KR20220078194A - Filter cartridge for removing radioactive cesium and manufacturing method of the same that - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사성 세슘 흡착제거 효율이 우수한 새로운 구성의 방사성 세슘 제거용 필터카트리지 및 이러한 필터카트리지를 용이하게 제조할 수 있는 새로운 방식의 필터카트리지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 통공(112)이 형성된 봉형상의 심재(110)와, 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)와 다공성 보조시트(124)가 적층된 적층체(126)를 상기 세슘흡착용 부직포(122)가 내향되도록 상기 심재(110)에 권취하여 형성된 제1여과부(120)와, 실을 상기 제1여과부(120) 둘레에 권취하여 형성된 제2여과부(130)를 포함하는 필터본체(100): 및 통공(212)이 형성된 원통체로 이루어져서 내부에 상기 필터본체(100)가 내장되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 양단부에 결합되는 마감캡(220)을 포함하는 필터케이지(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지가 제공된다. The present invention relates to a filter cartridge for removing radioactive cesium having a novel configuration excellent in radioactive cesium adsorption and removal efficiency, and to a new method of manufacturing a filter cartridge capable of easily manufacturing such a filter cartridge.
According to the present invention, a laminate 126 in which a rod-shaped core material 110 having a through hole 112 is formed, a cesium adsorption nonwoven fabric 122 to which a zeolite is attached, and a porous auxiliary sheet 124 are laminated is used for the cesium adsorption. A first filtration unit 120 formed by winding the nonwoven fabric 122 on the core 110 so that the nonwoven fabric 122 faces inward, and a second filtration unit 130 formed by winding a thread around the first filtration unit 120 . The filter body 100: and a cage body 210 in which the filter body 100 is built in, and a cylindrical body having a through hole 212 formed therein, and a closing cap 220 coupled to both ends of the cage body 210. A filter cage 200 comprising a; radioactive cesium adsorption filter cartridge comprising a.
Description
본 발명은 방사성 세슘 제거용 필터카트리지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사성 세슘 흡착제거 효율이 우수한 새로운 구성의 방사성 세슘 제거용 필터카트리지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filter cartridge for removing radioactive cesium and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a filter cartridge for removing radioactive cesium of a new configuration excellent in radioactive cesium adsorption and removal efficiency and a method for manufacturing the same.
방사성 세슘(137Cs)은 우라늄의 핵분열 과정에서 얻어지는 방사성 물질로서, 자연 상태에서는 존재하지 않았으나, 핵실험과 원자력발전에 의해 인공적으로 발생된다. 이러한 방사성 세슘이 체내에 축적되면, 면역력 결핍, 불임증 및 골수암, 폐암, 갑상선암, 유방암 등 각종 암을 유발시키는 원인이 된다. Radioactive cesium (137Cs) is a radioactive material obtained during the nuclear fission of uranium. It does not exist in nature, but is artificially generated by nuclear tests and nuclear power generation. When such radioactive cesium accumulates in the body, it causes immune deficiency, infertility, and various cancers such as bone marrow cancer, lung cancer, thyroid cancer, and breast cancer.
특히, 방사성 세슘은 수용액 상에서 쉽게 이온화하여 존재함으로써 물속에서 침전, 여과 등을 통하여 쉽게 제거되지 않는 특징을 가지므로 수계로의 유입시 큰 문제가 될 수 있다In particular, since radioactive cesium is easily ionized and exists in aqueous solution, it is not easily removed through precipitation or filtration in water.
