국내에는 현재 50,435척의 5톤 미만 어선이 존재하나, 국내외 법규상 이러한 선박에서 발생하는 선저폐수를 관리하기 위한 제 도적·기술적 장치가 마련되어 있지 않다. 이로 인해 무단으로 배출되는 선저폐수는 심각한 환경오염을 유발하고, 이에 따른 경제적 손실 도 발생한다. 이에 본 연구는 소형선박용 유수 분리 장치의 내부 유동 분포를 개선하기 위해 Filter case cover 형상을 개발하였다. 입구각 0°, 30°, 45°의 세 가지 형상을 대상으로 Computational Fluid Dynamics 해석을 수행하였으며, 45° 형상에서 균일한 속도 분포와 안정적 선회 유동이 형성되어 Filter 전체 면적을 효율적으로 활용하는 것을 확인하였다. 이후 상용 Filter 6종에 대해 단일 성능평가를 수행한 결과, 양 전하막 처리된 활성탄이 유성분 흡착에 효과적임을 확인하였다. 이를 기반으로 기계적 여과 필터와 활성탄 필터로 구성된 3단계 여과 시 스템을 제안하였으며, 30ppm 유수 혼합액을 이용한 실험에서 배출수의 유분 농도를 0ppm에 근접하게 낮추고, 장시간 운전 중에도 안정적 인 유량과 처리 특성을 유지하였다. 본 연구는 형상 및 필터 구성을 최적화하여 설계 효율이 향상된 소형선박용 유수 분리 시스템의 기초 기술을 제시하며, 국내 연안의 환경오염을 방지하고 지속 가능한 생태계를 조성하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.