放射性核種の除染のための複合動電気除染装置
【課題】洗浄除染方式と動電気除染方式とを複合させて放射性核種に汚染された土壌の除染効率を向上させることのできる複合動電気除染装置を提供する。
【解決手段】複合動電気除染装置は、電解液を供給する電解液供給ユニットと、前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部を他側に形成する動電気ユニットと、前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するように前記動電気ユニットに備えられる電極ユニットと、前記動電気ユニットに備えられ、前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットとを備える。
【解決手段】複合動電気除染装置は、電解液を供給する電解液供給ユニットと、前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部を他側に形成する動電気ユニットと、前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するように前記動電気ユニットに備えられる電極ユニットと、前記動電気ユニットに備えられ、前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合動電気除染装置に関し、より詳しくは、放射性核種（ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ）に汚染された土壌（ｓｏｉｌ）を高い除染（ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）効率で処理することができ、除染処理の過程において廃液の発生量を著しく減少させることのできる複合動電気除染装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力施設の稼動および解体の際には多量の放射性土壌が発生する。特に、管理怠慢および自然災害のような多様な理由によって原子力施設には予想のできない事故が発生した場合、原子力施設から放出される放射性核種によって周辺の土壌が汚染してしまう恐れがある。
【０００３】
したがって、最近では放射性廃棄物の発生量を減少させたり、放射性核種に汚染された土壌を短期間に復旧させるため、自主的に放射性土壌を処分する土壌除染技術が開発されている。
【０００４】
土壌除染技術は土壌の放射性濃度を低くするための技術として、従来には土壌洗浄方式の除染技術を用いた。このような従来における除染技術は除染効率が低いだけではなく、廃液発生量が多いという問題があった。
【０００５】
したがって、放射性核種に汚染された土壌に対する除染効率の向上のみならず、除染時に発生する廃液の発生量を著しく減らすことのできる除染技術が切実に要求されている実状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態における目的は、洗浄除染方式と動電気除染方式とを複合させて放射性核種に汚染された土壌の除染効率を向上させることのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の実施形態における目的は、汚染土壌の除染時に発生する廃液をリサイクルして廃液の排出量を著しく減少させることのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の実施形態における目的は、汚染土壌を除染する条件を最適の状態に自動調整して作動安定性および性能の信頼性を確保することのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は汚染土壌から放射性核種を除去する複合動電気除染装置に関する。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、電解液を供給する電解液供給ユニット、前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部が他側に形成される動電気ユニットと、前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するよう前記動電気ユニットに備えられた電極ユニットと、前記動電気ユニットに備えられて前記陽極電源および前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットとを備える複合動電気除染装置を提供する。
【００１１】
前記複合動電気除染装置は、前記電解液供給ユニットが供給する電解液によって前記汚染土壌の放射性核種が洗浄除染方式に基づいて除去されてもよく、それと同時に前記電極ユニットが提供する陽極電源と陰極電源によって前記汚染土壌の放射性核種が動電気除染方式に基づいて除去されてもよい。したがって、前記汚染土壌の除染効率が向上され、前記汚染土壌の除染時間も短縮される。
【００１２】
このような複合動電気除染装置は、前記汚染土壌からセシウム、ウラニウム、コバルトを除去してもよい。
【００１３】
それだけではなく、前記複合動電気除染装置は、前記ｐＨ調整ユニットが供給するｐＨ調整溶液によって前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨが最適のｐＨに調整および維持されることができる。上記のように陽極電源と陰極電源の部位が最適のｐＨに調整および維持されると、動電気除染の過程時に発生される金属酸化物の量を減少させることができ、廃液の発生量も減少される。
【００１４】
前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極電源が提供される部位のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、前記陰極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極電源が提供される部位のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部とを備えてもよい。すなわち、前記陽極ｐＨ調整部と前記陰極ｐＨ調整部が前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを独立的に調整することができる。
【００１５】
ここで、前記第１設定値は、汚染土壌の特性に応じて０．５〜１．５ｐＨであってもよく、前記第２設定値も０．５〜１．５ｐＨであってもよい。そして、前記ｐＨ調整溶液は硝酸溶液であってもよい。
【００１６】
前記動電気ユニットの収容部は、前記汚染土壌が収容される収容室、前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室とを備えてもよい。
【００１７】
前記電極ユニットは、前記陽極室に備えられた陽電極部と、前記陰極室に備えられた陰電極部と、前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源と陰極電源を供給する電源供給部とを備えてもよい。
【００１８】
前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極室のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、前記陰極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極室のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部とを備えてもよい。
【００１９】
ここで、前記陽極ｐＨ調整部は、前記陽極室の内部に備えられた陽極室ｐＨセンサ、および前記陽極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器を備えてもよい。
【００２０】
そして、前記陰極ｐＨ調整部は、前記陰極室の内部に備えられた陰極室ｐＨセンサ、および前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陰極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器を備えてもよい。
【００２１】
または、前記と異なって、前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極室の内部に備えられた陽極室ｐＨセンサと、前記陰極室の内部に備えられた陰極室ｐＨセンサと、前記陽極室ｐＨセンサと前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室または前記陰極室の少なくともいずれか１つに前記ｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器とを備えてもよい。すなわち、前記溶液供給器を単数個だけ用いて前記陽極室と前記陰極室のｐＨを選択的に調整してもよい。
【００２２】
一方、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置は、前記動電気ユニットの出口部に連結され、前記出口部から排出される廃電解液を処理して前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生される金属酸化物粒子を除去する廃液処理ユニットをさらに備えてもよい。すなわち、前記廃液処理ユニットが前記動電気ユニットから排出される廃電解液を処理するため、複合動電気除染装置の外部に排出される廃液の排出量を減らすことができる。
【００２３】
前記廃液処理ユニットは、前記動電気ユニットの前記出口部と前記電解液供給ユニットとの間に形成され、前記出口部から排出される前記廃電解液を前記電解液供給ユニットに循環させる廃液循環器と、前記廃液循環器によって循環される前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去するよう前記廃液循環器上に連通するように連絡された金属酸化物分離器を備えてもよい。すなわち、前記金属酸化物分離器が前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去して前記廃電解液を前記電解液に再生することができ、前記廃液循環器が前記金属酸化物分離器によって再生した前記電解液を前記電解液供給ユニットに回収してもよい。したがって、前記複合動電気除染装置で発生する廃液が全て再生される構造であるため、廃液の発生による問題を解消できる。
【００２４】
ここで、前記廃液循環器は、前記陰極室と前記電解液供給ユニットに連通するように連結された廃液循環流路、および前記廃液循環流路上に備えられた廃液循環ポンプを備えてもよい。
【００２５】
そして、前記金属酸化物分離器には前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられてもよい。
【００２６】
一方、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置は、前記出口部から排出される前記廃電解液を格納するように前記動電気ユニットの出口部に連結された廃液格納ユニットと、前記廃液格納ユニットに連結されて前記廃液格納ユニットから供給される前記廃電解液によって前記動電気ユニットに供給される汚染土壌内の放射性核種の含有量を減少させる土壌洗浄ユニットと、前記土壌洗浄ユニットに連結されて前記土壌洗浄ユニットで排出される廃洗浄液を沈殿物と上層液に沈殿分離する沈殿分離ユニットと、前記沈殿分離ユニットに連結されて前記沈殿分離ユニットに分離された沈殿物を処理する廃液処理ユニットとをさらに備えてよい。
【００２７】
すなわち、前記土壌洗浄ユニットを用いて前記汚染土壌を洗浄除染方式に基づいて前処理するため、前記動電気ユニットにおける除染負荷量を著しく減少させることができ、前記汚染土壌の除染効率も向上させることができる。実際に、前記土壌洗浄ユニットの前処理工程によって前記汚染土壌に含まれた放射性核種の７０％〜８０％が除去され、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの動電気除染処理によって前記土壌洗浄ユニットによって前処理された汚染土壌の放射性核種の９５％以上が除去される。
【００２８】
また、前記沈殿分離ユニットおよび前記廃液処理ユニットを用いて前記廃洗浄液から前記金属酸化物粒子を効果的に除去するため、前記廃洗浄液を前記電解液に円滑に再生することができ、前記電解液をリサイクルして廃液の発生による問題を解消することができる。
【００２９】
前記廃電解液および前記廃洗浄液は前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を含有してもよい。前記沈殿物は、前記沈殿分離ユニットの下部に沈殿される前記金属酸化物粒子であってもよい。前記上層液は、前記沈殿分離ユニットの上部で前記金属酸化物粒子と分離された電解液であってもよい。
【００３０】
前記沈殿分離ユニットは、前記上層液を前記電解液供給ユニットに循環させてもよく、前記沈殿物を含有した廃洗浄液を前記廃液処理ユニットに排出してもよい。
【００３１】
前記沈殿分離ユニットと前記廃液処理ユニットとの間には前記沈殿分離ユニットから排出される前記廃電解液を濃縮させる濃縮ユニットを備えてもよい。
【００３２】
前記廃液処理ユニットには前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられてもよい。そして、前記廃液処理ユニットは前記フィルタ部材によって前記金属酸化物粒子が除去された電解液を前記電解液供給ユニットに循環させてもよい。
【００３３】
一方、前記電解液供給ユニットは、前記電解液の水頭差によって前記電解液が前記収容部に自動に供給されるよう前記動電気ユニットの入口部よりも上段に配置されてもよい。前記動電気ユニットには前記収容部内の前記電解液の水位を自動的に一定に維持するため、前記電解液の供給量を調整する電解液供給量調整部を備えてもよい。
【００３４】
前記電解液供給量調整部は、前記収容部内の前記電解液の水位を検出するように前記動電気ユニットの内部に備えられた程度検出センサと、前記程度検出センサの検出値に応じて前記入口部を選択的に開閉させるよう、前記入口部に開閉自在に備えられた開閉バルブを備えてもよい。
【００３５】
