KR101889882B1 - Treatment Device for Radioactive Contaminated Water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하천이나 지천 등에서 방사능에 오염된 물을 정화하기 위한 방사성 물질 오염수 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 방사성 물질 오염수가 유입되며, 유입된 방사성 물질 오염수에 제1방사성 물질 흡착매체를 투입하여 방사성 물질을 1차 제염하는 공간을 형성하는 전처리조, 상기 전처리조에서 1차 제염된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수를 정화하는 본처리조를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치가 개시된다.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating a contaminated water of a radioactive substance in a river or a river, A pretreatment tank for forming a space for primary decontamination of the radioactive material by inputting a radioactive material adsorption medium, a radioactive material contamination containing the present treatment tank for purifying the contaminated water that has been firstly decontaminated in the pre- A water treatment apparatus is disclosed.
Description
본 발명은 방사성 물질 오염수 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하천이나 지천 등에서 방사능에 오염된 물을 정화하기 위한 방사성 물질 오염수 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radioactive material-contaminated water treatment apparatus, and more particularly, to a radioactive-material-contaminated water treatment apparatus for purifying water contaminated with radioactivity in a river,
일반적으로, 하천이나 지천 등에서 흐르는 물을 정화하기 위하여 여러가지 방법과 구조의 처리장치가 설치되고 있다.Generally, various treatment methods and structures are installed in order to purify water flowing in rivers and streams.
일반적으로 하수 등에 포함된 주요 오염물질은 고형물질 등의 파티클 및 유기물질과 질소, 인 등이 있다. Generally, the main pollutants contained in sewage etc. are particles and organic materials such as solid materials and nitrogen and phosphorus.
이러한 오염물질을 처리하기 위하여, 일반적으로 1차적으로 침전성이 양호한 부유물질을 물리적으로 제거한 후에, 2차적으로 용존성 유기물 및 유기성 고형물을 생물학적 방법으로 처리하고, 3차적으로 물리, 화학, 생물학적 처리방법을 이용하여 2차처리에서 제거되지 않은 유기물과 영양염류를 제거하는 방법을 이용하고 있다.In order to treat these pollutants, it is generally necessary to first physically remove the suspended solids having good sedimentation property, then to secondarily treat the dissolved organic and organic solids by a biological method, and thirdly to perform physical, chemical and biological treatment Method is used to remove organic substances and nutrients that have not been removed in the secondary treatment.
한편, 전력생산을 위하여, 한국은 물론, 일본이나 중국등의 주변국가에서 원자력발전소의 건설이 늘고 있다.On the other hand, the construction of nuclear power plants is increasing in Korea, as well as in neighboring countries such as Japan and China, for power generation.
이러한 원자력발전소는 안전성을 최우선으로 설계하여 건설하고 있으나, 조작 실수나 지진이나 해일 등 인간이 고려할 수 없는 자연재해로 인해 파손될 가능성을 완전히 배제하지는 못한다.Although these nuclear power plants are designed with safety in mind, they can not completely rule out the possibility of damage due to natural disasters that can not be considered by humans such as operational errors, earthquakes and tsunamis.
이렇게 원자력발전소가 파손될 경우 방사성 물질이 그 지역에만 국한된 것이 아니라 계절풍 등을 타고 인근국가 등 매우 먼 거리까지 퍼질 수 있는데, 국토가 넓지 않은 우리나라의 경우 전 국토가 방사성 물질에 오염될 수 있는 위험이 있다.If the nuclear power plant is destroyed, the radioactive material is not restricted to the area but it can spread to the remote area such as the neighboring country by the monsoon wind. In the case of the country where the country is not wide, there is a risk that the whole country may be contaminated with the radioactive material .
이렇게 방사성 물질이 퍼질 경우, 비 등에 의해 땅에 내려앉은 방사성 물질이 빗물을 타고 하천이나 저수지 등으로 유입될 수 있으며, 이러한 경우 종래의 하수처리장치 등의 설비로서는 방사성 물질을 효율적으로 제거할 수 없는 문제점이 있다.When the radioactive material is spread, the radioactive material that has landed on the ground due to the rain can flow into the river or the reservoir through rainwater. In such a case, the radioactive material can not be efficiently removed There is a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평소에는 하수처리장치 기능을 수행하면서도 방사능 오염 상황 발생시 방사성 물질 오염수도 정화처리할 수 있는 방사성 물질 오염수 처리장치를 제공하는 것이 과제이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a radioactive material contaminated water treatment device capable of purifying radioactive material contaminated water when radioactive contamination occurs while performing a sewage treatment device function.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면, 방사성 물질 오염수가 유입되며, 유입된 방사성 물질 오염수에 제1방사성 물질 흡착매체를 투입하여 방사성 물질을 1차 제염하는 공간을 형성하는 전처리조, 상기 전처리조에서 1차 제염된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수를 정화하는 본처리조를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치가 개시된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for forming a space for primary decontamination of a radioactive material by introducing a first radioactive material adsorption medium into a contaminated water of an incoming radioactive material, A pretreatment tank for treating a contaminated water containing radioactive materials, comprising: a pretreatment tank for treating the contaminated water;
또한, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 제1방사성 물질 흡착매체에 의해 방사성 물질이 1차 제염된 오염수를 정화하는 본처리조, 상기 본처리조에서 정화된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수에 제2방사성 물질 흡착매체를 투입하여 오염수에 포함된 잔여 방사성 물질을 2차 제염하는 공간을 형성하는 후처리조를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치가 개시된다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating a radioactive material, comprising: a main treatment tank for purifying contaminated water that is primarily decontaminated with a radioactive substance by a first radioactive substance adsorption medium; And a post-treatment tank for forming a space for secondary decontamination of the remaining radioactive material contained in the polluted water by injecting the second radioactive substance adsorption medium into the second radioactive material adsorption medium.
