본 연구는 사고 및 재난 발생 시 원자력 산업에서 유출될 수 있는 방사성 오염물질 중 인체 유해성이 높은 세슘이 기존 정수시설에서 제거 가능한지 확인하였으며 세슘의 제거율을 높이기 위하여 프러시안블루와 응집공정을 이용한 실험실 및 실규모 정수시설 실험을 진행하였다. 환경부의 “「인접국가 방사능누출 사고」 위기대응 실무매뉴얼(식·용수분야)”에서 방사성 오염물질 중 세슘 유입 시 정수시설의 대처 방안을 보면 3가지의 방안을 제시하고 있다. 첫 번째로 응집제 투여량 증가, 두 번째는 ...
본 연구는 사고 및 재난 발생 시 원자력 산업에서 유출될 수 있는 방사성 오염물질 중 인체 유해성이 높은 세슘이 기존 정수시설에서 제거 가능한지 확인하였으며 세슘의 제거율을 높이기 위하여 프러시안블루와 응집공정을 이용한 실험실 및 실규모 정수시설 실험을 진행하였다. 환경부의 “「인접국가 방사능누출 사고」 위기대응 실무매뉴얼(식·용수분야)”에서 방사성 오염물질 중 세슘 유입 시 정수시설의 대처 방안을 보면 3가지의 방안을 제시하고 있다. 첫 번째로 응집제 투여량 증가, 두 번째는 분말활성탄의 투입, 세 번째는 염소 주입량 강화이다. 위 3가지는 기존 정수시설의 설비로 대처 가능한 방법으로 유입되는 세슘이 대부분 제거 가능하다고 제시되어 있다. 하지만 국립환경과학원과 서울물연구원에서 발표한 “방사성 물질 정수처리기술 및 제거율 평가연구”와 “물속의 방사성핵종(세슘) 제거율 연구”를 보면 환경부에서 제시하는 대처 방안으로는 세슘의 제거율이 5O%가 넘지 않는 것으로 나타났다. 국립환경과학원에서 발표한 “방사성 물질 정수처리기술 및 제거율 평가연구”의 연구 결과에서는 기존 정수시설에서 세슘의 제거율을 90%까지 높이기 위해서는 합성 제올라이트를 300 mg/L 이상 투입해야 하는 것으로 나타났으며, 서물물환경연구원의 “물속의 방사성핵종(세슘) 제거율 연구”에서는 세슘의 제거율을 80% 이상으로 높이기 위해 원수의 탁도를 80 NTU 이상으로 유지해야 하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 실험실에서 정수 공정별 세슘의 제거율 분석을 하였으며 실규모 정수시설을 이용하여 검증하였다. 실험에 사용한 원수는 하천수를 기반으로 세슘 중 안정동위원소 133Cs를 100 ㎍/L가 되도록 하였다. 실험실에서 정수 공정별 세슘의 제거 실험한 결과, 응집제별 세슘의 제거율은 약 10% 내·외로 나타나는 것을 확인하였으며 탁도 유발물질 주입 시 세슘의 제거율이 40%까지 높아지는 것을 확인하였다. 세슘이 함유된 원수의 모래여과 실험에서는 세슘의 제거율이 약 37%로 나타났으며 오존과 염소를 이용한 소독 실험에서는 세슘의 제거율이 미미한 것으로 나타났다. 세슘의 제거율을 높이기 위하여 세슘과 화학적반응이 높은 프러시안블루를 이용하여 실험을 진행한 결과, 프러시안블루를 5 mg/L 이상 주입 시 세슘이 98% 이상 제거되는 것을 확인하였다. 실험실 결과를 도출 후 정수시설에서 세슘이 제거되는 것을 확인하기 위해 실규모 정수시설에서 비강우와 강우 상황을 고려해 세슘 제거 실험을 하였다. 실험을 진행한 실규모 정수시설은 1,000 m3/d 실험 시설을 활용하였으며 일반 시설 운영 상황인 비강우 시와 강수 후 탁도가 20 NTU 이상일 때의 강우 시 실험으로 진행하였다. 실험 결과, 비강우 시 프러시안블루를 주입하지 않은 기존 정수 공정에서는 세슘의 제거율이 35.2%로 나타났으며 강우 시 세슘의 제거율이 44.6%로 나타났다. 세슘의 제거율을 높이기 위하여 착수정에서 프러시안블루를 1 mg/L 농도가 되도록 주입하여 동일한 실험을 진행한 결과, 비강우 시 세슘의 제거율은 59.1%로 나타났으며 강우시 세슘의 제거율은 74.2%로 나타났다. 실험실에서 프러시안블루가 5 mg/L 주입 시 세슘 제거율이 98% 이상으로 나타난 것으로 볼 때, 정수시설에서 프러시안블루의 주입량을 증가시킬 경우 세슘의 제거율이 더욱 높아질 것으로 판단된다.