また、前記動電気ユニットと前記電極ユニットは複数備えられてもよい。前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットの少なくとも１つは、前記動電気ユニットに並列に連結されてもよい。したがって、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの数を増加させることによって、前記複合動電気除染装置の処理容量を簡単に増加させることができる。
【００３６】
また、前記動電気ユニットと前記電極ユニットは複数備えられてもよい。前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットの少なくとも１つは前記動電気ユニットに並列に連結されてもよい。したがって、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの数を増加させることによって、前記複合動電気除染装置の処理容量を簡単に増加させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の複合動電気除染装置によると、電解液を用いた洗浄除染方式および電極ユニットを用いた動電気除染方式が複合した構造であるため、汚染土壌から放射性核種を効果的に除染することができる。したがって、複合動電気除染装置の除染効率を極大化させることができる。
【００３８】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、沈殿分離ユニットと廃液処理ユニットのうち少なくとも１つを用いて廃電解液から金属酸化物粒子を除去するため、汚染土壌の除染時に発生する廃液を電解液に再生させて除染過程にリサイクルすることができる。したがって、複合動電気除染装置の除染時に外部へ排出される廃液の発生量を著しく減少させることができる。
【００３９】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、ｐＨ調整ユニットを用いて電極ユニットによって提供される陰極電源部位および陽極電源部位のｐＨを設定値に一定に調整するため、汚染土壌の除染時に金属酸化物粒子の発生量を減少させることができ、金属酸化物粒子の増加による発熱現象および詰まることを未然に防止することができる。
【００４０】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、電解液供給量調整部を用いて動電気ユニット内の電解液を水位に応じて電解液の供給量を自動的に調整するため、動電気ユニット内の電解液の水位を一定に維持することができ、動電気ユニット内における電解液の不足現象も防止することができる。
【００４１】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、土壌洗浄ユニットを３、０００Ｌ規模の大容量に製造することができ、動電気ユニットと電極ユニットおよびｐＨ調整ユニットを５２０Ｌ規模の大容量に製造することができる。すなわち、複合動電気除染装置の大型化および大容量化の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示す複合動電気除染装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】図２に示された動電気ユニットの内部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置を概略的に示す構成図である。
【図６】図５に示された複合動電気除染装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る実施形態を添付する図面を参照しながら詳説する。しかし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。各図面に提示する同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００４４】
図１は本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００を概略的に示す構成図であり、図２は図１に示された複合動電気除染装置１００の主要部を示す斜視図であり、図３は図２に示された動電気ユニット１２０の内部を示す断面図である。そして、図４は、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００の制御構成を示すブロック図である。
【００４５】
図１〜図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００は、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０を備える。
【００４６】
電解液供給ユニット１１０は、動電気ユニット１２０に電解液（Ｅ）を供給する装置である。電解液（Ｅ）は電流の流れを媒介する物質であるが、放射性核種に汚染された土壌（Ｓ）を洗浄する役割も行なう。以下、本実施形態では電解液（Ｅ）が０．６〜１．０モール（ｍｏｌｅ）の濃度を有する硝酸であると説明するが、これに限定されることなく、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様な種類の電解液（Ｅ）を用いてもよい。
【００４７】
図１〜図４を参照すると、動電気ユニット１２０は、電解液（Ｅ）による汚染土壌（Ｓ）の洗浄除染および電極ユニット１３０による汚染土壌（Ｓ）の動電気除染を同時に行う装置である。
【００４８】
動電気ユニット１２０の一側には電解液（Ｅ）が流入される入口部１２１を形成してもよく、動電気ユニット１２０の他側には動電気ユニット１２０の内部で除染に用いられた廃電解液（ＷＥ）が排出される出口部１２２を形成してもよい。このような入口部１２１は、電解液供給ユニット１１０と連通可能に連結されてもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０内の電解液（Ｅ）は入口部１２１を介して動電気ユニット１２０の内部に流入され、動電気ユニット１２０内の廃電解液（ＷＥ）は出口部１２２を介して外部に排出される。
【００４９】
動電気ユニット１２０の内部には汚染土壌（Ｓ）が収容される収容部１２３を形成する。汚染土壌（Ｓ）は、メッシュタイプの包装部材１２８に包装された状態で収容部１２３の内部に収容されてもよい。包装部材１２８は、土壌の透過は不可能であり、電解液の透過は可能なメッシュ形状に形成されてもよい。例えば、包装部材１２８は不織布素材のようなものに形成される。
【００５０】
上記のような収容部１２３は、汚染土壌（Ｓ）が収容される収容室１２４、収容室１２４と入口部１２１との間に形成される陽極室１２５、および収容室１２４と出口部１２２との間に形成される陰極室１２６に区切られる。収容部１２３の内部には動電気ユニット１２０の内部空間を収容室１２４、陽極室１２５、および陰極室１２６に区画する隔壁１２７を備えてもよい。隔壁１２７は電解液（Ｅ）が通過する構造になり得る。
【００５１】
一方、電解液供給ユニット１１０は、動電気ユニット１２０の入口部よりも上段に配置してもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０内の電解液（Ｅ）は、電解液（Ｅ）の水頭差によって動電気ユニット１２０の収容部１２３に自動的に供給され、電解液供給ユニット１１０から動電気ユニット１２０に電解液（Ｅ）を強制的に供給するポンプのような構成を省略することができる。
【００５２】
動電気ユニット１２０の内部には電解液供給ユニット１１０から流入される電解液（Ｅ）の供給量を調整する電解液供給量調整部１２９を備えてもよい。すなわち、電解液供給量調整部１２９は、収容部１２３内の電解液（Ｅ）の水位に応じて電解液（Ｅ）の供給量を自動的に調整して電解液（Ｅ）の水位を一定に維持することができる。
【００５３】
上記のような電解液供給量調整部１２９は、水位検出センサ１２９ａおよび開閉バルブ１２９ｂを備えてもよい。水位検出センサ１２９ａは、収容部１２３内の電解液（Ｅ）の水位を検出するように動電気ユニット１２０の内部に備えられてもよい。開閉バルブ１２９ｂは、水位検出センサ１２９ａの検出値に応じて入口部１２１を選択的に開閉するように入口部１２１に開閉自在に備えられてもよい。
【００５４】
例えば、水位検出センサ１２９ａは電解液（Ｅ）の水面に位置する浮遊センサから構成されてもよく、開閉バルブ１２９ｂは浮遊センサの検出値に応じて制御部１５０によって電子的に調整されるソレノイドバルブから構成されてもよい。しかし、電解液供給量調整部１２９の構成は特別に限定されるものではなく、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様な種類のセンサおよびバルブなどに構成してもよい。
【００５５】
図１〜図３を参照すると、電極ユニット１３０は、動電気ユニット１２０の収容部１２３に収容された汚染土壌（Ｓ）の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供して汚染土壌（Ｓ）の動電気除染を実施する装置である。電極ユニット１３０は動電気ユニット１２０に備えられてもよい。
【００５６】
例えば、電極ユニット１３０は、陽極室１２５に備えられる陽電極部１３２、陰極室１２６に備えられる陰電極部１３４、および陽電極部１３２と陰電極部１３４に陽極電源と陰極電源をそれぞれ供給する電源供給部１３６を備えてもよい。陽電極部１３２と陰電極部１３４は、陽極室１２５と陰極室１２６内の電解液（Ｅ）に沈まれるように配置されてもよく、電源供給部１３６は動電気ユニット１２０の外部に配置されてもよい。
【００５７】
したがって、本実施形態では電源供給部１３６の電源を陽電極部１３２と陰電極部１３４に伝達する電源供給端子１３８が動電気ユニット１２０に貫通するように形成されるものと説明する。すなわち、電源供給部１３６の陽極電源は、陽極電源供給端子１３８を介して陽電極部１３２に供給されてもよく、電源供給部１３６の陰極電源は陰極電源供給端子１３８を介して陰電極部１３４に供給されてもよい。しかし、これに限定されず、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様に変形され得る。
【００５８】
図１〜図４を参照すると、ｐＨ調整ユニット１４０は、動電気ユニット１２０の陽極電源および陰極電源が提供される部位のｐＨを調整する装置である。ｐＨ調整ユニット１４０は動電気ユニット１２０に備えられるが、陽極電源および陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給する構造に形成してもよい。具体的に説明すると、ｐＨ調整ユニット１４０は、特定ｐＨのｐＨ調整溶液を陽極室１２５と陰極室１２６に供給し、陽極室１２５と陰極室１２６の電解液（Ｅ）のｐＨを設定値に調整することができる。
【００５９】
例えば、ｐＨ調整ユニット１４０は、陽極室１２５にｐＨ調整溶液を供給して陽極室１２５のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部１４０ａ、および陰極室１２６にｐＨ調整溶液を供給して陰極室１２６のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部１４０ｂを備えてもよい。
【００６０】
陽極ｐＨ調整部１４０ａは、陽極室１２５の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサ１４２、および陽極室ｐＨセンサ１４２の検出値に応じて陽極室１２５の内部にｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器１４４を備えてもよい。陰極ｐＨ調整部１４０ｂは、陰極室１２６の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサ１４６、および陰極室ｐＨセンサ１４６の検出値に応じて陰極室１２６の内部にｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器１４８を備えてもよい。したがって、陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨは陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂによって独立的に調整されることができる。
【００６１】
ここで、第１設定値は０．５〜１．５ｐＨであってもよく、第２設定値は０．５〜１．５ｐＨであってもよい。上記のように第１設定値と第２設定値が設定されると、陰極室１２６で生成される金属酸化物粒子の量が減少する。しかし、第１設定値と第２設定値は汚染土壌の状態に応じて変更されてもよい。
【００６２】
また、ｐＨ調整溶液は酸性の硝酸溶液であってもよい。ｐＨ調整溶液が電解液（Ｅ）と同一の硝酸溶液から形成されると、ｐＨ調整溶液および電解液（Ｅ）が動電気ユニット１２０の内部で混合されても不要な化学反応を防止することができる。それだけでなく、動電気ユニット１２０の内部に投入されたｐＨ調整溶液が電解液（Ｅ）に用いられてもよく、硝酸溶液のみを取り扱うために複合動電気除染装置１００の設計条件が簡単になる。
【００６３】
上記とは異なって、ｐＨ調整ユニット１４０は、陽極室１２５の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサ、陰極室１２６の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサ、および陽極室ｐＨセンサと陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて陽極室または陰極室のうち少なくとも１つにｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器を備えてもよい。すなわち、単数個の溶液供給器を用いて陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨを選択的に調整することができる。
【００６４】
以下、本実施形態では説明の便宜のためにｐＨ調整ユニット１４０が陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂに構成されたものと説明するが、これに限定されずに、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様に変形され得る。
