01분반 2조 컵이프린스

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 폐기음료 수거 및 컵 세척장치: 소규모 중수처리기술을 이용한 물 재이용 시스템

영문 : Design of Waste Beverage Collecting and Disposable Cup Washing Device: Water Reuse System using Small-Scale Greywater Treatment

과제 팀명

컵이프린스

지도교수

오희경 교수님

개발기간

2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 20198900** 김*희(팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 20198900** 양*을

서울시립대학교 환경공학부·과 20198900** 조*린

서울시립대학교 환경공학부·과 20198900** 송*진

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

폐기 음료를 수거하여 하수도관으로 보내고, 중수 처리한 세면배수를 재이용하여 일회용 컵을 세척할 수 있는 장치를 설계한다.

개발 과제의 배경 및 효과

과제의 배경

카페 음료를 마신 뒤, 음료가 남아있는 컵을 쓰레기통이나 길거리에 버리는 모습을 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있다. 쓰레기통 근처에 남은 음료를 버릴 수 있는 시설이 마땅치 않기 때문일 것이다. 드물게 설치된 음료 수거통은 대부분 입구가 개방되어 있어, 악취와 벌레를 유발한다는 문제점이 있다. 또한, 환경부의 분리배출 가이드라인에 따르면, 플라스틱 용기 배출 시 내용물을 비우고 물로 헹구어 이물질을 제거한 후 배출해야 한다고 명시되어 있다. 하지만 화장실까지 가서 컵을 세척하는 것이 번거롭기 때문에 많은 사람들이 이 과정을 생략한다.

과제의 효과

폐기음료 수거 및 컵 세척장치를 통해 폐기 음료로 인해 발생했던 문제들(미관상 더러움, 악취 등)을 해결하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있으며, 사람들이 번거롭다고 생각했던 부분들을 한 가지 장치로 해결했기 때문에, 올바른 분리배출을 실천하는 사람들이 증가할 것이다. 또한 올바른 자원순환과 물순환에 기여하고, 이 개념을 많은 사람들에게 홍보할 수 있음에 의의를 둔다.

개발 과제의 목표 및 내용

중수도의 원수는 비교적 수질 오염이 덜한 세면배수로 하며, 이 세면배수를 간이 중수처리하여 컵 세척수로 재이용한다. 세척 후 나온 폐수는 폐기 음료와 함께 하수도관으로 이송된다. 이는 사람들이 올바르고 편리하게 음료 컵을 분리 배출할 수 있도록 돕는 것을 목적으로 한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

◇전 세계적인 기술현황

[중수도 처리시설]

물 재이용시설 설계 가이드라인에 따르면, 중수도 처리시설은 원수 조정조, 스크린, 약품침전, 급속여과, 활성탄 흡착, 막분리, 오존산화, 소독 등의 공정을 단독으로 또는 몇 가지를 조합하여 구성하며, 필요에 따라서는 생물학적 처리의 적용도 검토할 수 있다.

1) 스크린

 스크린은 원수 중에 부유하는 비교적 큰 물질을 제거하기 위해 설치한다. 스크린 눈금의 크기와 접근유속은 제거 대상물질의 성상 등을 고려하여 결정해야 한다.

2) 급속여과

 급속여과는 모래, 모래와 안트라사이트, 섬유사, 폴리에틸렌 등의 여재로 이루어진 여층에 비교적 높은 속도로 유입수를 통과시켜 부유물을 제거하는 공법이다. 여과속도는 유입수량을, 여과면적은 계획여과수량을 고려해야 한다. 여재는 입도분포가 적절한지, 잘 마모되지 않는지, 안정적이고 효율적으로 여과 및 세척이 가능한지를 고려하여 선택해야 한다.

3) 막분리

 막분리법은 막을 이용하여 입자성 및 용존성 오염물질을 제거하기 위해 설치한다. 분리막의 분리 성능에 따라 정밀여과(MF), 한외여과(UF), 나노여과(NF), 역삼투(RO) 등으로 나눌 수 있다. 이 중 정밀여과는 제거 대상이 입자이기 때문에 제거 대상물이 현탁성분, 박테리아이고 역삼투막의 전처리로 사용되기도 한다. 이는 하폐수처리에 가장 많이 사용되고 있고, 가장 저렴하며 주로 폴리프로필렌, 아크로나이트릴, 나일론, 폴리테트라플루로에틸렌으로 만들어진다. 수요처의 수질 요구수준이 높은 경우, 나노여과와 역삼투 등의 추가 공정을 위해 그 전처리로서 잔류 부유물질이나 콜로이드 물질을 제거하는 데에 정밀여과를 이용하기도 한다.

4) 기타

[악취 저감 장치]

1) 3단계 약액세정식 탈취

쓰레기 자동집하시설의 악취저감 방법으로 복합악취에 가장 효과적이며, 액체에 대한 기체의 용해성을 이용해 악취성분을 액체로 흡수시켜 탈취하는 방법이다. 생활쓰레기와 음식물쓰레기 특성상, 주된 악취물질은 황화합물, 알데히드류이고, 암모니아와 황화수소, 메틸머캅탄 등은 상대적으로 낮은 농도였지만 악취방지법상 배출허용농도는 초과한다.

2) 미생물 포괄고정화담체

기존 바이오 필터의 문제점 보완 및 효율을 극대화할 수 있다. 충분한 SRT(Solid Retention Time) 유지 가능하며 유입부하, 온도, pH 변화 등에 대해 미생물의 활성을 유지시킬 수 있다.

3) 맨홀필터

맨홀 내부에서 올라오는 악취를 첨착활성탄을 이용해 흡착 제거 가능하다. 얇은 필터층으로 구분하여 다단 적체 가능 및 별도의 동력 공급이 필요없다.

4) 하수악취차단장치 - ㈜마루맨

부유식 악취차단장치로, 반영구적이다. 악취차단장치 바닥에 오물 정체 시 유입 구멍이 벌어짐 상태로 차단 기능을 상실한다.

5) 우수받이용 악취차단장치 - 생협

스프링 방식과는 달리 자중에 의해 닫히므로 장기간 사용해도 열화가 없다. 무게추에 의해 악취차단덮개가 닫혀있다가 물의 압력에 의해 열리는 방식이다.

특허조사 및 특허 전략 분석

1) 유량조정폭기조와 한외여과막방식 중수도 시스템

2) 정수기의 여과필터 설치장치

3) 음료 폐기물 수거장치

기술 로드맵

시장상황에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

내용

마케팅 전략 제시

내용

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용