KR20210135051A - 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대전된 기포를 이용하여 수중에 부유하는 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있는 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 미세플라스틱 제거방법에 관한 것이다.
본 발명의 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치는 미세플라스틱이 혼입된 처리대상수가 저장된 부상조와, 기포수를 발생시키기 위한 기포수발생기와, 기포수발생기와 연결되어 부상조 내부로 기포수를 주입하여 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키기 위한 기포수주입부와, 기포수발생기로 공급되는 기체를 대전시키기 위한 대전수단과, 부상조 수면의 부유물을 제거하기 위한 부유물제거유닛을 구비한다.

Description

대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법{apparatus and method for removing underwater microplastics}

본 발명은 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대전된 기포를 이용하여 수중에 부유하는 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있는 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 미세플라스틱 제거방법에 관한 것이다.

전 세계적으로 매년 수백만 톤의 플라스틱이 해양으로 유입되며, 플라스틱은 바다에서 풍화작용, 파도에 의한 마모, 자외선 방사 등에 의해 미세 플라스틱(microplastic)으로 분해된다.

특히 조류와 거북이가 광범위하게 플라스틱을 섭취한다는 것이 기록되었고, 해양 조류 중 플라스틱을 섭취하는 종은 새끼들에게 플라스틱 덩어리를 먹이는 검은발알바트로스(Phoebastria nigripes)처럼 검증된 종만 최소 44%에 이른다.

더군다나 미세 플라스틱은 POPs 등 독성물질을 흡착하고 방출하며 운반하는 능력을 가지고 있고, 척추동물과 무척추동물 모두 섭취하는 것이 보고되었으며, 생물축적이 일어나고 있을 가능성이 무척 높다. 때문에 해양 플라스틱 폐기물에 대한 관리가 시급하다.

그러나 우리나라의 경우 미세 플라스틱 오염도가 심각한 수준임에도 불구하고, 수거에 대한 구체적인 방안을 제시하고 있지 않다.

대한민국 등록특허 제10-2029018호에는 수중 미세플라스틱 수거장치가 개시되어 있다.

상기 수거장치는 수중에 분포된 미세플라스틱을 수거하기 위해 수중에서 자가발전으로 이동되는 자가발전 무빙(moving) 유닛, 상기 미세플라스틱을 입자별로 필터링해서 수거하는 미세플라스틱 필터링 유닛 및 상기 자가발전 무빙 유닛과 상기 미세플라스틱 필터링 유닛을 연결하는 유닛 연결부를 포함한다.

상기 수거장치는 필터를 통해 물속에 있는 미세플라스틱을 걸러내는 방식으로서, 시간이 지남에 따라 필터가 막혀 처리효율이 크게 낮아지는 문제점이 있다. 또한, 상기 수거장치는 많은 동력과 비용을 필요로 하므로 유지관리가 어렵다.

대한민국 등록특허 제10-2029018호: 수중 미세플라스틱 수거장치

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 대전된 기포를 이용하여 수중에 부유하는 미세플라스틱을 수면으로 부상시키는 방식으로 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있는 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 미세플라스틱 제거방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치는 미세플라스틱이 혼입된 처리대상수가 저장된 부상조와; 기포수를 발생시키기 위한 기포수발생기와; 상기 기포수발생기와 연결되어 상기 부상조 내부로 기포수를 주입하여 상기 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키기 위한 기포수주입부와; 상기 기포수발생기로 공급되는 기체를 대전시키기 위한 대전수단과; 상기 부상조 수면의 부유물을 제거하기 위한 부유물제거유닛;을 구비한다.

상기 대전수단은 상기 기포수발생기와 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 한쌍의 전극과, 상기 전극으로 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 하우징 내부로 기체를 유입시키기 위한 팬을 구비한다.

상기 대전수단은 상기 하우징과 상기 기포수발생기 사이에 설치되어 상기 하우징에서 배출되는 기체 중의 음이온 또는 양이온을 제거하기 위한 전하대전체를 더 구비한다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법은 기체를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전단계와; 상기 대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기에 공급하여 기포수를 발생시키는 기포수발생단계와; 상기 기포수발생기에서 발생된 기포수를 부상조 내부로 주입하여 상기 부상조에 저장된 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키는 부상단계와; 상기 부상조 수면의 부유물을 제거하는 부유물제거단계;를 포함한다.

상기 부상단계는 양전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수와 음전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 상기 부상조 내부로 번갈아 주입한다.

