KR100330040B1 - 액체 방사물 여과장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체 방사물 여과장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 자화 및 바이오 여과처리등의 공정을 통해 오수에 혐기성 균의 번식을 억제시킴과 아울러 오수에 잔류하고 있는 방사물을 효과적으로 제거할 수 있는 액체 방사물 여과장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해 구성되는 본 발명은 오수저장 탱크내의 오수를 배관내로 강제 배송하는 펌프; 상기 오수를 자화 처리할 수 있도록 상기 배관 도중에 설치되는 유체 자화기; 상기 유체 자화기를 통과한 오수를 1차 여과 처리하는 전여과 처리조; 상기 전여과 처리조를 통과한 오수를 2차 여과 처리하는 자여과 처리조; 상기 자여과 처리조를 통과한 오수내의 방사물과 유기물을 흡착 처리하는 활성탄 흡착조; 및 상기 활성탄 흡착조를 통과한 오수내의 잔여 방사물과 유기물을 여과 처리하는 이온 교환 수지조를 구비하여 이루어진다.

Description

액체 방사물 여과장치 및 그 방법{THE FILTERING SYSTEM OF RADIOACTIVE MICRO-PARTICLE IN LAUNDRY WATER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 액체 방사물 여과장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자화 및 바이오 여과처리등의 공정을 통해 오수에 혐기성 균의 번식을 억제시킴과 아울러 오수에 잔류하고 있는 방사물을 효과적으로 제거할 수 있는 액체 방사물 여과장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소등의 방사선 관리구역에 출입한 자가 착용하였던 외투, 스카프, 면장갑, 양말등의 보호피복은 한번의 사용후 전량 수거하여 세탁함으로써 오염된 방사물이 충분히 제거될 수 있도록 하고 있다.

종래에는 상기 세탁과정에서 발생된 방사물 함유 오수를 여과하기 위하여, 활성탄 처리공정과 이온교환수지 공정만으로 여과 처리하는 방사물 여과장치를 사용하는 것이 통상적 이었다. 그러나, 이는, 오수에 함유된 부유물(방사물,기타 유기물질등)을 흡착처리하는 공정과 오수의 이온 교환처리 공정에 의해 방사물 및 유기물질을 여과할 수 있도록 한 것으로, 오수에 함유된 방사물 및 기타 유기물질의 제거 효율이 현저하게 낮기 때문에 여과처리 후에 오수를 재차 저장조에 장기간 저장하여 오수의 방사선 준위가 충분히 감쇠된 이후에만 오수를 방류하여야만 하기 때문에 오수의 여과처리 과정이 매우 비능뉼적 이었다. 따라서 오수내에 함유된 방사물을 좀더 완벽하고, 손쉽게 제거할 수 있는 대책의 마련이 시급한 실정에 있다.

또한, 여과장치내로 유입되는 오수에는 산소 함유량이 극히 적고 다량의 유기물이 존재하기 때문에 혐기성 균의 왕성한 번식으로 인하여 오수가 쉽게 부패하여 악취가 발생할 우려가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 자화 및 바이오 여과처리등의 공정을 통해 오수에 혐기성 균의 번식을 억제시킴과 아울러 오수에 잔류하고 있는 방사물을 효과적으로 제거할 수 있는 액체 방사물 여과장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은, 오수저장 탱크내의 오수를 배관내로 강제 배송하는 펌프; 상기 오수를 자화 처리할 수 있도록 상기 배관 도중에 설치되는 유체 자화기; 상기 유체 자화기를 통과한 오수를 1차 여과 처리하는 전여과 처리조; 상기 전여과 처리기를 통과한 오수를 2차 여과 처리하는 자여과 처리조; 상기 자여과 처리조를 통과한 오수내의 방사물과 유기물을 흡착 처리하는활성탄 흡착조; 상기 활성탄 흡착조를 통과한 오수내의 잔여 방사물과 유기물을 여과 처리하는 이온교환 수지조를 구비하여 이루어지는 특징이 있다.