한편, 방사성 세슘 흡착용 필터로 제올라이트가 부착된 부직포를 권취하여 제조된 필터가 제공되고 있는데, 제올라이트가 수 나노미터의 미세기공을 갖고 있어서 오염물질에 대한 제거효율이 높기 때문에 제올라이트를 사용하면 방사성 세슘흡착 제거효과를 얻을 수 있는 것이다. 이러한 제올라이트가 부착된 부직포는 제올라이트와 바인더를 포함된 분산액에 부직포를 침지시킨 후 건조시켜서 제조된다.On the other hand, as a radioactive cesium adsorption filter, a filter manufactured by winding a nonwoven fabric to which a zeolite is attached is provided. Adsorption removal effect can be obtained. The nonwoven fabric to which this zeolite is attached is manufactured by dipping the nonwoven fabric in a dispersion containing zeolite and a binder and then drying.
그런데, 이러한 제올라이트가 부착된 부직포에 있어서 방사성 세슘흡착성능을 높이기 위해서는 바인더 사용량 대비 제올라이트 사용량을 증가시켜야 하는데, 이 경우에는 제올라이트의 부착성이 저하되어 필터제조시 상대적으로 작은 외력이 가해지더라도 제올라이트가 부직포에서 탈리되어 소실되어, 결국 소요되는 수준의 방사성 세슘 흡착성능을 가지는 필터를 제조하기 곤란한 단점을 가진다. However, in order to increase the radioactive cesium adsorption performance in the nonwoven fabric to which such zeolite is attached, the amount of zeolite used should be increased compared to the amount of binder used. It is desorbed and lost, so it is difficult to manufacture a filter having radioactive cesium adsorption performance at the required level.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 방사성 세슘 흡착제거 효율이 우수한 새로운 구성의 방사성 세슘 제거용 필터카트리지 및 이러한 필터카트리지를 용이하게 제조할 수 있는 새로운 방식의 필터카트리지 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to manufacture a filter cartridge for removing radioactive cesium of a new configuration having excellent radioactive cesium adsorption and removal efficiency and a new method of manufacturing a filter cartridge that can easily manufacture such a filter cartridge to provide a way
본 발명의 특징에 따르면, 통공(112)이 형성된 봉형상의 심재(110)와, 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)와 다공성 보조시트(124)가 적층된 적층체(126)를 상기 세슘흡착용 부직포(122)가 내향되도록 상기 심재(110)에 권취하여 형성된 제1여과부(120)와, 실을 상기 제1여과부(120) 둘레에 권취하여 형성된 제2여과부(130)를 포함하는 필터본체(100): 및 통공(212)이 형성된 원통체로 이루어져서 내부에 상기 필터본체(100)가 내장되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 양단부에 결합되는 마감캡(220)을 포함하는 필터케이지(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지가 제공된다.According to a feature of the present invention, a
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 다공성 보조시트(14)는 부직포, 직물, 망체 중에서 어느 하나로 이루어진다.According to another feature of the present invention, the porous auxiliary sheet 14 is made of any one of a nonwoven fabric, a fabric, and a mesh body.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제올라이트에는 프러시안 블루가 담지되거나 또는 상기 실은 프러시안 블루로 염색된 염색사이다.According to another feature of the present invention, Prussian blue is supported on the zeolite, or the yarn is dyed yarn dyed with Prussian blue.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)와, 다공성 보조시트(124)를 적층시켜서 적층체(126)를 만드는 과정; 봉형상의 심재(110)에 상기 적층체(126)를 권취하되, 상기 세슘흡착용 부직포(122)가 내향되도록 권취하여 제1여과부(120)를 형성하는 과정; 상기 제1여과부(120) 위에 실을 권취하여 제2여과부(130)를 형성하는 과정; 및 둘레부에 상기 제1, 2여과부(120,130)가 형성된 심체(20)를 통공(212)이 형성된 원통체로 이루어진 필터케이지(200)에 수납시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지 제조방법이 제공된다.According to another feature of the present invention, the process of making a
