JP2018522225A - Radioactive contaminated water purification system and method using microalgae - Google Patents

Radioactive contaminated water purification system and method using microalgae Download PDF

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ク シム,ソク
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/18Processing by biological processes

Abstract

【課題】本発明は、微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム及び方法を提供する。
【課題を解決する手段】本発明に係る浄化システムは、放射能汚染水と放射能汚染水内で生育する微細藻類が投入されるものであって、密閉された内部空間を備える培養タンクと、微細藻類が取付けられる柔軟性材質の培養媒体と、前記培養媒体を前記培養タンクの密閉された内部空間に投入したり、放射性核種を捕集した微細藻類を収穫するために前記培養タンクの外部に取り出す培養媒体移送装置と、前記培養タンク内の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により培養タンクに設けられた各種装置の動作を制御するローカル制御部と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムを含む。
【選択図】図1
The present invention provides a radioactive contamination water purification system and method using microalgae.
The purification system according to the present invention comprises radioactively contaminated water and microalgae that grow in the radioactively contaminated water, a culture tank having a sealed internal space, A culture medium made of a flexible material to which microalgae can be attached, and the culture medium is placed outside the culture tank in order to put the culture medium into a sealed internal space of the culture tank or to harvest microalgae that have collected radionuclides. A culture medium transfer device to be taken out, a measurement unit for acquiring various information in the culture tank, a local control unit for controlling operations of various devices provided in the culture tank by a remotely received control signal, and the measurement A remote control system for transmitting a control signal to the local control unit using information received from the unit.
[Selection] Figure 1

Description

原子力発電所の使用済み核燃料処理や放射能汚染水の浄化に関し、さらに詳細には、微細藻類を用いて原子力発電所の使用済み核燃料を安定に処理したり、原子力発電所の事故時に放射能汚染水内の放射性物質を除去することによって放射能汚染水を浄化する方法に関する。   Regarding the treatment of spent nuclear fuel at nuclear power plants and the purification of radioactive water, more specifically, it is possible to stably treat spent nuclear fuel at nuclear power plants using microalgae or The present invention relates to a method for purifying radioactively contaminated water by removing radioactive substances in water.

一般的に原子力発電所は、核分裂を用いて経済性の高い低炭素の清浄エネルギーを生成する。ところで、核分裂の過程で発生する放射能及び放射性物質は、住民や作業者などが被爆時に致命的であるだけではなく、周辺環境に漏れると残留期間が極めて長いという短所がある。原子力発電所の正常な動作時には放射能の漏れを防止するための様々な放射線遮蔽及び防護対策が作動しているため、放射能漏れの問題がない。   In general, nuclear power plants use fission to produce economical, low-carbon clean energy. By the way, the radioactivity and radioactive materials generated in the process of fission are not only fatal to the residents and workers when exposed to atomic bombs, but also have a disadvantage that the residual period is extremely long when leaked into the surrounding environment. During the normal operation of a nuclear power plant, there are no radiation leakage problems because various radiation shielding and protective measures are in place to prevent the leakage of radiation.

しかし、原子力発電所の使用済み核燃料によって及び/又は天災地変による原子力発電所の重大な事故時に図らずも発生する周辺環境への放射性物質の漏れ及びそれに伴う土地、海洋、地下水などの汚染と地域住民及び作業従事者の放射線の被爆は大きな問題である。   However, leakage of radioactive materials to the surrounding environment and the resulting contamination of the land, ocean, groundwater, etc. due to spent nuclear fuel at the nuclear power plant and / or in the event of a major accident at the nuclear power plant due to a natural disaster Radiation exposure of residents and workers is a big problem.

したがって、原子力発電所の使用済み核燃料や重大な事故による放射性物質及び/又は放射能汚染水を安定的かつ環境に優しく処理できる技術開発が求められている。   Therefore, there is a need for technology development that can stably and environmentally treat spent nuclear fuel in nuclear power plants and radioactive materials and / or radioactively contaminated water caused by serious accidents.

通常、原子力発電所は、核分裂時に発生する様々な放射性物質の核種の格納及び放射性物質による放射線の被爆を最小化するために、深層防御及び多重防御の壁を安全原理として設定し、原子力発電所の設計、製造、運営及び事故管理に適用している。原子力発電所が正常に稼働している間に核分裂時に発生する様々な放射性物質の核種は、核燃料棒の被覆材の中に存在する。正常運転時の放射性物質による放射線は、核燃料棒の被覆材、原子炉容器及び原子炉建物などの多重防御壁によって放射線安全線量の基準以下に遮蔽される。   Normally, nuclear power plants set up defense-in-depth and multi-defense barriers as safety principles in order to minimize the storage of various radioactive material nuclides that occur during nuclear fission and radiation exposure to radioactive materials. It is applied to design, manufacturing, operation and accident management. Nuclei of various radioactive materials generated during nuclear fission during the normal operation of nuclear power plants are present in the nuclear fuel rod cladding. During normal operation, radiation from radioactive materials is shielded below the radiation safety dose standard by multiple barriers such as nuclear fuel rod coverings, reactor vessels and reactor buildings.

表1及び表2は、原子力発電所の核分裂によって発生する放射性物質のうち、人体に被害を与える60個の主な放射性物質の核種及びその半減期を日付単位及び年単位に示している。   Tables 1 and 2 show the radionuclides of 60 main radioactive materials that cause damage to human bodies among the radioactive materials generated by nuclear fission in nuclear power plants, and their half-lives in date units and year units.

上記の表から確認されるように、使用済み核燃料の核燃料棒内にある放射性物質のうちのほとんどは半減期が短いが、数個の放射性物質は極めて長い半減期を有しているため、これに対する備えが求められている。   As can be seen from the table above, most of the radioactive material in the nuclear fuel rods of spent nuclear fuel has a short half-life, but several radioactive materials have a very long half-life. The preparation for is demanded.

実際に、1979年に発生した米国TMI−2の原子力発電所の事故の場合、核燃料が溶けて核燃料の溶融物が原子炉容器の下半球に再配置される状況であったが、放射性物質は、多重防御壁である原子炉容器内に保存されることができた。したがって、放射性物質が原子炉容器の外部に放出されず、原子炉建物の外部において放射線も安全基準値の以下に保持された。   In fact, in the case of an accident at the US TMI-2 nuclear power plant that occurred in 1979, the nuclear fuel melted and the nuclear fuel melt was relocated to the lower hemisphere of the reactor vessel. Could be stored in a reactor vessel, which is a multiple defense wall. Therefore, radioactive materials were not released outside the reactor vessel, and radiation was kept below the safety standard value outside the reactor building.

しかし、例えば、爆発事故や津波又は地震のような天災地変によって、原子炉容器が破損する原子力発電所の重大な事故の場合、核燃料の溶融物が原子炉容器の外側下部の空間に放出されることがある。すると、放出された核燃料の溶融物によって多量の熱が発生するが、これを適切に冷却させなければ圧力や水素爆発などのような現象によって原子炉建物が破損する恐れがある。   However, in the case of a serious accident at a nuclear power plant where the reactor vessel is damaged due to, for example, an explosion accident or a natural disaster such as a tsunami or earthquake, the nuclear fuel melt is released into the space below the reactor vessel Sometimes. Then, a large amount of heat is generated by the molten nuclear fuel released, but if it is not properly cooled, the reactor building may be damaged by phenomena such as pressure and hydrogen explosion.

このように、原子炉容器及び原子炉建物が破損することになると、放射性物質及び放射線が大気及び環境に放出されて、環境汚染と地域住民及び作業従事者の放射線被爆を引き起こし得る。実際に、1986年に旧ソ連のチェルノブイリ原子力発電所の事故と2011年に日本、福島の原子力発電所の事故が代表的な実例と言える。   Thus, when the reactor vessel and reactor building are damaged, radioactive materials and radiation can be released to the atmosphere and the environment, causing environmental pollution and radiation exposure to local residents and workers. In fact, the accidents of the Chernobyl nuclear power plant in the former Soviet Union in 1986 and the accidents of the nuclear power plants in Fukushima, Japan in 2011 can be said to be representative examples.

チェルノブイリ原子力発電所の事故の場合、事故後に砂を用いて放射性物質を原子炉建物内に固着させたが、放射性物質の大気放出による大気汚染及び土壌汚染による環境及び地域住民の放射線被害が発生した。福島の原子力発電所の事故は、大気汚染、地下水汚染による海洋汚染、土壌汚染による環境汚染及び地域住民放射線の被害が発生した。   In the case of the Chernobyl nuclear power plant accident, radioactive material was fixed in the reactor building using sand after the accident, but there was air pollution caused by atmospheric release of radioactive material and soil contamination, and radiation damage to local residents occurred. . The accident at the nuclear power plant in Fukushima resulted in air pollution, marine pollution due to groundwater pollution, environmental pollution due to soil pollution, and local radiation damage.

特に、福島の原子力発電所の事故の場合、今までも地下水による放射能汚染水及び原子炉建物の汚染水の処理が最も重要な環境汚染の処理懸案として論議されており、放射性物質の汚染水に対する環境にやさしい安定的な処理が切実に求められる。   In particular, in the case of an accident at a nuclear power plant in Fukushima, the treatment of radioactively contaminated water from groundwater and contaminated water from nuclear reactor buildings has been discussed as the most important environmental pollution treatment issue. There is an urgent need for environmentally friendly and stable treatment.

福島の原子力発電所の事故で最も処理の緊急な放射性物質は、表1及び表2において、ヨウ素(Iodine)I−131(半減期が約2日)、セシウム(Cesium)CS−134(半減期が約2年)及びCS−137(半減期が約30年)、ストロンチウム(Strontium)SR−90(半減期が約28年)、テルル(Tellurium)TE−127(半減期が約0.39日)、クリプトン(Krypton)KR−85(半減期が約10年)などに分類されている。   In Tables 1 and 2, the most urgent radioactive materials to be treated in the accident at the nuclear power plant in Fukushima are Iodine I-131 (half life is about 2 days), Cesium CS-134 (half life) Is approximately 2 years) and CS-137 (half-life is approximately 30 years), Strontium SR-90 (half-life is approximately 28 years), Tellurium TE-127 (half-life is approximately 0.39 days) ), Krypton KR-85 (half-life is about 10 years), and the like.

福島の原子力発電所の事故処理の場合、現在の放射能物質及び放射能汚染水の処理技術がないことから臨時的に実施されている。例えば、放射能に汚染された地下水や原子炉建物の汚染水をポンプを用いて吸い上げて貯蔵タンクに臨時的に格納する措置が取られている。   In the case of accident handling at a nuclear power plant in Fukushima, it is temporarily implemented because there is no current technology for treating radioactive materials and radioactively contaminated water. For example, measures are taken to temporarily store groundwater contaminated with radioactivity or contaminated water in a reactor building using a pump and temporarily store it in a storage tank.

一方、地下水の流れの中間部分を凍らせることで、その氷層によって地下水の流入及び/又は流出を防止しようとする計画がある。汚染水貯蔵タンクの場合、設けられた貯蔵タンクに取付けられた配管やバルブが汚染水内で持続的に発生する熱による圧力を耐えることができず破損することにより汚染水が外部環境に漏れ、また、作業従事者の放射線被爆が急激に増加している実状である。一方、地下水が原子炉建物に流入することを遮断するために原子力発電所の周辺土地を凍らせる凍土遮水壁は検証されていない技術であり、土の中の一定部分の温度を零点以下に保持するためには莫大な財政投資が求められるが、これは放射能汚染水処理技術ではなく、臨時的な地下汚染水の遮断技術に過ぎない。   On the other hand, there is a plan to freeze the middle part of the groundwater flow to prevent inflow and / or outflow of groundwater by the ice layer. In the case of a contaminated water storage tank, the piping and valves attached to the installed storage tank cannot withstand the pressure caused by the heat generated continuously in the contaminated water, and the contaminated water leaks to the external environment due to damage. In addition, the radiation exposure of workers is increasing rapidly. On the other hand, a frozen soil impervious wall that freezes the land around the nuclear power plant in order to block the groundwater from flowing into the reactor building is an unverified technology that reduces the temperature of a certain part of the soil below the zero point. Enormous financial investment is required to maintain this, but this is not a technology for treating radioactive contaminated water, but only a temporary technology for blocking underground contaminated water.

本発明は、上述した従来技術の問題を解決して様々な異なる長所を加え、特に、使用済み核燃料で発生する、又は福島の原子力発電所の事故のような原子力発電所の重大な事故時に発生する放射性物質により汚染されている放射能汚染水を安定かつ効率よく処理し、作業従事者の放射能被爆を最小化した微細藻類を用いた放射能汚染水処理技術を提供することにその目的がある。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and adds various different advantages, especially in the event of a serious accident at a nuclear power plant that occurs with spent nuclear fuel, or an accident at a nuclear power plant in Fukushima. The objective is to provide radioactively contaminated water treatment technology using microalgae that can stably and efficiently treat radioactively contaminated water contaminated with radioactive materials that minimize the radiation exposure of workers. is there.

