KR20230099621A - Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus - Google Patents

Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20230099621A
KR20230099621A KR1020220112230A KR20220112230A KR20230099621A KR 20230099621 A KR20230099621 A KR 20230099621A KR 1020220112230 A KR1020220112230 A KR 1020220112230A KR 20220112230 A KR20220112230 A KR 20220112230A KR 20230099621 A KR20230099621 A KR 20230099621A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
separator
electric
state
microplastics
Prior art date
Application number
KR1020220112230A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102578910B1 (en
Inventor
김현욱
이인규
오주성
주성희
Original Assignee
서울시립대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 서울시립대학교 산학협력단
Priority to KR1020220112230A priority Critical patent/KR102578910B1/en
Publication of KR20230099621A publication Critical patent/KR20230099621A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102578910B1 publication Critical patent/KR102578910B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02Separators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

본 발명은, 농축조(10)에 수용된 미세플라스틱을 포함하는 제1상태의 물(w1)을 전기보조 분리기(20)로 공급하는 1단계; 상기 전기보조 분리기에 수평방향으로 배치된 필터(30)를 이용하여 전기보조 분리기 내부에서 미세플라스틱을 분리하는 2단계; 상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하여 상기 필터 아래쪽에 위치하는 제2상태의 물(w2)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하는 3단계; 상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하지 않아 상기 필터 위쪽에 위치하는 제3상태의 물(w3)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하여 상기 농축조로 재공급하는 4단계; 및 상기 전기보조 분리기의 상면에는 양의 전기장을 가하고 상기 전기보조 분리기의 하면에는 음의 전기장을 가하는 5단계;를 포함하고, 상가 5단계에서 가해지는 전기장은 상기 전기보조 분리기(20)의 높이(H)에 비례하고, 상기 전기장의 크기는 높이(H)의 단위 cm 당 10V 내지 60V인 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법을 제공한다.The present invention includes a first step of supplying water (w1) in the first state containing microplastics accommodated in the thickening tank (10) to the assisted electric separator (20); a second step of separating microplastics from the inside of the electric auxiliary separator using a filter 30 disposed horizontally in the electric auxiliary separator; a third step of discharging the water (w2) in the second state located below the filter through the filter in the electric auxiliary separator to the outside of the electric auxiliary separator; a fourth step of discharging the water (w3) of the third state, which does not pass through the filter in the electric auxiliary separator and is located above the filter, to the outside of the electric auxiliary separator and resupplies it to the thickening tank; And a fifth step of applying a positive electric field to the upper surface of the auxiliary electric separator and applying a negative electric field to the lower surface of the auxiliary electric separator, wherein the electric field applied in step 5 is the height of the electric auxiliary separator 20 ( H), and the magnitude of the electric field is 10V to 60V per unit cm of height (H).

Description

농축장치를 이용한 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법{Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus}Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus

본 발명은 중력 및 정전기력이 작용하는 힘의 장에서 물 속에서 미세 플라스틱(1 μm < d < 10 μm, d는 직경)를 분리하는 방법에 대한 것으로, 미세플라스틱 분석을 위한 전처리 장치로 이용할 수 있다. 구체적으로 보면, 본 발명은 미세플라스틱을 분리하는 장치를 이용하여 반복적 여과를 통해 물을 배출함으로써 미세플라스틱을 농축하여 분리하는 것으로 음전하를 띠는 미세플라스틱 입자를 전기력에 따른 작용력을 통해 필터 여과막의 막힘 현상을 극복하는 기술에 대한 것이다.The present invention relates to a method for separating microplastics (1 μm < d < 10 μm, d is the diameter) in water in a force field where gravity and electrostatic force act, and can be used as a pretreatment device for microplastic analysis. . Specifically, the present invention concentrates and separates microplastics by discharging water through repeated filtration using a device for separating microplastics. It is about technology to overcome the phenomenon.

육지에서 해양으로 유입되는 플라스틱에는 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 재질이 있는데, 바다에 유입되는 과정에서 풍화 및 침식 작용으로 분해되어 작은 입자로 쪼개어 지고, 이렇게 작은 입자로 쪼개어진 입자들은 크기에 따라 매크로, 메조, 미세, 나노 플라스틱 등으로 분류된다. 이러한 미세플라스틱은 동·식물성 플랑크톤 및 바다생물체가 먹이로 오인하여 섭취함으로써 소화기 장애와 질병 및 죽음을 유발한다. Plastics that flow into the sea from land include materials such as polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, and polystyrene. In the process of entering the sea, they are decomposed by weathering and erosion and broken into small particles. They are classified into macro, meso, micro, and nano plastics according to their size. These microplastics are mistaken for food by animals and phytoplankton and marine organisms and ingested, causing digestive disorders, disease, and death.

미세 플라스틱이 생태계에 악영향을 끼친다는 점을 고려하여, 해양수 또는 하천수 등의 물속에 존재하는 미세플라스틱을 제거하기 위한 노력이 전세계적으로 이루어지고 있다.In consideration of the fact that microplastics adversely affect the ecosystem, efforts to remove microplastics present in water such as sea water or river water are being made worldwide.

그런데, 해양수와 하천수 또는 기타 다양한 물 속에 함유된 미세플라스틱의 종류와 특성 등을 파악하거나 실험 연구를 위해서는 먼저 미세플라스틱을 분리하여야 할 필요가 있다. However, it is necessary to separate microplastics in order to identify the types and characteristics of microplastics contained in sea water, river water, or other various types of water, or to carry out experimental research.

종래의 플라스틱 입자를 분리하기 위한 기존 여과 장치의 문제점은 다음과 같다. 마이크로 플라스틱의 입자 크기가 10 μm 보다 작은 경우 미세플라스틱은 콜로이드 거동을 보이는데, 이때 체거름 및 밀도 분리를 기반으로 서브마이크론 여과 시간이 필터 표면의 케이크의 형성으로 인해 길어질 수 있다. 미세플라스틱이 여과되는 과정에서 필터표면에 쌓여서 필터 성능이 저하되거나 필터의 내구성이 떨어지게 된다. 그리고, 미세 플라스틱의 작은 질량과 부피는 확산을 분리에 필적할 수 있게 하여 고밀도 용액을 사용한 밀도 분리의 비효율을 초래한다.The problems of conventional filtration devices for separating plastic particles are as follows. When the particle size of the microplastic is smaller than 10 μm, the microplastic exhibits a colloidal behavior, and at this time, based on sieving and density separation, the submicron filtration time may be prolonged due to the formation of a cake on the filter surface. In the process of filtering, microplastics are accumulated on the surface of the filter, resulting in deterioration of filter performance or durability of the filter. And, the small mass and volume of microplastics makes diffusion comparable to separation, resulting in inefficiency of density separation using high-density solutions.