전술한 구성에서, 상기 전여과 처리조, 자여과 처리조, 활성탄 흡착조, 이온 교환 수지조의 이동을 가능하게 하는 이동식 베이스가 더 설치되어 이루어지는 특징이 있다.

전술한 구성에서, 상기 배관에는 역세정을 위해 콤프레셔가 더 설치되어 이루어지는 특징이 있다.

한편, 본 발명은 방사물이 함유된 오수를 자화 처리하여 물분자의 물리/화학적 구조를 변화시킴으로써 상기 오수내의 용존산소가 증가되고 배관내에 스케일의 형성이 방지되어 수명이 연장되는 제 1공정; 상기 제 1공정을 통해 배출된 오수를 바이오 볼내로 통과시킴으로써 상기 오수중에 함유되어 있는 부유물을 1차적으로 제거하도록 하는 제 2공정; 상기 제 2공정을 통해 배출된 오수를 다수의 미세공이 천공된 자화처리 필터내로 통과시킴으로써 상기 오수중에 함유되어 있는 잔유 부유물을 2차적으로 제거할 수 있도록 하는 제 3공정; 상기 제 3공정을 통해 배출된 오수를 활성탄층내로 통과시키는 제 4공정; 및 상기 제 4공정을 통해 배출된 상기 오수를 이온 교환 처리시키는 제 5공정으로 이루어지는 특징이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 액체 방사물 여과장치 전체를 보인 측면 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 전여과 처리조 내부를 보인 측면도.

도 3 은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4 는 본 발명에 따른 자여과 처리조 내부를 보인 측면도.

도 5 는 도 4의 B-B선 단면도.

도 6 은 본 발명에 따른 활성탄 흡착조 내부를 보인 측면도.

도 7 은 도 6의 C-C선 단면도.

도 8 은 본 발명에 따른 이온 교환 수지조 내부를 보인 측면도.

도 9 는 도 8의 D-D선 단면도.

도 10 은 본 발명의 액체 방사물 여과공정을 보인 흐름도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100:액체 방사물 여과장치 102:오수조 저장탱크

104:배관 110:펌프

120:유체 자화기 130:전여과 처리조

131:상부 커버 132:공기 배출구

133:물 역류 방지판 135:스트레인너(Strainer)

136:바이오 볼(Bio Ball Filter) 140:자여과 처리조

141:상부 커버 142:공기 배출구

143:물 역류 방지판 144:자여과 필터

150:활성탄 흡착조 152:공기 배출구

153:물 역류 방지판 154:활성탄

160:이온 교환 수지조 162:공기 배출구

163:물 역류 방지판 164:이온 교환 수지필터

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체방사물 여과장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 액체 방사물 여과장치 전체를 보인 측면 구성도이다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액체 방사물 여과장치(100)는 크게 펌프(110)와, 유체 자화기(120)와, 전여과 처리조(130)와, 자여과 처리조(140)와, 활성탄 흡착조(150)와, 이온 교환 수지조(160), 베이스(170)로 이루어져 있다.

먼저, 펌프(110)는 오수저장 탱크(102)내에 집수된 오수를 배관(104)내로 강제 배송하는 역할을 하는 것으로 상기 배관(104)의 끝단에 연결되어 있다. 유체 자화기(120)는 오수를 자화 처리하는 것으로 상기 배관(104) 도중에 설치되어 있다. 전여과 처리조(130)는 상기 유체 자화기(120)를 통과한 오수를 1차 여과 처리하는 것으로 유체 자화기(120)와 배관(104)으로 연통 설치되어 있다. 전여과 처리조(130)내에는 다수의 바이오 볼(도 2참조)을 장착한다. 자여과 처리조(140)는 전여과 처리기(130)를 통과한 오수를 2차 여과 처리하는 것으로 배관(104)으로 연통 설치되어 있다. 활성탄 흡착조(150)는 자여과 처리조(140)를 통과한 오수내의 방사물과 유기물을 흡착 처리하는 배관(104)으로 연통 설치되어 있다. 이온 교환수지조(160)는 활성탄 흡착조(150)를 통과한 오수내의 잔여 방사물과 유기물을 여과 처리하는 것으로 배관(104)으로 연통 설치되어 있다. 베이스(170)는 전여과 처리조(130), 자여과 처리조(140), 활성탄 흡착조(150), 이온교환 수지조(160)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 이들의 이동을 위해 베이스(170) 하측에는 롤러(172)가 구비되어 있다. 또한 배관(104)에는 역세정을 위해 콤프레셔(180)가 설치되어 있다. 콤프레셔(180)는 오수를 역류시켜서 필터의 막힘을 방지하는 역할을 한다.