また、本発明は、微細藻類を、最適な培養環境を提供するための密閉型の放射能汚染水を格納できる培養タンク内で培養し、この培養タンク内の培養環境を遠隔で自動にリアルタイム制御することによって、現場の作業者の放射能の被爆量を最小化した、微細藻類を用いた放射能汚染水の浄化技術を提供することにその目的がある。   The present invention also cultivates microalgae in a culture tank that can store sealed radioactive water for providing an optimal culture environment, and remotely and automatically controls the culture environment in the culture tank remotely. The purpose of the present invention is to provide a technology for purifying radioactive contaminated water using microalgae that minimizes the radiation exposure of workers on site.

さらに、本発明は、1つの培養タンク内で一種類の微細藻類のみを培養し、このような培養タンクを複数直列に連結することによって、放射能汚染水内の様々な種類の放射性物質を効率よく除去できるようにした、微細藻類を用いた放射能汚染水の浄化技術を提供することにその目的がある。   Furthermore, the present invention cultivates only one kind of microalgae in one culture tank, and connects a plurality of such culture tanks in series, thereby efficiently treating various kinds of radioactive substances in radioactively contaminated water. The purpose is to provide a technology for purifying radioactively contaminated water using microalgae that can be removed well.

さらに、本発明は、使用済み核燃料を冷却するための冷却水や稼動中の原子力発電所の事故時に漏れる放射能汚染水及び原子力発電所の地下に流れている地下水が放射性物質に汚染された場合のように、持続的で大量に発生する放射能汚染水を遠隔で自動に段階的かつ連続的に浄化させることのできる、微細藻類を用いた放射能汚染水の浄化技術を提供することにその目的がある。   Furthermore, the present invention provides a case where the radioactive water is contaminated with cooling water for cooling spent nuclear fuel, radioactively contaminated water that leaks in the event of an accident at an operating nuclear power plant, and underground water flowing under the nuclear power plant. To provide a technology for purifying radioactive polluted water using microalgae, which can remotely and automatically purify radioactive polluted water generated in large quantities in a stepwise and continuous manner. There is a purpose.

さらに、本発明は、使用済み核燃料の核燃料棒内にある核物質を核燃料棒から分離して粉末状に密閉された貯蔵タンクの水に受容して微細藻類を培養することにより、微細藻類を用いた前記放射能汚染水の浄化技術を用いて安定的に使用済み核燃料の放射性核物質を処理する技術を提供することにその目的がある。   Furthermore, the present invention uses microalgae by cultivating microalgae by separating nuclear material in nuclear fuel rods of spent nuclear fuel from the nuclear fuel rods and receiving them in the water of a storage tank sealed in a powder form. It is an object of the present invention to provide a technique for stably treating the radioactive nuclear material of spent nuclear fuel using the radioactive contamination water purification technique.

前述した目的を達成するために、本発明の一態様は、放射能汚染水と放射能汚染水内で生育する微細藻類が投入されるものであって、密閉された内部空間を備え、汚染水投入配管、微細藻類投入配管、及び浄化水排出配管が連結された培養タンクと、微細藻類が取付けられる柔軟性材質の培養媒体と、前記培養媒体を前記培養タンクの密閉された内部空間に投入し、放射性核種を捕集した微細藻類を収穫するために前記培養タンクの外部に取り出す培養媒体移送装置と、前記培養タンク内の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により前記汚染水投入配管、微細藻類投入配管、浄化水排出配管、及び培養媒体移送装置の動作を制御するローカル制御部と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムとを含む微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムを提供する。   In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention is one in which radioactively contaminated water and microalgae that grow in the radioactively contaminated water are input, and has a sealed internal space, A culture tank to which the input pipe, the microalgae input pipe, and the purified water discharge pipe are connected, the culture medium made of a flexible material to which the microalgae are attached, and the culture medium are introduced into the sealed internal space of the culture tank. A culture medium transfer device that is taken out of the culture tank in order to harvest microalgae that have collected radionuclides, a measurement unit that acquires various types of information in the culture tank, and a control signal received remotely A local control unit that controls operations of the contaminated water input pipe, microalgae input pipe, purified water discharge pipe, and culture medium transfer device, and control to the local control unit using information received from the measurement unit Providing radioactive contaminated water purification system using a microalgae comprising a remote control system for transmitting items.

本発明の一態様に係る放射能汚染水浄化システムにおいて、前記培養媒体移送装置は、前記培養媒体の一端と他端にそれぞれ連結される第1制御線及び第2制御線と、前記第1制御線と前記第2制御線がそれぞれ取り巻かれる第1ローラ及び第2ローラと、前記第1ローラと第2ローラを回転させる駆動手段とを含み得る。   In the radioactively contaminated water purification system according to one aspect of the present invention, the culture medium transfer device includes a first control line and a second control line connected to one end and the other end of the culture medium, and the first control. A first roller and a second roller around which a line and the second control line are respectively wound, and a driving means for rotating the first roller and the second roller.

また、本発明の一態様に係る放射能汚染水浄化システムにおいて、前記培養タンクは、互いに直列に連結された複数の培養タンクを含み、前記複数の培養タンクには互いに異なる種の微細藻類が投入され得る。   Further, in the radioactively contaminated water purification system according to one aspect of the present invention, the culture tank includes a plurality of culture tanks connected in series to each other, and different types of microalgae are charged into the plurality of culture tanks. Can be done.

また、本発明の一態様に係る放射能汚染水浄化システムにおいて、前記培養タンクには内部空間の圧力が設定値以上であれば開放され、設定値未満であれば閉鎖される安全バルブが設けられ得る。   Further, in the radioactively contaminated water purification system according to one aspect of the present invention, the culture tank is provided with a safety valve that is opened when the pressure in the internal space is equal to or higher than a set value, and is closed when the pressure is less than the set value. obtain.

また、本発明の一態様に係る放射能汚染水浄化システムにおいて、前記培養タンクには、内部空間の温度を調整するための温度調整器と、内部空間の汚染水内で微細藻類が生育できる栄養成分を提供するための窒素、リン、及び二酸化炭素(CO)を含む添加剤を投入する添加剤投入配管と、前記内部空間の汚染水内で前記微細藻類が生育できる光エネルギーを提供する発光装置とが設けられ得る。 In the radioactively contaminated water purification system according to one aspect of the present invention, the culture tank includes a temperature regulator for adjusting the temperature of the internal space, and a nutrient capable of growing microalgae in the contaminated water of the internal space. An additive charging pipe for adding an additive containing nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide (CO 2 ) to provide components, and light emission that provides light energy that allows the microalgae to grow in the contaminated water of the internal space A device may be provided.

本発明の他の態様は、放射能汚染水と放射能汚染水内で生育する微細藻類が投入されるものであって、それぞれ密閉された内部空間を備えて互いに直列に連結された複数の培養タンクと、前記複数の培養タンク内の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により前記複数の培養タンクの動作を制御するローカル制御部と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムを含む浄化システムで複数の核種を含む放射能汚染水を浄化させる方法において、前記複数の培養タンクのうち第1培養タンクに放射能汚染水を投入するステップと、前記第1培養タンクに第1微細藻類を投入及び培養して放射能汚染水を浄化するステップと、前記第1培養タンクから1次浄化された放射能汚染水を第2培養タンクに移送するステップと、前記第2培養タンクに前記第1微細藻類と異なる種の第2微細藻類を投入及び培養して放射能汚染水を浄化し、前記第1培養タンクに放射能汚染水を投入した後、前記第1微細藻類を投入して放射能汚染水を浄化するステップとを含む微細藻類を用いた放射能汚染水浄化方法を提供する。   In another aspect of the present invention, radioactively contaminated water and microalgae that grow in the radioactively contaminated water are introduced, each having a sealed internal space and a plurality of cultures connected in series with each other. A tank, a measurement unit that acquires various types of information in the plurality of culture tanks, a local control unit that controls operations of the plurality of culture tanks by a remotely received control signal, and information received from the measurement unit In the method for purifying radioactive contaminated water containing a plurality of nuclides in a purification system including a remote control system that transmits a control signal to the local control unit using a radioactivity, the first culture tank among the plurality of culture tanks has a radioactivity. Charging the contaminated water; charging and culturing the first microalgae in the first culture tank to purify the radioactively contaminated water; and releasing the primary purified from the first culture tank. Transferring the contaminated water to the second culture tank, and purifying the radioactively contaminated water by introducing and culturing a second microalga of a different species from the first microalgae into the second culture tank; A method for purifying radioactive contaminated water using microalgae, comprising the steps of introducing radioactive contaminated water into a culture tank and then purifying the radioactive contaminated water by introducing the first microalgae.

本発明の更なる態様は、放射能により汚染された土壌を浄化するシステムにおいて、汚染された土壌を水と混合して格納し、放射能核種を捕集できる微細藻類を培養する培養水槽と、前記培養水槽の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により前記培養水槽で前記微細藻類の培養環境を提供する装置を制御するローカル制御部と、培養媒体に取付けられた微細藻類を乾燥かつ収穫して分離する微細藻類収穫装置と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムとを含む放射能により汚染された土壌の浄化システムを提供する。   A further aspect of the present invention provides a culture tank for culturing microalgae capable of storing contaminated soil mixed with water and collecting radionuclides in a system for purifying soil contaminated with radioactivity, A measuring unit that acquires various information of the culture tank, a local control unit that controls a device that provides a culture environment for the microalgae in the culture tank according to a remotely received control signal, and a culture medium A microalgae harvesting device that dries and harvests microalgae and separates them, and a remote control system that transmits a control signal to the local control unit using information received from the measurement unit. Provide a purification system.

本発明の更なる態様は、原子力発電所の事故による広範囲な地域の放射能に汚染された大量の土壌を浄化するための人工湖であって、前記地域に人工湖を作って汚染された土壌の汚染水が流入して格納され、放射能核種を捕集できる微細藻類を培養する貯水空間と、前記貯水空間の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により前記貯水空間で前記微細藻類の培養環境を提供する装置を制御するローカル制御部と、培養媒体に取付けられた微細藻類を乾燥かつ収穫して分離する微細藻類収穫装置と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムとを含む放射能土壌汚染浄化用人工湖を提供する。   A further aspect of the present invention is an artificial lake for purifying a large amount of soil contaminated with radioactivity in a wide area due to an accident at a nuclear power plant, wherein the soil contaminated by creating an artificial lake in the area The water storage space for cultivating microalgae that can receive and store contaminated water and collect radionuclides, a measuring unit for acquiring various information of the water storage space, and a control signal received remotely A local control unit that controls a device that provides a culture environment for the microalgae in space, a microalgae harvesting device that dries, harvests and separates microalgae attached to a culture medium, and information received from the measurement unit An artificial lake for purifying radioactive soil contamination including a remote control system for transmitting a control signal to the local control unit.

上述した構成を有する本発明によると、原子力発電所の使用済み核燃料及び使用済み核燃料処理時に発生し得る放射能汚染水及び/又は稼動中の原子力発電所の事故や重大な事故時に発生する放射能汚染水を適切な微細藻類培養タンクに投入し、微細藻類が培養タンク内で生育しながら汚染水内の放射能物質を吸着及び/又は吸収するようにすることで、使用済み核燃料放射能の核物質及び放射能汚染水を安定的に浄化することができ、また、広範囲な放射能汚染地域の大量の放射能土壌汚染を浄化して原子力発電所の安全性を向上させることができる。   According to the present invention having the above-described configuration, the radioactive nuclear water that can be generated during the processing of spent nuclear fuel and spent nuclear fuel in the nuclear power plant and / or the radioactivity generated in the event of an accident or serious accident in the operating nuclear power plant. By putting the contaminated water into an appropriate microalgal culture tank and allowing the microalgae to grow in the culture tank and to absorb and / or absorb radioactive materials in the contaminated water, Substances and radioactively contaminated water can be stably purified, and a large amount of radioactive soil contamination in a wide range of radioactively contaminated areas can be purified to improve the safety of nuclear power plants.

また、本発明によると、微細藻類の培養タンクを密閉型に提供し、この培養タンク内の培養環境を遠隔で自動にリアルタイム制御することにより、現場の作業者の放射能の被爆量を最小化でき、現場の作業者の安全性を向上させることができる。   In addition, according to the present invention, a microalgae culture tank is provided in a sealed type, and the culture environment in the culture tank is remotely and automatically controlled in real time, thereby minimizing the radiation exposure of workers on site. It is possible to improve the safety of workers on site.

さらに、本発明は、1つの培養タンク内で一種類の微細藻類のみを培養し、このような培養タンクを複数に直列連結することによって、共に培養され難い様々な種類の微細藻類を同時に利用可能であることから、放射能汚染水内の様々な種類の放射性物質を効率よく除去できる。   Furthermore, the present invention can cultivate only one kind of microalgae in one culture tank, and connect various culture tanks in series, so that various kinds of microalgae that are difficult to cultivate together can be used simultaneously. Therefore, various kinds of radioactive substances in radioactively contaminated water can be efficiently removed.

