KR20140042067A - 방사능 오염수 처리 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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KR20140042067A
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박종석
권일한
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Abstract

본 발명은 (a) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제로 세슘 이온을 흡착 제거하는 세슘 이온 제거 단계; 및 (b) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지로 요오드를 제거하는 요오드 제거 단계를 포함하고, 상기 세슘 이온 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 세슘 이온 수치를 측정하여 세슘 이온 수치가 임계점을 초과하는 경우 세슘 이온 제거 단계를 반복하고, 상기 요오드 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 요오드 수치를 측정하여 요오드 수치가 임계점을 초과하는 경우 요오드 제거 단계를 반복하는 방사능 오염수 처리 방법 및 그 방사능 오염수 처리 장치에 관한 것이다.

Description

방사능 오염수 처리 방법 및 처리 장치 {Treatment Method for radioactive contaminated water and treatment device}
본 발명은 하수, 해수 및 지하수로부터 방사능 물질을 흡착을 통해 제거하는 방사능 오염수 처리 방법 및 방사능 오염수 처리 장치에 관한 것이다.
2011년 3월에 발생한 일본 대지진으로 인하여 원자력 발전소가 파괴되어 많은 양의 요오드, 세슘 등이 해수 및 지하수에서 높은 농도로 발견되었다. 이러한 방사능 오염은 인간 및 육상에서 서식하는 동식물에게 직접적인 피해를 줄 수 있으며, 또한 토양을 관통하여 흐르는 지하수를 오염시켜 해양 환경 및 대기 환경 등 환경 전체에 악영향을 줄 수 있으므로, 특별한 처리가 요구된다.
일반적으로 방사능 오염을 처리하는 방법은, 방사능 오염도를 측정한 후, 측정된 방사능 오염도에 따라 방사능 오염 물질을 방사성 폐기물 처리장으로 이송하여 장기간 동안 보관하거나 또는 방사성 핵종을 제거하는 것이다.
또한, 방사성 핵종 폐수의 경우 매우 낮은 농도의 방사성 물질을 함유하고 있는 경우에도 방사성 폐기물로 간주되어 매우 까다로운 관리 및 처리절차를 요구한다.
상기 방사성 핵종 폐수 등의 액상 방사능 폐기물 처리방법으로서, 기존의 기술로는 증발법, 막여과법, 이온교환법 등이 사용되고 있다. 그러나, 증발법은 모든 수분을 증발시키고 남은 폐기물을 모두 처리하여야 하는 단점이 있고, 막여과법 및 이온교환법은 비선택적 처리법으로 방사성 핵종과 함께 존재하는 나트륨, 칼슘, 철 등의 비방사성 염을 동시에 제거하여야 하며 이들 비방사성 염에 비해 핵종 물질의 농도가 매우 낮으므로 비방사성 물질을 제거하는데 많은 비용이 소요되어 경제적 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 특허공개공보 제2010-0110997호에는 고비표면적의 실리코타이타내이트계 흡착제의 제조방법이 기재되어 있으나, 상기 실리코타이타내이트는 세슘 등을 선택적으로 흡착할 수는 있지만, 이러한 효과를 보이는 실리코타이타내이트를 합성하려면 고온의 환경 및 밀폐된 상태에서의 장시간의 처리가 필요하다.
또한, 방사성 폐액 제거를 위한 막분리- 흡착 방법 및 이를 이용한 여과 시스템이 특허공개공보 제2006-0001925호에 개시되어 있다.
또한, 오염 토양을 제염제로 처리한 후 발생되는 폐기물을 선택적 이온 교환체로 처리하는 기술과 관련하여 세슘 및 스트론튬 이온에 대한 선택적 이온 교환체의 재생방법이 특허공개공보 제2005-0120312호에 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래기술 모두 흡착제, 여과 시스템, 선택적 이온 교환체 등 단순 물질 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 다량으로 오염된 액상 물질, 즉, 방사능 오염수를 효율적으로 처리하는 데에는 한계가 있었다.