【００６５】
図２〜図４を参照すると、制御部１５０は複合動電気除染装置１００の駆動を制御する装置である。特に、制御部１５０はｐＨ調整ユニット１４０と電解液供給量調整部１２９の作動を制御してもよい。
【００６６】
具体的に説明すると、制御部１５０は、陽極室ｐＨセンサ１４２および陰極室ｐＨセンサ１４６から送信される検出値に応じて、陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂの作動を制御してもよい。また、制御部１５０は、水位検出センサ１２９ａから送信される検出値に応じて開閉バルブ１２９ｂの作動を制御してもよい。
【００６７】
一方、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０は、汚染土壌（Ｓ）の処理量を増加させることによって設置数を増加させてもよい。すなわち、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０を高い容量で製造することも可能であるが、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の容量を増大させることは限界がある。したがって、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の設置数を増加させる方法として、複合動電気除染装置１００の処理容量を増加させることができる。実際に、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の実際な規模は５２０Ｌの大きさに拡大することができ、それによって年間５０ドラム程度の処理が可能である。
【００６８】
上記のように動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０が複数個に増加する場合、電解液供給ユニット１１０またはｐＨ調整ユニット１４０のうち少なくとも１つは動電気ユニット１２０に並列に接続されてもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０またはｐＨ調整ユニット１４０は、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の個数の増加に比例して設置個数を増加させる必要がない。すなわち、複合動電気除染装置１００の処理容量を簡単に増加させることができる。
【００６９】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００は廃液処理ユニット１６０をさらに備えてもよい。廃液処理ユニット１６０は、出口部１２２から排出される廃電解液（ＷＥ）を処理して金属酸化物粒子を除去する装置である。廃液処理ユニット１６０は、動電気ユニット１２０の出口部１２２に連通するよう連結されてもよい。したがって、廃液処理ユニット１６０が動電気ユニット１２０から排出される廃電解液（ＷＥ）を処理するため、複合動電気除染装置１００の外部に排出される廃液の排出量を減少することができる。
【００７０】
例えば、廃液処理ユニット１６０は、廃液循環器１６２および金属酸化物分離器１６４を備えてもよい。廃液循環器１６２は、出口部１２２から排出された廃電解液（ＷＥ）を電解液供給ユニットに循環させる装置であって、出口部１２２と電解液供給ユニット１１０との間に形成される。金属酸化物分離器１６４は、廃液循環器１６２によって循環する廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去する装置であって、廃液循環器１６２上に連通するように連結されてもよく、加圧濾過方式に基づいて金属酸化物粒子を濾過させる構造に形成される。
【００７１】
したがって、金属酸化物分離器１６４は、廃液循環器１６２に沿って循環する廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去して廃電解液（ＷＥ）を電解液（Ｅ）に再生することができる。また、廃液循環器１６２は、廃電解液（ＷＥ）から再生した電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０に循環供給して電解液（Ｅ）を繰り返しリサイクルすることができる。すなわち、複合動電気除染装置１００では動電気ユニット１２０から排出される廃電解液が全てリサイクルされ得る構造であるため、複合動電気除染装置１００の外部に廃液が排出されない。
【００７２】
例えば、廃液循環器１６２は、陰極室１２６と電解液供給ユニット１１０に連通するように連結された廃液循環流路１６２ａ、および廃液循環流路１６２ａ上に備えられる廃液循環ポンプ１６２ｂを備えてもよい。また、金属酸化物分離器１６４は、廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材１６６を備えてもよい。このようなフィルタ部材１６６は、金属酸化物分離器１６４の内部に分離自在に装着されてもよい。したがって、フィルタ部材１６６は一定時間の間に用いられた後交替され、金属酸化物分離器１６４から分離したフィルタ部材１６６は放射性廃棄物と共に処理され得る。
【００７３】
上記のように構成された本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００の作動を説明すると次の通りである。
【００７４】
まず、放射性核種によって汚染された土壌（Ｓ）を動電気ユニット１２０の収容部１２３に収容し、汚染土壌（Ｓ）の除染に用いられる電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０に充填する。このとき、汚染土壌（Ｓ）は、包装部材１２８に入れられた状態で収容部１２３の収容室１２４に配置される。
【００７５】
複合動電気除染装置１００を作動させると、電解液（Ｅ）は電解液供給ユニット１１０と動電気ユニット１２０との間の水頭差によって動電気ユニット１２０の内部へ自動的に供給される。すなわち、電解液供給ユニット１１０の電解液（Ｅ）は入口部１２１を介して動電気ユニット１２０の内部に流入された後、動電気ユニット１２０の収容部１２３に沿って出口部１２２に流動される。この過程において、汚染土壌（Ｓ）に含まれた放射性核種は動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）によって洗浄され得る。
【００７６】
一方、動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）の水位は、電解液供給量調整部１２９によって設定水位に自動的に維持されることができる。すなわち、電解液供給量調整部１２９は、水位検出センサ１２９ａの水位検出値を用いて開閉バルブ１２９ｂの開閉動作を適切に調整することができる。したがって、動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）の水位を別にチェックしなくても電解液（Ｅ）の水位を最適の水位に維持することができ、電解液（Ｅ）の不足によって発生する問題が解消される。
【００７７】
その後、電極ユニット１３０の電源供給部１３６が電源供給端子１３８を介して陽電極部１３２と陰電極部１３４に陽極電源と陰極電源をそれぞれ供給する。したがって、汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種は、陽電極部１３２と陰電極部１３４との間の電位差によって動電気除染される。このとき、陰極室１２６ではＦｅ、Ｍｇ、Ａｌなどが金属酸化物の粒子状態に排出される。
【００７８】
上記のような複合動電気除染装置１００は、電解液供給ユニット１１０が供給する電解液（Ｅ）により汚染土壌（Ｓ）の放射性核種が洗浄除染方式に基づいて除去されてもよく、それと同時に、電極ユニット１３０が提供する陽極電源と陰極電源により汚染土壌（Ｓ）の放射性核種が動電気除染方式に基づいて除去されてもよい。すなわち、複合動電気除染装置１００の洗浄除染および動電気除染によって汚染土壌（Ｓ）からセシウム、ウラニウム、コバルトが除去され得る。
【００７９】
したがって、洗浄除染方式および動電気除染方式を複合させて放射性核種に汚染された汚染土壌（Ｓ）の除染効率を向上させることができ、汚染土壌（Ｓ）の除染期間も短縮できる。このとき、汚染土壌（Ｓ）の除染時に発生する廃液は廃液処理ユニット１６０にて処理できる。
【００８０】
一方、陰極室１２６で発生する金属酸化物粒子は放射性核種の除染時に電解液の流動を妨害したり、または動電気ユニット１２０内の発熱を引き起こす原因になる。これは金属酸化物粒子が大きくて多く生成するほど増大する。したがって、本実施形態において、ｐＨ調整ユニット１４０が陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨを適切に調整して金属酸化物粒子の大きさおよび発生量を減少させることができる。
【００８１】
すなわち、陽極ｐＨ調整部１４０ａは、陽極室ｐＨセンサ１４２に検出される陽極室１２５のｐＨに応じて陽極室溶液供給器１４４によって供給されるｐＨ調整溶液の量を調整し、陰極ｐＨ調整部１４０ｂは陰極室ｐＨセンサ１４６に検出される陰極室１２６のｐＨに応じて陰極室溶液供給器１４８によって供給されるｐＨ調整溶液の量を調整する。したがって、硝酸溶液から形成されるｐＨ調整溶液によって陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨが調整されることができる。
【００８２】
具体的に、陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨは０．５〜１．５ｐＨに調整されてもよい。上記のように陽極室１２５および陰極室１２６のｐＨが調整されれば、陰極室１２６で生成される金属酸化物粒子の発生量および大きさが減少される。
【００８３】
一方、陰極室１２６に発生される金属酸化物粒子は廃電解液（ＷＥ）と共に出口部１２２を介して動電気ユニット１２０の外部に排出される。このように動電気ユニット１２０の外部に排出された廃電解液（ＷＥ）は廃液処理ユニット１６０によって処理された後リサイクルされる。
【００８４】
すなわち、廃液処理ユニット１６０の金属酸化物分離器１６４は廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去して廃電解液（ＷＥ）を電解液（Ｅ）に再生することができる。また、廃液処理ユニット１６０の廃液循環器１６２は、再生した電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０にガイドして電解液（Ｅ）の循環を実現することができる。上記のように廃電解液（ＷＥ）は、廃液循環器１６２によって電解液供給ユニット１１０に循環されるが、循環過程において金属酸化物分離器１６４によって金属酸化物を除去することができる。
【００８５】
廃液処理ユニット１６０によって再生された電解液（Ｅ）は、電解液供給ユニット１１０の内部に回収されてもよく、電解液供給ユニット１１０によって動電気ユニット１２０に再び供給されてもよい。
【００８６】
したがって、汚染土壌（Ｓ）の除染時に発生する廃液が廃液処理ユニット１６０によって処理された後リサイクルされるため、複合動電気除染装置１００の作動時に発生する廃液量はほとんどない。
【００８７】
図５は本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００を概略的に示す構成図であり、図６は図５に示された複合動電気除染装置を示す斜視図である。
【００８８】
図５および図６において、図１〜図４に示す参照符号と同一の参照符号は同一の部材を示す。以下は図１〜図４に示す複合動電気除染装置１００と異なることを中心に説明する。
【００８９】
図５および図６を参照すると、本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００が図１〜図４に示す複合動電気除染装置１００と異なる点は、動電気ユニット１２０に供給される汚染土壌を前処理する構成および動電気ユニット１２０から排出された廃電解液（ＷＥ）を処理してリサイクルする構成にある。
【００９０】
本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、制御部１５０、廃液格納ユニット２１０、土壌洗浄ユニット２２０、沈殿分離ユニット２３０、廃液処理ユニット２４０を備える。
【００９１】
ここで、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０は図１〜図４に示す電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０と同一に構成される。以下、本実施形態では電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０に対する詳説を省略し、参照番号も図１〜図４と同一に表示することにする。
【００９２】
廃液格納ユニット２１０は、出口部１２２に排出される廃電解液（ＷＥ）を一時的に格納する装置である。廃液格納ユニット２１０は動電気ユニット１２０の出口部１２２に連通するように連結されてもよい。
【００９３】
土壌洗浄ユニット２２０は、動電気ユニット１２０に供給される汚染土壌（Ｓ）を予め処理して汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種の含有量を減少させる装置である。土壌洗浄ユニット２２０は、廃液格納ユニット２１０内の廃電解液（ＷＥ）を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄したり、汚染土壌（Ｓ）の洗浄性能をより向上させるために廃電解液（ＷＥ）と共に１〜２モールの濃度を有する硝酸を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄する。したがって、土壌洗浄ユニット２２０は廃液格納ユニット２１０と連通するように連結されてもよい。しかし、これに限定されずに、土壌洗浄ユニット２２０は設計条件および状況に応じて多様な方式で汚染土壌（Ｓ）を前処理することができる。
【００９４】