また、本発明は、使用済み核燃料を冷却するための冷却水及び原子力発電所の地下に流れている地下水が放射性物質に汚染された場合のように、持続的かつ大量に発生する放射能汚染水を遠隔で自動に段階的かつ連続的に浄化させることができる浄化技術を提供することができる。そのため、従来の臨時的な放射性汚染水の格納方式と比較するとき、本発明は、さらに安定的かつ効率よく放射能汚染水処理技術を提供することができる。また、従来の臨時的な氷遮断壁を用いた地下水流入遮断技術と比較するとき、本発明はさらに安定的かつ持続的に経済的な汚染水処理技術を提供することができる。   In addition, the present invention relates to radioactive polluted water that is generated continuously and in large quantities, such as when cooling water for cooling spent nuclear fuel and underground water flowing underground in a nuclear power plant are contaminated with radioactive materials. It is possible to provide a purification technique capable of purifying the apparatus remotely and automatically in a stepwise and continuous manner. Therefore, when compared with a conventional temporary storage method for radioactively contaminated water, the present invention can provide a radioactively contaminated water treatment technique more stably and efficiently. In addition, when compared with a conventional groundwater inflow blocking technique using a temporary ice blocking wall, the present invention can provide a contaminated water treatment technique that is more stable and sustainable.

本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムの全体構成を簡単に示すブロック図である。It is a block diagram which shows simply the whole structure of the radioactive contamination water purification system using the micro algae concerning one Embodiment of this invention. 遠隔制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a remote control system roughly. 遠隔制御システムで遠隔制御部の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of a remote control part in a remote control system. 微細藻類培養システムの構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of a micro algae culture system. 微細藻類培養システムを培養タンクを中心に概念的に示した概略図である。It is the schematic which showed notionally the microalga culture system centering on the culture tank. 微細藻類培養システムで計測部の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of a measurement part in a micro algae culture system. 微細藻類培養システムでローカル制御部の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of a local control part in a micro algae culture system. 培養タンクの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows the structure of a culture tank roughly. 2つの培養タンクが直列連結された構成の例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the example of the structure by which two culture tanks were connected in series.

本発明の利点及び特徴、そして、それを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。一方、本発明における実施形態の説明において、予め公示されている機能や構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。そして、後述する用語は、本発明の実施形態における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図、又は慣例などによって変わり得る。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいて下されなければならない。   Advantages and features of the present invention, and methods for achieving the same will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, in the description of the embodiment of the present invention, when it is determined that a specific description for a function or configuration publicly disclosed in advance unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted. The terms described later are terms defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, and this may vary depending on the user, the intention of the operator, the custom, or the like. Therefore, the definition must be made based on the entire contents of this specification.

本発明は、原子力発電所の使用済み核燃料処理や処理過程で発生したり、又は原子炉容器が破損する重大な事故時に発生し得る放射能汚染水処理のために提案される。本発明は、汚染水の処理作業に動員された従事者の被爆を最小化すると共に、安定的かつ環境にやさしく処理する放射能汚染水処理のための技術を提案する。特徴的な本発明の主な適用分野は、地球上で35億年以上に地球変化へ適応して生存してきた地球上の最も古い生命体である微細藻類を用いて放射能汚染水を浄化処理する分野である。   The present invention is proposed for the treatment of radioactively contaminated water that can occur during the processing or processing of spent nuclear fuel at a nuclear power plant or can occur in the event of a serious accident that damages the reactor vessel. The present invention proposes a technique for treating radioactive contaminated water that minimizes the exposure of workers mobilized in the treatment work of contaminated water and treats the contaminated water stably and environmentally. The main application field of the present invention is the purification treatment of radioactively contaminated water using the microalgae, the oldest living organism on the earth that has survived by adapting to the earth change for over 3.5 billion years on the earth. It is a field to do.

下記の参考文献1、2、3から放射能汚染水を浄化処理するために微細藻類を用いることができるという研究が行われていることが確認される。
参考文献1:An extremely radioresistant green eukaryote for radionuclide bio-decontamination in the nuclear industry、Richard Bligny et.al.、Energy Environment Science、2013、6、1230-1239、DOI:10、1029/C2EE23129H.
参考文献2:Algae Industry megazine.com、April 4、2011.
参考文献3:Novel Radioresistant Algaeof the Coccomyxa Genus、March 28、2013、米国特許出願公開2013/0078707号明細書
It is confirmed from the following references 1, 2, and 3 that studies have been conducted that microalgae can be used to purify radioactively contaminated water.
Reference 1: An extremely radioresistant green eukaryote for radionuclide bio-decontamination in the nuclear industry, Richard Bligny et.al., Energy Environment Science, 2013, 6, 1230-1239, DOI: 10, 1029 / C2EE23129H.
Reference 2: Algae Industry megazine.com, April 4, 2011.
Reference 3: Novel Radioresistant Algaeof the Coccomyxa Genus, March 28, 2013, US Patent Application Publication No. 2013/0078707

上記の参考文献のうち、参考文献1及び参考文献2は、特殊な微細藻類であるクロステリウム・モニリフェルム(Closterium Moniliferum)とコッコミクサ・アクチナビオチス(Coccomyxa Actinabiotis)が重金属(Zn−65、AG−110)又は核分裂生成物質(CS−137、CO−60、SR−90、U−238)を吸着及び捕獲したり吸収して、放射能のない安定な非放射性物質に変換するものと発表した論文及び記事である。参考文献1のコッコミクサ・アクチナビオチス微細藻類の菌株は、2013年3月に米国で特許出願されたものの公開公報である参考文献3に対応する。   Among the above-mentioned references, Reference 1 and Reference 2 are heavy metals (Zn-65, AG-110) in which the special microalgae Clostelium Moniliferum (Costerium Moniliferum) and Coccomixa Actinabiotis (Coccomyxa Actinabiotis) are used. In a paper and article published that adsorbs, captures and absorbs fission products (CS-137, CO-60, SR-90, U-238) and converts them into stable non-radioactive materials without radioactivity is there. The strain of Kokkomixa actinaviotis microalgae in Reference 1 corresponds to Reference 3 which is a publicly-known publication of a patent application in the United States in March 2013.

参考文献1及び参考文献2の発表を参照すると、地球上で約35億年以上に地球変化に適応してきた最も古い生命体である微細藻類のうち特殊な種類の微細藻類は、放射性物質である特殊核種を特に効率よく吸着及び捕獲したり吸収することで放射能を除去し、安定的な同位元素に変換する特性を有すると類推可能であり、今後の微細藻類の環境研究は、このような放射性物質を吸収して非放射性同位元素に変換する微細藻類の探索に集中されるものと判断される。   Referring to Reference 1 and Reference 2 announcements, a special kind of microalgae among the oldest organisms that have been adapted to earth change over the earth for over 3.5 billion years is a radioactive substance. It can be inferred that it has the property of removing radioactivity by converting and converting it into a stable isotope by absorbing, capturing and absorbing special nuclides in a particularly efficient manner. It is judged to be concentrated on the search for microalgae that absorb radioactive substances and convert them into non-radioactive isotopes.

特に、福島の原子力発電所の事故以後に話題になっている放射能汚染水の主な放射性物質であるヨウ素I−131、セシウムCS−134、及びCS−137、そして、ストロンチウムSR−90、テルルTE−127とクリプトンKR−85などの放射性物質を吸着、捕獲、及び吸収の特用微細藻類の探索が重要である。   In particular, iodine I-131, cesium CS-134, and CS-137, which are the main radioactive materials of radioactively contaminated water, which have been a hot topic since the accident at the nuclear power plant in Fukushima, and strontium SR-90, tellurium It is important to search for special microalgae for adsorption, capture, and absorption of radioactive substances such as TE-127 and krypton KR-85.

本発明の発明者は、このような微細藻類のうち放射性物質の処理に用いられる特用微細藻類が発見されている点に注目した。現在、様々な微細藻類の種類のうち、特定の放射性物質を捕獲又は吸着して放射能物質を汚染水と分離して除去する機能、放射性物質を吸収して汚染水内の放射線を減らす機能、又は、放射性物質を安全な非放射性物質に変換して核種放射線を除去可能にする機能などのように、放射性物質を処理できる特殊な機能を有する特用微細藻類を分類するための試みが行われている。   The inventor of the present invention paid attention to the fact that special microalgae used for the treatment of radioactive substances among such microalgae have been discovered. Currently, among various types of microalgae, the ability to capture or adsorb specific radioactive substances and separate and remove radioactive substances from contaminated water, the ability to absorb radioactive substances and reduce radiation in contaminated water, Or, attempts have been made to classify special microalgae with special functions that can treat radioactive materials, such as the ability to remove radionuclide radiation by converting radioactive materials into safe non-radioactive materials. ing.

したがって、本発明者は、少なくとも1つの放射性物質を捕獲したり吸着する機能を有する微細藻類の種類を利用すれば、環境にやさしく放射能汚染水を浄化できる技術を提供する点に注目した。そのため、本発明は、微細藻類を放射能物質が混合されている放射能汚染水内で培養することによって、微細藻類により放射能汚染水内の放射能物質が除去されるようにする、微細藻類を用いた放射能核物質処理及び放射能汚染水の浄化技術を提供することが可能であることに着眼した。   Accordingly, the inventor of the present invention has focused on providing a technology that can purify radioactively contaminated water in an environmentally friendly manner by using a kind of microalgae having a function of capturing or adsorbing at least one radioactive substance. Therefore, the present invention is a microalgae that allows the microalgae to remove the radioactive substances in the radioactively contaminated water by culturing the microalgae in the radioactively contaminated water mixed with the radioactive substances. It was noted that it is possible to provide radioactive nuclear material treatment and purification technology for radioactive contaminated water.

本発明により、放射性物質を処理できる特定種類の微細藻類を放射能汚染水を投入した培養タンクで培養し、培養過程で放射性物質を吸着又は吸収した微細藻類を分離及び除去することによって、放射能汚染水内の放射性物質を浄化することができる。   According to the present invention, a specific type of microalgae capable of treating radioactive substances is cultured in a culture tank filled with radioactively contaminated water, and by separating and removing the microalgae that have adsorbed or absorbed the radioactive substances during the culture process, The radioactive material in the contaminated water can be purified.

放射能汚染水内には一種類ではなく、様々な種類の放射性物質が混入されている場合が一般的である。したがって、このような場合の放射能汚染水を浄化するために、本発明は、複数の培養タンクを直列に連結し、それぞれの培養タンクに互いに異なる種類の放射性物質を効率よく処理できる互いに異なる種類の微細藻類を培養させる。そのため、放射能汚染水内の様々な種類の放射能物質が数個の培養タンクを順次通過しながら、一種類の放射能物質が1つの培養タンクで浄化されるという方式によって段階的に浄化され得る。   In general, the radioactively contaminated water contains not only one type but also various types of radioactive substances. Therefore, in order to purify the radioactively contaminated water in such a case, the present invention connects a plurality of culture tanks in series, and different types that can efficiently treat different types of radioactive substances in each culture tank. Incubate microalgae. Therefore, various types of radioactive substances in the radioactively contaminated water are purified in stages by a system in which one type of radioactive substance is purified in one culture tank while passing through several culture tanks sequentially. obtain.

例えば、5個の培養タンクが直列に連結されたシステムを仮定する。5個の培養タンクのうち、放射能汚染水が最初に投入される1番目の培養タンクではI−137を円満に吸着又は吸収する特用微細藻類を培養する。1番目の培養タンクから排出された浄化水はI−137のみが除去されるが、残りの放射性物質をそのまま含んでいるのであろう。この浄化水は、依然として放射能汚染水である。1番目の培養タンクから排出された浄化水、すなわち、放射能汚染水は2番目の培養タンクに投入される。2番目の培養タンクではCS−134及びCS−137を円満に吸着又は吸収する特用微細藻類を培養する。すると、2番目の培養タンクから排出された浄化水はI−137に追加してCS−134及びCS−137が除去されるが、残りの放射性物質はそのまま含んでいる。この浄化水も依然として放射能汚染水である。2番目の培養タンクから排出された浄化水、すなわち、放射能汚染水は3番目の培養タンクに投入される。3番目の培養タンクではSR−90を円満に吸着又は吸収する特用微細藻類を培養する。同じ方式により、3番目の培養タンクから排出された放射能汚染水が投入される4番目の培養タンクではTE−127を処理する。最後に4番目の培養タンクから排出された放射能汚染水が投入される5番目の培養タンクではKR−85を円満に吸着又は吸収する特用微細藻類を培養する。   For example, assume a system in which five culture tanks are connected in series. Among the five culture tanks, the first culture tank into which radioactively contaminated water is first introduced cultivates special microalgae that adsorb or absorb I-137 in a circle. Although only I-137 is removed from the purified water discharged from the first culture tank, it may contain the remaining radioactive material. This purified water is still radioactively contaminated water. Purified water discharged from the first culture tank, that is, radioactively contaminated water, is put into the second culture tank. In the second culture tank, special microalgae that fully adsorb or absorb CS-134 and CS-137 are cultured. Then, the purified water discharged from the second culture tank is added to I-137 to remove CS-134 and CS-137, but the remaining radioactive material is included as it is. This purified water is still radioactively contaminated water. The purified water discharged from the second culture tank, that is, radioactively contaminated water is put into the third culture tank. In the third culture tank, special microalgae that adsorb or absorb SR-90 in a circle are cultured. In the same manner, TE-127 is processed in the fourth culture tank into which the radioactively contaminated water discharged from the third culture tank is charged. Finally, in the fifth culture tank into which the radioactively contaminated water discharged from the fourth culture tank is charged, special microalgae that adsorb or absorb KR-85 in a circle are cultured.

