KR101523062B1 - 오프라인 모듈형／이동식 방사성 폐액 처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사성 폐액에 함유된 부유입자, 분산성 오일 등 유입 이물질을 용이하게 전처리 제거할 수 있고, 고농도의 염분이 포함된 폐액 중에서 주요 방사성 핵종을 선택적으로 제거하며, 고농도 염분을 포함하는 역삼투막 분리 농축액 2차폐기물(슬러리, 슬러지)을 증발건조 방식에 의해 최소한의 건조염으로 발생시키며, 입자형 이온교환수지 대체 기술을 적용하여 처리수 중의 이온을 최종 제거하여 순수 수준으로 처리하는 기술을 포함한 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 다음과 같은 다수의 공정으로 구성된다.
첫째, 유입폐액 중 부유입자 및 분산성 오일을 전처리 제거하는 용존공기부상공정이다. 이 공정은 저장부에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부에서 이송된 응집제가 제1교반수단에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부와, 상기 혼합부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단에 의해 응집되는 응집부와, 상기 응집부에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부와, 상기 폐액저장부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부로 구성된다.
둘째, 침지형 막분리 공정이다. 이 공정은 용존공기부상공정에서 처리된 폐액에 잔류하는 부유입자를 한번 더 처리 해주는 공정으로 수조와, 다단의 침지형 여과막, 흡입펌프, 에어 버블러 등으로 구성된다.
셋째, 활성탄 공정이다. 이 공정은 침지형 막분리 공정을 통과한 폐액 중 유기물을 전처리 제거하는 공정으로 유입펌프 및 활성탄흡착 컬럼으로 구성되어 있다.
넷째, 선택적 핵종제거 컬럼 공정이다. 이 공정은 다수의 양이온 및 음이온 핵종 제거 컬럼으로 구성된다.
다섯째, 역삼투막 분리 공정이다. 이 공정은 고압 유입펌프 및 다단의 고압 역삼투막 모듈로 구성된다.
여섯째, 축전식탈염장치와 전기탈염장치 결합형 이온제거 공정이다. 이 공정은 축전식탈염장치-전기탈염장치 결합공정 및 정류기로 구성된다.
일곱째, 증발건조공정이다. 이 공정은 역삼투막 분리 공정의 농축액과 2차폐기물(슬러리, 슬러지)를 건조염 형태로 처리하며, 감압증발부, 열교환기(히터, 응축기) 및 건조염 배출부로 구성된다.
본 오프라인 시스템은 쉽게 특정 공정의 모듈을 확장할 수 있는 모듈형/이동식 다단 전처리 설비와 주처리설비로 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 다음과 같은 다수의 공정으로 구성된다.
첫째, 유입폐액 중 부유입자 및 분산성 오일을 전처리 제거하는 용존공기부상공정이다. 이 공정은 저장부에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부에서 이송된 응집제가 제1교반수단에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부와, 상기 혼합부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단에 의해 응집되는 응집부와, 상기 응집부에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부와, 상기 폐액저장부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부로 구성된다.
둘째, 침지형 막분리 공정이다. 이 공정은 용존공기부상공정에서 처리된 폐액에 잔류하는 부유입자를 한번 더 처리 해주는 공정으로 수조와, 다단의 침지형 여과막, 흡입펌프, 에어 버블러 등으로 구성된다.
셋째, 활성탄 공정이다. 이 공정은 침지형 막분리 공정을 통과한 폐액 중 유기물을 전처리 제거하는 공정으로 유입펌프 및 활성탄흡착 컬럼으로 구성되어 있다.
넷째, 선택적 핵종제거 컬럼 공정이다. 이 공정은 다수의 양이온 및 음이온 핵종 제거 컬럼으로 구성된다.
다섯째, 역삼투막 분리 공정이다. 이 공정은 고압 유입펌프 및 다단의 고압 역삼투막 모듈로 구성된다.
여섯째, 축전식탈염장치와 전기탈염장치 결합형 이온제거 공정이다. 이 공정은 축전식탈염장치-전기탈염장치 결합공정 및 정류기로 구성된다.
일곱째, 증발건조공정이다. 이 공정은 역삼투막 분리 공정의 농축액과 2차폐기물(슬러리, 슬러지)를 건조염 형태로 처리하며, 감압증발부, 열교환기(히터, 응축기) 및 건조염 배출부로 구성된다.
