KR20200095326A - 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 관한 것으로, 외부에서 유입되는 미세플라스틱이 함유된 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물(예컨대, 부유물질이나 협잡물 등)을 1차로 걸러낸 후 미세플라스틱을 여과하는 마이크로미터(㎛) 크기(예컨대, 0.2㎛ 이하)의 기공크기를 갖고 있는 분리막으로 해수에 함유된 미세플라스틱이 2차로 여과된 처리수를 생성하여 배출한다.
본 발명은 해수에 함유된 미세플라스틱이 여과된 처리수를 생성하여 배출하므로, 예컨대 해수를 이용하는 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서 본 발명을 적용할 경우 미세플라스틱이 여과된 해수나 미세플라스틱이 여과된 소금으로 해산물을 양식하거나 소금 혹은 염장식품(예컨대, 절임배추 등)을 생산함으로써 양식된 해산물이나 염전에서 생산되는 소금 혹은 염장식품을 섭취하는 인간에 대한 미세플라스틱의 위협을 경감할 수 있다.
본 발명은 해수에 함유된 미세플라스틱이 여과된 처리수를 생성하여 배출하므로, 예컨대 해수를 이용하는 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서 본 발명을 적용할 경우 미세플라스틱이 여과된 해수나 미세플라스틱이 여과된 소금으로 해산물을 양식하거나 소금 혹은 염장식품(예컨대, 절임배추 등)을 생산함으로써 양식된 해산물이나 염전에서 생산되는 소금 혹은 염장식품을 섭취하는 인간에 대한 미세플라스틱의 위협을 경감할 수 있다.
Description
본 발명은 미세플라스틱 여과장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 관한 것이다.
미세플라스틱(혹은 미세플라스틱 입자)는 환경 중에 존재하는 마이크로미터(㎛) 크기의 미세한 플라스틱 입자를 의미하며, 마이크로 플라스틱으로 불리기도 한다.
상기 미세플라스틱은 크기가 너무 작아 하수처리 시설에서 걸러지지 않고 하천과 바다로 흘러 들어가서 해양생태계를 오염시키고, 해양생물에게 피해를 입힌다. 결국 인간은 오염이 축적된 해산물을 먹음으로써 건강을 위협당하고 있다.
참고로, 해양으로 유입된 대부분의 플라스틱은 자연적으로 분해되지 않고 해류나 바람에 의하여 화학적 변형을 일으켜 점차 작은 조각으로 분해되는데, 이를 2차 미세플라스틱이라고 하고, 이와 달리 애초에 작게 제작되어 해양으로 유입된 플라스틱은 1차 미세플라스틱이라고 한다.
한국해양과학기술원에 따르면, 2013년 거제 칠천도 해역에서 2차례에 걸쳐 바위털갯지렁이 10마리를 조사한 결과, 10개체에서 미세플라스틱을 확인하였다. 한 개체에서 최대 451개의 미세플라스틱이 검출되었으며, 10개체 평균 132±122개가 검출되었다.
또한, 한국해양과학기술진흥원 및 한국해양과학기술원도 경남 거제와 마산 일대의 양식장과 근해에서 굴, 담치, 게, 갯지렁이를 잡아 분석했는데, 이중 대부분인 97%인 135개체에서 미세플라스틱이 발견되었다.
최근 들어서 미세플라스틱은 소금에서도 발견이 되고 있다. 예컨대, 한국해양쓰레기연구소를 부설기관으로 두고 있는 동아시아 바다공동체 오션의 제259회 세미나에서 소개된 논문(Ali Karami, Abolfazl Golieskardi, Cheng Keong Choo, Vincent Larat, Tamara S. Galloway & Barak Salamatinia (2017) The presence of microplastics in co,,ercial salts from different countries. Nature)인 "여러 나라에서 판매되는 소금속의 미세플라스틱"에 의하면 8개 국가의 17개 소금 브랜드를 조사한 결과, 하나의 브랜드를 제외한 모든 소금 1kg당 1∼10개, 평균 515±171㎛ 크기의 미세플라스틱이 발견되었다. 또한, 식용 소금으로 인한 인간의 미세플라스틱 섭취량을 연간 37개로 분석했으며, 이는 인체에 치명적인 영향을 끼치지는 않지만 해양생태계로부터 나오는 제품의 미세플라스틱 축적은 점진적으로 증가할 수 있고, 인간의 건강을 위협할 수 있다고 결론을 내렸다.
이처럼, 인간이 해산물과 소금 혹은 소금이나 해수를 이용하는 염장식품 등을 섭취하는 동안 미세플라스틱에 노출되는 것은 불가피하다.