このように、複数の種類の微細藻類を順次に多段階式に分離して互いに異なる培養タンク内で培養することにより、微細藻類間の適者生存の競争を回避できる。また、培養タンクごとに一種類の特用微細藻類の温度など培養環境と培養液を適合に使用することで、培養及び放射性物質処理の効率を向上させることができる。   In this way, by separating a plurality of types of microalgae sequentially in a multi-stage manner and culturing them in different culture tanks, it is possible to avoid competition for survival of the suitable person among the microalgae. Moreover, the efficiency of culture | cultivation and a radioactive substance process can be improved by using culture | cultivation environment and culture solution, such as the temperature of one kind of special microalgae, for every culture | cultivation tank.

使用済み核燃料は、核燃料集合体から核燃料棒を分離し、核燃料棒を解体したり又は核燃料棒の被覆管を溶融して核燃料ペレットを分離して本来の核燃料粉末に製造した後、培養タンク内で水に水溶して放射性物質を特用微細藻類を培養して放射性物質の核種を処理することができる。   The spent nuclear fuel is separated from the nuclear fuel assembly and disassembled, or the nuclear fuel rod cladding tube is melted to separate the nuclear fuel pellets to produce the original nuclear fuel powder. It is possible to treat radionuclides by culturing special microalgae with radioactive substances dissolved in water.

本発明は、特に、作業従事者の放射能被爆を最小化するために培養タンクへの放射能汚染水投入及び排出、微細藻類投入及び排出、培養環境を提供する様々な装置の動作などを遠隔の制御システムによって遠隔調整して制御し、放射能をリアルタイムに監視して処理する。   In particular, the present invention provides remote control of the operation of various devices that provide a culture environment, such as the introduction and discharge of radioactively contaminated water to and from the culture tank, the introduction and discharge of microalgae to minimize the radiation exposure of workers. The system is remotely adjusted and controlled by the control system, and the radioactivity is monitored and processed in real time.

以下添付された図面を参考して、本発明の例示的な実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム及び方法を説明する。   Hereinafter, a radioactive polluted water purification system and method using microalgae according to exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムの全体的な構成を簡単に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram simply showing an overall configuration of a radioactively contaminated water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

図1を参照すると、微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムは、遠隔制御システム100と通信網を介して連結される少なくとも1つの微細藻類培養システム200を含んで構成される。微細藻類培養システム200は、図示された例のように、3個が並んで連結されているが、これは例示に過ぎず、さらに少なく又は多く微細藻類培養システム200が連結されることは自明である。   Referring to FIG. 1, a radioactively contaminated water purification system using microalgae includes at least one microalgae culture system 200 connected to a remote control system 100 via a communication network. As shown in the illustrated example, three microalgae culture systems 200 are connected side by side, but this is only an example, and it is obvious that fewer or more microalgae culture systems 200 are connected. is there.

遠隔制御システム100は、例えば、タブレット、ラップトップ、デスクトップ、サーバシステムなどを含んでもよく、通信網を介してデータを受信して制御信号を送信できるよう構成されたコンピューティング装置によって実現され得る。   The remote control system 100 may include, for example, a tablet, a laptop, a desktop, a server system, and the like, and may be realized by a computing device configured to receive data and transmit control signals via a communication network.

微細藻類培養システム200は、放射性物質が混合されている放射能汚染水を微細藻類を培養するための密閉された環境を提供する培養タンクに投入して処理するシステムである。微細藻類培養システム200は、1つの培養タンク又は直列に連結された複数の培養タンクを含む。   The microalgae culture system 200 is a system in which radioactively contaminated water mixed with a radioactive substance is introduced into a culture tank that provides a sealed environment for culturing microalgae. The microalgal culture system 200 includes one culture tank or a plurality of culture tanks connected in series.

微細藻類培養システム200は、培養タンクの温度、圧力、水位、窒素濃度、リン濃度、二酸化炭素濃度、pH、照度、及び放射線などをリアルタイムに計測して、この計測データを遠隔制御システム100に送信する。遠隔制御システム100は、受信された計測データに基づいて微細藻類培養システム200の培養タンク内の環境を制御するように制御信号を送信する。   The microalgae culture system 200 measures the temperature, pressure, water level, nitrogen concentration, phosphorus concentration, carbon dioxide concentration, pH, illuminance, radiation, etc. of the culture tank in real time, and transmits this measurement data to the remote control system 100. To do. The remote control system 100 transmits a control signal so as to control the environment in the culture tank of the microalgae culture system 200 based on the received measurement data.

微細藻類は、約35億年間に地球上のいかなる地球環境に適応して生存してきた光合成を行って水中に生存する微生物であって、培養のために光、適正範囲の水温、適正範囲のpH及び/又は窒素/リンなどの栄養分とCOが必要である。微細藻類は、一般的に日照量の多い水面から約10〜50cm下に窒素/リン/COなどが豊かな環境で、水の温度が約20〜25℃、そして、phが約7〜8において円満に培養される。したがって、微細藻類培養システム200は、放射能汚染水の温度を微細藻類の培養に必要な最適条件に合わせて約10〜15日間に培養し、増殖倍数を最も大きくして処理の効率を最大化するよう制御しなければならない。 Microalgae are microorganisms that live in water by photosynthesis that has survived and adapted to any global environment on the earth for about 3.5 billion years. Light for cultivation, water in the proper range, pH in the proper range and / or nitrogen / phosphorus is required nutrients and CO 2, such as. The microalgae are generally in an environment rich in nitrogen / phosphorus / CO 2 and the like at a temperature of about 10 to 50 cm from the surface of water with a large amount of sunlight, the water temperature is about 20 to 25 ° C., and the ph is about 7 to 8 Incubate in full circle. Therefore, the microalgae culture system 200 is cultivated for about 10 to 15 days in accordance with the optimum conditions necessary for the culture of the microalgae with the temperature of the radioactively contaminated water, and maximizes the treatment efficiency by maximizing the multiplication factor. You have to control it.

したがって、微細藻類培養システム200は、放射能汚染水の温度、圧力、及び水位と窒素/リン/二酸化炭素濃度と照度及びpHなどをリアルタイムに計測して遠隔制御システム100に送信する。遠隔制御システム100は、放射能汚染水の温度、圧力及び水位と窒素/リン/二酸化炭素濃度、照度及びpHなどの環境を微細藻類の最適な培養条件に調整するための制御信号を微細藻類培養システム200に送信する。   Accordingly, the microalgae culture system 200 measures the temperature, pressure, water level, nitrogen / phosphorus / carbon dioxide concentration, illuminance, pH, and the like of the radioactively contaminated water in real time and transmits them to the remote control system 100. The remote control system 100 provides control signals for adjusting the environment such as temperature, pressure, water level, nitrogen / phosphorus / carbon dioxide concentration, illuminance and pH, etc., to the optimal culture conditions for microalgae. To system 200.

そのために、微細藻類培養システム200の密閉型培養タンクには、放射能汚染水、微細藻類、及び窒素/リン/COの投入及び排出に必要な複数の配管と、それぞれの配管の開閉動作のためのバルブ及びポンプ、培養タンク内の温度調整のための加熱器及び冷却器施設、培養タンク内の照度調整装置などが設けられる。また、遠隔監視及び制御のために、培養タンク内の放射線及び培養タンクが設けられている敷地内の放射線を計測できる。また、培養タンク内の状況をCCTVのようなカメラ映像で撮影し得る。 For this purpose, the sealed culture tank of the microalgae culture system 200 includes a plurality of pipes necessary for the input and discharge of radioactively contaminated water, microalgae, and nitrogen / phosphorus / CO 2 , and opening / closing operations of the respective pipes. There are provided a valve and a pump, a heater and cooler facility for adjusting the temperature in the culture tank, an illuminance adjusting device in the culture tank, and the like. For remote monitoring and control, radiation in the culture tank and radiation in the site where the culture tank is provided can be measured. Moreover, the situation in the culture tank can be photographed with a camera image such as CCTV.

図2及び図3は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムのうち遠隔制御システムをさらに詳細に図示している。   2 and 3 illustrate the remote control system in more detail in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図2は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムのうち遠隔制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the remote control system in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図2を参照すると、遠隔制御システム100は、送受信部110、遠隔制御部130、ユーザ入出力部150、撮影データストレージ160、計測データストレージ170、及び制御データストレージ180を含む。   Referring to FIG. 2, the remote control system 100 includes a transmission / reception unit 110, a remote control unit 130, a user input / output unit 150, an imaging data storage 160, a measurement data storage 170, and a control data storage 180.

送受信部110は、微細藻類培養システム200と双方向データ通信が可能な通信網を介してデータを送受信するモジュールである。送受信部110は、デジタルデータを、例えば、パケットベースの信号データに変調して送信し得る。   The transmission / reception unit 110 is a module that transmits and receives data via a communication network capable of bidirectional data communication with the microalgae culture system 200. The transmission / reception unit 110 can modulate the digital data into, for example, packet-based signal data and transmit it.

遠隔制御部130は、送受信部110によって受信される撮影データ及び計測データと予め格納されている制御データに基づいて、微細藻類培養システム200の培養環境を制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、送受信部110によって送信され得る。   The remote control unit 130 generates a control signal for controlling the culture environment of the microalgae culture system 200 based on the imaging data and measurement data received by the transmission / reception unit 110 and the control data stored in advance. The generated control signal can be transmitted by the transmission / reception unit 110.

ユーザ入出力部150は、ユーザが命令やデータを入力できる入力装置とユーザが視覚的に及び/又は聴覚的に認知可能にする出力装置である。例えば、入力装置は、キーボード、マウス、キーボタン、トラックボール、ジョイステック、タッチ−入力装置、マイクロホンなどが含まれてもよい。出力装置は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなどが含まれてもよい。   The user input / output unit 150 is an input device through which a user can input commands and data, and an output device that allows the user to visually and / or audibly recognize. For example, input devices may include a keyboard, mouse, key buttons, trackball, joystick, touch-input device, microphone, and the like. The output device may include a display, a printer, a speaker, and the like.

撮影データストレージ160、計測データストレージ170、及び制御データストレージ180は、それぞれ撮影データ、計測データ、及び制御データを格納するモジュールである。撮影データは、微細藻類培養システム200から受信された、例えば、CCTVによって撮影された培養タンク内の静止映像又は動画データである。計測データは、微細藻類培養システム200から受信された、例えば、培養タンク内の温度、圧力、照度、濃度、pHなどを計測したデータであり得る。制御データは、予め設定されて格納されているデータとして、微細藻類培養システム200の培養環境を制御するものに関するデータであり得る。   The shooting data storage 160, the measurement data storage 170, and the control data storage 180 are modules that store shooting data, measurement data, and control data, respectively. The imaging data is still image or moving image data in the culture tank received from the microalgae culture system 200, for example, taken by CCTV. The measurement data may be data received from the microalgae culture system 200, for example, data obtained by measuring temperature, pressure, illuminance, concentration, pH, etc. in the culture tank. The control data may be data relating to data for controlling the culture environment of the microalgae culture system 200 as data stored in advance.

図3は、図2に示す遠隔制御システムのうち遠隔制御部の構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the remote control unit in the remote control system shown in FIG.

図3を参照すると、遠隔制御部130は、微細藻類培養システム200の各部を制御するための様々な制御部を有する。図示された例として、遠隔制御部130は、汚染水制御部131、微細藻類制御部132、培養媒体制御部133、温度制御部134、気圧制御部135、照度制御部136、窒素濃度制御部137、リン濃度制御部138、二酸化炭素濃度制御部139、及び中央コントローラ140を含む。   Referring to FIG. 3, the remote control unit 130 includes various control units for controlling each unit of the microalgal culture system 200. As an example illustrated, the remote control unit 130 includes a contaminated water control unit 131, a microalgae control unit 132, a culture medium control unit 133, a temperature control unit 134, an atmospheric pressure control unit 135, an illuminance control unit 136, and a nitrogen concentration control unit 137. A phosphorus concentration control unit 138, a carbon dioxide concentration control unit 139, and a central controller 140.

汚染水制御部131は、微細藻類培養システム200の培養タンク内に放射能汚染水を投入する動作、及び微細藻類培養システム200の培養タンクの外部に浄化水(すなわち、放射能汚染水)を排出させる動作を制御するモジュールである。   The contaminated water control unit 131 operates to put radioactive contaminated water into the culture tank of the microalgal culture system 200, and discharges purified water (ie, radioactive contaminated water) to the outside of the culture tank of the microalgal culture system 200. This module controls the operation to be performed.