上記のように土壌洗浄ユニット２２０を使用すると、動電気ユニット１２０から排出された廃電解液（ＷＥ）を汚染土壌（Ｓ）の洗浄に更に一回用いることができるため、電解液（Ｅ）の活用性が高められる。それだけでなく、土壌洗浄ユニット２２０によって汚染土壌（Ｓ）が前処理されるため、複合動電気除染装置２００の除染性能をより向上させることができ、動電気ユニット１２０の除染負荷量を減少させることができる。加えて、土壌洗浄ユニット２２０は、汚染土壌（Ｓ）の洗浄性能を向上させるために攪拌、回転、または振動してもよい。
【００９５】
実際に、汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種は土壌洗浄ユニット２２０の土壌前処理工程において８０％〜８５％が除去され、前処理された汚染土壌（Ｓ）内に残留される放射性核種は動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の除染工程において９５％以上が除去される。それだけでなく、本実施形態の土壌洗浄ユニット２２０は３、０００Ｌ規模の大容量に製造可能であり、このとき、土壌（ｋｇ）と洗浄溶液（Ｌ）は１：２．５の混合率で２回の洗浄を行う。
【００９６】
一方、土壌洗浄ユニット２２０と動電気ユニット１２０との間には遠心分離機を加えて配置してもよい。遠心分離機は、土壌洗浄ユニット２２０によって洗浄された土壌を遠心分離して土壌内の廃液を除去することができる。したがって、動電気ユニット１２０で発生する廃液のスラッジ（ｓｌｕｄｇｅ）を最小化することができる。
【００９７】
沈殿分離ユニット２３０は、沈殿方式を用いて土壌洗浄ユニット２２０から排出される廃洗浄液（ＷＷ）を沈殿物２３２と上層液２３４とに分離する装置である。沈殿分離ユニット２３０は土壌洗浄ユニット２２０に連通するように連結されてもよい。
【００９８】
ここで、沈殿物２３２は金属酸化物粒子または土壌粒子などのような粒子性物質であり、上層液２３４は粒子性物質と分離した電解液（Ｅ）である。このような上層液２３４は電解液供給ユニット１１０に再び供給される。したがって、沈殿分離ユニット２３０は電解液供給ユニット１１０と連通するように連結されてもよい。しかし、沈殿分離ユニット２３０は、上層液２３４を電解液供給ユニット１１０へ直接伝達することなく、別途の格納容器に集めて上層液２３４を伝達することも可能である。
【００９９】
廃液処理ユニット２４０は沈殿分離ユニット２３０から伝達された沈殿物２３２の含まれた廃洗浄液（ＷＷ）を処理する装置である。すなわち、廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から伝達される多量の沈殿物２３２が含まれた廃洗浄液（ＷＷ）を処理する。したがって、廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から廃洗浄液（ＷＷ）が伝達されるように沈殿分離ユニット２３０と連通するように連結されてもよい。
【０１００】
また、廃液処理ユニット２４０は、金属化合物粒子のような粒子性物質を濾過させる構造に形成されてもよい。すなわち、廃液処理ユニット２４０の内部には廃洗浄液（ＷＷ）から沈殿物２３２を濾過させるフィルタ部材２４２を備えてもよい。このようなフィルタ部材２４２は、図１に示す廃液処理ユニット１６０のフィルタ部材１６６と同一の構造に形成されてもよい。
【０１０１】
上記のように廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から伝達された廃洗浄液（ＷＷ）を電解液（Ｅ）と沈殿物２３２とに分離し、再び再生した電解液（Ｅ）は電解液供給ユニット１１０の内部に回収される。ここで、廃液処理ユニット２４０は電解液供給ユニット１１０と連通するように連結されてもよい。
【０１０２】
一方、沈殿分離ユニット２３０と廃液処理ユニット２４０との間には沈殿分離ユニット２３０から排出される廃洗浄液（ＷＷ）を濃縮させる濃縮ユニット２５０を備えてもよい。これによって、廃液処理ユニット２４０で処理される廃洗浄液（ＷＷ）の量を減らすことができる。
【０１０３】
また、廃液処理ユニット２４０のフィルタ部材２４２は装着または分離自在に形成してもよく、一定時間の間に用いられた後交替する。このようなフィルタ部材２４２は乾燥ユニット２６０によって乾燥された後放射性廃棄物と共に処理される。
【０１０４】
上述したように本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、動電気ユニット１２０から排出される廃電解液（ＷＥ）を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄する前処理工程を行なってもよい。また、沈殿分離ユニット２３０と廃液処理ユニット２４０における沈殿工程および濾過工程によって汚染土壌（Ｓ）の前処理に用いられた廃洗浄液（ＷＷ）を２重に処理した後電解液（Ｅ）にリサイクルすることができる。
【０１０５】
一方、本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、土壌の放射能の濃度に応じて処理方式を異なって変更してもよい。すなわち、放射能の濃度が高い土壌は、前述したように土壌洗浄ユニット２２０、動電気ユニット１２０、沈殿分離ユニット２３０、および廃液処理ユニット２４０を複合して処理してもよい。一方、放射能の濃度が低い土壌は、土壌洗浄ユニット２２０、沈殿分離ユニット２３０、および廃液処理ユニット２４０のみを複合して処理してもよい。
【０１０６】
上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
【０１０７】
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合動電気除染装置に関し、より詳しくは、放射性核種（ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ）に汚染された土壌（ｓｏｉｌ）を高い除染（ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）効率で処理することができ、除染処理の過程において廃液の発生量を著しく減少させることのできる複合動電気除染装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力施設の稼動および解体の際には多量の放射性土壌が発生する。特に、管理怠慢および自然災害のような多様な理由によって原子力施設には予想のできない事故が発生した場合、原子力施設から放出される放射性核種によって周辺の土壌が汚染してしまう恐れがある。
【０００３】
したがって、最近では放射性廃棄物の発生量を減少させたり、放射性核種に汚染された土壌を短期間に復旧させるため、自主的に放射性土壌を処分する土壌除染技術が開発されている。
【０００４】
土壌除染技術は土壌の放射性濃度を低くするための技術として、従来には土壌洗浄方式の除染技術を用いた。このような従来における除染技術は除染効率が低いだけではなく、廃液発生量が多いという問題があった。
【０００５】
したがって、放射性核種に汚染された土壌に対する除染効率の向上のみならず、除染時に発生する廃液の発生量を著しく減らすことのできる除染技術が切実に要求されている実状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態における目的は、洗浄除染方式と動電気除染方式とを複合させて放射性核種に汚染された土壌の除染効率を向上させることのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の実施形態における目的は、汚染土壌の除染時に発生する廃液をリサイクルして廃液の排出量を著しく減少させることのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の実施形態における目的は、汚染土壌を除染する条件を最適の状態に自動調整して作動安定性および性能の信頼性を確保することのできる複合動電気除染装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は汚染土壌から放射性核種を除去する複合動電気除染装置に関する。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、電解液を供給する電解液供給ユニット、前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部が他側に形成される動電気ユニットと、前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するよう前記動電気ユニットに備えられた電極ユニットと、前記動電気ユニットに備えられて前記陽極電源および前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットとを備える複合動電気除染装置を提供する。
【００１１】
前記複合動電気除染装置は、前記電解液供給ユニットが供給する電解液によって前記汚染土壌の放射性核種が洗浄除染方式に基づいて除去されてもよく、それと同時に前記電極ユニットが提供する陽極電源と陰極電源によって前記汚染土壌の放射性核種が動電気除染方式に基づいて除去されてもよい。したがって、前記汚染土壌の除染効率が向上され、前記汚染土壌の除染時間も短縮される。
【００１２】
このような複合動電気除染装置は、前記汚染土壌からセシウム、ウラニウム、コバルトを除去してもよい。
【００１３】
それだけではなく、前記複合動電気除染装置は、前記ｐＨ調整ユニットが供給するｐＨ調整溶液によって前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨが最適のｐＨに調整および維持されることができる。上記のように陽極電源と陰極電源の部位が最適のｐＨに調整および維持されると、動電気除染の過程時に発生される金属酸化物の量を減少させることができ、廃液の発生量も減少される。
【００１４】
前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極電源が提供される部位のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、前記陰極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極電源が提供される部位のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部とを備えてもよい。すなわち、前記陽極ｐＨ調整部と前記陰極ｐＨ調整部が前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを独立的に調整することができる。
【００１５】
ここで、前記第１設定値は、汚染土壌の特性に応じて０．５〜１．５ｐＨであってもよく、前記第２設定値も０．５〜１．５ｐＨであってもよい。そして、前記ｐＨ調整溶液は硝酸溶液であってもよい。
【００１６】
前記動電気ユニットの収容部は、前記汚染土壌が収容される収容室、前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室とを備えてもよい。
【００１７】
前記電極ユニットは、前記陽極室に備えられた陽電極部と、前記陰極室に備えられた陰電極部と、前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源と陰極電源を供給する電源供給部とを備えてもよい。
【００１８】
前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極室のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、前記陰極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極室のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部とを備えてもよい。
【００１９】
ここで、前記陽極ｐＨ調整部は、前記陽極室の内部に備えられた陽極室ｐＨセンサ、および前記陽極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器を備えてもよい。
【００２０】
そして、前記陰極ｐＨ調整部は、前記陰極室の内部に備えられた陰極室ｐＨセンサ、および前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陰極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器を備えてもよい。
【００２１】
または、前記と異なって、前記ｐＨ調整ユニットは、前記陽極室の内部に備えられた陽極室ｐＨセンサと、前記陰極室の内部に備えられた陰極室ｐＨセンサと、前記陽極室ｐＨセンサと前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室または前記陰極室の少なくともいずれか１つに前記ｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器とを備えてもよい。すなわち、前記溶液供給器を単数個だけ用いて前記陽極室と前記陰極室のｐＨを選択的に調整してもよい。
【００２２】
一方、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置は、前記動電気ユニットの出口部に連結され、前記出口部から排出される廃電解液を処理して前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生される金属酸化物粒子を除去する廃液処理ユニットをさらに備えてもよい。すなわち、前記廃液処理ユニットが前記動電気ユニットから排出される廃電解液を処理するため、複合動電気除染装置の外部に排出される廃液の排出量を減らすことができる。
【００２３】
前記廃液処理ユニットは、前記動電気ユニットの前記出口部と前記電解液供給ユニットとの間に形成され、前記出口部から排出される前記廃電解液を前記電解液供給ユニットに循環させる廃液循環器と、前記廃液循環器によって循環される前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去するよう前記廃液循環器上に連通するように連絡された金属酸化物分離器を備えてもよい。すなわち、前記金属酸化物分離器が前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去して前記廃電解液を前記電解液に再生することができ、前記廃液循環器が前記金属酸化物分離器によって再生した前記電解液を前記電解液供給ユニットに回収してもよい。したがって、前記複合動電気除染装置で発生する廃液が全て再生される構造であるため、廃液の発生による問題を解消できる。