또한, 상기한 바에서 알 수 있듯이 미세플라스틱에 의한 위험성은 앞으로 증가할 것이기 때문에 미세플라스틱을 제거하는 기술이 필수적이고, 특히 해수를 이용하는 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서 해수에 포함된 미세플라스틱을 제거하는 기술이 필수적이다.
실제로, 해수를 이용하는 통상의 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서는 미세플라스틱을 함유하는 해수나 미세플라스틱을 함유하는 소금을 그대로 활용하여 해산물을 양식하거나 소금 혹은 염장식품(예컨대, 절임배추 등)을 생산하기 때문에 이러한 양식장이나 염전 혹은 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장에서 생산된 해산물이나 소금 혹은 염장식품을 섭취하는 인간의 건강을 위협할 수 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부에서 유입되는 미세플라스틱이 함유된 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물(예컨대, 부유물질이나 협잡물 등)을 1차로 걸러낸 후 미세플라스틱을 여과하는 마이크로미터(㎛) 크기(예컨대, 0.2㎛ 이하)의 기공크기를 갖고 있는 분리막으로 해수에 함유된 미세플라스틱이 2차로 여과된 처리수를 생성하여 배출하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치는, 외부에서 유입되는 미세플라스틱이 함유된 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물(예컨대, 부유물질이나 협잡물 등)을 걸러주는 스크린과; 상기 스크린을 통과한 해수를 수용한 후 미세플라스틱이 여과된 처리수로 배출하는 해수조; 및 상기 해수조 내부에 설치되어 해수에 함유된 미세플라스틱을 여과하여 처리수를 생성하는 분리막;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 있어서, 상기 해수조에 설치되어 미세기포를 발생함으로써 상기 분리막의 작동 중에 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분의 점착성에 기인하여 상기 분리막 표면에 미네랄 성분이 달라붙음에 따라 상기 분리막의 작동을 저해하여 처리수 생산량을 감소시키는 부작용과 상기 분리막이 오염되는 부작용을 방지하는 미세기포 발생기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 있어서, 상기 해수조에서 배출되는 처리수를 수용한 후 처리수 사용처(예컨대, 양식장, 염전, 염장식품공장 등)로 공급하는 처리수조를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 있어서, 상기 해수조에서 배출되는 처리수로 상기 분리막의 작동 중에 역세공정을 병행하여 상기 분리막 표면에 부착되는 이물질을 탈리시킴으로써 상기 분리막의 오염을 저감하여 상기 분리막의 사용수명을 연장하고 처리수 생산량을 증대시키는 역세펌프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치에 있어서, 상기 역세펌프는 상기 해수조에서 배출되는 처리수를 수용하는 처리수조로부터 주기적으로 처리수를 펌핑하여 상기 해수조로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 해수에 함유된 미세플라스틱이 여과된 처리수를 생성하여 배출하므로, 예컨대 해수를 이용하는 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서 본 발명을 적용할 경우 미세플라스틱이 여과된 해수나 미세플라스틱이 여과된 소금으로 해산물을 양식하거나 소금 혹은 염장식품(예컨대, 절임배추 등)을 생산함으로써 양식된 해산물이나 염전에서 생산되는 소금 혹은 염장식품을 섭취하는 인간에 대한 미세플라스틱의 위협을 경감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치의 구성을 나타낸 실시예.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치는 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치(100)는 스크린(110)과 해수조(120), 분리막(130), 미세기포 발생기(140), 처리수조(150) 및 역세펌프(160)를 포함하여 구성된다.
상기 스크린(110)은 외부에서 유입되는 미세플라스틱이 함유된 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물(예컨대, 부유물질이나 협잡물 등)을 걸러준다.
상기 스크린(110)의 전단에는 미세플라스틱이 함유된 해수를 펌핑하여 상기 스크린(110)으로 공급하는 원수펌프(111)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 해수조(120)는 상기 스크린(110)을 통과한 해수를 수용한 후 미세플라스틱이 여과된 처리수로 배출한다.
상기 해수조(120)에는 내부 압력을 측정하는 해수조 압력계(121)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 분리막(130)은 상기 해수조(120) 내부에 설치되어 해수에 함유된 미세플라스틱을 여과하여 처리수를 생성한다.