微細藻類制御部132は、微細藻類培養システム200の培養タンク内に微細藻類培養液を投入する動作を制御するモジュールである。微細藻類は、研究室や事前処理室で培養した状態である培養液に含まれている状態に投入され得る。   The microalgae control unit 132 is a module that controls the operation of putting the microalgae culture solution into the culture tank of the microalgae culture system 200. Microalgae can be put into a state that is contained in a culture solution that has been cultured in a laboratory or a pretreatment chamber.

培養タンク内で培養された微細藻類は、放射能汚染水を排出する過程で放射能汚染水と共に排出される。他の方式として、微細藻類は、培養媒体についている状態で、培養媒体を排出する過程で培養媒体と共に排出されてもよい。したがって、微細藻類を排出するための別途の制御部が図示されていない。図示されていないが、例えば、排出された放射能汚染水をフィルタリングして微細藻類を除去する装置の制御のためのモジュールをさらに含んでもよい。   The microalgae cultured in the culture tank are discharged together with the radioactively contaminated water in the process of discharging the radioactively contaminated water. As another method, the microalgae may be discharged together with the culture medium in the process of discharging the culture medium while attached to the culture medium. Therefore, a separate control unit for discharging microalgae is not shown. Although not shown, for example, it may further include a module for controlling an apparatus for filtering discharged radioactive contaminated water to remove microalgae.

培養媒体制御部133は、微細藻類培養システム200の培養タンク内に培養媒体を投入する動作、及び微細藻類培養システム200の培養タンクの外部に培養媒体を排出させる動作を制御するモジュールである。培養媒体は、糸、網、織物形態として、水底に沈まないながらも水上に浮かぶこともなく、水中で概して一定の形態を保持できる程度の比重と構造を有することが好ましい。   The culture medium control unit 133 is a module that controls the operation of putting the culture medium into the culture tank of the microalgae culture system 200 and the operation of discharging the culture medium to the outside of the culture tank of the microalgae culture system 200. It is preferable that the culture medium has a specific gravity and a structure that can maintain a generally constant form in water without being submerged on the bottom of the water but floating on the water as a form of yarn, net, or fabric.

このように柔軟性材質の培養媒体を培養タンク内の汚染水の自由空間に様々な形態に浮かぶように設けると、培養タンクの内部に培養媒体を支持したり固定する別途の構造物を設けなくてもよいため、製造が容易な長所がある。   In this way, when the flexible culture medium is provided so as to float in various forms in the free space of contaminated water in the culture tank, there is no need to provide a separate structure for supporting or fixing the culture medium inside the culture tank. Therefore, there is an advantage that manufacturing is easy.

また、柔軟性材質の培養媒体を使用すると、培養タンクの外部に培養媒体を引き出したり、内部に培養媒体を投入する装置を簡単に構成することができる。例えば、培養媒体の一端と他端に連結されている制御線をそれぞれ培養タンクの外側又は外部に設けられた第1ローラと第2ローラに取り巻かれるようにすると、第1ローラ及び/又は第2ローラを駆動させて培養媒体を培養タンク内に投入したり培養タンクの外部に排出させることができる。   In addition, when a culture medium made of a flexible material is used, an apparatus for pulling out the culture medium to the outside of the culture tank or putting the culture medium inside can be easily configured. For example, if the control lines connected to one end and the other end of the culture medium are respectively wrapped around a first roller and a second roller provided outside or outside the culture tank, the first roller and / or the second roller By driving the roller, the culture medium can be put into the culture tank or discharged outside the culture tank.

温度制御部134は、微細藻類培養システム200の培養タンク内で放射能汚染水の温度が微細藻類の生育温度の範囲に保持させる加熱装置及び冷却装置の制御を含む。   The temperature control unit 134 includes control of a heating device and a cooling device that keep the temperature of the radioactively contaminated water within the growth temperature range of the microalgae in the culture tank of the microalgae culture system 200.

気圧制御部135は、微細藻類培養システム200の培養タンク内で放射能汚染水で満たされていない部分の気体圧力を制御するモジュールである。培養タンクは密閉型であるため、圧力が高まることを放置すると培養タンクの機械的な破損につながるため、これを防止するための安全バルブ及び制御動作が必要である。   The atmospheric pressure control unit 135 is a module that controls the gas pressure in a portion of the culture tank of the microalgae culture system 200 that is not filled with radioactively contaminated water. Since the culture tank is a closed type, if the increase in pressure is left unattended, the culture tank will be mechanically damaged. Therefore, a safety valve and a control operation are required to prevent this.

照度制御部136は、微細藻類培養システム200の培養タンク内の微細藻類の生育条件のうちの1つである光エネルギーの供給動作を制御する。光エネルギーは、例えば、LED(発光ダイオード)のような発光装置を介して供給する。このような発光装置は、培養タンク内の複数の位置に設けられ、放射能汚染水内に設けられてもよい。この場合、LEDは防水処理されたことが好ましい。   The illuminance control unit 136 controls the supply operation of light energy, which is one of the growth conditions of the microalgae in the culture tank of the microalgae culture system 200. The light energy is supplied via a light emitting device such as an LED (light emitting diode). Such a light-emitting device may be provided at a plurality of positions in the culture tank and may be provided in the radioactively contaminated water. In this case, the LED is preferably waterproofed.

窒素濃度制御部137、リン濃度制御部138、及び二酸化炭素濃度制御部139は、微細藻類培養システム200の培養タンク内の微細藻類の生育条件である窒素、リン、二酸化炭素などの添加剤の濃度をそれぞれ制御する。この濃度は、微細藻類の種類によって異なる。さらに、微細藻類に応じてはこれよりも少ない又は多くの種類を含んでいる添加剤が求められることは自明であり、このような場合、それぞれに対応する成分に対する濃度制御部がさらに必要である。   The nitrogen concentration control unit 137, the phosphorus concentration control unit 138, and the carbon dioxide concentration control unit 139 are concentrations of additives such as nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide, which are the growth conditions of the microalgae in the culture tank of the microalgae culture system 200. To control each. This concentration varies depending on the type of microalgae. Furthermore, it is self-evident that depending on the microalgae, an additive containing less or more kinds is required, and in such a case, a concentration control unit for each corresponding component is further required. .

そして、たとえ図示されていないが、CCTV制御部、放射線量制御部などのような制御部も含まれてもよい。   And although not shown in figure, control parts, such as a CCTV control part and a radiation dose control part, may also be included.

中央コントローラ140は、各部131ないし139の動作を統合管理する機能を担当する。中央コントローラ140は、微細藻類培養システム100からリアルタイムに撮影データ計測データを受信し、これをユーザにディスプレイしたり、警報を発生させ得る。警報は、計測データが予め決定されている基準値から離れるなどの場合に発生する。警報には、培養タンクの圧力、温度、水位、及びLED照度、培養タンク、及び敷地内の放射線の線量警報などを含む。これと共に、中央コントローラ140は、ユーザ入出力装置を介して各バルブ、ポンプ、ランプ、電熱器などの作動状態を表示する。また、中央コントローラ140は、バルブ、ポンプ、電熱器、及びLEDランプなどのオン/オフ(On/Off)作動をユーザが手動で制御できるように画面を提供できる。   The central controller 140 is in charge of the function of managing the operations of the units 131 to 139 in an integrated manner. The central controller 140 can receive the captured data measurement data from the microalgae culture system 100 in real time and display it to the user or generate an alarm. An alarm occurs when the measurement data deviates from a predetermined reference value. Alarms include culture tank pressure, temperature, water level, LED illuminance, culture tank, and radiation dose warnings within the site. At the same time, the central controller 140 displays the operating state of each valve, pump, lamp, electric heater, etc. via the user input / output device. In addition, the central controller 140 can provide a screen so that a user can manually control on / off operation of valves, pumps, electric heaters, LED lamps, and the like.

上述した遠隔制御システム100は、実際の汚染水浄化処理が行われる培養タンクを含む微細藻類培養システム200から遠く離れた遠距離に設けられている場所に設置される。   The above-described remote control system 100 is installed at a location far away from the microalgae culture system 200 including a culture tank in which actual contaminated water purification processing is performed.

図4〜図7は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムのうち微細藻類培養システムをさらに詳細に図示している。   4 to 7 illustrate in more detail the microalgae culture system in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図4は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムのうち、微細藻類培養システムの構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the microalgae culture system in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図4を参照すると、微細藻類培養システム200は、送受信部210、培養タンク220、計測部230、ローカル制御部250、及び原料タンク270を含む。   Referring to FIG. 4, the microalgae culture system 200 includes a transmission / reception unit 210, a culture tank 220, a measurement unit 230, a local control unit 250, and a raw material tank 270.

送受信部210は、遠隔制御システム100の送受信部110と通信できるモジュールである。   The transmission / reception unit 210 is a module that can communicate with the transmission / reception unit 110 of the remote control system 100.

計測部230は、培養タンク220内で様々なファクターに対して計測し、計測されたデータを送受信部210を経由して遠隔制御システム100に送信する。計測部230は、図6を参照して以下で詳細に説明する。   The measurement unit 230 measures various factors in the culture tank 220 and transmits the measured data to the remote control system 100 via the transmission / reception unit 210. The measurement unit 230 will be described in detail below with reference to FIG.

ローカル制御部250は、遠隔制御システム100から送受信部210を経由して制御信号を受信し、受信された制御信号により様々な装置の動作を制御することで培養タンク220内の環境を調整するモジュールである。ローカル制御部250は、図7を参照して以下でさらに詳細に説明する。   The local control unit 250 receives a control signal from the remote control system 100 via the transmission / reception unit 210, and adjusts the environment in the culture tank 220 by controlling the operation of various apparatuses according to the received control signal. It is. The local controller 250 will be described in more detail below with reference to FIG.

原料タンク270は、たとえ1つのモジュールとして図示されているが、放射能汚染水、微細藻類培養液、培養媒体ロール、二酸化炭素、窒素、リンなどの様々な原料に対応する個数として存在する。たとえ、原料タンク270は、微細藻類培養システム200内にローカル的に存在するものと図示されているが、微細藻類培養システム200の外部に遠く離れた位置に遠隔に設けられてもよい。   Although the raw material tank 270 is illustrated as one module, it exists as a number corresponding to various raw materials such as radioactively contaminated water, microalgae culture solution, culture medium roll, carbon dioxide, nitrogen, and phosphorus. For example, although the raw material tank 270 is illustrated as being locally present in the microalgae culture system 200, it may be remotely provided at a position far away from the microalgae culture system 200.

培養タンク220は、図示された例において、ほとんど円筒状の内部空間を有し、ステンレス鋼のように腐食に強い材質からなり、また、放射線遮蔽及び設計圧力に耐えることができるよう十分な厚さで設計される。   In the illustrated example, the culture tank 220 has an almost cylindrical inner space, is made of a corrosion-resistant material such as stainless steel, and is sufficiently thick to withstand radiation shielding and design pressure. Designed with.

培養タンク220は密閉型であることが好ましく、遠隔制御される開閉バルブ及び流入/排出ポンプをそれぞれ備えた様々な配管が連結され、様々な計測装置が設けられる。培養タンク220は、図8及び図9を参照してさらに詳細に説明する。   The culture tank 220 is preferably a sealed type, and various pipes each having an on-off valve and an inflow / exhaust pump that are remotely controlled are connected, and various measuring devices are provided. The culture tank 220 will be described in more detail with reference to FIGS.

図5は、図4に示す微細藻類培養システムを培養タンクを中心に概念的に説明するための概略図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for conceptually explaining the microalgae culture system shown in FIG. 4 focusing on the culture tank.

図5を参照すると、培養タンク220は、放射能汚染水内で微細藻類を生育可能にする環境を提供する。そのため、培養タンク220には、汚染水、微細藻類、培養媒体、光、窒素、リン、二酸化炭素、温度などが提供される。培養が完了すると、浄化水及び培養媒体が排出される。排出される浄化水は、投入された汚染水から微細藻類によって放射能物質が除去された状態である。排出される培養媒体は、放射能物質を吸着又は吸収した微細藻類が固着している状態である。   Referring to FIG. 5, the culture tank 220 provides an environment that allows microalgae to grow in radioactively contaminated water. Therefore, the culture tank 220 is provided with contaminated water, microalgae, culture medium, light, nitrogen, phosphorus, carbon dioxide, temperature, and the like. When the culture is completed, the purified water and the culture medium are discharged. The discharged purified water is in a state in which radioactive substances have been removed from the input contaminated water by microalgae. The discharged culture medium is in a state where microalgae that have adsorbed or absorbed radioactive substances are fixed.

培養媒体に固着している微細藻類は、培養媒体から分離したり固着した状態で有機質の肥料として使用されたり、バイオマス原料(RDF、炭化燃料)としてリサイクルされる。   The microalgae adhering to the culture medium is separated from the culture medium or used as an organic fertilizer in a fixed state, or recycled as a biomass raw material (RDF, carbonized fuel).

