KR101696888B1 - Treatment methods and system for treatment and reduction of liquid waste including radioactive compounds - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a treatment system for treating and reducing a liquid waste containing radioactive material. The treatment system comprises: a collection tank (1) for collecting a liquid waste containing a radioactive material; a decompression evaporation concentration apparatus (10) composed of a tank (100), an inlet (102), a first outlet (110), and a heat exchanger (130); a decompression evaporation crystallization apparatus (20) for evaporating moisture of concentrated water more to crystallize under a decompression condition by transferring and inserting the liquid waste concentrated in the decompression evaporation concentration apparatus (10); and antifoaming agent injection apparatuses (150, 230) for injecting an antifoaming agent into the decompression evaporation concentration apparatus (10) and the decompression evaporation crystallization apparatus (20).

Description

방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템{Treatment methods and system for treatment and reduction of liquid waste including radioactive compounds}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a treatment system for treatment and reduction of liquid waste containing radioactive materials,

본 발명은 방사성 물질이 함유된 액체폐기물을 처리하고 감량하기 위한 처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a treatment system for treating and reducing liquid waste containing radioactive materials.

원자력발전소 및 원자력과 관련된 시설에서는 방사성 물질이 함유된 액체 및 고체 폐기물이 발생한다. 이 중에서 액체폐기물은 방사성 물질이 함유된 상태의 고형폐기물로 변형시켜 관리시설 내에 보관하고 있다. 그러나 이러한 방사성 물질 함유 폐기물을 저장하는 저장시설이 포화상태이고, 새로운 부지 확보가 어려운 상황이며, 폐기물 처분장의 처분단가도 200 L 드럼당 약 1,200만 원 이상으로 방사성 물질이 함유된 폐기물의 처리가 매우 어려운 것이 현실이다. Nuclear power plants and facilities related to nuclear power generate liquid and solid waste containing radioactive materials. Among them, liquid waste is transformed into solid waste containing radioactive material and stored in the management facility. However, it is difficult to secure a new site for storing such radioactive material-containing wastes, and the disposal cost of the waste repository is more than about 12 million KRW per 200 L drums. The difficult thing is the reality.

이에 따라, 다양한 방법으로 발생 되는 방사성 물질 함유 액체 폐기물의 양을 저감시켜, 보관 및 처분하는 폐기물을 감량하려는 노력을 하고 있다. Accordingly, efforts have been made to reduce the amount of liquid waste containing radioactive materials generated by various methods, thereby reducing the amount of waste to be stored and disposed.

현재, 액체폐기물을 처리하고 감량하는 기술로는, 이온교환, 응집침전, 증발농축, 막분리, 고액분리, 원심분리 등이 적용되고 있다(International Atomic Energy Agency. Handling and Processing of Radioactive Waste from Nuclear application; TRS no. 402; IAEA: Vienna, Austria, 2001).At present, techniques for treating and reducing liquid waste include ion exchange, coagulation sedimentation, evaporation concentration, membrane separation, solid-liquid separation, centrifugation, etc. (International Atomic Energy Agency, Handling and Processing of Radioactive Waste from Nuclear application ; TRS No. 402; IAEA: Vienna, Austria, 2001).

원심분리기술은 운영비가 저렴하고 운전이 용이하지만 고농도폐수처리가 불가능하다는 단점이 있다. 석회를 사용하는 화학침전기술은 초기비용, 운영비가 저렴하지만 처리효율이 낮고 다량의 폐기물을 발생시키는 문제점이 있다("Liquid radioactive wastes treatment: A review", Water, 3, 551-565, 2012). Centrifugation technology has a disadvantage in that it can not process wastewater with high concentration although operation cost is low and operation is easy. Liquid radioactive wastes treatment: A review, Water, 3, 551-565, 2012). [0006] The present invention relates to a chemical precipitation technique using lime.

또한, 증발농축기술은, 제거율과 감량율이 높고 대부분의 핵종을 안정적으로 처리할 수 있으나, 거품생성 등의 문제점이 있다. 즉, 비등점 차를 이용하여 액체폐기물을 증발, 농축하는데, 고온에 휘발 되는 방사성 물질과 계면활성제와 같은 불순물로 인해 증발, 농축 시 거품이 발생 되는 비말동반현상 문제가 발생된다("Liquid radioactive wastes treatment: A review", Water, 3, 551-565, 2012). In addition, the evaporation and concentration technique has a high removal rate and a reduction rate, and can treat most nuclides stably, but has problems such as foaming. That is, the liquid waste is evaporated and concentrated using the boiling point difference, and there is a problem of droplet blistering, which is caused by evaporation and condensation bubbles due to impurities such as radioactive substances and surfactants volatilizing at high temperatures ("Liquid radioactive wastes treatment : A review ", Water, 3, 551-565, 2012).

KRKR 10-2004-007708810-2004-0077088 AA KRKR 10-139936510-1399365 B1B1 KRKR 10-1999-007060710-1999-0070607 AA KRKR 10-2008-001428610-2008-0014286 AA

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하고, 보다 안정적이고, 경제적이며, 폐기물 감량률이 높은 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art described above and to provide a more stable, economical, and highly waste disposal system.

