration layer includes a first nanofibrous web, a second nanofibrous web, and a third nanofibrous web,
The nanofiber web is a filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater having an average thickness of 5 to 20 μm, respectively.
상기 나노섬유웹은 불소계 화합물을 포함하는 나노섬유로 형성되며,
상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터여재. According to claim 1,
The nanofiber web is formed of nanofibers containing a fluorine-based compound,
The fluorine-based compound is polytetrafluoroethylene (PTFE)-based, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA)-based, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP)-based, tetrafluoroethylene-based Ethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), chlorotrifluoroethylene - A filter medium for filtration of fibrous microplastics in dyeing wastewater containing at least one compound selected from the group consisting of ethylene copolymer (ECTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF).
상기 필터여재의 테두리 측에 결합되어 상기 필터여재를 지지하며 상기 필터여재를 통해 여과된 방류수가 유입되어 이동하는 유로 및 상기 방류수를 유출시키기 위한 수취구가 형성된 지지프레임;을 구비하는 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터유닛.A filter medium for filtering fibrous microplastics according to any one of claims 1, 2, 4 and 5; and
A fiber in dyeing wastewater having a flow path coupled to an edge side of the filter medium to support the filter medium, and a support frame formed with a passage through which the effluent filtered through the filter medium flows in and a receiving hole for discharging the effluent. A filter unit for filtration of type microplastics.
상기 다수 개의 필터유닛 각각에 구비되는 수취구와 일대일로 매칭되도록 연결되어 각각의 필터유닛에서 배출되는 방류수를 통합하는 적어도 하나의 공통여과부재;를 포함하는 염색폐수 내 섬유형 미세 플라스틱 여과용 필터장치.A filter assembly in which a plurality of filter units according to claim 6 are integrated via a fastening bar; and
At least one common filtration member connected to the receiving port provided in each of the plurality of filter units to be matched one-to-one and integrating the effluent discharged from each filter unit; A filter device for filtration of fiber-type microplastics in dyeing wastewater comprising.
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