상기 대전단계는 기체를 양전하로 대전시키며, 상기 부유물제거단계 후 상기 대전단계와 상기 기포수발생단계와 상기 부상단계를 순차적으로 반복하되 기체를 음전하로 대전시켜 반복한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 대전된 기포를 수중에 주입하여 수중에 부유하는 미세플라스틱을 정전기적 인력에 의해 수면으로 부상시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 수중의 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 수중의 미세플라스틱 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1에 적용된 대전수단을 나타낸 구성도이고,
도 3은 대전수단의 다른 예를 나타낸 구성도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 수중의 미세플라스틱 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 수중의 미세플라스틱 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치와 이를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 수중의 미세플라스틱 제거장치는 미세플라스틱이 혼입된 처리대상수가 저장된 부상조(10)와, 기포수를 발생시키기 위한 기포수발생기(20)와, 기포수발생기(20)와 연결되어 부상조(10) 내부로 기포수를 주입하여 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키기 위한 기포수주입부(30)와, 기포수발생기(20)로 공급되는 기체를 대전시키기 위한 대전수단(40)과, 부상조(10) 수면의 부유물을 제거하기 위한 부유물제거유닛(15)을 구비한다.

부상조(10)는 원형 또는 사각의 통 구조로 이루어진다. 부상조(10)의 일 측벽에는 부유물을 수거하기 위한 부유물수거실(11)이 마련된다.

그리고 부상조(10)의 상부에는 수면에 부유하는 부유물을 제거하기 위한 부유물제거유닛(15)이 마련된다. 부유물제거유닛(15)의 일 예는 스컴 스키머이다. 스컴 스커머는 수처리장치에 적용되는 통상적인 구조로 구체적인 설명은 생략한다. 스컴 스커머를 통해 제거된 부유물은 부유물수거실(11)로 유입된 후 별도의 이송장치를 통해 외부로 배출될 수 있다.

부상조(10)의 내부에는 처리대상수가 저장된다. 처리대상수는 미세플라스틱이 부유하는 해수일 수 있다. 이 경우 바다와 연결된 관로를 통해 해수가 부상조(10)의 내부로 공급될 수 있다. 처리대상수에는 마이크로미터 또는 그 이하 크기의 미세한 플라스틱 입자들이 혼입되어 있다.

기포수발생기(20)는 부상조(10)에 주입할 기포수를 발생시킨다.

도시된 기포수발생기는 물이 공급되는 물공급관(21)과, 물공급관(21)과 연결되는 기체공급관(25)과, 물공급관(21)이 흡입구측에 연결되어 기체가 주입된 물을 흡입하여 토출구로 배출하는 펌프(27)로 이루어진다.

물공급관(21)은 물이 저장된 물탱크(23)와 연결될 수 있다. 물탱크(23)에 저장된 물은 해수 또는 지하수 또는 중수일 수 있다. 물공급관(21)을 통해 물이 펌프(27)의 흡입구로 유입된다. 이때 기체공급관(25)을 통해 펌프(27)로 유입되는 물에는 기체가 투입된다. 기체는 공기일 수 있다. 또한, 기체로서 질소나 이산화탄소일 수 있다.

펌프(24)로 유입된 물 및 기체는 펌프(27) 내부의 임펠러의 회전에 의해 잘게 부서져서 물 중에 미세한 기포가 발생된다. 발생된 기포는 마이크로미터 또는 나노미터 수준의 크기를 갖는 미세 기포이다. 이러한 미세 기포가 형성된 기포수는 펌프(27)의 토출구를 통해 배출된다.

펌프(27)를 통해 배출되는 기포수는 기포수주입부(30)를 통해 부상조(10) 내부로 유입된다. 기포수주입부(30)는 펌프(27)의 토출구와 연결되는 기포수공급관(31)과, 기포수공급관(31)과 연결되어 부상조(10) 내부에 설치되는 산기관(35)으로 이루어진다.

산기관(35)을 통해 기포수가 부상조(10) 내부로 주입되면 미세한 기포들이 수면으로 부상하고, 이 과정에서 수중에 부유하는 미세 플라스틱을 수면으로 부상시킨다.

대전수단(40)은 기포수발생기(20)로 공급되는 기체를 대전시키는 역할을 한다. 이러한 대전수단을 통해 기포수발생기(20)에서 발생된 기포수 중에 있는 기포는 양전하 또는 음전하로 대전된다.

