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일반기술 원자력 > 방사화학

감마선 및 티타늄을 이용한 하수 처리용 방사선 조사장치

◦ 본 기술은 감마선 및 티타늄을 이용한 하수 처리용 방사선 조사장치에 관한 것이다.◦ 일반적으로 화학 폐수 및 폐기물 침출수 등의 난분해성 폐수를 정화하는데는 화학약품에 의한 방법을 사용하는데, 이와 같은 화학적 폐수처리시스템에서는 미생물의 처리가 이루어지지 않고 화학약품에 의존하기 때문에 운전비용이 높으며,처리수에 산화제 등이 포함된 상태로 외부로 방류되기 때문에 하천 생태계를 하게 되는 2차 오염의 폐단이 있다.◦ 상기와 같은 화학약품을 이용한 폐수처리시스템의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 폐수처리장치는 용존성 유기물질을 생물분해성 유기물질로 전환시키는 오존 접촉단계, 이 오존 접촉단계를 거친 폐수에 산소를 공급하여 폐수 중의 용존 산소량을 증가시켜 미생물에 의해 생물분해성 유기물을 분해처리하는 산소활성단계, 이 산소활성단계를 거친 폐수중의 오니를 침강 분리시키는 침전단계, 상기 산소활성단계와 침전단계를 거친 폐수에 오존을 재공급하여 폐수 중의 잔여 난분해성 유기물을 다시 생물 분해성 유기물로 전환시키는 오존접촉단계, 이 오존접촉단계를 거친 폐수 중에 잔류되어 있는 유기물을 생물활성탄으로 흡착분해하는 생물활성탄 흡착분해단계로 이루어지고, 이를 구현하기 위한 장치로 구체화되어 사용되고 있다. 그러나, 상기 기술의 경우 비용상의 문제점이 해결되지 않는다.◦ 상기와 같은 화학약품을 이용한 폐수처리시스템 이외에, 독성 및 난분해성 오염 물질을 처리하기 위해서 과산화수소와 2가 철이온이 반응하여 발생한 수산화(-OH)라디칼의 강한 산화력을 이용하여 폐수 내에 존재하는 난분해성의 물질을 분해하는 펜톤(Fenton) 산화법이 있으나 이 방법은 반응의 촉매로 사용되는 철로 인하여 철수산화물 형태의 슬러지가 다량 발생하는 문제점이 있다.또한, 미국 등의 선진국에서 실용화되고 있는 자외선(UV/과산화수소(H2O2))을 이용한 광분해 산화시스템의 경우 그 효과는 이미 입증되었지만 계속적으로 품(과산화수소)을 주입해 주어야 하는 단점과 폐수 내에 함유되어 있는 중금속 이온 성분(Cr+2 , Co+2 , Ni+2 등)은 제거할 수 없는 단점을 가지고 있다.또한, 현재 실용화를 위한 연구를 계속하고 있는 자외선(UV/이산화티탄(TiO2)) 촉매를 이용한 광촉매 산화 시스템의 경우에는 아직까지 독성 및 난분해성의 화학물질을 분해시키는데 주된 역할을 하는 수산화 라디칼(-OH radical) 형성속도가 매우 느리기 때문에 실용화를 위해서는 많은 연구와 노력이 더 필용한 실정이다.한편, 초임계를 이용하여 암모니아를 함유하는 하수를 처리하는 장치 및 방법에 관한 기술이 존재하는데(대한민국 특허 제338383호), 상기 기술은 하수 중 암노니아를 질소 기체로 전환시켜 배출시킴으로써 암모니아를 제거하는 기술로서, 총체적인 하수의 처리방법과는 거리가 멀다.◦ 본 기술은 고비용, 복잡한 절차를 특징으로 하는 상기 종래기술의 문제점을 보완하기 위해 안출된 것으로서, 하수 및 폐수 처리수가 공급되는 조사용기와, 상기 조사용기 내부에 설치된 티타늄 담체와, 감마선 조사기를 포함하는 하추 처리장치를 제공한다. 본 기술의 장치는 공급되는 폐수 또는 하수에 공기 또는 오존을 가하고, 여기에 방사선을 조사함으로써, 방사선 조사에 의해 생성된 OH라디칼에 의해 유기물을 분해하고 미생물을 살균시키며, 반응기 내부에 장착한 티타늄 또는 티타늄 담체가 반응기 하부에서 공급하는 공기 또는 오존의 존재 하에서 방사선의 조사에 의해 OH 라디칼을 생성함으로써 전체적으로 반응기 내부에 OH 라디칼의 농도를 증가시켜 유기물 분해 및 미생물의 살균의 효율을 증가시킬 수 있다.

보유기관

한국원자력연구원

등록일

2007-07-31

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일반기술 원자력 > 방사화학

반응물주입을 위한 모듈형 수랭식 주입기와 다단식 노즐 구조를 갖는 고주파 유도결합 플라즈마 토치

본 기술은 유도결합 플라즈마의 응용에 있어서, 모듈형 수랭식 주입기와 다단식 노즐 구조를 도입함으로써 가둠관 내부의 플라즈마 고온부와 노즐을 통과하는 플라즈마에 효율적인 반응물 주입이 가능하며, 일부 부품의 교체를 통해 공정에 최적화된 반응물 주입 방법과 열플라즈마의 제공이 가능한 고주파 유도결합 플라즈마 토치를 제공한다.ㅇ 기술 개발 효과 및 특징: 본 기술은 모듈형 수랭식 주입기와 다단식 노즐 구조를 갖는 고주파 유도결합 플라즈마를 제공함으로써, 유도결합 열플라즈마의 응용에 있어서 가둠관 내부의 플라즈마 고온부와 노즐을 통과하는 플라즈마에 효율적인 반응물 주입 방법을 제공하고, 일부 부품의 교체를 통해 각 공정에 최적화된 반응물 주입 방법과 열플라즈마의 제공이 가능하므로, 최근 증가하고 있는 열플라즈마 수요의 다양한 공정에 효과적으로 이용될 수 있다.

보유기관

서울대학교

등록일

2008-01-31

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