KR20200054480A - Micro-plastic separator - Google Patents

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KR20200054480A
KR20200054480A KR1020180137779A KR20180137779A KR20200054480A KR 20200054480 A KR20200054480 A KR 20200054480A KR 1020180137779 A KR1020180137779 A KR 1020180137779A KR 20180137779 A KR20180137779 A KR 20180137779A KR 20200054480 A KR20200054480 A KR 20200054480A
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion

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Abstract

The present invention relates to a device for separating microplastics in water containing microplastics. More specifically, the present invention relates to a device which generates standing waves with ultrasonic waves and allows water containing microplastics to pass through the standing waves to collect the microplastics at node portions of the standing wave while the collected microplastics are separated through a separate water channel.

Description

미세플라스틱 분리 장치 {Micro-plastic separator}Microplastic separator {Micro-plastic separator}

본 발명은 미세플라스틱 분리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파로 미세플라스틱이 포함된 물을 매질로 정상파를 형성하면 물속의 미세플라스틱은 정상파의 마디 부분에 모이게 되고 모여진 미세플라스틱을 별도의 수로로 분리하는 미세플라스틱 분리 장치에 관한 것이다.  The present invention relates to an apparatus for separating microplastics, and more specifically, when a standing wave is formed with water containing microplastics as a medium, the microplastics in the water gather at the nodes of the standing wave and the collected microplastics are separated into separate channels. It relates to a microplastic separation device to separate.

일반적으로 초음파는 사람이 들을 수 없는 20kHz 이상의 주파수이다. 초음파발생기는 20kHz 이상의 주파수발생기와 초음파소자로 구성되고 주파수발생기에서 발생한 초음파 신호를 초음파소자에 인가하면 초음파가 발생하고 발생한 초음파는 매질을 통하여 전달된다.  Generally, ultrasound is a frequency above 20 kHz that cannot be heard by humans. The ultrasonic generator is composed of a frequency generator of 20 kHz or higher and an ultrasonic element. When an ultrasonic signal generated from the frequency generator is applied to the ultrasonic element, ultrasonic waves are generated and the generated ultrasonic waves are transmitted through a medium.

초음파소자로는 압전소자를 많이 사용하고 매질로는 공기, 물, 금속 등이 가능하며 전달 속도는 분자간의 결합이 강한 금속, 물, 공기 순으로 빠르다. A lot of piezoelectric elements are used as ultrasonic elements, and air, water, metal, etc. can be used as the medium, and the transfer speed is fast in order of metal, water, and air, which have strong bonding between molecules.

초음파로 정상파를 형성하려면 매질을 사이에 두고 초음파소자와 반사판을 마주보게 구성하면 초음파소자가 송출한 초음파와 반사판에서 반사되는 반사파의 합성으로 정상파를 형성하게 된다. 또한 매질을 사이에 두고 주파수와 진폭이 동일한 두 개의 초음파소자를 마주 보게 구성해도 두 초음파의 합성으로 정상파를 형성하게 된다, To form a standing wave with ultrasonic waves, when the ultrasonic element and the reflecting plate are configured to face each other with a medium interposed therebetween, the standing wave is formed by the synthesis of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic element and the reflected wave reflected from the reflecting plate. Also, even if two ultrasonic elements having the same frequency and amplitude are faced each other with a medium in between, the synthesis of the two ultrasonic waves forms a standing wave.

정상파에서 마디는 고정된 위치에 있고 배는 상하로 이동한다. 마디와 마디 또는 배와 배의 간격은 정상파의 파장이며 초음파의 주파수와 매질에 따라 결정된다. In standing waves, the nodes are in a fixed position and the ship moves up and down. The node-to-node or ship-to-ship spacing is the wavelength of the standing wave and is determined by the frequency and medium of the ultrasound.

초음파로 미세플라스틱이 포함된 물을 매질로 정상파를 형성하면 미세플라스틱은 정상파의 마디로 미세플라스틱이 모이게 된다. When ultrasonic waves form standing waves with water containing microplastics as a medium, the microplastics gather as a node of standing waves.