대전수단(40)은 기포수발생기(20)와 연결되는 하우징(41)과, 하우징(41)의 내부에 설치되는 한쌍의 전극(42)(43)과, 전극(42)(43)으로 전원을 공급하기 위한 전원부(45)와, 하우징(41) 내부로 기체를 유입시키기 위한 팬(47)을 구비한다.

하우징(41)은 일측에 유입구가 형성되고, 타측에는 유출구가 형성된다. 하우징(41)의 유입구측에는 팬(47)이 설치된다. 팬(47)은 모터에 의해 회전하면서 유입구를 통해 기체를 흡입하여 유출구 방향으로 송풍하는 역할을 한다.

기체로 공기를 이용할 경우 하우징(41)의 유입구를 통해 공기가 하우징(41)의 내부로 유입된다. 이 경우 하우징(41)의 유입구에는 공기 중의 먼지를 제거하기 위한 필터가 설치될 수 있음은 물론이다. 그리고 기체로 질소나 이산화탄소를 이용할 경우 하우징(41)의 유입구는 질소탱크 또는 이산화탄소탱크와 연결될 수 있다.

하우징(41)의 유출구측에는 기체공급관(25)이 연결된다. 기체공급관(25)을 통해 하우징 내부에서 대전된 기체는 물공급관(21)으로 주입된다.

한쌍의 전극(42)(43)은 하우징(41)의 내부에 서로 대향되게 설치된다. 하나의 전극(42)은 전원부(45)의 양극단자와 연결되고, 다른 하나의 전극(43)은 전원부(45)의 음극단자와 연결된다. 양극(42)과 음극(43)의 사이는 0.1 내지 5mm가 적절하다.

전원부(45)로 직류전원을 공급할 수 있는 파워팩을 이용할 수 있다. 그리고 도시되지 않았지만 전원부(45)에서 공급되는 전원을 처리하여 고전압의 펄스를 발생시키는 고전압발생기와, 고전압발생기를 제어하는 컨트롤러가 더 설치될 수 있다.

전극(42)(43)에 전원이 인가되면 방전에 의해 기체가 분해되면서 양이온과 음이온이 발생된다. 양극을 통해 양이온이 생성되고, 음극을 통해 음이온이 생성다. 방전에 의해 기체가 이온화되면서 기체는 양전하 또는 음전하로 대전된다. 전압 및 전극의 형태 조절 등을 통해 양이온과 음이온의 비율의 조정이 가능하다. 따라서 양이온의 수를 음이온의 수보다 많게 조정하여 하우징에서 배출되는 기체가 양전하로 대전되도록 하거나, 음이온의 수를 양이온의 수보다 많게 조정하여 하우징에서 배출되는 기체가 음전하로 대전되도록 할 수 있다.

대전된 기체는 기체공급관(25)을 통해 물공급관(21)으로 주입되고, 펌프(27)를 통과하면서 기포수가 발생된다. 기포수가 부상조(10)로 주입되면 대전된 기포에 의해 처리대상수 중의 미세플라스틱 부상효과를 크게 높일 수 있다.

기포에 의한 부상방식은 기포와 처리하고자 하는 대상물간의 정전기적 성질이 중요하다. 기포와 대상물이 동일한 전하를 가질 경우 부상효과가 낮고, 기포와 대상물의 반대의 전하를 가질 경우 부상효과가 높다.

물속에 존재하는 미세 플라스틱 입자들은 대부분 음의 전하를 띠면서 안정적으로 부유한다. 따라서 기포가 양전하로 대전될 경우 수중에 부유하는 미세 플라스틱의 부상효과를 크게 높일 수 있다. 이 외에도 기포가 음전하로 대전될 경우 양의 전하를 띠는 수중의 부유물들을 제거할 수 았다.

대전수단은 상술한 도 2의 구성 외에도 통상적인 이오나이저(ionizer)를 이용할 수 있다. 이오나이저는 코로나 방전, 아크 방전, 플라즈마 방전 중 어느 하나의 방식을 이용하여 기체의 대전을 유도하는 장치이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 대전수단은 전하대전체(53)를 더 구비할 수 있다. 가령, 하우징(41)과 연결된 챔버(51)가 설치되고, 챔버(51)의 내부에는 전하대전체(53)가 설치된다.

챔버(51)는 절연체 소재로 형성된다. 챔버(51)의 일측에 유입구가 형성되고 타측에는 유출구가 형성된다. 하우징(41)의 유출구와 챔버(51)의 유입구는 연결관(55)으로 연결된다. 그리고 챔버(51)의 유출구는 기체공급관(25)과 연결된다.

