WO2019066463A1

WO2019066463A1 - 미세 입자 분리 장치

Info

Publication number: WO2019066463A1
Application number: PCT/KR2018/011376
Authority: WO
Inventors: 정진영; 이병준
Original assignee: 영남대학교 산학협력단
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-04-04
Also published as: US20200246732A1; KR101945778B1; US11872509B2

Abstract

본 발명은 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로; 상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로; 상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프를 포함하고, 상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치를 제공한다.

Description

미세 입자 분리 장치

본 발명은 미세 입자 분리 장치에 관한 것으로, 하천 등에서 존재하는 다양한 크기의 미세 입자를 분리 가능한 미세 입자 분리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수질오염이란 물이 지니고 있는 자연정화능력을 초과하여 오염물질이 자연수역에 배출됨으로써 더 이상 이용목적에 적합하지 않게 된 상태를 말하며, 유기물질 유입에 따른 오염은 거의 문제가 되지 않는 반면 최근에는 부영양화와 독성물질에 의한 위해도 증가 등이 사회적인 이슈로 대두되고 있다. 최근에 각종 환경오염 중에서 가장 빈번하고도 중요하게 부각되고 있는 문제가 바로 부영양화에 의한 상수원의 수질저하이다.

부영양화는 수계 내로 생활하수나 산업폐수 및 가축의 배설물 내 영양염류의 유입이 증가되면서 일어나는 현상으로, 특정 조류의 대량증식으로 수 표면에 조류의 덩어리를 형성한다. 부영양화시 낮에는 대량 증식한 남조류의 광합성 작용에 의해 표층에 녹아 있는 산소의 양이 과포화 상태이며, 투명도는 1.5 m 이하로 매우 낮아지게 된다.

이때, 조류(Algae)는 엽록소-a(Chlorophyll-a)를 함유하여 식물과 동일한 형태의 광합성 작용을 하지만, 뿌리, 잎, 줄기 등의 분화가 명확히 일어나지 않고, 대사물질의 이동통로로 이용되는 물관, 체관 등의 유관속 구조(Vascular bundle)를 갖지 않는 생물체를 통칭한다. 조류를 크기로 분류할 경우, 단세포로 이루어져 현미경으로 형태를 관찰할 수 있는 미세조류(Microalgae)와 다세포로 이루어져 육안으로 식별이 가능한 거대조류(Macroalgae)로 나눌 수 있으며, 미세조류는 식물플랑크톤(Phytoplankton)이라고도 불린다. 미세조류는 다른 분류군에 속하는 생명체에 비해 형태나 분류가 매우 다양하고 복잡하기 때문에 간단하게 일반화하기가 쉽지 않으며, 보통 10㎛ 의 크기 또는 길이를 갖는 것으로 알려져 있다.

한편, 계통발생학적 기준에 따라 조류를 분류할 경우, 핵막이 없는 원핵생물(Prokaryote)에 해당하는 남조류(Blue- green algae, cyanobacteria)와 핵막이 있는 진핵생물(Eukaryote)에 속하는 조류로 구분된다. 이때, 남조류는 부영양화된 호수와 하천에 녹조를 발생시켜 다양한 환경문제를 야기하는 것으로 알려져 있다. 남조류가 가진 독소로 인해 식수원의 안전성이 위협받고, 녹조가 사멸(死滅)하면서 산소를 고갈시켜 다른 수생생물들의 폐사를 유발하는 등 다양한 문제를 일으킨다.

이렇게, 조류(algae)의 덩어리, 즉 식물 플랑크톤이 대량 증식하게 되면 물의 색도(color)가 변화하게 되는데, 이를 담수(freshwater)에서는 수화(algal bloom, water bloom) 또는 녹조(green tide) 등 다양한 용어로 지칭하고 있다.

전술한 바와 같이, 대부분 녹조의 원인종은 미크로시스티스(Microcystis), 아나베나(Anabaena), 그리고, 오실라토리아(Oscillatoria), 등으로 분류학상 원핵생물인 남조류(blue green algae)에 속하는데, 수면에 덩어리를 형성하고, 식수에서 이취미(taste and odor)를 유발하며, 정수장의 침전사를 막는 등 여러 가지 환경문제를 일으킨다.

이러한, 부영양화에 의한 조류(algae)의 발생은 당해 연도의 수질을 오염시킬 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 사멸된 조류가 가라앉게 되고, 가라앉은 조류는 호수 바닥에서 부패되어, 총인(T-P)을 호수 내로 방출시키며, 수온의 상승과 함께 부상하여 항구적인 부영양화를 유발하게 된다.

이에, 국내에서는 황토 등을 살포하는 방법으로 미세조류를 침강시켜 시야에서 사라지게 하는 단기적 제거 방법이 주로 사용되었다. 그러나 해수의 적조에 비해 침강 효과가 약하여 실효가 크지 않았다.

이를 방지하기 위하여 다양한 장치 및 방법이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국공개특허공보 제2010-0091053호(2010.08.18.)에는 '정체수역의 수질개선장치'가 게재되어 있고, 대한민국공개특허공보 제10-2017-0030353호(2017.03.17)에는 '녹조 제거용 물 순환 장치'가 게재되어 있다.

그러나, 전자의 기술에 의할 때 수질오염원을 근본적으로 제거할 수 없다는 문제점이 있고, 후자의 기술에 의할 때 규산염과 같은 수처리제에 수질오염원이 가득 차게 되지만 이를 제거할 수단이 부재하다는 문제가 있다.

또한 양 발명 모두 녹조와 같은 수질오염원이 펌프의 프로펠러나 동력원에 달라붙게 되어 불균일한 회전을 야기해 고장을 일으킬 수 있다는 문제가 있다.