본 오프라인 시스템은 쉽게 특정 공정의 모듈을 확장할 수 있는 모듈형/이동식 다단 전처리 설비와 주처리설비로 구성됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 오프라인 모듈형/이동식 방사성 액체폐기물 처리시스템에 관한 것으로, 특히 원자력시설 비상시 혹은 비정상 운영으로 발생하는 방사성 폐액을 처리하기 위한 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 방사성 폐액은 수질관리, 오염 기기의 제염, 방사성 작업복의 세탁 등 원자력시설의 운영 과정에서 발생하는 액체폐기물로서, 이물질, 전도도 유발 물질 등과 함께 이온상태의 방사성 핵종을 포함하고 있으며, 고정 설비형 온라인 시스템에 의해 처리한다.
특히, 후쿠시마 제1 원전 사과와 같은 원자력발전소 중대사고나 원전의 비정상 운영으로 발생된 액체 방사성 폐기물에는 부유입자, 에멀전 오일, 고농도의 염분 등 기존 온라인 설비의 처리한도를 초과하는 이물질이 동시 함유되어 있는 가운데 상대적으로 적은 방사성 핵종이 존재하기 때문에 기존과는 다른 처리 기술이 요구된다.
어느 경우 등 포함된 방사성 핵종의 수준이 낮다 하더라도, 방사성 폐액을 방출하기 전에는 반드시 임의의 수단으로 방사성 폐액에 포함된 방사성 핵종을 방출 제한치 미만으로 제거해야 한다.
여기서, 종래의 온라인 방사성 폐액 처리 장치로는 한국공개특허 제2004-0077088호의 방사성 액체 폐기물 중 부유입자를 전처리 제거할 수 있는 정밀여과분리막 또는 한외여과막, 이온성 물질을 비선택적으로 제거할 수 있는 나노분리막 또는 역삼투분리막, 용존염을 농축과 동시에 건조할 수 있는 증발건조기, 그리고 잔류 이온물질과 방사성 핵종을 제거하는 이온교환탑 등으로 구성된 방사성 액체 폐기물 처리 방법이 제시되어 있다.
그러나 종래 온라인 처리기술은 분산성 오일이나 고농도 염분이 설계한도 이상으로 포함된 폐액을 처리하기 어려운 문제점이 있다.
예를 들면, 기존 온라인 방식은 분산성 오일을 효율적으로 전처리 제거할 수 없기 때문에 후속 공정의 여과막 등이 오일에 오염되어 그 기능이 상실할 뿐만 아니라 대량의 2차 폐기물을 지속적으로 발생시킨다.
따라서 상술한 기존 온라인 설비의 문제점을 해결하기 위해서는 외부 이물질, 고농도 염분 및 방사성 핵종이 동시에 포함된 폐액을 오프라인에서 처리할 수 있는 모듈형/이동식 처리시스템의 개발이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 방사성 폐액에 함유된 부유입자, 분산성 오일 등을 용이하게 제거할 수 있고, 고염도 조건에서 주요 방사성 핵종을 선택적으로 또는 비선택적으로 처리할 수 있는 핵종흡착기술을 포함하며, 처리수에 희박하게 존재하는 핵종의 제거를 위해 기존의 입자형 이온교환수지를 대체하는 기술 등을 포함하며, 최종적으로 방사성 핵종이 포함된 농축수 및 2차 폐기물의 부피를 최대한 줄일 수 있는 증발건조를 포함하는 오프라인 모듈형/이동식 액체 방사성 폐기술 처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 다음과 같은 다수의 공정으로 구성된다.
첫째, 유입폐액 중 부유입자 및 분산성 오일을 전처리 제거하는 용존공기부상공정이다.
이 공정은 저장부에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부에서 이송된 응집제가 제1교반수단에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부와, 상기 혼합부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단에 의해 응집되는 응집부와, 상기 응집부에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부와, 상기 폐액저장부에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부로 구성된다.
둘째, 침지형 막분리 공정이다.
이 공정은 용존공기부상부에서 처리된 폐액에 잔류하는 부유입자를 한번 처리해주는 공정으로 수조와, 다단의 침지형 여과막, 흡입펌프, 에어 버블러 등으로 구성된다.
셋째, 활성탄 공정이다.
