KR20210025940A - 방사성 물질 제거를 위한 하이브리드 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템은, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하며, 외부에서 도입된 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물이 여과되고, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수가 방출되는 제1 여과부, 제1 여과부에 연결되어 제1 농축수에서 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질이 흡착 제거되는 제1 흡착부, 역삼투막을 포함하며, 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수가 도입되고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수가 방출되는 제2 여과부, 그리고 제2 여과부에 연결되어 제2 농축수에서 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질이 흡착 제거되는 제2 흡착부를 포함한다.
Description
원전 해체 또는 원전 사고 처리 과정에서 생성되어 방사성 물질을 포함하는 토양 세척수, 그리고 방사성 물질이 유출되어 오염된 지하수에서 방사성 물질을 높은 효율로 농축 및 제거시킬 수 있는 하이브리드 시스템 및 방법이 제공된다.
최근 전 세계 원전 해체 시장은 원전들의 설계수명 종료로 인한 해체 시장이 확대되면서 2050년 까지 약 1,054조 원의 규모에 이를 전망이고, 세계적으로 원전 149기 영구정기, 119기가 해체됐거나 해체될 예정이다. 한국의 경우, 현재 23기(20.7GW)의 원전이 가동 중이고, 현재 건설 중이거나 건설이 계획된 원전까지 감안하면 향후 34기(35.5GW)까지 증가할 전망이며, 해체 비용은 14조원에 육박할 것으로 예상되고 있다. 국내 고리 1호기의 경우, 산업통상자원부 산하 에너지위원회가 최근 영구정지(폐로) 권고 방침을 결정함에 따라 폐쇄 절차를 밟을 예정이다.
다만, 원전 해체하는 과정에서 발생하는 금속 및 방사성 폐기물에 대한 처리 기술이 아직 부족한 실정이고, 방사성 물질이 토양이나 지하수로 유출되어 유발하는 환경오염에 대한 인식이 확산될 필요가 있다. 또한 원전 사고와 원천 해체로 인해 오염된 환경을 정화하기 위한 기술 개발이 반드시 필요하다.
종래의 방사성 폐기물 처리 기술 중 나노여과막(nano-filtration membrane, NF)을 이용한 방사성 핵종의 농축 연구는 폴란드의 INCT (Institute of nuclear chemistry and technology)를 중심으로 수행되었고, 역삼투막(reverse osmosis membrane, RO)을 이용한 방사성 핵종의 농축 연구는 호주의 ANSTO (Australian nuclear science and technology organization) 등을 중심으로 수행되었다. 다만, 이러한 고분자 소재의 나노여과막을 이용한 공정과 역삼투막을 이용한 공정을 단독 공정으로 운전하는 경우, 토양 세척수 및 지하수에 존재하는 입자, 유기물, 미생물 등에 의한 막 오염 현상이 발생할 수 있고, 방사성 물질에서 발생하는 고에너지 광선에 의해 막의 변형, 파손 등으로 인한 성능 저하가 발생할 수 있으며, 이로 인해 방사성 폐기물 처리 공정의 운전 효율 감소가 발생할 수 있다.
한편, 방사성 폐기물 처리를 위한 역삼투막을 이용하는 공정에서는 필연적으로 농축수가 발생하고, 농축수 처리를 위해 최근 자외선 처리, 전기 산화, 또는 다양한 화학 약품을 사용한 응집 공정 등이 사용되고 있으나, 이러한 기술들은 유기물 제거에는 효과적일 수 있으나, 중금속 또는 방사성 물질 등의 무기물 처리에는 효과가 없을 수 있다.
최근 방사성 물질에 대한 선택적인 흡착이 가능하도록 담지체에 흡착 물질을 담지한 흡착제 구조를 사용하는 흡착 공정에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 다만, 이러한 흡착 공정을 단일 공정으로 운전하게 되면, 유기물 등의 물질이 흡착제의 미세 기공을 막아 방사성 물질의 흡착을 방해하여 방사성 물질의 제거 효율이 낮아질 수 있다.
한편, 토양 세척수나 지하수에서 방사성 물질이 비교적 낮은 농도로 존재하는 경우 사용되는 산화, 활성탄에 의한 흡착, 분리막, 이온 교환 공정 등 단일 공정의 방사성 물질 제거 방법은 제거 비용이 비싸고 제거 효율이 낮을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 방사성 물질 여과 성능을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 역삼투막의 오염 또는 열화 현상을 최소화시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 나노여과막의 열화 현상을 최소화시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 수명 및 교체주기를 연장시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템은, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하며, 외부에서 도입된 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물이 여과되고, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수가 방출되는 제1 여과부, 제1 여과부에 연결되어 제1 농축수에서 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질이 흡착 제거되는 제1 흡착부, 역삼투막을 포함하며, 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수가 도입되고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수가 방출되는 제2 여과부, 그리고 제2 여과부에 연결되어 제2 농축수에서 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질이 흡착 제거되는 제2 흡착부를 포함한다.
제1 방사성 물질이 2가 이상의 이온가를 가질 수 있고, 제1 중금속 물질이 2가 이상의 이온가를 가질 수 있으며, 제1 흡착부는 2가 이상의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 2가 이상의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제1 흡착 물질을 포함할 수 있다.