따라서, 녹조 등 수질오염원을 근본적으로 제거하면서도, 장시간 장치의 가동이 가능하고, 수질오염원에 의해 녹조 제거 장치가 손상을 입지 않는 펌프 시스템의 개발이 필요하다.

본 발명은 메쉬부가 미세 입자에 의해 막히는 현상을 방지하여 청소를 위한 중단 없이 연속적으로 가동될 수 있도록 하기 위해, 필터부가 회전이 가능한 메쉬부를 갖고, 상기 메쉬부를 사이로 마련된 두 영역 각각에 필터부로 유출수가 유입되는 유로 및 필터부로부터 유출수가 유출되는 유로가 함께 마련된 미세 입자 분리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 메쉬부가 미세 입자에 의해 막히는 현상을 방지하여 청소를 위한 중단 없이 연속적으로 가동될 수 있도록 하기 위해, 필터부 내에 설치되되 블레이드 조립체의 적어도 일부가 회전 가능하게 장착된 메쉬부를 사이로 마련된 두 영역 각각에 필터부로 유출수가 유입되는 유로 및 필터부로부터 유출수가 유출되는 유로가 함께 마련된 미세 입자 분리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 하천 등에 혼재하는 미세 입자를 선택적으로 분리하되, 상기 미세 입자에 의해 메쉬부가 막히는 현상을 방지하여 지속적인 사용이 가능하도록 한 미세 입자 분리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로; 상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로; 상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 적어도 일부를 관통하는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로; 상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로; 상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 블레이드 조립체는 적어도 일부가 상기 제1 메쉬부의 표면에서 회전 가능한 형태인, 미세 입자 분리 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 적어도 일부를 관통하는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 블레이드 조립체는 적어도 일부가 상기 제1 메쉬부의 표면에서 회전 가능한 형태인, 미세 입자 분리 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치는 필터부 내 회전이 가능한 메쉬부를 사이로 마련된 두 영역 각각에 필터부로 유출수가 유입되는 유로 및 필터부로부터 유출수가 유출되는 유로가 함께 마련되어, 메쉬부가 미세 입자에 의해 막히는 현상을 방지하여 청소를 위한 중단 없이 연속적으로 가동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치는 필터부 내에 설치되되 블레이드 조립체의 적어도 일부가 회전 가능하게 장착된 메쉬부를 사이로 마련된 두 영역 각각에 필터부로 유출수가 유입되는 유로 및 필터부로부터 유출수가 유출되는 유로가 함께 마련되어, 메쉬부가 미세 입자에 의해 막히는 현상을 방지하여 청소를 위한 중단 없이 연속적으로 가동될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부를 도시한 분해 사시도이다.

도 6 및 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부의 하우징을 도시한 도면이다.

도 8 내지 도 15은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 도시한 도면이다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치의 사용 실시 형태를 나타낸 것이다.

도 17 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

도 23은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 사용된 용어 “미세 입자”는 조류, 곰팡이, 효모, 세균 등 미생물뿐만 아니라, 하상의 모래, 귀금속 등 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 의해 필터링이 가능한 입자를 지칭할 수 있다.

또한 본 발명에서 사용된 용어 “유출수”는 특정 유로를 통과하는 것으로 한정되지 않고, 입상 미세 입자가 포함된 슬러지(sludge)가 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입되는 제1 유로(11) 및 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 후의 제2 유로(12) 내지 제7 유로(17)를 통과하는 유체를 모두 지칭할 수 있다.

또한 본 발명에서 사용된 용어 “제1 필터부”는 제1 유로(11), 제2 유로(12), 제4 유로(14) 및 제5 유로(15)가 모두 장착된 필터부, 또는 제1 유로(11), 제5 유로(15) 및 제6 유로(16)가 모두 장착된 필터부를 지칭할 수 있다.

또한 본 발명에서 사용된 용어 “저장조(1)”는 제1 유로(11)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 유입된 유출수가 제5 유로(15)를 통해 유출되는 곳으로, 별도의 저장 공간을 지칭하거나 또는 하천, 바다, 지면 등을 지칭할 수 있다.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로; 상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로; 상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로; 상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로; 상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 블레이드 조립체는 회전하는 블레이드를 구비하는, 미세 입자 분리 장치가 제공된다.

이때, 상기 제1 메쉬부 구멍의 직경은 40 ㎛ 내지 1 ㎜ 일 수 있다.

또한 상기 블레이드 조립체는 상기 블레이드의 일측에 부착된 청소솔를 구비하며, 상기 청소솔은 상기 블레이드의 회전시 상기 제1 메쉬부의 표면에 접촉하면서 회전할 수 있다.

또한 상기 제1 영역에서 상기 제1 유로가 연결되도록 마련된 제1 유로 연결구의 면적은 상기 제2 영역에서 상기 제4 유로가 연결되도록 마련된 제4 유로 연결구의 면적 보다 클 수 있다.

일 예로, 상기 제1 펌프는 상기 제1 유로 내지 제5 유로 중 적어도 어느 하나 이상에 설치될 수 있다.

이때, 상기 제1 펌프는 제2 유로의 적어도 일부에 설치될 수 있다.

이때, 상기 제4 유로의 적어도 일부에 설치된 제2 펌프를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제5 유로의 적어도 일부에 설치된 제2 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 제2 유로는 샘플채취용 밸브가 장착되어 상기 제1 유로를 통해 유입되는 슬러지 내 미세 입자의 성분 분석이 가능할 수 있다.

또한 상기 제3 유로는 샘플채취용 밸브가 장착되어 상기 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되는 미세 입자의 성분 분석이 가능할 수 있다.