특히 본 발명은, 기존의 액체폐기물 처리방법 중에서 처리성능과 감량률이 높고 대부분의 핵종을 안정적으로 처리한다고 알려져 있는 증발농축기술의 스케일 및 거품생성 등의 문제점을 개선 보완하고 감량률을 증가시킨 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Particularly, the present invention relates to a liquid waste disposal system, which improves the problems of scaling and foaming of evaporation and concentration techniques, which are known to treat most nuclides with high processing performance and weight loss ratio, The purpose is to provide.

상기한 본 발명의 목적은, 방사성 물질이 함유된 액체폐기물을 처리하고 감량하는 장치에 있어서, 방사성 물질을 함유하고 있는 액상폐기물을 거품발생을 제어하는 장치가 장착된 감압증발농축장치로 유입하여 처리하고, 감압증발농축처리 후의 농축수는 후단의 감압증발결정화장치에 유입하여 결정화함에 의해, 유입 액체폐기물량의 99% 이상을 감량하고, 처리 수로서 방류되는 응축수에 방사성 물질이 검출되지 않도록 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for treating and reducing liquid waste containing radioactive materials, which comprises a liquid waste containing radioactive material, which is introduced into a reduced pressure evaporation concentrator equipped with a device for controlling the generation of foam, And the concentrated water after the reduced pressure evaporation and concentration treatment is flowed into the decompression evaporation crystallization apparatus at the subsequent stage to crystallize it so that 99% or more of the amount of the discharged liquid is discarded and the radioactive material is not detected in the condensed water discharged as treated water .

본 발명에서, 방사성 물질 함유 액체폐기물을 안정적으로 처리하는 것은, 기존 증발농축기술의 문제점인 거품발생 문제가 발생 되지 않도록 2단계의 자동 거품 제어수단에 의한다.In the present invention, the stable treatment of the radioactive substance-containing liquid waste is performed by a two-step automatic bubble control means so as not to cause foaming problem, which is a problem of existing evaporation concentration technology.

이를 위하여 본 발명은 감압증발농축장치 및 감압증발결정화장치 내부의 상부에 거품센서를 설치를 갖는 거품을 제어수단을 통해 1단계는 감압증발 시 거품이 발생 되면 거품센서에서 감지하여 소포제가 자동으로 주입되도록 함에 의해 거품발생을 제어하였으며, 2단계로는 설정시간에 따라 소포제가 자동 주입되도록 함에 의해 거품 발생으로 인한 비말 동반현상을 제어하도록 이루어지는 것에 의한다.For this purpose, the present invention is characterized in that the bubbles having the bubbles sensor installed on the upper part of the decompression evaporation concentrator and the decompression evaporation crystallizer are controlled by the bubbles sensor when the bubbles are generated during the decompression evaporation, In the second step, the defoaming agent is automatically injected according to the set time, thereby controlling the phenomenon of entrainment due to the generation of bubbles.

또한, 장치를 포함한 설비 내부 감시시스템과 자동으로 장치 내부를 세척하는 내부 자동세척시스템을 적용하여, 액체폐기물의 유입부터 처리까지 전체 시스템을 자동화함에 의해 작업자가 방사성 물질에 접촉하는 것을 최소화하였다.In addition, the internal monitoring system including the device and the internal automatic washing system that automatically cleans the inside of the apparatus are applied to automate the entire system from the introduction of the liquid waste to the treatment, thereby minimizing the contact of the workers with the radioactive material.

본 발명에 따르면, 처리대상 방사성 물질 함유 액체폐기물 내에 함유되어 있는 방사성 물질을 제거할 수 있으며, 발생 되는 액체폐기물을 최종적으로 결정화함에 의해 폐기물량을 99%이상 저감 하는 효과도 얻을 수 있다.According to the present invention, the radioactive material contained in the liquid waste containing the radioactive substance to be treated can be removed, and the resulting liquid waste is finally crystallized, thereby reducing the waste amount by 99% or more.

본 발명의 기술을 이용하면, 원자력발전소 및 원자력과 관련된 시설 및 실험실에서 배출되는 방사성 물질이 함유된 액체폐기물의 처리 및 감량화의 수단으로 넓게 이용할 수 있는 효과가 있다.Using the technology of the present invention, there is an effect that can be widely used as a means for treating and reducing liquid waste containing radioactive materials emitted from facilities related to nuclear power plants and nuclear power plants and laboratories.