【００２４】
ここで、前記廃液循環器は、前記陰極室と前記電解液供給ユニットに連通するように連結された廃液循環流路、および前記廃液循環流路上に備えられた廃液循環ポンプを備えてもよい。
【００２５】
そして、前記金属酸化物分離器には前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられてもよい。
【００２６】
一方、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置は、前記出口部から排出される前記廃電解液を格納するように前記動電気ユニットの出口部に連結された廃液格納ユニットと、前記廃液格納ユニットに連結されて前記廃液格納ユニットから供給される前記廃電解液によって前記動電気ユニットに供給される汚染土壌内の放射性核種の含有量を減少させる土壌洗浄ユニットと、前記土壌洗浄ユニットに連結されて前記土壌洗浄ユニットで排出される廃洗浄液を沈殿物と上層液に沈殿分離する沈殿分離ユニットと、前記沈殿分離ユニットに連結されて前記沈殿分離ユニットに分離された沈殿物を処理する廃液処理ユニットとをさらに備えてよい。
【００２７】
すなわち、前記土壌洗浄ユニットを用いて前記汚染土壌を洗浄除染方式に基づいて前処理するため、前記動電気ユニットにおける除染負荷量を著しく減少させることができ、前記汚染土壌の除染効率も向上させることができる。実際に、前記土壌洗浄ユニットの前処理工程によって前記汚染土壌に含まれた放射性核種の７０％〜８０％が除去され、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの動電気除染処理によって前記土壌洗浄ユニットによって前処理された汚染土壌の放射性核種の９５％以上が除去される。
【００２８】
また、前記沈殿分離ユニットおよび前記廃液処理ユニットを用いて前記廃洗浄液から前記金属酸化物粒子を効果的に除去するため、前記廃洗浄液を前記電解液に円滑に再生することができ、前記電解液をリサイクルして廃液の発生による問題を解消することができる。
【００２９】
前記廃電解液および前記廃洗浄液は前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を含有してもよい。前記沈殿物は、前記沈殿分離ユニットの下部に沈殿される前記金属酸化物粒子であってもよい。前記上層液は、前記沈殿分離ユニットの上部で前記金属酸化物粒子と分離された電解液であってもよい。
【００３０】
前記沈殿分離ユニットは、前記上層液を前記電解液供給ユニットに循環させてもよく、前記沈殿物を含有した廃洗浄液を前記廃液処理ユニットに排出してもよい。
【００３１】
前記沈殿分離ユニットと前記廃液処理ユニットとの間には前記沈殿分離ユニットから排出される前記廃電解液を濃縮させる濃縮ユニットを備えてもよい。
【００３２】
前記廃液処理ユニットには前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられてもよい。そして、前記廃液処理ユニットは前記フィルタ部材によって前記金属酸化物粒子が除去された電解液を前記電解液供給ユニットに循環させてもよい。
【００３３】
一方、前記電解液供給ユニットは、前記電解液の水頭差によって前記電解液が前記収容部に自動に供給されるよう前記動電気ユニットの入口部よりも上段に配置されてもよい。前記動電気ユニットには前記収容部内の前記電解液の水位を自動的に一定に維持するため、前記電解液の供給量を調整する電解液供給量調整部を備えてもよい。
【００３４】
前記電解液供給量調整部は、前記収容部内の前記電解液の水位を検出するように前記動電気ユニットの内部に備えられた程度検出センサと、前記程度検出センサの検出値に応じて前記入口部を選択的に開閉させるよう、前記入口部に開閉自在に備えられた開閉バルブを備えてもよい。
【００３５】
また、前記動電気ユニットと前記電極ユニットは複数備えられてもよい。前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットの少なくとも１つは、前記動電気ユニットに並列に連結されてもよい。したがって、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの数を増加させることによって、前記複合動電気除染装置の処理容量を簡単に増加させることができる。
【００３６】
また、前記動電気ユニットと前記電極ユニットは複数備えられてもよい。前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットの少なくとも１つは前記動電気ユニットに並列に連結されてもよい。したがって、前記動電気ユニットと前記電極ユニットの数を増加させることによって、前記複合動電気除染装置の処理容量を簡単に増加させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の複合動電気除染装置によると、電解液を用いた洗浄除染方式および電極ユニットを用いた動電気除染方式が複合した構造であるため、汚染土壌から放射性核種を効果的に除染することができる。したがって、複合動電気除染装置の除染効率を極大化させることができる。
【００３８】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、沈殿分離ユニットと廃液処理ユニットのうち少なくとも１つを用いて廃電解液から金属酸化物粒子を除去するため、汚染土壌の除染時に発生する廃液を電解液に再生させて除染過程にリサイクルすることができる。したがって、複合動電気除染装置の除染時に外部へ排出される廃液の発生量を著しく減少させることができる。
【００３９】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、ｐＨ調整ユニットを用いて電極ユニットによって提供される陰極電源部位および陽極電源部位のｐＨを設定値に一定に調整するため、汚染土壌の除染時に金属酸化物粒子の発生量を減少させることができ、金属酸化物粒子の増加による発熱現象および詰まることを未然に防止することができる。
【００４０】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、電解液供給量調整部を用いて動電気ユニット内の電解液を水位に応じて電解液の供給量を自動的に調整するため、動電気ユニット内の電解液の水位を一定に維持することができ、動電気ユニット内における電解液の不足現象も防止することができる。
【００４１】
また、本発明の複合動電気除染装置によると、土壌洗浄ユニットを３、０００Ｌ規模の大容量に製造することができ、動電気ユニットと電極ユニットおよびｐＨ調整ユニットを５２０Ｌ規模の大容量に製造することができる。すなわち、複合動電気除染装置の大型化および大容量化の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示す複合動電気除染装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】図２に示された動電気ユニットの内部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置を概略的に示す構成図である。
【図６】図５に示された複合動電気除染装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る実施形態を添付する図面を参照しながら詳説する。しかし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。各図面に提示する同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００４４】
図１は本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００を概略的に示す構成図であり、図２は図１に示された複合動電気除染装置１００の主要部を示す斜視図であり、図３は図２に示された動電気ユニット１２０の内部を示す断面図である。そして、図４は、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００の制御構成を示すブロック図である。
【００４５】
図１〜図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００は、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０を備える。
【００４６】
電解液供給ユニット１１０は、動電気ユニット１２０に電解液（Ｅ）を供給する装置である。電解液（Ｅ）は電流の流れを媒介する物質であるが、放射性核種に汚染された土壌（Ｓ）を洗浄する役割も行なう。以下、本実施形態では電解液（Ｅ）が０．６〜１．０モール（ｍｏｌｅ）の濃度を有する硝酸であると説明するが、これに限定されることなく、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様な種類の電解液（Ｅ）を用いてもよい。
【００４７】
図１〜図４を参照すると、動電気ユニット１２０は、電解液（Ｅ）による汚染土壌（Ｓ）の洗浄除染および電極ユニット１３０による汚染土壌（Ｓ）の動電気除染を同時に行う装置である。
【００４８】
動電気ユニット１２０の一側には電解液（Ｅ）が流入される入口部１２１を形成してもよく、動電気ユニット１２０の他側には動電気ユニット１２０の内部で除染に用いられた廃電解液（ＷＥ）が排出される出口部１２２を形成してもよい。このような入口部１２１は、電解液供給ユニット１１０と連通可能に連結されてもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０内の電解液（Ｅ）は入口部１２１を介して動電気ユニット１２０の内部に流入され、動電気ユニット１２０内の廃電解液（ＷＥ）は出口部１２２を介して外部に排出される。
【００４９】
動電気ユニット１２０の内部には汚染土壌（Ｓ）が収容される収容部１２３を形成する。汚染土壌（Ｓ）は、メッシュタイプの包装部材１２８に包装された状態で収容部１２３の内部に収容されてもよい。包装部材１２８は、土壌の透過は不可能であり、電解液の透過は可能なメッシュ形状に形成されてもよい。例えば、包装部材１２８は不織布素材のようなものに形成される。
【００５０】
上記のような収容部１２３は、汚染土壌（Ｓ）が収容される収容室１２４、収容室１２４と入口部１２１との間に形成される陽極室１２５、および収容室１２４と出口部１２２との間に形成される陰極室１２６に区切られる。収容部１２３の内部には動電気ユニット１２０の内部空間を収容室１２４、陽極室１２５、および陰極室１２６に区画する隔壁１２７を備えてもよい。隔壁１２７は電解液（Ｅ）が通過する構造になり得る。
【００５１】
一方、電解液供給ユニット１１０は、動電気ユニット１２０の入口部よりも上段に配置してもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０内の電解液（Ｅ）は、電解液（Ｅ）の水頭差によって動電気ユニット１２０の収容部１２３に自動的に供給され、電解液供給ユニット１１０から動電気ユニット１２０に電解液（Ｅ）を強制的に供給するポンプのような構成を省略することができる。
【００５２】
動電気ユニット１２０の内部には電解液供給ユニット１１０から流入される電解液（Ｅ）の供給量を調整する電解液供給量調整部１２９を備えてもよい。すなわち、電解液供給量調整部１２９は、収容部１２３内の電解液（Ｅ）の水位に応じて電解液（Ｅ）の供給量を自動的に調整して電解液（Ｅ）の水位を一定に維持することができる。
【００５３】
上記のような電解液供給量調整部１２９は、水位検出センサ１２９ａおよび開閉バルブ１２９ｂを備えてもよい。水位検出センサ１２９ａは、収容部１２３内の電解液（Ｅ）の水位を検出するように動電気ユニット１２０の内部に備えられてもよい。開閉バルブ１２９ｂは、水位検出センサ１２９ａの検出値に応じて入口部１２１を選択的に開閉するように入口部１２１に開閉自在に備えられてもよい。
【００５４】
例えば、水位検出センサ１２９ａは電解液（Ｅ）の水面に位置する浮遊センサから構成されてもよく、開閉バルブ１２９ｂは浮遊センサの検出値に応じて制御部１５０によって電子的に調整されるソレノイドバルブから構成されてもよい。しかし、電解液供給量調整部１２９の構成は特別に限定されるものではなく、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様な種類のセンサおよびバルブなどに構成してもよい。
【００５５】
図１〜図３を参照すると、電極ユニット１３０は、動電気ユニット１２０の収容部１２３に収容された汚染土壌（Ｓ）の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供して汚染土壌（Ｓ）の動電気除染を実施する装置である。電極ユニット１３０は動電気ユニット１２０に備えられてもよい。
【００５６】
例えば、電極ユニット１３０は、陽極室１２５に備えられる陽電極部１３２、陰極室１２６に備えられる陰電極部１３４、および陽電極部１３２と陰電極部１３４に陽極電源と陰極電源をそれぞれ供給する電源供給部１３６を備えてもよい。陽電極部１３２と陰電極部１３４は、陽極室１２５と陰極室１２６内の電解液（Ｅ）に沈まれるように配置されてもよく、電源供給部１３６は動電気ユニット１２０の外部に配置されてもよい。
【００５７】
したがって、本実施形態では電源供給部１３６の電源を陽電極部１３２と陰電極部１３４に伝達する電源供給端子１３８が動電気ユニット１２０に貫通するように形成されるものと説明する。すなわち、電源供給部１３６の陽極電源は、陽極電源供給端子１３８を介して陽電極部１３２に供給されてもよく、電源供給部１３６の陰極電源は陰極電源供給端子１３８を介して陰電極部１３４に供給されてもよい。しかし、これに限定されず、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様に変形され得る。
【００５８】