본 발명은 물속에 존재하는 미세플라스틱을 분석하기 위해 미세플라스틱을 분리하는 전처리 장치를 제공하는 것이며, 구체적으로는 정전기를 이용하여 물속에 존재하는 미세플라스틱을 농축하면서 분리할 수 있는 기술을 제공하는 것이 목적이다.The present invention is to provide a pretreatment device for separating microplastics in order to analyze microplastics present in water, and specifically, to provide a technology capable of concentrating and separating microplastics present in water using static electricity. It is purpose.

본 발명은, 농축조(10)에 수용된 미세플라스틱을 포함하는 제1상태의 물(w1)을 전기보조 분리기(20)로 공급하는 1단계; 상기 전기보조 분리기에 수평방향으로 배치된 필터(30)를 이용하여 전기보조 분리기 내부에서 미세플라스틱을 분리하는 2단계; 상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하여 상기 필터 아래쪽에 위치하는 제2상태의 물(w2)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하는 3단계; 상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하지 않아 상기 필터 위쪽에 위치하는 제3상태의 물(w3)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하여 상기 농축조로 재공급하는 4단계; 및 상기 전기보조 분리기의 상면에는 양의 전기장을 가하고 상기 전기보조 분리기의 하면에는 음의 전기장을 가하는 5단계;를 포함하고, 상가 5단계에서 가해지는 전기장은 상기 전기보조 분리기(20)의 높이(H)에 비례하고, 상기 전기장의 크기는 높이(H)의 단위 cm 당 10V 내지 60V인 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법을 제공한다.The present invention includes a first step of supplying water (w1) in the first state containing microplastics accommodated in the thickening tank (10) to the assisted electric separator (20); a second step of separating microplastics from the inside of the electric auxiliary separator using a filter 30 disposed horizontally in the electric auxiliary separator; a third step of discharging the water (w2) in the second state located below the filter through the filter in the electric auxiliary separator to the outside of the electric auxiliary separator; a fourth step of discharging the water (w3) of the third state, which does not pass through the filter in the electric auxiliary separator and is located above the filter, to the outside of the electric auxiliary separator and resupplies it to the thickening tank; And a fifth step of applying a positive electric field to the upper surface of the auxiliary electric separator and applying a negative electric field to the lower surface of the auxiliary electric separator, wherein the electric field applied in step 5 is the height of the electric auxiliary separator 20 ( H), and the magnitude of the electric field is 10V to 60V per unit cm of height (H).

상기 1단계에서 상기 제1상태의 물은 상기 전기보조 분리기의 일측면으로 공급되고, 상기 4단계에서 농축조로 재공급되는 제3상태의 물은 상기 전기보조 분리기의 일측면과 마주보는 타측면을 통해 배출되어 상기 농축조로 재공급된다.In the first step, the water in the first state is supplied to one side of the auxiliary electric separator, and in the fourth step, the water in the third state that is supplied back to the thickening tank is supplied to the other side facing the one side of the auxiliary electric separator. It is discharged through and re-supplied to the concentration tank.

상기 제1상태의 물과 상기 제3상태의 물은 펌프에 의해 순환될 수 있다.Water in the first state and water in the third state may be circulated by a pump.

상기 필터에는 미세플라스틱이 통과하지 못하는 크기의 공극이 형성되어 있어서, 상기 제3상태의 물은 상기 제1상태의 물 보다 미세플라스틱의 함량비율이 높아지고, 상기 제2상태의 물은 미세플라스틱을 포함하지 않도록 한다.Since pores of a size that do not allow microplastics to pass through are formed in the filter, the water in the third state has a higher content ratio of microplastics than the water in the first state, and the water in the second state contains microplastics. Do not do this.

상기 전기보조 분리기 상하면에 부가되는 전기장에 의해 미세플라스틱 입자는 상방향의 정전기력을 받아서 상기 필터의 여과막의 상측에 미세플라스틱이 축적되어 막히는 현상을 방지한다.The microplastic particles receive an upward electrostatic force by the electric field applied to the upper and lower surfaces of the electrically assisted separator, thereby preventing microplastics from accumulating on the upper side of the filtration membrane of the filter to be clogged.

상기 농축조(10)의 최초 물의 양을 Q0라고 할 때, 상기 제3상태의 물이 상기 농축조로 재공급되는 물의 양이 최초 물의 양을 Q0의 10% 이하가 되었을 때 상기 농축조의 재공급을 중단하는 것이 좋다.When the initial amount of water in the thickening tank 10 is Q 0 , the amount of water supplied to the thickening tank in the third state is 10% or less of the initial amount of Q 0 Re-supply of the thickening tank it is better to stop

본 발명은 물속에 존재하는 미세플라스틱을 농축하여 분리할 수 있는 장치를 제공함으로써, 물 속에 존재하는 미세플라스틱을 연구하는 분야의 전처리 과정에 필요한 장비를 제공하는 유리한 효과가 발생한다.The present invention provides an apparatus capable of concentrating and separating microplastics present in water, thereby providing an advantageous effect of providing equipment necessary for a pretreatment process in the field of researching microplastics present in water.

도 1은 본 발명에 따른 미세플라스틱 입자 농축 분리 장치의 개념적인 모식도이며,
도 2는 본 발명에 따른 미세플라스틱 입자 농축 분리 장치에서의 제어 체적에 따른 물질수지 흐름도 등을 보여주고 있으며,
도 3은 음전하로 대전된 미세입자가 물 속에서 받는 힘을 보여주고 있으며,
도 4는 본 발명에 따른 미세플라스틱 분리를 위한 전기보조여과(EAS) 장치 구성도이며,
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 이온 강도가 0.01 ~ 0.5M(담수와 해수의 이온 강도)인 다양한 QP/Q0 비율에서 요구되는 다양한 제타 전위를 갖는 미세플라스틱의 임계 전기장(Ec)을 보여준다.
1 is a conceptual schematic diagram of an apparatus for concentrating and separating microplastic particles according to the present invention;
2 shows a flow chart of the mass balance according to the control volume in the microplastic particle concentration and separation device according to the present invention.
Figure 3 shows the force received by the negatively charged microparticles in water,
4 is a schematic diagram of an electro-assisted filtration (EAS) device for separating microplastics according to the present invention;
5 shows the critical electric field (Ec) of microplastics having various zeta potentials required at various QP/Q0 ratios with ionic strengths of 0.01 to 0.5 M (ionic strengths of fresh water and seawater) as an example according to the present invention. .