도 1은 본 발명의 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템 구성을 도시한 계통도.
도 2는 본 발명의 실시 예로써 시스템 구성도.
도 3은 도 2 발명의 감압증발농축장치 확대 구성도.
도 4는 도 2 발명의 감압증발결정화장치 확대 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리 결과 극 저준위 액체폐기물의 알파 방사능 농도 및 감마선 핵종 농도의 분석 결과를 나타낸 표.
도 6은 본 발명에 따른 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리 결과 저준위 액체폐기물의 알파 방사능 농도 및 감마선 핵종 농도의 분석 결과를 나타낸 표.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a systematic diagram showing a treatment system configuration for treatment and reduction of a radioactive substance-containing liquid waste according to the present invention; Fig.
2 is a system configuration diagram as an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is an enlarged view of the decompression evaporation concentrator of the invention of Fig. 2; Fig.
Fig. 4 is an enlarged view of the apparatus for decompression and evaporation crystallization of Fig. 2 of the present invention. Fig.
FIG. 5 is a table showing the results of analysis of the alpha-radiation concentration and the gamma-ray nuclide concentration of the ultra low-level liquid waste as a result of the treatment of the liquid waste containing the radioactive substance according to the present invention.
FIG. 6 is a table showing the results of analysis of the alpha radiation concentration and the gamma radionuclide concentration of the low-level liquid waste as a result of the treatment of the radioactive substance-containing liquid waste according to the present invention.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템 구성을 도시한 계통도를 도 2는 본 발명의 실시 예로써 시스템 구성도를 도시하고 있다.FIG. 1 is a system diagram showing a treatment system configuration for treatment and reduction of radioactive substance-containing liquid waste according to the present invention. FIG. 2 shows a system configuration diagram as an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 방사성 물질을 함유하고 있는 액체폐기물을 집수하는 수집조(1)와, 집수한 액체 폐기물을 받아 감압조건 하에서 증발시켜 액체 폐기물을 농축하는 감압증발농축장치(10)와, 감압증발농축장치(10)에서 농축한 액체폐기물을 이송 유입시켜 감압조건 하에서 농축수 수분을 더 증발시켜 결정으로 이루는 감압증발결정화장치(20)와, 감압증발결정화장치(20)의 최종 결정물을 농축결정폐기물로 배출하고, 상기 감압증발농축장치(10)와 감압증발결정화장치(20)에 소포제 주입장치(150, 230)를 통해 소포제를 주입하도록 이루어지는 것이다.As shown in FIG. 1, the present invention relates to a method for collecting liquid waste containing radioactive materials, comprising a collecting tank 1 for collecting liquid waste containing radioactive materials, a decompression evaporation concentrator 1 for collecting collected liquid waste, (10), a vacuum evaporation crystallization device (20) for transferring the liquid waste concentrated in the vacuum evaporation concentrator (10) to evaporate the concentrated water under a reduced pressure condition to form crystals, and a vacuum evaporation crystallization device The final crystalline material is discharged as concentrated crystal waste, and the defoamer is injected into the decompression evaporation concentrator 10 and the reduced pressure evaporation crystallizer 20 through the defoamer injectors 150 and 230.

상기 소포제 주입장치(150, 230)는 거품 발생을 검출하는 거품 센서를 감압증발농축장치(10)와 감압증발결정화장치(20)에 더 형성하여 거품 발생시 소포제 주입을 이루게 한다.The defoaming agent concentrator (10) and the reduced pressure evaporation crystallizer (20) further include a foam sensor for detecting the foaming of the defoamer injection device (150, 230) so that defoaming agent is injected when the foam is generated.

또는 상기 소포제 주입장치(150, 230)는 설정 시간에 따라 설정량의 소포제를 감압증발농축장치(10)와 감압증발결정화장치(20)에 자동 주입하도록 이루어질 수 있다.The defoaming agent concentrator 10 and the decompression evaporation crystallizer 20 may be configured to automatically inject defoaming agents of a predetermined amount into the defoaming agent concentrators 10 and 230 according to the set time.

상기 거품센서는 전기 접점식 감지센서로써 감압증발시 발생하는 거품이 센서에 접촉되면 전류가 흐르게 됨에 의해 거품 발생을 감지하여 신호를 발생하는 센서로 이해하면 되고 이러한 센서 부품은 공지된바 있다.The bubble sensor is an electrical contact type sensing sensor. When the bubble generated during evaporation of the reduced pressure is contacted with the sensor, the bubble sensor senses the bubble generation due to the flow of electric current.

상기 거품 센서를 배제하고 설정시간에 따라 설정량의 소포제를 주입하는 경우는 액체 폐기물의 상태와 량에 따라 오퍼레이터가 사전 설정한 시간과 주입 량에 의해 거품 발생을 억제하는 것으로 처리될 액체 폐기물 상태에 따라 현장에서 가변적으로 적용하는 것에 의해 이루어진다.In the case where the defoaming agent is injected in a predetermined amount in accordance with the set time without excluding the bubble sensor, the bubble generation is suppressed by the operator's time and the amount of injection according to the state and amount of the liquid waste. And is applied variably in the field.

도 2 내지 도 4에 본 발명의 구체화된 시스템 구성도를 도시하였다.2 to 4 show a system configuration diagram of the present invention.

