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| + | *폴리에스테르와 나일론이 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법 및 이를 위한 마찰하전형정전선별장치 | ||
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| + | *에이비에스(ABS)와 피에스(PS) 혼합폐플라스틱 재질분리를 위한 마찰하전형정전선별 방법 | ||
| + | (출원번호: 10-2013-0141029) | ||
| + | *밀도차 분리를 이용한 순환 토사 내 이물질 분리장치 | ||
| + | (출원번호: 10-2016-0108948) | ||
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2019년 12월 20일 (금) 03:23 판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 해안가 발포 스타이렌 수지 제거
영문 : removing styrenfoam on marine coast
과제 팀명
PVAC
지도교수
장서일 교수님
개발기간
2019년 9월 ~ 2019년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20168900** 고**(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20098900** 양**
서울시립대학교 환경공학부 20148900** 채**
서울시립대학교 환경공학부 20168900** 허**
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- 미세플라스틱의 위험성에 대한 관심이 대두되고 있다. 미세플라스틱은 크기가 5 mm 미만의 플라스틱을 통칭하는 단어로서 여러 분야에서 환경오염 및 생물의 건강에 악영향을 끼치고 있다.
- 국내 해변가의 모래가 많은 양의 미세플라스틱으로 오염되어 있다. 또한 그 미세플라스틱의 90% 이상이 양식장 부표로부터 떨어져 나온 미세플라스틱(발포 스타이렌 수지)이다.
- 이러한 문제를 해결하기 위해 한국해양과학기술원(KIOST)에서 발포 스타이렌 수지를 대체한 양식장 부표가 개발되었다. 하지만 기 배출된 미세플라스틱이 해변가를 덮고 있으며 이를 제거할 필요성이 대두되고 있다.
- 미세플라스틱의 제거 필요성에 따라 본 과제를 통해 해변가 모래 속에 존재하는 발포 스타이렌 수지를 제거하고자 한다.
- 기존의 해변가 미세플라스틱 및 쓰레기 청소는 물을 이용한 습식 방식이었다. 하지만 이러한 방식은 사용한 물에 대하여 정화 과정이 필요하며 이 과정에서 비용이 발생한다. 따라서 본 과제에서는 이러한 과정이 필요 없는 건식 방식으로 미세플라스틱을 제거하고자 한다.
- 본 과제를 통해 발포 스타이렌 수지를 제거함으로써 해양환경을 개선하고 생물농축을 방지하고자 한다.
개발 과제의 배경 및 효과
- 개발 과제의 배경
- 아직 인체에 유해성이 밝혀지지 않은 미세플라스틱이 국내 해안가에 많이 축적되어 있으며 그 중 발포 스타이렌 수지(스티로폼)이 대부분을 차지한다고 밝혀졌다.
- 이는 국내 양식장 등에서 사용하는 부표가 마모되며 발생한 것으로 싸고 내구성이 좋아 많이 사용한다. 이 문제를 해결하기 위해 한국해양과학기술원(KIOST)에서는 내구성도 좋고 발포 스타이렌 수지를 이용하지 않는 부표를 개발해 보급하고 있다.
- 하지만, 이미 발포 스타이렌 수지로 오염된 해변가 모래는 정화되지 않고 있다. 오염된 모래는 바람이나 파도에 의해 다시 해안으로 유입될 수 있으므로 이를 해결하기 위한 기술이 필요하다.
- 이를 해결하기 위하여 국외에서 물을 사용하여 밀도차에 의해 미세플라스틱을 분리해내는 청소방식을 개발하였으나 2차 오염된 물을 정화해야 한다는 단점이 있다.
- 개발 과제의 효과
- 국내 해안가에 높은 비율로 존재하는 미세플라스틱인 발포 스타이렌 수지를 제거하여 양식 환경 및 근방 해안의 환경을 쾌적하게 조성할 수 있다.
- 해안가에 존재하는 미세플라스틱을 제거하여 해변에서 파도나 바람에 의해 다시 바다로 돌아가는 미세플라스틱의 양을 줄일 수 있다.
- 이미 개발되어있는 물을 이용하여 미세플라스틱과 모래를 분리해내는 습식 청소기는 모래를 정화한 후 오염된 물을 다시 정화해야 하는 단점이 있으나, 본 과제에서는 건식 방식을 사용하여 기존 기술의 단점을 보완할 수 있다.