화장품, 치약 등 미세플라스틱이 포함된 제품의 사용으로 물속에 미세플라스틱이 포함되고 미세플라스틱은 생활하수를 통해 강이나 바다로 흘러가고 미세플라스틱을 흡수한 물고기 등을 통하여 인체로 흡수되는 등 심각한 환경문제가 되고 있다. 본 발명은 물속에 포함된 미세플라스틱을 분리하여 건강환 환경을 만드는데 그 목적이 있다.  The use of products containing microplastics such as cosmetics and toothpaste includes microplastics in water, and microplastics flow into rivers or seas through daily sewage and are absorbed into the human body through fish absorbing microplastics, etc. Is becoming. The present invention has an object to create a healthy ring environment by separating the microplastic contained in water.

본 발명은 미세플라스틱이 포함된 물이 흐르는 수로의 양단에 초음파로 정상파를 형성하면 정상파의 마디에 미세플라스틱이 모이게 된다. 모인 미세플라스틱을 별도의 수로로 분리하면 미세플라스틱이 분리된 물이 되는 것에 특징이 있다.  In the present invention, when a standing wave is formed by ultrasonic waves at both ends of a channel through which water containing microplastic flows, the microplastic collects at the nodes of the standing wave. When the collected microplastics are separated into separate channels, the microplastics are separated water.

본 발명은 효과는 미세플라스틱이 포함된 물에서 미세플라스틱을 분리하여 미세플라스틱으로 인한 환경문제를 해결할 수 있다.  The present invention can solve the environmental problem caused by the microplastic by separating the microplastic from the water containing the microplastic.

도 1 초음파 발생장치의 블록도.
도 2 초음파로 만들어지는 정상파를 나타낸 예시도.
도 3 미세플라스틱이 물과 분리되는 원리를 설명하는 예시도
도 4 미세플라스틱을 분리하기 위한 수로의 구성을 보여 주는 예시도
도 5 미세플라스틱을 분리하기 위한 수로의 실 예를 보여주는 예시도1 is a block diagram of an ultrasonic generator.
2 is an exemplary view showing a standing wave made of ultrasonic waves.
3 is an exemplary view for explaining the principle of separation of microplastics from water
Figure 4 is an exemplary view showing the configuration of a water channel for separating microplastics
5 is an exemplary view showing an example of a water channel for separating microplastics

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.  If described in detail with reference to the accompanying drawings the present invention.

도 1은 초음파 발생장치의 블록도이다. 주파수발생기(1)는 초음파에 해당하는 20KHz 이상의 주파수를 갖는 신호를 발생하는 장치이고 발생주파수는 초음파소자(4)의 고유 공진주파수에 따른다. 구동회로(3)는 초음파소자(4)를 구동하기 위한 회로이다. 도1(a)는 하나의 초음파소자(4)를 구동하고, 도1(b)는 두 개의 초음파소자(4)를 구동한다. 두 개의 초음파소자(4)를 구동할 때는 주파수와 진폭이 동일해야 한다. 전원부(2)는 장치나 회로의 전원으로 사용한다.   1 is a block diagram of an ultrasonic generator. The frequency generator 1 is a device that generates a signal having a frequency of 20 KHz or more corresponding to ultrasonic waves, and the generated frequency is in accordance with the natural resonance frequency of the ultrasonic element 4. The driving circuit 3 is a circuit for driving the ultrasonic element 4. 1 (a) drives one ultrasonic element 4, and FIG. 1 (b) drives two ultrasonic elements 4. When driving the two ultrasonic elements 4, the frequency and the amplitude should be the same. The power supply unit 2 is used as a power source for devices or circuits.

도 2는 초음파로 만들어지는 정상파를 나타낸 예시도이다.   2 is an exemplary view showing a standing wave made of ultrasonic waves.