상기 수집조(1)로부터 집수한 액체 폐기물을 받아 증발 농축시키는 히터(101)를 내장한 탱크(100), 상기 탱크(100)에 액체 폐기물을 유입하는 유입관(102), 상기 탱크(100) 내 히터에 의해 증발하는 기화증기 내 미립자를 걸러내는 데미스터(112)와 탱크 내부를 저압상태로 감압을 이루는 브로워(114)로 연결한 제1 배출관(110)과, 상기 제1 배출관(110)을 유입구로 제2 배출관(120)을 유출구로 하여 두 유체를 격벽으로 분리하고 탱크 내부의 액체 폐기물을 순환시켜 승온시키는 열교환기(130)와, 탱크(100) 내 액체 폐기물을 순환시키거나 배출하는 내부순환/배출펌프(142)를 형성한 순환관(140)을 탱크로부터 상기 열교환기(130)를 경유하여 탱크로 회수하도록 이루는 것과, 상기 탱크(100) 내 거품 제거용 소포제를 투입하는 소포제 주입장치(150)를 탱크에 연결하여 액체 폐기물을 농축하는 감압증발농축장치(10)를 이룬다.A tank 100 containing a heater 101 for collecting liquid waste collected from the collecting tank 1 and concentrating the liquid waste; an inflow pipe 102 for flowing liquid waste into the tank 100; A first discharge pipe 110 connected to the mist 112 through a heater and a blower 114 for reducing the pressure inside the tank to a low pressure state to filter particulates in the vaporized vapor evaporated by the heater, A heat exchanger 130 for separating two fluids into partition walls and circulating the liquid waste in the tank and raising the temperature of the liquid waste by using the second discharge pipe 120 as an inlet port and circulating or discharging the liquid waste in the tank 100 The circulation pipe 140 having the internal circulation / discharge pump 142 is recovered from the tank via the heat exchanger 130 to the tank, and the defoaming agent injecting defoaming defoaming agent in the tank 100 Device 150 is connected to the tank to dispose of liquid Form a distillation under reduced pressure concentration device 10 for concentrating the.

상기 제2 배출관(120)에는 열교환기로 이루어진 예열기(160)를 더 형성하고 상기 유입관(102)을 경유하도록 연결하여 이루어질 수 있다.The second discharge pipe 120 may further include a preheater 160 formed of a heat exchanger and connected to the inflow pipe 102.

상기 탱크(100)로부터 데미스터(112) 유입단에 거품센서(170)를 더 형성하여 이루어질 수도 있다.And a bubble sensor 170 may further be formed at the inlet of the demister 112 from the tank 100.

상기 감압증발농축장치(10)의 히터(101)는 전기, 증기(스팀) 또는 온수(Hot water)히터 중 어느 하나로 선택하여 적용 가능하다.The heater 101 of the reduced-pressure evaporation apparatus 10 may be selected from electric, steam (steam), or hot water heaters.

상기 제2 배출관(120)을 통해 방사성 폐기물이 제거된 응축수로 회수된다.And the radioactive waste is recovered through the second discharge pipe 120 as condensed water from which the radioactive waste is removed.

상기 탱크(100) 내의 액체 폐기물은 감압 증발이 지속, 반복됨에 의해 폐기물이 농축된 농축수가 잔존하게 된다.The liquid waste in the tank (100) is continuously and repeatedly evaporated under reduced pressure, so that the concentrated water in which the waste is concentrated remains.

상기 농축수는 내부순환/배출펌프(142)의 유로 전환으로 후단의 감압증발결정화장치(20)로 이송하도록 이루어진다.The concentrated water is conveyed to the downstream-stage reduced-pressure evaporative crystallization apparatus 20 by switching the flow path of the internal circulation / discharge pump 142.

감압증발결정화장치(20)는 농축수를 교반하면서 증발과 응축을 이루도록 하부에는 증발부(210)를 형성하고 상부에는 응축부(212)를 구성한 탱크(200)와, 탱크(200)의 응축수를 외부로 수집하는 이젝터(310)와 응축수 탱크(330) 그리고 이젝터(310)를 통해 탱크(200) 상부 일부를 진공 상태로 조성하는 진공펌프(320)로 이루어진 응축수 수집장치(330)와, 열 매체를 응축, 팽창시켜 순환하는 것에 의해 상기 탱크(200)에 증발 에너지와 응축 에너지를 공급하도록 압축용 컴프레셔(401)와 압축 열 매체로써 상기 탱크(200)의 증발부(210)을 감싸 승온을 이루는 히터(402)와, 히터(402) 경유 열 매체를 냉각하는 냉각기(403)와, 탱크(200)의 응축부에 응축 에너지를 공급하는 팽창기(404)로 이루어지는 열 매체 순환장치(400)로 이루어지고, 상기 탱크(200)의 증발부(210) 상부에는 거품센서(270)를 형성하며, 농축수 유입관(202)을 증발부(210) 측 탱크에 유입 연결하여 이루되, 유입관(202) 상에는 상기 거품센서(270)에 의하여 유입관에 소포제를 혼입하는 소포제 주입장치(230)을 형성하고, 증발부(210)와 응축부(214) 사이에는 필터로써 데미스터(240)를 내장하여 이루어진다.The depressurization and evaporation crystallization apparatus 20 includes a tank 200 having an evaporation portion 210 formed at a lower portion thereof and a condensing portion 212 constituting a condensation portion 212 at an upper portion thereof so as to perform evaporation and condensation while stirring the concentrated water, A condenser water collecting device 330 including an ejector 310 and a condensate water tank 330 for collecting the outside of the tank 200 and a vacuum pump 320 for forming a part of the upper part of the tank 200 in a vacuum state through an ejector 310, The condenser 401 and the evaporation unit 210 of the tank 200 are heated and compressed to supply the evaporation energy and the condensation energy to the tank 200 by condensing, And a thermal medium circulation device 400 composed of a heater 402, a cooler 403 for cooling the heat medium via the heater 402, and an expander 404 for supplying condensation energy to the condensation portion of the tank 200 And a bubble sensor 2 (not shown) is provided on the evaporator 210 of the tank 200, And the concentrated water inflow pipe 202 is connected to a tank on the side of the evaporator 210. The inflow pipe 202 is provided with an antifoaming agent And a demister 240 is installed between the evaporator 210 and the condenser 214 as a filter.