본 연구는 사고 및 재난 발생 시 원자력 산업에서 유출될 수 있는 방사성 오염물질 중 인체 유해성이 높은 세슘이 기존 정수시설에서 제거 가능한지 확인하였으며 세슘의 제거율을 높이기 위하여 프러시안블루와 응집공정을 이용한 실험실 및 실규모 정수시설 실험을 진행하였다. 환경부의 “「인접국가 방사능누출 사고」 위기대응 실무매뉴얼(식·용수분야)”에서 방사성 오염물질 중 세슘 유입 시 정수시설의 대처 방안을 보면 3가지의 방안을 제시하고 있다. 첫 번째로 응집제 투여량 증가, 두 번째는 분말활성탄의 투입, 세 번째는 염소 주입량 강화이다. 위 3가지는 기존 정수시설의 설비로 대처 가능한 방법으로 유입되는 세슘이 대부분 제거 가능하다고 제시되어 있다. 하지만 국립환경과학원과 서울물연구원에서 발표한 “방사성 물질 정수처리기술 및 제거율 평가연구”와 “물속의 방사성핵종(세슘) 제거율 연구”를 보면 환경부에서 제시하는 대처 방안으로는 세슘의 제거율이 5O%가 넘지 않는 것으로 나타났다. 국립환경과학원에서 발표한 “방사성 물질 정수처리기술 및 제거율 평가연구”의 연구 결과에서는 기존 정수시설에서 세슘의 제거율을 90%까지 높이기 위해서는 합성 제올라이트를 300 mg/L 이상 투입해야 하는 것으로 나타났으며, 서물물환경연구원의 “물속의 방사성핵종(세슘) 제거율 연구”에서는 세슘의 제거율을 80% 이상으로 높이기 위해 원수의 탁도를 80 NTU 이상으로 유지해야 하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 실험실에서 정수 공정별 세슘의 제거율 분석을 하였으며 실규모 정수시설을 이용하여 검증하였다. 실험에 사용한 원수는 하천수를 기반으로 세슘 중 안정동위원소 133Cs를 100 ㎍/L가 되도록 하였다. 실험실에서 정수 공정별 세슘의 제거 실험한 결과, 응집제별 세슘의 제거율은 약 10% 내·외로 나타나는 것을 확인하였으며 탁도 유발물질 주입 시 세슘의 제거율이 40%까지 높아지는 것을 확인하였다. 세슘이 함유된 원수의 모래여과 실험에서는 세슘의 제거율이 약 37%로 나타났으며 오존과 염소를 이용한 소독 실험에서는 세슘의 제거율이 미미한 것으로 나타났다. 세슘의 제거율을 높이기 위하여 세슘과 화학적반응이 높은 프러시안블루를 이용하여 실험을 진행한 결과, 프러시안블루를 5 mg/L 이상 주입 시 세슘이 98% 이상 제거되는 것을 확인하였다. 실험실 결과를 도출 후 정수시설에서 세슘이 제거되는 것을 확인하기 위해 실규모 정수시설에서 비강우와 강우 상황을 고려해 세슘 제거 실험을 하였다. 실험을 진행한 실규모 정수시설은 1,000 m3/d 실험 시설을 활용하였으며 일반 시설 운영 상황인 비강우 시와 강수 후 탁도가 20 NTU 이상일 때의 강우 시 실험으로 진행하였다. 실험 결과, 비강우 시 프러시안블루를 주입하지 않은 기존 정수 공정에서는 세슘의 제거율이 35.2%로 나타났으며 강우 시 세슘의 제거율이 44.6%로 나타났다. 세슘의 제거율을 높이기 위하여 착수정에서 프러시안블루를 1 mg/L 농도가 되도록 주입하여 동일한 실험을 진행한 결과, 비강우 시 세슘의 제거율은 59.1%로 나타났으며 강우시 세슘의 제거율은 74.2%로 나타났다. 실험실에서 프러시안블루가 5 mg/L 주입 시 세슘 제거율이 98% 이상으로 나타난 것으로 볼 때, 정수시설에서 프러시안블루의 주입량을 증가시킬 경우 세슘의 제거율이 더욱 높아질 것으로 판단된다.
This study confirmed whether cesium, which is harmful to the human body, from among radioactive pollutants that can be leaked from the nuclear industry in the event of an accident or disaster is removed from the water treatment plant. Prussian blue and coagulation process were used to increase t...
This study confirmed whether cesium, which is harmful to the human body, from among radioactive pollutants that can be leaked from the nuclear industry in the event of an accident or disaster is removed from the water treatment plant. Prussian blue and coagulation process were used to increase the removal rate of cesium. Experiments were conducted in laboratories and in full-scale water treatment plant. As a result of conducting a cesium removal test for each type of coagulant in the laboratory, the cesium