전하대전체(53)는 양(+)의 전하 또는 음(-)의 전하로 대전된 물체이다. 이러한 전하대전체(53)는 허니컴 구조 또는 망상 구조일 수 있다. 또한, 전하대전체(53)는 섬유를 직물 또는 편물 또는 부직포 형태로 형성시킨 구조일 수 있다.

전하대전체(53)는 도체에 전위차를 주어 만들 수 있다. 또한, 섬유의 표면에 양전하 또는 음전하를 띠는 고분자 폴리머를 코팅하여 만들 수 있다. 전하대전체(53)로 상업화된 양전하 정전필터 또는 음전하 정정필터를 사용할 수 있다.

양전하대전체를 사용할 경우 챔버(51)의 내부로 유입된 기체 중의 음이온은 양전하대전체에 흡착된다. 따라서 챔버(51)의 유출구를 통해 배출되는 기체는 양전하로 대전될 수 있다.

그리고 음전하대전체를 사용할 경우 챔버(51)의 내부로 유입된 기체 중의 양이온은 음전하대전체에 흡착된다. 따라서 챔버(51)의 유출구를 통해 배출되는 기체는 음전하로 대전될 수 있다.

이하, 상술한 수중의 미세플라스틱 제거장치를 이용하여 수중의 미세플라스틱을 제거하기 위한 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 대전수단(40)을 통해 기체를 양전하로 대전시킨다.

하우징(41)에 설치된 팬(47)이 작동되면 외부의 공기나 특정 기체가 하우징(41)의 내부로 유입된다. 그리고 전극(42)(43)에 전원이 인가되면 방전이 발생되면서 양이온과 음이온이 형성된다.

하우징(41)에서 배출되는 기체는 기체공급관(25)을 통해 물공급관(21)으로 바로 주입되거나, 도 3에 도시된 챔버(51)의 내부를 통과한 후 기체공급관(25)을 통해 물공급관(21)으로 주입될 수 있다. 전하대전체(53)로 양전하대전체가 설치된 챔버(51)를 통과하도록 하여 기체의 양(+) 전하량을 더욱 크게 할 수 있다.

다음으로, 대전된 기체를 기포수발생기(20)에 공급하여 기포수를 발생시킨다.

물공급관(21)을 통해 물이 펌프(27)의 흡입구로 유입되고, 펌프(27)로 유입되는 물에는 기체공급관(25)을 통해서 대전된 기체가 주입된다.

펌프(27)로 유입된 물 및 대전된 기체는 펌프(27) 내부의 임펠러의 회전에 의해 잘게 부서져 미세한 기포가 형성된다. 발생된 기포는 50㎛이하의 마이크로미터 또는 나노미터 수준의 크기를 갖는 미세 기포이다. 미세 기포가 형성된 기포수는 펌프(27)의 토출구를 통해 배출된다.

다음으로, 기포수를 부상조(10) 내부로 주입하여 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시킨다.

기포수발생기(20)에서 발생된 기포수는 부상조(10)의 내부에 설치된 산기관(35)을 통해 수중으로 확산한다. 기포는 수중의 미세플라스틱과 접촉한다. 양전하로 대전된 기포는 음전하를 띠는 미세플라스틱과 정전기적 인력에 의해 부착되어 수면으로 부상한다.

다음으로, 부상조 수면의 부유물을 제거한다.

부상조(10) 상부에 설치된 스키머와 같은 부유물제거유닛(15)을 이용하여 수면에 부유하는 미세플라스틱을 제거한다. 스키머의 벨트를 회전시키면 벨트에 일정간격으로 설치된 패들이 부유물을 수거실로 이동시킨다. 부유물은 부유물수거실(11)로 유입된 후 별도의 이송장치를 통해 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 양전하로 대전된 기포를 수중에 주입하여 수중에 부유하는 미세플라스틱을 정전기적 인력에 의해 수면으로 부상시킨다. 따라서 본 발명은 수중의 미세플라스틱을 효과적으로 제거할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명은 양전하로 양전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 부상조 내부로 주입하여 미세 플라스틱을 부상시키는 것을 예로 들고 있으나, 이와 달리 양전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수와 음전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 번갈아 주입하면서 미세 플라스틱을 부상시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 대전수단으로서 양전하대전수단(40)과 음전하대전수단(60)이 구비된다. 양전하대전수단(40)과 음전하대전수단(60)은 도 3의 구조와 동일하다. 다만, 양전하대전수단(40)은 챔버의 내부에 양전하대전체가 설치되고, 음전하대전수단(60)은 챔버의 내부에 음전하대전체가 설치된다는 점에서 다르다.