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In addition, the terms used are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout the present specification.

본 발명은 정전기장을 적용하여, 마이크로 입자 크기의 플라시틱을 농축하면서 분리하는 기술이며, 구체적으로는 미세플라스틱을 포함하지 않는 물만을 분리하여 배출하는 작업을 반복하여 미세플라스틱의 농도를 높이는 것이며 이 과정에서 필터 막에 미세플라스틱이 쌓이는 것을 방지하기 위해 정전기력을 부가하는 것이 특징이다. 이하 본 발명에 대해서 도면을 참고하여 설명한다.The present invention is a technology for concentrating and separating micro-sized plastics by applying an electrostatic field. In this process, it is characterized by adding electrostatic force to prevent microplastics from accumulating on the filter membrane. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

일반적으로 물 속의 미립자는 대부분 음전하를 띠기 때문에 정전기장에서 이러한 미립자는 전극의 양극 표면에 수집되게 된다. 이러한 원리를 이용하여 미세플라스틱을 분리하는 기술에 적용할 수 있다. 물에서 미립자의 움직임을 제어하는 세 가지 힘은 중력, 정전기 그리고 농도이다. 미세플라스틱 입자의 경우, 분포하는 농도가 작기때문에 확산에 대한 이동은 중요하지 않고, 하전된 콜로이드 입자의 이동을 위해, 중력 및 정전기가 주요 이동을 일으키는 힘이 된다. 이 원리를 이용하여 미세플라스틱 입자의 분리 장치를 설계한 것이다.In general, most of the particulates in water are negatively charged, so in the electrostatic field, these particulates are collected on the anode surface of the electrode. Using this principle, it can be applied to a technology for separating microplastics. The three forces that control the motion of particulates in water are gravity, static electricity, and concentration. In the case of microplastic particles, the diffusional movement is not important because the distribution concentration is small, and for the movement of charged colloidal particles, gravity and static electricity become the main movement-causing forces. Using this principle, a device for separating microplastic particles was designed.

본 발명에 따른 미세플라스틱 입자 농축 분리 장치는 전기적인 힘을 이용하는 것이며, 전기보조 분리기(도 1의 20)를 이용하며, 상기 전기보조 분리기를 이하에서는 'EAS 셀' 또는 'EAS'라고도 한다(EAS, electrically-assisted separator).The apparatus for concentrating and separating microplastic particles according to the present invention uses electrical power and uses an electrically assisted separator (20 in FIG. 1), which is hereinafter also referred to as an 'EAS cell' or 'EAS' , electrically-assisted separator).

물속에 존재하는 미세플라스틱 입자를 분석하고 연구를 하기 위해서는 먼저 미세플라스틱을 효율적으로 분리할 수 있어야 한다. 본 발명은 미세플라스틱 분석의 전단계 기술로 미세플라스틱을 선택적으로 농축하여 분리하여 입자성 물질을 수집하는 장치이다. 생성된 농축물은 무기 입자 및 바이오 고형물을 제거하기 위한 전처리에 적합하며, 앞서 언급한 종래 기술의 여과방식의 단점을 극복할 수 있는 장점이 있다. In order to analyze and study microplastic particles present in water, it is necessary to efficiently separate microplastics. The present invention is a device for collecting particulate matter by selectively concentrating and separating microplastics as a pre-stage technology for microplastic analysis. The resulting concentrate is suitable for pretreatment to remove inorganic particles and biosolids, and has the advantage of overcoming the disadvantages of the prior art filtration methods mentioned above.

본 발명은 전기장의 도움을 받아 용액에서 플라스틱 입자를 분리하기 위해 전기 보조 분리기로서, 미세플라스틱의 분리를 위해 EAS는 스트림 분리기를 사용하여 여과함으로써, 플라스틱 입자의 여과막의 막힘 없이 농축을 수행한다. 전기장의 사용은 미세플라스틱이 필터의 투과막에 쌓여 압력이 상승하고 손실이 발생하는 것을 방지하여 농축 스트림에 미세플라스틱을 유지하도록 한다. 그리고, 임계 전기장, EAS 장치의 농도 계수 및 저수지의 농도 변화를 계산하고 모델링할 수 있다. The present invention is an electric auxiliary separator to separate plastic particles from a solution with the help of an electric field, and an EAS stream separator for separation of microplastics to perform filtration without clogging of the filtration membrane of plastic particles. The use of an electric field prevents microplastics from accumulating on the permeable membrane of the filter, causing pressure buildup and loss, thus retaining microplastics in the concentrate stream. In addition, the critical electric field, the concentration coefficient of the EAS device, and the concentration change of the reservoir can be calculated and modeled.

[수학적 모델 개발][Development of mathematical model]

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 개념적인 도면으로 반응조와 통합된 EAS 셀 장치의 설계를 보여준다. EAS 셀 장치는 메쉬 스크린을 사용하여 중력에 대한 전기장이 있는 상태에서 흐름을 분리한다. 전기의 도움으로 미세플라스틱 입자는 저장소(10)로 되돌아가는 농축액에 유지될 수 있다. 메쉬 스크린(30, 필터)은 스트림 분리기 역할을 한다. 도면에서 전기보조 분리기(20, EAS)는 미세플라스틱의 농축이 일어나는 곳이다. 농축조(10)는 미세플라스틱의 농도가 동일한 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)로 간주된다. EAS에서 미세플라스틱의 움직임과 농축조의 농도 변화를 설명하는 수학적 모델은 여기에서 파생된다. Referring to Figures 1 and 2, a conceptual diagram of the present invention shows the design of an EAS cell device integrated with a reaction vessel. EAS cell devices use a mesh screen to separate the flow in the presence of an electric field against gravity. With the help of electricity the microplastic particles can be retained in the concentrate which is returned to the reservoir 10. A mesh screen (30, filter) serves as a stream separator. In the drawing, the electrically assisted separator 20 (EAS) is where the concentration of microplastics occurs. The thickener 10 is considered a continuous stirred tank reactor (CSTR) with the same concentration of microplastics. In EAS, the mathematical model that explains the movement of microplastics and the concentration change in the thickening tank is derived here.