상기 분리막(130)은 해수에 함유된 미세플라스틱을 여과하는 마이크로미터(㎛) 크기(예컨대, 0.2㎛ 이하)의 기공크기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 미세기포 발생기(140)는 상기 해수조(120)에 설치되어 미세기포를 발생함으로써 상기 분리막(130)의 작동 중에 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분의 점착성에 기인하여 상기 분리막(130) 표면에 미네랄 성분이 달라붙음에 따라 상기 분리막(130)의 작동을 저해하여 처리수 생산량을 감소시키는 부작용과 상기 분리막(130)이 오염되는 부작용을 방지한다.
참고로, 상기 미세기포는 부유물질 등에 부착되어 해당 부유물질을 상부로 부상시켜 쉽게 제거할 수 있게 하거나, 살균력이 있어 병원성균의 제거에도 효과가 있으며, 음이온의 특성을 갖고 있어 양이온을 갖는 대부분의 오염물질에 부착하여 분해하는 세정력을 갖고 있다.
상기 미세기포는 상기 분리막(130) 표면에 달라붙어 있는 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분을 탈리시킴으로써 상기 분리막(130) 표면에 미네랄 성분이 달라붙어 있을 경우 상기 분리막(130)의 작동을 저해하여 처리수 생산량을 감소시키는 부작용과 상기 분리막(130)이 오염되는 부작용을 방지한다.
상기 처리수조(150)는 상기 해수조(120)에서 배출되는 처리수를 수용한 후 처리수 사용처(예컨대, 양식장, 염전, 염장식품공장 등)로 공급한다.
상기 처리수조(150)의 전단에는 상기 해수조(120)에 있는 처리수를 펌핑하여 상기 처리수조(150)로 공급하는 처리수펌프(151)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 처리수펌프(151)의 전단에는 상기 해수조(120)에 있는 처리수 생산량을 측정하기 위한 처리수 유량계(151a)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 역세펌프(160)는 상기 해수조(120)에서 배출되는 처리수로 상기 분리막(130)의 작동 중에 역세공정을 병행하여 상기 분리막(130) 표면에 부착되는 이물질을 탈리시킴으로써 상기 분리막(130)의 오염을 저감하여 상기 분리막(130)의 사용수명을 연장하고 처리수 생산량을 증대시킨다.
상기 역세펌프(160)는 상기 해수조(120)에서 배출되는 처리수를 수용하는 처리수조(150)로부터 주기적으로 처리수를 펌핑하여 상기 해수조(120)로 공급하는 것이 바람직하다.
상기 역세펌프(160)의 전단에는 상기 처리수조(150)에서 역세공정을 위해 상기 해수조(120)로 공급되는 역세수량을 측정하기 위한 역세수 유량계(161)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 역세펌프(160)와 상기 역세수 유량계(161) 사이에는 역세수 공급 압력을 측정하는 역세수 압력계(162)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치(100)는 다음과 같이 작동한다.
상기한 원수펌프(111)를 통해 미세플라스틱이 함유된 해수가 상기 스크린(110)으로 유입되면 1차로 상기 스크린(110)에 의해 해당 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물(예컨대, 부유물질이나 협잡물 등)이 걸러진다.
상기 스크린(110)에 의해 1차로 불순물이 걸러진 미세플라스틱이 함유된 해수는 상기 해수조(120)로 투입되어 수용된다.
상기와 같이 1차로 불순물이 걸러진 미세플라스틱이 함유된 해수가 상기 해수조(120)에 수용된 상태에서 해수에 함유된 미세플라스틱을 여과하는 마이크로미터(㎛) 크기(예컨대, 0.2㎛ 이하)의 기공크기를 갖고 있는 상기 분리막(130)에 의해 미세플라스틱이 2차로 여과된 처리수가 생성된다.
상기와 같이 상기 분리막(130)에 의해 미세플라스틱 여과 작동이 진행되는 동안에 상기 미세기포 발생기(140)에 의해 발생된 미세기포는 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분의 점착성에 기인하여 상기 분리막(130) 표면에 달라붙어 있는 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분을 탈리시키고 해수를 살균 처리함으로써 상기 분리막(130) 표면에 미네랄 성분이 달라붙어 있을 경우 상기 분리막(130)의 작동을 저해하여 처리수 생산량을 감소시키는 부작용과 상기 분리막(130)이 오염되는 부작용을 방지한다.
상기 분리막(130)에서 탈리되어 미세기포가 부착된 미네랄 성분은 상기 역세펌프(160)에 의해 역세공정 중에 상기 해수조(120)의 상부로 부상하여 제거될 수 있다.
상기 분리막(130)에서 탈리되어 상기 해수조(120)의 저부로 가라앉는 미네랄 성분은 상기 해수조(120)의 하부에 설치된 배출밸브를 통해 제거될 수 있다.