일 예로, 상기 제3 유로로 연결되는 상기 제2 유로의 측면에 제2 필터부가 설치되고, 상기 제2 필터부는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하인 제2 메쉬부가 실장될 수 있다.

이때, 상기 제2 필터부는 상기 제2 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장될 수 있다.

이때, 상기 제2 유로에서 배출된 유출수가 저장되는 저류조를 더 포함하고, 상기 저류조로부터 상기 제3 유로 및 상기 제4 유로로 유출수가 유입 가능할 수 있다.

이때, 상기 저류조에서 상기 제3 유로로 연결되는 입구에 제3 필터부가 설치되고, 상기 제3 필터부는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하인 제3 메쉬부가 실장될 수 있다.

이때, 상기 제3 필터부는 상기 제3 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장될 수 있다.

일 예로, 상기 제1 필터부는 상기 제1 메쉬부 표면에 고정되는 블레이드 조립체가 더 실장될 수 있다.

또한 상기 제1 유로를 통해 유입된 슬러지 중 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 상기 미세 입자를 상기 제4 유로를 통해 상기 제1 필터부로 유입되는 유출수의 수압에 의해 상기 저장조로 유입시킬 수 있다.

이때, 상기 미세 입자는 조류(algae) 군체를 포함할 수 있다.

이때, 상기 조류는 마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아 및 아파니조메논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 상기 저장조는 구멍의 직경이 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 제4 메쉬부를 포함하여, 상기 조류 군체는 상기 제4 메쉬부에 의해 걸러지고, 정수된 물이 상기 저장조 외부로 배출되도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는 전술한 미세 입자 분리 장치를 포함하는, 미세 입자 분리 시스템을 제공할 수 있다.

이때, 상기 제1 유로를 통해 유입된 슬러지 중 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 상기 미세 입자를 상기 제4 유로를 통해 상기 제1 필터부로 유입되는 유출수의 수압에 의해 상기 저장조로 유입시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로; 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로; 상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로; 상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및 상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;를 포함하고, 상기 블레이드 조립체는 회전하는 블레이드를 구비하는, 미세 입자 분리 장치가 제공된다.

이때, 상기 저장조는 상기 제5 유로로부터 배출되는 유출수가 저장되는 제1 저장조 및 상기 제1 저장조에서 상기 미세 입자가 분리된 유출수가 저장되는 제2 저장조를 포함하고, 상기 제1 저장조에 포함된 상기 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제4 필터부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 저장조에서 상기 제2 저장조로 유출수를 배출시키는 제7 유로를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제7 유로의 적어도 일부에 장착되어 유출수의 흐름을 발생시키는 제4 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한 전술한 미세 입자 분리 장치는 상기 제3 유로에 연결되어 상기 제1 메쉬부를 통과한 입자를 분리하여 저장하는 분리조를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 분리조는 제6 필터부를 더 포함하고, 상기 제6 필터부는 구멍의 직경이 10 ㎛ 이하인 제6 메쉬부가 실장될 수 있다.

또한 전술한 미세 입자 분리 장치에서 상기 저장조는 제5 필터부를 더 포함하고, 상기 제5 필터부는 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 입자가 통과하지 못하는 구멍 크기를 갖는 제5 메쉬부가 실장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제1 유로(11), 제1 필터부(100), 제2 유로(12), 제3 유로(13), 제4 유로(14), 제5 유로(15), 저장조(1) 및 제1 펌프(10)를 포함한다.

제1 유로(11)는 미세 입자가 포함된 슬러지를 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입시키는 것으로, 일 말단이 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 제1 영역(180a, 280a, 380a, 480a, 580a, 680a)에 연결될 수 있다. 이때, 제1 유로(11)는 별도의 반응조와 연결될 수도 있고, 하천 또는 바다로부터 직접 유출수가 유입될 수도 있다.

제1 필터부(100, 200, 300, 400)는 슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리 가능한 제1 메쉬부(120, 220)가 실장되고, 제1 메쉬부(120, 220)를 사이로 제1 영역(180a, 280a, 380a, 480a, 580a, 680a) 및 제2 영역(180b, 280b, 380b, 480b, 580b, 680b)을 갖는 하우징(110, 510, 610)을 포함한다. 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 구체적인 구성은 후술한다.

제2 유로(12)는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수가 유입되는 곳으로, 일 말단이 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 제2 영역(180b, 280b, 380b, 480b, 580b, 680b)에 연결될 수 있다. 이때, 제2 유로(12)는 미세 입자 분리 장치 외부로 유출수를 배출시키는 제3 유로(13) 및 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유출수를 반송(返送)시키는 제4 유로(14)와 연결될 수 있다.

제3 유로(13)는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수를 외부로 배출시키는 것으로, 별도의 분리조(5) 또는 저장이 가능한 곳으로 유출수를 배출시킬 수 있고, 또는 하천이나 바다로 직접 유출수를 유출시킬 수 있다. 분리조(5)는 도 17을 들어 후술한다.

제4 유로(14)는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수가 제2 유로(12)를 통해 유입되는 곳으로, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 제2 영역(180b, 280b, 380b, 480b, 580b, 680b)에 연결될 수 있다. 즉, 제4 유로(14)는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에서 제2 유로(12)가 연결된 영역과 동일한 영역에 연결됨으로써, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 실장된 제1 메쉬부(120, 220)를 향해 제1 유로(11)에서 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 가하는 수압의 반대 방향으로 수압을 가할 수 있다. 따라서, 제4 유로(14)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입되는 유출수의 수압에 의해 제1 메쉬부(120, 220)의 구멍을 막은 미세 입자를 후술하는 제5 유로(15)를 통해 배출시킬 수 있다.