방사성 물질 오염수를 전처리조로 유입시키는 제1유로, 상기 전처리조에서 1차 제염된 오염수를 본처리조로 안내하는 제2유로가 더 포함될 수 있다.A first flow path for introducing the radioactive material contaminated water into the pretreatment tank, and a second flow path for guiding the contaminated water primarily decontaminated in the pretreatment tank to the treatment tank.
상기 본처리조에서 정화된 오염수를 후처리조로 안내하는 제3유로, 상기 후처리조에서 2차 제염된 물을 배출하는 제4유로를 더 포함할 수 있다.A third flow path for guiding the polluted water purified in the present treatment tank to the post treatment tank, and a fourth flow path for discharging the second decontaminated water in the post treatment tank.
상기 본처리조는, 오염수에 포함된 오염물질을 침진시켜 제거하기 위한 여재가 충진되는 공간이 형성되며, 바닥면이 물이 유입되는 측에서 배출되는 측으로 경사지게 상향되도록 형성된 틀체 및 상기 틀체의 물이 배출되는 측 상부에 설치되며, 정화되어 월류하는 처리수를 외부로 방류하기 위한 메인수로가 구비된 웨어를 포함할 수 있다.The treatment tank is provided with a space filled with a filter medium for dewatering contaminants contained in the contaminated water, and a bottom surface of which is inclined upward toward a side from which water is introduced, And a main water channel installed at an upper side of the discharge side for discharging purified water to the outside.
상기 틀체는, 상부에 형성되어 외부로부터 유입되는 오염수를 집수하여 상기 틀체로 유입시키기 위한 수문이 구비되고, 상기 수문 하부에 공동출입구가 형성된 집수수로, 상기 집수수로를 통해 유입되는 오염수의 통과유속을 균일하게 하기위해 다수의 관통홀이 형성된 제1정류벽, 상기 제1정류벽이 형성된 지점의 바닥면에 설치되며, 침저된 슬러지가 모이는 포켓, 상기 포켓과 서로 통하도록 상기 출입공동구에 설치되어 있는 포켓에 모인 침적 슬러지를 외부로 배출시키는 드레인 밸브를 포함할 수 있다.The frame body includes a water collecting unit formed at an upper portion thereof and including a water gate for collecting the contaminated water flowing from the outside and flowing into the frame body, a collecting and collecting port formed at the lower part of the water gate, A first rectifying wall having a plurality of through holes formed therein for uniforming a passing flow rate of the sludge, a pocket for collecting the sludge that has been set up on the bottom surface of the point where the first rectifying wall is formed, And a drain valve for discharging the immersed sludge collected in the pockets installed in the drain pipe to the outside.
상기 제1방사성 물질 흡착매체는, 일라이트(Illite)일 수 있다.The first radioactive substance adsorption medium may be Illite.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 프러시안 블루(Prussian Blue)일 수 있다.The second radioactive substance adsorption medium may be Prussian Blue.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 제올라이트(Zeolite)일 수 있다. The second radioactive substance adsorption medium may be a zeolite.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 프러시안 블루가 담지된 섬유일 수 있다.The second radioactive substance adsorption medium may be Prussian blue-supported fiber.
본 발명의 방사성 물질 오염수 처리장치에 따르면, 방사능에 오염된 방사성 물질 오염수를 정화처리 할 수 있어 주변 거주민의 방사능 오염 우려를 줄일 수 있다.According to the apparatus for treating a contaminated water of a radioactive material of the present invention, it is possible to purify radioactive contaminated water contaminated with radioactivity, thereby reducing the risk of radioactive contamination of the surrounding residents.
또한, 평소에는 일반적인 오염수를 정화 처리하는 기능을 수행하면서, 방사능 오염 발생시 방사성 물질 오염수를 정화처리 할 수 있어 효용성이 증대되는 효과가 있다.In addition, while usually performing a function of purifying common polluted water, the radioactive material contaminated water can be purified and treated when radioactive contamination occurs, thus increasing utility.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 물질 오염수 처리장치를 도시한 사시도;
도 2는 도 1의 방사성 물질 오염수 처리장치가 비상시 운전되는 모습을 도시한 평면도;
도 3은 도 1의 방사성 물질 오염수 처리장치가 평상시 운전되는 모습을 도시한 평명도;
도 4는 하천이나 지천에 도 1의 방사성 물질 오염수 처리장치가 설치된 모습을 도시한 도면;
도 5는 도 1의 전처리조의 단면도;
도 6은 도 1의 본처리조의 단면도;
도 7은 도 1의 후처리조의 단면도 이다.The foregoing summary, as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application set forth below, may be better understood when read in conjunction with the appended drawings. For the purpose of illustrating the invention, there are shown preferred embodiments in the figures. It should be understood, however, that this application is not limited to the precise arrangements and instrumentalities shown.