상기 분리막(130)에 달라붙어 있던 미네랄 성분이 미세기포에 의해 탈리되면 상기 분리막(130)의 여과성능이 개선되어 처리수 생산량을 증대할 수 있다. 또한, 해수가 미세기포에 의해 살균 처리되므로 오염되지 않은 처리수를 생산할 수 있다.
상기 해수조(120)에 생성된 처리수는 상기 처리수펌프(151)의 펌핑 작동에 의해 상기 처리수조(150)로 이송되어 수용된 후 처리수 사용처(예컨대, 양식장, 염전, 염장식품공장 등)로 공급된다.
이때, 상기 처리수 유량계(151a)를 통해 상기 해수조(120)에 있는 처리수 생산량을 측정할 수 있다.
한편, 상기 분리막(130)에 의해 미세플라스틱이 2차로 여과된 처리수가 생성되는 동안 주기적으로 상기 역세펌프(160)를 작동시켜 역세공정을 병행할 수 있다.
이 경우, 상기 역세펌프(160)는 상기 해수조(120)에서 배출되는 처리수로 상기 분리막(130)의 작동 중에 역세공정을 병행하여 상기 분리막(130) 표면에 부착되는 이물질을 탈리시킴으로써 상기 분리막(130)의 오염을 저감하여 상기 분리막(130)의 사용수명을 연장하고 처리수 생산량을 증대시킨다.
이때, 상기 역세수 압력계(162)를 통해 역세수 공급 압력을 측정할 수 있고, 상기 분리막(130)에서 탈리되어 미세기포가 부착된 미네랄 성분은 상기 해수조(120)의 상부로 부상하여 제거될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치(100)는 해수에 함유된 미세플라스틱이 여과된 처리수를 생성하여 배출하므로, 예컨대 해수를 이용하는 양식장이나 염전, 소금이나 해수를 이용하는 염장식품공장 등지에서 본 발명을 적용할 경우 미세플라스틱이 여과된 해수나 미세플라스틱이 여과된 소금으로 해산물을 양식하거나 소금 혹은 염장식품(예컨대, 절임배추 등)을 생산함으로써 양식된 해산물이나 염전에서 생산되는 소금 혹은 염장식품을 섭취하는 인간에 대한 미세플라스틱의 위협을 경감할 수 있다.
100: 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치
110: 스크린 111: 원수펌프
120: 해수조 121: 해수조 압력계
130: 분리막 140: 미세기포 발생기
150: 처리수조 151: 처리수펌프
151a: 처리수 유량계 160: 역세펌프
161: 역세수 유량계 162: 역세수 압력계
110: 스크린 111: 원수펌프
120: 해수조 121: 해수조 압력계
130: 분리막 140: 미세기포 발생기
150: 처리수조 151: 처리수펌프
151a: 처리수 유량계 160: 역세펌프
161: 역세수 유량계 162: 역세수 압력계
Claims (5)
- 외부에서 유입되는 미세플라스틱이 함유된 해수에서 정해진 크기 이상의 불순물을 걸러주는 스크린과;
상기 스크린을 통과한 해수를 수용한 후 미세플라스틱이 여과된 처리수로 배출하는 해수조; 및
상기 해수조 내부에 설치되어 해수에 함유된 미세플라스틱을 여과하여 처리수를 생성하는 분리막;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 해수조에 설치되어 미세기포를 발생함으로써 상기 분리막의 작동 중에 해수에 포함되어 있는 미네랄 성분의 점착성에 기인하여 상기 분리막 표면에 미네랄 성분이 달라붙음에 따라 상기 분리막의 작동을 저해하여 처리수 생산량을 감소시키는 부작용과 상기 분리막이 오염되는 부작용을 방지하는 미세기포 발생기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 해수조에서 배출되는 처리수를 수용한 후 처리수 사용처로 공급하는 처리수조를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 해수조에서 배출되는 처리수로 상기 분리막의 작동 중에 역세공정을 병행하여 상기 분리막 표면에 부착되는 이물질을 탈리시킴으로써 상기 분리막의 오염을 저감하여 상기 분리막의 사용수명을 연장하고 처리수 생산량을 증대시키는 역세펌프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 역세펌프는 상기 해수조에서 배출되는 처리수를 수용하는 처리수조로부터 주기적으로 처리수를 펌핑하여 상기 해수조로 공급하는 것을 특징으로 하는 해수에 포함된 미세플라스틱 여과장치.
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