이 공정은 침지형 막분리 공정을 통과한 폐액 중 유기물을 전처리 제거하는 공정으로 유입펌프 및 활성탄흡착 컬럼으로 구성되어 있다.
넷째, 선택적 핵종제거 컬럼 공정이다.
이 공정은 다수의 양이온 및 음이온 핵종 제거 컬럼으로 구성된다.
다섯째, 역삼투막 분리 공정이다.
이 공정은 고압 유입펌프 및 다단의 고압 역삼투막 모듈로 구성된다.
여섯째, 축전식탈염장치-전기탈염장치 결합형 이온제거 공정이다.
이 공정은 결합형 축전식탈염장치-전기탈염장치 및 정류기로 구성된다.
일곱째, 증발건조공정이다.
이 공정은 역삼투막 분리 공정의 농축액과 2차 폐기물(슬러리, 슬러지)를 건조염 형태로 처리하며, 감압증발부, 열교환기(히터, 응축기) 및 건조염 배출부로 구성된다.
본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 쉽게 특정 공정의 모듈을 확장할 수 있는 모듈형/이동식 다단 전처리 설비와 주처리설비로 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 폐액에 포함된 부유입자과 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부를 이용하여 방사성 폐액에 함유된 부유입자 및 분산성 오일을 용이하게 전처리 제거할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 주요 핵종을 핵종제거 컬럼에서 선택적으로 제거하며, 염분의 역삼투 분리공정 및 증발건조기에서 비선택적으로 제거 처리되며, 여기서 처리된 액체 폐기물은 최종적으로 축전식탈염장치와 전기탈염장치의 결합 공정에 의해 순수 수준까지 처리되는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 축전식탈염장치부에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제3농축액이 폐액저장부로 이송되어 역삼투 분리막에서 재처리되고, 이어 전기탈염장치부에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제4농축액은 축전식탈염장치부로 이송되어 처리됨으로써, 방사성 핵종이 포함된 농축수의 발생량을 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 처리 대상 액체폐기물의 특성에 따라 특정 공정의 모듈을 손쉽게 확장하거나 운영시 우회할 수 있는 유연성이 있다.
다섯째, 본 발명은 트레일러 차량에 설치됨으로써, 이동 및 설치/운영이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제1실시예를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제2실시예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제3실시예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제1실시예를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제2실시예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제3실시예를 도시한 개략도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템을 도시한 개략도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부(110)와, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집되는 응집부(120)와, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(130)와, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 제거되는 용존공기부상부(140)와, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과되는 침지부(150)와, 상기 침지부(150)에서 이송된 폐액에 포함된 유기물과 방사성 핵종을 흡착제거하는 다단 흡착컬럼부(160)와, 상기 컬럼부(160)를 통과한 폐액이 저장되는 폐액저장부(170)로 이루어지는 본체(100)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템(1000)은 방사성 폐액을 처리하기 위한 본체(100) 및 기타 공정으로 구성되며, 상기 본체(100)에는 혼합부(110), 응집부(120), 폐액저장부(130), 용존공기부상부(140), 침지부(150), 다단 흡착컬럼부(160) 및 폐액저장부(170)가 유기적으로 결합되어 이루어진 시스템이다.
여기서, 상기 혼합부(110)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성된다.
이때, 상기 방사성 폐액 저장부(10)는 본체(100)의 외부에 구성되며, 원자력 발전소 또는 원자력 발전소에서 이용되는 의복, 작업복, 속옷, 신발, 마스크의 물세탁에서 발생하는 방사성 폐액이 저장되며, 방사성 폐액에 포함된 방사성 핵종이 외부로 방사되지 않도록 완전 밀폐된 탱크로 구성될 수 있다.
또한, 상기 응집제 저장부(20)는 본체(100)의 외부에 구성되며, 방사성 폐액에 포함된 방사성 핵종을 응집하기 위한 응집제가 저장되며, 상기 응집제는 폴리아마이드계 응집제가 바람직하다.
여기서, 상기 혼합부(110)에는 제1교반수단(210)이 설치되며, 상기 제1교반수단(210)은 제1회전축의 외주면에 방사상으로 결합되는 제1교반블레이드로 구성될 수 있으며, 상기 제1회전축의 회전에 의해 혼합부(110)에 이송된 방사성 폐액과 응집제가 혼합된다.