상기 탱크(200) 내부에는 외부 동력으로 내장 농축수를 교반하는 교반기(250)를 구성하여 이루어진다.Inside the tank 200, an agitator 250 for agitating the built-in concentrated water with external power is constituted.

상기 열 매체 순환장치(400)는 응축열과 팽창열로써 승온과 감온이 하나의 냉매 사이클에 의해 이루어지므로 유용하나, 필요에 따라서는 다른 열 매체 또는 히트 파이프를 더 매개하여 온도 효율을 높일 수도 있다.The heat medium circulation device 400 is useful in that the temperature rise and the temperature rise as one of the condensation heat and the expansion heat are performed by one refrigerant cycle. However, the temperature medium circulation device 400 may further heat the other heat medium or heat pipe to increase the temperature efficiency.

상기 열 매체 순환장치(400)의 히터는 탱크(200)의 증발부(210) 외부를 감싸 간접열이 가해지도록 구성하고 있으나, 탱크 내부에 내장하여 이루어질 수도 있다.The heater of the heating medium circulating apparatus 400 is configured to indirectly heat the outside of the evaporator 210 of the tank 200, but it may be built in the tank.

다만, 높은 오염도의 고농축 폐기물을 감안하여 외부 유출이 없도록 내장하는 것이 요구될 뿐 동일성의 기술에 해당하며, 상기 히터는 전기 동력으로 발열하는 장치도 대체 가능하고 당업자에 의해 용이한 것이다.However, in consideration of the high-concentration waste of high pollution degree, it is required to embed the product so that there is no outflow, and it corresponds to the technique of the same. The heater can be replaced by an electric power generating device and is easily made by those skilled in the art.

상술한 바와 같은 기술 구성을 이루는 본 발명의 제 작용을 좀 더 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the operation of the present invention constituting the technical structure as described above will be described in more detail.

본 발명의 처리 시스템을 가동시킨 상태에서 방사성 물질이 함유된 액체 폐기물을 수집한 수집조(1)로부터 폐수를 유입관(102)을 통해 감압증발 농축장치(10)의 탱크(100) 내로 폐수를 유입시킨다.The wastewater is introduced from the collecting tank 1 for collecting the liquid waste containing the radioactive material into the tank 100 of the reduced pressure evaporation apparatus 10 through the inflow pipe 102 while the treatment system of the present invention is operated .

상기 탱크(100) 내 유입 폐수는 히터(101)에 의해 승온이 이루어지고 브로워(114)에 의해 탱크(100) 내부가 진공 상태가 되면서 550~700mbar, 80~95℃의 조건을 조성한다.The temperature of the inflow wastewater in the tank 100 is raised by the heater 101 and the inside of the tank 100 is evacuated by the blower 114 to form a condition of 550 to 700 mbar and 80 to 95 ° C.

상기와 같은 조건에서 폐수는 감압 증발이 이루어지고, 증발되는 수분은 데미스터(112)에 의하여 필터링되고 브로워(114) 압력으로 제 1 배출관(110)을 따라 열 교환기(130)을 경유하면서 내부순환/배출펌프(142)의 상대적 저온상태 폐수 순환에 따라 응축되어 배출되며, 이 응축수는 예열기(160)을 경유하면서 상기 유입 폐수를 사전 예열하며 온도가 더 낮아지므로 응축 환원이 가속된다.Under the above conditions, the wastewater is evaporated under reduced pressure and the evaporated moisture is filtered by the demister 112 and is passed through the heat exchanger 130 along the first discharge pipe 110 with the pressure of the blower 114, / Discharge pump 142. The condensed water preheats the inflow wastewater via the preheater 160 and the temperature is lowered to accelerate the condensation reduction.

상기 탱크(100) 내부의 폐수는 순환관(140)과 열교환기(130)을 경유하여 다시 탱크(100) 내로 순환한다.The waste water in the tank 100 circulates through the circulation pipe 140 and the heat exchanger 130 and into the tank 100 again.

이때, 상기 폐수의 가열에 의해 탱크(100) 내부에는 증발과 함께 거품이 발생하고 이 거품을 검출하는 거품센서(170)에 의해 소포제 주입장치(150)가 작동하면서 탱크(100) 내부로 소포제를 주입하는 것에 의해 거품을 제거하도록 작용한다.At this time, bubbles are generated in the tank 100 due to the heating of the wastewater, and the defoaming agent 150 is operated by the foam sensor 170 for detecting the foam, It acts to remove bubbles by injection.