제5 유로(15)는 제4 유로(14)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입된 유출수가 유입되는 곳으로, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 제1 영역(180a, 280a, 380a, 480a, 580a, 680a)에 연결될 수 있으며, 전술한 바와 같이 제4 유로(14) 내 유체의 수압에 의해 제1 메쉬부(120, 220)를 막은 미세 입자가 제1 메쉬부(120, 220)로부터 이탈되어 제5 유로(15)로 유입될 수 있다.

저장조(1)는 제5 유로(15)로 유입된 유출수가 배출되는 곳으로, 분리 대상 미세 입자가 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장조(1)에는 조류 등이 저장되고 생물 반응을 통해 이들을 제거 가능한 약품이 투입될 수 있고, 또는 UV-C 조사 장치가 내부에 설치되어 하천 등의 오염을 일으키는 미생물을 제거할 수 있다. 저장조(1)는 후술할 제1 저장조(3) 및 제2 저장조(4)를 더 포함할 수 있다.

제1 펌프(10)는 제1 유로(11)를 통해 유출수를 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입시키고, 미세 입자 장치 내에서 유출수를 순환시키며, 유출수를 제5 유로(15)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400) 외부로 또는 제3 유로(13)를 통해 미세 입자 장치 외부로 배출시키는 수압을 제공할 수 있다. 제1 펌프(10)는 제1 유로(11) 내지 제5 유로(15) 중 적어도 어느 하나 이상에 단수 또는 복수개가 설치될 수 있고, 예를 들어, 제2 유로(12)의 적어도 일부에 설치될 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 필터부를 도시한 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 제1 필터부(100)는 하우징(110), 제1 메쉬부 커버(130) 및 제1 메쉬부(120)를 포함할 수 있다. 제1 메쉬부 커버(130)는 제1 메쉬부(120)를 사이로 한 쌍이 대향하여 설치될 수 있다. 이때, 제1 메쉬부 중앙 홈(121) 및 제1 메쉬부 커버 중앙 홈(131)을 관통하도록 마련된 제1 메쉬부 커버 캡(140)이 설치될 수 있고, 제1 메쉬부 커버 캡(140) 자체가 회전 또는 제1 메쉬부 커버 캡(140) 표면에서 제1 메쉬부(120)가 회전 가능할 수 있다. 이때, 제1 메쉬부(120)는 유출수의 수압에 의해 회전이 가능하도록 팬 형태로 마련될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 제1 필터부(300)는 제1 메쉬부(220)를 회전시킬 수 있는 별도의 동력원이 제공된다. 예를 들어, 제1 메쉬부(220)가 모터(60)에 의해 회전이 가능하도록 제1 메쉬부 중앙 홈(221)이 모터(60)의 기어와 맞물리는 형태일 수 있고, 제1 메쉬부(220)가 모터(60)에 의해 회전할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 미세 입자 분리 장치는 수압에 의해 자동으로 제1 메쉬부(120, 220)가 회전하도록 할 수 있고, 또는 동력원을 통해 제1 메쉬부(120, 220)를 회전시킴으로써, 제1 메쉬부(120, 220)의 구멍을 막는 미세 입자를 효과적으로 제1 메쉬부(120, 220)에서 제5 유로(15)를 통해 저장조로 배출시킬 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제1 필터부를 도시한 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 들어 전술한 제1 필터부(100, 300)는 제1 메쉬부(120, 220)가 회전 가능한 형태인 반면, 도 4 및 도 5에 따른 제1 필터부(200, 400)는 제1 메쉬부(120)의 표면에서 적어도 일부가 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체(150, 250)가 실장된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 블레이드 조립체(150, 250)는 제1 메쉬부(120)를 관통하도록 마련된 제1 메쉬부 커버 캡(240, 440), 제1 메쉬부(120) 표면 상에 마련된 블레이드(160, 260) 및 블레이드(160, 260)의 일측에 부착된 청소솔(170, 270)을 구비하며, 청소솔(170, 270)은 블레이드(160, 260)의 회전시 제1 메쉬부(120)의 표면에 접촉하면서 회전하는 형태일 수 있다. 이때, 블레이드 조립체(150, 250)는 도 4에 도시한 바와 같이 수압에 의해 자동으로 회전하는 형태가 적용될 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 모터(60)에 의해 회전하는 형태가 적용될 수 있다.

예를 들어, 블레이드(160, 260)의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 슬러지 유입 방향과 유출 방향이 일치하는 축류형 블레이드(160, 260) 일 수 있다. 따라서, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 블레이드(160, 260)의 회전을 위한 별도의 동력 장치가 장착되지 않고 제1 유로(11)를 통해 유입되는 수압에 의해 회전할 수 있으나, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 모터(60)에 의해 구동될 수도 있다. 또한, 블레이드(160, 260)의 개수는 특별히 한정되지 않으나, 도 4 및 도 5를 참조하면, 1개 내지 4개가 형성될 수 있다.

따라서, 블레이드(160, 260)가 회전할 때 청소솔(170, 270)이 제1 메쉬부(120)의 표면에 접촉한 상태로 회전하게 되어 제1 메쉬부(120)의 구멍을 막고 있는 미세 입자가 쓸려 나가고, 쓸려 나간 미세 입자는 제1 필터부의 하우징(110) 내부에서 와류 후 제4 유로(14)에 의한 수압으로 저장조(1)로 배출될 수 있다.

즉, 미세 입자 분리 장치는 적어도 일부가 제1 메쉬부(120) 표면에서 회전하는 블레이드 조립체(150, 250)를 더 포함함으로써, 제1 메쉬부(120)의 구멍을 막는 미세 입자를 효과적으로 쓸어 내고 제4 유로(14)에서 제1 필터부(200, 400)로 유입되는 수압에 의해 미세 입자를 제5 유로(15)를 통해 저장조(1)로 배출시킬 수 있다.