또한, 상기 응집부(120)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 혼합부(110)와 연통되며, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집된다.
여기서, 상기 응집부(120)에는 제2교반수단(220)이 설치되며, 상기 제2교반수단(220)은 제2회전축의 외주면에 방사상으로 결합되는 제2교반블레이드로 구성되며, 상기 제2회전축의 회전에 의해 응집부(120)에 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제에 의한 응집속도가 좀 더 증가시킨다.
그리고 상기 폐액저장부(130)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 응집부(120)와 연통되며, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장된다.
또한, 상기 용존공기부상부(140)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 폐액저장부(130)와 연통되며, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 제거된다.
그리고 상기 침지부(150)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 용존공기부상부(140)와 연결되며, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과된다.
여기서, 상기 용존공기부상부(140)와 침지부(150) 사이에는 제2격벽(102)이 설치되며, 상기 제2격벽(102)은 용존공기부상부(140)에서 부상되는 버블, 부유입자, 분산성 오일의 부상경로를 간섭하지 않도록 상단이 침지부(150)를 향하여 경사진 형태로 형성된다.
또한, 상기 컬럼부(160)는 본체(100)의 외부에 형성되며, 침지부(150)와 연통되며, 상기 침지부(150)에서 이송된 폐액이 다단의 컬럼에 통과되어, 폐액에 포함된 유기물과 방사성 핵종이 흡착 제거된 폐액이 생성된다.
그리고 상기 폐액저장부(170)는 본체(100)의 내부에 형성되며, 선택적 핵종제거부(160)와 연통되며, 상기 선택적 핵종제거부(160)를 통과한 폐액이 저장된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템(1000)은 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부(140)를 이용하여 방사성 폐액에 함유된 분산성 오일을 용이하게 제거할 수 있는 작용효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템(1000)의 본체(100)는 내부에 설치된 구성요소들이 모두 밀폐되는 밀폐탱크 형태로 형성될 수 있음을 밝혀둔다.
이는 상기 본체(100)의 내부에서 처리되는 방사성 폐액에 포함된 방사성 핵종이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템(1000)은 용존공기부상부(140)에 버블을 공급하기 위한 구성으로, 응집부(120)에 대기압보다 높은 압력을 가진 공기를 생성하는 압축부(310)와, 공기압축기에서 이송된 공기가 폐액저장부(170)에서 이송된 폐액에 용해되어 용존액이 생성되는 용존액저장부(320)가 추가하여 구성된다.
즉, 상기 압축부(310)는 대기압보다 높은 압력을 가진 공기를 생성하며, 내부에 저장된 공기를 공기압축기로 가압하여 대기압보다 높은 압력을 가진 공기를 생성한다.
또한, 상기 용존액저장부(320)는 공기압축기에서 이송된 공기가 폐액저장부(170)에서 이송된 폐액에 용해되어 용존액이 생성된다.
이때, 상기 용존액저장부(320)에서 생성된 용존액이 용존공기부상부(140)로 이송되면서 용존액에 포함된 공기의 압력이 강하되어 버블이 생성된다.
또한, 상기 침지막(151)은 정밀여과막 또는 한외여과막으로 구성된다.
그리고 상기 다단 선택 흡착컬럼부(160)는 침지부(150)에서 이송된 폐액에 포함된 유기물이 여과되는 카본필터(161)와, 상기 카본필터(161)를 통과한 폐액에 포함된 핵종이 선택적으로 제거되는 다단 핵종흡착칼럼(162)으로 구성된다.
여기서, 상기 카본필터(161)는 침지부(150)에서 이송된 폐액에 포함된 유기물을 여과하는 역할을 한다.
이때, 상기 카본필터(161)는 폐액에 포함된 유기물이 흡착되는 다수의 미세공극이 형성된다.
그리고 상기 다단 선택적 흡착칼럼(162)은 카본필터(161)를 통과한 폐액에 포함된 방사성 핵종을 흡착하는 역할을 한다.
이때, 상기 다단 선택 흡착칼럼(162)은 특정 흡착제가 포함된 칼럼이 다단으로 구성될 수 있다.
이하, 본 발명을 다양한 실시예를 예로 들어 좀 더 상세히 설명한다.