培養タンク220に投入される放射能汚染水は、例えば、原子炉容器の破損のような重大な事故時に原子力発電所の周辺の地下水が放射能に汚染されることにより生じたものであり得る。他の例として、原子力発電所の正常動作中に使用済み核燃料の冷却処理及び稼動中の原子力発電所の過渡な事故時に生じたものであり得る。   The radioactively contaminated water introduced into the culture tank 220 may be generated by radioactive contamination of groundwater around the nuclear power plant at the time of a serious accident such as damage to a reactor vessel. As another example, it may have occurred during the normal operation of a nuclear power plant during the cooling process of spent nuclear fuel and during a transient accident at an operating nuclear power plant.

図6は、図4に示す微細藻類培養システムのうち計測部の構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of the measurement unit in the microalgae culture system shown in FIG.

図6を参照すると、計測部203は、水位計測器231、水温計測器232、窒素濃度計測器233、リン濃度計測器234、二酸化炭素濃度計測器235、pH計測器236、カメラ237、気温計測器238、気圧計測器239、照度計測器240、及び放射線計測器241を含む。   Referring to FIG. 6, the measurement unit 203 includes a water level measurement device 231, a water temperature measurement device 232, a nitrogen concentration measurement device 233, a phosphorus concentration measurement device 234, a carbon dioxide concentration measurement device 235, a pH measurement device 236, a camera 237, and an air temperature measurement. Instrument 238, barometer 239, illuminance meter 240, and radiation meter 241.

水位計測器231は、培養タンク220内で汚染水の水位を測定する計測器である。水温計測器232は、培養タンク220内で汚染水の温度を測定する計測器である。窒素濃度計測器233、リン濃度計測器234、二酸化炭素濃度計測器235、及びpH計測器236は、培養タンク220に投入されている汚染水内の窒素濃度、リン濃度、二酸化炭素濃度、及びpHをそれぞれ測定する計測器である。   The water level measuring device 231 is a measuring device that measures the level of contaminated water in the culture tank 220. The water temperature measuring instrument 232 is a measuring instrument that measures the temperature of contaminated water in the culture tank 220. The nitrogen concentration measuring device 233, the phosphorus concentration measuring device 234, the carbon dioxide concentration measuring device 235, and the pH measuring device 236 are the nitrogen concentration, phosphorous concentration, carbon dioxide concentration, and pH in the contaminated water put in the culture tank 220. It is a measuring instrument that measures each.

カメラ237は、例えば、CCTVのように動画を撮影できる装備である。   The camera 237 is a device that can shoot a moving image, for example, like CCTV.

気温計測器238は、培養タンク220の汚染水上部の空気部分の温度を測定する計測器である。気圧計測器239は、培養タンク220の汚染水上部の空気部分の圧力を測定する計測器である。照度計測器240は、LEDのような発光装置によって培養タンク220の内部及び/又は汚染水内で測定される照度を計測する。放射線計測器241は、培養タンク220の内部及び外部(すなわち、培養タンクが設けられている建物又は敷地)の放射線量を測定する計測器であり得る。   The air temperature measuring device 238 is a measuring device that measures the temperature of the air portion above the contaminated water in the culture tank 220. The atmospheric pressure measuring device 239 is a measuring device that measures the pressure of the air portion above the contaminated water in the culture tank 220. The illuminance meter 240 measures the illuminance measured inside the culture tank 220 and / or in the contaminated water by a light emitting device such as an LED. The radiation measuring instrument 241 may be a measuring instrument that measures the radiation dose inside and outside the culture tank 220 (that is, the building or site where the culture tank is provided).

図7は、図4に示す微細藻類培養システムのうちローカル制御部の構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the local control unit in the microalgae culture system shown in FIG.

図7を参照すると、ローカル制御部250は、汚染水投入配管251、浄化水排出配管252、微細藻類投入配管253、温度調整器254、添加剤投入配管255、発光装置256、培養媒体移送装置257などの動作を制御する。ローカル制御部250は自ら判断して制御するものではなく、遠隔制御システム100(図1及び図2参照)からの制御信号によりこのような装置の動作を制御する。   Referring to FIG. 7, the local control unit 250 includes a contaminated water input pipe 251, a purified water discharge pipe 252, a microalgae input pipe 253, a temperature regulator 254, an additive input pipe 255, a light emitting device 256, and a culture medium transfer device 257. Control the operation. The local control unit 250 does not judge and control itself, but controls the operation of such a device by a control signal from the remote control system 100 (see FIGS. 1 and 2).

汚染水投入配管251は、培養タンク220内に放射能汚染水を投入する配管として遠隔制御される(すなわち、遠隔制御システム200によって送信された制御信号により制御される、以下同一)バルブ及びポンプを備える。バルブは開閉動作するためのものであり、ポンプは投入するための強制力を提供する。浄化水排出配管252は、培養タンク220内に放射能汚染水を排出する配管として、遠隔制御されるバルブ及びポンプを備える。微細藻類投入配管253は、培養タンク220内に微細藻類培養液を投入する配管として、遠隔制御されるバルブ及びポンプを備える。添加剤投入配管255は、窒素、リン、二酸化炭素などの添加剤を投入するための各配管として、それぞれ遠隔制御されるバルブ及びポンプを備える。   The contaminated water input pipe 251 is remotely controlled as a pipe for introducing radioactive contaminated water into the culture tank 220 (that is, controlled by a control signal transmitted by the remote control system 200, the same applies hereinafter). Prepare. The valve is for opening and closing operation, and the pump provides a forcing force to be turned on. The purified water discharge pipe 252 includes a valve and a pump that are remotely controlled as a pipe for discharging radioactively contaminated water into the culture tank 220. The microalgae input pipe 253 includes a valve and a pump that are remotely controlled as pipes for supplying the microalgae culture solution into the culture tank 220. The additive charging pipe 255 includes valves and pumps that are remotely controlled as pipes for adding additives such as nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide.

温度調整器254は加熱器及び冷却器を含み、培養タンク220内の汚染水の温度を調整するように動作する。発光装置256は、例えば、LEDランプとして汚染水の内外に複数設けられる。   The temperature regulator 254 includes a heater and a cooler, and operates to regulate the temperature of contaminated water in the culture tank 220. For example, a plurality of light emitting devices 256 are provided inside and outside the contaminated water as LED lamps.

培養媒体移送装置257は、培養媒体を培養タンク220内に投入して培養タンク220の外部に排出するための装置である。培養媒体移送装置257は、ローラとこのローラを回転させるための駆動モータを含んでもよく、駆動モータは遠隔制御される。培養媒体移送装置257のローラには、培養媒体220に連結された制御線が取り巻かれたり制御線と共に培養媒体が取り巻かれる。   The culture medium transfer device 257 is a device for charging the culture medium into the culture tank 220 and discharging it to the outside of the culture tank 220. The culture medium transfer device 257 may include a roller and a drive motor for rotating the roller, and the drive motor is remotely controlled. A control line connected to the culture medium 220 is wrapped around the roller of the culture medium transfer device 257 or the culture medium is wrapped around the control line.

図8及び図9は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムで、培養タンクをさらに詳細に示す。   8 and 9 show a culture tank in more detail in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図8は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムで、培養タンクの構成を概略的に示す図である。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of a culture tank in the radioactively contaminated water purification system using microalgae according to one embodiment of the present invention.

図8を参照すると、培養タンク220の約3分の2が汚染水で満たされている例が示されている。培養タンク220の上部の側面に汚染水投入配管251が連結され、培養タンクの下部の側面に汚染水排出(すなわち、浄化水排出)配管252が連結されている。微細藻類培養液253は、培養タンクの上部の側面に連結されている。   Referring to FIG. 8, an example in which about two thirds of the culture tank 220 is filled with contaminated water is shown. A contaminated water input pipe 251 is connected to the upper side surface of the culture tank 220, and a contaminated water discharge (that is, purified water discharge) pipe 252 is connected to the lower side surface of the culture tank. The microalgae culture solution 253 is connected to the upper side surface of the culture tank.

発光装置256は、培養タンクの上部と側部及び下部に複数設けられ、例えばLEDランプであってもよい。発光装置256は、汚染水にロックされている位置にも設けられていることが確認される。一般的に、自然状態で微細藻類は水面から約50cmまで生息して培養される。本発明では、防水されたLEDランプを培養タンク内に取付けて設けることにより、光が水中に映るようにして汚染水の深さに関わらず培養タンク内のどこにも微細藻類を生育可能にする環境を提供する。   A plurality of light emitting devices 256 are provided in the upper part, the side part, and the lower part of the culture tank, and may be, for example, an LED lamp. It is confirmed that the light emitting device 256 is also provided at a position locked to the contaminated water. Generally, in the natural state, microalgae inhabit and cultivate up to about 50 cm from the water surface. In the present invention, a waterproof LED lamp is provided in the culture tank so that light can be reflected in the water so that microalgae can grow anywhere in the culture tank regardless of the depth of contaminated water. I will provide a.

また、培養媒体260は、繊維、網、又は織物形態のメッシュ型であることが好ましく、図8に示すように、培養媒体260は、両側の上端部が制御線によって培養媒体移送装置257に連結された状態で汚染水内に浸るように設けられることが好ましい。   In addition, the culture medium 260 is preferably a mesh type in the form of fiber, net, or woven fabric. As shown in FIG. 8, the culture medium 260 is connected to the culture medium transfer device 257 at both upper ends by control lines. It is preferable to be provided so as to be immersed in the contaminated water.

培養媒体260に連結される制御線はワイヤー又はロープであってもよいが、これに限定されることなく、様々なタイプを使用できる。また、制御線は、培養媒体260を培養タンク220の内部に投入したり取り出す役割のみならず、培養媒体260の位置と高さを調整する役割も行い、このような制御線の動作は培養媒体移送装置257によって制御される。   The control line connected to the culture medium 260 may be a wire or a rope, but is not limited thereto, and various types can be used. In addition, the control line not only plays the role of putting the culture medium 260 into and out of the culture tank 220 but also the role of adjusting the position and height of the culture medium 260. Controlled by transfer device 257.

培養媒体260は、微細藻類が取付けて生育する構造物を提供し、特用微細藻類の特性に応じてメッシュの大きさが変わり得る。したがって、約10日〜15日間の培養後に培養媒体260を排出すると、核種を捕集した微細藻類も共に排出され、排出された培養媒体260は制御線によって培養タンク220の外部に備えられた微細藻類収穫空間(図示せず)に自動移動する。微細藻類収穫空間では、微細藻類収穫装置(図示せず)が培養媒体260に取付けた微細藻類を乾燥かつ収穫して分離し、微細藻類が分離された培養媒体260は制御線によって再び培養タンク220の内部に移動する。   The culture medium 260 provides a structure in which microalgae are attached and grow, and the size of the mesh can be changed according to the characteristics of the special microalgae. Therefore, when the culture medium 260 is discharged after culturing for about 10 to 15 days, the microalgae that collected the nuclide are also discharged together, and the discharged culture medium 260 is finely provided outside the culture tank 220 by the control line. Automatically move to algae harvest space (not shown). In the microalgae harvesting space, the microalgae harvesting device (not shown) dries and harvests the microalgae attached to the culture medium 260 and separates the culture medium 260 from which the microalgae have been separated. Move inside.

このように培養媒体260は、培養タンク220の外部に排出されて再び投入されなければならないため、培養タンク220には培養媒体260とこれに連結された制御線が通過する出入口(図示せず)を形成しなければならない。   As described above, the culture medium 260 has to be discharged to the outside of the culture tank 220 and then charged again. Therefore, the culture tank 220 has an entrance (not shown) through which the culture medium 260 and a control line connected thereto pass. Must be formed.

一方、培養媒体移送装置257は、培養タンク220の一側に備えられた第1培養媒体移送装置257aと他方に備えられた第2培養媒体移送装置257bを含む。ここで、培養媒体260が出入りする出入口は、第1及び第2培養媒体移送装置257a,257bが設けられた位置に全て形成されてもよく、片方にのみ形成されてもよい。   On the other hand, the culture medium transfer device 257 includes a first culture medium transfer device 257a provided on one side of the culture tank 220 and a second culture medium transfer device 257b provided on the other side. Here, the entrances and exits for the culture medium 260 may be formed entirely at the positions where the first and second culture medium transfer devices 257a and 257b are provided, or may be formed only on one side.

第1培養媒体移送装置257aは、第1ローラ(図示せず)と第1ローラを回転させる第1駆動モータ(図示せず)を含む。第1ローラと第1駆動モータは、培養タンク220の側壁に設けられてもよく、培養タンク220の外部に設けられてもよい。   The first culture medium transfer device 257a includes a first roller (not shown) and a first drive motor (not shown) that rotates the first roller. The first roller and the first drive motor may be provided on the side wall of the culture tank 220 or may be provided outside the culture tank 220.

第2培養媒体移送装置257bは、第2ローラ(図示せず)と第2ローラを回転させる第2駆動モータ(図示せず)を含む。第2ローラと第2駆動モータは、培養タンク220の側壁に設けられてもよく、培養タンク220の外部に設けられてもよい。   The second culture medium transfer device 257b includes a second roller (not shown) and a second drive motor (not shown) that rotates the second roller. The second roller and the second drive motor may be provided on the side wall of the culture tank 220 or may be provided outside the culture tank 220.