도 2(a)와 같이 주파수와 진폭이 동일한 두 개의 초음파소자(4)를 마주보게 구성하면 각 초음파소자(4)에서 발생하는 두 개의 초음파(18)가 합성되어 정상파(5)가 형성된다.When the two ultrasonic elements 4 having the same frequency and amplitude are faced as shown in FIG. 2 (a), two ultrasonic waves 18 generated from each ultrasonic element 4 are synthesized to form a standing wave 5.

도 2(b)와 같이 하나의 초음파소자(4)와 반사판(6)을 마주보게 구성하면 초음파소자(4)가 발생하는 초음파(18)와 반사판(6)에서 발생하는 반사파(19)가 합성되어 정상파(5)가 형성된다. 정상파(5)에는 고정된 위치에 마디(7)가 있고 배(8)는 상하로 이동한다. 2 (b), when one ultrasonic element 4 and the reflective plate 6 are configured to face each other, the ultrasonic wave 18 generated by the ultrasonic element 4 and the reflected wave 19 generated from the reflective plate 6 are synthesized. The standing wave 5 is formed. Standing wave (5) has a node (7) in a fixed position and the ship (8) moves up and down.

도 3은 미세플라스틱이 물과 분리되는 원리를 설명하는 예시도이다. 3 is an exemplary view illustrating the principle of separation of microplastics from water.

상단의 화살표는 물이 흐르는 방향(11)을 표시한다. 도 3(a)은 정상파가 형성되지 않은 경우 미세플라스틱(9)이 물(10)속에 자유롭게 분포되어 흐르고 있음을 보여준다. 도 3(b)는 정상파(5)가 만들어 지면서 미세플라스틱(9)이 정상파(5)의 마디(7)에 모여지기 시작하는 것을 보여준다. 정상파(5)는 마주보는 두 개의 초음파가 각각 진행하면서 미세플라스틱(9)을 이동시키고 정상파(5)의 마디(7)에서는 이동이 중지되어 정상파의 마디(7)부분에 미세플라스틱(9)이 모여지게 된다. The arrow at the top indicates the direction 11 through which water flows. 3 (a) shows that the microplastic 9 is freely distributed and flows in the water 10 when the standing wave is not formed. 3 (b) shows that as the standing wave 5 is made, the microplastic 9 starts to be gathered at the nodes 7 of the standing wave 5. The standing wave 5 moves the microplastic 9 while the two ultrasonic waves facing each other, and the movement stops at the node 7 of the standing wave 5, so that the microplastic 9 is placed at the node 7 of the standing wave. Will be gathered.

도 3(c)은 지속적으로 정상파(5)가 만들어 진 공간에서 미세플라스틱(9)은 정상파(5)의 마디(7)로 모여서 물(10)과 같이 흐르게 됨을 보여준다. 미세플라스틱(9)을 물(10)과 분리하기 위하여 별도의 수로를 만들어 보내면 된다.3 (c) shows that in the space where the standing wave 5 is continuously formed, the microplastic 9 is gathered to the nodes 7 of the standing wave 5 and flows like water 10. In order to separate the microplastic 9 from the water 10, a separate water channel may be created and sent.

도 4는 미세플라스틱을 분리하기 위한 수로의 구성을 보여 주는 예시도이다. 미세플라스틱이 포함된 수로(12)에서 초음파소자(4)로 초음파를 발생하여 정상파(5)를 만들면 상기의 예시와 같이 미세플라스틱(8)이 정상파(5)의 마디(7)에 모이고 모여진 미세플라스틱(9)을 미세플라스틱 수로(13)로 보내고 미세플라스틱(9)이 분리된 물(10)은 미세플라스틱이 분리된 수로(14)로 보내어 물(10)과 미세플라스틱(9)을 분리할 수 있다. 4 is an exemplary view showing the configuration of a water channel for separating microplastics. When the standing wave 5 is generated by generating ultrasonic waves from the waterway 12 including the fine plastic to the ultrasonic element 4, the fine plastic 8 is gathered at the nodes 7 of the standing wave 5 as shown in the above example The plastic (9) is sent to the microplastic channel (13) and the water (10) from which the microplastic (9) is separated is sent to the water channel (14) from which the microplastic is separated to separate the water (10) and the microplastic (9). Can be.