1 is a perspective view illustrating an apparatus for treating a contaminated water of a radioactive material according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the apparatus for treating a contaminated water of the radioactive material shown in FIG. 1 is operated in an emergency;
FIG. 3 is a graph showing a state in which the apparatus for treating a contaminated water of the radioactive material of FIG. 1 operates normally;
FIG. 4 is a view showing a state in which a radioactive material-contaminated water treatment apparatus of FIG. 1 is installed in a river or a river.
Figure 5 is a cross-sectional view of the pretreatment vessel of Figure 1;
Figure 6 is a cross-sectional view of the present treatment vessel of Figure 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view of the post-treatment tank of FIG. 1;
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
본 실시예에 따른 방사성 물질 오염수 처리장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전처리조(110), 본처리조(120) 및 후처리조(130)를 포함할 수 있다.1, the
본 발명은 여러 방사성 물질 중에 인체에 가장 큰 영향을 미치는 세슘(137-Cs)을 처리하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.The present invention will be described by taking as an example the treatment of cesium (137-Cs) which has the greatest influence on the human body among various radioactive materials.
세슘(137-Cs)는 우라늄의 핵분열 과정에서 얻어지는 방사성 물질이며, 베타선 붕괴와 강한 감마선 붕괴를 일으키는 원소로써, 자연 상태에서는 존재하지 않았으나, 핵실험과 원자력발전 등에 의해 인공적으로 발생된 원소이다.Cesium (137-Cs) is a radioactive material obtained during the fission process of uranium, and is an element that causes the collapse of the beta-ray and the strong gamma ray. It is an element artificially generated by nuclear tests and nuclear power generation.
이러한 세슘은 강력한 감마선으로 암세포를 죽이기 때문에 병원에서 자궁암 등의 치료에 사용되기도 하지만, 정상 세포가 방사성 세슘에 노출될 경우 암 등을 유발할 수 있는 치명적인 방사성 물질이다. 인체에 흡수되면 배출이 원할하기 이루어지지 않고, 주로 근육에 고농축되는데, 골수암이나 폐암등 각종 암을 비롯해 인체 내의 백혈구를 감소시켜 백혈병을 일으키는 매우 유해한 방사성 물질이다.Cesium is used to treat cancer of the uterus because it kills cancer cells with a strong gamma ray, but it is a deadly radioactive substance that can cause cancer if normal cells are exposed to radioactive cesium. When it is absorbed into the human body, it can not be discharged properly. It is mainly concentrated in muscles. It is a very harmful radioactive substance that causes leukemia in human body including leukemia and various cancers such as bone cancer and lung cancer.
따라서, 이러한 세슘 등의 방사성 물질이 빗물이나 토양에 섞여 하천으로 유입되는 경우, 식수원의 오염이 심각해져 이를 사용하는 인체에 치명적일 뿐만 아니라, 하천 서식 생물 및 주변 동식물 등 생태계 자체를 오염시켜 치명적인 결과를 초래할 수 있다.Therefore, when the radioactive material such as cesium is mixed with rainwater or soil and flows into the river, the contamination of the drinking water source becomes serious, which is not only fatal to the human body using it but also pollutes ecosystem itself such as river habitat and surrounding animals and plants, .
물론, 본 발명은 세슘 처리에 한정되는 것은 아니며, 스트론튬 및 우라늄 등의 여타 다른 방사성 물질의 처리에도 적용될 수 있다.Of course, the present invention is not limited to cesium treatment, but can also be applied to the treatment of other radioactive materials such as strontium and uranium.
상기 전처리조(110)는 방사성 물질 오염수가 유입되며, 유입된 방사성 물질 오염수에 제1방사성 물질 흡착매체를 투입하여 방사성 물질을 1차 제염하는 공간을 형성할 수 있다.The
그리고, 상기 본처리조(120)는 상기 전처리조(110)에서 1차 제염된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수에 포함된 방사성 물질과 각종 부유물질과 유기물질등의 오염물질을 물리, 화학, 생물학적 반응을 통하여 침전시키거나 분해시켜 정화하는 구성요소일 수 있다.In the
상기 후처리조(130)는, 상기 본처리조(120)에서 정화처리된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수에 제2방사성 물질 흡착매체를 투입하여, 오염수에 포함된 잔여 방사성 물질을 2차 제염하는 공간을 형성할 수 있다.The
즉, 상기 전처리조(110)는 방사능 오염물질 및 응집성 오염물질을 응집하기 위한 구성요소이며, 상기 본처리조(120)는 전처리조(110)에서 1차 제염된 오염수를 물리, 화학, 생물학적 반응을 통하여 침전시키거나 분해시켜 정화하는 구성요소이고, 상기 후처리조(130)는 상기 전처리조(110) 및 본처리조(120)에서 미처 침전 및 여과되지 않은 용존성 방사성 물질을 흡착 및 정화처리 하는 구성요소일 수 있다.That is, the