- 해안가에 존재하는 미세플라스틱의 양을 조사하여 향후 연구 등에 활용될 수 있다.
개발 과제의 목표와 내용
- 개발 과제의 목표
- 해변에 축적되어있는 미세플라스틱 중 발포 스타이렌 수지를 제거하는 것을 목표로 한다.
- 물을 사용하지 않고 건식 방식으로 제거하는 것을 목표로 한다.
- 90 % 이상의 미세플라스틱 제거율을 목표로 한다.
- 해안가 정화의 의미를 가질 정도의 충분한 제거 속도와 용량을 유지할 수 있도록 한다.
- 개발 과제의 내용
- 모래를 건식 미세플라스틱 처리 장치 내부로 흡입하여 모래와 미세플라스틱(발포 스타이렌 수지)을 분리하고, 정화된 모래를 다시 배출하는 형태로 한다.
- 실제 장치의 1/5의 크기에 해당하는 프로토타입을 제작하고 모의실험을 진행하여 설계 목표를 충족시킬 수 있는지를 확인하고 실제 장치를 설계한다.
- 차량을 이용하여 이동식으로 작동하는 장치이므로 적은 전력으로도 작동 가능하도록 설계한다.
- 모래 흡입 방식과 흡입한 모래의 이동 방식을 설계하고 모래와 미세플라스틱을 분리하는 분리조, 분리해 낸 미세플라스틱을 보관하는 저장조를 설계한다.
- 미세플라스틱을 분리하는 방식은 건식을 사용하며 마찰로 인해 생성된 정전기를 이용하여 대전된 입자를 제거하는 방식을 이용한다.
관련 기술의 현황
State of art
- 2019년, 캐나다 퀘벡주 사브룩 대학에 다니는 기계공학과 학생 12명이 해안가에서 미세플라스틱을 청소하는 습식 청소기를 개발했다.
- 모래와 미세플라스틱 사이의 밀도차를 이용하여 액체에 부유하는 미세플라스틱을 제거하는 방식을 이용하였다.
- 건식 방식의 해안 미세플라스틱 제거 장치는 개발 되지 않고 있다.
- 폐기물 처리 과정에서 플라스틱을 선별하는 방식은 다양하다.
- 건식 방식으로 모래와 미세플라스틱을 분류하기 위해서 정전선별 방식을 이용하기로 했다.
- 정전선별 방식은 크게 정전유도형, 코로나방전형, 마찰하전형 방식의 3가지로 분류할 수 있는데, 이 중 전도체 또는 부도체인지의 여부에 관계없이 혼합물의 분리가 가능한 마찰하전형 방식을 이용하는 것이 적절하다고 판단하였다.
- 마찰하전정전선별은 물질의 일함수 값과 대전서열을 이용한 것으로 입자간 또는 입자와 하전 장치 사이의 접촉을 통하여 반대 극성으로 하전된 물질을 정전기를 이용하여 분리하는 방식이다.
기술 로드맵
내용
특허조사
- 정전기를 이용한 건축폐기물처리장치용 이물질 분리장치
(출원번호: 10-2006-0070449)
- 폴리에스테르와 나일론이 혼합된 혼합플라스틱의 재질분리방법 및 이를 위한 마찰하전형정전선별장치
(출원번호: 10-2008-0058251)
- 에이비에스(ABS)와 피에스(PS) 혼합폐플라스틱 재질분리를 위한 마찰하전형정전선별 방법
(출원번호: 10-2013-0141029)
- 밀도차 분리를 이용한 순환 토사 내 이물질 분리장치
(출원번호: 10-2016-0108948)
특허전략
내용
관련 시장에 대한 분석
경쟁제품 조사 비교
내용
마케팅 전략
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적 및 사회적 파급효과
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
조립도
조립도
내용
조립순서
내용
부품도
내용
제어부 및 회로설계
내용
소프트웨어 설계
내용
자재소요서
내용
결과 및 평가
완료작품 소개
프로토타입 사진
내용
포스터
내용
특허출원번호 통지서
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개발사업비 내역서
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완료 작품의 평가
내용
향후평가
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부록
참고문헌 및 참고사이트
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관련특허
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소프트웨어 프로그램 소스
내용