전술한 본 발명의 구성요소를 도면을 참조하여 보다 상세하게 하면, 우선 도 2 는 본 발명에 따른 전여과 처리조 내부를 보인 측면도이고, 도 3 은 도 2의 A-A선 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전여과 처리조(130)는 베이스(170)상에 서포트(174)에 의해서 직립 설치되어 있으며, 그 상부측에는 상부 커버(131)가 고정되어 있다. 상부 커버(131)의 상측에는 공기 배출구(132)가 설치되어 있고, 그 내부에는 물 역류방지판(133)이 위치되어 있으며 상부 커버(131)의 하측에는 역류방지용 다공판(134)이 밀착 고정되어 있다. 그리고 전여과 처리조(130)의 하측에는 스트레인너(135)가 설치되어 있으며 전여과 처리조(130)의 내부, 즉 스트레인너(135)의 상측에는 바이오 볼(136)이 설치되어 있다. 상기 도면에서 미설명 부호 138은 필터 주입구이고, 139는 필터 추출구를 보인 것이다.

도 4 는 본 발명에 따른 자여과 처리조 내부를 보인 측면도이고, 도 5 는 도 4의 B-B선 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자여과 처리조(140)는 베이스(170)상에 서포트(174)에 의해서 직립 설치되어 있으며, 그 상부측에는 상부 커버(141)가 고정되어 있다. 상부 커버(141)의 상측에는 공기배출구(142)가 설치되어 있고, 그 내부에는 물 역류 방지판(143)이 위치되어 있다.

그리고 자여과 처리조(140)의 내부에는 자여과 필터(144)가 종으로 내설되어 있다. 상기 도면에서 미설명 부호 145는 배수관을 보인 것이다.

도 6 은 본 발명에 따른 활성탄 흡착조 내부를 보인 측면도이고, 도 7 은 도 6의 C-C선 단면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 활성탄 흡착조(150)는 베이스(170)상에 서포트(174)에 의해서 직립 설치되어 있으며, 그 상부측에는 공기 배출구(152)가 설치되어 있고, 그 내부에는 물 역류 방지판(153)이 위치되어 있다. 그리고, 활성탄 흡착조(150)의 내부에는 활성탄(154)이 내설되어 있다. 상기 도면에서 미설명 부호 155 및 156은 각각 활성탄 주입구, 활성탄 추출구를 보인 것이다.

도 8 은 본 발명에 따른 이온 교환 수지조 내부를 보인 측면도이고, 도 9 는 도 8의 D-D선 단면도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이온 교환 수지조(160)는 베이스(170)상에 서포트(174)에 의해서 직립 설치되어 있으며, 그 상부측에는 공기 배출구(162)가 설치되어 있고, 그 내부에는 물 역류 방지판(163)이 위치되어 있다. 그리고 이온 교환 수지조(160)의 내부에는 이온 교환수지필터(164)가 내설되어 있다. 상기 도면에서 미설명 부호 165 및 166은 각각 이온 교환수지 주입구, 이온 교환수지 추출구를 보인 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은 펌프(110)의 작동에 의해서 오수 저장탱크(102)내의 오수를 펌핑하여 유체 자화기(120)로 인입시키며 이때, 유체자화기(120)를 거친 오수내에는 용존산소가 증대되며 자성을 띠도록 된 상태에서 전여과 처리조(130)로 배송된다.