물론, 설치환경 및 목적에 따라 상기 전처리조(110) 및 후처리조(130)는 둘 중 하나만 설치되거나 둘 모두 동시에 설치될 수 있다.Of course, only one of the
이 때, 본 발명의 설명에서 방사성 물질 오염수란, 방사성 물질이 오염된 물 또는 실제로 방사성 물질의 오염이 있는지는 알 수 없지만, 방사성 물질의 오염이 우려되는 상황에 처해있는 물을 뜻할 수 있다. 또한, 상기 방사성 물질 오염수에는 방사능 오염물질뿐만 아니라 일반적인 파티클 및 유기물질과 질소, 인 등의 일반적인 오염물질도 포함한 상태일 수 있다. At this time, in the description of the present invention, the radioactive material contaminated water means water contaminated with radioactive material or water in a situation where contamination of radioactive material is not known, although it is not known whether or not radioactive material is contaminated. The radioactive material contaminated water may include not only radioactive contaminants but also general particles and organic substances and common pollutants such as nitrogen and phosphorus.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 방사성 물질 오염수를 상기 전처리조(110)로 유입시키는 제1유로(140) 및 상기 전처리조(110)에서 1차 제염된 오염수를 본처리조(120)로 안내하는 제2유로(150)가 설치될 수 있다.1, a
또한, 일단이 상기 제1유로(140)와 연결되고, 타단은 상기 제2유로(150)와 연결되어 상기 전처리조(110)를 우회하는 제1바이패스 유로(160)가 구비될 수도 있다.The
그리고, 상기 제1바이패스 유로(160)를 개폐하는 제1밸브(162)가 구비될 수 있다. 상기 제1밸브(162)가 개방되면, 상기 제1바이패스 유로(160)를 개방하고, 상기 제1유로(140)를 폐쇄하여 상기 제1유로(140)로 유입되는 물이 모두 상기 제1바이패스 유로(160)로 흐르도록 할 수 있다. 그리고, 상기 제1밸브(162)가 폐쇄되면, 상기 제1바이패스 유로(160)를 폐쇄하고 상기 제1유로(140)를 개방하여, 상기 제1유로(140)로 유입되는 물이 모두 전처리조(110)로 향하도록 할 수 있다.A
이 때, 상기 제1유로(140)는 하천이나 지천 또는 저수지 등의 용수저장시설이나 송수시설들과 연결되어 오염수를 유입받도록 설치될 수 있다.At this time, the
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1밸브(162)의 개폐에 따라 상기 제1유로(140)에 유입된 방사성 물질 오염수가 상기 전처리조(110)를 거쳐 본처리조(120)로 유입되거나 또는 상기 전처리조(110)를 우회하여 본처리조(120)로 바로 유입될 수 있다.2 and 3, when the first valve (162) is opened or closed, the contaminated radioactive material flowing into the first flow path (140) flows through the pretreatment tank (110) 120 or may be directly introduced into the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본처리조(120)에서 정화된 오염수를 후처리조(130)로 안내하는 제3유로(170) 및 상기 후처리조(130)에서 2차 제염된 물을 배출하는 제4유로(180)가 설치될 수 있다.1, a
그리고, 일단이 상기 제3유로(170)와 연결되고, 타단은 상기 제4유로(180)와 연결되어 상기 후처리조(130)를 우회하는 제2바이패스 유로(190) 및 상기 제2바이패스 유로(190)를 개폐하는 제2밸브(192)가 구비될 수 있다.The
상기 제2밸브(192)가 개방되면, 상기 제2바이패스 유로(190)를 개방하고, 상기 제3유로(170)를 폐쇄하여 상기 제3유로(170)로 유입되는 물이 모두 상기 제2바이패스 유로(190)로 흐르도록 할 수 있다. 그리고, 상기 제2밸브(192)가 폐쇄되면, 상기 제2바이패스 유로(190)를 폐쇄하고 상기 제3유로(170)를 개방하여, 상기 제3유로(170)로 유입되는 물이 모두 후처리조(130)로 향하도록 할 수 있다.When the
이 때, 상기 제4유로(180)는 하천이나 지철 또는 저수지 등의 용수저장시설 또는 송수시설들과 연결되어 정화 처리된 물을 다시 취수원으로 되돌리도록 설치될 수 있다.At this time, the
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2밸브(192)의 개폐에 따라 방사성 물질 오염수가 본처리조(120)를 거쳐 후처리조(130)로 유입되거나 또는 후처리조(130)를 바이패스하여 곧바로 방류될 수 있다.2 and 3, when the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 평시에는 상기 제1밸브(162)와 제2밸브(192)를 개방하여, 유입되는 물이 전처리조(110)나 후처리조(130)를 거치지 않고 바로 본처리조(120)를 향하도록 할 수 있고, 방사능 오염 상황이 발생하거나 방사능 오염이 우려되는 상황이 발생하게 되면, 도 2 에 도시된 바와 같이, 유입되는 방사성 물질 오염수를 전처리조(110)나 후처리조(130)를 경유하도록 흐름을 조절할 수 있다.3, the
이러한 방사성 물질 오염수 처리장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 지천이나 하천 등의 강은 물론, 저수지나 물탱크등 용수가 저장되는 용수저장시설로 물이 유입되는 지점 또는 용수저장시설로부터 유출되는 지점 및 정수시설 과 용수를 공급하기 위한 송수시설의 중간지점 등 다양한 장소에 설치될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
상기 전처리조(110)는 방사성 물질의 흡착 및 응집 기능을 수행하도록 이루어지며, 상기 전처리조(110)의 주변에는 제1방사성 물질 흡착매체의 투입을 위한 별도의 시설이 더 구비될 수 있다. 물론, 응집제의 투입을 위한 별도의 시설이 더 구비될 수도 있을 것이다. 이러한 응집제는 상기 제1방사성 물질 흡착매체와 함께 투입될 수도 있고, 상기 제1방사성 물질 흡착매체와는 별도로 상기 전처리조(110)에 투입될 수도 있다.The
본 실시예에서 상기 제1방사성 물질 흡착매체는 일라이트(Illite)일 수 있다.In the present embodiment, the first radioactive substance adsorption medium may be Illite.