이상과 같은 구성의 본 발명은 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포를 사용하되 세슘흡착용 부직포에 다공성 보조시트를 적층하여 세슘흡착기능을 가지는 제1여과부를 형성시킴으로써, 필터제조과정에서 세슘흡착용 부직포에서 탈리되는 제올라이트가 유실되지 않는다. The present invention of the above configuration uses a nonwoven fabric for cesium adsorption to which zeolite is attached, but by laminating a porous auxiliary sheet on the nonwoven fabric for adsorption of cesium to form a first filtration unit having a cesium adsorption function, in the filter manufacturing process, a nonwoven fabric for cesium adsorption There is no loss of zeolite that is desorbed from the
따라서 본 발명에 의한 필터는 제올라이트 함량이 상대적으로 높기 때문에 세슘흡착효율도 우수한 장점을 가진다. Therefore, the filter according to the present invention has an excellent advantage in cesium adsorption efficiency because the zeolite content is relatively high.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 분해사시도
도 2는 상기 실시예의 필터본체의 평면도
도 3은 상기 실시예의 측단면도
1 is an exploded perspective view of a first embodiment of the present invention;
2 is a plan view of the filter body of the embodiment;
3 is a side cross-sectional view of the embodiment;
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예를 보인 사시도 및 단면도이다. 본 발명은 도시된 바와 같이, 세슘흡착을 위한 제올라이트가 함유된 필터본체(100)와, 필터본체(100)가 수용되는 필터케이지(200)로 이루어진다.1 to 3 are perspective and cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention. As shown, the present invention consists of a
상기 필터본체(100)는 내부로 통수가 가능하도록 통공(112)이 배열형성된 심재(110) 표면에 제올라이트가 함유된 제1여과부(120), 제2여과부(130)가 순차적으로 권취되어 이루어진다. In the
상기 제1여과부(120)는 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)와 다공성 보조시트(124)를 적층시킨 적층체(126)를 심재(110) 외주면에 다수 회 권취하여 형성된다. The
상기 세슘흡착용 부직포(122)는 부직포 표면에 제올라이트가 부착된 것으로서, 제올라이트 및 바인더가 혼합된 용액에 부직포를 침지시킨 후 건조시켜 제조된다. 그리고 상기 다공성 보조시트(124)는 부직포, 직물, 망체 등으로 이루어지는데, 다공성 보조시트(124)는 후술하는 바와 같이, 상기 세슘흡착용 부직포(122)에서 제올라이트가 탈리되어 소실되는 것을 방지한다. 물론, 상기 다공성 보조시트(114)는 세슘흡착용 부직포(112)에서 탈리된 제올라이트가 소실되는 것을 방지하는 기능과 더불어 필터여재로서의 기능도 수행한다. The
경우에 따라서는 상기 세슘흡착용 부직포(122)는 프러시안 블루가 담지된 제올라이트가 부착된 것이 사용될 수도 있다. 프러시안 블루(Prussian blue, PB)는 오래전부터 염료로 사용되어 온 물질인데, 다공성 결정격자 구조 특성에 기인하여 세슘에 대한 높은 흡착율을 가지기 때문에 방사성 세슘 흡착물질로 사용된다. 프러시안 블루를 용해시킨 용액에 제올라이트를 침지시키셔 제올라이트에 프러시안 블루가 담지되도록 하는데, 프러시안 블루가 담지된 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)를 사용하여 제1여과부(120)가 형성되면 제1여과부(120)의 세슘 흡착성이 더 향상된다. In some cases, the
한편, 상기 제2여과부(130)는 제1여과부(120)의 둘레부에 실을 감아서 형성되는데, 제2여과부(130)에 의해 제1여과부(120)가 풀어지지 않고 고정된다. 제2여과부(130)를 형성하는 실은 통수성, 차압 등을 고려하여 소정 굵기의 합사나 코드사로 이루어진다. 경우에 따라서는 프러시안 블루로 염색된 염색사로 제2여과부(130)가 형성될 수도 있다. 이와 같이 하면, 제2여과부(130)도 프러시안 블루에 의해 방사성 세슘흡착기능을 가지게 된다. Meanwhile, the
그리고 상기 필터케이지(200)는 통수가 가능하도록 통공이 형성된 케이지본체(210)와, 케이지본체(210)의 양단부에 결합되는 한 쌍의 마감캡(220)으로 이루어져서, 내부에 필터본체(100)가 수용된다. 이러한 필터케이지(200)는 합성수지로 성형되는데, 바람직하게는 도시된 바와 같이, 상기 마감캡(220)의 중앙에는 관통공(222)이 형성되고 관통공(222) 단부에는 내향으로 돌출되어 상기 필터본체(100)의 심체(110)에 끼워지는 보스(222)가 형성된다. And the
이와 같이 마감캡(220)의 보스(222)가 필터본체(100)의 심체(110) 단부에 끼워짐에 따라 필터본체가 필터케이스(200) 내부에서 유동되지 않고 필터케이스(200) 중앙에 고정된다. As described above, as the
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.The manufacturing process of the present invention having the above configuration will be described as follows.
