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응집제를 적용한 토양세척 공정에서의 세슘 제염 성능 평가 연구

A Study on the Decontamination Performance of Cesium by Soil Washing Process With Flocculating Agent

Journal of nuclear fuel cycle and waste technology = 방사성폐기물학회지, v.16 no.1, 2018년, pp.41 - 47  

송종순 (조선대학교) ,  김선일 (조선대학교)

초록
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원전사고 및 시설보수 과정에서 방출되는 방사성물질$^{137}Cs$은 토양의 주 오염원 중 하나이다. 세슘으로 인한 토양오염은 주민의 거주 및 공업용지로의 재사용을 위해 제염이 불가피하다. 본 연구에서는 다양한 토양복원 기술 중 국내 외에서 실제 방사성물질로 오염된 토양에 적용한 사례가 있는 토양세척 기술을 선정하였다. 토양세척 공정은 세척제를 사용하여 토양과 세슘의 표면장력을 약화시켜 토양과 세슘을 분리하는 원리이다. 이러한 토양세척 공정의 세척수 재사용을 통해 공정효율을 높이고자 세척수에 응집제를 적용하여 미세토양 및 세슘의 제거 성능 실험을 수행하였다. ICP-OES를 통해 세슘 수용액에 토양을 첨가하여 세슘을 흡착시킨 후 응집제를 첨가하여 세슘의 농도를 측정하였으며 응집제 적용시 최대 세슘 제거율은 약 88%, 최소는 67%였다. Visual MINTEQ Code를 통한 세슘과 토양과의 종결합을 예측하였으며 탁도 측정을 통해 응집제 투여 후 탁도를 측정하여 세척수의 재사용 여부 및 미세토양 제거율을 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Radioactive substances, especially $^{137}Cs$ discharged in the course of Nuclear Power Plant Accident or maintenance of power plants, cause contamination of the soil. For habitation of residents and reuse of industrial land, it is inevitably necessary to decontaminate the soil. This stud...

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  • 다량의 폐액을 발생시키는 산(Acid) 세척수 대신 물을 이용하고, 또한 응집제를 이용한 세척수 재사용을 통해 보다 경제적이고 효율적인 공정이 이루어질 수 있을 것이다. 본 논문에서는 세척수를 물로 사용하는 토양세척 공정에서 세척수의 재활용을 통한 공정효율을 높이기 위해 응집제를 적용하여 세척수 내에 포함되어있는 미세토양과 세슘을 침전하여 제거하는 환경을 가정하여 실험을 수행하였다. 수용액에 토양을 첨가하여 세슘을 흡착시킨 후 응집제를 첨가하여 ICP-OES를 통해 잔여 세슘의 농도를 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
원전 해체 시에도 방사성물질로 토양오염이 발생할 수 있는데, 이러한 사례에는 무엇이 있는가? 또한 원전 해체 시에도 방사성물질로 토양오염이 발생할 수 있다. 사례로는 Connecticut Yankee 원전의 해체가 있다. 해체 중 예기치 못하게 토양이 방사성 물질로 오염되어 있어 해체 공정이 지연된 사례가 있다.
토양세척 공정의 원리는 무엇인가? 이러한 토양세척 공정의 원리는 적절한 세척제를 사용하여 토양과 세슘의 표면장력을 약화시켜 토양과 세슘을 분리하는 원리이다. 제염의 효율을 결정하는 주요 인자는 세척수 선정에 있다.
세슘으로 인한 토양오염에서 제염이 필요한 이유는 무엇인가? 원전사고 및 시설보수 과정에서 방출되는 방사성물질 중 $^{137}Cs$은 토양의 주 오염원 중 하나이다. 세슘으로 인한 토양오염은 주민의 거주 및 공업용지로의 재사용을 위해 제염이 불가피하다. 본 연구에서는 다양한 토양복원 기술 중 국내 외에서 실제 방사성물질로 오염된 토양에 적용한 사례가 있는 토양세척 기술을 선정하였다.
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참고문헌 (11)

  1. J.S. Song and S.I. Kim, "A Study on The Assessment of Treatment Technologies for Efficient Remediation of Radioactively-Contaminated Soil", J. Nucl. Fuel Cycle Waste Technol., 14(3), 245-251 (2016). 

  2. W.S. Kim, S.S. Kim, G.N. Kim, U.R. Park, and J.K. Moon, "Improved Treatment Technique for the Reuse of Waste Solution Generated from a Electrokinetic Decontamination System", J. Nucl. Fuel Cycle Waste Technol., 12(1), 1-6 (2014). 

  3. G.N. Kim, W.K. Choi, C.H. Jung, and J.K. Moon, "Development of a Washing System for Soil Contaminated with Radionuclides Around TRIGA Reactors", JKSIEC, 1(3), 406-413 (2007). 

  4. W.J. Oh, H.J. Won, C.H. Jung, W.K. Choi, G.N. Kim, and G.W. Lee, "Decontamination Technology Development for Nuclear Research Facilities", KAERI Technical Report, RR-2416 (2003). 

  5. Technology Reference Guide for Radioactively Contaminated Media, U.S.EPA, EPA 402-R-07-004 (2007). 

  6. T.J. Casey, "Unit Treatment Process in Water and Wastewater Engineering", AQUAVARRA RESEARCH LIMITED, Blackrock Co. Dublin, 39-43, Wiley Press, New York (2006). 

  7. J.P. Gustafsson, "Visual MINTEQ Ver3.1 manual", Royal Institute of Technology, Sweden (2000). 

  8. B.Y. Jung, K.S. Lee, M.G. Kim, Y.H. Choi, M.K. Kim, and J.Y. Cho, "Physico-Chemical Properties of Rainfall Interception Culture and Open Field Culture Soil of of Rubus sp. in Gochang-gun, Jeollabuk-do", Korean J. Soil Sci. Fert, 41(5), 303-309 (2008). 

  9. J.S. Yoon, "Absorption Characteristics of heavy metals in soils and their removal efficiency of soil washing technique using EDTA and NTA", Thesis of Master's degree, Seoul National University (1999). 

  10. H.S. Lee, Y.H. Choi, H.J. Choi, and H.S. Kang, "Development of Periodic Safety Review Technology for Nuclear Power Plant", KAERI, KAERI/RR-2245/2011 (2001). 

  11. K.H. Park, "Based on guidelines for water reuse facility design and maintenance", Korea Water and Wastewater Works Association, Ministry of Environment, GSDS Press, Seoul (2007). 

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