특허공개공보 제2010-0110997호 특허공개공보 제2006-0001925호 특허공개공보 제2005-0120312호
본 발명은 유체의 흐름을 이용하고, 방사능 물질을 흡착을 통해 제거하는 방사능 오염수 처리 방법 및 방사능 오염수 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 세슘 이온과 요오드를 분리하여 순차적으로 제거함으로써, 보다 효과적으로 방사능 물질을 제거하고, 최종 폐기되는 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있는 방사능 오염수 처리 방법 및 방사능 오염수 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, (a) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제로 세슘 이온을 흡착 제거하는 세슘 이온 제거 단계; 및 (b) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지로 요오드를 제거하는 요오드 제거 단계를 포함하고, 상기 세슘 이온 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 세슘 이온 수치를 측정하여 세슘 이온 수치가 임계점을 초과하는 경우 세슘 이온 제거 단계를 반복하고, 상기 요오드 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 요오드 수치를 측정하여 요오드 수치가 임계점을 초과하는 경우 요오드 제거 단계를 반복하는 방사능 오염수 처리 방법을 제공한다.
상기 방사능 오염수 처리 방법은 상기 세슘 이온 제거 단계 또는 요오드 제거 단계에 앞서, 방사능 오염수를 전처리하는 방사능 오염수 전처리 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 세슘 이온 제거 단계는 요오드 제거 단계 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
상기 흡착제는 제올라이트, 점토 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명은 (i) 방사능 오염수를 전처리하는 전처리 장치(30), (ii) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제를 구비하는 세슘 이온 제거 장치(40); 및 (iii) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지를 구비하는 요오드 제거 장치(50)를 포함하고, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 방사능 오염수가 배출되는 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85); 및 상기 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 세슘 이온 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하며, 상기 요오드 제거 장치(50)는 방사능 오염수가 배출되는 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87); 및 상기 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 요오드 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하고, 상기 세슘 이온 제거 장치(40) 또는 요오드 제거 장치(50)는 각 장치로부터 배출되는 방사능 오염수의 세슘 이온 농도, 요오드 농도, 또는 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정하는 검출기(20)를 구비하는 방사능 오염수 처리 장치(100)를 제공한다.
상기 전처리 장치(30)는 방사능 오염수가 배출되는 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(83); 및 상기 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(83)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 전처리 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비할 수 있다.
본 발명은 세슘 이온 제거 단계 및 요오드 제거 단계를 포함하는 방사능 오염수 처리 방법을 통해, 대량으로 유출된 방사능으로 오염된 하수, 해수 및 지하수 등으로부터 방사능 물질을 제거함으로써, 전체 담수 및 해수를 효율적으로 정화시키고, 최종 폐기되는 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 세슘 이온 제거 장치(40) 및 요오드 제거 장치(50)를 포함하는 방사능 오염수 처리 장치(100)를 통해, 방사능 오염수를 효율적으로 정화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방사능 오염수 처리 장치(100)를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 구현예로서, 방사능 오염수 처리 장치(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현 예는, (a) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제로 세슘 이온을 흡착 제거하는 세슘 이온 제거 단계; 및 (b) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지로 요오드를 제거하는 요오드 제거 단계를 포함하고, 상기 세슘 이온 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 세슘 이온 수치를 측정하여 세슘 이온 수치가 임계점을 초과하는 경우 세슘 이온 제거 단계를 반복하고, 상기 요오드 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 요오드 수치를 측정하여 요오드 수치가 임계점을 초과하는 경우 요오드 제거 단계를 반복하는 방사능 오염수 처리 방법을 제공한다.
또한, 상기 방사능 오염수 처리 방법은 상기 세슘 이온 제거 단계에 앞서, 방사능 오염수를 전처리하는 방사능 오염수 전처리 단계를 추가적으로 포함하거나, 또는, 상기 요오드 제거 단계에 앞서, 방사능 오염수를 전처리하는 방사능 오염수 전처리 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
예를 들어, 방사능 오염수는 방사능 오염수 유입관(81)을 통해 방사능 오염수 처리장치(100)로 유입(10)되어, 방사능 오염수 전처리 장치(30)의 유입부 이송관(82)을 통해 상기 방사능 오염수를 전처리하는 방사능 오염수 전처리 단계로 유입될 수 있다.