1) 세슘흡착용 부직포(112)와 다공성 보조시트(114)가 적층된 적층체(126)를 만든다.1) A
다공성 보조시트(114) 위에 세슘흡착용 부직포(112)를 적층시켜서 적층체(126)를 만든다. 본 과정에서는 세슘흡착용 부직포(112)와 다공성 보조시트(114)를 단순히 적층시킬 수도 있고, 세슘흡착용 부직포(112)와 가다공성 보조시트(114)가 일체성을 가지도록 바인더 등으로 부착시킬 수도 있다.The cesium adsorption
2) 적층체(126)를 심재(110)에 권취하여 제1여과부(120)를 형성시킨다.2) The
상기 과정에서 만든 적층체(126) 위에 심재(110)를 올려놓고, 적층체(126)를 다수회 권취하여 소정 두께를 가지는 제1여과부(120)를 형성시킨다. 이와 같이 권취시키면 세슘흡착용 부직포(112)가 다공성 보조시트(124) 보다 내향되게 위치된다. The
이와 같이 적층체(126)를 권취하는 과정에서 가해지는 외력에 의해 세슘흡착용 부직포(112)에 부착된 제올라이트가 일부 탈리되기도 하는데, 탈리되는 제올라이트는 다공성 보조시트(126) 위에 떨어져서 세슘흡착용 부직포(112)와 다공성 보조시트(114) 사이에 개재되므로 탈리된 제올라이트가 소실되는 것이 방지된다. 즉, 제올라이트가 세슘흡착용 부직포(122)에 탈리되기는 하나 제올라이트가 세슘흡착용 부직포(112)와 다공성 보조시트(114)의 사이에 개재되므로 제올라이트의 실질적인 함량은 거의 그대로 유지된다.In this way, some of the zeolite attached to the cesium adsorption
3) 제1여과부(120) 위에 실을 권취하여 제2여과부(130)를 형성시킨다.3) The
제1여과부(120) 위에 실을 소정두께를 가지도록 권취하여 제2여과부(130)를 형성시켜서 필터본체(100)를 완성한다. The
4) 필터본체(100)를 필터케이지(200)에 수납시킨다. 4) The
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포를 사용하되 세슘흡착용 부직포에 다공성 보조시트를 적층하여 세슘흡착기능을 가지는 제1여과부를 형성시킴으로써, 다공성 보조시트가 세슘흡착용 부직포를 감싸는 구조를 가지기 때문에, 필터제조과정에서 세슘흡착용 부직포에서 탈리되는 제올라이트가 유실되지 않고 제올라이트의 함량이 거의 그대로 유지된다. The present invention having the above configuration uses a nonwoven fabric for cesium adsorption to which zeolite is attached, but by laminating a porous auxiliary sheet on the cesium adsorption nonwoven fabric to form a first filtration unit having a cesium adsorption function, the porous auxiliary sheet is used for cesium adsorption Since it has a structure surrounding the nonwoven fabric, the zeolite desorbed from the cesium adsorption nonwoven fabric during the filter manufacturing process is not lost and the zeolite content is maintained almost as it is.