[EAS 장치] [EAS device]

유속과 입자 수는 EAS의 농축실에서 균형을 이룬다. 도 2에서 볼 수 있듯이 위치 x의 제어 볼륨이 너비가 W, 높이가 H, 길이가 Δx인 경우 유입되는 물(Qx)은 유출되는 물(Qx+Δx)의 합과 같으며 스페이서를 통해 투과된 물(QP,x), 물의 흐름(Qx 및 Qx+Δx)은 수평 속도(ux)에 횡단 흐름에 수직인 단면적(W×H)을 곱한 값으로 표시된다. 투과 흐름은 물의 수직 속도(vw)에 횡단 흐름과 평행한 단면적(W×Δx)을 곱한 것과 같다. Δx가 0에 무한히 접근할 때식 38은 식 39와 같이 미분 형식으로 다시 쓸 수 있다. 적분 형태는 Eq. x의 함수 ux를 표현하는 적분형식은 식 40과 같다.Flow rate and particle count are balanced in the concentration chamber of EAS. As can be seen in FIG. 2, when the control volume at position x has a width of W, a height of H, and a length of Δx, the inflow water (Qx) is equal to the sum of the outflow water (Qx+Δx) and Water (QP,x), water flow (Qx and Qx+Δx) is expressed as the horizontal velocity (ux) multiplied by the cross-sectional area perpendicular to the transverse flow (W×H). Permeation flow is equal to the vertical velocity of water (vw) multiplied by the cross-sectional area parallel to the transverse flow (W×Δx). When Δx approaches zero infinitely, Equation 38 can be rewritten in differential form as Equation 39. The integral form is Eq. The integral form expressing the function u x of x is shown in Equation 40.

Figure pat00001
Figure pat00001

제어 체적 개념은 입자 수의 균형에도 적용된다. EAS 농축실의 입자 농도는 x 방향으로만 변한다고 가정한다. 도 2에서 볼 수 있듯이 단위 시간(#/sec)당 제어 체적으로 들어가는 입자의 수는 Qx(cm3/sec)와 Cx(#/cm3)의 곱과 같다. 입자는 위치 x+Δx(Qx+Δx

Figure pat00002
Cx+Δx)에서 수평 흐름으로 또는 분리기를 가로질러 투과하는 수직 흐름으로 제어 볼륨을 나갈 수 있다. 수직 입자 플럭스는 위치 x에서의 입자 투과 플럭스(Nz,x)에 분리기의 단면적(WΔx)을 곱하여 표시된다. 따라서 입자의 number balance는 다음과 같이 표현된다(식 41). Qx를 WDux로 대체하고 Δx를 무한히 작게 접근함으로써 식41의 미분 형태는 식 42와 같이 얻어진다.The control volume concept also applies to the balance of particle numbers. It is assumed that the particle concentration in the EAS concentration chamber changes only in the x direction. As can be seen in FIG. 2, the number of particles entering the control volume per unit time (#/sec) is equal to the product of Qx (cm3/sec) and Cx (#/cm3). The particle is at position x+Δx(Qx+Δx
Figure pat00002
It can exit the control volume either as a horizontal flow at Cx+Δx) or as a vertical flow permeating across the separator. The vertical particle flux is expressed as the particle permeation flux at position x (Nz,x) multiplied by the cross-sectional area of the separator (WΔx). Therefore, the number balance of the particles is expressed as (Equation 41). By replacing Qx with WDux and Δx approaching infinity, the differential form of Eq. 41 is obtained as Eq. 42.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, 항 d(Cxux)에 대한 곱 규칙의 적용은 식 42를 식 43으로 변환하며 이는 입자의 number balance에서 governing equation식이 된다. 수직 입자 플럭스는 전기장에 의해 달성된 종단 속도(vt)와 수직 물 속도(vw)에 따라 결정된다. 전기장은 입자가 수직 투과 속도에 대해 이동할 수 있게 한다는 점을 고려하면 vt와 vw가 같을 때 임계 전기장(Ec)을 정의할 수 있다. MP를 다루기 때문에 최종 속도에서 순 중력의 영향을 고려해야 한다(식 25). Ec는 식 44와 같이 표현될 수 있다. E ≥ Ec에서 vt > vw로 투과물이 있는 제어 체적을 떠나는 입자는 없으며 Nz,x = 0이 된다. 그러나 E < Ec 및 vw > vt이면 입자가 수직 투과물이 있는 제어 볼륨(도 2의 (d))을 떠나게 된다. 농도 Cx(#/cm3)에서 입자가 균일하게 분산되어 있음을 고려하면 Nz,x(#/sec-cm2)는 Cx(vw-vt)로 표시된다. E ≥ Ec이고 Nz,x = 0이면 Cx/C0의 해는 식 45a와 같이 풀린다. E< Ec이고 Nz,x = Cx(vw-vt)인 경우 해는 식 45b와 같이 제공e된다. x = L일 때 EAS 장치의 농도 계수(CF)는 식 34.와 같이 출구 농도 대 입구 농도(CL/C0)의 비율로 계산된다.Here, application of the product rule to the term d(C x u x ) converts Eq. 42 to Eq. 43, which becomes the governing equation in the number balance of the particles. The vertical particle flux depends on the terminal velocity (v t ) and the vertical water velocity (v w ) achieved by the electric field. Considering that an electric field allows a particle to move with respect to the vertical penetration velocity, we can define a critical electric field (Ec) when vt and vw are equal. Since we are dealing with MP, we need to consider the effect of net gravity on the final velocity (Equation 25). Ec can be expressed as Equation 44. At E ≥ Ec, v t > v w , no particles leave the control volume with permeate, and N z,x = 0. However, if E < E c and v w > v t , then the particle leaves the control volume with vertical permeate (Fig. 2(d)). Considering that the particles are uniformly dispersed at the concentration C x (#/cm3), N z,x (#/sec-cm2) is denoted by C x (vw-vt). If E ≥ Ec and Nz,x = 0, then the solution of Cx/C0 is solved as in Equation 45a. If E < E c and N z,x = C x (vw-vt), the solution is given by Equation 45b. When x = L, the concentration factor (CF) of the EAS device is calculated as the ratio of the outlet concentration to the inlet concentration (C L /C 0 ) as shown in Equation 34.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서,

Figure pat00006
이다.here,
Figure pat00006
am.