[제1실시예]
도 2는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제1실시예를 도시한 개략도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부(110)와, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집되는 응집부(120)와, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(130)와, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 제거되는 용존공기부상부(140)와, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과되는 침지부(150)와, 상기 침지부(150)를 통과한 폐액에 포함된 유기물과 핵종이 다단 선택적 핵종제거 컬럼부(160)와, 상기 컬럼부(160)를 통과한 폐액이 저장되는 폐액저장부(170)로 이루어지는 본체(100)로 구성된다.
여기서, 상기 본체(100)에는 대기중의 공기를 흡입하는 블로워(400)와, 침지부(150)에서 침지막(151)의 하측에 설치되어, 상기 블로워(400)에서 이송된 공기를 버블 상태로 변환하여 침지막(151)으로 부상시키는 산기관(500)을 추가하여 구성된다.
즉, 상기 블로워(400)는 본체(100)의 외부에 형성되며, 대기중의 공기를 흡입한다.
또한, 상기 산기관(500)은 침지부(150)에서 상기 침지막(151)의 하측에 설치되어, 블로워(400)에서 이송된 공기를 버블 상태로 변환하여, 침지막(151)으로 부상시킨다.
상기 침지막(151)으로 부상된 버블은 상기 침지막(151) 주변에 위치하는 미세입자들이 상기 침지막(151)으로 흡착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
그리고 상기 산기관(500)은 다수의 타공이 형성된 배관으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 블로워(400)는 용존공기부상부(140)에서 부상된 버블과 침지부(150)에서 부상된 버블을 흡입하여 상기 압축부(310)로 이송하는 역할을 한다.
이와 같은 이유는 상기 용존공기부상부(140)에서 부상된 버블과 상기 침지부(150)에서 부상된 버블에 각각 상기 폐액에 포함된 방사성 핵종이 함유될 수 있어, 외부로 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 침지막(151) 주변에 위치하는 미세입자들이 상기 침지막(151)으로 흡착되는 것을 방지하여 침지막(151)의 수명이 연장되는 작용효과가 있다.
[제2실시예]
도 3은 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제2실시예를 도시한 개략도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부(110)와, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집되는 응집부(120)와, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(130)와, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부(140)와, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과되는 침지부(150)와, 상기 침지부(150)에서 이송된 폐액이 다단의 컬럼에 통과되어, 폐액에 포함된 유기물과 핵종이 흡착제거된 폐액이 생성되는 컬럼부(160)와, 상기 컬럼부(160)를 통과한 폐액이 저장되는 폐액저장부(170)로 이루어지는 본체(100)로 구성된다.
여기서, 상기 본체(100)에는 폐액저장부(170)에서 이송된 폐액이 역삼투막을 통과하며 방사성 핵종 및 염분이 제거되는 역삼투장치부(600)와, 상기 역삼투장치부(600)를 투과한 폐액이 축전식탈염장치-전기탈염장치 결합형 공정이 추가되어, 폐액에 희박하게 존재하는 모든 이온을 순차적으로 축전식탈염장치부(700)와 전기탈염장치부(800)를 통해 모두 제거하여 초순수 수준으로 처리한다.
즉, 상기 본체(100)에 역삼투장치부(600)와 축전식탈염장치부(700)-전기탈염장치부(800) 결합 공정을 추가하여 구성할 수도 있다.
여기서, 상기 역삼투장치부(600)는 폐액저장부(170)에서 펌프에 의해 일정 압력이 가해진 폐액이 다단의 반투막에 통과되어, 그 폐액에 포함된 방사성 핵종이 일부 제거된다.
특히, 상기 역삼투장치부(600)는 반투막을 사이에 둔 고농도 용액과 저농도 용액에 있어서, 고농도 용액에 삼투압 이상의 압력을 가하면 고농도 용액의 물이 저농도 용액으로 이동되는 역삼투현상을 이용하여, 방사성 핵종이 제거된 폐액을 회수한다.
상기 축전식탈염장치부(700)는 역삼투장치부(600)를 투과한 폐액이 축전식탈염장치-전기탈염장치 결합 공정을 통과하면서 방사성 핵종을 포함하는 모든 이온을 제거한다.
또한, 상기 축전식탈염장치는 이중전극에 흡착된 방사성 핵종의 흡착한도를 초과한 경우, 전극에 전극 전위를 인가하는 것을 중지하여, 전극에 흡착된 이온 종들을 탈착하여 재생한다.