図１〜図４を参照すると、ｐＨ調整ユニット１４０は、動電気ユニット１２０の陽極電源および陰極電源が提供される部位のｐＨを調整する装置である。ｐＨ調整ユニット１４０は動電気ユニット１２０に備えられるが、陽極電源および陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給する構造に形成してもよい。具体的に説明すると、ｐＨ調整ユニット１４０は、特定ｐＨのｐＨ調整溶液を陽極室１２５と陰極室１２６に供給し、陽極室１２５と陰極室１２６の電解液（Ｅ）のｐＨを設定値に調整することができる。
【００５９】
例えば、ｐＨ調整ユニット１４０は、陽極室１２５にｐＨ調整溶液を供給して陽極室１２５のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部１４０ａ、および陰極室１２６にｐＨ調整溶液を供給して陰極室１２６のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部１４０ｂを備えてもよい。
【００６０】
陽極ｐＨ調整部１４０ａは、陽極室１２５の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサ１４２、および陽極室ｐＨセンサ１４２の検出値に応じて陽極室１２５の内部にｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器１４４を備えてもよい。陰極ｐＨ調整部１４０ｂは、陰極室１２６の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサ１４６、および陰極室ｐＨセンサ１４６の検出値に応じて陰極室１２６の内部にｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器１４８を備えてもよい。したがって、陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨは陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂによって独立的に調整されることができる。
【００６１】
ここで、第１設定値は０．５〜１．５ｐＨであってもよく、第２設定値は０．５〜１．５ｐＨであってもよい。上記のように第１設定値と第２設定値が設定されると、陰極室１２６で生成される金属酸化物粒子の量が減少する。しかし、第１設定値と第２設定値は汚染土壌の状態に応じて変更されてもよい。
【００６２】
また、ｐＨ調整溶液は酸性の硝酸溶液であってもよい。ｐＨ調整溶液が電解液（Ｅ）と同一の硝酸溶液から形成されると、ｐＨ調整溶液および電解液（Ｅ）が動電気ユニット１２０の内部で混合されても不要な化学反応を防止することができる。それだけでなく、動電気ユニット１２０の内部に投入されたｐＨ調整溶液が電解液（Ｅ）に用いられてもよく、硝酸溶液のみを取り扱うために複合動電気除染装置１００の設計条件が簡単になる。
【００６３】
上記とは異なって、ｐＨ調整ユニット１４０は、陽極室１２５の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサ、陰極室１２６の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサ、および陽極室ｐＨセンサと陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて陽極室または陰極室のうち少なくとも１つにｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器を備えてもよい。すなわち、単数個の溶液供給器を用いて陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨを選択的に調整することができる。
【００６４】
以下、本実施形態では説明の便宜のためにｐＨ調整ユニット１４０が陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂに構成されたものと説明するが、これに限定されずに、複合動電気除染装置１００の設計条件および状況に応じて多様に変形され得る。
【００６５】
図２〜図４を参照すると、制御部１５０は複合動電気除染装置１００の駆動を制御する装置である。特に、制御部１５０はｐＨ調整ユニット１４０と電解液供給量調整部１２９の作動を制御してもよい。
【００６６】
具体的に説明すると、制御部１５０は、陽極室ｐＨセンサ１４２および陰極室ｐＨセンサ１４６から送信される検出値に応じて、陽極ｐＨ調整部１４０ａと陰極ｐＨ調整部１４０ｂの作動を制御してもよい。また、制御部１５０は、水位検出センサ１２９ａから送信される検出値に応じて開閉バルブ１２９ｂの作動を制御してもよい。
【００６７】
一方、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０は、汚染土壌（Ｓ）の処理量を増加させることによって設置数を増加させてもよい。すなわち、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０を高い容量で製造することも可能であるが、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の容量を増大させることは限界がある。したがって、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の設置数を増加させる方法として、複合動電気除染装置１００の処理容量を増加させることができる。実際に、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の実際な規模は５２０Ｌの大きさに拡大することができ、それによって年間５０ドラム程度の処理が可能である。
【００６８】
上記のように動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０が複数個に増加する場合、電解液供給ユニット１１０またはｐＨ調整ユニット１４０のうち少なくとも１つは動電気ユニット１２０に並列に接続されてもよい。したがって、電解液供給ユニット１１０またはｐＨ調整ユニット１４０は、動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の個数の増加に比例して設置個数を増加させる必要がない。すなわち、複合動電気除染装置１００の処理容量を簡単に増加させることができる。
【００６９】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００は廃液処理ユニット１６０をさらに備えてもよい。廃液処理ユニット１６０は、出口部１２２から排出される廃電解液（ＷＥ）を処理して金属酸化物粒子を除去する装置である。廃液処理ユニット１６０は、動電気ユニット１２０の出口部１２２に連通するよう連結されてもよい。したがって、廃液処理ユニット１６０が動電気ユニット１２０から排出される廃電解液（ＷＥ）を処理するため、複合動電気除染装置１００の外部に排出される廃液の排出量を減少することができる。
【００７０】
例えば、廃液処理ユニット１６０は、廃液循環器１６２および金属酸化物分離器１６４を備えてもよい。廃液循環器１６２は、出口部１２２から排出された廃電解液（ＷＥ）を電解液供給ユニットに循環させる装置であって、出口部１２２と電解液供給ユニット１１０との間に形成される。金属酸化物分離器１６４は、廃液循環器１６２によって循環する廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去する装置であって、廃液循環器１６２上に連通するように連結されてもよく、加圧濾過方式に基づいて金属酸化物粒子を濾過させる構造に形成される。
【００７１】
したがって、金属酸化物分離器１６４は、廃液循環器１６２に沿って循環する廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去して廃電解液（ＷＥ）を電解液（Ｅ）に再生することができる。また、廃液循環器１６２は、廃電解液（ＷＥ）から再生した電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０に循環供給して電解液（Ｅ）を繰り返しリサイクルすることができる。すなわち、複合動電気除染装置１００では動電気ユニット１２０から排出される廃電解液が全てリサイクルされ得る構造であるため、複合動電気除染装置１００の外部に廃液が排出されない。
【００７２】
例えば、廃液循環器１６２は、陰極室１２６と電解液供給ユニット１１０に連通するように連結された廃液循環流路１６２ａ、および廃液循環流路１６２ａ上に備えられる廃液循環ポンプ１６２ｂを備えてもよい。また、金属酸化物分離器１６４は、廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材１６６を備えてもよい。このようなフィルタ部材１６６は、金属酸化物分離器１６４の内部に分離自在に装着されてもよい。したがって、フィルタ部材１６６は一定時間の間に用いられた後交替され、金属酸化物分離器１６４から分離したフィルタ部材１６６は放射性廃棄物と共に処理され得る。
【００７３】
上記のように構成された本発明の一実施形態に係る複合動電気除染装置１００の作動を説明すると次の通りである。
【００７４】
まず、放射性核種によって汚染された土壌（Ｓ）を動電気ユニット１２０の収容部１２３に収容し、汚染土壌（Ｓ）の除染に用いられる電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０に充填する。このとき、汚染土壌（Ｓ）は、包装部材１２８に入れられた状態で収容部１２３の収容室１２４に配置される。
【００７５】
複合動電気除染装置１００を作動させると、電解液（Ｅ）は電解液供給ユニット１１０と動電気ユニット１２０との間の水頭差によって動電気ユニット１２０の内部へ自動的に供給される。すなわち、電解液供給ユニット１１０の電解液（Ｅ）は入口部１２１を介して動電気ユニット１２０の内部に流入された後、動電気ユニット１２０の収容部１２３に沿って出口部１２２に流動される。この過程において、汚染土壌（Ｓ）に含まれた放射性核種は動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）によって洗浄され得る。
【００７６】
一方、動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）の水位は、電解液供給量調整部１２９によって設定水位に自動的に維持されることができる。すなわち、電解液供給量調整部１２９は、水位検出センサ１２９ａの水位検出値を用いて開閉バルブ１２９ｂの開閉動作を適切に調整することができる。したがって、動電気ユニット１２０内の電解液（Ｅ）の水位を別にチェックしなくても電解液（Ｅ）の水位を最適の水位に維持することができ、電解液（Ｅ）の不足によって発生する問題が解消される。
【００７７】
その後、電極ユニット１３０の電源供給部１３６が電源供給端子１３８を介して陽電極部１３２と陰電極部１３４に陽極電源と陰極電源をそれぞれ供給する。したがって、汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種は、陽電極部１３２と陰電極部１３４との間の電位差によって動電気除染される。このとき、陰極室１２６ではＦｅ、Ｍｇ、Ａｌなどが金属酸化物の粒子状態に排出される。
【００７８】
上記のような複合動電気除染装置１００は、電解液供給ユニット１１０が供給する電解液（Ｅ）により汚染土壌（Ｓ）の放射性核種が洗浄除染方式に基づいて除去されてもよく、それと同時に、電極ユニット１３０が提供する陽極電源と陰極電源により汚染土壌（Ｓ）の放射性核種が動電気除染方式に基づいて除去されてもよい。すなわち、複合動電気除染装置１００の洗浄除染および動電気除染によって汚染土壌（Ｓ）からセシウム、ウラニウム、コバルトが除去され得る。
【００７９】
したがって、洗浄除染方式および動電気除染方式を複合させて放射性核種に汚染された汚染土壌（Ｓ）の除染効率を向上させることができ、汚染土壌（Ｓ）の除染期間も短縮できる。このとき、汚染土壌（Ｓ）の除染時に発生する廃液は廃液処理ユニット１６０にて処理できる。
【００８０】
一方、陰極室１２６で発生する金属酸化物粒子は放射性核種の除染時に電解液の流動を妨害したり、または動電気ユニット１２０内の発熱を引き起こす原因になる。これは金属酸化物粒子が大きくて多く生成するほど増大する。したがって、本実施形態において、ｐＨ調整ユニット１４０が陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨを適切に調整して金属酸化物粒子の大きさおよび発生量を減少させることができる。
【００８１】
すなわち、陽極ｐＨ調整部１４０ａは、陽極室ｐＨセンサ１４２に検出される陽極室１２５のｐＨに応じて陽極室溶液供給器１４４によって供給されるｐＨ調整溶液の量を調整し、陰極ｐＨ調整部１４０ｂは陰極室ｐＨセンサ１４６に検出される陰極室１２６のｐＨに応じて陰極室溶液供給器１４８によって供給されるｐＨ調整溶液の量を調整する。したがって、硝酸溶液から形成されるｐＨ調整溶液によって陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨが調整されることができる。
【００８２】
具体的に、陽極室１２５と陰極室１２６のｐＨは０．５〜１．５ｐＨに調整されてもよい。上記のように陽極室１２５および陰極室１２６のｐＨが調整されれば、陰極室１２６で生成される金属酸化物粒子の発生量および大きさが減少される。
【００８３】
一方、陰極室１２６に発生される金属酸化物粒子は廃電解液（ＷＥ）と共に出口部１２２を介して動電気ユニット１２０の外部に排出される。このように動電気ユニット１２０の外部に排出された廃電解液（ＷＥ）は廃液処理ユニット１６０によって処理された後リサイクルされる。
【００８４】
すなわち、廃液処理ユニット１６０の金属酸化物分離器１６４は廃電解液（ＷＥ）から金属酸化物粒子を除去して廃電解液（ＷＥ）を電解液（Ｅ）に再生することができる。また、廃液処理ユニット１６０の廃液循環器１６２は、再生した電解液（Ｅ）を電解液供給ユニット１１０にガイドして電解液（Ｅ）の循環を実現することができる。上記のように廃電解液（ＷＥ）は、廃液循環器１６２によって電解液供給ユニット１１０に循環されるが、循環過程において金属酸化物分離器１６４によって金属酸化物を除去することができる。
【００８５】