상기 방사능 오염수 전처리 단계에서, 방사능 오염수 전처리 장치(30)를 통해, 오염수에 포함된 부유상 물질, 계면활성제, 오일 등을 간략하게 제거하여 이후의 세슘 이온 제거 단계 또는 요오드 제거 단계가 효율적으로 진행되도록 할 수 있다. 예를 들어, 부유상 물질의 경우, 상기 방사능 오염수가 섬유와 같은 망 형태 또는 입자상의 물질을 통과하도록 하며, 그 과정에서 중력 또는 가압/감압을 조절하여 제거할 수 있다. 한편, 음이온성 계면활성제 제거를 위해서 활성탄, 다공성 물질, 또는 경량기포 콘크리트 등을 사용할 수 있으며, 오일을 제거하기 위해서, 부유식 오일제거 장치 또는 유수 분리기를 포함하는 장치를 이용할 수 있다.
상기 방사능 오염수 전처리 단계를 거친 방사능 오염수는 방사능 오염수 전처리 장치의 배출부 이송관(83)을 통해 배출되고, 세슘 이온 제거 장치의 유입부 이송관(84)을 통해 상기 세슘 이온 제거 장치(40)로 유입될 수 있다.
상기 세슘 이온 제거 단계에서, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 방사능 오염수에 존재하는 세슘 이온을 선택적으로 제거하기 위한 것으로, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제가 구비될 수 있다.
상기 흡착제는 SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 상기 흡착제는 제올라이트 또는 점토를 사용할 수 있으며, 상기 제올라이트, 점토 등은 단독으로 사용하거나 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 세슘 이온 제거 단계에 의해 처리된 방사능 오염수 내에 세슘 이온이 배출 허용 기준치인 1리터당 100 베크렐 이하로 존재하도록 처리되는 것이 바람직하다.
상기 세슘 이온 제거 장치(40)에서 세슘 이온이 제거된 방사능 오염수는 상기 세슘 이온 제거 장치의 배출부 이송관(85)을 통해 배출되고, 요오드 제거 장치의 유입부 이송관(86)을 통해 요오드 제거 장치(50)로 유입될 수 있다.
또한, 상기 요오드 제거 단계에서, 상기 요오드 제거 장치(50)는 예를 들어, 유기 이온교환수지를 구비할 수 있으며, 상기 유기 이온교환수지는 요오드 성분을 선택적으로 제거할 수 있다.
상기 유기 이온교환수지로는, 요오드 성분을 흡착 제거할 수 있는 것으로서, 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 스티렌계 수지, 또는 페놀수지 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 화학적으로 안정한 스티렌계 수지를 사용하는 것이 보다 적합하다. 상기 스티렌계 수지는 고분자 매트릭스로서 스티렌에 가교제로서 디비닐벤젠을 사용하여 형성된, 3차원의 망상구조를 가진 합성수지일 수 있으며, 상기 수지는 요오드와 이온 교환하는 Cl- 이온을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 스티렌계 수지 및 페놀 수지 이외에도 제올라이트(Zeolite)를 사용할 수 있다.
상기 요오드 제거 단계에서는 처리된 방사능 오염수 내에 요오드가 배출 허용 기준치인 1리터당 40 베크렐 이하로 존재하도록 처리되는 것이 바람직하다.
한편, 세슘 이온 및 요오드의 방사능 물질이 임계점 이하로 제거된 오염수는 본 발명에 따른 배출 허용 기준치를 만족하는 것으로, 더 이상 오염수가 아니므로, 이를 정화수라고 지칭할 수 있을 것인바, 세슘 이온 및 요오드의 방사능 물질이 임계점 이하로 제거된 정화수는 정화수 배출관(89)을 통해 방사능 오염수 처리장치(100)로부터 배출(70)될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 요오드 제거 장치의 배출부 이송관(87)에는 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정하기 위한 검출기(20)가 구비될 수 있으며, 상기 검출기(20)를 통해 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정한 후, 세슘 이온 및 요오드 농도가 임계점 이하로 판단되어 배출되는 정화수는 정화수 배출관(89)을 통해 자연으로 직접 방류될 수 있다.
한편, 상기 방사능 오염수 전처리 장치(30), 세슘 이온 제거 장치(40) 및 요오드 제거 장치(50)로부터 배출되는 처리된 방사능 오염수 중의 방사능 수치를 측정하기 위해, 상기 방사능 오염수 전처리 장치(30), 세슘 이온 제거 장치(40) 및 요오드 제거 장치(50)는 각각 독립적으로 검출기(20)를 구비할 수 있다.
또는, 상기 검출기(20)는 오염수의 방사능 수치 측정을 위한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니지만, 방사능 오염수 전처리 장치의 배출부 이송관(83), 세슘 이온 제거 장치의 배출부 이송관(85) 및 요오드 제거 장치의 배출부 이송관(87)에 구비될 수 있으며, 또한, 도 1에 도시되지는 않았지만, 방사능 오염수 전처리 장치의 유입부 이송관(82), 세슘 이온 제거 장치의 유입부 이송관(84), 요오드 제거 장치의 유입부 이송관(86)에도 상기 검출기(20)가 구비될 수 있다.
상기 검출기(20)는 방사능 오염수의 방사능 농도의 수치를 측정하기 위한 것으로, 예를 들어, 세슘 이온, 요오드 등의 농도를 각각 측정할 수 있는 것이라면, 특별히 한정하지 않는다. 즉, 방사능 배출 허용 기준치의 만족 여부 및 방사능 물질의 임계점 이하 여부 등을 판단하기 위해, 방사능 오염수 내 방사능 농도 수치를 측정하기 위해 통상적으로 사용되는 것이라면 적합하다.
또한, 상기 검출기(20)를 통해 배출되는 오염수의 방사능 수치를 측정한 후, 각 처리 장치에서의 처리대상이 되는 방사능 물질의 수치가 배출 허용 기준이 되는 임계점을 초과하는 경우 각각의 필요한 해당 처리단계로 방사능 오염수를 재순환시켜 방사능 수치의 배출 허용 기준치 이하로 될 때까지 하나 이상의 처리단계를 반복할 수 있다. 이를 위해, 상기 방사능 오염수 처리 장치(100)에는 순환라인(60)이 구비될 수 있다.
상기 순환라인(60)을 통해, 세슘 이온이 임계점을 초과하는 방사능 오염수를 상기 세슘 이온 제거 장치(40)의 유입부 이송관(84)을 통해 상기 세슘 이온 제거 장치(40)로 다시 유입시키거나, 요오드가 임계점을 초과하는 방사능 오염수를 상기 요오드 제거 장치(50)의 유입부 이송관(86)을 통해 상기 요오드 제거 장치(50)로 다시 유입시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 방사능 오염수 처리 방법은 상기 세슘 이온 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 세슘 이온 수치를 측정하여 세슘 이온 수치가 임계점을 초과하는 경우 세슘 이온 제거 단계를 반복하고, 임계점 이하인 경우 요오드 제거 단계를 진행할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)에서 배출되는 오염수를 검출기(20)로 검출하였을 때, 오염수 내의 세슘 이온 수치가 배출 허용 기준치를 초과하는 경우, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)에서 배출되는 오염수를 다음 단계로 유입시키기 전에, 순환라인(60)을 통해 상기 세슘 이온 제거 장치(40)의 유입부 이송관(84)을 통해 상기 세슘 이온 제거 장치(40)로 다시 유입되도록 할 수 있다. 그러나, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)에서 배출되는 오염수 내의 세슘 이온 수치가 배출 허용 기준치 이하인 경우, 이를 상기 요오드 제거 장치(50)의 유입부 이송관(86)을 통해 상기 요오드 제거 장치(50)로 유입시켜, 요오드 제거 단계를 진행할 수 있다.
또한, 동일한 원리로서 본 발명의 방사능 오염수 처리 방법은 상기 요오드 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 요오드 수치를 측정하여 요오드 수치가 임계점을 초과하는 경우 요오드 제거 단계를 반복하고, 임계점 이하인 경우 이를 배출(70)할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 상기 요오드 제거 장치(50)에서 배출되는 오염수 내의 요오드 수치를 검출기(20)로 검출하였을 때 배출 허용 기준치를 초과하는 경우, 상기 요오드 제거 장치(50)에서 배출되는 오염수를 배출(70)하기 전에, 순환라인(60)을 통해 상기 요오드 제거 장치(50)의 유입부 이송관(86)을 통해 상기 요오드 제거 장치(50) 내로 다시 유입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 요오드의 제거 단계를 추가적으로 진행할 수 있다. 그러나, 상기 요오드 제거 장치(50)에서 배출되는 오염수 내의 요오드 수치가 배출 허용 기준치 이하인 경우, 이를 배출(70)하거나 방류할 수 있다.
한편, 상기 세슘 이온 제거 단계 및 요오드 제거 단계 사이의 순서는 어느 하나로 확정되지 않는 것이므로, 상기 세슘 이온 제거 단계는 요오드 제거 단계 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일구현 예로서, 세슘 이온 제거 단계-요오드 제거 단계의 순서대로 기재하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 위 순서는 적절하게 개조될 수 있으며, 위에서 설명한 순서에 한정하는 것이 아니다. 예를 들어, 전처리 단계-요오드-세슘 이온 제거 단계의 순서로 방사능 오염수를 처리할 수 있으며, 각 단계의 사이에 다른 필요한 단계를 추가적으로 수행할 수도 있다. 왜냐하면, 상기 방사능 오염수 내 고농도의 방사능 물질부터 우선 제거함이 바람직하나, 이러한 순서는 제거 효율의 함수에 관련된 것으로서, 두 이온 거동 행태가 달라 각 단계의 순서에는 큰 의미를 부여할 수는 없기 때문이다.
만약 여러 가지 이유로 방사능 농도가 배출 허용 기준치 이하로 되도록 방사능 오염 물질이 제거되지 않을 경우, 상기 흡착제 및/또는 이온교환수지를 교체한 후에 다시 상기 방사능 오염수가 세슘 이온 및/또는 요오드 제거 단계의 여과과정을 거치도록 처리하여, 상기 오염수 내 방사능 물질이 임계점 이하로 되도록 방사능 물질을 제거한 이후에 정화수 배출관(89)을 통해 배출할 수 있다.
또한, 상기 전처리 장치(30), 세슘 이온 제거 장치(40) 및 요오드 제거 장치(50) 중에서 어느 하나가 포화되었을 경우, 포화된 장치 내의 흡착 물질을 별도로 분리하여, 즉시 또는 차후에 폐기할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구현 예는 (i) 부유물의 처리를 위해 방사능 오염수를 전처리하는 전처리 장치(30), (ii) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제를 구비하는 세슘 이온 제거 장치(40); 및 (iii) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지를 구비하는 요오드 제거 장치(50)를 포함하고, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 방사능 오염수가 배출되는 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85); 및 상기 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 세슘 이온 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하며, 상기 요오드 제거 장치(50)는 방사능 오염수가 배출되는 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87); 및 상기 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 요오드 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하고, 상기 세슘 이온 제거 장치(40) 또는 요오드 제거 장치(50)는 각 장치로부터 배출되는 방사능 오염수의 세슘 이온 농도, 요오드 농도, 또는 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정하는 검출기(20)를 구비하는 방사능 오염수 처리 장치(100)를 제공한다.
상기 방사능 오염수 전처리 장치(30)는 오염수에 포함된 부유상 물질, 계면활성제, 오일 등을 간략하게 제거하여 이후의 세슘 이온 제거 단계 또는 요오드 제거 단계가 효율적으로 진행되도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 부유상 물질을 제거하기 위하여, 섬유와 같은 망 형태 또는 입자상의 물질을 구비할 수 있고, 음이온성 계면활성제 제거를 위해서 활성탄, 다공성 물질, 또는 경량기포 콘크리트 등이 구비될 수 있으며, 오일을 제거하기 위해서, 부유식 오일제거 장치 또는 유수분리기를 포함하는 제거하는 장치 등이 구비될 수 있다.