따라서, 비말동반현상이 억제되므로 증발 수분에 폐기물 유출을 방지하도록 작용한다.Therefore, since the phenomenon of entrainment is suppressed, it serves to prevent the leakage of waste to evaporated water.

상기 1차적으로 감압증발 농축장치(10)에서 연속적으로 증발 응축처리하고 난 후 탱크(100) 내부에는 오염이 심하고 농축도가 높은 폐기물이 잔존하게 되는데, 이 농축수는 많은 이물 슬러지를 함유하게 되는데 이러한 농축수를 내부순환/배출펌프(142)로 강제 이송하여 감압증발 결정화장치(20)에서 2차적으로 증발 농축한 고형의 농축물과 오염이 제거된 응축수로 분리 처리한다.After the evaporation and condensation treatment is continuously performed in the decompression evaporation concentrator 10, waste having high contamination and high concentration remains in the tank 100. This concentrated water contains a large amount of foreign sludge. The concentrated water is forcibly transferred to the inner circulation / discharge pump 142 and separated into a solid concentrate which is secondarily evaporated and condensed by the reduced pressure evaporation crystallization apparatus 20 and a condensed water from which contamination has been removed.

농축수는 유입관(202)을 통해 탱크(200) 하부에 마련한 증발부(210) 측으로 유입이 이루어지고, 교반기(250)를 회전시켜 가면서 증발열을 가하는데 이 증발은 열 매체 순환장치(400)의 히터(402)에 의해 저온(35~45℃) 상태로 승온시켜 증발을 이루며 증발된 수분은 상승하면서 물리적 필터인 데미스터(240)와 상기 열 매체 순화장치(400)의 팽창기(404)를 경유하여 증발 수분의 응결이 응축부(212)에 수집되며 응축부(212)는 진공펌프(320)에 의해 진공 상태가 조성되면서 증발 수분의 탱크 상부로의 이동이 이루어진다.The concentrated water flows into the evaporator 210 provided in the lower part of the tank 200 through the inlet pipe 202. The evaporator is rotated while rotating the stirrer 250, (35 to 45 ° C) by the heater 402 of the heating medium purifying unit 400 to evaporate and the evaporated moisture is increased while the demister 240 as the physical filter and the expander 404 of the heating medium purifying unit 400 are heated The condensation of the evaporated water is collected in the condenser 212 and the condenser 212 is evacuated by the vacuum pump 320 to move the evaporated water to the upper portion of the tank.

상기 감압증발을 이루는 과정에서 농축수는 거품 발생을 수반할 수 있고 이 거품이 발생하는 경우 거품센서(270)의 작동으로 소포제 주입장치(230)이 농축수 유입관(202)에 소포제를 혼입하므로 탱크(200) 내부의 거품이 제거된다.In the process of performing the reduced pressure evaporation, the concentrated water may entail the generation of foam. When the foam is generated, the defoamer injection device 230 mixes the defoaming agent into the concentrated water inlet pipe 202 by the operation of the foam sensor 270 The bubbles inside the tank 200 are removed.

상기 거품센서(170, 270)는 거품에 의해 센서의 전기적인 값이 변화하는 센서로 공지된 센서를 적용할 수 있으며, 거품 센서 작동에 연동하는 소포제 주입장치(230) 역시 특별히 도시하고 한정하지는 아니한다.The bubble sensors 170 and 270 may be sensors known to be sensors that change the electrical value of the sensor by bubbles. The defoamer injection device 230 linked to the bubble sensor operation is also specifically shown and not limited .

상기 소포제는 주로 알콜계, 실리콘계 그리고 생분해성 소포제 중 폐수의 성상에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.The antifoaming agent can be selectively used mainly in the alcohol-based, silicone-based, and biodegradable defoaming agents depending on the characteristics of the wastewater.

상기 소포제 투입은 거품이 발생 되면 이를 감지하여 소포제를 자동으로 주입되도록 하는 것에 의해 거품발생을 제거하는 것을 기본으로 하여, 설정시간에 따라 소포제가 자동 주입되도록 하는 것에 의해 거품 발생을 제거하는 것 또한 가능하다.It is also possible to remove bubbles by automatically injecting the defoaming agent in accordance with the set time based on the detection of the defoaming agent when the defoaming agent is introduced and automatically injecting the defoaming agent. Do.

따라서, 이물과 오염이 제거된 응축수는 압력 강하 작용을 이루는 이젝터(310)를 경유하여 응축수 탱크(330)에 수집이 이루어지고 오염이 제거된 상태로 배출하는 것으로 방사성 물질 함유 액체폐기물인 폐수를 처리하도록 작용하며, 탱크(200) 내부에 축적되는 이물은 탱크 하부로 결정화되어 쌓이고 별도 시설로 안전하게 배출 폐기된다.Accordingly, the condensed water from which foreign matter and contamination have been removed is collected in the condensate tank 330 via the ejector 310, which performs the pressure drop action, and discharged in a state in which contamination is removed. And the foreign matter accumulated in the tank 200 is crystallized in the lower part of the tank and is accumulated and discharged safely to the separate facility.