상기 일라이트는 셰일이나 사암에서 카올리아니트(kaolinite), 일라이트-스멕타이트 혼합층상광물과 더불어 가장 풍부하게 산출되는 점토광물이다.It is the most abundant clay mineral with shale or sandstone, with kaolinite and ilite-smectite mixed layered minerals.
최근 들어 일라이트를 사용한 각종 세라믹제품이 황토나 맥반석제품처럼 개발되어 사용되고 있으며, 토양개량제, 사료보조제, 건축재 및 미용재료로서 그 사용영역이 확대되고 있는 추세이다.In recent years, various ceramic products using ilite have been developed and used like the loess or the elbow stones, and the field of use thereof has been expanding as a soil improving agent, a feed aid, a building material and a beauty material.
이러한 점토 광물 중 하나인 일라이트는 방사성 원소중 하나인 세슘(173-Cs)와 매우 친화적인 성질을 갖고 있다. 특히, 낮은 농도에서 원자반경이 작은 다른 알칼리 이온에 비해 세슘의 흡착능력이 강하다는 연구결과가 알려져 있다.One of these clay minerals, Illyite, is very friendly to cesium (173-Cs), one of the radioactive elements. In particular, it is known that the adsorption capacity of cesium is stronger than other alkali ions having a small atomic radius at a low concentration.
이는, 일라이트의 흡착 자리 중에 낮은 농도에서 세슘의 흡착을 선택적으로 일으키는 흡착자리가 존재하는 것으로 예측되고 있다.(Sawhney, 1970, 1972; Wendling et al., 2004)It is anticipated that adsorption sites that selectively adsorb cesium at low concentrations in the adsorption sites of ilites (Sawhney, 1970, 1972; Wendling et al., 2004)
일라이트에서 일반적으로 세슘이 흡착될 수 있는 주요자리는 일라이트 결정구조 맨 위아래의 평면자리(Planar sites)와 깨어진 모서리 자리(broken edges), 그리고, 닳은 모서리 자리(frayed edge) 등이 있다(Bolt et al., 1963; Brouwer et al., 1983; Evans et al., 1983).The main sites in which cesium can be adsorbed in Illight are planar sites, broken edges, and frayed edges at the top and bottom of the Il light crystal structure (Bolt et al., 1963; Brouwer et al., 1983; Evans et al., 1983).
따라서, 본 발명에서는 상기 제1방사성 물질 흡착매체의 일 예로서 일라이트를 사용하는 것을 예로 들기로 한다.Therefore, in the present invention, as an example of the first adsorbing material for the radioactive substance, an example is described in which one is used.
그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1방사성 물질 흡착매체로서 다른 종류의 흡착제가 사용되는 것도 가능하다.However, the present invention is not necessarily limited to this, and it is also possible to use another kind of adsorbent as the first radioactive substance adsorption medium.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전처리조(110)는 후술하는 본처리조(120)의 전류측에 설치되며, 내부에 방사성 물질 오염수를 수용하는 공간을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 5, the
그리고, 상기 전처리조(110)의 내부공간에 제1방사능 흡착제가 투입될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 제1방사능 흡착제로서 일라이트를 사용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.The first radioactive adsorbent may be injected into the inner space of the
상기 전처리조(110)로 유입된 방사성 물질 오염수에 일라이트를 투입하여 방사성 물질 오염수에 포함된 방사성 물질이 일라이트에 흡착되어 1차 제염된다.The raw water is injected into the contaminated water of the radioactive material flowing into the pretreatment tank (110), and the radioactive material contained in the contaminated water of the radioactive material is adsorbed on the first light and is firstly decontaminated.
방사성 물질을 흡착한 일라이트는 물 하부로 침전될 수도 있고, 서로 엉겨붙어 응집될 수도 있다.The light irradiated with the radioactive material may be precipitated under the water, or may be aggregated with each other.
본 실시예에서는 일라이트의 응집을 위한 응집제를 투여하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 응집제가 투여되지 아니할 수도 있다.In this embodiment, the coagulant for flocculation of ilite is administered as an example. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the coagulant may not be administered if necessary.
이 때, 투여되는 응집제는 황산알루미늄, 황산철, 염화철 등 중 적어도 어느 하나가 적용될 수 있다. 물론, 이 외에도 알려진 다른 종류의 응집제가 투여될 수도 있다.At this time, at least one of aluminum sulfate, iron sulfate, and ferric chloride may be applied as the coagulant to be administered. Of course, other types of coagulants may also be administered.
상기와 같이, 전처리조(110)에서 1차 제염된 오염수는 상기 제2유로(150)를 통하여 본처리조(120)로 유입될 수 있다. 이 때, 상기 전처리조(110)에 투입된 일라이트 중 일부는 상기 전처리조(110)의 저면에 침적될 수도 있고, 나머지 일부는 상기 본처리조(120)로 유입될 수 있다.As described above, the contaminated water that is first decontaminated in the
상기 본처리조(120)는 일반적인 정화를 수행하는 부분으로서, 이 때, 일반적인 정화란, 방사능 오염이 발생하지 않은 평상시에 수행되는 정화작업을 뜻할 수 있다.The
상기 본처리조(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 틀체(120a)와 웨어(128)를 포함할 수 있다.The
상기 틀체(120a)는 두 개의 반응조가 하나의 중앙을 중심으로 양측으로 대칭된 구조를 취할 수 있다. The
본 실시예에서는 대칭되게 형성된 두 개의 반응조 중에서 일측 반응조만을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 반응조가 중앙을 기준으로 대칭되도록 형성된 것에 한정되지는 아니하며, 단일의 반응조로도 구성할 수 있다.In this embodiment, only one of the two reaction vessels formed symmetrically will be described. However, the present invention is not limited to the one in which the reaction tank is symmetrically formed with respect to the center, and a single reaction tank can also be constructed.