廃液処理ユニット１６０によって再生された電解液（Ｅ）は、電解液供給ユニット１１０の内部に回収されてもよく、電解液供給ユニット１１０によって動電気ユニット１２０に再び供給されてもよい。
【００８６】
したがって、汚染土壌（Ｓ）の除染時に発生する廃液が廃液処理ユニット１６０によって処理された後リサイクルされるため、複合動電気除染装置１００の作動時に発生する廃液量はほとんどない。
【００８７】
図５は本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００を概略的に示す構成図であり、図６は図５に示された複合動電気除染装置を示す斜視図である。
【００８８】
図５および図６において、図１〜図４に示す参照符号と同一の参照符号は同一の部材を示す。以下は図１〜図４に示す複合動電気除染装置１００と異なることを中心に説明する。
【００８９】
図５および図６を参照すると、本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００が図１〜図４に示す複合動電気除染装置１００と異なる点は、動電気ユニット１２０に供給される汚染土壌を前処理する構成および動電気ユニット１２０から排出された廃電解液（ＷＥ）を処理してリサイクルする構成にある。
【００９０】
本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、制御部１５０、廃液格納ユニット２１０、土壌洗浄ユニット２２０、沈殿分離ユニット２３０、廃液処理ユニット２４０を備える。
【００９１】
ここで、電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０は図１〜図４に示す電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０と同一に構成される。以下、本実施形態では電解液供給ユニット１１０、動電気ユニット１２０、電極ユニット１３０、ｐＨ調整ユニット１４０、および制御部１５０に対する詳説を省略し、参照番号も図１〜図４と同一に表示することにする。
【００９２】
廃液格納ユニット２１０は、出口部１２２に排出される廃電解液（ＷＥ）を一時的に格納する装置である。廃液格納ユニット２１０は動電気ユニット１２０の出口部１２２に連通するように連結されてもよい。
【００９３】
土壌洗浄ユニット２２０は、動電気ユニット１２０に供給される汚染土壌（Ｓ）を予め処理して汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種の含有量を減少させる装置である。土壌洗浄ユニット２２０は、廃液格納ユニット２１０内の廃電解液（ＷＥ）を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄したり、汚染土壌（Ｓ）の洗浄性能をより向上させるために廃電解液（ＷＥ）と共に１〜２モールの濃度を有する硝酸を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄する。したがって、土壌洗浄ユニット２２０は廃液格納ユニット２１０と連通するように連結されてもよい。しかし、これに限定されずに、土壌洗浄ユニット２２０は設計条件および状況に応じて多様な方式で汚染土壌（Ｓ）を前処理することができる。
【００９４】
上記のように土壌洗浄ユニット２２０を使用すると、動電気ユニット１２０から排出された廃電解液（ＷＥ）を汚染土壌（Ｓ）の洗浄に更に一回用いることができるため、電解液（Ｅ）の活用性が高められる。それだけでなく、土壌洗浄ユニット２２０によって汚染土壌（Ｓ）が前処理されるため、複合動電気除染装置２００の除染性能をより向上させることができ、動電気ユニット１２０の除染負荷量を減少させることができる。加えて、土壌洗浄ユニット２２０は、汚染土壌（Ｓ）の洗浄性能を向上させるために攪拌、回転、または振動してもよい。
【００９５】
実際に、汚染土壌（Ｓ）内の放射性核種は土壌洗浄ユニット２２０の土壌前処理工程において８０％〜８５％が除去され、前処理された汚染土壌（Ｓ）内に残留される放射性核種は動電気ユニット１２０および電極ユニット１３０の除染工程において９５％以上が除去される。それだけでなく、本実施形態の土壌洗浄ユニット２２０は３、０００Ｌ規模の大容量に製造可能であり、このとき、土壌（ｋｇ）と洗浄溶液（Ｌ）は１：２．５の混合率で２回の洗浄を行う。
【００９６】
一方、土壌洗浄ユニット２２０と動電気ユニット１２０との間には遠心分離機を加えて配置してもよい。遠心分離機は、土壌洗浄ユニット２２０によって洗浄された土壌を遠心分離して土壌内の廃液を除去することができる。したがって、動電気ユニット１２０で発生する廃液のスラッジ（ｓｌｕｄｇｅ）を最小化することができる。
【００９７】
沈殿分離ユニット２３０は、沈殿方式を用いて土壌洗浄ユニット２２０から排出される廃洗浄液（ＷＷ）を沈殿物２３２と上層液２３４とに分離する装置である。沈殿分離ユニット２３０は土壌洗浄ユニット２２０に連通するように連結されてもよい。
【００９８】
ここで、沈殿物２３２は金属酸化物粒子または土壌粒子などのような粒子性物質であり、上層液２３４は粒子性物質と分離した電解液（Ｅ）である。このような上層液２３４は電解液供給ユニット１１０に再び供給される。したがって、沈殿分離ユニット２３０は電解液供給ユニット１１０と連通するように連結されてもよい。しかし、沈殿分離ユニット２３０は、上層液２３４を電解液供給ユニット１１０へ直接伝達することなく、別途の格納容器に集めて上層液２３４を伝達することも可能である。
【００９９】
廃液処理ユニット２４０は沈殿分離ユニット２３０から伝達された沈殿物２３２の含まれた廃洗浄液（ＷＷ）を処理する装置である。すなわち、廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から伝達される多量の沈殿物２３２が含まれた廃洗浄液（ＷＷ）を処理する。したがって、廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から廃洗浄液（ＷＷ）が伝達されるように沈殿分離ユニット２３０と連通するように連結されてもよい。
【０１００】
また、廃液処理ユニット２４０は、金属化合物粒子のような粒子性物質を濾過させる構造に形成されてもよい。すなわち、廃液処理ユニット２４０の内部には廃洗浄液（ＷＷ）から沈殿物２３２を濾過させるフィルタ部材２４２を備えてもよい。このようなフィルタ部材２４２は、図１に示す廃液処理ユニット１６０のフィルタ部材１６６と同一の構造に形成されてもよい。
【０１０１】
上記のように廃液処理ユニット２４０は、沈殿分離ユニット２３０から伝達された廃洗浄液（ＷＷ）を電解液（Ｅ）と沈殿物２３２とに分離し、再び再生した電解液（Ｅ）は電解液供給ユニット１１０の内部に回収される。ここで、廃液処理ユニット２４０は電解液供給ユニット１１０と連通するように連結されてもよい。
【０１０２】
一方、沈殿分離ユニット２３０と廃液処理ユニット２４０との間には沈殿分離ユニット２３０から排出される廃洗浄液（ＷＷ）を濃縮させる濃縮ユニット２５０を備えてもよい。これによって、廃液処理ユニット２４０で処理される廃洗浄液（ＷＷ）の量を減らすことができる。
【０１０３】
また、廃液処理ユニット２４０のフィルタ部材２４２は装着または分離自在に形成してもよく、一定時間の間に用いられた後交替する。このようなフィルタ部材２４２は乾燥ユニット２６０によって乾燥された後放射性廃棄物と共に処理される。
【０１０４】
上述したように本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、動電気ユニット１２０から排出される廃電解液（ＷＥ）を用いて汚染土壌（Ｓ）を洗浄する前処理工程を行なってもよい。また、沈殿分離ユニット２３０と廃液処理ユニット２４０における沈殿工程および濾過工程によって汚染土壌（Ｓ）の前処理に用いられた廃洗浄液（ＷＷ）を２重に処理した後電解液（Ｅ）にリサイクルすることができる。
【０１０５】
一方、本発明の他の実施形態に係る複合動電気除染装置２００は、土壌の放射能の濃度に応じて処理方式を異なって変更してもよい。すなわち、放射能の濃度が高い土壌は、前述したように土壌洗浄ユニット２２０、動電気ユニット１２０、沈殿分離ユニット２３０、および廃液処理ユニット２４０を複合して処理してもよい。一方、放射能の濃度が低い土壌は、土壌洗浄ユニット２２０、沈殿分離ユニット２３０、および廃液処理ユニット２４０のみを複合して処理してもよい。
【０１０６】
上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
【０１０７】
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌から放射性核種を除去する複合動電気除染装置において、
電解液を供給する電解液供給ユニットと、
前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部を他側に形成する動電気ユニットと、
前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するように前記動電気ユニットに備えられる電極ユニットと、
前記動電気ユニットに備えられ、前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットと
を備えることを特徴とする複合動電気除染装置。
【請求項２】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極電源が提供される部位のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、
前記陰極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極電源が提供される部位のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項３】
前記第１設定値と前記第２設定値は０．５〜１．５ｐＨであることを特徴とする請求項２に記載の複合動電気除染装置。
【請求項４】
前記ｐＨ調整溶液は硝酸溶液であることを特徴とする請求項２に記載の複合動電気除染装置。
【請求項５】
前記動電気ユニットの収容部は、
前記汚染土壌が収容される収容室と、
前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、
前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室と
を備え、
前記電極ユニットは、
前記陽極室に備えられる陽電極部と、
前記陰極室に備えられる陰電極部と、
前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源および陰極電源を供給する電源供給部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項６】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極室のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、
前記陰極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極室のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の複合動電気除染装置。
【請求項７】
前記陽極ｐＨ調整部は、
前記陽極室の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサと、
前記陽極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器とを備え、
前記陰極ｐＨ調整部は、
前記陰極室の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサと、
前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陰極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の複合動電気除染装置。
【請求項８】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極室の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサと、
前記陰極室の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサと、
前記陽極室ｐＨセンサと前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室または前記陰極室のうち少なくとも１つに前記ｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の複合動電気除染装置。
【請求項９】
前記動電気ユニットの出口部に連結されて前記出口部に排出される廃電解液を処理し、前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を除去する廃液処理ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１０】
前記廃液処理ユニットは、
前記動電気ユニットの前記出口部と前記電解液供給ユニットとの間に形成され、前記出口部から排出される前記廃電解液を前記電解液供給ユニットに循環させる廃液循環器と、
前記廃液循環器によって循環する前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去するように前記廃液循環器上に連通するように連結された金属酸化物分離器と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１１】
前記動電気ユニットの収容部は、
前記汚染土壌が収容される収容室と、
前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、
前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室とを備え、
前記電極ユニットは、
前記陽極室に備えられる陽電極部と、
前記陰極室に備えられる陰電極部と、
前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源と陰極電源を供給する電源供給部と、を備え、
