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다이어프램 펌핑 기반 휴대 필터의 유압 손실 최소화 설계 기법 1. 서론 – 다이어프램 펌핑 기반 휴대 필터의 필요성과 설계 과제재난 상황, 군수 작전, 야외 탐사와 같이 전력 공급이 제한된 환경에서는 전기 구동식 정수 시스템보다 수동식 휴대 필터가 생존 장비로 각광받는다. 그중 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump) 기반 휴대 필터는 사용자의 손 압력 또는 발 압력을 이용해 양압(Positive Pressure)을 형성하여 물을 필터 매질로 통과시키는 구조를 가진다. 이 방식은 고유량과 높은 압력 제어 능력을 제공하지만, 설계가 미흡하면 유압 손실(Hydraulic Loss)이 커져 펌핑 효율이 떨어지고, 여과 수율(Flux Yield)이 감소한다. 따라서, 유압 손실을 최소화하면서도 안정적인 여과 성능을 유지하는 설계 기법은 휴대 필터 기술의 핵심 경쟁력이.. 2025. 8. 16.
UV-C LED 살균 내장형 초소형 필터의 DNA/RNA 불활성화 속도 측정 1. 서론 – UV-C LED 살균 기술과 초소형 필터의 융합 배경재난 상황이나 휴대용 정수 시스템에서 병원성 미생물 제거는 필수적이며, 물리적 여과만으로는 직경 0.02μm 내외의 바이러스까지 완벽하게 제거하기 어렵다. 이러한 한계를 극복하기 위해 UV-C LED(Ultraviolet-C Light Emitting Diode)를 필터 내부에 통합한 구조가 개발되고 있다. UV-C LED는 파장 200~280nm 범위의 자외선을 방출하여, 미생물의 유전물질(DNA·RNA)에 직접적인 손상을 주는 방식으로 살균한다. 특히 265nm 부근의 파장은 DNA 흡수 스펙트럼과 일치해 살균 효율이 가장 높다. 초소형 필터에 UV-C LED를 내장하면, 여과 단계에서 물리적 차단을 수행한 후, 광학 살균 단계에서 바.. 2025. 8. 15.
프리필터와 활성탄 필터의 이중 결합 방식이 여과 수율에 미치는 영향 1. 서론 – 다단 여과 시스템의 필요성과 프리필터·활성탄 필터의 역할재난 대응, 산업용 수처리, 가정용 정수 시스템 등에서 단일 필터 방식은 오염원의 다양성과 농도 변화에 대응하는 데 한계가 있다. 특히 원수(原水)에 포함된 부유물질(SS, Suspended Solids), 미세토사, 녹, 조류와 같은 입자성 오염물은 활성탄 필터의 미세공극을 빠르게 막아 수율(Flux Yield)을 급격히 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 설계되는 것이 프리필터(Pre-filter)와 활성탄 필터의 이중 결합 방식(Dual-Stage Filtration)이다. 프리필터는 1차 단계에서 5~20μm 이상의 입자를 물리적으로 제거하고, 활성탄 필터는 2차 단계에서 흡착(Adsorption) 작용을 통해 염소, 휘발.. 2025. 8. 15.
은나노(Silver Nano) 코팅의 항균 메커니즘과 장기 보관 성능 검증 1. 서론 – 은나노 기술의 부상과 재난 대응 장비에서의 필요성은나노(Silver Nano) 기술은 직경 1~100 나노미터(nm)의 은(Ag) 입자를 소재 표면에 균일하게 분산·코팅하여, 항균·항바이러스 성능을 극대화하는 첨단 재질 공학 기술이다. 재난 시 식수 확보 장비, 의료용 소독 필터, 생존 키트 등에 널리 적용되는 이유는 광범위 항균 스펙트럼, 낮은 인체 독성, 장기 안정성이라는 특성을 동시에 제공하기 때문이다. 특히, 휴대 정수 필터나 수처리 장치에 은나노 코팅을 적용하면 세균·곰팡이의 증식을 억제하여 필터 내부의 2차 오염을 방지하고, 장기간 저장 시에도 성능 저하를 최소화할 수 있다. 이는 재난 현장에서 교체 주기가 길거나 세척이 어려운 장비의 생존율과 직결된다.2. 은나노의 항균 메커니.. 2025. 8. 15.
재난 시 하천수 · 홍수 정화에 적합한 필터 재질 비교 실험 1. 서론 – 재난 시 수질 오염의 특성과 정수 재질 선택의 필요성재난 상황에서 하천수나 홍수수는 표면적으로는 맑아 보일 수 있으나, 실제로는 부유입자(SS: Suspended Solids), 미생물, 중금속, 유기 오염물질, 농약 성분 등이 혼재된 고위험 수질을 가진다. 특히 홍수 직후의 수역은 하수관·산업 폐수·농경지의 유출수까지 혼합되기 때문에, 병원성 세균(예: 대장균, 살모넬라)과 원생동물, 심지어 유전독성 화학물질까지 포함된다. 따라서 이러한 오염원을 효율적으로 제거할 수 있는 필터 재질의 선택은 생존율에 직결된다. 필터 재질은 단순히 여과율만이 아니라, 기공 크기 제어 능력, 화학적 안정성, 기계적 강도, 오염 저항성(Fouling Resistance)까지 고려해야 한다. 본 분석은 PVDF.. 2025. 8. 15.
중공사막(Hollow Fiber Membrane) 필터의 기공 구조와 미생물 차단 효율 분석 1. 서론 – 중공사막 기술의 등장 배경과 정수 산업에서의 위상중공사막(Hollow Fiber Membrane)은 필터 내부에 머리카락 굵기 수준의 미세한 중공 튜브를 다발 형태로 배열한 막여과(MF: Microfiltration) 또는 한외여과(UF: Ultrafiltration) 장치이다. 각 튜브의 벽면에는 0.01~0.2 마이크로미터(μm)의 균일한 기공(Pore)이 형성되어 있어, 물 분자는 통과시키고 세균·진균·원생동물과 같은 미생물 입자는 물리적으로 차단한다. 이러한 기술은 원래 혈액투석기, 인공신장기 등 의료용 정화 장치에서 개발되었으나, 최근에는 휴대용 정수 필터, 재난 대응 장비, 산업용 수처리 시스템까지 응용 범위가 확장되었다. 특히 재난 시 식수 확보에 필수적인 장치로 주목받는 이유.. 2025. 8. 14.

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