상기 틀체(120a)는 오염수에 포함된 오염물질을 생물학적 반응과 물리, 화학적 반응으로 침적시켜 제거하기 위한 여재를 충진되는 공간이 형성되며, 바닥면이 오염수가 유입되는 측에서 배출되는 측을 향할수록 상향되도록 경사지게 형성될 수 있다. 이 때, 충진되는 여재는 다공성 여재일 수 있다.The
그리고, 집수수로(121)가 구비될 수 있다. 상기 집수수로(121)는 상기 틀체(120a)의 일측 상부에 형성되어 중앙유로를 형성하여 외부 또는 상기 전처리조로부터 유입되는 오염수를 집수하며, 하부에 출입공동구(127)를 형성할 수 있다.The collecting
그리고, 상기 집수수로(121)의 측면에 수문(122)이 설치되어, 집수수로(121)로 유입되는 오염수를 틀체(120a) 내로 유입시키도록 개폐시킬 수 있다.A
그리고, 제1정류벽(123a)이 상기 수문(122)과 소정거리를 두고 틀체(120a) 내에 직립되게 설치될 수 있다. 상기 제1정류벽(123a)은 상기 집수수로(121)를 통해 유입되는 오염수의 통과유속을 균일하게 하기 위해 다수의 관통홀이 형성될 수 있다.The
그리고, 상기 제1정류벽(123a)의 하단측의 틀체(120a) 바닥면에는 포켓(125)이 형성될 수 있다. 상기 포켓(125)은 침적된 슬러지를 모아 배출하기 위한 것이다.A
그리고, 상기 출입공동구(127)와 포켓(125)의 사이에는 드레인 밸브(126)가 설치될 수 있다. 상기 드레인 밸브(126)가 개폐됨으로써 상기 포켓(125)에 모인 슬러지가 출입공동구(127)로 배출될 수 있다.A
그리고, 상기 웨어(128)는 상기 틀체(120a)의 물이 배출되는 측 상부에 설치되며, 상기 틀체(120a)에서 정화되어 월류되는 물을 상기 틀체(120a) 외부로 방류하기 위해 설치될 수 있다.The
그리고, 상기 웨어(128)의 하측에는 제2정류벽(123b)이 직립되도록 설치될 수 있다. 상기 제2정류벽(123b)은 틀체(120a) 내부의 물이 통과되도록 틀체(120a) 저면과 소정간격 이격되어 설치될 수 있다.The
따라서, 상기 집수수로(121)로 유입된 오염수는 상기 수문(122) 및 제1정류벽(123a)을 거쳐 틀체(120a) 내부의 공간으로 유입될 수 있다.Therefore, the contaminated water flowing into the
상기 틀체(120a) 내부로 유입된 오염수는 웨어(128) 측으로 흐르는데, 이 때 오염수가 웨어(128)측으로 흐르면서 여재를 거치게되고, 그 과정에서 오염수에 포함된 오염 물질 등이 상기 여재를 통과하면서 물리, 화학, 생물학적 반응에 의해 침적되거나 분해된다. 이 과정에서 일라이트 등의 방사능 오염물질을 흡착한 후 응집된 파티클 및 일반파티클 등이 틀체의 저면으로 침적되며, 이후, 틀체(120a) 저면의 경사를 타고 포켓(125)에 슬러지 형태로 쌓이게 되고, 상기 포켓(125)에 쌓인 슬러지는 드레인 밸브(126)를 거쳐 출입공동구(127)를 통해 배출될 수 있다.The polluted water flowing into the
한편, 상기 여재를 통과한 물은 웨어(128) 측으로 흐르는데, 이 때, 틀체(120a)의 상측의 물은 웨어(128)의 일측을 월류하여 메인수로(129)로 유입되고, 틀체(120a)의 하측의 물은 상기 제2정류벽(123b) 하단의 공간을 통해 상승되어 상기 웨어(128)의 타측으로 월류하여 메인수로(129)로 유입되어 상기 본처리조(120) 외부로 배출될 수 있다.On the other hand, the water passing through the filter material flows to the side of the
이 때, 틀체(120a)의 하측의 물이 상기 제2정류벽(123b)의 하단의 공간을 통과할 때, 잔존된 슬러지가 침적될 수 있다.At this time, when the water below the
한편, 상기 메인수로(129)로 유입된 물은 상기 제3유로(170)를 통해 후처리조(130)로 유입될 수 있는데, 상기 전처리조(110)의 1차 제염 및 본처리조(120)의 정화처리에도 불구하고 용해성의 소량의 잔여 방사성 물질이 남아있을 수 있다.The water introduced into the
상기 후처리조(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 본처리조(120)로부터 1차제염 및 정화처리를 거친 오염수에 제2방사성 물질 흡착매체를 투입하거나 또는 상기 오염수를 제2방사성 물질 흡착매체에 통과시켜 다시 2차제염 처리할 수 있다. As shown in FIG. 7, the
따라서, 상기 후처리조(130) 인근에 제2방사성 물질 흡착매체를 투입하는 별도의 설비가 구비될 수 있거나 또는 상기 후처리조(130) 내부에 제2방사성 물질 흡착매체 또는 제2방사성 물질 흡착매체가 구비된 구성요소가 위치될 수 있다.Therefore, a separate facility for introducing the second radioactive substance adsorption medium may be provided near the
상기 후처리조(130)는 상기 본처리조(120)에서 유입된 물 및 제2방사성 물질 흡착매체를 수용되는 공간을 형성하는데, 이 때, 상기 후처리조(130)에 투입되는 제2방사성 물질 흡착매체는 제올라이트, 프러시안 블루, 및 프러시안 블루가 담지된 섬유 중 적어도 어느 하나일 수 있다. The
물론, 본 발명에서 제2방사성 물질 흡착매체로 적용되는 종류는 상기 이외에도 알려진 다른 방사성 물질 흡착매체를 적용할 수도 있다.Of course, in the present invention, other types of radioactive substance adsorption media other than those described above may be applied to the kind applied to the second radioactive substance adsorption medium.