[농축조(10)의 농도 증가] [Increase in the concentration of the thickening tank 10]

미세플라스틱을 원하는 수준으로 농축하기 위해 농축 스트림을 농축조(10, CSTR)로 되돌리는 EAS가 지속적으로 작동된다. 결과적으로 SCSTR의 입자 농도는 지속적으로 증가할 것이며 이 섹션의 초점은 시간의 함수로서 CSTR의 입자 농도 변화를 설명하는 것이다. The EAS is continuously operated to return the concentrate stream to the thickener (10, CSTR) to concentrate the microplastics to the desired level. As a result, the particle concentration of the SCSTR will continuously increase and the focus of this section is to describe the change in the particle concentration of the CSTR as a function of time.

모델 개발을 단순화하기 위해 다음과 같은 가정을 한다.To simplify model development, we make the following assumptions:

(1) CSTR의 농도가 잘 혼합되어 있다. 시간 t에서 EAS 단위로 들어가는 농도는 CSTR, Ct의 농도와 같다. (1) The concentrations of CSTR are well mixed. The concentration entering the EAS unit at time t is equal to the concentration of CSTR, Ct.

(2) EAS의 유량, 즉 Q0, QC 및 QP는 일정한다. EAS의 농도 계수(CF, Ct,out/Ct)는 작동 중에 동일하다.(2) The flow rates of EAS, namely Q0, QC and QP, are constant. The concentration factors (CF, Ct,out/Ct) of EAS are the same during operation.

(3) EAS 장치의 유지 시간(τ)은 총 작동 시간(~3시간)에 비해 매우 짧다(~3분). 따라서 1 τ 내에서 Ct의 변동은 무시할 수 있으므로 Ct,C를 Ct×CF로 나타낼 수 있다. (3) The holding time (τ) of the EAS device is very short (~3 min) compared to the total operation time (~3 h). Therefore, since the variation of Ct within 1 τ is negligible, Ct,C can be expressed as Ct×CF.

CSTR의 입자에 대한 질량 균형은 식 48이고, QC = Q0 - QP 및 Ct,C = Ct×CF를 이용하면 식 49로 표현된다. 식 47에서와 같이 Vt의 관계를 기반으로 d(VtCt)에 곱 규칙을 적용하면 지배 방정식은 식 50이 된다.The mass balance for the particles of CSTR is Equation 48, and is expressed by Equation 49 using QC = Q0 - QP and Ct,C = Ct × CF. Applying the product rule to d(VtCt) based on the relationship of Vt as in Equation 47, the governing equation becomes Equation 50.

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
Figure pat00008

식 50에 대한 해는 식 51로 표현된다. 방정식은 Ct/C0의 변화가 초기 샘플 부피에 대한 투과 유량의 비율(QP/V0), 투과 유량에 대한 입력 유량의 비율(Q0/QP) 및 EAS 단위의 농도 계수에 의존함을 시사한다. (CF).The solution to Equation 50 is expressed as Equation 51. The equation suggests that the change in Ct/C0 depends on the ratio of the permeate flow to the initial sample volume (QP/V0), the ratio of the input flow to the permeate flow (Q0/QP), and the concentration coefficient in units of EAS. (CF).

Figure pat00009
Figure pat00009

[집중 계수 및 임계 전기장의 시뮬레이션] [Simulation of concentration factor and critical electric field]

EAS 장치의 농도 계수(CF)는 MP 분리의 효율성을 결정하는 핵심 매개변수이다. 식 46에 따르면 CF는 수직 투과 속도(vw)와 전기장에 의해 구동되는 종단 속도의 영향을 크게 받는다. 따라서 다양한 조건에서 임계 전기장(Ec)을 아는 것은 매우 중요하다. 이 섹션에서는 EAS 셀의 치수가 너비 2.5cm, 길이 20cm, 높이 1cm라고 가정한다. 입구 유량(Q0)은 1분의 τ에 해당하는 25mL/분으로 고정된다. 전기장은 중력에 대해 적용된다. 아래 [EAS 상태표]에 제시된 바와 같이 QP/Q0 비율은 투과물의 유량(QP)과 수직 투과 속도(vw)를 결정한다. The concentration factor (CF) of the EAS device is a key parameter determining the efficiency of MP separation. According to Equation 46, CF is greatly affected by the vertical transmission velocity (v w ) and the terminal velocity driven by the electric field. Therefore, it is very important to know the critical electric field (Ec) under various conditions. This section assumes the dimensions of the EAS cell are 2.5 cm wide, 20 cm long, and 1 cm high. The inlet flow rate (Q0) is fixed at 25 mL/min, corresponding to τ of 1 min. The electric field is applied against gravity. As presented in the [EAS State Table] below, the QP/Q0 ratio determines the permeate flow rate (QP) and vertical permeation rate (vw).

도 5에서 이온 강도가 0.01 ~ 0.5M(담수와 해수의 이온 강도)인 다양한 QP/Q0 비율에서 요구되는 다양한 제타 전위를 갖는 미세플라스틱의 임계 전기장(Ec)을 나타낸다. 시뮬레이션은 수직 투과 속도(vw)의 증가로 인해 Ec가 QP/Q0 값에 따라 증가함을 나타낸다. 즉, 입자가 투과와 함께 이동하는 것을 방지할 수 있는 vt를 얻기 위해서는 더 큰 E가 필요하다. 정전기력은 제타 전위에 비례하므로 플라스틱이 더 많은 음전하를 띠면 EC가 감소한다. PMMA(플라스틱의 한 종류)와 PS(플라스틱의 한 종류)의 제타 전위 범위는 -40~-60mV이다. 이 경우 Ec는 20~60V/cm로 실용적인 범위이다. 더 작은 입자 크기에서 더 큰 Ec 값은 특히 미립자의 반경이 이중층 두께에 필적할 때 미립자로 인한 전기장의 왜곡을 수정하는 헨리의 인자에서 비롯된다.5 shows the critical electric field (Ec) of microplastics with various zeta potentials required at various QP/Q0 ratios with ionic strengths of 0.01 to 0.5 M (ionic strengths of fresh water and seawater). Simulations show that Ec increases with the value of QP/Q0 due to an increase in the vertical permeation rate (vw). That is, a larger E is needed to obtain a vt that can prevent particles from migrating with permeation. The electrostatic force is proportional to the zeta potential, so EC decreases as the plastic becomes more negatively charged. The zeta potential range of PMMA (a type of plastic) and PS (a type of plastic) is -40 to -60 mV. In this case, Ec is 20 to 60 V/cm, which is a practical range. The larger E values at smaller particle sizes result from Henry's factor correcting the distortion of the electric field due to the particle, especially when the radius of the particle is comparable to the double layer thickness.