상기 전기탈염장치부(800)는 축전식탈염장치부(700)에서 이송된 폐액을 3개의 유로로 분산시키는 삼방밸브를 구비하며, 상기 삼방밸브에서 이송된 폐액이 전기탈염장치로 통과되어, 폐액에 포함된 방사성 핵종이 모두 제거된 처리수, 전기탈염장치에서 사용된 전해수 및 축전식탈염장치부(700)에서 축전식탈염장치에 흡착된 방사성 핵종이 포함된 농축수가 각각 배출된다.
여기서, 상기 전기탈염장치는 양이온교환막과 음이온교환막, 그리고 상기 양이온교환막과 음이온교환막 사이에 혼합이온교환수지가 충전되는 탈염실로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 이온교환수지를 교체할 필요 없이 축전식탈염장치와 전기탈염장치를 이용하여 폐액에 함유된 방사성 핵종을 용이하게 제거할 수 있는 작용효과가 있다.
[제3실시예]
도 4는 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템의 제3실시예를 도시한 개략도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부(110)와, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집되는 응집부(120)와, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(130)와, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부(140)와, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과되는 침지부(150)와, 상기 침지부(150)에서 이송된 폐액이 다단의 컬럼에 통과되어, 폐액에 포함된 유기물과 방사성 핵종이 흡착 제거된 폐액이 생성되는 컬럼부(160)와, 상기 컬럼부(160)를 통과하여 처리된 폐액이 저장되는 폐액저장부(170)로 이루어지는 본체(100)로 구성된다.
여기서, 상기 본체(100)에는 침지부(150)에서 이송된 미세입자가 포함된 제1농축액과 역삼투장치부(600)에서 이송된 방사성 핵종이 포함된 제2농축액이 각각 증발건조되는 증발건조부(330)가 추가하여 구성된다.
상기 증발건조부(330)는 제1농축액과 제2농축액을 각각 직접 또는 간접적으로 가열하여 액체를 제거하고 고체만을 걸러내는 역할을 한다.
한편, 상기 축전식탈염장치부(700)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제3농축액이 폐액저장부(170)로 이송되고, 전기탈염장치부(800)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제4농축액이 축전식탈염장치부(700)로 이송된다.
이와 같은 이유는 제3농축액을 폐액저장부(170)로 이송하여 다시 처리하기 위한 것이고, 제4농축액을 축전식탈염장치부(700)로 이송하여 다시 처리하기 위함이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 축전식탈염장치부(700)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제3농축액이 폐액저장부(170)로 이송되고, 전기탈염장치부(800)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제4농축액이 축전식탈염장치부(700)로 이송됨으로써, 방사성 핵종이 포함된 농축수의 발생량을 최대한 줄일 수 있는 작용효과가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템은 차량에 설치할 수 있음으로 이동 및 설치가 용이한 장점이 있다.
10: 방사성 폐액 저장부 20: 응집제 저장부
100: 용존공기부상공정 본체 101: 제1격벽
102: 제2격벽 110: 혼합부
120: 응집부 130: 폐액 저장부
140: 용존공기부상부 150: 침지부
151: 침지막 160: 컬럼부
161: 카본필터 컬럼 162: 다단 선택적 핵종 제거컬럼
170: 폐액저장부 210: 제1교반수단
220: 제2교반수단 310: 압축부
320: 용존액저장부 330: 증발건조부
400: 블로워 500: 산기관
600: 역삼투장치부 700: 축전식탈염장치부
800: 전기탈염장치부
1000: 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템
100: 용존공기부상공정 본체 101: 제1격벽
102: 제2격벽 110: 혼합부
120: 응집부 130: 폐액 저장부
140: 용존공기부상부 150: 침지부
151: 침지막 160: 컬럼부
161: 카본필터 컬럼 162: 다단 선택적 핵종 제거컬럼
170: 폐액저장부 210: 제1교반수단
220: 제2교반수단 310: 압축부
320: 용존액저장부 330: 증발건조부
400: 블로워 500: 산기관
600: 역삼투장치부 700: 축전식탈염장치부
800: 전기탈염장치부
1000: 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템
Claims (10)