프러시안 블루(PB, Prussian blue)는 상업적으로 구입 가능한 파란색을 띠는 염색용 시료인데, 알칼리 양이온에 대한 선택적 흡착이 가능한 소재이며, 특히 방사성 세슘을 흡착 제거하는데 효과적인 것으로 알려져 있다.Prussian blue (PB) is a commercially available blue dyeing sample, which is a material capable of selective adsorption to alkali cations and is known to be particularly effective in adsorbing and removing radioactive cesium.
프러시안 블루는 균일한 면심 입방 격자구조를 갖고 있으며, 그 중 양이온을 흡착시킬 수 있는 격자 공간이 존재한다. 또한, 알칼리 금속 이온 중 프러시안 블루의 격자 구조 크기에 잘 맞는 이온반경을 갖는 이온이 흡착력이 크게 나타나는데, 그중 세슘의 이온반경이 프러시안 블루의 격자구조에 잘 맞아 흡착력이 높아 프러시안 블루가 세슘을 물리적으로 흡착할 수 있다.Prussian blue has a uniform face-centered cubic lattice structure, of which there is a lattice space capable of adsorbing cations. In addition, among the alkali metal ions, ions having an ion radius suited to the size of the lattice structure of prussian blue show a large adsorption power. Among them, the ion radius of cesium is well suited to the lattice structure of prussian blue, Can be physically adsorbed.
또한, 프러시안 블루 격자 구조 내부는 물 분자가 배위 결합하여 채워져 있어 친수성 특성을 띄고 있는데, 수화된 세슘 이온은 프러시안 블루 내부의 친수성 공간에 흡착되기 쉽고, 또한 세슘 이온이 프러시안 블루 내부 공간에 트랩이 되면 FeⅢ이온의 배위결합 되어 있는 물 분자의 양성자 교환에 의해 화학적 흡착으로 세슘이 제거될 수 있다.In addition, the Prussian blue lattice structure has a hydrophilic property due to the water molecules being coordinated to each other. The hydrated cesium ions are easily adsorbed in the hydrophilic space inside the Prussian blue, and cesium ions are adsorbed in the inner space of Prussian blue When trapped, cesium can be removed by chemical adsorption by proton exchange of coordinated water molecule of Fe Ⅲ ion.
FeⅢ-OH2+Cs+A- -> {FeⅢ-OH}-Cs++H+A- Fe Ⅲ -OH 2 + Cs + A - -> {Fe Ⅲ -OH} - Cs + + H + A -
물론, 제2방사성 물질 흡착매체로서 프러시안 블루가 담지된 섬유를 사용하여도 유사한 효과를 기대할 수 있다.Of course, a similar effect can be expected by using Prussian blue-supported fibers as the second radioactive substance adsorption medium.
또한, 제2방사성 물질 흡착매체로서 제올라이트를 사용함으로써 후처리조(130)에 수용된 방사성 물질 오염수의 세슘을 흡착할 수 있다.Moreover, by using zeolite as the second radioactive substance adsorption medium, it is possible to adsorb the cesium in the contaminated water of the radioactive substance contained in the
이와 같은 방법으로서 유입된 방사능 오염물질이 혼합된 방사성 물질 오염수 속의 방사능 오염물질을 모두 제거한 뒤에 제4유로(180)를 통해 외부로 배출할 수 있다.In this manner, the radioactive contaminants in the contaminated radioactive material may be removed and discharged to the outside through the
이 때, 상기 제4유로(180)를 통해 배출되는 지점은 방사성 물질 오염수를 취수한 취수원일 수 있다. At this time, the discharge point through the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100: 방사성 물질 오염수 처리장치 110: 전처리조
120: 본처리조 120a: 틀체
121: 집수수로 122: 수문
123a: 제1정류벽 124: 여재충진공간
125: 포켓 126: 드레인 밸브
127: 출입공동구 128: 웨어
129: 메인수로 130: 후처리조
140: 제1유로 150: 제2유로
160: 제1바이패스 유로 170: 제3유로
180: 제4유로 190: 제2바이패스 유로100: Radioactive material contaminated water treatment apparatus 110: Pretreatment tank
120:
121: By house collection 122: Water gate
123a: first rectifying wall 124: filter material filling space
125: Pocket 126: Drain valve
127: Outlet joint 128: Wear
129: main waterway 130: post-treatment tank
140: first flow path 150: second flow path
160: first bypass passage 170: third bypass passage
180: fourth passage 190: second bypass passage
Claims (10)
상기 전처리조에서 1차 제염된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수를 정화하는 본처리조를 포함하되,
상기 본처리조는,
오염수에 포함된 오염물질을 침전시켜 제거하기 위한 여재가 충진되는 공간이 형성되며, 바닥면이 물이 유입되는 측에서 배출되는 측으로 경사지게 상향되도록 형성된 틀체;
상기 틀체의 물이 배출되는 측 상부에 설치되며, 정화되어 월류하는 물을 상기 틀체 외부로 방류하기 위한 메인수로가 구비된 웨어
를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.A pretreatment tank for introducing the first radioactive material adsorption medium into the inflowed radioactive material contaminated water to form a space for primary decontamination of the radioactive material;
The present invention includes a treatment tank for introducing firstly decontaminated water in the pretreatment tank and purifying the contaminated water,
In this treatment tank,
A space filled with a filter medium for precipitating and removing contaminants contained in the polluted water, the bottom surface of which is inclined upward toward a side from which the water is introduced;
A main water channel installed at an upper side of a side of the frame for discharging water and having a main water channel for discharging purified water to the outside of the frame body;