기체공급관(25)은 제 1분기관(28)과 제 2분기관(29)으로 각각 분기되고, 제 1분기관(28)은 양전하대전수단(40)의 챔버와 연결되며, 제 2분기관(29)은 음전하대전수단(60)의 챔버에 각각 연결된다. 제 1분기관(28)과 제 2분기관(29)에는 각각 밸브가 설치된다. 밸브는 번갈아 가면서 개폐된다. 제 1분기관(28)의 밸브가 개방될 경우 제 2분기관(29)의 밸브는 닫혀있고, 제 2분기관(29)의 밸브가 개방될 경우 제 1분기관(28)의 밸브는 닫혀있다.

도 4의 장치를 이용할 경우, 양전하대전수단(40)을 통해 기체를 양전하로 대전시키는 1차대전단계와, 1차대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기(20)에 공급하여 기포수를 발생시키는 1차기포수발생단계와, 기포수발생기(20)에서 발생된 기포수를 부상조(10) 내부로 주입하여 부상조(10)에 저장된 처리대상수 중의 미세플라스틱을 1차로 부상시키는 1차 부상단계와, 음전하대전수단(60)을 통해 기체를 양전하로 대전시키는 2차대전단계와, 2차대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기(20)에 공급하여 기포수를 발생시키는 2차기포수발생단계와, 기포수발생기(20)에서 발생된 기포수를 부상조(10) 내부로 주입하여 부상조(10)에 저장된 처리대상수 중의 미세플라스틱을 2차로 부상시키는 2차부상단계와, 부상조(10) 수면의 부유물을 제거하는 부유물제거단계를 포함한다.

이와 같이 양전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 부상조(10) 내부로 주입하여 미세 플라스틱을 1차로 부상시키고, 다음으로 음전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 부상조(10) 내부에 주입하여 미세 플라스틱을 2차로 부상시킬 수 있다. 2차로 부상조 내부로 주입된 음전하 기포는 부상조 내부에 부유하는 양전하 기체와 정전기적으로 붙어 부상력을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 부유물제거단계 후 대전단계와 기포수발생단계와 부상단계를 순차적으로 1회씩 더 반복할 수 있다. 이를 위해 도 5에 도시된 미세플라스틱제거장치를 이용한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 미세플라스틱제거장치는 양전하로 대전시킨 미세기포로 미세플라스틱을 1차로 제거하는 1차제거수단(100)과, 음전하로 대전시킨 미세기포로 미세플라스틱을 2차로 제거하는 2차제거수단(200)을 구비한다.

1차제거수단(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 구조와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 2차제거수단(200)은 2차부상조(80)와, 기포수를 발생시키기 위한 2차기포수발생기(70)와, 2차기포수발생기(70)와 연결되어 2차부상조(80) 내부로 기포수를 주입하여 미세플라스틱을 부상시키기 위한 2차기포수주입부(90)와, 2차기포수발생기(70)로 공급되는 기체를 대전시키기 위한 2차대전수단(60)과, 2차부상조(80) 수면의 부유물을 제거하기 위한 2차부유물제거유닛(85)을 구비한다.

2차기포수발생기(70)는 물공급관(71)과, 물공급관(71)과 연결되는 기체공급관(75)과, 물공급관(71)이 흡입구측에 연결되어 기체가 주입된 물을 흡입하여 토출구로 배출하는 펌프(77)로 이루어진다.

물공급관(71)은 1차제거수단(100)의 부상조(10)와 2차기포수발생기(70)의 펌프(77)를 연결한다. 따라서 1차제거수단(100)의 부상조(10)에서 양전하로 대전시킨 미세기포에 의해 미세플라스틱이 1차로 제거된 후 1차제거수단 부상조(10)의 처리대상수가 물공급관(71)을 통해 펌프(77)로 유입된다.

펌프(77)를 통해 배출되는 기포수는 2차기포수주입부(90)를 통해 부상조(80) 내부로 유입된다. 2차기포수주입부(90)는 펌프(77)의 토출구와 연결되는 기포수공급관(91)과, 기포수공급관(91)과 연결되어 부상조(80) 내부에 설치되는 산기관(95)으로 이루어진다.

