Tepco의 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소는 계속해서 물을 냉각시켜 2011년 3월 원자력 사고에서 생산된 용융 핵연료를 만들고 있으며, 매일 고농도의 방사성 물질로 오염된 물을 생산하고 있습니다.또한, 원자로 발전소에 갇혀 있는 고농도 방사성 물질로 오염된 물도 발전소로 유입되는 지하수, 빗물과 혼합되어 더 많은 오염수를 생성하게 됩니다.
후쿠시마 제1원전은 2011년부터 현재까지 사고로 발생한 오염수에 포함된 방사성 물질을 하수처리시설(다중핵종 제거설비 ALPS 등 포함)을 통해 정화하고 있다.ALPS 처리 및 스트론튬 처리 후의 물은 공장 내 저장탱크에 저장됩니다.또한 공장에는 1,073개의 저장탱크가 있다.2023년 5월 18일 현재 ALPS 처리수 저장조 1,033개소, 스트론튬 처리수 저장조 27개소, 해수담수화플랜트(RO) 처리수 12개소, 농축염수 1개소 등 총 처리량은 약 133만4천톤이다.
하수처리 공정: 원자로 노심의 냉각수와 해수를 혼합한 후 인근 중유와 터빈유를 혼합하여 하수를 기름과 염분을 함유한 방사성 폐액으로 만드는 공정입니다.그 중 세슘134와 세슘137은 γ 방사능이 강하고 방사능 농도도 극도로 높기 때문에 직원의 방사선 안전을 확보하려면 폐액을 먼저 처리해야 한다.
하수는 1차 세슘흡착장치 1세트(유수분리장치+흡착장치+응집침전장치, 600톤/일 2계열)를 통과하고, 2차 세슘흡착장치(전여과+세슘흡착+3차)를 통과한다. 중간 여과 장치, 1200톤/일 1 시리즈).이후 역삼투 RO 막 농축 및 여과 장치를 통해 담수화한 후 각종 방사성 핵종을 농축수로, 액체를 다시 원자로 응축수 탱크로 이송, 이동 장치를 통해 농축수를 담수화(600톤/일, 1920톤/일), RO 농축수 처리 장치(500~900톤일, 증발결정화), 다핵종 제거장치 3개 ALPS(기존 250톤/일 3시리즈/개량 250톤/일 3시리즈 50톤/고성능 500톤/일)을 ALPS 처리수에 임시 보관한 후 탱크와 스트론튬 처리 물 탱크.
다핵종 제거 장비(ALPS)는 첨단 액체 처리 시스템(Advanced Liquid Processing System)의 줄임말로 주로 흡착 공정을 사용하며 방사성 핵종 이온, 콜로이드를 선택적으로 흡착 처리합니다.세슘137, 세슘134 제거 및 담수화 처리 후 철염과 탄산염을 2단계로 첨가하여 공침(전처리)하여 흡착효과에 영향을 미칠 수 있는 폐수 성분을 제거하였다.철염 공침은 α방사성 핵종, 코발트 60, 망간 54를 주로 제거하고, 탄산염 공침은 칼슘과 마그네슘을 제거한다.철염 공침과 탄산염 공침으로 생성된 슬러지는 농축되어 HIC 저장탱크로 배출되어 집중저장됩니다.
ALPS 전처리 장비
① 철염 공침처리설비 :
약물 첨가 공정: 차아염소산나트륨과 염화제이철을 첨가한 후 가성소다를 첨가하여 수산화철을 생성하여 PH 값을 조정한 다음 응집제로 폴리머를 첨가합니다.제제의 주성분 : 수산화철(Ⅲ)
② 탄산염공침전처리설비 :
약물 첨가 공정: 침전조에 탄산나트륨과 가성소다를 첨가하여 2가 금속 탄산염을 생성합니다.제제의 주성분은 탄산칼슘, 탄산마그네슘이며, 침전슬러지 중 탄산칼슘과 탄산마그네슘의 비율은 약 3/5이다.
슬러지는 흡착제보다 입자가 작기 때문에 HIC에 저장되면 슬러지의 수분을 제거하기 어렵습니다.전처리 과정에서 슬러지를 농축하여 HIC에 투입하기 전 수분의 양을 줄입니다.
이 문서에는 핵폐수에 대한 다른 처리 기술이 요약되어 있습니다.
1, 화학적 침전법
화학침전은 폐수 속에 미량의 방사성핵종을 함유한 침전물을 공침시키는 방법이다.폐수에 포함된 수산화물, 탄산염, 인산염 및 기타 방사성 핵종 화합물은 대부분 불용성이므로 처리 과정에서 제거할 수 있습니다.화학적 처리의 목적은 방사성 핵종을 소량의 슬러지로 이송 및 농축하여 퇴적된 폐수의 방사능이 거의 없어 배출 기준을 충족시키는 것입니다.
이 방법의 장점은 비용이 저렴하고, 로그 방사성 핵종의 제거 효과가 좋으며, 비방사성 성분을 처리할 수 있고, 그 농도와 폐수의 양이 상당하며, 처리 시설과 기술의 사용이 상당히 성숙한 경험을 가지고 있다는 것입니다.
현재 철염, 알루미늄염, 인산염, 소다 및 기타 침전제가 가장 일반적으로 사용됩니다.응축과정을 촉진시키기 위해 점토, 활성실리카, 고분자전해질 등의 응고제를 첨가한다. 제거가 어려운 세슘, 루테늄, 요오드 및 기타 방사성핵종은 세슘 등 특수 화학침전제로 제거해야 한다. 철 페로시안화물 및 구리 페로시안화물로 침전될 수 있습니다.어떤 사람들은 금속 함유 방사성 폐수를 처리하기 위해 불용성 전분 xanogenate를 사용하며 처리 효과가 좋고 적용 범위가 넓으며 방사성 제거율> 90 %이며 잔류 황화물이 없기 때문에 폐수 처리에서 이온 교환 응집제의 탁월한 성능입니다. , 그래서 폐수 처리에 더 적합합니다.
2, 이온교환법
많은 방사성 핵종은 물 속에서 이온 상태로 존재하며, 특히 화학적 침전 후 방사성 폐수는 부유 및 콜로이드 방사성 핵종의 제거로 인해 나머지는 거의 이온화된 핵종이며 대부분이 양이온입니다.그리고 방사성 핵종은 물 속에 미량으로 존재하므로 이는 이온 교환 처리에 적합하며, 비방사성 이온 간섭 없이 이온 교환이 오랫동안 효과적으로 작동할 수 있습니다.대부분의 양이온 교환 수지는 방사성 스트론튬에 대한 높은 제거 능력과 큰 교환 능력을 가지고 있습니다.페놀양 수지는 방사성 세슘을 효과적으로 제거할 수 있으며, 대형 다공성 양 수지는 방사성 양이온을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 흡착을 통해 복합체 형태의 지르코늄, 니오븀, 코발트 및 루테늄을 제거할 수 있습니다.그러나 이 방법에는 치명적인 약점이 있다.폐액 중 방사성 핵종이나 비방사성 이온의 함량이 높으면 수지층이 곧 침투하여 파손되며, 일반적으로 방사성 폐수를 처리하는 수지가 재생되지 않으므로 일단 효과가 즉시 교체됩니다.
이온 교환 방식은 이온 교환 수지를 채택하여 염분 함량이 낮은 폐액에 적합합니다.염분 함량이 높을수록 이온 교환 수지 사용 비용이 선택 공정보다 높습니다.이는 주로 선택성이 낮은 수지는 방사성 핵종과 큰 연관성을 가지고 있습니다.방사성폐수 정화에 있어서 전기투석법은 이온교환과정의 이용효율을 높일 수 있다.
3. 흡착방법
흡착법은 다공성 고체물질에 의해 물 속의 중금속 이온을 제거하는 효과적인 방법입니다.흡착법의 핵심기술은 흡착제의 선택이다.일반적으로 사용되는 흡착제는 활성탄, 제올라이트, 카올린, 벤토나이트, 점토 등입니다.그중에서도 제올라이트는 함량이 낮고 안전하며 구하기 쉽다.다른 무기 흡착제와 비교하여 제올라이트는 흡착 능력이 더 크고 정화 효과가 더 좋습니다.제올라이트의 정화능력은 다른 무기흡착제에 비해 최대 10배에 달해 경쟁력이 매우 높은 수처리제입니다.수처리 공정에서 흡착제로 자주 사용되며 이온 교환제 및 필터 역할을 합니다.
활성탄은 흡착력이 강하고 제거율이 높지만 활성탄 재생 효율이 낮고 수질 처리가 재사용 요구 사항을 충족하기 어렵고 가격이 비싸며 적용이 제한됩니다.최근에는 흡착능력을 갖춘 다양한 흡착물질이 점차 개발되고 있다.관련 연구에 따르면 키토산과 그 유도체는 중금속 이온에 대한 우수한 흡착제인 것으로 나타났습니다.키토산 수지를 가교시킨 후 여러 번 재사용할 수 있으며 흡착 능력이 크게 감소하지 않습니다.중금속 폐수 처리용 개량 세그라바이트는 Co, Ag에 대한 흡착 능력이 우수하며, 처리된 폐수 중 중금속 함량이 하수 종합 배출 기준치보다 현저히 낮습니다.
4. 증발 및 농축
증발농축법은 농축계수와 정화계수가 높아 중·고준위 방사성폐수 처리에 주로 사용됩니다.증발 방식은 방사성 폐수를 증발 장치로 보내고 가열 증기를 도입하여 물을 수증기로 증발시키는 방식으로 작동하며 방사성 핵종은 물에 남아 있습니다.증발하는 동안 형성된 응축수 공정은 배출되거나 재사용되고 농축된 액체는 추가로 경화됩니다.증발농축법은 휘발성 핵종 및 쉽게 거품이 발생하는 폐수를 처리하는 데 적합하지 않습니다.높은 열 소비 및 높은 운영 비용;부식, 스케일링, 폭발과 같은 잠재적인 위협은 설계 및 운영 시 고려되어야 합니다.증기 이용률을 향상시키고 운영 비용을 절감하기 위해 국가에서는 증기 압축 증발기, 필름 증발기, 진공 증발기 및 기타 새로운 증발기와 같은 새로운 증발기 개발에 노력을 아끼지 않았으며 놀라운 결과를 얻었습니다.
5, 막 분리 기술
멤브레인 기술은 방사성 폐수를 처리하는 보다 효율적이고 경제적이며 신뢰할 수 있는 방법입니다.막분리 기술은 수질이 양호하고, 상변화가 없으며, 에너지 소비가 적은 등의 특성을 갖고 있어 막기술에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다.
해외에서 사용되는 막 기술은 주로 정밀여과, 한외여과, 나노여과, 수용성 고분자막 여과, 역삼투(RO), 전기투석, 막증류, 전기화학적 이온교환, 액체막, 페라이트 흡착여과막 분리 및 음이온교환지 등을 포함합니다. 막 및 기타 방법.
6, 생물학적 처리 방법
생물학적 치료에는 식물복원 및 미생물학적 방법이 포함됩니다.식물 정화는 녹색 식물과 근권 토착 미생물의 조합을 사용하여 환경에서 오염 물질을 제거하는 새로운 현장 처리 기술입니다.
기존 연구 결과에 따르면 적용 가능한 생물학적 정화 기술로는 주로 인공습지 기술, 근권 여과 기술, 식물 추출 기술, 식물 양생 기술, 식물 증발 기술 등이 있다.결과는 물 속의 거의 모든 우라늄이 식물의 뿌리에서 농축될 수 있음을 보여줍니다.
저방사성 폐수의 미생물 처리는 1960년대에 개발된 새로운 공정입니다.방사성폐수에서 우라늄을 제거하는 연구는 국내외에서 일부 진행되고 있으나 현재는 대부분 실험적 연구단계에 머물러 있다.
생명공학의 발전과 미생물과 금속 사이의 상호 작용 메커니즘에 대한 추가 연구로 인해 사람들은 방사성 폐수 오염을 제어하기 위해 미생물을 사용하는 것이 매우 유망한 방법이라는 것을 점차 깨닫고 있습니다.미생물 박테리아를 생물학적 처리제로 사용하여 우라늄과 같은 방사성 핵종을 수용액에서 고효율, 저비용, 적은 에너지 소비로 흡수 및 회수하고 2차 오염물질이 없습니다.따라서 방사성 폐기물의 감소가 달성될 수 있으며 핵종의 재생 또는 지층 처분에 유리한 조건을 조성할 수 있습니다.
7, 자기분자법
Mag-American Electric Power Research Institute(EPRI)는 스트론튬, 세슘, 코발트와 같은 방사성 폐기물의 생성을 줄이기 위해 Mag-Mole-cue 방법을 개발했습니다.이 방법은 페리틴(ferritin)이라는 단백질을 기반으로 자성분자를 이용하여 변형시켜 오염물질을 선택적으로 결합시킨 후 자석으로 용액에서 제거한 후 역세 자기여과층을 통해 결합된 금속을 회수하는 방식이다.페리틴(Fer-ritin)은 유기체에 편재하는 다기능 다중소단위 단백질입니다.이 단백질은 묽은산 저항성(pH <2.0), 묽은 알칼리 저항성(pH= 12.0) 및 고온 저항성(70~75C 수온에서 불변)을 가지고 있습니다.페리틴 연구의 발전으로 체외에서 단백질 껍질 나노공간을 이용한 새로운 기능 연구에 큰 진전이 있었습니다.시험관 내 연구에 따르면 페리틴은 시험관 내에서 중금속 이온을 저장하는 능력이 있는 것으로 나타났습니다.또한 이전 연구에서는 철 이온 탐침과의 경쟁으로 페리틴 저장 및 철 방출 메커니즘을 연구하기 위해 다른 중금속 이온을 사용하는 데 중점을 두었으며, 최신 연구에서는 페리틴을 사용하여 금속 이온을 포획할 수 있는 특성과 특성을 보여줍니다. 저항의 페리틴 반응기를 구축하고 중금속 이온에 의한 수질 오염 정도를 현장에서 지속적으로 모니터링하는 데 사용됩니다.시험관 내 특정 조건에서 FeS, CdS, Mn3O4, Fe3O4 자철 코어 및 방사성 물질의 우라늄 핵과 같은 일부 금속 핵이 페리틴 단백질 껍질의 나노 공간에 성공적으로 조립되었습니다.
8, 불활성 경화 방법
Penn State University와 Savannah River National Laboratory는 특정 저등급 방사성 폐기물을 안전한 처리를 위해 고형체로 처리하는 새로운 방법을 개발했습니다.이 새로운 공정은 고알칼리성, 저활성 방사성 폐액, 즉 폐액을 불활성 경화체로 안정화시키기 위해 저온(<90C) 응고 방법을 사용합니다.과학자들은 최종 경화제를 "하이드로세라믹"(일반 연소 다공성 세라믹)이라고 불렀습니다.최종 경화체는 매우 견고하고 안정적이며 내구성이 있으며 자연의 암석 형성과 유사한 과정인 제올라이트 구조에 방사성 핵종을 보유하고 있다고 그들은 말합니다.
9, 제로 가격 철 침출 반응벽 기술
투과여과 반응벽(Permeable Reactive Barrier, PRB)은 유럽과 미국의 선진국에서 오염된 지하수의 오염된 성분을 제거하기 위해 현장에서 사용되는 새로운 방법입니다.PRB는 일반적으로 지하수 흐름 방향과 직각으로 지하 대수층에 설치됩니다.오염된 지하수 흐름이 자체 동수경사 작용에 따라 반응벽을 통과할 때 오염 물질은 벽의 반응 물질과 물리적, 화학적 반응을 일으키고 제거되어 오염 정화 목적을 달성합니다.
수동 유지 관리가 거의 필요하지 않고 비용도 매우 저렴한 수동적 수리 기술입니다.PRB 기술의 중요한 분야인 Fe2O-PRB 기술은 많은 국가와 지하수 오염 처리의 여러 측면에서 연구 및 개발되어 왔으며 반응 메커니즘, 구조 및 설치 연구에서 만족스러운 결과를 얻었습니다. PRB의 새로운 활물질 연구.중국 학자들은 우라늄 광미에서 발생하는 방사성 폐수의 복원(처리)을 위해 저가 철로 대표되는 활성 침출벽 기술을 연구하기 시작했으며, 그 연구는 어느 정도 성과를 거두었습니다.
담당자: Jerry zhang
전화 번호: +86 18795688688
팩스: 86-510-8755-2528