removal rate was about 10%. When granite weathering soil, illite, and zeolite, which are turbidity-causing substances, were injected, the removal rate of cesium was less than 25%. When the coagulant and the turbidity inducer were injected together, the cesium removal rate was less than 40%. As a result of injecting 5 mg/L of Prussian Blue into water to increase the removal rate of cesium, the removal rate of cesium was 97%. As a result of conducting a cesium removal experiment in a water treatment plant to prove the laboratory results, the removal rate of cesium was 35.2% when Prussian blue was not injected. When 1 mg/L of Prussian blue was injected, the removal rate of cesium was 74.2%. Considering that the removal rate of cesium was 97 percent when 5 mg/L of Prussian blue was injected in the laboratory, the removal rate of cesium is expected to increase if the injection amount of Prussian blue is greater than 1 mg/L in the water treatment plant.
This study confirmed whether cesium, which is harmful to the human body, from among radioactive pollutants that can be leaked from the nuclear industry in the event of an accident or disaster is removed from the water treatment plant. Prussian blue and coagulation process were used to increase the removal rate of cesium. Experiments were conducted in laboratories and in full-scale water treatment plant. As a result of conducting a cesium removal test for each type of coagulant in the laboratory, the cesium removal rate was about 10%. When granite weathering soil, illite, and zeolite, which are turbidity-causing substances, were injected, the removal rate of cesium was less than 25%. When the coagulant and the turbidity inducer were injected together, the cesium removal rate was less than 40%. As a result of injecting 5 mg/L of Prussian Blue into water to increase the removal rate of cesium, the removal rate of cesium was 97%. As a result of conducting a cesium removal experiment in a water treatment plant to prove the laboratory results, the removal rate of cesium was 35.2% when Prussian blue was not injected. When 1 mg/L of Prussian blue was injected, the removal rate of cesium was 74.2%. Considering that the removal rate of cesium was 97 percent when 5 mg/L of Prussian blue was injected in the laboratory, the removal rate of cesium is expected to increase if the injection amount of Prussian blue is greater than 1 mg/L in the water treatment plant.
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