배송된 오수는 전여과 처리조(130)의 여과재(136)상을 거치면서 1차 여과가 이루어지는 바, 여과재(136)가 98% 이상의 공극률을 갖고 있기 때문에 부유물의 여과가 우수하게 이루어진다.

상기 1차 여과처리된 오수는 자여과 처리조(140)내로 배송되고 오수가 자여과 필터(144)상을 퉁과하면서 2차 여과가 이루어지는 바, 이 과정에서 자여과 필터(144)의 표면에 정전하가 발생하여 반대 하전의 입자가 흡착된다.

상기 2차 여과처리된 오수는 활성탄 흡입조(150)내로 배송되어 활성탄 흡입조(150)내에 개재된 활성탄(154)에 의해 1,2차 여과처리를 거쳐 여과되지 않은 잔유 부유물이 흡착된다. 상기 흡착과정을 거친 오수는 이온 교환수지조(160)로 인입되어 극미량의 이온성 물질이 제거되고 방사물 함유 오수의 여과가 이루어지는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 방사물 여과방법을 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 10은 본 발명의 액체 방사물 여과방법을 보인 흐름도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 우선 본 발명의 제 1공정(S210)에서는 오수를 자화처리시켜 물리/화학적 구조를 변화시키기 위한 공정으로, 방사물이 함유된 오수를 자화처리하여 후공정인 자화처리 여과기능을 향상시켜 주며, 물분자의 물리/화학적 구조를 변화시킴으로써 오수내의 생물학적 산소수요(BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND:BOD)가 증가하도록 한다. 즉, 유입되는 오수를 자기장 직각방향으로 유체 자화기내로 통과시키면 유체 자화기에 설치된 자석의 강한 자장에 의해 오수의 물리/화학적 성질이 변화된다. 이 과정에서 물분자간의 수소 결합이 끊어져 단분자로 변형되고 물분자를 구성하는 H-O-H의 결합구조의 각이 2°정도 좁아져서 극성이 강해지며, 순간적으로 대기로부터 산소를 흡수할 수 있도록 하여 오수내의 용존산소를 증가시킴과 아울러 오수가 자성을 띌수 있도록 하는 것이다. 상기 공정을 거침으로써 오수의 용존산소가 4-6mg/ℓ정도 증가하는 것이다.

상기와 같이 자화처리된 오수에는 수산기 이온이 생성되어 오수내의 산소와 반응함으로써 일정량의 과산화수소를 생성시켜 혐기성 미생물과 각종 세균들이 사멸된다.

제 2공정(S220)에서는 오수의 부유물을 1차적으로 제거하는 공정으로, 오수를 다수의 바이오 볼내로 통과시켜 오수중에 함유되어 있는 방사물 및 기타 유기물질등의 부유물을 1차적으로 제거함으로써 후 공정의 처리효율을 향상시킨다. 이때, 상기 여과재의 소재는 섬유재질을 사용함으로써 여과재 사이의 공극율을 최소화시켜 오수의 처리효율을 향상시킨다. 따라서, 종래와 같이 마이크로 필터를 사용하는 방식은 교체가 어렵고 부피가 큰 단점이 있지만, 본 발명은 부피가 작고 교환이 용이하며 수명이 반영구적인 면이 있다. 참고적으로 섬유질을 여과재의 소재로 사용하였을 경우 여과재의 공극율을 98% 이상으로 유지할 수 있다.

제 3공정(S230)에서는 오수의 잔유 부유물을 2차적으로 제거하는 공정으로, 오수를 다수의 미세공이 천공된 자화처리 필터내로 통과시킴으로써 자화처리 필터의 표면에 형성되는 점액질 여과막에 의해 세제 및 균류,기타 유기물질을 제거하는 바, 상기 2공정(S220)을 통해 제거되지 않은 부유물이 2차 제거된다. 즉, 자화 처리공정을 거쳐 자성을 띠고 있는 오수를, 다수의 미세공이 천공된 자화처리 필터상을 고속으로 통과시켜서 자화처리 필터에 소수의 마찰력에 의한 정전하가 발생되도록 함으로써 자화처리 필터에 반대 하전의 입자들이 흡착되도록 한다.

제 4공정(S240)에서는 오수를 활성탄내로 통과시키는 공정으로, 오수에 함유된 방사물이 미립자와 세제, 도료등의 성분을 흡착하기 위하여 오수를 활성탄층내로 통과시켜, 오수에 잔재된 방사물과 기타의 유기물질이 흡착되도록 한다. 다시 말하면, 오수에 잔재된 방사물과 기타의 유기물을 흡착하며, 여과기로 제거하기 어려운 셀룰로이드 물질을 흡착하고, 염소 및 오존을 제거하며, 페놀등의 유기화합물 제거는 물론 색도와 냄새를 흡착 제거한다.

제 5공정(S250)에서는 오수를 이온 교환처리하는 공정으로, 오수를 이온 교환처리하여 전공정을 거쳐 제거되지 않은 극미량의 이온성 물질을 완벽하게 제거한다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 오수내의 용존산소 함유량을 극대화하여 혐기성 균의 번식을 억제시킴으로써 악취의 발생 및 장비의 부식을 미연에 방지할 수 있음은 물론 오수내에 잔류하고 있는 방사물을 충분히 여과할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동이 가능하기 때문에 원하는 장소로 이동시킬 수 있기 때문에 사용이 매우 편리한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 오수저장 탱크(102)내의 오수를 배관(104)내로 강제 배송하는 펌프(110);

   상기 배관(104) 도중에 강한 자석이 내장되어 이송되는 오수를 자화처리하는 유체 자화기(120);

   상기 유체 자화기(120)에 배관(104)에 의해 연통되고 내측 하부에 스트레이너(135)가 장치되고 스트레이너(135) 상부쪽에 바이오볼(136)이 내장되어 이송되는 오수를 1차 여과 처리하는 전여과 처리조(130);

   상기 전여과 처리조(130)에 배관(104)에 의해 연통되고 내부에 자여과 필터(144)가 설치되어 상기 전여과 처리조(130)을 통과한 오수를 2차 여과 처리하는 자여과 처리조(140);

   상기 자여과 처리조(140)를 통과한 오수내의 방사물과 유기물을 흡착 처리하기 위해 내부에 활성탄(154)이 설치되는 활성탄 흡착조(150) 및

   상기 활성탄 흡착조(150)를 통과한 오수내의 잔여 방사물과 유기물을 여과 처리하기 위해 내부에 이온교환수지필터(164)가 설치되는 이온교환수지조(160)를 구비하여 이루어지는 액체 방사물 여과장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전여과 처리조(130), 자여과 처리조(140), 활성탄 흡착조(150), 이온교환 수지조(160)의 이동을 가능하게 하는 이동식 베이스(170)가 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 방사물 여과장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 배관(104)에는 역세정을 위해 콤프레셔(180)가 더 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 방사물 여과장치.
4. 방사물이 함유된 오수를 자화 처리하여 물분자의 물리/화학적 구조를 변화시킴으로써 상기 오수내의 용존산소가 증가되고 배관내에 스케일의 형성이 방지되어 수명이 연장되는 제 1공정(S210);

   상기 제 1공정을 통해 배출된 오수를 바이오 볼내로 통과시킴으로써 상기 오수중에 함유되어 있는 부유물을 1차적으로 제거하도록 하는 제 2공정(S220);

   상기 제 2공정을 통해 배출된 오수를 다수의 미세공이 천공된 자화처리 필터내로 통과시킴으로써 상기 오수중에 함유되어 있는 잔유 부유물을 2차적으로 제거할 수 있도록 하는 제 3공정(S230);

   상기 제 3공정을 통해 배출된 오수를 활성탄층내로 통과시키는 제 4공정(S240); 및

   상기 제 4공정을 통해 배출된 상기 오수를 이온 교환 처리시키는 제 5공정(S250)으로 이루어지는 액체 방사물 여과방법.
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