한편, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)는 제1 메쉬부(120) 표면에 고정되는 블레이드 조립체(150, 250)를 더 포함할 수 있다. 즉, 도 2 내지 도 3을 들어 전술한 바와 같이 회전이 가능한 제1 메쉬부(120) 상에 고정된 블레이드 조립체(150, 250)가 마련됨으로써, 제1 메쉬부(120)의 구멍을 막고 있는 미세 입자를 더욱 효율적으로 제5 유로(15)를 통해 배출시킬 수 있다.

이때, 제1 메쉬부(120, 220)는 구멍의 직경이 40 ㎛ 내지 1 ㎜ 일 수 있다. 수질 오염의 주 원인 중 하나인 유해남조류는 마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아, 아파니조메논 등이 있다. 단위세포의 형태는, 마이크로시스티스가 길이 4~8㎛의 구형 또는 타원형, 아나베나가 길이 7~15㎛의 구형 또는 타원형, 오실라토리아가 직경 4~6㎛, 길이 2.5~4㎛의 원통형, 아파니조메논이 직경 4~6㎛, 길이 5~15㎛의 원통형인 것으로 알려져 있다. 그러나, 이들 유해남조류는 군체를 이루고, 그 크기는 적어도 60㎛ 인 것으로 알려져 있고, 수중 환경에 따라 8 ㎜를 넘는 크기도 발견된다. 따라서, 본 발명에 따른 메쉬부(120, 220)는 구멍의 직경이 지나치게 작게 형성되어 유체의 흐름을 방해하는 현상을 방지하면서도, 구멍의 직경이 지나치게 크게 형성되어 미세 입자의 분리 효율을 저감시키는 현상을 방지하기 위해 제1 메쉬부(120, 220)는 구멍의 직경이 40 ㎛ 내지 1 ㎜ 인 것이 바람직하다.

도 6 및 도 7를 참조하면, 하우징(510, 610)에 연결되는 제1 유로 연결구(111)의 면적은 하우징(510, 610)에 연결되는 상기 제4 유로 연결구(114)의 면적 보다 큰 형태일 수 있다. 따라서, 제4 유로(14)는 제1 유로(11) 보다 유체의 유동 면적이 축소되어 유출수의 수압이 증가됨으로써 펌프에 과도한 전력을 공급하지 않아도 미세 입자가 분리되는 연속 공정이 구동될 수 있다.

도 8 내지 도 15은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 도시한 도면이다.

도 8 및 도 9을 참조하면, 미세 입자분리 장치는 샘플 채취용 밸브(70)가 더 장착될 수 있다. 샘플 채취용 밸브(70)는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수 내 미세 입자의 성분 분석이 가능한 것으로, 예를 들어, 오염 물질의 포함 여부, 조류 군체의 포함 여부 또는 그 종류, 금속 원소의 포함 여부 등의 검출이 가능하다. 예를 들어, 샘플 채취용 밸브(70)는 제2 유로(12)에 장착되어 제1 유로(11)를 통해 유입되는 슬러지 내 미세 입자의 성분 분석이 가능할 수 있고, 제3 유로(13)에 장착되어 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되는 미세 입자의 성분 분석이 가능할 수 있다.

도 10을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제3 유로(13)로 연결되는 제2 유로(12)의 측면에 제2 필터부(40)가 더 설치될 수 있고, 제2 필터부(40)는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 제2 메쉬부가 실장되어, 미세 입자가 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되지 않도록 할 수 있다. 이때, 상기 제2 메쉬부는 전술한 제1 메쉬부(120, 220)의 구성이 적용될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 메쉬부는 구멍의 직경이 10 ㎛ 이하일 수 있다. 미세조류는 크기 또는 길이가 보통 10㎛ 정도인 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 제2 메쉬부로 미세조류를 필터링 함으로써 제3 유로(13)를 통해 미세조류도 분리된 정화된 물이 배출될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 미세 입자 분리 장치는 유출수가 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 원활하게 통과하면서 동시에 상대적으로 큰 입자는 상기 제1 메쉬부에 의해 걸러진 후 저장조(1)로 배출되도록 하는 것으로, 상기 제1 메쉬부의 구멍 크기가 10 ㎛ 이하인 경우 유출수가 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 원활하게 통과하기 어려울 수 있다. 따라서, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 구멍 크기가 40 ㎛ 내지 1 ㎜ 인 상기 제1 메쉬부가 설치되고, 상기 제2 메쉬부로는 구멍의 직경이 10 ㎛ 이하인 것을 적용함으로써, 유출수의 원활한 흐름을 유지하는 동시에 유출수의 정화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 제2 필터부(40)에는 상기 제2 메쉬부의 표면에서 적어도 일부가 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체(150, 250)가 실장될 수 있고, 도 4 및 도 5를 들어 전술한 바와 같이 블레이드 조립체(150, 250)는 제1 메쉬부 커버 캡(240, 440), 블레이드(160, 260) 및 블레이드(160, 260)의 일측에 부착된 청소솔(170, 270)을 구비하며, 청소솔(170, 270)은 블레이드(160, 260)의 회전시 제1 메쉬부(120)의 일측면에 접촉하면서 회전하는 형태가 적용될 수 있다.

따라서, 미세 입자 분리 장치는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수에 포함된 미세 입자가 제3 유로(13)를 통해 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되지 않도록 할 수 있고, 제2 필터부(40)에 블레이드 조립제(150, 250)가 실장되어 미세 입자 등이 상기 제2 메쉬부 구멍을 막는 현상을 방지할 수 있다.