도 5는 미세플라스틱을 분리하기 위한 수로의 실 예를 보여주는 예시도이다. 도 5(a)는 수로의 평면도이다. 정상파(5)의 마디에 모여진 미세플라스틱(9)은 미세플라스틱 수로(13)를 따라 흐르다 하단 수로입구(16)를 통하여 하단 미세플라스틱수로(17)로 분류됨을 알 수 있다. 5(b)는 수로의 측면도이다. 정상파(5)의 마디에 모여진 미세플라스틱(9)은 경사진 수로(20)를 거쳐 하단 수로입구(16)를 통하여 하단 미세플라스틱수로(17)로 미세플라스틱(9)이 분리됨을 알 수 있다.  5 is an exemplary view showing an example of a water channel for separating microplastics. 5 (a) is a plan view of the water channel. It can be seen that the microplastics 9 gathered at the nodes of the standing wave 5 flow along the microplastic channel 13 and are classified as the lower microplastic channel 17 through the lower channel inlet 16. 5 (b) is a side view of the waterway. It can be seen that the microplastics 9 collected at the nodes of the standing wave 5 are separated from the microplastics 9 through the inclined channel 20 to the lower microplastic channel 17 through the lower channel inlet 16. .

1. 주파수발생기
2. 전원부
3. 구동회로
4. 초음파소자
5. 정상파
6. 반사판
7. 마디
8. 배
9. 미세플라스틱
10. 물
11. 물이 흐르는 방향
12. 미세플라스틱이 포함된 수로
13. 미세플라스틱 수로
14. 미세플라스틱이 분리된 수로
15. 정상파 공간
16. 하단 수로 입구
17. 하단 미세플라스틱수로
18. 초음파
19. 반사파
20. 경사진 수로1. Frequency generator
2. Power part
3. Driving circuit
4. Ultrasonic element
5. Standing wave
6. Reflector
7. Node
8. times
9. Micro plastic
10. Water
11. Direction of water flow
12. A channel containing micro plastic
13. Microplastic channels
14. Microplastic separated channel
15. Standing wave space
16. Lower waterway entrance
17. Bottom microplastic channel
18. Ultrasound
19. Reflected Wave
20. Sloping waterway

Claims (1)

초음파소자(4)와 반사판(6) 또는 동일한 주파수와 진폭을 갖는 두 초음파소자(4)를 마주보게 구성하여 정상파(5)를 형성하게 하고, 형성된 정상파(5) 사이에 미세플라스틱(9)이 포함된 물(10)을 매질로 하여 정상파(5)의 마디(7)에서 미세플라스틱(9)을 수집하고, 수집된 미세플라스틱(9)을 분리하는 별도의 수로를 만들어, 그 수로로 수집된 미세플라스틱(9)을 분리하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱(9)이 포함된 물(10)에서 미세플라스틱(9)을 분리하는 미세플라스틱 분리 장치.  The ultrasonic element 4 and the reflector 6 or two ultrasonic elements 4 having the same frequency and amplitude are configured to face each other to form a standing wave 5, and a microplastic 9 is formed between the formed standing wave 5 Collect the microplastics (9) at the nodes (7) of the standing wave (5) by using the included water (10) as a medium, and make a separate channel to separate the collected microplastics (9), collected by the channel Microplastic separation device for separating the microplastic (9) from the water (10) containing the microplastic (9), characterized in that for separating the microplastic (9).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220133435A (en) * 2021-03-25 2022-10-05 충북대학교 산학협력단 Separation method of microplastic from soil
KR20220150780A (en) * 2021-05-04 2022-11-11 한국화학연구원 Preparation method of microplastic material by natural climate environment simulation and device therefor
KR102472988B1 (en) 2021-11-05 2022-12-01 한국세라믹기술원 Density separation type microplastic screening device
KR102508684B1 (en) * 2021-10-27 2023-03-10 에스케이하이닉스 주식회사 Salt removal device using ultrasonic electrode coagulation and gas scrubber system using the same

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