이러한 본 발명에 의하면 유입된 처리 전의 액체폐기물과 처리 후의 응축수(방류수)의 전알파 및 감마선 핵종을 저준위 알파/베타 분석시스템(FHR 8000A/Thermo)과 감마 핵종 분석 시스템(HPGe/CANBERA)으로 분석한 결과 도 5, 6 도시와 같이 응축수(방류수)에서는 평균 방사능 농도는 미검출(ND ; Not Detected)결과를 얻을 수 있었다.According to the present invention, the total alpha and gamma radionuclides of the liquid waste before the treatment and the treated condensate (discharge water) are analyzed by a low-level alpha / beta analysis system (FHR 8000A / Thermo) and a gamma nuclide analysis system (HPGe / CANBERA) Results As shown in Figs. 5 and 6, the average radioactivity concentration was not detected (ND) in the condensed water (discharged water).

기존 원심분리 및 석회침전공정 방류수의 평균 방사능 농도는 0.02 Bq/mL이었으며 배출되는 폐기물은 15 drums/yr 이었으나, 본 발명의 처리시스템을 적용한 후의 폐기물은 2 drums/yr 로, 기존 공정의 폐기물 발생량의 87% 가 저감 되었다. The average radioactivity concentration of the effluent was 0.02 Bq / mL and the discharged waste was 15 drums / yr. However, the waste after the application of the treatment system of the present invention was 2 drums / yr, 87% were reduced.

Claims (9)