제1 흡착 물질은 마그네타이트, 막키나와이트, 추카노바이트, 하이드록시아파타이트, 돌로마이트, 일라이트, 또는 몬모릴로나이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 방사성 물질이 1가의 이온가를 가질 수 있고, 제2 중금속 물질이 1가의 이온가를 가질 수 있으며, 제2 흡착부는 1가의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 1가의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착 물질을 포함할 수 있다.
제2 흡착 물질은 큐프라이트, 티타네이트 나노라미나, 포타슘 코발트 헥사시아노페레이트, 프러시안 블루 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 흡착부를 통과한 제1 환류수가 제1 여과부로 재도입될 수 있다.
제2 흡착부를 통과한 제2 환류수가 제1 여과부로 재도입될 수 있다.
제1 여과부 전단에 전처리 필터를 더 포함할 수 있고, 전처리 필터에서 제1 방사성 물질 함유수에 포함된 입자성 물질 또는 부유 물질이 여과될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 방법은, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하는 제1 여과부에 외부로부터 제1 방사성 물질 함유수를 공급하고, 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물을 여과시킨 후 제1 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수를 방출시키는 단계, 제1 농축수를 제1 흡착부에 공급하여 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제1 흡착 단계, 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수를 역삼투막을 포함하는 제2 여과부에 공급하고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수를 방출시키는 단계, 그리고 제2 농축수를 제2 흡착부에 공급하여 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제2 흡착 단계를 포함한다.
제1 방사성 물질이 2가 이상의 이온가를 가질 수 있고, 제1 중금속 물질이 2가 이상의 이온가를 가질 수 있으며, 제1 흡착부는 2가 이상의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 2가 이상의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제1 흡착 물질을 포함할 수 있다.
제2 방사성 물질이 1가의 이온가를 가질 수 있고, 제1 중금속 물질이 1가의 이온가를 가질 수 있으며, 제2 흡착부는 1가의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 1가의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착 물질을 포함할 수 있다.
제1 흡착 단계 이후에, 제1 흡착부를 통과한 제1 환류수를 제1 여과부로 재도입시키는 단계를 포함할 수 있다.
제2 흡착 단계 이후에, 제2 흡착부를 통과한 제2 환류수를 제1 여과부로 재도입시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 방법은 방사성 물질 여과 성능을 향상시킬 수 있고, 역삼투막의 오염 또는 열화 현상을 최소화시킬 수 있으며, 나노여과막의 열화 현상을 최소화시킬 수 있고, 수명 및 교체주기를 연장시킬 수 있으며, 내구성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
도 1a는 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1b는 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 역삼투막이 단독으로 운전되었을 경우(RO)와 세라믹 나노여과막이 역삼투막과 함께 운전되었을 경우(NF+RO)의 역삼투막의 성능 저하를 비교하는 그래프이다.
도 3은 세라믹 나노여과막이 단독으로 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율 및 세라믹 나노여과막과 역삼투막이 함께 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF + RO)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예에 따른 세라믹 나노여과막의 유기물 제거 성능을 나타내는 그래프이다.
도 5는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대한 감마선 흡수선량을 0 kGy(감마선에 0 개월 동안 노출된 경우), 50 kGy(감마선에 6개월 동안 노출된 경우), 100 kGy(감마선에 1년 동안 노출된 경우), 300 kGy(감마선에 3년 동안 노출된 경우)로 증가시키는 가속화 실험에 따른 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대한 방사선 흡수선량이 300 kGy일 때(방사선에 3년 동안 노출), 막의 표면층의 변화를 나타내는 이미지이다.
도 7은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 한 방사선 흡수선량이 300 kGy일 때(방사선에 3년 동안 노출), NMR 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막 표면층(active layer)의 폴리아마이드 구조에 감마선을 조사했을 경우의 분자 구조의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여 방사선을 조사하였을 때, 막 표면층(active layer)의 분자 구조의 변형에 의해 공극의 크기가 변화되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 세라믹 나노여과막에 대하여, 감마선이 조사되었을 때 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다.
도 1b는 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 역삼투막이 단독으로 운전되었을 경우(RO)와 세라믹 나노여과막이 역삼투막과 함께 운전되었을 경우(NF+RO)의 역삼투막의 성능 저하를 비교하는 그래프이다.
도 3은 세라믹 나노여과막이 단독으로 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율 및 세라믹 나노여과막과 역삼투막이 함께 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF + RO)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예에 따른 세라믹 나노여과막의 유기물 제거 성능을 나타내는 그래프이다.
도 5는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대한 감마선 흡수선량을 0 kGy(감마선에 0 개월 동안 노출된 경우), 50 kGy(감마선에 6개월 동안 노출된 경우), 100 kGy(감마선에 1년 동안 노출된 경우), 300 kGy(감마선에 3년 동안 노출된 경우)로 증가시키는 가속화 실험에 따른 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대한 방사선 흡수선량이 300 kGy일 때(방사선에 3년 동안 노출), 막의 표면층의 변화를 나타내는 이미지이다.
도 7은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 한 방사선 흡수선량이 300 kGy일 때(방사선에 3년 동안 노출), NMR 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막 표면층(active layer)의 폴리아마이드 구조에 감마선을 조사했을 경우의 분자 구조의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여 방사선을 조사하였을 때, 막 표면층(active layer)의 분자 구조의 변형에 의해 공극의 크기가 변화되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 세라믹 나노여과막에 대하여, 감마선이 조사되었을 때 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, "방사성 물질"과 "방사성 핵종"은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
이하 도면을 예로 들어, 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템 및 하이브리드 방사성 물질 제거 방법에 대하여 설명한다.
도 1a는 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 1b는 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)은, 제1 여과부(120), 제1 흡착부(140), 제2 여과부(160), 그리고 제2 흡착부(180)를 포함한다. 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)은 나노여과막을 이용한 여과 공정, 역삼투막을 이용한 여과 공정, 그리고 흡착 공정이 유기적으로 연계되어 있는 시스템이고, 나노여과막을 이용한 여과 공정이 역삼투막을 이용한 여과 공정의 전처리 공정으로 사용됨으로써, 방사성 물질에서 발생하는 고에너지 광선으로 인한 역삼투막의 변형 또는 파손을 방지할 수 있고, 역삼투막의 오염 또는 열화 현상을 최소화시킬 수 있다.
외부로부터 제1 방사성 물질 함유수(102)가 제1 여과부(120)로 도입된다. 여기서, 제1 방사성 물질 함유수(102)는, 예를 들어, 원전 해체 또는 원전 사고 처리 과정에서 생성되어 방사성 물질을 포함하는 토양 세척수, 그리고 방사성 물질이 유출되어 오염된 지하수 등일 수 있다. 제1 방사성 물질 함유수(102)는 입자성 물질, 부유 물질, 유기물, 미생물, 방사성 물질(방사성 핵종), 중금속 물질 등을 포함할 수 있다.
제1 여과부(120)에는 나노여과막(nano-filtration membrane, NF)이 포함되어 있다.
실시예들에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)의 나노여과막은 세라믹 물질을 포함한다. 나노여과막은, 예를 들어, 알루미나(alumina), 티타니아(titania), 지르코니아(zirconia), 규소(silica), 탄화규소(silicon carbide), 질화규소(silicon nitride), 탄화텅스텐(tungsten carbide), 질화텅스텐(tungsten nitride), 맥반석, 황토석, 감람석(olivine), 고령토(kaolin), 규조토(diatomite), 규회석(wollastonite), 납 석(pyrophyllite), 돌로마이트(dolomite), 리튬광물(lithium minerals), 마그네사이트(magnesite), 보크사이트(bauxite), 벤토나이트(bentonite), 부석(pumice), 붕산염광물(borate), 사문석(serpentine), 산성백토(acid clay), 산화철(iron Oxide), 석류석(garnet), 탄산광물(carbonate minerals), 애타풀자이트(attapulgite), 세피오라이트(sepiolite), 연옥(nephrite), 인회석(apatite), 일라이트-운모(illite-mica), 장석(feldspar), 진 주암(perlite), 질석(vermiculite), 중정석(barite), 활석(talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(graphite), 헥토라이트(hectorite), 점토광물(clay minerals), 투어마린(tourmaline), 흄실리카(fume silica), 에어로겔(aerogel), 플라이애시(fly ash), 또는 고로슬래그(furnace slag) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일반적으로 방사성 물질 제거에 사용되는 나노여과막은 고분자 물질로 이루어져 있다. 예를 들어, 일반적으로 사용되는 나노여과막은 지지층과 표면층 등의 층 구조를 포함할 수 있고, 이 중 표면층은 폴리아마이드(polyamide) 등의 고분자 물질을 포함할 수 있다. 이러한 일반적인 나노여과막의 경우, 방사성 물질에 의해 고분자 물질의 구조가 변형될 수 있고, 여과 성능이 저하될 수 있다.
반면, 실시예에 따른 나노여과막의 경우 세라믹 물질을 포함함으로써, 성능 저하가 방지될 수 있고, 수명이 연장될 수 있으며, 내구성 및 신뢰성이 크게 향상될 수 있다. 세라믹 나노여과막에 의해 발생하는 효과에 대해서는 아래의 도 5 내지 도 9와 관련된 부분에서 보다 상세하게 설명한다.
제1 여과부(120)의 나노여과막에서는 제1 방사성 물질 함유수(102)에 포함되어 있는 유기물, 입자, 미생물 등이 여과되어 제거될 수 있다. 또한, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수(124)가 제1 여과부(120)에서 생성되어 제1 여과부(120)에 연결되어 있는 제1 흡착부(140)로 공급된다.
여기서, 제1 방사성 물질은 2가 이상의 이온가(ionic valency)를 가질 수 있고, 제1 중금속 물질은 2가 이상의 이온가를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 방사성 물질은 Co2 +, Sr2 +, Ra2 +, Se2 -, UO2 2+ 등을 포함할 수 있다.
제1 흡착부(140)는 2가 이상의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 2가 이상의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제1 흡착 물질을 포함한다. 예를 들어, 제1 흡착 물질은 마그네타이트(magnetite), 막키나와이트(mackinawite), 추카노바이트(chukanovite), 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite), 돌로마이트(dolomite), 일라이트(illite), 또는 몬모릴로나이트(montmorillonite) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 제1 흡착부(140)는, 예를 들어, 2가 이상의 다가 이온 물질의 선택성과 흡착 성능이 우수한 제1 흡착 물질이 흡착제 자체로 사용되거나, 다공성 담지체 표면에 제 1 흡착 물질이 나노 크기로 담지 된 형태를 가질 수 있다.