제타전위 ζ = -40 mV 의 전위를 가지고 있는  ρs = 1.2 g/cm3 의 밀도의 PS, PMMA 미세플라스틱 입자 크기가 <10 um 크기까지는 90% 농축효율로 60 V/cm 이하에서 적용할수 있음을 확인하였다. 즉, 상기 조건에서 10um 입자까지 60 V/cm 의 전력세기에서 90% 제거 효율을 얻을수 있습니다. 여기서, V/cm 단위는 전기보조 분리기(EAS)의 단위 높이당 전위값을 의미한다.PS, PMMA with density of   ρs = 1.2 g/cm3 with zeta potential ζ = -40 mV Confirmed that microplastic particles can be applied at 60 V/cm or less with 90% concentration efficiency up to <10 um size did In other words, 90% removal efficiency can be obtained at a power intensity of 60 V/cm up to 10 μm particles under the above conditions. Here, the V/cm unit means the potential value per unit height of the electrically assisted separator (EAS).

상기 전기보조 분리기(20)의 너비와 길이와 높이를 각각 W, L, H라 할 때, 상기 정전기장 부가장치에 의해 부가되는 정전기의 크기는 높이(cm) 당 10V 내지 60V인 것이 좋다. 즉, 높이가 1cm이면 전압은 10~60V로 가하게 된다.When the width, length, and height of the electric auxiliary separator 20 are W, L, and H, respectively, the magnitude of static electricity added by the electrostatic field adding device is preferably 10V to 60V per height (cm). That is, if the height is 1 cm, a voltage of 10 to 60 V is applied.

도 5는 0.01M, 0.05M, 0.1M 및 0.5M의 이온 강도에서 -40mV의 제타 전위를 갖는 MP의 Ec를 요약하고 이중층 두께(κ-1)는 3.0nm, 1.4nm, 1.0nm 및 0.4이다. nm, 각각. Henry의 보정 계수 f(α)는 r < 0.1κ-1에서 1.0, r > 100κ-1에서 1.5에 접근하므로 MP의 크기가 κ-1에 필적할 때 전기 영동 이동도가 작다. 따라서 Ec에 대한 이온 강도의 영향은 낮은 이온 강도에서 작은 크기에서만 나타난다. Figure 5 summarizes the E of MPs with zeta potentials of -40 mV at ionic strengths of 0.01 M, 0.05 M, 0.1 M and 0.5 M and the double layer thicknesses (κ -1) are 3.0 nm, 1.4 nm, 1.0 nm and 0.4 . nm, respectively. Henry's correction factor f(α) approaches 1.0 for r < 0.1κ −1 and 1.5 for r > 100κ −1, so the electrophoretic mobility is small when the magnitude of the MP is comparable to κ −1. Therefore, the effect of ionic strength on E is only small in magnitude at low ionic strength.

아래 표는 본 발명에 따른 시뮬레이션의 예시이며, QO 는 EAS로 투입되는 물의 시간당 양이며, QP 는 EAS에서 방출되는 배출구에서의 각각의 시간당 배출양이다. 본 실시예에서 EAS 유닛의 크기는 폭(W)과 길이(L) 및 높이(H)가 각각 아래와 같다. The table below is an example of a simulation according to the present invention, Q O is the hourly amount of water input to the EAS, and Q P is the respective hourly discharge amount at the outlet exiting the EAS. In this embodiment, the EAS unit has a width (W), a length (L), and a height (H) as follows.

W × L × H = 2.5 cm × 20 cm × 1 cm, Q0 = 50 mL/min W × L × H = 2.5 cm × 20 cm × 1 cm, Q0 = 50 mL/min

Figure pat00010
Figure pat00010

[EAS 상태표] [EAS Status Table]

도 3을 참조하면, 물에서 미립자의 움직임을 제어하는 세 가지 분야는 중력, 정전기 그리고 농도라고 할 수 있다. 미세플라스틱 입자의 경우, 농도가 작기 때문에 확산에 대한 이동은 중요하지 않고, 하전된 콜로이드 입자의 이동을 위해, 중력 및 정전기가 주요 이동을 일으키는 힘이 주된 요인이 된다. 도 3을 보면, 미세입자는 정전기 힘에 의해 위로 향하는 힘을 받고 또한 중력에 의해 아래로 향하는 힘을 받게 된다.Referring to FIG. 3 , the three fields that control the movement of particles in water can be referred to as gravity, static electricity, and concentration. In the case of microplastic particles, the movement due to diffusion is not important because the concentration is small, and for the movement of charged colloidal particles, gravity and static electricity are the main driving forces. Referring to FIG. 3 , the microparticles receive an upward force due to electrostatic force and a downward force due to gravity.