Wherein the radioactive-material-contaminated water treatment apparatus comprises:
상기 본처리조에서 정화된 오염수가 유입되며, 유입된 오염수에 제2방사성 물질 흡착매체를 투입하여 오염수에 포함된 잔여 방사성 물질을 2차 제염하는 공간을 형성하는 후처리조를 포함하되,
상기 본처리조는,
오염수에 포함된 오염물질을 침전시켜 제거하기 위한 여재가 충진되는 공간이 형성되며, 바닥면이 물이 유입되는 측에서 배출되는 측으로 경사지게 상향되도록 형성된 틀체;
상기 틀체의 물이 배출되는 측 상부에 설치되며, 정화되어 월류하는 물을 상기 틀체 외부로 방류하기 위한 메인수로가 구비된 웨어
를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.The present treatment tank for purifying the contaminated water in which the radioactive material is primarily decontaminated by the first radioactive substance adsorption medium;
And a post-treatment tank for introducing the polluted water purified in the treatment tank into the inflowing polluted water to form a space for secondary decontamination of the residual radioactive material contained in the polluted water by inputting the second radioactive material adsorption medium into the inflowed polluted water,
In this treatment tank,
A space filled with a filter medium for precipitating and removing contaminants contained in the polluted water, the bottom surface of which is inclined upward toward a side from which the water is introduced;
A main water channel installed at an upper side of a side of the frame for discharging water and having a main water channel for discharging purified water to the outside of the frame body;
Wherein the radioactive-material-contaminated water treatment apparatus comprises:
방사성 물질 오염수를 전처리조로 유입시키는 제1유로;
상기 전처리조에서 1차 제염된 오염수를 본처리조로 안내하는 제2유로;
를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.The method according to claim 1,
A first flow path for introducing the radioactive material contaminated water into the pretreatment tank;
A second flow path for leading the first decontaminated water from the pre-treatment tank to the treatment tank;
Wherein the radioactive-material-contaminated water treatment apparatus comprises:
상기 본처리조에서 정화된 오염수를 후처리조로 안내하는 제3유로;
상기 후처리조에서 2차 제염된 물을 배출하는 제4유로;
를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.3. The method of claim 2,
A third flow path for guiding the polluted water purified in the present treatment tank to the post treatment tank;
A fourth flow path for discharging secondary decontaminated water from the post-treatment tank;
Wherein the radioactive-material-contaminated water treatment apparatus comprises:
상기 틀체는,
상부에 형성되어 외부로부터 유입되는 오염수를 집수하여 상기 틀체로 유입시키기 위한 수문이 구비되고, 상기 수문 하부에 출입공동구가 형성된 집수수로;
상기 집수수로를 통해 유입되는 오염수의 통과유속을 균일하게 하기위해 다수의 관통홀이 형성된 제1정류벽;
상기 제1정류벽이 형성된 지점의 바닥면에 설치되며, 침저된 슬러지가 모이는 포켓;
상기 포켓과 서로 통하도록 상기 출입공동구에 설치되어 있는 포켓에 모인 침적 슬러지를 외부로 배출시키는 드레인 밸브;
를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
The frame body,
A water collecting passage formed on the upper part of the water collecting part and having a water gate for collecting the contaminated water flowing from the outside and flowing the water into the frame,
A first rectifying wall having a plurality of through holes formed therein for uniforming the passing flow rate of the polluted water flowing through the collection and collection channel;
A pocket disposed at a bottom surface of the point where the first rectifying wall is formed, the pumped sludge collecting;
A drain valve for discharging immersed sludge collected in a pocket provided in the access opening so as to communicate with the pocket;
Wherein the radioactive-material-contaminated water treatment apparatus comprises:
상기 제1방사성 물질 흡착매체는, 일라이트(Illite)를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the first radioactive substance adsorption medium comprises Illite.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 프러시안 블루(Prussian Blue)를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second radioactive substance adsorption medium comprises prussian blue.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 제올라이트(Zeolite)를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second radioactive substance adsorption medium comprises zeolite.
상기 제2방사성 물질 흡착매체는, 프러시안 블루가 담지된 섬유를 포함하는 방사성 물질 오염수 처리장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second radioactive substance adsorption medium comprises Prussian blue-impregnated fibers.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |