초록 ▼

1.나노여과막의 운전 및 분리 특성 연구 나노여과 단독 공정의 실험을 위해서 막의 투과압력(운전압력 0.25MPa ∼ 0.6MPa)에 따른 유량변화와 제거율의 변화를 살펴본 후 나노여과막의 특성에 따른 방사성 핵종의 분리특성에 대해서 연구를 수행하였다. 막의 Fouling문제 등을 고려하여 분극분자량과 막의 재질을 다음과 같이 선택하여 방사성 핵종과의 분리선택성을 연구하였다. 1.나도여과막 (NTR7410)-분리막의 고분자재료(Polysulfonate)-탈염율(15%) 2.나도여과막(NTR7250)-분리막의 고분자재료(Polyvin

1.나노여과막의 운전 및 분리 특성 연구 나노여과 단독 공정의 실험을 위해서 막의 투과압력(운전압력 0.25MPa ∼ 0.6MPa)에 따른 유량변화와 제거율의 변화를 살펴본 후 나노여과막의 특성에 따른 방사성 핵종의 분리특성에 대해서 연구를 수행하였다. 막의 Fouling문제 등을 고려하여 분극분자량과 막의 재질을 다음과 같이 선택하여 방사성 핵종과의 분리선택성을 연구하였다. 1.나도여과막 (NTR7410)-분리막의 고분자재료(Polysulfonate)-탈염율(15%) 2.나도여과막(NTR7250)-분리막의 고분자재료(Polyvinyl Alcohl/Polyamide)- 탈염율(50%) 3.나도여과막(NTR729HF)-분리막의 고분자재료(Polybinyl Alcohl/Polyamide-탈염율(92%) 4.나도여과막(NF45)-분리막의 고문자재료(Polypiperazine-amide)-탈염율(58%)
2. 나노여과막 특성에 따른 핵종의 분리 메카니즘 및 염의 선택성 연구 분리막에 따른 영향을 살펴보기 위해서 전하밀도 및 막세공 크기가 서로 다른 네종류 분리막을 이용해서 분리막의 특성이 방사성 핵종의 제거효율에 미치는 영향과 분리막을 통한 이온의 이동에 관한 연구를 수행하였으며 붕산, 나트륨 같은 무해성염의 제거율과 방사성 핵종의 제거율에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다.
3.나노여과막을 통한 착물-방사성 핵종의 분리 및 착물형성 메카니즘 연구 고분자 리간드를 이용하여 나노여과의 효율 및 선택성을 향상시켰다. 화학적 전처리 즉 착물형성에 따른 제거특성 실험은 모의 방사성 폐액내에 PM(Polyacrylic acid)를 주입하여 혼합한 후 나노여과를 실시하였으며 착물형성에 따른 제거율 향상과 작물형성 메카니즘에 대해 고찰하였다.
4. 착물-나노여과에 의한 제거율 향상과 핵종/염의 분리 선택성 연구 모의 폐액 및 PAA의 농도를 변화시켜 가며 방사성 핵종의 제거율을 향상시켰다. 최적 PAA와 핵종의 몰비가 결정되면 적절한 범위에서 pH를 변화시켜가며 착물 형성에 대한 PH의 영향 및 핵종/염의 선택성 변화도 연구 하였다. 제거대상 물질의 동시 제거 특성의 연구를 위해서는 $Co^{2+}$와 $Sr^{2+}$ 모두가 포함된 모의 폐액내메 PAA를 주입하여 혼합한 후 나노여과를 실시하고 여과압력 변화, 투과시간 및 막의 오염 에 따른 여과수질 및 수량변화에 대해 연구하였다.

Abstract ▼

Selective removal of cobalt and strontium species from simulated radioactive liquid waste was investigated with four nanofiltration membranes at various solution pH levels, initial cobalt concentrations, and background ion concentrations. Substantial rejection of radioactive species by NF W3S achiev

Selective removal of cobalt and strontium species from simulated radioactive liquid waste was investigated with four nanofiltration membranes at various solution pH levels, initial cobalt concentrations, and background ion concentrations. Substantial rejection of radioactive species by NF W3S achieved, though depended on the level of liquid pH and the presence of background species. Greater cobalt and strontium rejection at increased pH was attributed to the formation of carbonate precipitates, rather than that of hydroxide ones, which was well understood with a systematic approach to the examination of natural carbonate equilibria in open and closed systems. A loose NF membrane such as NTR7410 gave as high a rejection as other tighter ones due to the strong influence of electrostatic rejection, particularly at low pH where no cobalt precipitation was occurring. The complexation reaction between cobalt and boric acid inhibited the formation of cobalt precipitates resulting in lower cobalt rejection and solution turbidity even at high pH levels. The Co-0-B bonding that could be expected to exist in the complex of cobalt and boric acid was observed with the analyses of near infrared (NIR) spectroscopy. However background ions had little effect on strontium rejection under the same experimental conditions. Nearly complete Co and Sr removal was possible with the addition of a polymeric complexing agent such as PAA. Reasonable permeation of background salts such as sodium and boric acid was accomplished by the NF membranes used, showing premise for their selectivity of target radioactive species and background ions involved.

목차 Contents

• 제 1장 서론...9
  1절 연구개발의 필요성...9
  2절 연구개발의 목적...9
  3절 연구개발의 범위...11
  제 2장 국내·외 기술개발 현황...12
  1절 방사성 폐기물처리의 일반현황...12
  2절 나노여과를 이용한 방사성 액체 폐기물의 처리...13
  제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과...15
  1절 연구수행 방법...15
  2절 연구내용...20
  1. 나노여과막의 운전 및 분리특성연구...20
  2. 나노여과막 특성에 따른 핵종의 분리 메커니즘 및 염의 선택성 연구...21
  3. 수용액 중의 이온의 상호작용에 의한 영향...21
  4. 착물형성을 이용한 나노여과의 선택성 향상...21
  3절 연구결과...22
  1. 분리막의 투과유량...22
  2. pH 및 방사성 핵종 초기농도의 영향...23
  3. 방사성 핵종의 제거에 미치는 분리막 종류의 영향...34
  4. 배경이온이 방사성 핵종의 제거에 미치는 영향...36
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