본 발명에서의 농축과정이 이루어지는 장치를 요약하면, 미세플라스틱을 포함한 제1상태의 물(w1)이 수용되는 농축조(10)와, 상기 농축조와 연결된 제1배관을 통해 상기 제1상태의 물(w2)을 공급받아 미세플라스틱을 농축하고 여과하는 전기보조 분리기(20, EAS)와, 상기 전기보조 분리기 내부 저면에서 소정 거리 이격되어 구비되는 필터(30)와, 상기 전기보조 분리기 저면에 구비되어, 상기 전기보조 분리기에서 상기 필터를 통과한 제2상태의 물(w2)을 배출하는 제2배관과, 상기 전기보조 분리기 측면 중 상기 제1배관과 대향되는 측면에 구비되고, 상기 전기보조 분리기에서 상기 필터의 상측에 위치하는 제3상태의 물(w3)을 배출하는 제3배관과, 상기 전기보조 분리기의 상면에 양의 전기장을 가하고 상기 전기보조 분리기의 하면에는 음의 전기장을 부여하는 정전기장 부가장치(E)로 이루어진다.Summarizing the device in which the enrichment process in the present invention is performed, the first state water (w1) including microplastics is accommodated in the thickening tank 10 and the first pipe connected to the thickening tank ( w2), an electric auxiliary separator (20, EAS) for concentrating and filtering microplastics, a filter 30 provided at a predetermined distance from the bottom of the electric auxiliary separator, and provided on the bottom of the electric auxiliary separator, A second pipe for discharging water (w2) in a second state that has passed through the filter in the auxiliary electric separator, and provided on a side surface of the auxiliary electric separator facing the first pipe, and in the auxiliary electric separator A third pipe for discharging water (w3) in a third state located above the filter, and a positive electric field applied to the upper surface of the auxiliary electric separator and a negative electric field applied to the lower surface of the auxiliary electric separator Adding an electrostatic field It consists of a device (E).

상기 제3배관의 일단은 상기 전기보조 분리기의 측면에 연결되고, 타단은 상기 농축조에 연결되어 있어서, 상기 제3상태의 물이 상기 농축조로 재공급되고, 상기 제1배관 또는 상기 제3배관에는 물을 순환시키는 펌프가 구비된다.One end of the third pipe is connected to the side of the electric auxiliary separator, and the other end is connected to the thickening tank, so that the water in the third state is re-supplied to the thickening tank, and the first pipe or the third pipe A pump is provided to circulate the water.

상기 필터에 구비되는 투과막은 상기 미세플라스틱은 통과하지 못하는 크기의 공극이 형성되어 있어서, 상기 제3상태의 물은 상기 제1상태의 물 보다 미세플라스틱의 함량비율이 높아지고, 상기 제2상태의 물은 미세플라스틱을 포함하지 않게 된다.The permeable membrane provided in the filter is formed with pores of a size that the microplastics cannot pass through, so that the water in the third state has a higher content ratio of microplastics than the water in the first state, and the water in the second state does not contain microplastics.

상기 정전기장 부가장치에 의해 전기보조 분리기 상하면에 부가되는 전기장에 의해 미세플라스틱 입자는 상방향의 정전기력을 받아서 상기 필터의 여과막의 상측에 미세플라스틱이 축적되어 막히는 현상을 방지된다. The microplastic particles receive an upward electrostatic force by the electric field applied to the upper and lower surfaces of the electric assist separator by the electrostatic field adding device, thereby preventing microplastics from accumulating on the upper side of the filtration membrane of the filter to be clogged.

상기 전기보조 분리기(20)의 너비와 길이와 높이를 각각 W, L, H라 할 때, 상기 정전기장 부가장치에 의해 부가되는 정전기의 크기는 상기 높이(H)의 단위 cm 당 10V 내지 60V로 부가하면(V/cm), 미세플라스틱의 입자 크기가 10um 입자까지 효과적으로 농축되는 것을 확인하였다. When the width, length, and height of the electrically assisted separator 20 are W, L, and H, respectively, the magnitude of static electricity added by the electrostatic field adding device is 10V to 60V per unit cm of the height (H). When added (V/cm), it was confirmed that the particle size of microplastics was effectively concentrated to 10 μm particles.

상기 농축조(10)의 최초 물의 양을 Q0라고 할 때, 상기 제3상태의 물이 상기 농축조로 재공급되는 물의 양이 최초 물의 양을 Q0의 10% 이하가 되었을 때 상기 농축조의 재공급을 중단하는 것이 좋다. 즉, 최초 물의 양의 90% 이상이 배제될 때까지 농축과정을 진행하도록 한다.When the initial amount of water in the thickening tank 10 is Q 0 , the amount of water supplied to the thickening tank in the third state is 10% or less of the initial amount of Q 0 Re-supply of the thickening tank it is better to stop That is, the concentration process is performed until more than 90% of the initial amount of water is excluded.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

Claims (6)