또한, 상기 방사능 오염수 전처리 장치(30)는 전처리 장치 유입부 이송관(82) 및 전처리 장치 배출부 이송관(83)을 각각 독립적으로 구비할 수 있다.
또한, 상기 전처리 장치(30)는 방사능 오염수가 배출되는 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(83); 및 상기 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(83)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 전처리 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비할 수 있다.
상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 방사능 오염수에 존재하는 세슘 이온을 선택적으로 제거하기 위한 것으로, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제가 구비될 수 있다.
상기 흡착제는 SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 상기 흡착제는 제올라이트 또는 점토를 사용할 수 있으며, 상기 제올라이트, 점토 등은 단독으로 사용하거나 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 세슘 이온 제거 장치 유입부 이송관(84) 및 세슘 이온 제거 장치 배출부 이송관(85)을 각각 독립적으로 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 세슘 이온 제거 장치(40)는 방사능 오염수가 배출되는 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85); 및 상기 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(85)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 세슘 이온 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하는 것일 수 있다.
상기 요오드 제거 장치(50)는 예를 들어, 유기 이온교환수지를 구비할 수 있으며, 상기 유기 이온교환수지는 요오드 성분을 선택적으로 제거하기 위한 것이다.
상기 유기 이온교환수지로는, 요오드 성분을 흡착 제거할 수 있는 것으로서, 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 스티렌계 수지, 또는 페놀수지 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 화학적으로 안정한 스티렌계 수지를 사용하는 것이 보다 적합하다. 상기 스티렌계 수지는 고분자 매트릭스로서 스티렌에 가교제로서 디비닐벤젠을 사용하여 형성된, 3차원의 망상구조를 가진 합성수지일 수 있으며, 상기 수지는 요오드와 이온 교환하는 Cl- 이온을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 스티렌계 수지 및 페놀 수지 이외에도 제올라이트(Zeolite)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 요오드 제거 장치(50)는 요오드 제거 장치 유입부 이송관(86) 및 요오드 제거 장치 배출부 이송관(87)을 각각 독립적으로 구비할 수 있으며, 상기 요오드 제거 장치의 배출부 이송관(87)은 정화수 배출관(89)과 직접적으로 연결될 수 있다. 그러나, 정화수 배출관(89)과 직접적으로 연결되지 않더라도 본 발명의 본질을 벗어나는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 요오드 제거 장치(50)는 방사능 오염수가 배출되는 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87); 및 상기 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관(87)을 통해 배출되는 방사능 오염수를 요오드 제거 장치로 재순환시키는 순환라인(60)을 구비하는 것일 수 있다.
또한, 상기 방사능 오염수 처리 장치(100)는 상기 세슘 이온 제거 장치(40) 또는 요오드 제거 장치(50)는 각 장치로부터 배출되는 방사능 오염수의 세슘 이온 농도, 요오드 농도, 또는 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정하는 검출기(20)를 구비할 수 있다.
상기 방사능 오염수 전처리 장치(30), 세슘 이온 제거 장치(40) 및 요오드 제거 장치(50)가 유기적으로 연결되는 관계에 대한 보다 구체적인 설명은 앞서 기술한 바와 동일하므로, 생략한다.
또는, 상기 방사능 오염수 전처리 장치의 유입부 이송관(82), 방사능 오염수 전처리 장치의 배출부 이송관(83), 세슘 이온 제거 장치의 유입부 이송관(84), 세슘 이온 제거 장치의 배출부 이송관(85), 요오드 제거 장치의 유입부 이송관(86) 및 요오드 제거 장치의 배출부 이송관(87) 중 적어도 하나는 방사능 오염수의 방사능 수치를 측정하기 위한 검출기(20)를 구비할 수 있다.
상기 검출기(20)는 방사능 오염수의 방사능 수치 측정을 위한 것으로, 특별히 한정하지 않으며, 방사능 수치의 배출 허용 기준치, 즉 방사능 물질의 임계점 이하 여부를 판단하기 위한 수치 측정을 위해 통상적으로 사용되는 것이라면 적합하다. 상기 검출기(20)에 대한 보다 구체적인 설명은 앞서 기술한 바와 동일하므로, 생략한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 유입 20: 검출기
30: 방사능 오염수 전처리 장치 40: 세슘 이온 제거 장치
50: 요오드 제거 장치 60: 순환라인
70: 배출
81: 방사능 오염수 유입관
82: 방사능 오염수 전처리 장치의 유입부 이송관
83: 방사능 오염수 전처리 장치의 배출부 이송관
84: 세슘 이온 제거 장치의 유입부 이송관
85: 세슘 이온 제거 장치의 배출부 이송관
86: 요오드 제거 장치의 유입부 이송관
87: 요오드 제거 장치의 배출부 이송관
89: 정화수 배출관
100: 방사능 오염수 처리 장치

Claims (6)

  1. (a) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제로 세슘 이온을 흡착 제거하는 세슘 이온 제거 단계; 및
    (b) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지로 요오드를 제거하는 요오드 제거 단계를 포함하고,
    상기 세슘 이온 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 세슘 이온 수치를 측정하여 세슘 이온 수치가 임계점을 초과하는 경우 세슘 이온 제거 단계를 반복하고,
    상기 요오드 제거 단계 후에 처리된 방사능 오염수의 요오드 수치를 측정하여 요오드 수치가 임계점을 초과하는 경우 요오드 제거 단계를 반복하는 방사능 오염수 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세슘 이온 제거 단계 또는 요오드 제거 단계에 앞서, 방사능 오염수를 전처리하는 방사능 오염수 전처리 단계를 추가적으로 포함하는 방사능 오염수 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세슘 이온 제거 단계는 요오드 제거 단계 이전 또는 이후에 수행되는 방사능 오염수 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착제는 제올라이트, 점토, 또는 이들의 혼합물인 방사능 오염수 처리 방법.
  5. (i) 방사능 오염수를 전처리하는 전처리 장치;
    (ii) SiO2, Al2O3, Na2O, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 흡착제를 구비하는 세슘 이온 제거 장치; 및
    (iii) Cl- 이온을 포함하는 스티렌계 유기 이온 교환수지를 구비하는 요오드 제거 장치를 포함하고,
    상기 세슘 이온 제거 장치는 방사능 오염수가 배출되는 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관; 및
    상기 세슘 이온 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관을 통해 배출되는 방사능 오염수를 세슘 이온 제거 장치로 재순환시키는 순환라인을 구비하며,
    상기 요오드 제거 장치는 방사능 오염수가 배출되는 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관; 및
    상기 요오드 제거 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관을 통해 배출되는 방사능 오염수를 요오드 제거 장치로 재순환시키는 순환라인을 구비하고,
    상기 세슘 이온 제거 장치 또는 요오드 제거 장치는 각 장치로부터 배출되는 방사능 오염수의 세슘 이온 농도, 요오드 농도, 또는 세슘 이온 및 요오드의 농도를 측정하는 검출기를 구비하는 방사능 오염수 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리 장치는 방사능 오염수가 배출되는 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관; 및
    상기 전처리 장치의 방사능 오염수 배출부 이송관을 통해 배출되는 방사능 오염수를 전처리 장치로 재순환시키는 순환라인을 구비하는 방사능 오염수 처리 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160099784A (ko) 2015-02-12 2016-08-23 연세대학교 산학협력단 핵종이온 처리용 제올라이트 및 이를 이용한 핵종이온 처리방법
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CN110534221A (zh) * 2019-09-06 2019-12-03 长江勘测规划设计研究有限责任公司 地下核电站移动式废液处理系统
CN110534221B (zh) * 2019-09-06 2024-04-12 长江勘测规划设计研究有限责任公司 地下核电站移动式废液处理系统
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