따라서 본 발명에 의한 필터는 제올라이트 함량이 상대적으로 높기 때문에 세슘흡착효율도 우수한 장점을 가진다. Therefore, since the filter according to the present invention has a relatively high zeolite content, the cesium adsorption efficiency is also excellent.
Claims (4)
제올라이트가 부착된 세슘흡착용 부직포(122)와 다공성 보조시트(124)가 적층된 적층체(126)를 상기 세슘흡착용 부직포(122)가 내향되도록 상기 심재(110)에 권취하여 형성된 제1여과부(120)와,
실을 상기 제1여과부(120) 둘레에 권취하여 형성된 제2여과부(130)를 포함하는 필터본체(100): 및
통공(212)이 형성된 원통체로 이루어져서 내부에 상기 필터본체(100)가 내장되는 케이지본체(210)와, 상기 케이지본체(210)의 양단부에 결합되는 마감캡(220)을 포함하는 필터케이지(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지.
A rod-shaped core 110 having a through hole 112 formed therein;
A first filtration formed by winding a laminate 126 in which a cesium adsorption nonwoven fabric 122 with zeolite and a porous auxiliary sheet 124 are laminated on the core material 110 so that the cesium adsorption nonwoven fabric 122 faces inward. part 120;
A filter body 100 including a second filtration unit 130 formed by winding a thread around the first filtration unit 120: and
Filter cage 200 comprising a cage body 210 made of a cylindrical body having a through hole 212 formed therein and having the filter body 100 built therein, and closing caps 220 coupled to both ends of the cage body 210 . ); A radioactive cesium adsorption filter cartridge comprising a.
상기 다공성 보조시트(14)는 부직포, 직물, 망체 중에서 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지.
The method of claim 1,
The porous auxiliary sheet 14 is a radioactive cesium adsorption filter cartridge, characterized in that made of any one of a non-woven fabric, a fabric, and a mesh.
상기 제올라이트에는 프러시안 블루가 담지되거나 또는 상기 실은 프러시안 블루로 염색된 염색사인 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지.
The method of claim 1,
A radioactive cesium adsorption filter cartridge, characterized in that the zeolite is loaded with Prussian blue or the yarn is dyed yarn dyed with Prussian blue.
봉형상의 심재(110)에 상기 적층체(126)를 권취하되, 상기 세슘흡착용 부직포(122)가 내향되도록 권취하여 제1여과부(120)를 형성하는 과정;
상기 제1여과부(120) 위에 실을 권취하여 제2여과부(130)를 형성하는 과정; 및
둘레부에 상기 제1, 2여과부(120,130)가 형성된 심체(20)를 통공(212)이 형성된 원통체로 이루어진 필터케이지(200)에 수납시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 세슘 흡착 필터카트리지 제조방법.The process of making a laminate 126 by laminating a cesium adsorption nonwoven fabric 122 to which zeolite is attached and a porous auxiliary sheet 124;
The process of winding the laminate 126 on the rod-shaped core 110, winding the nonwoven fabric 122 for cesium adsorption inwardly to form a first filtering unit 120;
winding a thread on the first filtering unit 120 to form a second filtering unit 130; and
Radioactive cesium adsorption filter comprising a; the process of accommodating the core 20 having the first and second filtering parts 120 and 130 formed on the periphery in a filter cage 200 made of a cylindrical body having through holes 212 formed therein; Cartridge manufacturing method.
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|---|---|---|---|---|
| KR20090075490A (en) | 2008-01-04 | 2009-07-08 | 주식회사 청수테크노필 | Composition structure depth filter and depth filter assembly having the same |
| KR20200124085A (en) | 2019-04-23 | 2020-11-02 | 한국전력기술 주식회사 | Waste liquid Treatment Method for removing radioactive cesium from waste liquid contaminated with radioactive cesium and Apparatus for the Method |
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2020
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