第1及び第2培養媒体移送装置257a,257bが培養タンク220の外部に形成される場合には、培養媒体260に連結された制御線が通過できる出入口が2つ形成されることが好ましい。   When the first and second culture medium transfer devices 257a and 257b are formed outside the culture tank 220, it is preferable that two entrances through which a control line connected to the culture medium 260 can pass are formed.

図8に示すように、培養タンク220の内部に設けられた培養媒体260の両端に連結された制御線をそれぞれの第1ローラと第2ローラに取り巻かれた状態で、例えば、第1ローラを回転すれば培養媒体260は第1出入口を介して培養タンク220の外部に排出される。ここで、培養媒体260が第1ローラに取り巻かれるように構成してもよく、培養媒体260が制御線に沿って微細藻類収穫空間まで移動するように構成してもよい。   As shown in FIG. 8, the control lines connected to both ends of the culture medium 260 provided in the culture tank 220 are surrounded by the first roller and the second roller, for example, the first roller If rotated, the culture medium 260 is discharged to the outside of the culture tank 220 through the first inlet / outlet. Here, the culture medium 260 may be configured to be surrounded by the first roller, or the culture medium 260 may be configured to move to the microalgae harvesting space along the control line.

また、排出された培養媒体260は、上述したように微細藻類収穫空間に移動して微細藻類が分離された後リサイクルされてもよく、有機質肥料やバイオマス燃料として活用されてもよい。   Further, the discharged culture medium 260 may be recycled after moving to the microalgae harvesting space and separating the microalgae as described above, or may be utilized as an organic fertilizer or biomass fuel.

一方、培養タンク220の外部に排出された培養媒体260から微細藻類を分離したり、または、新しい培養媒体260に代替された場合には、反対側に位置する第2ローラを回転させて第2ローラに取り巻かれている制御線を用いて培養媒体260を培養タンク220の内部に投入することができる。   On the other hand, when the microalgae are separated from the culture medium 260 discharged to the outside of the culture tank 220 or replaced with a new culture medium 260, the second roller positioned on the opposite side is rotated to rotate the second algae. The culture medium 260 can be put into the culture tank 220 using the control line surrounded by the rollers.

このように培養媒体220を繊維、網、織物などのような柔軟材質で構成し、培養媒体260の一端と他端をそれぞれ培養媒体移送装置257のローラに連結すると、作業者の助力なしに遠隔制御により培養媒体260を簡単に培養タンク220の内部に投入したり外部に取り出すことができ、これによって、放射性核種を捕集した微細藻類を培養タンクの外部で収穫して放射能汚染数を浄化することができる。   In this way, when the culture medium 220 is made of a flexible material such as a fiber, a net, or a fabric, and one end and the other end of the culture medium 260 are respectively connected to the rollers of the culture medium transfer device 257, remote control can be performed without the assistance of the operator. By controlling, the culture medium 260 can be easily put into the culture tank 220 or taken out of the culture tank 220, thereby collecting the microalgae collecting the radionuclide outside the culture tank and purifying the number of radioactive contamination. can do.

一方、図示するように、1つのユニットで製造された培養媒体260を使用せず、複数の培養媒体260を直列連結して培養タンク220の内部に順次投入してもよい。この場合には、第1ローラを駆動する1つの培養媒体移送装置270のみを使用してもよい。   On the other hand, as shown in the figure, a plurality of culture media 260 may be connected in series and sequentially put into the culture tank 220 without using the culture media 260 manufactured in one unit. In this case, only one culture medium transfer device 270 that drives the first roller may be used.

すなわち、培養タンク220の内部に第1ユニット培養媒体260を投入して1次浄化工程を向上させた後、第1ローラを回転して第1ユニット培養媒体260を第1出入口を介して排出すると、第1ユニット培養媒体260に直列連結された第2ユニット培養媒体260が、第2出入口を介して培養タンク220の内部に投入される。次に、2次浄化工程を向上させた後、第1出入口を介して第2ユニット培養媒体260を排出すると、第2ユニットに連結された第3ユニット培養媒体260が、第2出入口を介して培養タンク220の内部に投入され、このような方式によって、複数の培養媒体260を順次培養タンク220の内部に投入してもよい。このようにすれば、単位工程ごとに培養媒体260を交換する必要がなく、長期間の工程を行った後排出された培養媒体260を一回で処理できるため、作業効率を高めることができる。   That is, after the first unit culture medium 260 is introduced into the culture tank 220 to improve the primary purification process, the first roller is rotated to discharge the first unit culture medium 260 through the first inlet / outlet. The second unit culture medium 260 connected in series to the first unit culture medium 260 is introduced into the culture tank 220 through the second inlet / outlet. Next, after improving the secondary purification process, when the second unit culture medium 260 is discharged through the first inlet / outlet, the third unit culture medium 260 connected to the second unit is connected through the second inlet / outlet. A plurality of culture media 260 may be sequentially added to the inside of the culture tank 220 by such a method. In this way, it is not necessary to replace the culture medium 260 for each unit process, and the culture medium 260 discharged after performing a long-term process can be processed at a time, so that work efficiency can be improved.

一方、第1又は第2出入口を介して出入りする培養媒体260には放射能核種が捕集されているため、被爆を防止するために第1及び第2培養媒体移送装置257a,257bを外部と隔離する遮蔽カバーを培養タンク220の外部に設ける。   On the other hand, since radionuclides are collected in the culture medium 260 that enters and exits through the first or second inlet / outlet, the first and second culture medium transfer devices 257a and 257b are connected to the outside in order to prevent exposure. A shielding cover for isolation is provided outside the culture tank 220.

また、培養タンク220には、カメラ237、圧力計測器239、安全バルブ221、温度計測器232、気温計測器238、水位計測器231、pH計測器236、二酸化炭素のような添加剤供給配管255、加熱器、及び冷却器を含むことのできる温度調整器254などが示されているが、その他に必要な場合、その他の様々な計測器及び投入及び排出配管が連結されることは自明である。   The culture tank 220 includes a camera 237, a pressure measuring device 239, a safety valve 221, a temperature measuring device 232, an air temperature measuring device 238, a water level measuring device 231, a pH measuring device 236, and an additive supply pipe 255 such as carbon dioxide. Although a temperature regulator 254, etc., can be included, which can include heaters, and coolers, it is obvious that various other instrumentation and input and discharge piping may be connected if necessary. .

安全バルブ221は平常には閉鎖され、培養タンク220内の圧力が所定の値以上になると自動開放され、培養タンク220内の圧力を自動調整する。   The safety valve 221 is normally closed, and is automatically opened when the pressure in the culture tank 220 exceeds a predetermined value, and automatically adjusts the pressure in the culture tank 220.

図9は、本発明の一実施形態に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムで、2つの培養タンクが直列連結された構成の例を概略的に示す図である。   FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration in which two culture tanks are connected in series in a radioactively contaminated water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

図9を参照すると、2つの培養タンク220’、220’’が「直列に」連結されている。すなわち、最初の培養タンク220’に排出された汚染水が2番目の培養タンク220’’に投入される。図示する例として、培養タンクが単に2つのみが連結されているが、これは例示に過ぎず、必要な場合はより多い培養タンクが直列に連結されることは自明である。この例において、各培養タンクに同一又は異なる微細藻類が投入されてもよい。   Referring to FIG. 9, two culture tanks 220 ', 220 "are connected" in series ". That is, the contaminated water discharged to the first culture tank 220 ′ is input to the second culture tank 220 ″. In the illustrated example, only two culture tanks are connected, but this is only an example, and it is obvious that more culture tanks are connected in series when necessary. In this example, the same or different microalgae may be introduced into each culture tank.

上述したように、本発明によって提供される微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムは、本発明の他の態様に係る微細藻類を用いた放射能汚染水浄化方法を実現することができる。   As described above, the radioactively contaminated water purification system using microalgae provided by the present invention can realize the radioactively contaminated water purification method using microalgae according to another aspect of the present invention.

微細藻類を用いた放射能汚染水浄化方法は、培養ステップ、計測ステップ、遠隔制御ステップ、ローカル制御ステップを含む。   The method for purifying radioactively contaminated water using microalgae includes a culture step, a measurement step, a remote control step, and a local control step.

培養ステップは、培養タンクの密閉された内部空間内に放射性物質を含む放射能汚染水、前記放射能汚染水内で生育する微細藻類、前記微細藻類が生育できる栄養成分を投入し、温度を調整して光エネルギーを提供し、前記微細藻類が生育できるように培養するステップである。   In the culture step, radioactively contaminated water containing radioactive substances in the sealed internal space of the culture tank, microalgae that grow in the radioactively contaminated water, and nutrients that allow the microalgae to grow are added to adjust the temperature. In this step, light energy is provided and the microalgae are cultured so that they can grow.

計測ステップは、培養ステップの間に前記微細藻類が混合した放射能汚染水に関するデータを計測して計測データを生成するステップである。   The measurement step is a step of generating measurement data by measuring data related to radioactively contaminated water mixed with the microalgae during the culture step.

遠隔制御ステップは、計測ステップで生成された計測データを通信網を介して受信し、前記培養タンクと連結されているローカル制御部に制御信号を送信するステップである。   The remote control step is a step of receiving the measurement data generated in the measurement step via a communication network and transmitting a control signal to a local control unit connected to the culture tank.

ローカル制御ステップは、遠隔制御ステップで送信された制御信号を受信し、培養タンク内に前記放射能汚染水の投入及び浄化水の排出、培養タンク内に前記微細藻類の投入、前記培養タンク内で微細藻類の生育環境を提供する装置を制御するステップである。   The local control step receives the control signal transmitted in the remote control step, inputs the radioactively contaminated water into the culture tank and discharges the purified water, inputs the microalgae into the culture tank, and in the culture tank. It is the step which controls the apparatus which provides the growth environment of a micro algae.

培養ステップ以前及び以後に、培養タンクの内部空間の汚染水内で前記微細藻類が取付けられる繊維形態、網形態、又は、織物形態の柔軟な構造物を提供する培養媒体を外部から内部空間に投入する培養媒体投入ステップ、及び培養媒体を培養タンクの内部空間から外部に排出する培養媒体排出ステップがそれぞれ行われる。   Before and after the culturing step, a culture medium providing a flexible structure in the form of fibers, nets, or fabrics to which the microalgae are attached in the contaminated water in the inner space of the culture tank is introduced into the inner space from the outside. A culture medium charging step and a culture medium discharging step for discharging the culture medium from the internal space of the culture tank to the outside are performed.

以上では、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されず、様々な形態に変形又は修正されて実施することができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by being modified or modified in various forms.

一例として、以上では密閉された構造の培養タンク220を用いて汚染水を浄化する方法を説明したが、大量の汚染水を処理するためには室内プール規模の大型の培養水槽に微細藻類を培養して汚染水を浄化してもよい。この場合においても、培養水槽に最適な微細藻類培養環境を組成できる計測部230、ローカル制御部250、及び培養媒体に取付けた微細藻類を乾燥、収穫、及び分離する微細藻類収穫装置を設け、これを遠隔制御システム100を用いて制御するよう構成することが好ましい。   As an example, the method for purifying contaminated water using the culture tank 220 having a sealed structure has been described above. However, in order to treat a large amount of contaminated water, microalgae are cultured in a large culture tank of an indoor pool scale. Then, the contaminated water may be purified. Even in this case, a measurement unit 230 capable of composing an optimum microalgae culture environment for the culture tank, a local control unit 250, and a microalgae harvesting device for drying, harvesting and separating the microalgae attached to the culture medium are provided. Is preferably configured to be controlled using the remote control system 100.

異なる例として、以上では微細藻類を用いて汚染水を浄化する方法を説明したが、汚染された土壌を微細藻類を用いて浄化してもよい。   As a different example, the method for purifying contaminated water using microalgae has been described above. However, contaminated soil may be purified using microalgae.

すなわち、原子力発電所の事故による放射能の漏れによって土壌が汚染された場合、室内プール規模の大型の培養水槽に汚染された土壌と水を入れて特用微細藻類を培養し、土壌に混合されている放射性核種を吸着及び吸収した微細藻類を培養水槽から分離及び収穫することで土壌を浄化することができる。この場合においても、培養水槽に最適な微細藻類培養環境を組成できる計測部230、ローカル制御部250、及び培養媒体に取付けた微細藻類を乾燥、収穫、及び分離する微細藻類収穫装置を設け、これを遠隔制御システム100を用いて制御するよう構成することが好ましい。   That is, when soil is contaminated due to radioactivity leakage due to an accident at a nuclear power plant, the contaminated soil and water are put into a large culture tank of indoor pool scale and special microalgae are cultured and mixed with the soil. The soil can be purified by separating and harvesting the microalgae that have adsorbed and absorbed the radioactive nuclides from the culture tank. Even in this case, a measurement unit 230 capable of composing an optimum microalgae culture environment for the culture tank, a local control unit 250, and a microalgae harvesting device for drying, harvesting and separating the microalgae attached to the culture medium are provided. Is preferably configured to be controlled using the remote control system 100.