제1 흡착부(140)에서는 2가 이상의 이온성 방사성 물질과 2가 이상의 이온성 중금속 물질이 흡착되어 제거될 수 있다. 흡착이 일정 기간 또는 일정량 진행된 이후, 제1 흡착부(140)는 교체될 수 있다. 폐 제1 흡착부(140)는 폐기 처리될 수 있고, 폐기를 위한 별도의 공정을 거치지 않으므로, 폐기 처리가 비교적 간단할 수 있다.
제1 농축수(124)가 제1 흡착부(140)를 통과하면서, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질이 제거되어 제1 환류수(농축수)(144)가 생성될 수 있고, 제1 환류수(144)는 전술한 제1 여과부(120)로 재도입될 수 있다. 제1 환류수(144)가 제1 여과부(120)로 재도입된 후, 제1 여과부(120) 및 제1 흡착부(140)를 다시 거칠 수도 있고, 제2 방사성 물질 함유수(156)로서 제2 여과부(160)로 이동될 수도 있다.
제2 여과부(160)로 도입되는 제2 방사성 물질 함유수(156)는 제2 방사성 물질과 제2 중금속 물질을 포함한다. 여기서, 제2 방사성 물질은 1가의 이온가를 갖는 이온성 물질일 수 있고, 제2 중금속 물질은 1가의 이온가를 갖는 이온성 물질일 수 있다. 제2 방사성 물질은, 예를 들어, Cs+, Rb+, Br-, I- 등일 수 있다.
제2 여과부(160)에는 역삼투막(reverse osmosis membrane, RO)이 포함된다. 역삼투막은 용액에 삼투압 이상의 압력을 가하면 저농도 용액 쪽으로 물이 이동하는 역삼투 현상을 이용한 여과막일 수 있다.
역삼투막은 고분자 물질을 포함할 수 있고, 층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 역삼투막은 지지층과 표면층(활성층)을 포함할 수 있고, 표면층은 폴리아마이드 등의 고분자 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이러한 역삼투막이 방사성 물질의 여과에 사용되는 경우, 방사성 물질에서 발생되는 고에너지 광선(예를 들어, γ-ray)으로 인해 역삼투막의 표면층의 구조가 변형되거나 손상될 수 있고, 여과 성능이 저하될 수 있다. 또한, 역삼투막이 유기물, 부유물질, 또는 미생물을 다량으로 포함하는 폐수 등의 여과에 사용되는 경우, 유기물, 부유물질, 또는 미생물 등에 의해 역삼투막이 오염될 수 있고, 여과 성능이 저하될 수 있다.
실시예들에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)의 경우, 제2 여과부(160)의 전단에 위치하는 나노여과막에 의해 유기물, 부유물질 및 미생물이 제거될 수 있으므로, 역삼투막의 오염 및 열화 현상이 최소화될 수 있다. 또한, 제2 여과부(160)의 전단에서 제1 흡착부(140)에 의해 2가 이상의 이온가를 갖는 방사선 물질 및 중금속 물질이 미리 제거되기 때문에, 방사선 물질에 의한 역삼투막의 변형이나 파손, 성능 열화 등이 최소화될 수 있다. 또한, 역삼투막의 수명이나 교체 주기가 현저하게 연장될 수 있고, 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
제2 여과부(160)에 연결되어 있는 제2 흡착부(180)는, 1가의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 1가의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착 물질을 포함한다. 제2 흡착 물질은, 예를 들어, 큐프라이트(cuprite), 티타네이트 나노라미나(titanate nanolamina), 포타슘 코발트 헥사시아노페레이트(potassium cobalt hexacyanoferrate), 프러시안 블루(prussian blue) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 흡착부(180)는, 예를 들어, 1가 이온 물질의 선택성과 흡착 성능이 우수한 제2 흡착 물질이 흡착제 자체로 사용되거나, 다공성 담지체 표면에 제 2 흡착 물질이 나노 크기로 담지 된 형태를 가질 수 있다.
제2 여과부(160)에서 역삼투 현상에 의해 방사성 물질 및 중금속 물질이 농축된 제2 농축수(164)가 생성되면, 제2 농축수(164)가 제2 흡착부(180)로 이동하게 되고, 제2 흡착부(180)에서 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질이 흡착 제거된다. 흡착이 일정 기간 진행되거나 일정량의 흡착이 진행되면 제2 흡착부(180)는 교체될 수 있다. 폐 제2 흡착부(180)는 폐기 처리될 수 있고, 폐기를 위한 증발 등의 별도 공정을 거치지 않으므로, 폐기 처리가 간단할 수 있고, 폐기 비용이 저렴할 수 있다.
제2 농축수(164)가 제2 흡착부(180)를 통과하면서 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질이 제거되면 제2 환류수(농축수)(184)가 생성될 수 있고, 제2 환류수(184)는 전술한 제1 여과부(120)로 재도입될 수 있다. 제2 환류수(184)가 제1 여과부(120)로 재도입된 이후, 제1 여과부(120) 및 제1 흡착부(140)를 다시 통과할 수도 있고, 제2 여과부(160) 및 제2 흡착부(180)를 다시 통과하게 될 수도 있다.
이와 같이, 제1 환류수(144) 또는 제2 환류수(184)가 다시 여과 공정을 거칠 수 있어, 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)의 방사성 물질 제거 성능 및 제거 효율이 매우 우수할 수 있다.
이렇게 방사성 물질이 제거된 처리수(192)가 외부로 배출된다.
한편, 전술한 제1 방사성 물질 함유수(102)에 포함되어 있을 수 있는 유기물, 부유물질, 미생물은 제1 흡착부(140) 또는 제2 흡착부(180)에서 흡착 방해 물질로 기능하여 흡착 성능을 저하시킬 수 있는데, 실시예에 따르면, 제1 여과부(120)에서 유기물, 부유물질, 또는 미생물이 제거될 수 있으므로, 제1 흡착부(140) 또는 제2 흡착부(180)에서의 흡착 성능 저하 현상이 최소화될 수 있다.
또한, 실시예들에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)은 방사성 물질에 대한 선택적 흡착이 가능한 물질들을 사용하여 방사성 물질을 흡착시키므로, 별도의 화학 약품 또는 응집제의 사용 없이 방사성 물질의 농도를 크게 저감시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 흡착부(140) 및 제2 흡착부(180)가 일정 기간 사용되었거나, 일정량의 방사성 물질을 흡착시킨 경우 제1 흡착부(140), 제2 흡착부(180) 및 방사성 물질을 함께 폐기시키므로, 폐기 처리 공정이 간편하고, 비용이 절감될 수 있다.
하이브리드 방사성 물질 제거 시스템(100)은 제1 여과부(120) 전단에 전처리 필터(110)를 더 포함할 수 있고, 전처리 필터(110)에서 제1 방사성 물질 함유수(102)에 포함된 입자성 물질, 부유물질, 또는 미생물 등이 여과될 수 있다. 이로 인해 시스템(100)의 방사성 물질 제거능이 더욱 향상될 수 있고, 역삼투막의 오염 및 열화 현상이 더욱 감소될 수 있으며, 제1 흡착부(140)와 제2 흡착부(180)의 흡착 성능 저하 현상이 더욱 감소될 수 있다.
도 2는 역삼투막이 단독으로 3년 또는 5년 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(RO)의 역삼투막의 성능 저하와, 세라믹 나노여과막이 역삼투막과 함께 3년 또는 5년 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(NF+RO)의 역삼투막의 성능 저하를 비교하는 그래프이다. 구체적으로, 도 2는 투수량(pure water flux)에 대한 염 제거 효율(NaCl의 투과 정도)을 나타낸다. 여기서, 세라믹 나노여과막은 알루미나(alumina) 및 지르코니아(zirconia) 물질을 포함하고, 역삼투막은 폴리설폰(polysulfone)을 포함하는 지지층과 표면층(활성층)을 포함하고, 표면층은 폴리아마이드 물질을 포함한다.
도 2를 참조하면, 역삼투막이 단독으로 3년 또는 5년 방사능 물질(핵종) 제거를 위해 운전되었을 경우, 미사용상태(virgin)일 때보다 투수량이 크게 감소하였고, NaCl 통과율이 크게 증가한 것을 볼 수 있다. 또한, 그래프에 포함되어 있는 표면층에 대한 이미지를 검토하면, 역삼투막이 단독으로 3년 또는 5년 방사능 물질(핵종) 제거를 위해 운전되었을 경우, 미사용상태일 때와 비교하여 표면층의 구조가 변형되었음을 알 수 있다.
반면, 역삼투막 전단에 세라믹 나노여과막이 배치되어 운전되는 경우, 3년 또는 5년 동안 장기간 운전이 이루어지더라도, 투수율과 염 제거 효율이 거의 변화되지 않았다는 것을 파악할 수 있다. 또한, 표면층에 대한 이미지를 검토하면, 표면층의 구조가 거의 변화되지 않았음을 알 수 있다. 이는 방사성 물질 함유수에 포함되어 있는 유기물이나 미생물이 세라믹 나노여과막에 의해 여과되어 역삼투막에 계속적으로 침적되는 것이 방지되고, 세라믹 나노여과막이 일차적으로 방사성 물질의 일부를 여과시킴으로써 방사성 물질에서 발생하는 고에너지 광선에 의한 역삼투막의 변형이나 손상이 방지되기 때문이다.
도 3은 세라믹 나노여과막이 단독으로 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율 및 세라믹 나노여과막과 역삼투막이 함께 방사능 핵종 제거를 위해 운전되었을 경우(Ceramic NF + RO)의 Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 제거율을 나타내는 그래프이다. 여기서, 세라믹 나노여과막은 알루미나(alumina) 및 지르코니아(zirconia) 물질을 포함하고, 역삼투막은 폴리설폰(polysulfone)을 포함하는 지지층과 표면층(활성층)을 포함하고, 표면층은 폴리아마이드 물질을 포함한다.
도 3을 참조하면, 세라믹 나노여과막이 단독으로 운전된 경우, Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 가 각각 약 60%, 약 95%, 약 18%, 약 25% 정도 제거된 것을 볼 수 있고, 세라믹 나노여과막과 역삼투막이 함께 운전된 경우, Ca2 +, UO2 2+, Cs+, I- 의 대부분이 제거된 것을 볼 수 있다.
또한, 도 3으로부터, 세라믹 나노여과막이 2가의 이온가를 갖는 물질에 대해 상대적으로 높은 제거율을 나타내는 것을 볼 수 있고, 이로부터 세라믹 나노여과막이 2가 이상의 이온성 방사성 물질을 선제적으로 제거시킴으로써, 고분자 물질로 이루어진 역삼투막의 열화 현상을 감소시키고, 수명 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
한편, 요오드(I), 비소(As), 우라늄(U), 카드뮴(Cd) 및 납(Pb) 각각에 대하여, 저농도 유기물 또는 고농도(DOC 0.5 mg/L 이상) 유기물이 함께 존재하는 경우에 있어서, 세라믹 나노여과막의 제거율, Fe-GAC(철침착 입상활성탄) 흡착제의 흡착 제거율, 그리고 역삼투막의 제거율 각각을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 중금속 물질 (방사성 동위 원소 사용) |
Ceramic NF 제거율(%) |
Fe-GAC 흡착제 흡착 제거율(%) |
역삼투막 제거율(%) |
|
| 요오드(I) | 저농도 유기물 | 20.5 | 91.2 | 98.6 |
| 고농도 유기물 | 22.4 | 42.1 | 98.9 | |
| 비소(As) | 저농도 유기물 | 72.4 | 92.5 | 87.4 |
| 고농도 유기물 | 60.3 | 38.1 | 94.9 | |
| 우라늄(U) | 저농도 유기물 | 84.0 | 92.1 | 99.7 |
| 고농도 유기물 | 86.2 | 73.1 | 99.4 | |
| 카드뮴(Cd) | 저농도 유기물 | 56.3 | 91.2 | 99.3 |
| 고농도 유기물 | 57.8 | 33.5 | 99.5 | |
| 납(Pb) | 저농도 유기물 | 57.8 | 93.8 | 99.0 |
| 고농도 유기물 | 62.0 | 34.2 | 99.3 | |
표 1을 참조하면, 2가 이상의 이온성 물질로 존재할 수 있는 비소, 우라늄, 카드뮴, 납의 경우 세라믹 나노여과막에서 상당량 제거될 수 있고, 이때 유입수에 포함된 유기물의 농도에 거의 영향을 받지 않는 것을 볼 수 있다. 또한, 요오드, 비소, 우라늄, 카드뮴, 납 모두 유입수의 유기물 농도에 무관하게 역삼투막에서 대부분 제거되었다.
다만, 유입수(방사성 물질 함유수)의 유기물 농도가 흡착 제거율에 크게 영향을 미치는 것을 파악할 수 있다. 고농도 유기물 조건에서는 Fe-GAC 흡착제의 흡착 제거율이 크게 감소하였다.
이로부터, 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템의 경우, 역삼투막 전단에 설치된 세라믹 나노여과막에서 유기물을 여과시키므로, 흡착 성능이 크게 향상될 수 있다는 것을 파악할 수 있다.
실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 방법은, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하는 제1 여과부(120)에 외부로부터 제1 방사성 물질 함유수(102)를 공급하고, 제1 방사성 물질 함유수(102)에서 유기물, 부유물질 및 미생물을 여과시킨 후 제1 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수(124)를 방출시키는 단계, 제1 농축수(124)를 제1 흡착부(140)에 공급하여 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제1 흡착 단계, 제1 여과부(120)를 통과한 제2 방사성 물질 함유수(156)를 역삼투막을 포함하는 제2 여과부(160)에 공급하고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수(164)를 방출시키는 단계, 그리고 제2 농축수(164)를 제2 흡착부(180)에 공급하여 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제2 흡착 단계를 포함한다.
이하 도 4 내지 도 10과 관련된 부분에서는, 나노여과막을 세라믹 물질로 형성함에 따른 효과에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 4는 실시예에 따른 세라믹 나노여과막의 유기물 제거 성능을 나타내는 그래프이다. 여기서, 세라믹 나노여과막은 알루미나(alumina) 및 지르코니아(zirconia) 물질을 포함한다.
도 4를 참조하면, SR-NOM(Natural Organic Matter) 유기물 함유수를 세라믹 나노여과막에 통과시켰을 때, 유기물의 농도가 크게 저감되어 통과 이후(permeat) 약 5 mg/L 미만의 농도를 나타내는 것을 볼 수 있다. 또한, 그래프에 포함되어 있는 유기물 함유수의 나노여과막 통과 전후의 사진을 검토하면, 색상을 갖고 있던 유기물 함유수(왼쪽 이미지)가 나노여과막을 통과한 이후에는 색상을 갖지 않고 투명한 것을 볼 수 있다(오른쪽 이미지).
이와 같이, 실시예에 따른 세라믹 나노여과막은 우수한 유기물 여과 성능을 가지므로, 세라믹 나노여과막이 포함된 제1 여과부에 연결되어 있는 제1 흡착부의 흡착 성능 저하가 방지될 수 있고, 세라믹 나노여과막 후단에 설치된 역삼투막의 열화가 방지되고, 수명 단축 및 신뢰성 저하가 최소화될 수 있다. 또한, 역삼투막이 포함된 제2 여과부에 연결되어 있는 제2 흡착부의 흡착 성능 저하가 방지될 수 있다.
도 5는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여, 감마선 흡수선량이 0, 50, 100, 300 kGy인 경우의 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다. 여기서, 고분자 물질로 이루어진 막은 폴리설폰(polysulfone)을 포함하는 지지층과 폴리아마이드 물질을 포함하는 표면층(활성층)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 방사성 핵종에 의해 생성된 감마선에 노출되는 흡수선량이 증가함에 따라 투수량이 크게 감소하고, 방사성 핵종에 대한 제거율도 크게 감소하는 것을 볼 수 있다.
따라서, 고분자 물질로 이루어진 나노여과막을 사용하는 경우, 나노여과막의 성능이 크게 열화, 변형, 또는 파손될 것임을 알 수 있다. 또한, 나노여과막의 성능이 열화되면, 방사성 물질 제거율이 감소하여 후단에 설치된 역삼투막에 더 많은 방사성 물질이 도달하게 되므로, 역삼투막의 열화가 촉진될 수 있다.
반면, 실시예에 따른 나노여과막은 세라믹 물질로 이루어져 이러한 박사성 핵종에 의한 열화 현상이 발생하지 않으므로, 역삼투막의 열화 현상도 최소화시킬 수 있다.
도 6은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여 방사선(감마선)을 조사하였을 때, 막의 표면층(폴리아마이드)의 변화를 나타내는 이미지이다. 도 7은 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여 방사선(감마선)을 조사하였을 때, NMR 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8은 폴리아마이드 구조에 감마선을 조사했을 경우의 분자 구조의 변화를 나타내는 도면이다. 도 9는 나노여과막 또는 역삼투막으로 사용될 수 있는 고분자 물질로 이루어진 막에 대하여 방사선(감마선)을 조사하였을 때, 분자 구조의 변형에 의해 공극의 크기가 변화되는 모습을 나타내는 도면이다. 여기서, 고분자 물질로 이루어진 막은 폴리설폰(polysulfone)을 포함하는 지지층과 폴리아마이드 물질을 포함하는 표면층(활성층)을 포함한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 300 kGy로 방사선이 조사되면, 표면층의 폴리아마이드 구조가 변형되는 것을 파악할 수 있다. 이로부터, 나노여과막을 세라믹 물질로 형성함으로써, 이러한 변형이 방지될 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 표면층의 폴리아마이드 구조가 감마선 조사에 의해 변형되면서, 공극의 크기가 변화되고, 이로 인해 투수량이나 방사선 물질 제거 성능이 열화된다는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 나노여과막을 세라믹 물질로 형성함으로써, 이러한 성능 저하 및 열화 현상이 방지될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 세라믹 나노여과막에 대하여 감마선 흡수선량이 300 kGy까지 증가함에 따른 염 제거 효율 및 투수량을 나타내는 그래프이다. 여기서, 세라믹 나노여과막은 알루미나(alumina) 및 지르코니아(zirconia) 물질을 포함한다.
도 10을 참조하면, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막의 경우 감마선 조사에도 성능 열화가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
이로부터, 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템이 장시간 운전되더라도, 나노여과막의 열화가 방지될 수 있고, 이로 인해 유기물 및 미생물 여과 성능이 우수한 상태로 유지될 수 있으며, 제1 흡착부 및 제2 흡착부의 흡착 성능이 유지될 수 있고, 역삼투막의 성능 또한 유지될 수 있으며, 1가 또는 다가 이온 물질 (방사성물질, 중금속)의 제거 성능이 우수한 상태로 유지될 수 있다. 따라서 시스템의 수명 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템
102: 제1 방사성 물질 함유수 120: 제1 여과부
124: 제1 농축수 140: 제1 흡착부
144: 제1 환류수 156: 제2 방사성 물질 함유수
160: 제2 여과부 164: 제2 농축수
180: 제2 흡착부 184: 제2 환류수
192: 처리수
102: 제1 방사성 물질 함유수 120: 제1 여과부
124: 제1 농축수 140: 제1 흡착부
144: 제1 환류수 156: 제2 방사성 물질 함유수
160: 제2 여과부 164: 제2 농축수
180: 제2 흡착부 184: 제2 환류수
192: 처리수
Claims (13)
- 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하며, 외부에서 도입된 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물이 여과되고, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수가 방출되는 제1 여과부,
상기 제1 여과부에 연결되어 상기 제1 농축수에서 상기 제1 방사성 물질 및 상기 제1 중금속 물질이 흡착 제거되는 제1 흡착부,
역삼투막을 포함하며, 상기 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수가 도입되고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수가 방출되는 제2 여과부, 그리고
상기 제2 여과부에 연결되어 상기 제2 농축수에서 상기 제2 방사성 물질 및 상기 제2 중금속 물질이 흡착 제거되는 제2 흡착부
를 포함하는
하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제1항에서,
상기 제1 방사성 물질이 2가 이상의 이온가(ionic valency)를 갖고, 상기 제1 중금속 물질이 2가 이상의 이온가를 가지며,
상기 제1 흡착부는 2가 이상의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 2가 이상의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제1 흡착 물질을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제2항에서,
상기 제1 흡착 물질은 마그네타이트(magnetite), 막키나와이트(mackinawite), 추카노바이트(chukanovite), 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite), 돌로마이트(dolomite), 일라이트(illite), 또는 몬모릴로나이트(montmorillonite) 중 하나 이상을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제1항에서,
상기 제2 방사성 물질이 1가의 이온가를 갖고, 상기 제2 중금속 물질이 1가의 이온가를 가지며,
상기 제2 흡착부는 1가의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 1가의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착 물질을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제4항에서,
상기 제2 흡착 물질은 큐프라이트(cuprite), 티타네이트 나노라미나(titanate nanolamina), 포타슘 코발트 헥사시아노페레이트(potassium cobalt hexacyanoferrate), 프러시안 블루(prussian blue) 중 하나 이상을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제1항에서,
상기 제1 흡착부를 통과한 제1 환류수가 상기 제1 여과부로 재도입되는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제6항에서,
상기 제2 흡착부를 통과한 제2 환류수가 상기 제1 여과부로 재도입되는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 제1항에서,
상기 제1 여과부 전단에 전처리 필터를 더 포함하고,
상기 전처리 필터에서 상기 제1 방사성 물질 함유수에 포함된 입자성 물질 또는 부유 물질이 여과되는 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템.
- 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하는 제1 여과부에 외부로부터 제1 방사성 물질 함유수를 공급하고, 상기 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물을 여과시킨 후 제1 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수를 방출시키는 단계,
상기 제1 농축수를 제1 흡착부에 공급하여 상기 제1 방사성 물질 및 상기 제1 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제1 흡착 단계,
상기 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수를 역삼투막을 포함하는 제2 여과부에 공급하고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수를 방출시키는 단계, 그리고
상기 제2 농축수를 제2 흡착부에 공급하여 상기 제2 방사성 물질 및 상기 제2 중금속 물질을 흡착 제거시키는 제2 흡착 단계
를 포함하는
하이브리드 방사성 물질 제거 방법.
- 제9항에서,
상기 제1 방사성 물질이 2가 이상의 이온가(ionic valency)를 갖고, 상기 제1 중금속 물질이 2가 이상의 이온가를 가지며,
상기 제1 흡착부는 2가 이상의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 2가 이상의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제1 흡착 물질을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 방법.
- 제9항에서,
상기 제2 방사성 물질이 1가의 이온가를 갖고, 상기 제1 중금속 물질이 1가의 이온가를 가지며,
상기 제2 흡착부는 1가의 이온가를 갖는 방사성 물질 또는 1가의 이온가를 갖는 중금속 물질을 선택적으로 흡착시키는 제2 흡착 물질을 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 방법.
- 제9항에서,
상기 제1 흡착 단계 이후에,
상기 제1 흡착부를 통과한 제1 환류수를 상기 제1 여과부로 재도입시키는 단계를 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 방법.
- 제12항에서,
상기 제2 흡착 단계 이후에,
상기 제2 흡착부를 통과한 제2 환류수를 상기 제1 여과부로 재도입시키는 단계를 포함하는 하이브리드 방사성 물질 제거 방법.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190106005A KR102366654B1 (ko) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 방사성 물질 제거를 위한 하이브리드 시스템 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102366654B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113658736A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 浙江省辐射环境监测站 | 一种利用碳基纳滤膜去除溶液中放射性核素的方法 |
| KR20220138536A (ko) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | 한국원자력연구원 | 자가추진 흡착제 및 이를 이용한 오염수 정화방법 |
| KR20240029612A (ko) | 2022-08-25 | 2024-03-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 하이브리드 막분리 및 흡착제를 이용한 방사성 오염 지하수 처리 장치 및 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0862384A (ja) * | 1994-08-19 | 1996-03-08 | Hitachi Ltd | 沸騰水型原子炉の線量低減方法 |
| KR20170130804A (ko) * | 2016-05-19 | 2017-11-29 | 인하대학교 산학협력단 | 방사성 세슘 흡착용 조성물 및 이의 제조방법 |
| KR20190032247A (ko) * | 2017-09-19 | 2019-03-27 | (주)에스지알테크 | 나노융합소재를 이용하여 방사성 오염수를 처리하는 수처리 시스템 및 그 방법 |
-
2019
- 2019-08-28 KR KR1020190106005A patent/KR102366654B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0862384A (ja) * | 1994-08-19 | 1996-03-08 | Hitachi Ltd | 沸騰水型原子炉の線量低減方法 |
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| KR20190032247A (ko) * | 2017-09-19 | 2019-03-27 | (주)에스지알테크 | 나노융합소재를 이용하여 방사성 오염수를 처리하는 수처리 시스템 및 그 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220138536A (ko) * | 2021-04-05 | 2022-10-13 | 한국원자력연구원 | 자가추진 흡착제 및 이를 이용한 오염수 정화방법 |
| CN113658736A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 浙江省辐射环境监测站 | 一种利用碳基纳滤膜去除溶液中放射性核素的方法 |
| KR20240029612A (ko) | 2022-08-25 | 2024-03-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 하이브리드 막분리 및 흡착제를 이용한 방사성 오염 지하수 처리 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102366654B1 (ko) | 2022-02-23 |
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