- 방사성 폐액 저장부(10)에서 이송된 방사성 폐액과 응집제 저장부(20)에서 이송된 응집제가 제1교반수단(210)에 의해 혼합되어 폐액이 생성되는 혼합부(110)와, 상기 혼합부(110)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자가 응집제와 제2교반수단(220)에 의해 응집되는 응집부(120)와, 상기 응집부(120)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(130)와, 상기 폐액저장부(130)에서 이송된 폐액에 포함된 부유입자와 분산성 오일이 외부에서 공급된 버블과 함께 부상되어 여과되는 용존공기부상부(140)와, 상기 용존공기부상부(140)에서 이송된 폐액이 침지막(151)에 통과되어, 폐액에 포함된 미세입자가 여과되는 침지부(150)와, 상기 침지부(150)에서 이송된 폐액이 다단의 컬럼에 통과되어, 폐액에 포함된 유기물과 핵종이 흡착제거된 폐액이 생성되는 컬럼부(160)와, 상기 컬럼부(160)에서 이송된 폐액이 저장되는 폐액저장부(170)로 이루어지는 본체(100)로 구성되고, 상기 본체(100)에는 대기중의 공기를 흡입하는 블로워(400)와, 침지부(150)에서 침지막(151)의 하측에 설치되어, 상기 블로워(400)에서 이송된 공기를 버블 상태로 변환하여 침지막(151)으로 부상시키는 산기관(500)을 추가하여 구성되고, 상기 블로워(400)는 용존공기부상부(140)에서 부상된 버블과, 침지부(150)에서 부상된 버블을 흡입하여 압축부(310)로 이송하도록 구성됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 응집부(120)에는 대기압보다 높은 압력을 가진 공기를 생성하는 압축부(310)와, 공기압축기에서 이송된 공기가 폐액저장부(170)에서 이송된 폐액에 용해되어 용존액이 생성되는 용존액저장부(320)가 추가됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 제2항에 있어서,
상기 용존액저장부(320)에서 생성된 용존액이 용존공기부상부(140)로 이송되어 용존액에 포함된 공기의 압력이 강하되어 버블이 생성됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 침지막(151)은 정밀여과막 또는 한외여과막으로 구성됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 컬럼부(160)는 침지부(150)에서 이송된 폐액에 포함된 유기물이 여과되는 카본필터 컬럼(161)과, 상기 카본필터컬럼(161)에서 이송된 폐액에 포함된 핵종이 제거되는 다수의 선택적 핵종제거칼럼(162)로 구성됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 본체(100)에는 폐액저장부(170)에서 이송된 폐액이 역삼투막에 통과되어 상기 폐액에 포함된 방사성 핵종이 제거되는 역삼투장치부(600)와, 상기 역삼투장치부(600)에서 이송된 폐액이 축전식탈염장치로 통과되어, 폐액에 포함된 방사성 핵종이 축전식탈염장치로 흡착되는 축전식탈염장치부(700)와, 상기 축전식탈염장치부(700)에서 이송된 폐액이 전기탈염장치로 통과되어, 폐액에 포함된 방사성 핵종이 모두 제거된 처리수가 배출되는 전기탈염장치부(800)가 추가됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 침지부(150)에서 이송된 미세입자가 포함된 제1농축액과 역삼투장치부(600)에서 이송된 방사성 핵종이 포함된 제2농축액이 각각 증발건조되는 증발건조부(330)가 추가됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템. - 제8항에 있어서,
상기 축전식탈염장치부(700)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제3농축액이 폐액저장부(170)로 이송되고, 전기탈염장치부(800)에서 생성된 방사성 핵종이 포함된 제4농축액이 축전식탈염장치부(700)로 이송되도록 구성됨을 특징으로 하는 오프라인 모듈형/이동식 방사성 폐액 처리시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020130156546A KR101523062B1 (ko) | 2013-12-16 | 2013-12-16 | 오프라인 모듈형／이동식 방사성 폐액 처리시스템 |
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| KR1020130156546A KR101523062B1 (ko) | 2013-12-16 | 2013-12-16 | 오프라인 모듈형／이동식 방사성 폐액 처리시스템 |
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| KR101523062B1 true KR101523062B1 (ko) | 2015-06-01 |
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ID=53490661
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- 2013-12-16 KR KR1020130156546A patent/KR101523062B1/ko active Active
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