更なる例として、原子力発電所の事故によって広範囲な面積に渡って放射能汚染された土壌が発生した場合、人工湖に特用微細藻類培養環境を作って土壌に混合されている特殊な放射性核種を吸着及び吸収し、培養された特用微細藻類を人工湖から収穫かつ分離して土壌汚染を除去することができる。この場合、人工湖が特用微細藻類のための最適な培養環境を備えるように、光、CO、リン、窒素などを調整する自動化システムを設けることが好ましい。 As a further example, when radioactively contaminated soil is generated over a wide area due to an accident at a nuclear power plant, a special radionuclide mixed in the soil by creating a special microalgal culture environment in an artificial lake Can be adsorbed and absorbed, and the cultured special microalgae can be harvested and separated from the artificial lake to remove soil contamination. In this case, it is preferable to provide an automated system that adjusts light, CO 2 , phosphorus, nitrogen, etc. so that the artificial lake has an optimal culture environment for the special microalgae.

このように本発明は、様々な形態に変形又は修正されて実施され、変形又は修正された実施形態も後述する特許請求の範囲に開示されている本発明の技術的な思想を含むものであれば、本発明の権利範囲に属することはもちろんである。   As described above, the present invention is implemented by being modified or modified in various forms, and the modified or modified embodiments also include the technical idea of the present invention disclosed in the claims to be described later. Of course, it belongs to the scope of rights of the present invention.

100:遠隔制御システム
110:送受信部
130:遠隔制御部
131:汚染水制御部
132:微細藻類制御部
133:培養媒体制御部
134:温度制御部
135:気圧制御部
136:照度制御部
137:窒素濃度制御部
138:イン濃度制御部
139:二酸化炭素濃度制御部
140:中央コントローラ
150:ユーザ入出力部
160:撮影データストレージ
170:計測データストレージ
180:制御データストレージ
200:微細藻類培養システム
210:送受信部
220:培養タンク
221:安全バルブ
230:計測部
231:水位計測器
232:水温計測器
233:窒素濃度計測器
234:イン濃度計測器
235:二酸化炭素濃度計測器
236:pH計測器
237:カメラ
238:気温計測器
239:気圧計測器
240:照度計測器
241:放射線計測器
250:ローカル制御部
251:汚染水投入配管
252:浄化水排出配管
253:微細藻類投入配管
254:温度調整器
255:添加剤投入配管
256:発光装置
257:培養媒体移送装置
260:培養媒体
270:原料タンク
290:培養媒体
100: Remote control system 110: Transmission / reception unit 130: Remote control unit 131: Contaminated water control unit 132: Microalgae control unit 133: Culture medium control unit 134: Temperature control unit 135: Atmospheric pressure control unit 136: Illuminance control unit 137: Nitrogen Concentration control unit 138: In concentration control unit 139: Carbon dioxide concentration control unit 140: Central controller 150: User input / output unit 160: Imaging data storage 170: Measurement data storage 180: Control data storage 200: Microalgae culture system 210: Transmission / reception Unit 220: Culture tank 221: Safety valve 230: Measuring unit 231: Water level measuring device 232: Water temperature measuring device 233: Nitrogen concentration measuring device 234: In concentration measuring device 235: Carbon dioxide concentration measuring device 236: pH measuring device 237: Camera 238: Temperature measuring instrument 239: Pressure measurement 240: Illuminance measuring instrument 241: Radiation measuring instrument 250: Local control unit 251: Contaminated water input pipe 252: Purified water discharge pipe 253: Microalgae input pipe 254: Temperature controller 255: Additive input pipe 256: Light emitting device 257: Culture medium transfer device 260: Culture medium 270: Raw material tank 290: Culture medium

Claims (9)

微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システムにおいて、
放射能汚染水と放射能汚染水内で生育する微細藻類が投入されるものであって、密閉された内部空間を備え、汚染水投入配管(251)、微細藻類投入配管(253)、及び浄化水排出配管(252)が連結された培養タンク(220)と、
微細藻類が取付けられる柔軟性材質の培養媒体(260)と、
前記培養媒体(260)を前記培養タンク(220)の密閉された内部空間に投入したり、放射性核種を捕集した微細藻類を収穫するために前記培養タンク(220)の外部に取り出す培養媒体移送装置(257)と、
前記培養タンク(220)内の各種の情報を取得する計測部(230)と、
遠隔に受信された制御信号により前記汚染水投入配管(251)、微細藻類投入配管(253)、浄化水排出配管(252)、及び培養媒体移送装置(257)の動作を制御するローカル制御部(250)と、
前記計測部(230)から受信した情報を用いて前記ローカル制御部(250)に制御信号を送信する遠隔制御システム(100)と、
を含む、微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム。
In the radioactive contamination water purification system using microalgae,
Radioactive contaminated water and microalgae that grow in the radioactive contaminated water are input, and it has a sealed internal space, contaminated water input pipe (251), microalgae input pipe (253), and purification. A culture tank (220) to which a water discharge pipe (252) is connected;
A flexible culture medium (260) to which microalgae can be attached;
Transfer of the culture medium (260) to the sealed internal space of the culture tank (220) or transfer the culture medium to the outside of the culture tank (220) to harvest microalgae that have collected radionuclides A device (257);
A measurement unit (230) for acquiring various types of information in the culture tank (220);
A local control unit that controls operations of the contaminated water input pipe (251), the microalgae input pipe (253), the purified water discharge pipe (252), and the culture medium transfer device (257) according to a control signal received remotely. 250),
A remote control system (100) for transmitting a control signal to the local control unit (250) using information received from the measurement unit (230);
Including radioactive contamination water purification system using microalgae.
前記培養媒体移送装置(257)は、
前記培養媒体(260)の一端と他端にそれぞれ連結される第1制御線及び第2制御線と、
前記第1制御線と前記第2制御線がそれぞれ取り巻かれる第1ローラ及び第2ローラと、
前記第1ローラと第2ローラを回転させる駆動手段と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム。
The culture medium transfer device (257)
A first control line and a second control line respectively connected to one end and the other end of the culture medium (260);
A first roller and a second roller around each of the first control line and the second control line;
Driving means for rotating the first roller and the second roller;
The radioactive polluted water purification system using the microalgae according to claim 1, wherein
前記培養タンク(220)の外部には、前記培養媒体移送装置(257)によって排出された培養媒体から微細藻類を乾燥かつ収穫して分離する微細藻類収穫装置が設けられることを特徴とする、請求項2に記載の微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム。   The microalgae harvesting device is provided outside the culture tank (220) to dry, harvest and separate microalgae from the culture medium discharged by the culture medium transfer device (257). Item 3. A radioactively contaminated water purification system using the microalgae according to item 2. 前記培養タンク(220)は、互いに直列に連結された複数の培養タンク(220’、220’’)を含み、前記複数の培養タンク(220’、220’’)には互いに異なる種の微細藻類が投入されることを特徴とする、請求項1に記載の微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム。   The culture tank (220) includes a plurality of culture tanks (220 ′, 220 ″) connected in series to each other, and the plurality of culture tanks (220 ′, 220 ″) include different types of microalgae. The radioactive polluted water purification system using microalgae according to claim 1, wherein 前記培養タンク(220)には内部空間の圧力が設定値以上であれば開放され、設定値未満であれば閉鎖される安全バルブ(221)が設けられることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の放射能汚染水浄化システム。   The culture tank (220) is provided with a safety valve (221) that is opened when the pressure in the internal space is equal to or higher than a set value and closed when the pressure is lower than the set value. The radioactive contamination water purification system as described in any one of. 前記培養タンク(220)には、
内部空間の温度を調整するための温度調整器(254)と、
内部空間の汚染水内で微細藻類が生育できる栄養成分を提供するための窒素、リン、及び二酸化炭素(CO)を含む添加剤を投入する添加剤投入配管(255)と、
前記内部空間の汚染水内で前記微細藻類が生育できる光エネルギーを提供する発光装置(256)と、が設けられることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の微細藻類を用いた放射能汚染水浄化システム。
In the culture tank (220),
A temperature regulator (254) for adjusting the temperature of the internal space;
An additive charging pipe (255) for charging an additive containing nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide (CO 2 ) for providing a nutrient component capable of growing microalgae in the contaminated water of the internal space;
The microalgae according to any one of claims 1 to 4, further comprising a light emitting device (256) for providing light energy capable of growing the microalgae in the contaminated water of the internal space. Radioactive polluted water purification system.
放射能汚染水と放射能汚染水内で生育する微細藻類が投入されるものであって、それぞれ密閉された内部空間を備えて互いに直列に連結された複数の培養タンクと、前記複数の培養タンク内の各種の情報を取得する計測部と、遠隔に受信された制御信号により前記複数の培養タンクの動作を制御するローカル制御部と、前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムを含む浄化システムで複数の核種を含む放射能汚染水を浄化させる方法において、
前記複数の培養タンクのうち第1培養タンクに放射能汚染水を投入するステップと、
前記第1培養タンクに第1微細藻類を投入及び培養して放射能汚染水を浄化するステップと、
前記第1培養タンクから1次浄化された放射能汚染水を第2培養タンクに移送するステップと、および、
前記第2培養タンクに前記第1微細藻類と異なる種の第2微細藻類を投入及び培養して放射能汚染水を浄化し、前記第1培養タンクに放射能汚染水を投入した後、前記第1微細藻類を投入して放射能汚染水を浄化するステップと、
を含む、微細藻類を用いた放射能汚染水浄化方法。
A plurality of culture tanks that are filled with radioactive algae and microalgae that grow in the radioactive contamination water, each having a sealed internal space and connected in series with each other, and the plurality of culture tanks A measurement unit that acquires various types of information, a local control unit that controls the operation of the plurality of culture tanks by a remotely received control signal, and the local control unit that uses information received from the measurement unit In a method for purifying radioactive polluted water containing a plurality of nuclides in a purification system including a remote control system that transmits a control signal,
Charging radioactive contamination water into the first culture tank among the plurality of culture tanks;
Charging and cultivating the first microalgae in the first culture tank to purify radioactively contaminated water;
Transferring the radioactively contaminated water primarily purified from the first culture tank to the second culture tank; and
A second microalga of a different species from the first microalgae is charged and cultured in the second culture tank to purify the radioactively contaminated water, and the radioactively contaminated water is charged into the first culture tank, 1 Purify the radioactive polluted water by introducing microalgae,
A method for purifying radioactively contaminated water using microalgae.
放射能により汚染された土壌を浄化するシステムにおいて、
汚染された土壌を水と混合して格納し、放射能核種を捕集できる微細藻類を培養する培養水槽と、
前記培養水槽の各種の情報を取得する計測部と、
遠隔に受信された制御信号により前記培養水槽で前記微細藻類の培養環境を提供する装置を制御するローカル制御部と、
培養媒体に取付けられた微細藻類を乾燥かつ収穫して分離する微細藻類収穫装置と、および、
前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムと、
を含む、放射能により汚染された土壌の浄化システム。
In a system to purify soil contaminated by radioactivity,
A culture tank for culturing microalgae that can store contaminated soil mixed with water and collect radionuclides,
A measurement unit for acquiring various information of the culture tank;
A local control unit for controlling an apparatus for providing a culture environment for the microalgae in the culture tank according to a remotely received control signal;
A microalgae harvesting device for drying and harvesting and separating microalgae attached to the culture medium; and
A remote control system for transmitting a control signal to the local control unit using information received from the measurement unit;
A system for the purification of soil contaminated by radiation.
原子力発電所の事故による広範囲な地域の放射能に汚染された大量の土壌を浄化するための人工湖であって、
前記地域に人工湖を作って汚染された土壌の汚染水が流入して格納され、放射能核種を捕集できる微細藻類を培養する貯水空間と、
前記貯水空間の各種の情報を取得する計測部と、
遠隔に受信された制御信号により前記貯水空間で前記微細藻類の培養環境を提供する装置を制御するローカル制御部と、
培養媒体に取付けられた微細藻類を乾燥かつ収穫して分離する微細藻類収穫装置と、および、
前記計測部から受信した情報を用いて前記ローカル制御部に制御信号を送信する遠隔制御システムと、
を含む、放射能土壌汚染浄化用人工湖。
An artificial lake to purify a large amount of soil contaminated with radioactivity in a wide area due to an accident at a nuclear power plant,
A water storage space for culturing microalgae that can collect and store radioactive water from contaminated soil contaminated by creating artificial lakes in the area,
A measuring unit for acquiring various information of the water storage space;
A local control unit for controlling a device for providing a culture environment for the microalgae in the water storage space according to a remotely received control signal;
A microalgae harvesting device for drying and harvesting and separating microalgae attached to the culture medium; and
A remote control system for transmitting a control signal to the local control unit using information received from the measurement unit;
Including artificial lakes for the purification of radioactive soil contamination.
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