前記廃液循環器は、
前記陰極室と前記電解液供給ユニットに連通するように連結された廃液循環流路と、
前記廃液循環流路上に備えられる廃液循環ポンプと
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１２】
前記金属酸化物分離器には前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられることを特徴とする請求項１０に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１３】
前記出口部から排出される前記廃電解液を格納するように前記動電気ユニットの出口部に連結された廃液格納ユニットと、
前記廃液格納ユニットに連結され、前記廃液格納ユニットから供給される前記廃電解液によって前記動電気ユニットに供給される汚染土壌内の放射性核種の含有量を減少させる土壌洗浄ユニットと、
前記土壌洗浄ユニットに連結され、前記土壌洗浄ユニットから排出される廃洗浄液を沈殿物と上層液とに沈殿分離する沈殿分離ユニットと、
前記沈殿分離ユニットに連結され、前記沈殿分離ユニットで分離された沈殿物を処理する廃液処理ユニットと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１４】
前記廃電解液および前記廃洗浄液は、前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を含有し、前記沈殿物は前記沈殿分離ユニットの下部に沈殿する前記金属酸化物粒子であり、前記上層液は前記沈殿分離ユニットの上部で前記金属酸化物粒子と分離された電解液であり、
前記沈殿分離ユニットは、前記上層液を前記電解液供給ユニットに循環させ、前記沈殿物を含有した廃洗浄液を前記廃液処理ユニットに排出することを特徴とする請求項１３に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１５】
前記沈殿分離ユニットと前記廃液処理ユニットとの間には前記沈殿分離ユニットから排出される前記廃洗浄液を濃縮させる濃縮ユニットが備えられることを特徴とする請求項１４に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１６】
前記廃液処理ユニットには前記廃洗浄液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられ、
前記廃液処理ユニットは、前記フィルタ部材によって前記金属酸化物粒子が除去された電解液を前記電解液供給ユニットに循環させることを特徴とする請求項１４に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１７】
前記電解液供給ユニットは、前記電解液の水頭差によって前記電解液が前記収容部に自動に供給されるよう前記動電気ユニットの入口部よりも上段に配置され、
前記動電気ユニットには、前記収容部内の前記電解液の水位を自動的に一定に維持するため、前記電解液の供給量を調整する電解液供給量調整部が備えられることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１８】
前記電解液供給量調整部は、
前記収容部内の前記電解液の水位を検出するように前記動電気ユニットの内部に備えられる水位検出センサと、
前記水位検出センサの検出値に応じて前記入口部を選択的に開閉させるように前記入口部に開閉自在に備えられる開閉バルブと
を備えることを特徴とする請求項１７に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１９】
前記動電気ユニットおよび前記電極ユニットは複数備えられ、
前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットのうち少なくとも１つは、前記動電気ユニットに並列に連結されたことを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１】
汚染土壌から放射性核種を除去する複合動電気除染装置において、
電解液を供給する電解液供給ユニットと、
前記電解液供給ユニットから前記電解液が供給されるように前記電解液供給ユニットに連結された入口部が一側に形成され、前記汚染土壌が収容される収容部が内部に形成され、前記汚染土壌を通過した廃電解液が外部に排出されるように出口部を他側に形成する動電気ユニットと、
前記収容部に収容された前記汚染土壌の互いに異なる部位に陽極電源と陰極電源を提供するように前記動電気ユニットに備えられる電極ユニットと、
前記動電気ユニットに備えられ、前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位のｐＨを調整するために前記陽極電源と前記陰極電源が提供される部位にｐＨ調整溶液を供給するｐＨ調整ユニットと
を備えることを特徴とする複合動電気除染装置。
【請求項２】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極電源が提供される部位のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、
前記陰極電源が提供される部位に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極電源が提供される部位のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項３】
前記第１設定値と前記第２設定値は０．５〜１．５ｐＨであることを特徴とする請求項２に記載の複合動電気除染装置。
【請求項４】
前記ｐＨ調整溶液は硝酸溶液であることを特徴とする請求項２に記載の複合動電気除染装置。
【請求項５】
前記動電気ユニットの収容部は、
前記汚染土壌が収容される収容室と、
前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、
前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室と
を備え、
前記電極ユニットは、
前記陽極室に備えられる陽電極部と、
前記陰極室に備えられる陰電極部と、
前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源および陰極電源を供給する電源供給部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項６】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陽極室のｐＨを第１設定値に調整する陽極ｐＨ調整部と、
前記陰極室に前記ｐＨ調整溶液を供給して前記陰極室のｐＨを第２設定値に調整する陰極ｐＨ調整部と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の複合動電気除染装置。
【請求項７】
前記陽極ｐＨ調整部は、
前記陽極室の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサと、
前記陽極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陽極室溶液供給器とを備え、
前記陰極ｐＨ調整部は、
前記陰極室の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサと、
前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陰極室の内部に前記ｐＨ調整溶液を供給する陰極室溶液供給器と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の複合動電気除染装置。
【請求項８】
前記ｐＨ調整ユニットは、
前記陽極室の内部に備えられる陽極室ｐＨセンサと、
前記陰極室の内部に備えられる陰極室ｐＨセンサと、
前記陽極室ｐＨセンサと前記陰極室ｐＨセンサの検出値に応じて前記陽極室または前記陰極室のうち少なくとも１つに前記ｐＨ調整溶液を供給する溶液供給器と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の複合動電気除染装置。
【請求項９】
前記動電気ユニットの出口部に連結されて前記出口部に排出される廃電解液を処理し、前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を除去する廃液処理ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１０】
前記廃液処理ユニットは、
前記動電気ユニットの前記出口部と前記電解液供給ユニットとの間に形成され、前記出口部から排出される前記廃電解液を前記電解液供給ユニットに循環させる廃液循環器と、
前記廃液循環器によって循環する前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を除去するように前記廃液循環器上に連通するように連結された金属酸化物分離器と
を備えることを特徴とする請求項９に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１１】
前記動電気ユニットの収容部は、
前記汚染土壌が収容される収容室と、
前記収容室と前記入口部との間に形成される陽極室と、
前記収容室と前記出口部との間に形成される陰極室とを備え、
前記電極ユニットは、
前記陽極室に備えられる陽電極部と、
前記陰極室に備えられる陰電極部と、
前記陽電極部と前記陰電極部に陽極電源と陰極電源を供給する電源供給部と、を備え、
前記廃液循環器は、
前記陰極室と前記電解液供給ユニットに連通するように連結された廃液循環流路と、
前記廃液循環流路上に備えられる廃液循環ポンプと
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１２】
前記金属酸化物分離器には前記廃電解液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられることを特徴とする請求項１０に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１３】
前記出口部から排出される前記廃電解液を格納するように前記動電気ユニットの出口部に連結された廃液格納ユニットと、
前記廃液格納ユニットに連結され、前記廃液格納ユニットから供給される前記廃電解液によって前記動電気ユニットに供給される汚染土壌内の放射性核種の含有量を減少させる土壌洗浄ユニットと、
前記土壌洗浄ユニットに連結され、前記土壌洗浄ユニットから排出される廃洗浄液を沈殿物と上層液とに沈殿分離する沈殿分離ユニットと、
前記沈殿分離ユニットに連結され、前記沈殿分離ユニットで分離された沈殿物を処理する廃液処理ユニットと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１４】
前記廃電解液および前記廃洗浄液は、前記動電気ユニット内の前記陰極電源部位で発生する金属酸化物粒子を含有し、前記沈殿物は前記沈殿分離ユニットの下部に沈殿する前記金属酸化物粒子であり、前記上層液は前記沈殿分離ユニットの上部で前記金属酸化物粒子と分離された電解液であり、
前記沈殿分離ユニットは、前記上層液を前記電解液供給ユニットに循環させ、前記沈殿物を含有した廃洗浄液を前記廃液処理ユニットに排出することを特徴とする請求項１３に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１５】
前記沈殿分離ユニットと前記廃液処理ユニットとの間には前記沈殿分離ユニットから排出される前記廃洗浄液を濃縮させる濃縮ユニットが備えられることを特徴とする請求項１４に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１６】
前記廃液処理ユニットには前記廃洗浄液から前記金属酸化物粒子を濾過させるフィルタ部材が分離自在に備えられ、
前記廃液処理ユニットは、前記フィルタ部材によって前記金属酸化物粒子が除去された電解液を前記電解液供給ユニットに循環させることを特徴とする請求項１４に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１７】
前記電解液供給ユニットは、前記電解液の水頭差によって前記電解液が前記収容部に自動に供給されるよう前記動電気ユニットの入口部よりも上段に配置され、
前記動電気ユニットには、前記収容部内の前記電解液の水位を自動的に一定に維持するため、前記電解液の供給量を調整する電解液供給量調整部が備えられることを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１８】
前記電解液供給量調整部は、
前記収容部内の前記電解液の水位を検出するように前記動電気ユニットの内部に備えられる水位検出センサと、
前記水位検出センサの検出値に応じて前記入口部を選択的に開閉させるように前記入口部に開閉自在に備えられる開閉バルブと
を備えることを特徴とする請求項１７に記載の複合動電気除染装置。
【請求項１９】
前記動電気ユニットおよび前記電極ユニットは複数備えられ、
前記電解液供給ユニットまたは前記ｐＨ調整ユニットのうち少なくとも１つは、前記動電気ユニットに並列に連結されたことを特徴とする請求項１に記載の複合動電気除染装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３１３７（Ｐ２０１３−３１３７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８２０１８（Ｐ２０１１−２８２０１８）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（５００００２４９０）コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュート (20)
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（５００００２４９０）コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュート (20)
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