도 11을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제2 유로(12)에서 배출된 유출수가 저장되는 저류조(2)를 더 포함하고, 저류조(2)는 제3 유로(13) 및 제4 유로(14)에 연결될 수 있다. 또한 도 12를 참조하면, 저류조(2)에서 제3 유로(13)로 연결되는 입구에 제3 필터부(50)가 설치되고, 제3 필터부(50)는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 제3 메쉬부가 실장될 수 있다. 또한 상기 제3 메쉬부는 구멍의 직경이 10 ㎛ 이하일 수 있고, 구체적인 내용은 상기 제2 메쉬부를 들어 상술한 바를 적용할 수 있다. 한편, 상기 제3 메쉬부는 전술한 제1 메쉬부(120, 220)의 구성이 적용될 수 있다. 이때, 제3 필터부(50)는 상기 제3 메쉬부의 표면에서 적어도 일부가 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체(150, 250)가 실장될 수 있고, 블레이드 조립체(150, 250)의 형태는 도 4 내지 도 5를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다.

따라서, 미세 입자 분리 장치는 유출수가 제3 유로(13)를 통해 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되기 전에 저류조(2)에 머물도록 함으로써, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과하되 외부로 바로 배출하기 바람직하지 않은 미세 입자를 침전시키거나 또는 제3 필터부(50)를 통해 2차 필터링 함으로써, 제1 유로(11)를 통해 유입된 유출수 내 미세 입자의 분리 효율을 향상시킬 수 있다.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제1 펌프(10) 외에 추가적인 펌프가 더 설치될 수 있다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 제4 유로(14) 및/또는 제5 유로(15)에 제2 펌프(20)가 추가로 설치되어 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 가하는 수압을 증가시켜 제1 메쉬부(120, 220) 구멍을 막는 미세 입자를 효율적으로 제5 유로(15)로 배출시킬 수 있다. 도 15를 참조하면, 제3 유로(13)에 제3 펌프(30)가 추가로 설치되어 미세 입자 분리 장치 외부에서 먼 곳으로 미세 입자가 분리된 유출수를 배출시킬 수 있다. 또한, 도 23을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제2 유로(12)에서 배출된 유출수가 저장되는 저류조(2)를 더 포함하고, 저류조(2)는 제3 유로(13) 및 제4 유로(14)에 연결될 수 있다.

미세 입자 분리 장치는 수상 또는 지상에 설치될 수 있다. 미세 입자 분리 장치는 도 16에 나타낸 바와 같이 조류 군체가 형성된 수중 환경 주변에 설치될 수 있다. 미세 입자 분리 장치는 제1 펌프(10)에 의해, 제1 유로(11)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 슬러지를 유입하고, 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 의해 조류 군체가 분리된 유출수가 제2 유로(12)로 유입된 후, 제3 유로(13)를 통해 조류 군체가 제거된 유출수를 외부로 배출시킬 수 있다. 이와 동시에, 제2 유로(12)로 유입된 유출수를 제4 유로(14)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입시킴으로써, 제1 유로(11)를 통해 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입되어 제1 메쉬부(120, 220) 구멍을 막고 있는 조류 군체를 제1 메쉬부(120, 220) 구멍에서 이탈시켜 제5 유로(15)로 배출시킬 수 있다. 제5 유로(15)로 배출된 유출수는 저장조(1)로 배출되고, 저장조(1) 내에서 조류 군체를 직접 제거하거나 또는 조류 군체를 제거할 수 있는 다른 공간으로 이동시킬 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

도 17을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제3 유로(13)에 연결되는 분리조(5)를 더 포함할 수 있다. 분리조(5)는 제1 메쉬부(120, 220)를 통과한 입자가 저장조(1)로 회귀되지 않고 분리되도록 하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 바다에서 입자가 가는 모래만 채취하거나 또는 이에 포함되는 귀금속 등을 채취하고자 할 때, 제1 메쉬부(120, 220)를 통과하지 못하는 큰 입자(a)는 저장조(1)로 배출되고, 제1 메쉬부(120, 220)를 통과한 미세 입자(b)는 분리조(5)로 분리되도록 함으로써, 큰 입자(a)에 의해 제1 펌프(10)가 손상되지 않으면서도 효율적으로 미세 입자(b)를 분리할 수 있다.

도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

도 18에 따른 미세 입자 분리 장치는, 도 17을 들어 전술한 미세 입자 분리 장치에서 제6 필터부(82)를 더 포함할 수 있다. 제6 필터부(82)에는 제6 메쉬부가 실장될 수 있다. 상기 제6 메쉬부는 구멍 크기가 40 ㎛ 이하, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 일 수 있고, 예를 들어, 10 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 제6 메쉬부는 상기 제2 메쉬부를 들어 전술한 구성이 적용될 수 있다.

한편, 크기 또는 길이가 보통 10㎛ 로 알려져 있는 미세조류는 최근 바이오연료의 소재로도 각광받고 있으나, 종래 기술에 의할 때 다양한 조류가 혼재되어 있을 때 미세조류를 분리하기가 매우 어려웠다. 그러나, 미세 입자 분리 장치에 의할 때, 입자 크기가 큰 조류는 제1 필터부(100, 200, 300, 400)에 의해 필터링 되어 저장조(1)로 배출되고, 미세조류는 제5 필터부(81)에 의해 필터링 되어 분리조(5)로 분리시킬 수 있다.

도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 입자 분리 장치를 나타낸 것이다.