농축조(10)에 수용된 미세플라스틱을 포함하는 제1상태의 물(w1)을 전기보조 분리기(20)로 공급하는 1단계;
상기 전기보조 분리기에 수평방향으로 배치된 필터(30)를 이용하여 전기보조 분리기 내부에서 미세플라스틱을 분리하는 2단계;
상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하여 상기 필터 아래쪽에 위치하는 제2상태의 물(w2)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하는 3단계;
상기 전기보조 분리기 내부에서 상기 필터를 통과하지 않아 상기 필터 위쪽에 위치하는 제3상태의 물(w3)을 상기 전기보조 분리기 외부로 배출하여 상기 농축조로 재공급하는 4단계; 및
상기 전기보조 분리기의 상면에는 양의 전기장을 가하고 상기 전기보조 분리기의 하면에는 음의 전기장을 가하는 5단계;를 포함하고,
상가 5단계에서 가해지는 전기장은 상기 전기보조 분리기(20)의 높이(H)에 비례하고, 상기 전기장의 크기는 높이(H)의 단위 cm 당 10V 내지 60V인 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
A first step of supplying water (w1) in a first state containing microplastics accommodated in the thickening tank (10) to the assisted electric separator (20);
a second step of separating microplastics from the inside of the electric auxiliary separator using a filter 30 disposed horizontally in the electric auxiliary separator;
a third step of discharging the water (w2) in the second state located below the filter through the filter in the electric auxiliary separator to the outside of the electric auxiliary separator;
a fourth step of discharging the water (w3) of the third state, which does not pass through the filter in the electric auxiliary separator and is located above the filter, to the outside of the electric auxiliary separator and resupplies it to the thickening tank; and
Step 5 of applying a positive electric field to the upper surface of the electrically assisted separator and applying a negative electric field to the lower surface of the electrically assisted separator,
The electric field applied in step 5 is proportional to the height (H) of the electric assist separator 20, and the magnitude of the electric field is 10V to 60V per unit cm of height (H) Microplastic particle concentration separation, characterized in that method.
제1항에 있어서,
상기 1단계에서 상기 제1상태의 물은 상기 전기보조 분리기의 일측면으로 공급되고,
상기 4단계에서 농축조로 재공급되는 제3상태의 물은 상기 전기보조 분리기의 일측면과 마주보는 타측면을 통해 배출되어 상기 농축조로 재공급되는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
According to claim 1,
In the first step, the water in the first state is supplied to one side of the electric auxiliary separator,
The microplastic particle concentration and separation method, characterized in that the water in the third state, which is supplied back to the thickening tank in step 4, is discharged through the other side facing the one side of the electric auxiliary separator and re-supplied to the thickening tank.
제2항에 있어서,
상기 제1상태의 물과 상기 제3상태의 물은 펌프에 의해 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
According to claim 2,
The method for concentrating and separating microplastic particles, characterized in that the water in the first state and the water in the third state are circulated by a pump.
제2항에 있어서,
상기 필터에는 미세플라스틱이 통과하지 못하는 크기의 공극이 형성되어 있어서,
상기 제3상태의 물은 상기 제1상태의 물 보다 미세플라스틱의 함량비율이 높아지고, 상기 제2상태의 물은 미세플라스틱을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
According to claim 2,
The filter is formed with pores of a size that does not allow microplastics to pass through.
Wherein the water in the third state has a higher content ratio of microplastics than the water in the first state, and the water in the second state does not contain microplastics.
제2항에 있어서,
상기 전기보조 분리기 상하면에 부가되는 전기장에 의해 미세플라스틱 입자는 상방향의 정전기력을 받아서 상기 필터의 여과막의 상측에 미세플라스틱이 축적되어 막히는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
According to claim 2,
Microplastic particles are concentrated and separated, characterized in that by the electric field applied to the upper and lower surfaces of the electrically assisted separator, the microplastic particles receive an upward electrostatic force to prevent the accumulation of microplastics on the upper side of the filtration membrane of the filter and clogging.
제2항에 있어서,
상기 농축조(10)의 최초 물의 양을 Q0라고 할 때, 상기 제3상태의 물이 상기 농축조로 재공급되는 물의 양이 최초 물의 양을 Q0의 10% 이하가 되었을 때 상기 농축조의 재공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 미세플라스틱 입자 농축 분리 방법.
According to claim 2,
When the initial amount of water in the thickening tank 10 is Q 0 , the amount of water supplied to the thickening tank in the third state is 10% or less of the initial amount of Q 0 Re-supply of the thickening tank A microplastic particle concentration separation method, characterized in that to stop.
KR1020220112230A 2021-12-27 2022-09-05 Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus KR102578910B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220112230A KR102578910B1 (en) 2021-12-27 2022-09-05 Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210188307A KR102467306B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Microplastic Separation and Concentration Apparatus
KR1020220112230A KR102578910B1 (en) 2021-12-27 2022-09-05 Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210188307A Division KR102467306B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Microplastic Separation and Concentration Apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230099621A true KR20230099621A (en) 2023-07-04
KR102578910B1 KR102578910B1 (en) 2023-09-13

Family

ID=84235842

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210188307A KR102467306B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Microplastic Separation and Concentration Apparatus
KR1020220112230A KR102578910B1 (en) 2021-12-27 2022-09-05 Microplastic Separation Method using Concentration Apparatus

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210188307A KR102467306B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Microplastic Separation and Concentration Apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102467306B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006343220A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toray Ind Inc Pretreatment method of biocomponent-containing solution and analysis solution purification method
KR20200129859A (en) * 2019-05-10 2020-11-18 이연수 Apparatus for collecting microplastics
US20210317012A1 (en) * 2018-09-06 2021-10-14 University Of Vermont And State Agricultural College Water treatment systems, an electric filtration cell, and methods of separating and acquiring charged compositions, such as phosphorous

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006343220A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toray Ind Inc Pretreatment method of biocomponent-containing solution and analysis solution purification method
US20210317012A1 (en) * 2018-09-06 2021-10-14 University Of Vermont And State Agricultural College Water treatment systems, an electric filtration cell, and methods of separating and acquiring charged compositions, such as phosphorous
KR20200129859A (en) * 2019-05-10 2020-11-18 이연수 Apparatus for collecting microplastics

Also Published As

Publication number Publication date
KR102578910B1 (en) 2023-09-13
KR102467306B1 (en) 2022-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8999132B2 (en) Desalination and purification system
US10071383B2 (en) High-volume fast separation of multi-phase components in fluid suspensions
Weimin et al. Separation of titanium dioxide from photocatalytically treated water by cross-flow microfiltration
EP3083051B1 (en) Method for separation of particulates
Zoubeik et al. A novel antifouling technique for the crossflow filtration using porous membranes: Experimental and CFD investigations of the periodic feed pressure technique
KR101921626B1 (en) Oil collecting apparatus and oil collecting system having the same
Bowen et al. Pulsed electrokinetic cleaning of cellulose nitrate microfiltration membranes
KR101726286B1 (en) Collecting apparatus for extracellular vesicles and method for using the same
KR102467306B1 (en) Microplastic Separation and Concentration Apparatus
CN110639235B (en) Oil-water separation device and method
KR102627486B1 (en) Microplastic Separation Apparatus ans Microplastic Separation Method using the same
JPH08108020A (en) Ultrafiltration system and ultrafiltration method using same
Al Alam et al. Active jamming of microswimmers at a bottleneck constriction
CA2247386A1 (en) Membrane filter with electrical and/or acoustic enhancement
CN104649481B (en) A kind of equipment for processing waste emulsified mixture
CN207654759U (en) A kind of drainage type oil water separator
KR101791307B1 (en) Apparatus for purifying water and method for purifying water using the same
CN207356630U (en) A kind of elevator water-oil separating disk
JP2014128777A (en) Apparatus and method for flocculating, separating and recovering particle
CN1736613A (en) Deposition-floatation method for separating solid multi-phase mixture
GB2315428A (en) Membrane Filter
Sano et al. In-Situ Estimation of Selective Capture of Tungsten Carbide Particles from Mixture with Diatomite Particles by Mesh-Stacked Dielectrophoresis Separator
JPH0377603A (en) Method and device for separating two liquids
RICHARD BOWEN et al. Pulsed electrochemical cleaning of inorganic microfiltration membranes
Zhang Nanoparticle separation in cross-flow filtration by introduction of electrophoresis

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant