KR101556655B1 - System and method for eliminating radioactive materials from contaminated water using algae - Google Patents

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KR101556655B1 KR1020130149527A KR20130149527A KR101556655B1 KR 101556655 B1 KR101556655 B1 KR 101556655B1 KR 1020130149527 A KR1020130149527 A KR 1020130149527A KR 20130149527 A KR20130149527 A KR 20130149527A KR 101556655 B1 KR101556655 B1 KR 101556655B1
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Abstract

미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 및 방법이 개시된다. 방사성 물질을 포함하는 방사능 오염수 및 상기 방사능 오염수 내에서 생육하는 미세조류를 투입한 배양탱크(220)와, 상기 배양탱크(220) 내의 상기 미세조류가 혼합된 방사능 오염수와 관련된 데이터를 계측하는 계측부(230)와, 상기 배양탱크(220) 내로 상기 방사능 오염수의 투입 및 정화수의 배출, 상기 배양탱크(220) 내로 상기 미세조류의 투입, 상기 배양탱크(220) 내에서 상기 미세조류의 생육 환경을 제공하는 장치들을 원격으로부터 수신된 제어 신호에 따라 제어하는 로컬제어부(250), 및 상기 계측부(230)로부터 계측 데이터를 수신하고 상기 로컬제어부(250)로 제어 신호를 송신하는 원격 제어시스템(100)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 원전의 사용후핵연료 처리 및 가동 중 원전 사고 시에 발생할 수 있는 방사능 오염수 및/또는 중대사고 시에 발생될 수 있는 방사능 오염수를 적절한 미세조류 배양탱크에 투입하고, 미세조류가 배양탱크내에서 생육하면서 오염수 내의 방사능물질을 흡착 및/또는 흡수하도록 함으로써, 방사능 오염수를 정화할 수 있어, 원자력발전소의 안전성을 향상시킬 수 있다.A system and method for radioactive contamination using microalgae is disclosed. A culture tank 220 into which radioactive contaminated water containing a radioactive substance and microalgae that grow in the radioactive contaminated water are introduced, and data relating to radioactive contaminated water in which the microalgae in the culture tank 220 are mixed The culture tank 220 and the culture tank 220. The culture tank 220 is connected to the culture tank 220 through the culture tank 220. The culture tank 220 is connected to the culture tank 220, A local control unit 250 for controlling devices providing a growth environment according to control signals received from a remote location and a remote control system 250 for receiving measurement data from the measurement unit 230 and transmitting control signals to the local control unit 250 (100). Accordingly, the number of radioactive contamination that may occur at the time of disposal of nuclear fuel and at the time of a nuclear accident during operation of the nuclear power plant and / or radioactive contamination water that may occur at the time of a serious accident is put into an appropriate microalgae culture tank, By allowing the radioactive material in the contaminated water to be adsorbed and / or absorbed while growing in the tank, the radioactive contaminated water can be purified and the safety of the nuclear power plant can be improved.

Description

미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ELIMINATING RADIOACTIVE MATERIALS FROM CONTAMINATED WATER USING ALGAE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system and method for radioactive contamination using fine algae,

원자력발전소의 사용후핵연료 처리나 방사능 오염수의 정화에 관한 것으로서, 더 상세하게는 미세조류를 이용하여 원자력발전소의 사용후핵연료를 안정적으로 처리하거나 원전 사고 시 방사능 오염수 내의 방사성 물질을 제거함으로써 방사능 오염수를 정화하는 기법에 관한 것이다.
The present invention relates to the treatment of spent nuclear fuel and the purification of radioactive contaminated water in a nuclear power plant. More particularly, the present invention relates to a method for stabilizing spent fuel of a nuclear power plant using microalgae or removing radioactive materials from radioactive contaminated water during a nuclear accident, To a technique for purifying contaminated water.

일반적으로 원자력발전소는 핵분열을 이용하여 경제성이 높은 저탄소 청정에너지를 생성한다. 그런데, 핵분열 과정에서 발생하는 방사능 및 방사성 물질은, 주민이나 작업자 등이 피폭시 치명적일 뿐만 아니라 주위 환경으로 누출될 시 잔류 기간이 매우 길다는 단점이 있다. 원자력발전소의 정상적인 동작 시에는 방사능 누출을 방지하기 위한 여러 가지 방사선 차폐 및 방호 대비책이 작동하고 있기 때문에 방사능 누출의 문제가 없다.Generally, nuclear power plants use fission to produce low-carbon, clean energy with high economic efficiency. However, the radioactive and radioactive materials generated during the fission process are not only fatal when the residents and workers are exposed, but also have a long residence time when they leak into the surrounding environment. In the normal operation of the nuclear power plant, there are no radiation leakage problems because various radiation shielding and protective measures are working to prevent radiation leakage.

그러나, 원자력발전소의 사용후-핵연료에 의해 및/또는 천재지변에 의한 원자력발전소의 중대사고 시 뜻하지 않게 발생되는 주위 환경으로의 방사성 물질 누출 및 이에 따른 토지, 해양, 지하수 등의 오염과 지역 주민 및 작업 종사자의 방사선 피폭은 큰 문제이다. 원자력발전소의 사용후핵연료나 중대 사고로 인한 방사성 물질 및/또는 방사능 오염수를 안정적이며 환경 친화적으로 처리할 수 있는 기술 개발이 필요하다.However, after the use of a nuclear power plant - the leakage of radioactive material into the surrounding environment caused by a serious accident of a nuclear power plant due to nuclear fuel and / or natural disasters, contamination of land, marine, groundwater, Radiation exposure of workers is a big problem. It is necessary to develop a technology that can treat radioactive materials and / or radioactive contamination due to spent nuclear fuel or serious accidents in a nuclear power plant in a stable and environmentally friendly manner.

통상적으로 원자력발전소는 핵분열 시 발생하는 다양한 방사성물질 핵종의 저장 및 방사성물질에 의한 방사선 피폭을 최소화하기 위하여 심층방어 및 다중방어벽을 안전 원리로 설정하여 원자력발전소의 설계, 제작, 운영 및 사고관리에 적용하고 있다. 원전의 정상가동 중 핵분열 시 발생하는 다양한 방사성물질 핵종은 핵연료봉 피복재 안에 존재한다. 정상운전 시의 방사성물질에 의한 방사선은 핵연료봉 피복재, 원자료용기 및 원자로건물 등의 다중방어벽에 의하여 방사선 안전선량기준 이하로 차폐된다.Generally, nuclear power plants are designed to protect nuclear radioactive nuclides from nuclear fission and to minimize radiation exposure by radioactive materials. In-depth defense and multiple defense walls are set as safety principles and applied to design, manufacture, operation and accident management of nuclear power plants. . During the normal operation of nuclear power plants, various radioactive material nuclides generated during nuclear fission are present in the nuclear fuel rods. Radiation from radioactive material during normal operation is shielded below the safe dose of radiation by multiple barrier walls, such as nuclear fuel rods, raw materials containers and reactor buildings.

표 1 및 표 2는 원전의 핵분열에 의해 발생되고 있는 방사성 물질 중 인체에 피해를 주는 60개의 주요 방사성물질 핵종 및 그 반감기를 날짜 단위 및 연 단위로 보여주고 있다.
Table 1 and Table 2 show the 60 major radioactive nuclides and their half-lives, which are caused by the nuclear fission of nuclear power plants, which are harmful to human body, by date and year.

방사성물질 핵종Radioactive material nuclide 붕괴전핵종Nuclear decay 반감기(일)Half-life (days) 반감기(년)Half-life (years) CO-58CO-58 NONENONE 71.30 71.30 0.20 0.20 CO-60CO-60 NONENONE 1921.30 1921.30 5.26 5.26 KR-85KR-85 NONENONE 3918.98 3918.98 10.74 10.74 KR-85MKR-85M NONENONE 0.19 0.19 0.00 0.00 KR-87KR-87 NONENONE 0.05 0.05 0.00 0.00 KR-88 KR-88 NONENONE 0.12 0.12 0.00 0.00 RB-86RB-86 NONENONE 18.65 18.65 0.05 0.05 SR-89SR-89 NONENONE 52.00 52.00 0.14 0.14 SR-90SR-90 NONENONE 10260.42 10260.42 28.11 28.11 SR-91SR-91 NONENONE 0.400.40 0.000.00

방사성물질 핵종Radioactive material nuclide 붕괴전 핵종Nuclear decay 반감기(일)Half-life (days) 반감기(년)Half-life (years) SR-92SR-92 NONENONE 0.11 0.11 0.000.00 Y-90Y-90 SR-90SR-90 2.672.67 0.010.01 Y-91Y-91 SR-91SR-91 58.8058.80 0.160.16 Y-92Y-92 SR-92SR-92 0.15 0.15 0.000.00 Y-93Y-93 NONENONE 0.42 0.42 0.000.00 ZR-95ZR-95 NONENONE 65.50 65.50 0.180.18 ZR-97ZR-97 NONENONE 0.70 0.70 0.000.00 NB-95NB-95 ZR-95ZR-95 35.1035.10 0.100.10 MO-99MO-99 NONENONE 2.75 2.75 0.010.01 TC-99M TC-99M MO-99MO-99 0.250.25 0.000.00 RU-103RU-103 NONENONE 39.59 39.59 0.11 0.11 RU-105RU-105 NONENONE 0.18 0.18 0.00 0.00 RU-106RU-106 NONENONE 368.98 368.98 1.01 1.01 RH-105RH-105 RU-105 RU-105 1.48 1.48 0.00 0.00 SB-127SB-127 NONENONE 3.80 3.80 0.01 0.01 SB-129SB-129 NONENONE 0.18 0.18 0.00 0.00 TE-127TE-127 SB-127SB-127 0.39 0.39 0.00 0.00 TE-127M TE-127M NONENONE 109.00 109.00 0.30 0.30 TE-129 TE-129 SB-129SB-129 0.05 0.05 0.00 0.00 TE-129M TE-129M NONENONE 33.40 33.40 0.09 0.09 TE-131MTE-131M NONENONE 1.25 1.25 0.00 0.00 TE-132TE-132 NONENONE 3.25 3.25 0.01 0.01 I-131I-131 TE-131M TE-131M 8.04 8.04 0.02 0.02 I-132I-132 TE-132 TE-132 0.10 0.10 0.00 0.00 I-133I-133 NONENONE 0.87 0.87 0.00 0.00 I-134I-134 NONENONE 0.04 0.04 0.00 0.00 I-135I-135 NONENONE 0.27 0.27 0.00 0.00 XE-133XE-133 I-133 I-133 5.29 5.29 0.01 0.01 XE-135XE-135 I-135I-135 0.38 0.38 0.00 0.00 CS-134CS-134 NONENONE 752.43 752.43 2.06 2.06 CS-136CS-136 NONENONE 13.00 13.00 0.04 0.04 CS-137CS-137 NONENONE 10989.58 10989.58 30.11 30.11 BA-139BA-139 NONENONE 0.06 0.06 0.00 0.00 BA-140BA-140 NONENONE 12.79 12.79 0.04 0.04 LA-140LA-140 BA-140 BA-140 1.68 1.68 0.00 0.00 LA-141LA-141 NONENONE 0.16 0.16 0.00 0.00 LA-142LA-142 NONENONE 0.07 0.07 0.00 0.00 CE-141CE-141 LA-141 LA-141 32.53 32.53 0.09 0.09 CE-143CE-143 NONENONE 1.38 1.38 0.00 0.00 CE-144CE-144 NONENONE 284.38 284.38 0.78 0.78 PR-143PR-143 CE-143CE-143 13.58 13.58 0.04 0.04 ND-147ND-147 NONENONE 10.99 10.99 0.03 0.03 NP-239NP-239 NONENONE 2.35 2.35 0.01 0.01 PU-238PU-238 CM-242CM-242 32511.57 32511.57 89.07 89.07 PU-239PU-239 NP-239NP-239 8912037.04 8912037.04 24416.54 24416.54 PU-240PU-240 CM-244 CM-244 2468750.00 2468750.00 6763.70 6763.70 PU-241PU-241 NONENONE 5333.33 5333.33 14.61 14.61 AM-241AM-241 PU-241PU-241 158101.85 158101.85 433.16 433.16 CM-242CM-242 NONENONE 162.96 162.96 0.45 0.45 CM-244CM-244 NONENONE 6611.11 6611.11 18.11 18.11

위의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 사용후핵연료의 핵연료봉 내에 있는 방사성물질 중 대부분은 반감기가 짧지만, 몇몇의 방사성 물질은 매우 긴 반감기를 가지고 있기 때문에, 이에 대한 대비가 필요하다. As can be seen from the above table, most of the radioactive materials in the fuel rod of the spent fuel have a short half-life, but some radioactive materials have a very long half-life.

실제로, 1979년 발생한 미국 TMI-2 원전사고의 경우, 핵연료가 녹아 핵연료용융물이 원자로용기의 하반구로 재배치되는 상황으로 되었으나, 방사성물질은 다중방어벽인 원자로용기 안에 보존될 수 있었다. 그러므로, 방사성물질이 원자로용기의 외부로 방출되지 않았으며, 원자로건물 외부에서 방사선도 안전기준치 이하로 유지되었다.Indeed, in the case of the US TMI-2 nuclear accident in 1979, the nuclear fuel melted and the nuclear fuel melted into the lower half of the reactor vessel, but the radioactive material could be preserved in the reactor vessel, which is a multi- Therefore, the radioactive material was not discharged outside the reactor vessel, and the radiation outside the reactor building was maintained below the safe level.

하지만, 예컨대 폭발사고나 해일이나 지진과 같은 천재지변에 의해, 원자로용기가 파손되는 원전의 중대사고의 경우에는, 핵연료용융물이 원자로용기 외측의 하부공간으로 방출될 수 있다. 그러면, 방출된 핵연료용융물에 의해 다량의 열이 발생하게 되는데, 이를 적절하게 냉각시키지 못하면 압력이나 수소폭발 등과 같은 현상으로 원자로건물이 파손될 수 있다. 이와 같이, 원자로 용기 및 원자로 건물이 파손되면, 방사성물질 및 방사선이 대기와 환경으로 방출되어 환경오염과 지역주민 및 작업종사자의 방사선 피폭을 야기할 수 있다. 실제로 1986년 구소련의 체르노빌 원전사고와 2011년 일본 후쿠시마 원전사고가 대표적인 실례라 할 수 있다.However, in the event of a nuclear accident in which the reactor vessel is destroyed by natural disasters such as an explosion, a tsunami, or an earthquake, the fuel melt may be released to the lower space outside the reactor vessel. Then, a large amount of heat is generated by the released fuel melt. Failure to properly cool it can cause damage to the reactor building due to phenomena such as pressure or hydrogen explosion. Thus, if the reactor vessel and reactor building are damaged, radioactive materials and radiation can be released to the atmosphere and environment, causing environmental pollution and radiation exposure of local residents and workers. In fact, the Chernobyl nuclear accident in the former Soviet Union in 1986 and the Fukushima nuclear power plant accident in Japan in 2011 are typical examples.

체르노빌 원전사고의 경우, 사고 후에 모래를 이용하여 방사성물질을 원자로건물 안에 고착시켰으나, 방사성물질의 대기방출에 의한 대기오염과 토양오염에 의한 환경 및 지역주민 방사선 피해가 발생하였다. 후쿠시마 원전사고는 대기오염, 지하수 오염으로 인한 해양오염, 토양오염으로 인한 환경오염 및 지역주민 방사선 피해가 발생하였다.In the case of the Chernobyl nuclear accident, after the accident, the radioactive material was fixed in the nuclear reactor building using sand, but the air pollution caused by the release of the radioactive material and the soil contamination caused damage to the environment and the radiation of the local residents. Accidents at the Fukushima nuclear power plant caused air pollution, marine pollution caused by groundwater pollution, environmental pollution caused by soil pollution, and radiation damage to local residents.

특히 후쿠시마 원전사고의 경우, 현재까지도 지하수에 의한 방사능 오염수 및 원자로건물 오염수의 처리가 가장 중요한 환경오염 처리 현안으로 부상되고 있어서 방사성물질 오염수에 대한 환경 친화적인 안정적 처리에 대한 절실한 요구가 있다. 후쿠시마 원전사고에서 가장 처리가 시급한 방사성물질은 표 1 및 표 2에서, 요오드(Iodine) I-131(반감기가 약 2일), 세슘(Cesium) CS-134(반감기가 약 2년) 및 CS-137(반감기가 약 30년), 스트론튬(Strontium) SR-90(반감기가 약 28년), 텔륨(Tellurium) TE-127(반감기가 약 0.39일), 크립톤(Krypton) KR-85(반감기가 약 10년) 등으로 분류되고 있다.Especially, in case of Fukushima nuclear power plant accident, the treatment of radioactive contaminated water by ground water and contaminated water of nuclear reactor building is still the most important pollution treatment issue, so there is a desperate need for environmentally friendly and stable treatment of radioactive contaminated water . The most urgent radioactive materials in the Fukushima nuclear accident are Iodine I-131, Cesium CS-134, and CS-134, both of which are listed in Tables 1 and 2, Strontium SR-90 (Half-life about 28 years), Tellurium TE-127 (Half life about 0.39 days), Krypton KR-85 (Half-life approx. 10 years).

후쿠시마 원전사고 처리의 경우, 현재 방사능물질 및 방사능 오염수 처리기술이 없기 때문에 임시방편만이 실시되고 있다. 예를 들어, 방사능에 오염된 지하수나 원자로건물 오염수를 펌프로 퍼올려서 저장탱크에 임시로 저장하는 조치가 취해지고 있다. 한편으로 지하수의 흐름 중간 부분을 얼림으로써, 이 얼음층에 의해 지하수의 유입 및/또는 유출을 막으려는 계획이 있다. 오염수 저장탱크의 경우, 설치된 저장탱크에 부착한 배관이나 밸브가 오염수 내에서 지속적으로 발생하는 열에 의한 압력을 견디지 못하여 파손됨으로써, 오염수가 외부 환경으로 누출되고 있고 또한 작업종사자의 방사선 피폭이 급격히 증가하고 있는 실정이다. 한편, 지하수가 원자로건물로 유입되는 것을 차단하려고 원전 주변 땅을 얼려서 만드는 동토차수벽은 검증되지 않은 기술이며, 땅 속의 일정부분의 온도를 영점 이하로 유지하기 위해 막대한 재정투자가 필요하지만, 이것은 방사능 오염수 처리기술이 아니라 임시적인 지하 오염수 차단기술에 불과하다.In the case of Fukushima nuclear plant accident treatment, only temporary measures are carried out because there is no current radioactive material and radioactive contaminated water treatment technology. For example, measures are taken to pumped up radioactive contaminated groundwater or reactor building contaminated water and temporarily store it in a storage tank. On the other hand, there is a plan to prevent the inflow and / or outflow of groundwater by this ice layer by freezing the middle part of the groundwater flow. In the case of contaminated water storage tanks, the pipes or valves attached to the installed storage tanks are not able to withstand the pressure caused by the heat continuously generated in the polluted water, and thus the contaminated water is leaked to the external environment. Is increasing. On the other hand, frost heave walls that freeze the surrounding land to prevent groundwater from entering the reactor building are untested technologies and require enormous financial investment to maintain a certain temperature in the ground below zero, It is not a water treatment technique, but a temporary interception of underground pollution water.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고 여러 가지 다른 장점들을 추가하고, 특히 사용후핵연료에서 발생하는 또는 후쿠시마 원전사고와 같은 원전의 중대사고 시 발생하는 방사성 물질로 오염되어 있는 방사능 오염수를 안정적이며 효율적으로 처리하고, 작업종사자의 방사능 피폭을 최소화할 수 있도록 한 미세조류를 이용한 방사능 오염수 처리 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and adds various other advantages, and in particular, it relates to a radioactive contaminated water which is contaminated with a radioactive material generated during a serious accident of a nuclear power plant, It is an object of the present invention to provide a technology for treating radioactive contaminated water using microalgae so as to minimize the radioactive dose of the worker while stably and efficiently treating the radioactive contaminated water.

또한 본 발명은, 미세조류를 최적의 배양 환경을 제공하기 위한 밀폐형의 방사능 오염수를 저장할 수 있는 배양탱크 내에서 배양하고, 이 배양탱크 내의 배양 환경을 원격에서 자동으로 실시간 제어하도록 함으로써, 현장 작업자의 방사능 피폭량을 최소화한, 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention also provides a method for culturing a microalgae in a culture tank capable of storing a sealed type of radioactive contaminated water for providing an optimal culture environment and automatically controlling the culture environment in the culture tank remotely in real time, The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a radioactive decontamination technique using microalgae.

더 나아가 본 발명은, 하나의 배양탱크 내에서 한 종의 미세조류만을 배양하고, 이러한 배양탱크들을 복수개로 직렬 연결시킴으로써, 방사능 오염수 내의 다양한 종류의 방사성 물질을 효율적으로 제거할 수 있게 한, 미세조류를 이용한 방사는 오염수 정화 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Further, the present invention is to provide a micro-organism capable of effectively removing various types of radioactive materials in radioactive contaminated water by cultivating only one kind of microalgae in one culture tank and connecting these culture tanks in series, Radiation using algae aims at providing a technology for polluted water purification.

그리고 더 나아가 본 발명은, 사용후핵연료를 냉각하기 위한 냉각수나 가동 중 원전의 사고 시 누출될 수 있는 방사능 오염수 및 원자력 발전소의 지하를 흐르는 지하수가 방사성 물질에 오염된 경우와 같이 지속적이고 대량으로 발생하는 방사능 오염수를 원격으로 자동으로 단계적이고 연속적으로 정화시킬 수 있는, 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Furthermore, the present invention can be applied to a system for continuously and in large quantities, such as cooling water for cooling spent fuel or radioactive contaminated water that may leak during an accident of a nuclear power plant during operation, and groundwater flowing underground of a nuclear power plant, It is an object of the present invention to provide a technique of radioactive contamination water purification using microalgae, which can remotely and automatically purify the generated radioactive contaminated water stepwise and continuously.

그리고 또한 본 발명은, 사용후핵연료의 핵연료봉 내에 있는 핵물질을 핵연료봉에서 분리하여 분말형태로 밀폐된 저장탱크의 물에 수용하여 미세조류를 배양함으로써 미세조류를 이용한 상기 방사능 오염수 정화 기술을 이용하여 안정적으로 사용후핵연료의 방사성 핵물질을 처리하는 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention also relates to a method for separating nuclear material contained in a nuclear fuel rod of a spent nuclear fuel from a fuel rod and cultivating a microalgae in a sealed water storage tank, And to provide a technology for treating radioactive nuclear materials of spent nuclear fuel in a stable manner.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 및 방법에 의하여 달성된다.The above object is achieved by a system and a method for radioactive pollution control using microalgae provided according to the present invention.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템은, 방사성 물질을 포함하는 방사능 오염수 및 상기 방사능 오염수 내에서 생육하는 미세조류를 투입한 배양탱크와, 상기 배양탱크 내의 상기 미세조류가 혼합된 방사능 오염수와 관련된 데이터를 계측하는 계측부와, 상기 배양탱크 내로 상기 방사능 오염수의 투입 및 정화수의 배출, 상기 배양탱크 내로 상기 미세조류의 투입, 상기 배양탱크 내에서 상기 미세조류의 생육 환경을 제공하는 장치들을 원격으로부터 수신된 제어 신호에 따라 제어하는 로컬제어부, 및 상기 계측부로부터 계측 데이터를 수신하고 상기 로컬제어부로 제어 신호를 송신하는 원격 제어시스템을 포함할 수 있다.A system for treating radioactive contamination using microalgae provided according to an aspect of the present invention includes a culture tank into which radioactive contaminated water containing a radioactive material and microalgae growing in the radioactive contaminated water are introduced, A measurement unit for measuring data related to the number of contaminated radioactive contaminated micro-algae; and a control unit for controlling the amount of radioactive contaminated water and the amount of purified water to be discharged into the culture tank, And a remote control system for receiving measurement data from the measurement unit and transmitting a control signal to the local control unit. The remote control system may include a local control unit for controlling the devices providing the algae growth environment according to a control signal received from a remote location.

일 실시예에 있어서, 상기 배양탱크는, 복수의 배양탱크들이 상기 오염수의 투입 및 상기 정화수의 배출 흐름에 따라 직렬로 연결되어 구성될 수 있다.In one embodiment, the culture tank may be constituted by connecting a plurality of culture tanks in series in accordance with the introduction of the contaminated water and the discharge flow of the purified water.

다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 배양탱크들 각각에는 서로 다른 종의 미세조류가 투입될 수 있다.In another embodiment, micro-algae of different species may be introduced into each of the plurality of culture tanks.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 배양탱크는 밀폐형의 내부공간을 가지며, 상기 내부공간의 압력이 소정 값 이상이면 개방되고, 소정 값 미만이면 폐쇄되는 안전밸브와, 외부에서 상기 내부공간으로 오염수를 투입하는 오염수 투입배관과, 상기 내부공간에서 외부로 정화수를 배출하는 정화수 배출배관과, 외부에서 상기 내부공간으로 미세조류를 투입하는 미세조류 투입배관과, 상기 내부공간의 온도를 조절하기 위한 온도조절기와, 상기 내부공간의 오염수 내에서 상기 미세조류가 생육할 수 있는 영양 성분을 제공하기 위한 질소, 인, 및 이산화탄소(CO2)를 포함하는 첨가제를 투입하기 위한 첨가제 투입배관과, 상기 내부공간의 오염수 내에서 상기 미세조류가 생육할 수 있는 빛에너지를 제공하기 위한 발광장치를 포함할 수 있다.In another embodiment, the culture tank has a closed internal space, a safety valve that is opened when the pressure of the internal space is higher than a predetermined value, and is closed when the pressure is lower than a predetermined value, A micro-algae input pipe for injecting micro-algae from the outside into the internal space, a temperature control unit for controlling the temperature of the internal space to control the temperature of the internal space, An additive introduction pipe for introducing an additive including nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide (CO 2 ) for providing nutrients that the microalgae can grow in the polluted water of the internal space; And a light emitting device for providing light energy that the microalgae can grow in the polluted water of the space.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 배양탱크는, 상기 내부공간의 오염수 내에서 상기 미세조류가 부착할 수 있는 섬유 형태, 그물 형태, 또는 직물 형태의 유연한 구조물을 제공하는 배양매체와, 상기 배양매체를 외부에서 상기 내부공간으로 이송할 수 있고 또한 상기 내부공간에서 외부로 이송할 수 있는 배양매체 이송장치를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the culture tank may include a culture medium for providing a flexible structure in the form of a fiber, net, or fabric in which the microalgae can adhere in the contaminated water of the inner space, And a culture medium transfer device capable of transferring the transfer medium from the outside to the inside space and from the outside to the outside.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 발광장치는, 상기 배양탱크의 상기 내부공간에서 상기 오염수의 깊이에 상관없이 상기 미세조류에게 빛에너지가 도달할 수 있도록 상기 배양탱크내에서 복수의 위치에서 설치될 수 있다.In another embodiment, the light emitting device is installed at a plurality of positions in the culture tank so that light energy can reach the microalgae regardless of the depth of the contaminated water in the internal space of the culture tank .

본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 방법은, 배양탱크의 밀폐된 내부공간 내에 방사성 물질을 포함하는 방사능 오염수, 상기 방사능 오염수 내에서 생육하는 미세조류, 상기 미세조류가 생육할 수 있는 영양 성분 및 CO2를 투입하고, 온도를 조절하고 빛에너지를 제공하여, 상기 미세조류가 생육하도록 배양하는 배양단계와, 상기 배양단계 동안에 상기 미세조류가 혼합된 방사능 오염수와 관련된 데이터를 계측하여 계측 데이터를 생성하는 계측단계와, 상기 계측단계에서 생성된 계측 데이터를 통신망을 통해 수신하고 상기 배양탱크와 연결되어 있는 로컬제어부로 제어 신호를 송신하는 원격 제어단계와, 상기 원격 제어단계에서 송신된 상기 제어 신호를 수신하여, 상기 배양탱크 내로 상기 방사능 오염수의 투입 및 정화수의 배출, 상기 배양탱크 내로 상기 미세조류의 투입, 상기 배양탱크 내에서 상기 미세조류의 생육 환경을 제공하는 장치들을 제어하는 로컬제어단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of treating radioactive contamination using microalgae, comprising the steps of: radioactive contaminated water containing a radioactive material in a closed internal space of a culture tank; microalgae growing in the radioactive contaminated water; A culture step of adding nutrients and CO 2 that can be grown by the algae, adjusting the temperature and providing light energy to cultivate the microalgae so as to grow the microalgae, A remote control step of receiving the measurement data generated in the measurement step through a communication network and transmitting a control signal to a local control unit connected to the culture tank, Receiving the control signal transmitted in the remote control step, and supplying the radioactive contaminated water into the culture tank And a local control step of controlling the devices for providing the micro-algae growth environment in the culture tank, the introduction of the micro-algae into the culture tank, and the control of the devices for providing the micro-algae growth environment in the culture tank.

일 실시예에 있어서, 상기 배양단계는, 복수의 배양탱크들이 직렬로 연결되고, 상기 복수의 배양탱크들 각각에는 서로 다른 종의 미세조류가 투입되어 배양될 수 있다.In one embodiment, the culturing step may include a plurality of culture tanks connected in series, and micro-algae of different species may be added to each of the plurality of culture tanks to be cultured.

다른 실시예에 있어서, 상기 배양단계 이전에, 상기 배양탱크의 내부공간의 오염수 내에서 상기 미세조류가 부착할 수 있는 섬유 형태, 그물 형태, 또는 직물 형태의 유연한 구조물을 제공하는 배양매체를 외부에서 상기 내부공간으로 투입하는 배양매체 투입 단계가 진행되고, 상기 배양단계 이후에, 상기 배양매체를 상기 내부공간에서 외부로 배출하는 배양매체 배출 단계가 진행될 수 있다.In another embodiment, before the culturing step, a culture medium providing a flexible structure in the form of fiber, net, or fabric, to which the microalgae can adhere in the contaminated water of the inner space of the culture tank, A culturing medium feeding step for feeding the culture medium into the inner space is performed, and after the culturing step, a culturing medium discharging step for discharging the culturing medium from the inner space to the outside can be performed.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 원전의 사용후핵연료 및 사용후핵연료 처리시에 발생할 수 있는 방사능 오염수 및/또는 가동 중 원전 사고나 중대사고 시에 발생될 수 있는 방사능 오염수를 적절한 미세조류 배양탱크에 투입하고, 미세조류가 배양탱크내에서 생육하면서 오염수 내의 방사능물질을 흡착 및/또는 흡수하도록 함으로써, 사용후핵연료 방사능 핵물질 및 방사능 오염수를 안정적으로 정화할 수 있어, 원자력발전소의 안전성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the number of radioactive contamination that may occur during the treatment of spent nuclear fuel and spent nuclear fuel of a nuclear power plant and / or the number of radioactive contamination that may occur during a nuclear accident or major accident during operation is appropriately It is possible to stably purify spent nuclear radioactive nuclear material and radioactive contaminated water by injecting and / or absorbing the radioactive material in the contaminated water while the microalgae are growing in the culture tank, Can be improved.

또한 본 발명에 따르면, 미세조류의 배양탱크를 밀폐형으로 제공하고, 이 배양탱크 내의 배양 환경을 원격에서 자동으로 실시간 제어하도록 함으로써, 현장 작업자의 방사능 피폭량을 최소화할 수 있어, 현장 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있다Further, according to the present invention, the culture tank for microalgae is hermetically provided, and the culture environment in the culture tank is automatically and remotely controlled in real time, so that the amount of radioactive dose of the field worker can be minimized, Be able to

더 나아가 본 발명은, 하나의 배양탱크 내에서 한 종의 미세조류만을 배양하고, 이러한 배양탱크들을 복수개로 직렬 연결시킴으로써, 함께 배양되기 힘든 다양한 종들의 미세조류를 동시에 이용할 수 있어, 방사능 오염수 내의 다양한 종류의 방사성 물질을 효율적으로 제거할 수 있게 한다.Further, according to the present invention, it is possible to simultaneously use microalgae of various species, which are difficult to cultivate together, by culturing only one kind of microalgae in one culture tank and connecting these culture tanks in series to each other, Thereby making it possible to efficiently remove various kinds of radioactive materials.

또 더 나아가, 본 발명은 그리고 더 나아가 본 발명은, 사용후핵연료를 냉각하기 위한 냉각수 및 원자력 발전소의 지하를 흐르는 지하수가 방사성 물질에 오염된 경우와 같이 지속적이고 대량으로 발생하는 방사능 오염수를 원격으로 자동으로 단계적이고 연속적으로 정화시킬 수 있는 정화 기술을 제공할 수 있다. 이에 따라 기존의 임시적인 방사성 오염수 저장 기법과 비교할 때, 본 발명은 더 안정적이고 효율적인 방사능 오염수 처리 기술을 제공할 수 있다. 또한 기존의 임시적인 얼음 차단벽을 이용한 지하수 유입차단 기술과 비교할 때, 본 발명은 더 안정적이고 지속적이며 경제적인 오염수 처리 기술을 제공할 수 있다.Furthermore, the present invention further relates to a method for controlling the amount of radioactive contamination that occurs continuously and in large quantities, such as when cooling water for cooling spent fuel and groundwater flowing underground of a nuclear power plant is contaminated with radioactive material, It is possible to provide a purification technique capable of automatically purifying stepwise and continuously. Accordingly, when compared with the existing temporary radioactive contaminated water storage technique, the present invention can provide a more stable and efficient radioactive contaminated water treatment technique. Compared with the existing groundwater inflow prevention technique using the temporary ice block wall, the present invention can provide a more stable, continuous and economical polluted water treatment technology.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템의 전체적인 구성을 간단하게 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 원격 제어시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 도 2의 원격 제어시스템 중 원격제어부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 미세조류 배양시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 5는 도 4의 미세조류 배양시스템을 배양탱크를 중심으로 개념적으로 설명하기 위한 개략도.
도 6은 도 4의 미세조류 배양시스템 중 계측부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 7은 도 4의 미세조류 배양시스템 중 로컬제어부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에서, 배양탱크의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에서, 2개의 배양탱크가 직렬 연결된 구성의 예를 개략적으로 보여주는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram briefly showing the overall configuration of a radioactive contamination-water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a remote control system, and more particularly,
3 is a block diagram schematically showing a configuration of a remote control unit of the remote control system of FIG.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of a microalgae culture system in a radioactive contamination water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a schematic view for conceptually explaining the microalgae culture system of FIG. 4 centering on a culture tank. FIG.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of a metering unit in the microalgae culture system of FIG. 4;
FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of a local control unit of the microalgae culture system of FIG. 4;
8 is a view schematically showing a configuration of a culture tank in a radiation contamination water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing an example of a configuration in which two culture tanks are connected in series in a radiation contamination water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구범위에 의해 한정된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and is defined by the claims of the present invention.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어 이미 공지되어 있는 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 원자력발전소의 사용후핵연료 처리나 처리과정에서 발생하거나 또는 원자로용기가 파손되는 중대사고 시 발생할 수 있는 방사능 오염수 처리를 위해 제안된다. 본 발명은, 오염수 처리 작업에 동원된 종사자의 피폭을 최소화하는 동시에 안정적이고 환경친화적으로 처리하는 방사는 오염수 처리를 위한 기술을 제안한다. 특징적으로 본 발명의 주된 적용 분야는, 지구상에서 35억년 이상 지구변화에 적응하여 생존해온 지구상의 가장 오래된 생명체인 미세조류를 이용하여 방사능 오염수를 정화 처리하는 분야이다.The present invention is proposed for the treatment of radioactive contaminated water which may occur in a spent fuel treatment or treatment process of a nuclear power plant or a serious accident in which a reactor vessel is broken. The present invention proposes a technique for treatment of contaminated water, which minimizes the exposure of workers mobilized in the contaminated water treatment work and treats the stable and environmentally friendly radiation. Characteristically, the main application field of the present invention is to purify the radioactive contaminated water using microalgae, which is the oldest living organism on earth, which has survived by adapting to the earth change over 3.5 billion years on the earth.

아래의 참고문헌1,2,3으로부터, 방사능 오염수를 정화 처리하기 위해 미세조류를 이용할 수 있다는 연구가 진행 중임을 알 수 있다.From the following references 1, 2, and 3, it can be seen that research is underway to use microalgae to purify radioactive contaminated water.

참고문헌1: 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.REFERENCES 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.

참고문헌2: Algae Industry megazine.com, April 4, 2011. References 2: Algae Industry megazine.com, April 4, 2011.

참고문헌3: Novel Radioresistant Algaeof the Coccomyxa Genus, March 28, 2013, US Patent, Applied No. : 20130078707 Reference 3: Novel Radioresistant Algaeof the Coccomyxa Genus, March 28, 2013, U.S. Pat. : 20130078707

위의 참고문헌 중 참고문헌1과 참고문헌2는 특수한 미세조류인 클로스테리움 모닐리페룸(Closterium Moniliferum)과 코코마이사 악티나바이오티스(Coccomyxa Actinabiotis)가 중금속(Zn-65, AG-110)이나 핵분열 생성물질(CS-137, CO-60, SR-90, U-238)을 흡착 및 포획하하거나 흡수하여 방사능이 없는 안정적인 비방사성물질로 변환하는 것으로 발표한 논문 및 기사이다. 참고문헌1의 코코마이사 악티나바이오티스 미세조류 균주는 2013년 3월에 미국 특허 출원된 것의 공개공보인 참고문헌3에 대응된다.References 1 and 2 of the above reference references disclose that the specific microalgae Closterium Moniliferum and Coccomyxa Actinabiotis are heavy metals (Zn-65, AG-110) Or non-radioactive materials without radioactivity by adsorbing, capturing or absorbing fission products (CS-137, CO-60, SR-90, U-238) The Kokomai sactuna biotis microalgae strain of Reference 1 corresponds to Reference 3, which is a publicly disclosed patent application filed in March 2013 in the United States.

참고문헌1과 참고문헌2의 발표를 볼 때, 지구상에서 약 35억년 이상 지구변화에 적응해온 가장 오래된 생명체인 미세조류 중 특수한 종류의 미세조류는 방사성물질인 특수핵종을 특히 효율적으로 흡착 및 포획하거나 흡수하여 방사능을 없애고 안정적인 동위원소로 변환하는 특성을 갖고 있다고 유추할 수 있으며, 향후의 미세조류 환경연구는 이러한 방사성물질을 흡수하여 비방사성 동위원소로 변환하는 미세조류의 탐색에 집중될 것으로 판단된다. 특히, 후쿠시마 원전사고 이후 대두되고 있는 방사능 오염수의 주요 방사성물질인 요오드 I-131, 세슘 CS-134 및 CS-137 그리고 스트론튬 SR-90, 텔륨 TE-127과 크립톤 KR-85 등의 방사성 물질을 흡착, 포획 및 흡수 특용 미세조류의 탐색이 중요하다.In reference to References 1 and 2, among the microalgae, the oldest living organisms that have been adapted to earth changes over about 3.5 billion years on Earth, special types of microalgae are particularly effective in adsorbing and capturing special radionuclides It is possible to deduce that it has the characteristic of absorbing radioactivity and converting it into a stable isotope. Future study on microalgae environment will be focused on the search for microalgae that absorb these radioactive materials and convert them into non-radioactive isotopes . Particularly, radioactive materials such as iodine I-131, cesium CS-134 and CS-137 and strontium SR-90, and tritium TE-127 and krypton KR-85, which are the main radioactive materials of radioactive contaminated water that are emerging after the Fukushima nuclear accident, It is important to search for adsorption, capture and absorption special microalgae.

본 발명의 발명자는 이러한 미세조류 중에서 방사성 물질의 처리에 이용될 수 있는 특용 미세조류가 발견되고 있다는 점에 주목하였다. 현재, 다양한 미세조류 종들 중에서 특정한 방사성물질을 포획이나 흡착하여 방사능물질을 오염수와 분리하여 제거하는 기능, 방사성물질을 흡수하여 오염수 내의 방사선을 줄이는 기능, 또는 방사성물질을 안전한 비방사성물질로 변환하여 핵종방사선을 제거할 수 있도록 하는 기능 등과 같이 방사성 물질을 처리할 수 있는 특수한 기능을 가진 특용 미세조류를 분류하기 위한 노력들이 이루어지고 있다.The inventors of the present invention have noted that there is found a special microalgae that can be used for the treatment of radioactive materials among these microalgae. At present, the function of separating and removing the radioactive material from the polluted water by capturing or adsorbing a specific radioactive material among various microalgae species, the function of reducing the radiation in the contaminated water by absorbing the radioactive material, or the conversion of the radioactive material into the non- And the ability to remove radionuclides, etc., have been made in order to classify microalgae with special functions that can treat radioactive materials.

따라서, 본 발명자는 적어도 하나의 방사성 물질을 포획하거나 흡착하는 기능을 가진 미세조류 종을 이용한다면, 환경친화적으로 방사능 오염수를 정화할 수 있는 기술을 제공할다는 점에 주목하였다. 이에 따라, 본 발명은 미세조류를 방사능물질이 혼합되어 있는 방사능 오염수 내에서 배양함으로써, 미세조류에 의해 방사능 오염수 내의 방사능물질이 제거될 수 있도록 하는, 미세조류를 이용한 방사능 핵물질 처리 및 방사능 오염수 정화 기술을 제공할 수 있음에 착안하였다.Therefore, the present inventor has noticed that if a microalgae species having a function of capturing or adsorbing at least one radioactive substance is used, it is possible to provide a technology capable of purifying radioactive contaminated water environmentally. Accordingly, the present invention relates to a method for treating radioactive nuclear material and radioactivity using microalgae, which enables the radioactive substances in radioactive contaminated water to be removed by microalgae by culturing microalgae in radioactive contaminated water mixed with radioactive substances So that it is possible to provide pollution water purification technology.

본 발명에 따라, 방사성 물질을 처리할 수 있는 특정 종의 미세조류를 방사능 오염수를 투입한 배양탱크에서 배양하고, 배양과정에서 방사성 물질을 흡착이나 흡수한 미세조류를 분리 및 제거함으로써, 방사능 오염수 내의 방사성 물질을 정화할 수 있다.According to the present invention, microalgae of a specific species capable of treating a radioactive substance are cultivated in a culture tank into which radioactive contaminated water is introduced, and by separating and removing microalgae that adsorb or absorb the radioactive substance during the culturing process, The radioactive material in the water can be purified.

방사능 오염수 내에 한 종류가 아니라 여러 종류의 방사성 물질이 혼입되어 있는 경우가 일반적이다. 그러므로, 이런 경우의 방사능 오염수를 정화하기 위하여, 본 발명은 복수의 배양탱크를 직렬로 연결시키고, 각각의 배양탱크에 서로 다른 종류의 방사성 물질을 효율적으로 각각 처리할 수 있는 서로 다른 종류의 미세조류를 배양시킨다. 이에 따라, 방사능 오염수 내의 여러 종류의 방사능 물질들이 여러 개의 배양탱크를 순차적으로 통과하면서 한 종류의 방사능 물질이 하나의 배양탱크에서 정화되는 방식으로 단계적인 정화가 이루어질 수 있다.Radioactive contamination In general, it is not a kind of contaminated water, but a mixture of radioactive materials. Therefore, in order to purify the radioactive contaminated water in this case, the present invention relates to a method for purifying radioactive contaminated water in which a plurality of culture tanks are connected in series and each culture tank is treated with different kinds of fine Cultivate algae. Accordingly, stepwise purification can be performed in such a manner that one kind of radioactive material is purified in one culture tank, while various kinds of radioactive materials in the radioactive contaminated water sequentially pass through a plurality of culture tanks.

예를 들어, 5개의 배양탱크를 직렬로 연결한 시스템을 가정하자. 5개의 배양탱크 중 방사능 오염수가 제일 처음에 투입되는 첫번째 배양탱크에서는 I-137을 잘 흡착 또는 흡수하는 특용 미세조류를 배양할 수 있다. 첫번째 배양탱크에서 배출된 정화수는 I-137만이 제거되었으나, 나머지 방사성 물질들을 그대로 포함하고 있을 것이다. 이 정화수는 여전히 방사능 오염수이다. 첫번째 배양탱크에서 배출된 정화수 즉 방사능 오염수는 두번째 배양탱크로 투입된다. 두번째 배양탱크에서는 CS-134 및 CS-137을 잘 흡착 또는 흡수하는 특용 미세조류를 배양할 수 있다. 그러면, 두번째 배양탱크에서 배출된 정화수는 I-137에 추가하여 CS-134 및 CS-137이 제거되었으나, 나머지 방사성 물질들은 그대로 포함하고 있을 것이다. 이 정화수도 여전히 방사능 오염수이다. 두번째 배양탱크에서 배출된 정화수, 즉 방사능 오염수는 세번째 배양탱크로 투입된다. 세번째 배양탱크에서는 SR-90을 잘 흡착 또는 흡수하는 특용 미세조류를 배양할 수 있다. 같은 방식으로, 세번째 배양탱크에서 배출된 방사능 오염수가 투입되는 네번째 배양탱크에서는 TE-127를 처리할 수 있다. 마지막으로 네번째 배양탱크에서 배출된 방사능 오염수가 투입되는 다섯번째 배양탱크에서는 KR-85를 잘 흡착 또는 흡수하는 특용 미세조류를 배양할 수 있다.For example, suppose a system in which five culture tanks are connected in series. One of the five culture tanks can be used to culture special microalgae that adsorb or absorb I-137 well in the first culture tank where radioactive contamination is first introduced. The purified water discharged from the first culture tank will contain only the remaining radioactive material, although only I-137 has been removed. This purified water is still radioactive contaminated water. The purified water, ie, radioactive contaminated water, discharged from the first culture tank is introduced into the second culture tank. In the second culture tank, special microalgae that adsorb or absorb CS-134 and CS-137 well can be cultured. Then, the purified water discharged from the second culture tank would have removed CS-134 and CS-137 in addition to I-137, but the remaining radioactive materials would be intact. This purification can still be contaminated. The purified water discharged from the second culture tank, that is, radioactive contaminated water, is introduced into the third culture tank. In the third culture tank, special microalgae that can adsorb or absorb SR-90 well can be cultured. In the same way, TE-127 can be treated in a fourth culture tank into which the radioactive contaminated water discharged from the third culture tank is introduced. Finally, in the fifth culture tank in which radioactive contamination from the fourth culture tank is injected, special microalgae can be cultured to adsorb or absorb KR-85 well.

이와 같이, 다수 종의 미세조류들을 순차적으로 다단계식으로 분리하여 서로 다른 배양탱크 내에서 배양함으로써 미세조류 간의 적자생존 경쟁을 회피할 수 있다. 또한 배양탱크마다 한 종류의 특용 미세조류의 온도 등 배양 환경과 배양액을 적합하게 사용하여 배양 및 방사성물질 처리 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, multiple species of microalgae can be sequentially separated into multi-stage cultures and cultured in different culture tanks, thereby avoiding competition for survival of the deficient microalgae. In addition, a culturing environment such as the temperature of one kind of special microalgae and a culture medium for each culture tank can suitably be used to improve the culture and radioactive material treatment efficiency.

사용후핵연료는 핵연료집합체에서 핵연료봉을 분리하고, 핵연료봉을 해체하거나 혹은 핵연료봉의 피복관을 용융하여 핵연료 펠렛을 분리하여 본래의 핵연료 분말로 만든 후 배양탱크 내에서 물에 수용하여 방사성물질을 특용 미세조류를 배양하여 방사성물질 핵종을 처리할 수 있다.The spent nuclear fuel can be obtained by separating the nuclear fuel rod from the nuclear fuel assembly, disassembling the nuclear fuel rod, or melting the cladding of the nuclear fuel rod to separate the nuclear fuel pellets into original nuclear fuel powders and then storing them in water in a culture tank, An algae can be cultured to treat radionuclides.

본 발명은 특히 작업종사자의 방사능 피폭을 최소화하기 위하여 배양탱크로의 방사능 오염수 투입 및 배출, 미세조류 투입 및 배출, 배양 환경을 제공하는 다양한 장치들의 동작 등을 원격의 제어 시스템을 통해 원격조정으로 제어하고 방사능을 실시간에 감시하며 처리한다.The present invention is particularly useful for remotely controlling the operation and operation of various devices for supplying and discharging radioactive contaminated water into a culture tank, injecting and discharging microalgae, and a culture environment, in order to minimize radiation exposure of a worker Control and monitor the radioactivity in real time.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 및 방법을 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A system and method for controlling radioactive contamination using microalgae according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템의 전체적인 구성을 간단하게 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram briefly showing the overall configuration of a radioactive contamination-water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템은, 원격 제어시스템(100)과 통신망을 통해 연결되는 적어도 하나의 미세조류 배양시스템(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 미세조류 배양시스템(200)은 도시된 예에서 3개가 병렬로 연결되어 있으나, 도시된 것은 예시일 뿐이고, 더 적거나 더 많은 수의 미세조류 배양시스템(200)이 연결될 수 있음은 자명하다.Referring to FIG. 1, a radioactive contamination-water purification system using microalgae may include at least one microalgae culture system 200 connected to a remote control system 100 through a communication network. Although the microalgae culture system 200 is shown as being connected in parallel in the illustrated example, it is apparent that only a few or more microalgae culture systems 200 can be connected.

원격 제어시스템(100)은 예컨대 타블렛, 랩탑, 데스크탑, 서버 시스템 등을 포함할 수 있으며, 통신망을 통해 데이터를 수신하고 제어 신호를 송신할 수 있도록 구성된 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있다.The remote control system 100 may include, for example, a tablet, laptop, desktop, server system, etc., and may be implemented by a computing device configured to receive data and transmit control signals over a communication network.

미세조류 배양시스템(200)은, 방사성 물질이 혼합되어 있는 방사능 오염수를 미세 조류를 배양하기 위한 밀폐된 환경을 제공하는 배양탱크에 투입하여 처리하는 시스템이다. 미세조류 배양시스템(200)은 하나의 배양탱크 또는 직렬 연결된 복수의 배양탱크들을 포함할 수 있다.The microalgae culture system 200 is a system for treating radioactive contaminated water mixed with radioactive materials into a culture tank for providing a closed environment for culturing microalgae. The microalgae culture system 200 may include one culture tank or a plurality of culture tanks connected in series.

미세조류 배양시스템(200)은 배양탱크의 온도, 압력, 수위, 질소 농도, 인 농도, 이산화탄소 농도, pH, 조도, 및 방사선 등을 실시간으로 계측하고, 이 계측 데이터를 원격 제어시스템(100)으로 송신한다. 원격 제어시스템(100)은 수신된 계측 데이터에 기초하여 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내의 환경을 제어하도록 제어 신호를 송신할 수 있다.The microalgae culture system 200 measures the temperature, pressure, water level, nitrogen concentration, phosphorus concentration, carbon dioxide concentration, pH, illuminance, and radiation of the culture tank in real time and transmits the measurement data to the remote control system 100 . The remote control system 100 may transmit a control signal to control the environment in the culture tank of the microalgae culture system 200 based on the received measurement data.

미세조류는 약 35억년 간 지구상의 모든 지구환경에 적응하며 생존하여온 광합성을 하며 물속에서 생존하는 미생물로 배양을 위하여 빛, 적정 범위의 수온, 적정 범위의 pH 및/또는 질소/인 등의 영양분과 CO2가 필요하다. 미세조류는 일반적으로 일조량이 많은 물 수면으로부터 약 10 - 50cm 아래에 질소/인/CO2 등이 풍부한 환경에서 물의 온도가 약 20 - 25oC에서 그리고 ph가 약 7 - 8에서 잘 배양된다. 따라서, 미세조류 배양시스템(200)은 방사능 오염수 온도를 미세조류의 배양에 필요한 최적조건에 맞추어 약 10 - 14일간 배양하고 증식배수를 최대화하여 처리효율을 극대화하도록 제어되어야 한다.The microalgae adapt to all the earth's environment for about 3.5 billion years, and survive the photosynthesis. As microorganisms that survive in the water, they are cultivated in the light, suitable range of water temperature, appropriate range of pH and / or nutrients such as nitrogen / phosphorus CO 2 is required. Microalgae are generally cultivated at a temperature of about 20 - 25 ° C and a pH of about 7 - 8 in an environment rich in nitrogen / phosphorus / CO 2 at about 10 - 50 cm below the water level of sunshine. Therefore, the microalgae culture system 200 should be controlled so as to maximize the treatment efficiency by cultivating the radioactive contaminated water temperature for about 10 to 14 days in accordance with the optimum conditions necessary for culturing the microalgae, and maximizing the multiplication drainage.

따라서 미세조류 배양시스템(200)은 방사능 오염수의 온도, 압력 및 수위와 질소/인/이산화탄소 농도와 조도 및 pH 등을 실시간으로 계측하여 원격 제어시스템(100)으로 송신할 수 있다. 원격 제어시스템(100)은 방사능 오염수의 온도, 압력 및 수위와 질소/인/이산화탄소 농도, 조도 및 pH 등의 환경을 미세조류의 최적 배양조건으로 조절하기 위한 제어 신호를 미세조류 배양시스템(200)으로 송신할 수 있다.Therefore, the microalgae culture system 200 can measure the temperature, the pressure and the water level of the radioactive contaminated water, the nitrogen / phosphorus / carbon dioxide concentration, the illuminance and the pH in real time and transmit them to the remote control system 100. The remote control system 100 transmits a control signal for adjusting the environment such as the temperature, pressure and water level of the radioactive contaminated water and the nitrogen / phosphorous / carbon dioxide concentration, the illuminance and the pH to the optimal culture conditions of the microalgae, ). ≪ / RTI >

이를 위해, 미세조류 배양시스템(200)의 밀폐형 배양탱크에는, 방사능 오염수, 미세조류, 및 질소/인/CO2 의 투입과 배출에 필요한 배관들과, 각각의 배관의 개폐 동작을 위한 밸브와 펌프, 배양탱크내 온도 조절을 위한 가열기 및 냉각기 시설, 배양탱크내 조도 조절 장치 등이 설치될 수 있다. 또한, 원격 감시 및 제어에 도움이 되도록 하기 위하여, 배양탱크 내의 방사선 및 배양탱크가 설치되어 있는 부지 내의 방사선을 계측할 수 있다. 또한 배양탱크 내의 상황을 CCTV와 같은 카메라 영상으로 촬영할 수 있다.To this end, the closed-type culture tank of the microalgae culture system 200 is provided with pipes for supplying and discharging radioactive contaminated water, microalgae, and nitrogen / phosphorus / CO 2 , valves for opening and closing respective pipes Pumps, heaters and coolers for temperature control in culture tanks, and light tinting in culture tanks. In addition, radiation within the culture tank and radiation within the site on which the culture tank is installed may be measured to facilitate remote monitoring and control. In addition, the situation in the culture tank can be photographed with camera images such as CCTV.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 원격 제어시스템을 더 상세히 도시한다.FIG. 2 and FIG. 3 illustrate a remote control system of a radioactive pollution control system using microalgae according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 원격 제어시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a remote control system of a radioactive contamination-water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 원격 제어시스템(100)은 송수신부(110), 원격제어부(130), 사용자 입출력부(150), 촬영데이터 스토리지(160), 계측데이터 스토리지(170), 및 제어데이터 스토리지(180)를 포함한다.2, the remote control system 100 includes a transmission / reception unit 110, a remote control unit 130, a user input / output unit 150, a shooting data storage 160, a measurement data storage 170, (180).

송수신부(110)는 미세조류 배양시스템(200)과 양방향 데이터 통신이 가능한 통신망을 통해 데이터를 송수신하는 모듈이다. 송수신부(110)는 디지털 데이터를 예컨대 패킷 기반의 신호 데이터로 변조시켜 송신시킬 수 있다.The transceiver 110 is a module for transmitting and receiving data through 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 the modulated digital data.

원격제어부(130)는 송수신부(110)를 통해 수신되는 촬영데이터 및 계측데이터와 미리 저장되어 있는 제어데이터를 기초로 미세조류 배양시스템(200)의 배양환경을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다. 생성된 제어신호는 송수신부(110)를 통해 전송될 수 있다.The remote controller 130 can generate a control signal for controlling the culture environment of the microalgae culture system 200 based on the photographic data and the measurement data received through the transceiver 110 and the control data stored in advance . The generated control signal may be transmitted through the transmission / reception unit 110.

사용자 입출력부(150)는 사용자가 명령이나 데이터를 입력할 수 있는 입력장치와 사용자가 시각적으로 및/또는 청각적으로 인지할 수 있도록 하는 출력장치이다. 예를 들어, 입력장치는 키보드, 마우스, 키버튼, 트랙볼, 조이스틱, 터치-입력장치, 마이크로폰 등이 포함될 수 있다. 출력장치는 디스플레이, 프린터, 스피커 등이 포함될 수 있다.The user input / output unit 150 is an output device that allows a user to visually and / or audibly recognize an input device through which a user can input commands or data. For example, the input device may include a keyboard, a mouse, a key button, a trackball, a joystick, a touch-input device, a microphone, and the like. The output device may include a display, a printer, a speaker, and the like.

촬영데이터 스토리지(160), 계측데이터 스토리지(170), 및 제어데이터 스토리지(180)는 각각 촬영데이터, 계측데이터, 및 제어데이터를 저장하는 모듈일 수 있다. 촬영데이터는, 미세조류 배양시스템(200)으로부터 수신된, 예컨대 CCTV에 의해 촬영된 배양탱크 내 정지영상 또는 동영상 데이터일 수 있다. 계측데이터는, 미세조류 배양시스템(200)으로부터 수신된, 예컨대 배양탱크 내 온도, 압력, 조도, 농도, pH 등을 계측한 데이터일 수 있다. 제어 데이터는 미리 설정되어 저장되어 있는 데이터로서, 미세조류 배양시스템(200)의 배양 환경을 제어하는 것과 연관된 데이터일 수 있다.The shooting data storage 160, the metering data storage 170, and the control data storage 180 may be modules that store shooting data, metering data, and control data, respectively. The photographing data may be still image or moving image data in a culture tank taken by, for example, CCTV, received from the microalgae culture system 200. The measurement data may be data obtained from the microalgae culture system 200, for example, data of temperature, pressure, illuminance, concentration, pH, etc. in the culture tank. The control data may be data associated with controlling the culture environment of the microalgae culture system 200, which is predetermined and stored data.

도 3은 도 2의 원격 제어시스템 중 원격제어부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a remote control unit of the remote control system of FIG.

도 3을 참조하면, 원격 제어부(130)는 미세조류 배양시스템(200)의 각부를 제어하기 위한 다양한 제어부를 가진다. 도시된 예에서, 원격 제어부(130)는 오염수 제어부(131), 미세조류 제어부(132), 배양매체 제어부(133), 온도 제어부(134), 기압 제어부(135), 조도 제어부(136), 질소 농도 제어부(137), 인 농도 제어부(138), 이산화탄소 농도 제어부(139), 및 중앙 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the remote controller 130 has various controllers for controlling each part of the microalgae culture system 200. In the illustrated example, 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, a barometric pressure control unit 135, an illumination control unit 136, A nitrogen concentration control unit 137, a phosphorus concentration control unit 138, a carbon dioxide concentration control unit 139, and a central controller 140.

오염수 제어부(131)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내에 방사능 오염수를 투입하는 동작, 및 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 외부로 정화수(즉, 방사능 오염수)를 배출시키는 동작을 제어하는 모듈이다.The contaminated water control unit 131 controls the operation of injecting the radioactive contaminated water into the culture tank of the microalgae culture system 200 and the operation of discharging the purified water (that is, the radioactive contaminated water) to the outside of the culture tank of the microalgae culture system 200 It is a module that controls operation.

미세조류 제어부(132)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내에 미세조류 배양액을 투입하는 동작을 제어하는 모듈이다. 미세조류는 연구실이나 사전처리실에서 배양한 상태인 배양액에 포함되어 있는 상태로 투입될 수 있다.The microalgae control unit 132 is a module for controlling the operation of feeding the microalgae culture liquid into the culture tank of the microalgae culture system 200. The microalgae can be put in a state that they are contained in the culture medium that has been cultivated in the laboratory or the pretreatment chamber.

배양탱크 내에서 배양된 미세조류는, 방사능 오염수를 배출하는 과정에서 방사능 오염수와 함께 배출될 수 있다. 다른 방식으로, 미세조류는 배양매체에 붙어있는 상태로, 배양매체를 배출하는 과정에서 배양매체와 함께 배출될 수 있다. 그러므로 미세조류를 배출하기 위한 별도의 제어부가 도시되어 있지 않다. 도시되어 있지는 않지만, 예컨대 배출된 방사능 오염수를 필터링하여 미세조류를 걸러내는 장치의 제어를 위한 모듈이 더 포함될 수 있다.Microalgae cultivated in a culture tank may be discharged together with radioactive contaminated water in the process of discharging radioactive contaminated water. Alternatively, the microalgae may be ejected with the culture medium in the course of draining the culture medium, with the microalgae attached to the culture medium. Therefore, a separate control unit for discharging the microalgae is not shown. Although not shown, for example, a module for controlling an apparatus for filtering out micro-algae by filtering the discharged radioactive contaminated water may be further included.

배양매체 제어부(133)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내에 배양매체를 투입하는 동작, 및 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 외부로 배양매체를 배출시키는 동작을 제어하는 모듈이다. 배양매체는 실, 그물, 직물 형태로서 물 바닥에 가라앉지 않으면서 물 위로 둥둥 뜨지도 않고, 물 속에서 대체로 일정한 형태를 유지할 수 있는 정도의 비중과 구조를 가지는 것이 바람직하다. 배양매체는 롤러와 같은 장치에 말려있다가 롤러가 회전하면 풀리면서 배양탱크 내로 전개될 수 있다. 이 경우 배양매체는 다시 롤러와 같은 배출 장치가 회전하여 말린 다음에 배출될 수 있다.The culture medium control unit 133 is a module for controlling the operation of feeding the culture medium into the culture tank of the microalgae culture system 200 and the operation of discharging the culture medium from the culture tank of the microalgae culture system 200. It is desirable that the culture media have a specific gravity and structure such that they do not sink on the bottom of the water in the form of yarns, nets, and fabrics, and do not float on the water and maintain a generally uniform shape in the water. The culture medium may be rolled into a device such as a roller and deployed into the culture tank while being unwound as the roller rotates. In this case, the culture medium can be discharged after the discharging device such as the roller is rotated and dried.

온도 제어부(134)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내에서 방사능 오염수의 온도가 미세조류의 생육 온도 범위로 유지되도록 하는 가열장치 및 냉각장치의 제어를 포함할 수 있다.The temperature control unit 134 may include control of the heating device and the cooling device so that the temperature of the radioactive contaminated water in the culture tank of the microalgae culture system 200 is maintained in the growth temperature range of the microalgae.

기압 제어부(135)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내에서 방사능 오염수로 채워지지 아니한 부분의 기체 압력을 제어하는 모듈이다. 배양탱크는 밀폐형이기 때문에, 압력이 높아지는 것을 방치하면 배양탱크의 기계적 파손으로 이어질 수 있으므로 이를 방지하기 위한 안전밸브 및 제어 동작이 필요하다.The atmospheric pressure control unit 135 is a module for controlling the gas pressure in a portion of the culture tank of the microalgae culture system 200 that is not filled with radioactive contaminated water. Since the incubation tank is of a closed type, leaving the elevated pressure may lead to mechanical breakage of the culture tank, so a safety valve and control operation are required to prevent this.

조도 제어부(136)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내의 미세조류 생육 조건 중 하나인 빛에너지 공급 동작을 제어한다. 빛에너지는 예컨대 LED(발광다이오드)와 같은 발광장치를 통해 공급할 수 있다. 이러한 발광장치는 배양탱크 내의 복수의 위치에서 설치될 수 있으며, 방사능 오염수 내에도 설치될 수 있다. 이 경우 LED는 방수처리된 것이 바람직하다.The illumination control unit 136 controls light energy supply operation, which is one of the microalga growth conditions in the culture tank of the microalgae culture system 200. The light energy can be supplied through a light emitting device such as an LED (Light Emitting Diode). Such a light emitting device can be installed at a plurality of positions in the culture tank, and can also be installed in the radioactive contaminated water. In this case, it is preferable that the LED is waterproofed.

질소 농도 제어부(137), 인 농도 제어부(138), 및 이산화탄소 농도 제어부(139)는 미세조류 배양시스템(200)의 배양탱크 내의 미세조류 생육 조건인 질소, 인, 이산화탄소 등의 첨가제의 농도를 각각 제어한다. 이들 농도는 미세조류의 종류에 따라 다를 수 있다. 더 나아가 미세조류에 따라서는 이들보다 더 적은 또는 더 많은 종류를 포함하는 첨가제가 필요할 수 있음은 자명하며, 이런 경우 각각 대응하는 성분에 대한 농도 제어부가 더 필요할 수 있다.The nitrogen concentration controller 137, the phosphorus concentration controller 138 and the carbon dioxide concentration controller 139 adjust the concentrations of the additives such as nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide, which are microbial growth conditions in the culture tank of the microalgae culture system 200, . These concentrations may vary depending on the species of microalgae. Furthermore, depending on the microalgae it may be necessary to include additives with fewer or more species than these, in which case a concentration control for each corresponding component may be required.

그리고, 비록 도시되어 있지는 않지만, CCTV 제어부, 방사선량 제어부 등과 같은 제어부도 포함될 수 있다.Although not shown, a control unit such as a CCTV control unit, a radiation dose control unit, and the like may be included.

중앙 컨트롤러(140)는 각부(131 ~ 139)의 동작을 통합 관리하는 기능을 담당할 수 있다. 중앙 컨트롤러(140)는, 미세조류 배양시스템(100)으로부터 실시간으로 촬영 데이터 계측 데이터를 수신하고 이를 사용자에게 디스플레이하거나, 경보를 발생시킬 수 있다. 경보는 계측 데이터가 미리 결정되어 있는 기준치를 벗어나는 등의 경우에 발생될 수 있다. 경보에는 배양탱크 압력, 온도, 수위 및 LED 조도, 배양탱크 및 부지 내 방사선 선량 경보 등을 포함할 수 있다. 이와 더불어, 중앙 컨트롤러(140)는 사용자 입출력장치를 통해 각각의 밸브, 펌프, 전등, 전열기 등의 작동상태를 표시할 수 있다. 또한 중앙 컨트롤러(140)는 밸브, 펌프, 전열기 및 LED 전등 등의 온/오프(On/Off) 작동을 사용자가 수동으로 제어할 수 있도록 화면을 제공할 수 있다.The central controller 140 can take charge of the function of integrally managing the operations of the units 131 to 139. [ The central controller 140 can receive photographic data measurement data in real time from the microalgae culture system 100 and display it to the user or generate an alarm. The alarm may be generated when the measurement data exceeds a predetermined reference value. Alarms can include culture tank pressure, temperature, level and LED illuminance, culture tank and site radiation dose alarms. In addition, the central controller 140 can display the operation status of each valve, pump, electric lamp, electric heater, etc. through the user input / output device. In addition, the central controller 140 may provide a screen for the user to manually control the on / off operation of valves, pumps, electric heaters, and LED lamps.

상술한 원격 제어시스템(100)은, 실제 오염수 정화 처리가 이루어지는 배양탱크를 포함하는 미세조류 배양시스템(200)으로부터 멀리 떨어진 원거리에 설치되어 있는 장소에 설치될 수 있다.The remote control system 100 described above can be installed at a remote place far from the microalgae culture system 200 including the culture tank where the actual polluted water treatment is performed.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 미세조류 배양시스템을 더 상세히 도시한다.4 to 7 illustrate a microalgae culture system in a radioactive contamination-water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템 중 미세조류 배양시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of a microalgae culture system in a radioactive contamination-water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 미세조류 배양시스템(200)은 송수신부(210), 배양탱크(220), 계측부(230), 로컬제어부(250), 및 원료탱크(270)를 포함할 수 있다.4, the microalgae culture system 200 may include a transceiver unit 210, a culture tank 220, a measurement unit 230, a local control unit 250, and a raw material tank 270.

송수신부(210)는 원격 제어시스템(100)의 송수신부(110)와 통신할 수 있는 모듈이다.The transmission / reception unit 210 is a module capable of communicating with the transmission / reception unit 110 of the remote control system 100.

계측부(230)는 배양탱크(220) 내에서 다양한 팩터들에 대해 계측하고 계측된 데이터를 송수신부(210)를 경유하여 원격제어시스템(100)으로 송신할 수 있다. 계측부(230)는 도 6을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.The measurement unit 230 can measure various factors in the culture tank 220 and transmit the measured data to the remote control system 100 via the transmission / reception unit 210. The measuring unit 230 is described in more detail below with reference to FIG.

로컬제어부(250)는 원격 제어시스템(100)으로부터 송수신부(210)를 경유하여 제어신호를 수신하고, 수신된 제어신호에 따라 다양한 장치들의 동작을 제어함으로써 배양탱크(220) 내의 환경을 조절하는 모듈이다. 로컬제어부(250)는 도 7을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.The local control unit 250 receives a control signal from the remote control system 100 via the transceiver unit 210 and controls the operation of various devices according to the received control signal to adjust the environment in the culture tank 220 Module. The local control unit 250 is described in more detail below with reference to FIG.

원료탱크(270)는 비록 하나의 모듈로서 도시되어 있으나, 방사능 오염수, 미세조류 배양액, 배양매체 롤, 이산화탄소, 질소, 인 등의 다양한 원료에 대응하는 개수로 존재할 수 있다. 비록 원료탱크(270)는 미세조류 배양시스템(200) 내부에 로컬적으로 존재하는 것으로 도시되어 있으나, 미세조류 배양시스템(200) 외부에 멀리 떨어진 위치에 원격으로 설치될 수도 있다.Although the raw material tank 270 is shown as one module, it may be present in a number corresponding to various raw materials such as radioactive contaminated water, microalgae culture medium, culture medium roll, carbon dioxide, nitrogen, phosphorus and the like. Although the raw material tank 270 is shown as being locally present inside the microalgae culture system 200, it may be remotely installed at a remote location outside the microalgae culture system 200.

배양탱크(220)는 도시된 예에서 대체로 원통형의 내부공간을 가지며, 스텐레스강과 같이 부식에 강한 재질로 만들어지며, 또한 방사선 차폐 및 설계 압력을 견딜 수 있도록 충분한 두께를 가지도록 설계될 수 있다. 배양탱크(220)는 밀폐형이지만, 원격제어되는 개폐밸브 및 유입/배출 펌프를 각각 구비한 다양한 배관들이 설치되며, 다양한 계측 장치들이 설치된다. 배양탱크(220)는 도 8 및 도 9를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.The culture tank 220 has a generally cylindrical inner space in the illustrated example and is made of a corrosion resistant material such as stainless steel and can be designed to have sufficient thickness to withstand radiation shielding and design pressures. The culture tank 220 is hermetically closed, but various piping having remote control valves and inlet / outlet pumps are installed, and various measuring devices are installed. The culture tank 220 is described in more detail below with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

도 5는 도 4의 미세조류 배양시스템을 배양탱크를 중심으로 개념적으로 설명하기 위한 개략도이다.FIG. 5 is a schematic view for conceptually explaining the microalgae culture system of FIG. 4 centering on a culture tank.

도 5를 참조하면, 배양탱크(220)는 방사능 오염수 내에서 미세조류가 생육하도록 하는 환경을 제공한다. 이를 위해, 배양탱크(220)에는 오염수, 미세조류, 배양매체, 빛, 질소, 인, 이산화탄소, 온도 등이 제공된다. 배양이 완료되면, 정화수 및 배양매체가 배출될 수 있다. 배출되는 정화수는 투입된 오염수로부터 미세조류에 의해 방사능 물질이 제거된 상태이다. 배출되는 배양매체는 방사능 물질을 흡착 또는 흡수한 미체조류가 고착되어 있는 상태다.Referring to Figure 5, the culture tank 220 provides an environment for microalgae to grow within the radioactive contaminated water. To this end, the culture tank 220 is provided with polluted water, microalgae, culture medium, light, nitrogen, phosphorus, carbon dioxide, temperature and the like. When the cultivation is completed, the purified water and the culture medium may be discharged. The discharged purified water is a state in which the radioactive material is removed by the microalgae from the contaminated water. The culture medium to be discharged is a state in which a microorganism species adsorbing or absorbing a radioactive substance is adhered.

배양매체에 고착되어 있는 미세조류는 배양매체에서 분리하거나 또는 고착된 상태로 유기질비료로 사용되거나, 바이오매스 원료(RDF, 탄화연료)로서 재활용될 수 있다.The microalgae that are adhered to the culture medium may be used as an organic fertilizer separated or adhered to the culture medium, or may be recycled as biomass feedstock (RDF, carbonized fuel).

배양탱크(220)에 투입되는 방사능 오염수는, 예컨대 원자로 용기의 파손과 같은 중대사고시 원자력 발전소 주변의 지하수가 방사능에 오염됨으로써 발생된 것일 수 있다. 다른 예를 들면, 원자력 발전소의 정상적인 동작 중 사용후핵연료의 냉각 처리 및 가동 중 원전의 과도사고 시 발생된 것일 수 있다.The amount of radioactive contamination introduced into the culture tank 220 may be generated by contamination of groundwater around the nuclear power plant with heavy radiation, such as damage to the reactor vessel, due to radioactivity. Another example might be the cooling process of spent fuel during normal operation of a nuclear power plant and the occurrence of a transient accident at a nuclear power plant during operation.

도 6은 도 4의 미세조류 배양시스템 중 계측부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of the metering unit in the microalgae culture system of FIG. 4;

도 6을 참조하면, 계측부(203)는 수위 계측기(231), 수온 계측기(232), 질소 농도 계측기(233), 인 농도 계측기(234), 이산화탄소 농도 계측기(235), pH 계측기(236), 카메라(237), 기온 계측기(238), 기압 계측기(239), 조도 계측기(240), 및 방사선 계측기(241)를 포함할 수 있다.6, the measuring unit 203 includes a water level meter 231, a water temperature meter 232, a nitrogen concentration meter 233, a phosphorus concentration meter 234, a carbon dioxide concentration meter 235, a pH meter 236, And may include a camera 237, a temperature sensor 238, a barometric meter 239, an illuminance meter 240, and a radiation meter 241.

수위 계측기(231)는 배양탱크(220) 내에서 오염수의 수위를 측정하는 계측기이다. 수온 계측기(232)는 배양탱크(220) 내에서 오염수의 온도를 측정하느 계측기이다. 질소 농도 계측기(233), 인 농도 계측기(234), 이산화탄소 농도 계측기(235), 및 pH 계측기(236)는 배양탱크(220)에 투입되어 있는 오염수 내의 질소 농도, 인 농도, 이산화탄소 농도, 및 pH를 각각 측정하는 계측기이다. 카메라(237)는 예컨대 CCTV와 같이 동영상을 촬영할 수 있는 장비일 수 있다. 기온 계측기(238)는 배양탱크(220)의 오염수 상부의 공기 부분의 온도를 측정하는 계측기이다. 기압 계측기(239)는 배양탱크(220)의 오염수 상부의 공기 부분의 압력을 측정하는 계측기이다. 조도 계측기(240)는 LED와 같은 발광 장치에 의해 배양탱크(220)의 내부 및/또는 오염수 내부에서 측정되는 조도를 계측할 수 있다. 방사선 계측기(241)는 배양탱크(220)의 내부 및 외부(즉 배양탱크가 설치되어 있는 건물 또는 부지)의 방사선량을 측정하는 계측기일 수 있다.The water level meter 231 is a meter for measuring the level of the contaminated water in the culture tank 220. The water temperature meter 232 is a meter for measuring the temperature of the contaminated water in the culture tank 220. The nitrogen concentration meter 233, the phosphorus concentration meter 234, the carbon dioxide concentration meter 235 and the pH meter 236 calculate the concentration of nitrogen in the contaminated water, the phosphorus concentration, the carbon dioxide concentration, pH, respectively. The camera 237 may be a device capable of capturing a moving picture such as a CCTV. The air temperature meter 238 is a meter for measuring the temperature of air in the upper part of the contaminated water in the culture tank 220. The barometric pressure meter 239 is a meter for measuring the pressure of air in the upper part of the contaminated water in the culture tank 220. The illuminance meter 240 can measure the illuminance measured inside the culture tank 220 and / or inside the contaminated water by a light emitting device such as an LED. The radiation meter 241 may be a meter for measuring the radiation dose of the inside and outside of the culture tank 220 (i.e., the building or the site where the culture tank is installed).

도 7은 도 4의 미세조류 배양시스템 중 로컬제어부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of a local control unit in the microalgae culture system of FIG. 4. FIG.

도 7을 참조하면, 로컬제어부(250)는 오염수 투입배관(251), 정화수 배출배관(252), 미세조류 투입배관(253), 온도 조절기(254), 첨가제 투입배관(255), 발광장치(256), 배양매체 이송장치(257) 등의 동작을 제어할 수 있다. 로컬제어부(250)는 스스로 판단하여 제어하는 것이 아니라 원격 제어시스템(100)(도 1 및 도 2참조)으로부터의 제어 신호에 따라 이들 다양한 장치들의 동작을 제어한다.7, the local control unit 250 includes a polluted water supply pipe 251, a purified water discharge pipe 252, a micro-algae feed pipe 253, a temperature regulator 254, an additive feed pipe 255, The culture medium conveyance device 256, the culture medium conveyance device 257, and the like. The local control unit 250 controls the operation of these various devices in accordance with a control signal from the remote control system 100 (see FIGS. 1 and 2), not by itself.

오염수 투입배관(251)은 배양탱크(220) 내로 방사능 오염수를 투입하는 배관으로서 원격제어되는(즉, 원격 제어시스템(200)에 의해 송신된 제어 신호에 의해 제어되는, 이하 같다) 밸브 및 펌프를 구비한다. 밸브는 개폐동작을 위한 것이며, 펌프는 투입을 위한 강제력을 제공한다. 정화수 배출배관(252)은 배양탱크(220) 내로 방사능 오염수를 배출하는 배관으로서 원격제어되는 밸브 및 펌프를 구비한다. 미세조류 투입배관(253)은 배양탱크(220) 내로 미세조류 배양액을 투입하는 배관으로서 원격제어되는 밸브 및 펌프를 구비한다. 첨가제 투입배관(255)은 질소, 인, 이산화탄소 등의 첨가제를 투입하기 위한 각각의 배관으로서, 각각 원격제어되는 밸브 및 펌프를 구비한다.The contaminated water feed pipe 251 is a valve that is remotely controlled (i. E., Controlled by a control signal transmitted by the remote control system 200) as a pipe for introducing radioactive contaminated water into the culture tank 220 and And a pump. The valve is for opening and closing operation, and the pump provides a forcing force. The purified water discharge pipe 252 has a valve and a pump that are remotely controlled as pipes for discharging radioactive contaminated water into the culture tank 220. The micro-algae feed pipe 253 is provided with a valve and a pump which are remotely controlled as piping for feeding the microalgae culture liquid into the culture tank 220. The additive feed pipe 255 is a pipe for feeding additive such as nitrogen, phosphorus, and carbon dioxide, and each includes a valve and a pump that are remotely controlled.

온도 조절기(254)는 가열기 및 냉각기를 포함하며, 배양탱크(220) 내 오염수의 온도를 조절하도록 동작한다. 발광장치(256)는 예컨대 LED 전등으로서 오염수 내외에 복수로 설치될 수 있다. 배양매체 이송장치(257)는 배양매체를 배양탱크(220) 내부로 투입하고, 배양탱크(220) 외부로 배출하기 위한 장치이다. 배양매체 이송장치(257)는 배양매체를 감고 있는 또는 감을 예정인 롤과 이 롤을 회전시키기 위한 구동모터를 포함하여 구성될 수 있다. 배양매체 이송장치(257)의 구동모터도 역시 원격제어된다.The temperature regulator 254 includes a heater and a cooler, and operates to regulate the temperature of the contaminated water in the culture tank 220. The light emitting device 256 may be, for example, an LED lamp, and a plurality of LED lamps may be provided inside and outside the contaminated water. The culture medium transfer device 257 is a device for transferring the culture medium into the culture tank 220 and discharging the culture medium to the outside of the culture tank 220. The culture medium conveying device 257 may be configured to include a roll that is wrapped around or to be wrapped around the culture medium and a drive motor for rotating the roll. The driving motor of the culture medium feeding device 257 is also remotely controlled.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에서, 배양탱크를 더 상세히 보여준다.FIG. 8 and FIG. 9 show a culture tank in more detail in a radiation contamination water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에서, 배양탱크의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 8 is a view schematically showing a configuration of a culture tank in a system for controlling radioactive contamination using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 배양탱크(220)의 약 3분의 2가 오염수로 채워져 있는 예가 도시된다. 배양탱크(220)의 상부 측면에 오염수 투입 배관(251)이 연결되며, 배양탱크의 하부 측면에 오염수 배출(즉, 정화수 배출) 배관(252)이 연결된다. 미세조류 배양액(253)은 배양탱크의 상부 측면에 연결되어 있다.Referring to Fig. 8, an example is shown in which about two-thirds of the culture tank 220 is filled with contaminated water. A contaminated water supply pipe 251 is connected to the upper side of the culture tank 220 and a polluted water discharge pipe 252 is connected to the lower side of the culture tank. The microalgae culture liquid 253 is connected to the upper side of the culture tank.

LED 전등일 수 있는 발광장치(256)는 배양탱크의 상부와 측부 및 하부에 다수로 설치된다. 발광장치(256)는 오염수에 잠겨 있는 위치에도 설치되어 있음을 볼 수 있다. 일반적으로 자연상태에서 미세조류는 수면에서 약 50 cm 까지에서 서식하며 배양된다. 본 발명에서는 방수된 LED 전등을 배양탱크 내에 부착하여 설치함으로써 빛이 수중에 비치게 하여 오염수의 깊이에 상관없이 배양탱크 내부 어디에서나 미세조류가 생육할 수 있도록 하는 환경을 제공할 수 있다.A light emitting device 256, which may be an LED light, is installed in a large number at the top, sides, and bottom of the culture tank. It can be seen that the light emitting device 256 is also installed at a position that is immersed in the contaminated water. In general, microalgae in their natural state are inhabited and cultivated up to about 50 cm from the surface of the water. According to the present invention, a waterproof LED light is installed in a culture tank, thereby providing light to the water, thereby providing an environment in which microalgae can grow anywhere in the culture tank regardless of the depth of the polluted water.

직물 또는 그물 형태의 배양매체(260)가 양측 상단에서 배양매체 이송장치(257)에 연결된 상태로 오염수 내에 잠겨있는 것이 도시되어 있다. 배양매체(260)는 미세조류가 부착하여 생육하는 구조물을 제공한다. 그러므로 배양매체(260)를 배출할 때 미세조류도 같이 배출될 수 있다.It is shown that a culture medium 260 in the form of a fabric or net is immersed in the contaminated water while being connected to the culture medium transfer device 257 at both upper ends. The culture medium 260 provides a structure in which microalgae adhere and grow. Therefore, when the culture medium 260 is discharged, the microalgae can also be discharged.

또한 배양탱크(220)에는 카메라(237), 압력 계측기(239), 안전밸브(221), 온도 계측기(232), 기온 계측기(238), 수위 계측기(231), pH 계측기(236), 이산화탄소와 같은 첨가제 공급배관(255), 가열기 및 냉각기를 포함할 수 있는 온도조절기(254) 등이 도시되는데, 이 외에도 필요한 경우 그 외 다른 다양한 계측기들 및 투입 및 배출 배관들이 연결될 수 있음은 자명하다.The culture tank 220 is provided with a camera 237, a pressure meter 239, a safety valve 221, a temperature meter 232, a temperature sensor 238, a water level meter 231, a pH meter 236, The same additive feed line 255, a temperature regulator 254 which may include a heater and a cooler, and the like, as well as a variety of other instruments and input and discharge lines, as required.

안전밸브(221)는 평소에는 폐쇄되어 있다가 배양탱크(220) 내의 압력이 소정 값 이상이면 자동으로 개방되어, 배양탱크(220) 내부의 압력을 자동조절할 수 있다.The safety valve 221 is normally closed and automatically opened when the pressure in the culture tank 220 is higher than a predetermined value to automatically adjust the pressure inside the culture tank 220.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에서, 2개의 배양탱크가 직렬 연결된 구성의 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a schematic view showing an example of a configuration in which two culture tanks are connected in series in a radiation contamination water purification system using microalgae according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 2개의 배양탱크(220', 220")가 "직렬로" 연결되어 있다. 즉 첫번째 배양탱크(220')에서 배출된 오염수가 두번째 배양탱크(220")로 투입된다. 도시된 예에서 배양탱크가 단지 2개만 연결되어 있으나, 이는 예시에 불과하며, 필요한 경우 더 많은 수의 배양탱크가 직렬로 연결될 수 있음은 자명하다. 이 예에서, 각각의 배양탱크에 동일한 또는 상이한 미세조류가 투입될 수 있다.9, two culture tanks 220 'and 220' 'are connected in series. That is, contaminated water discharged from the first culture tank 220' is introduced into the second culture tank 220 '. In the example shown, only two culture tanks are connected, but this is only an example, and it is obvious that a larger number of culture tanks can be connected in series if necessary. In this example, the same or different microalgae may be injected into each culture tank.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제공되는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템은 본 발명의 다른 양상에 따른 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 방법을 구현할 수 있다.As described above, the system for treating radioactive contamination using microalgae provided according to the present invention can realize a method for treating radioactive contamination using microalgae according to another aspect of the present invention.

미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 방법은, 배양단계, 계측단계, 원격 제어단계, 로컬제어단계를 포함할 수 있다.The method of radioactive contamination using microalgae may include a culture step, a measurement step, a remote control step, and a local control step.

배양단계는, 배양탱크의 밀폐된 내부공간 내에 방사성 물질을 포함하는 방사능 오염수, 상기 방사능 오염수 내에서 생육하는 미세조류, 상기 미세조류가 생육할 수 있는 영양 성분를 투입하고, 온도를 조절하고 빛에너지를 제공하여, 상기 미세조류가 생육하도록 배양하는 단계이다.In the incubation step, radioactive contaminated water containing a radioactive material, microalgae growing in the radioactive contaminated water, and nutrients capable of growing by the microalgae are introduced into a closed inner space of a culture tank, And then cultivating the microalgae to grow.

계측단계는, 배양단계 동안에 상기 미세조류가 혼합된 방사능 오염수와 관련된 데이터를 계측하여 계측 데이터를 생성하는 단계이다.The measuring step is a step of measuring data related to the number of contaminated radioactive contaminated micro-algae during the culturing step to generate measurement data.

원격 제어단계는, 계측단계에서 생성된 계측 데이터를 통신망을 통해 수신하고 상기 배양탱크와 연결되어 있는 로컬제어부로 제어 신호를 송신하는 단계이다.The remote control step is a step of receiving the measurement data generated in the measurement step through a communication network and transmitting a control signal to a local control unit connected to the culture tank.

로컬 제어단계는, 원격 제어단계에서 송신된 제어 신호를 수신하여, 배양탱크 내로 상기 방사능 오염수의 투입 및 정화수의 배출, 배양탱크 내로 상기 미세조류의 투입, 상기 배양탱크 내에서 미세조류의 생육 환경을 제공하는 장치들을 제어하는 단계이다.The local control step includes receiving the control signal transmitted in the remote control step, discharging the radioactive contaminated water and discharging the purified water, introducing the microalgae into the culture tank, introducing the microalgae into the culture tank, To the devices.

배양단계 이전 및 이후에, 배양탱크의 내부공간의 오염수 내에서 상기 미세조류가 부착할 수 있는 섬유 형태, 그물 형태, 또는 직물 형태의 유연한 구조물을 제공하는 배양매체를 외부에서 내부공간으로 투입하는 배양매체 투입 단계 및 배양매체를 배양탱크의 내부공간에서 외부로 배출하는 배양매체 배출 단계가 각각 진행될 수 있다.
Before and after the culturing step, a culture medium providing a flexible structure in the form of fiber, net, or fabric that the microalgae can adhere in the contaminated water of the inner space of the culture tank is injected from the outside into the inner space A culture medium feeding step, and a culture medium discharging step for discharging the culture medium to the outside from the inner space of the culture tank, respectively.

100 : 원격 제어시스템
110 : 송수신부
130 : 원격제어부
131 : 오염수 제어부
132 : 미세조류 제어부
133 : 배양매체 제어부
134 : 온도 제어부
135 : 기압 제어부
136 : 조도 제어부
137 : 질소 농도 제어부
138 : 인 농도 제어부
139 : 이산화탄소 농도 제어부
140 : 중앙 컨트롤러
150 : 사용자 입출력부
160 : 촬영 데이터 스토리지
170 : 계측 데이터 스토리지
180 : 제어 데이터 스토리지
200 : 미세조류 배양시스템
210 : 송수신부
220 : 배양탱크
221 : 안전밸브
230 : 계측부
231 : 수위 계측기
232 : 수온 계측기
233 : 질소 농도 계측기
234 : 인 농도 계측기
235 : 이산화탄소 농도 계측기
236 : pH 계측기
237 : 카메라
238 : 기온 계측기
239 : 기압 계측기
240 : 조도 계측기
241 : 방사선 계측기
250 : 로컬제어부
251 : 오염수 투입배관
252 : 정화수 배출배관
253 : 미세조류 투입배관
254 : 온도조절기
255 : 첨가제 투입배관
256 : 발광장치
257 : 배양매체 이송장치
260 : 배양매체
270 : 원료탱크
290 : 배양매체
100: Remote control system
110: Transmitting /
130:
131:
132: micro algae control unit
133: Culture medium control unit
134:
135:
136:
137: nitrogen concentration control section
138: phosphorus concentration control section
139: Carbon dioxide concentration controller
140: central controller
150: User I /
160: Shooting data storage
170: Instrumentation Data Storage
180: Control Data Storage
200: Microalgae culture system
210: Transmitting /
220: culture tank
221: Safety valve
230:
231: Water level meter
232: Water temperature meter
233: Nitrogen concentration meter
234: Phosphorus concentration meter
235: Carbon dioxide concentration meter
236: pH meter
237: Camera
238: Temperature measuring instrument
239: Pressure meter
240: illuminance meter
241: Radiometer
250: Local control
251: Contaminated water input piping
252: purified water discharge piping
253: Micro-algae input piping
254: Temperature regulator
255: Additive feed pipe
256: Light emitting device
257: Culture medium conveying device
260: culture medium
270: raw material tank
290: Culture medium

Claims (9)

미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템에 있어서,
방사능 오염수와 방사능 오염수 내에서 생육하는 미세조류가 투입되는 것으로서, 밀폐된 내부공간을 구비하며, 오염수 투입배관(251), 미세조류 투입배관(253) 및 정화수 배출배관(252)이 연결된 배양탱크(220);
미세조류가 부착할 수 있는 유연성 재질의 배양매체(260);
상기 배양매체(260)의 일단과 타단에 각각 연결되는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 회전시켜서 상기 배양매체(260)를 상기 배양탱크(220)의 밀폐된 내부공간으로 투입하거나 방사성 핵종을 포집한 미세조류를 수확하기 위해 상기 배양탱크(220)의 외부로 빼내는 구동수단을 포함하는 배양매체 이송장치(257);
상기 배양탱크(220) 내의 각종 정보를 획득하는 계측부(230);
원격에서 수신된 제어신호에 따라 상기 오염수 투입배관(251), 미세조류 투입배관(253), 정화수 배출배관(252) 및 배양매체 이송장치(257)의 동작을 제어하는 로컬제어부(250);
상기 계측부(230)로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 로컬제어부(250)로 제어 신호를 송신하는 원격 제어시스템(100)
을 포함하는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템.
In a radioactive contamination water purification system using microalgae,
A micro-algae inflow pipe 253, and a purified water discharge pipe 252 are connected to the inflow pipe 251, the micro-algae inflow pipe 253, and the purified water discharge pipe 252, A culture tank 220;
A culture medium 260 of a flexible material to which microalgae can attach;
A first roller and a second roller respectively connected to one end and the other end of the culture medium 260 and the first roller and the second roller are rotated to rotate the culture medium 260 in a closed A culture medium transfer device 257 including drive means for transferring the microcurrent into the internal space or extracting micro-algae that have collected radionuclides to the outside of the culture tank 220;
A measuring unit 230 for acquiring various information in the culture tank 220;
A local control unit 250 for controlling the operations of the contaminated water inlet pipe 251, the micro-algae feed pipe 253, the purified water discharge pipe 252 and the culture medium feeder 257 according to a control signal received from a remote location;
A remote control system 100 for transmitting a control signal to the local control unit 250 using information received from the measurement unit 230,
A system for controlling radioactive contamination using microalgae.
제1항에 있어서,
상기 배양탱크(220)는 서로 직렬로 연결된 복수의 배양탱크(220',220")를 포함하고, 상기 복수의 배양탱크(220',220")에는 각각 다른 종의 미세조류가 투입되는 것을 특징으로 하는 미세조류를 이용한 방사능 오염수 정화 시스템.
The method according to claim 1,
The culture tank 220 includes a plurality of culture tanks 220 'and 220''connected in series to each other, and micro-algae of different species are introduced into the plurality of culture tanks 220' and 220 ' A system for treating radioactive contamination using microalgae.
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