도 19를 참조하면, 도 1 내지 도 16을 들어 전술한 미세 입자 분리 장치는 저장조(1)에 제5 필터부(81)를 더 포함할 수 있다. 제5 필터부(81)는 저장조(1)에 포함된 입자를 필터링하는 것으로, 예를 들어 정수된 물만 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 정수된 물은 제1 유로(11)가 연결된 반응조 또는 제1 유로(11)가 연결되지 않은 별도의 반응조로 배출되거나, 하천이나 바다로 직접 배출되는 형태일 수 있다. 제5 필터부(81)는 제1 메쉬부(120, 220) 구멍을 막고 있는 입자, 예를 들어 조류 군체가 통과하지 못하는 크기일 수 있고, 예를 들어, 구멍의 직경이 1㎜ 미만의 제5 메쉬부가 실장될 수 있다.

도 20 내지 도 22에 따른 미세 입자 분리 장치는, 전술한 미세 입자 분리 장치에서 외부로 유출수를 배출시키는 제3 유로(13)가 마련되지 않고 제1 필터부(100, 200, 300, 400)를 통과한 유출수를 제6 유로(16)를 통해 다시 제1 필터부(100, 200, 300, 400)로 유입시키는 점에서 상이하며, 그 외의 구성은 전술한 구성을 모두 적용할 수 있다.

도 20 내지 도 21을 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제1 유로(11), 제1 필터부(100, 200, 300, 400), 제6 유로(16), 제5 유로(15) 및 저장조(1)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(100, 200, 300, 400)의 구성은 전술한 바를 적용할 수 있다. 이때, 제1 펌프(10)의 위치도 전술한 형태를 적용할 수 있고, 예를 들어, 도 20에서 나타낸 바와 같이 제2 유로(12)의 적어도 일부에 설치되거나, 도 21에서 나타낸 바와 같이 제5 유로(15)의 적어도 일부에 설치될 수 있다.

저장조(1)는 제5 유로(15)로부터 배출되는 유출수가 저장되는 제1 저장조(3) 및 제1 저장조(3)에서 미세 입자가 분리된 유출수가 저장되는 제2 저장조(4)를 포함할 수 있다. 제1 저장조(3) 및 제2 저장조(4)의 연결 형태는 특별히 한정되지 않으나, 도 20 내지 도 21에서 도시한 바와 같이 제7 유로(17)를 통해 연결될 수 있다.

한편, 미세 입자 분리 장치는 제1 저장조(3)에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제4 필터부(80)를 더 포함할 수 있으며, 제4 필터부(80)는 제1 저장조(3)와 제7 유로(17)가 연결되는 구멍에 장착될 수 있고, 또는 제7 유로(17)의 적어도 일부에 장착될 수 있으며, 제2 저장조(3)에서 제7 유로(17)가 연결되는 구멍에 마련될 수도 있다. 제4 필터부(80)도 전술한 바와 같이 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 제4 메쉬부가 실장될 수 있으며, 상기 제2 메쉬부를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다. 또한 상기 제4 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체(150, 250)가 더 포함될 수 있다. 상기 제4 메쉬부는 제1 메쉬부(120, 220)의 구성을 적용할 수 있다.

도 22를 참조하면, 미세 입자 분리 장치는 제7 유로(17)의 적어도 일부에 장착되어 유출수의 흐름을 발생시키는 제4 펌프(90)를 더 포함할 수 있다. 즉, 미세 입자 분리 장치는 제1 저장조(3)에 저장된 미세 입자, 예를 들어 조류 군체를 제4 필터부(80)를 통해 필터링 한 후 제2 저장조(4)로 정화된 유출수를 배출시킬 수 있다. 이때, 제1 저장조(3)에 미세 입자를 제거하는 별도의 장치가 추가될 수 있고, 이는 전술한 바를 적용할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

부호의 설명

1: 저장조 2: 저류조

3: 제1 저장조 4: 제2 저장조

5: 분리조 a: 큰 입자

b: 미세 입자 10: 제1 펌프

20: 제2 펌프 30: 제3 펌프

40: 제2 필터부 50: 제3 필터부

60: 모터 70: 샘플채취용 밸브

80: 제4 필터부 81: 제5 필터부

82: 제6 필터부 90: 제4 펌프

11: 제1 유로 12: 제2 유로

13: 제3 유로 14: 제4 유로

15: 제5 유로 16: 제6 유로

17: 제7 유로

100, 200, 300, 400: 제1 필터부

110, 510, 610: 하우징

120, 220: 제1 메쉬부

121, 221: 제1 메쉬부 중앙 홈

130: 제1 메쉬부 커버

131: 제1 메쉬부 커버 중앙 홈

140, 240, 340, 440: 제1 메쉬부 커버 캡

111: 제1 유로 연결구 112: 제2 유로 연결구

114: 제4 유로 연결구 115: 제5 유로 연결구

150, 250: 블레이드 조립체 160, 260: 블레이드

170, 270: 청소솔

180a, 280a, 380a, 480a, 580a, 680a: 제1 영역

180b, 280b, 380b, 480b, 580b, 680b: 제2 영역

Claims

슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로;

상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로;

상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로;

상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로;

상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및

상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;

를 포함하고,

상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치.
슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 적어도 일부를 관통하는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로;

상기 제2 영역에 장착되어 상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입되는 제2 유로;

상기 제2 유로에서 연결되어, 유출수를 외부로 배출하는 제3 유로;

상기 제2 유로의 일 측에서 연결되고, 상기 제2 영역에 장착되어 상기 제2 유로로 유입된 유출수의 적어도 일부가 상기 제1 필터부로 유입되도록 하는 제4 유로;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제4 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로;

상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및

상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;