2차대전수단(60)은 기포수발생기(70)로 공급되는 기체를 음전하로 대전시키는 역할을 한다. 이러한 2차대전수단(60)을 통해 기포수발생기(70)에서 발생된 기포수 중에 있는 기포는 음전하로 대전된다.

2차대전수단(60)은 1차제거수단(100)의 대전수단(40)과 구조가 동일하므로 도 2 또는 도 3이 적용될 수 있다. 다만, 도 3이 적용될 경우 1차제거수단(100)은 챔버의 내부에 양전하대전체가 설치되는 반면에 2차대전수단(200)은 챔버의 내부에 음전하대전체가 설치된다.

펌프(77)에서 토출되는 기포수는 2차 부상조(80)로 유입되고, 이 과정에서 기포수 내의 음전하 미세기포에 의해 기포수 중에 잔존하는 미세플라스틱이나 각종 이물질이 부상한다.

수면에 부상하는 부유물은 2차부유물제거유닛(85)을 통해 제거된다. 2차부유물제거유닛(85)은 통상적은 스컴 스키머가 적용될 수 있다.

도 5의 장치를 적용하여 미세플라스틱을 제거하기 위한 방법의 예로서 1차제거수단(100)에서 1차로 미세플라스틱을 제거한 후 2차제거단계에서 2차로 미세플라스틱을 제거한다.

1차제거단계는 대전수단(40)을 통해 기체를 양전하로 대전시키는 1차 대전단계와, 1차대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기(20)에 공급하여 기포수를 발생시키는 1차기포수발생단계와, 기포수발생기(20)에서 발생된 기포수를 부상조(10) 내부로 주입하여 부상조(10)에 저장된 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키는 1차부상단계와, 부상조(10) 수면의 부유물을 제거하는 1차부유물제거단계로 이루어진다.

그리고 2차제거단계는 대전수단(60)을 통해 기체를 음전하로 대전시키는 2차대전단계와, 2차대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기(70)에 공급하여 기포수를 발생시키는 2차기포수발생단계와, 기포수발생기(70)에서 발생된 기포수를 부상조(80) 내부로 주입하여 부상조(80)의 미세플라스틱을 부상시키는 2차부상단계와, 부상조(80) 수면의 부유물을 제거하는 2차부유물제거단계로 이루어질 수 있다.

이와 같이 기체의 전하를 달리하여 대전단계와 기포수발생단계와 부상단계를 순차적으로 1회씩 더 반복함으로써 더욱더 효과적으로 미세플라스틱을 제거할 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 부상조 15: 부유물제거유닛
20: 기포수발생기 21: 물공급관
25: 기체공급관 27: 펌프
30: 기포수주입부 40: 대전수단
41: 하우징 42: 양극
43: 음극

Claims (6)

1. 미세플라스틱이 혼입된 처리대상수가 저장된 부상조와;
   기포수를 발생시키기 위한 기포수발생기와;
   상기 기포수발생기와 연결되어 상기 부상조 내부로 기포수를 주입하여 상기 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키기 위한 기포수주입부와;
   상기 기포수발생기로 공급되는 기체를 대전시키기 위한 대전수단과;
   상기 부상조 수면의 부유물을 제거하기 위한 부유물제거유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 대전수단은 상기 기포수발생기와 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 한쌍의 전극과, 상기 전극으로 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 하우징 내부로 기체를 유입시키기 위한 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 대전수단은 상기 하우징과 상기 기포수발생기 사이에 설치되어 상기 하우징에서 배출되는 기체 중의 음이온 또는 양이온을 제거하기 위한 전하대전체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거장치.
4. 기체를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전단계와;
   상기 대전단계에서 대전된 기체를 기포수발생기에 공급하여 기포수를 발생시키는 기포수발생단계와;
   상기 기포수발생기에서 발생된 기포수를 부상조 내부로 주입하여 상기 부상조에 저장된 처리대상수 중의 미세플라스틱을 부상시키는 부상단계와;
   상기 부상조 수면의 부유물을 제거하는 부유물제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 부상단계는 양전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수와 음전하로 대전된 기체로 발생시킨 기포수를 상기 부상조 내부로 번갈아 주입하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 대전단계는 기체를 양전하로 대전시키며,
   상기 부유물제거단계 후 상기 대전단계와 상기 기포수발생단계와 상기 부상단계를 순차적으로 반복하되 기체를 음전하로 대전시켜 반복하는 것을 특징으로 하는 대전된 미세기포를 이용한 수중의 미세플라스틱 제거방법.

Images