방사성 물질을 함유하고 있는 액체 폐기물을 집수하는 수집조(1)와;
상기 수집조(1)에서 집수한 액체 폐기물을 받아 증발 농축시키는 히터(101)를 내장한 탱크(100)와,
상기 탱크(100)에 액체 폐기물을 유입하는 유입관(102)과,
상기 탱크(100) 내 히터에 의해 증발하는 기화증기 내 미립자를 걸러내는 데미스터(112)와 탱크 내부를 저압상태로 감압을 이루는 브로워(114)로 연결한 제1 배출관(110)과,
상기 제1 배출관(110)을 유입구로 제2 배출관(120)을 유출구로하여 두 유체를 격벽으로 분리하고 탱크 내부의 액체 폐기물을 순환시켜 승온시키는 열교환기(130)로 이루어진 감압증발농축장치(10)와;
상기 감압증발농축장치(10)에서 농축한 액체 폐기물을 이송 유입시켜 감압조건 하에서 농축수 수분을 더 증발시켜 결정으로 이루는 감압증발결정화장치(20)와;
상기 감압증발결정화장치(20)의 최종 결정물을 농축결정 폐기물로 배출하고, 상기 감압증발농축장치(10)와 상기 감압증발결정화장치(20)에 거품 발생을 검출하는 거품센서(170, 270)와 거품센서에 작동에 의해 감압증발농축장치(10)와 감압증발결정화장치(20)에 소포제를 주입하는 소포제 주입장치(150, 230)를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.A collecting tank (1) for collecting liquid waste containing radioactive material;
A tank 100 containing a heater 101 for collecting liquid waste collected in the collecting tank 1 and concentrating the liquid waste,
An inlet pipe 102 for introducing liquid waste into the tank 100,
A first discharge pipe 110 connected to the mist 112 by a heater in the tank 100 to filter out fine particles in the vaporized vapor, and a blower 114 to reduce pressure inside the tank to a low pressure state;
And a heat exchanger 130 for separating the two fluids into partition walls and circulating the liquid waste in the tank by using the first discharge pipe 110 as an inlet and the second discharge pipe 120 as an outlet, )Wow;
A decompression evaporation crystallization device 20 for transferring the liquid waste concentrated in the decompression evaporation concentrator 10 and transferring the liquid waste to further evaporate the concentrated water under a reduced pressure condition to form crystals;
The bubble sensors 170 and 270 for discharging the final crystals of the decompression and evaporation crystallization apparatus 20 into concentrated crystal wastes and detecting the generation of bubbles in the reduced pressure evaporation apparatus 10 and the reduced pressure evaporation and crystallization apparatus 20, And an anti-foaming agent injection device (150, 230) for injecting a defoaming agent into the decompression evaporation concentrator (10) and the reduced pressure evaporation crystallization device (20) by operation of a bubble sensor And a processing system for loss reduction. 청구항 1에 있어서,
상기 소포제 주입장치(150, 230)는 설정 시간에 따라 설정량의 소포제를 감압증발농축장치(10)와 감압증발결정화장치(20)에 자동 주입하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method according to claim 1,
Wherein the defoaming agent concentrator (10) and the decompression evaporation crystallizer (20) are configured to automatically inject a predetermined amount of defoaming agent into the defoaming agent-introducing device (150, 230) And a processing system for loss reduction. 청구항 1에 있어서,
상기 감압증발농축장치(10)는 상기 탱크(100) 내 액체 폐기물을 순환시키거나 배출하는 내부순환/배출펌프(142)를 형성한 순환관(140)을 탱크로부터 상기 열교환기(130)를 경유하여 탱크로 회수하도록 하고, 상기 탱크(100) 내 거품 제거용 소포제를 투입하는 소포제 주입장치(150)를 탱크에 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method according to claim 1,
The decompression and evaporation apparatus 10 is configured to circulate a circulation pipe 140 having an internal circulation / discharge pump 142 circulating or discharging liquid waste in the tank 100 from the tank through the heat exchanger 130 And a defoaming agent introducing device (150) for introducing a defoaming defoaming agent in the tank (100) is connected to a tank so that the defoaming agent is returned to the tank. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 배출관(120)에는 열교환기로 이루어진 예열기(160)를 더 형성하고 상기 유입관(102)을 경유하여 유입 폐수를 사전 가열하도록 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the second discharge pipe (120) further comprises a preheater (160) formed of a heat exchanger and connected to preheat the inflow wastewater via the inflow pipe (102). ≪ / RTI >
청구항 3에 있어서,
상기 탱크(100)로부터 데미스터(112) 유입단에 거품센서(170)를 더 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method of claim 3,
And a bubble sensor (170) is further formed at the inlet of the demister (112) from the tank (100). 청구항 1에 있어서,
상기 감압증발농축장치(10)의 히터(101)는 전기, 증기(스팀) 또는 온수(Hot water)히터 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the heater (101) of the reduced-pressure evaporation concentrator (10) is made of any one of electric, steam (steam) or hot water heaters. 청구항 1에 있어서,
상기 감압증발결정화장치(20)는 농축수를 교반하면서 증발과 응축을 이루도록 하부에는 증발부(210)를 형성하고 상부에는 응축부(212)를 구성한 탱크(200)와,
탱크(200)의 응축수를 외부로 수집하는 이젝터(310)와 응축수 탱크(330), 이젝터(310)를 통해 탱크(200) 상부 일부를 진공 상태로 조성하는 진공펌프(320)로 이루어진 응축수 수집장치(330)와,
열 매체를 응축, 팽창시켜 순환하는 것에 의해 상기 탱크(200)에 증발 에너지와 응축 에너지를 공급하는 압축용 컴프레셔(401)와 압축 열 매체로써 상기 탱크(200)의 증발부(210)을 감싸 승온을 이루는 히터(402)와, 히터(402) 경유 열 매체를 냉각하는 냉각기(403)와, 탱크(200)의 응축부에 응축 에너지를 공급하는 팽창기(404)로 이루어지는 열 매체 순환장치(400)로 이루어지고,
상기 탱크(200)의 증발부(210) 상부에는 거품센서(270)를 형성하며, 농축수 유입관(202)을 증발부(210) 측 탱크에 유입 연결하여 이루되, 유입관(202) 상에는 상기 거품센서(270)에 의하여 유입관에 소포제를 혼입하는 소포제 주입장치(230)을 형성하고, 증발부(210)와 응축부(214) 사이에는 필터로써 데미스터(240)를 내장하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method according to claim 1,
The depressurization and evaporation crystallization apparatus 20 includes a tank 200 having an evaporation unit 210 formed at a lower portion thereof and a condensing portion 212 formed at an upper portion thereof for evaporation and condensation while agitating the concentrated water,
A condenser tank 330 for collecting the condensed water of the tank 200 to the outside and a condenser tank 330 for condensing the condensed water of the tank 200 to the outside, and a vacuum pump 320 for forming a part of the upper portion of the tank 200 in a vacuum state through the ejector 310. (330)
A compression compressor 401 for supplying evaporation energy and condensation energy to the tank 200 by condensing and expanding the thermal medium and circulating the thermal medium, and an evaporation part 210 of the tank 200 as a compressed thermal medium, A thermal medium circulation device 400 comprising a heater 402 constituting the heating medium 402, a cooler 403 cooling the heat medium via the heater 402, and an expander 404 supplying the condensation energy to the condensation section of the tank 200, Lt; / RTI >
The bubble sensor 270 is formed on the evaporator 210 of the tank 200 and the concentrated water inflow pipe 202 is connected to the tank on the side of the evaporator 210. The inflow pipe 202 A defoaming agent injector 230 for injecting defoaming agent into the inflow pipe by the foam sensor 270 and a demister 240 as a filter between the evaporator 210 and the condenser 214 Characterized in that the treatment system for treatment and reduction of liquid waste containing radioactive material. 청구항 7에 있어서,
상기 탱크(200) 내부에는 외부 동력으로 내장 농축수를 교반하는 교반기(250)를 더 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method of claim 7,
Wherein the tank (200) further comprises an agitator (250) for agitating the built-in concentrated water with external power. 청구항 7에 있어서,
상기 열 매체 순환장치(400)의 히터를 탱크(200) 내부에 내장하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 물질 함유 액체폐기물의 처리와 감량을 위한 처리시스템.The method of claim 7,
And a heater of the thermal medium circulation device (400) is built in the tank (200).
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