를 포함하고,

상기 블레이드 조립체는 적어도 일부가 상기 제1 메쉬부의 표면에서 회전 가능한 형태인, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 메쉬부 구멍의 직경은 40 ㎛ 내지 1 ㎜ 인, 미세 입자 분리 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 블레이드 조립체는 블레이드 및 상기 블레이드의 일측에 부착된 청소솔를 구비하며, 상기 청소솔은 상기 블레이드의 회전시 상기 제1 메쉬부의 표면에 접촉하면서 회전하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 영역에서 상기 제1 유로가 연결되도록 마련된 제1 유로 연결구의 면적은 상기 제2 영역에서 상기 제4 유로가 연결되도록 마련된 제4 유로 연결구의 면적 보다 큰, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 펌프는 상기 제1 유로 내지 제5 유로 중 적어도 어느 하나 이상에 설치된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 6에 있어서,

상기 제1 펌프는 제2 유로의 적어도 일부에 설치된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 제4 유로의 적어도 일부에 설치된 제2 펌프를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 제5 유로의 적어도 일부에 설치된 제2 펌프를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제2 유로는 샘플채취용 밸브가 장착되어 상기 제1 유로를 통해 유입되는 슬러지 내 미세 입자의 성분 분석이 가능한, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제3 유로는 샘플채취용 밸브가 장착되어 상기 미세 입자 분리 장치 외부로 배출되는 미세 입자의 성분 분석이 가능한, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제3 유로로 연결되는 상기 제2 유로의 측면에 제2 필터부가 설치되고, 상기 제2 필터부는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하인 제2 메쉬부가 실장된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 제2 필터부는 상기 제2 메쉬부의 표면에서 적어도 일부가 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제2 유로에서 배출된 유출수가 저장되는 저류조를 더 포함하고,

상기 저류조로부터 상기 제3 유로 및 상기 제4 유로로 유출수가 유입 가능한, 미세 입자 분리 장치.
청구항 14에 있어서,

상기 저류조에서 상기 제3 유로로 연결되는 입구에 제3 필터부가 설치되고, 상기 제3 필터부는 구멍의 직경이 40 ㎛ 이하인 제3 메쉬부가 실장된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 15에 있어서,

상기 제3 필터부는 상기 제3 메쉬부의 표면에서 적어도 일부가 회전 가능하게 장착되는 블레이드 조립체가 실장된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 필터부는 상기 제1 메쉬부 표면에 고정되는 블레이드 조립체가 더 실장되는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 유로를 통해 유입된 슬러지 중 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 상기 미세 입자를 상기 제4 유로를 통해 상기 제1 필터부로 유입되는 유출수의 수압에 의해 상기 저장조로 유입시키는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 18에 있어서,

상기 미세 입자는 조류(algae) 군체를 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 19에 있어서,

상기 조류는 마이크로시스티스, 아나베나, 오실라토리아 및 아파니조메논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 19에 있어서,

상기 저장조는 구멍의 직경이 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인 제4 메쉬부를 포함하여, 상기 조류 군체는 상기 제4 메쉬부에 의해 걸러지고, 정수된 물이 상기 저장조 외부로 배출되도록 하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 따른 미세 입자 분리 장치를 포함하는, 미세 입자 분리 시스템.
청구항 22에 있어서,

상기 제1 유로를 통해 유입된 슬러지 중 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 상기 미세 입자를 상기 제4 유로를 통해 상기 제1 필터부로 유입되는 유출수의 수압에 의해 상기 저장조로 유입시키는, 미세 입자 분리 시스템.
슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로;

상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로;

상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및

상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;

를 포함하고,

상기 제1 메쉬부는 상기 제1 필터부에 회전 가능하게 장착된, 미세 입자 분리 장치.
슬러지에 포함된 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제1 메쉬부 및 상기 제1 메쉬부의 적어도 일부를 관통하는 블레이드 조립체가 실장되고, 상기 제1 메쉬부를 사이로 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 제1 필터부;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제1 필터부로 슬러지를 유입시키는 제1 유로;

상기 제1 필터부를 통과한 유출수가 유입된 후 상기 제1 필터부로 상기 유출수를 재 유입시키도록 상기 제2 영역에 양 말단이 장착된 제6 유로;

상기 제1 영역에 장착되어 상기 제6 유로에 의해 배출되는 유출수가 상기 제1 필터부를 통과한 후 유입되는 제5 유로;

상기 제5 유로에 유입된 유출수가 배출되는 저장조; 및

상기 유출수의 흐름을 발생시키는 제1 펌프;

를 포함하고,

상기 블레이드 조립체는 적어도 일부가 상기 제1 메쉬부의 표면에 회전 가능하게 장착되는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 24 또는 청구항 25에 있어서,

상기 저장조는 상기 제5 유로로부터 배출되는 유출수가 저장되는 제1 저장조 및 상기 제1 저장조에서 상기 미세 입자가 분리된 유출수가 저장되는 제2 저장조를 포함하고,

상기 제1 저장조에 포함된 상기 미세 입자를 크기에 따라 분리하는 제4 필터부를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 26에 있어서,

상기 제1 저장조에서 상기 제2 저장조로 유출수를 배출시키는 제7 유로를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 27에 있어서,

상기 제7 유로의 적어도 일부에 장착되어 유출수의 흐름을 발생시키는 제4 펌프를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제3 유로에 연결되어 상기 제1 메쉬부를 통과한 입자를 분리하여 저장하는 분리조를 더 포함하는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 29에 있어서,

상기 분리조는 제6 필터부를 더 포함하고,

상기 제6 필터부는 구멍의 직경이 10 ㎛ 이하인 제6 메쉬부가 실장된, 미세 입자 분리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 저장조는 제5 필터부를 더 포함하고,

상기 제5 필터부는 상기 제1 메쉬부를 통과하지 못한 입자가 통과하지 못하는 구멍 크기를 갖는 제5 메쉬부가 실장되는, 미세 입자 분리 장치.
청구항 19에 있어서,

상기 제1 메쉬부 구멍의 직경은 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 인, 미세 입자 분리 장치.