고 준위 방사성 액체 패기물의 옥살산 침전 공정을 통하여 침전여액이 발생된다. 이 침전여액에는 옥살산과 같은 유기 물질이 함유되어 있으며 이 물질의 제거는 방사성 폐기물의 긍극적인 처리 처분에 대단히 중요하다 본 연구는 모의 침전여액을 제조하고 이로부터 옥살산 제거 연구가 두 가지 방법으로 수행되었다. 첫째 과산화수소를 이용한 제거 법으로서 침전여액 내 Ru$^{+4}$ 와 Fe$^{+3}$ 는 과산화수소를 자체 분해시키기 때문에 옥살산 제거를 방해함을 알 수 있었다 둘째는 NaOH를 용액 내 첨가하는 방법으로 pH증가에 따라 침전이 발생되면서 COD는 상당히 감소함을 보여주었다. 침전물은 $Na_2$C$_2$O$_4$로 확인되었고 pH9 이상에서 99%이상 감소함을 보여 주었다.다.
알칼리 및 알칼리토금속(Cs,Rb,Ba,Sr), 전이감속원소(Zr,Fe,Mo,Ni,Pd,Rh), 란탄족 (La,Y,Nd,Ce,Eu.) 및 MA(Np,Am)등 17개 원소로 구성된 질산매질의 모의 방사성용액에서 옥살산에 의한 란탄족과 MA(Minor Actinide)의 공침전 연구를 수행하였다. 옥살산농도 0.5M에서 질산농도의 영향과 아스코빅산 첨가에 따른 원소들의 침전율이 조사되었다. 각 원소들의 침전율은 질산농도에 따라 약간 감소하였으나 란탄족과 MA는 99%이상 공침전되었다. 아스코빅산이 첨가되는 경우 Pd이 금속으로 환원침전되고 Mo.Fe,Ni.Ba의 경우는 침전율이 10∼20% 감소하는 것으로 나타났으나 기타원소들에 대해서는 영향이 나타나지 않았다. Pd의 환원침전은 질산농도 1.0M미만에서 일어났으며. 아스코빅산 농도가 0.01M∼0.02M 부근에서 최대로 나타났다. 하이드라진이 아스코빅산과 같이 첨가될 때 Pd의 환원침전을 억제하는 역할을 하였다.
알카리 및 알카리토금속, 전이금속원소, 액티나이드원소등 10개 원소로 구성된 질산매질의 모의 방사성용액에서 옥살산에 의한 Nd와 Am의 공침전 연구를 수행하였다. 모의용액중의 질산농도와 옥살산농도에 따른 Nd과 Am의 침전율과 정제도가 연구되었다. 각 원소들의 침전율은 옥살산이 증가함에 따라서 증가하고 질산농도에 따라서는 감소하였다. 각각 0.5M인 옥살산농도와 질산농도에서 Nd과 Am의 침 전율이 99%이상이 되고, 정제도 측면을 고려할 때 가장 좋은 것으로 판단되었다. Am은 Nd와 매우 잘 공침전됨을 확인하였으며, Zr이 존재할 시 Cs, Sr, Pd등과 공침됨을 알 수 있었다.
본 연구는 우라늄-함유 석회침전물로부터 U을 제거(/회수) 하기위하여 탄산염 산화용해-산성화 침전과 질산용해-과산화수소 침전을 각각 고찰하였다. 석회침전물 내 우라늄을 용해하는 관점에서는 질산용해가 유리하나 (약 98% 이상 용해) 이 경우 U과 Al, Ca, Fe, Mg, Si 등의 공존 불순물이 다량 공용해되고, 또한 과산화수소 침전에서도 상당량의 불순물이 U과 함께 공침전 된다. 한편 탄산염 용해에 의한 산성화 침전은 우라늄의 용해가 90% 이하로 방사성 고체페기물의 부피감용 측면에서는 질산용해 보다 덜 효율적이지만, 우라늄과 불순물의 공용해나 산성화 침전에 의한 우라늄과 불순물의 공침전이 거의 일어나지 않아 보다 순수한 U을 회수하는 측면에서는 매우 효과적이다.
운전 온도 $35^{\circ}C$, 평균 유기물부하 $3.1{\;}kgCOD/m^3/day$ 및 수리학적체류시간 10일에서 혐기성 연속회분식공정에 의한 분뇨처리를 수행하였다. 공정의 평가는 대조 소화조로 완전혼합형의 소화조와 병행하여 수행되었다. 본 실험에서 분뇨는 고농도의 암모니아성 질소와 침전성 고형물을 함유하고 있음에도 불구하고 희석 없이 소화가 가능하였다. 혐기성 연속회분식공정에서 고형물은 급속하게 증가하여 완전혼합형의 대조 소화조에 비하여 소화조내 고형물(biomass)의 농도가 2.4배로 증가하였고, 가스발생량에 있어서도 대조 소화조에 비해 현격한 증가를 보였으며 그 증가율은 205~220%에 달했다. 부가적인 침전 시설이 없이도 혐기성 연속회분식공정의 유출수질이 대조 소화조 보다 높게 나타났는데 상징액 기준으로 휘발성고형물 제거율은 혐기성 연속회분식공정이 대조 소화조 보다 12~14% 높았다. 한편, 혐기성 연속회분식공정의 운전인자로 반응/침강비(R/T ratio)를 조사한 결과 R/T비가 1인 경우가 3의 경우보다 가스발생량, 메탄함량 및 유기물 제거율이 약간 높았으나 큰 차이는 없었다. 위의 실험결과들로부터 혐기성 연속회분식공정은 고농도의 암모니아성 질소와 침전성 유기물을 함유하고 있는 분뇨의 처리에 효과적이고 안정적인 공정으로 판단된다.
본 연구는 활성슬러지공법의 침전조를 막으로 대체하여 고액분리를 효과적으로 수행하도록 하는 막분리 활성슬러지 공법에 관한 것이다. 이와같은 방법은 공정자체가 간략화되는 동시에 종래법에서 슬러지 팽화(bulking)등에 의해 침전조에서 SS carry-over, 슬러지 침강성 향상을 위한 고부하처리의 곤란성, 침전조 처리수에의 SS 유출등 고액 분리의 문제점을 해소하므로, 여과, 응집침전, 혹은 활성탄흡착등의 고도처리설비없이 양질이 처리수를 얻을 수 있다고 보고 되고 있다.
원료의약품의 활용도를 향상시키기 위하여 입자 크기의 감소는 매우 중요하다. 본 연구에서는 식물세포 유래 항암물질 파클리탁셀의 입자크기 감소를 위하여 친수성 고분자물질을 첨가하여 분별침전을 수행하였다. 고분자물질이 첨가된 분별침전을 통해 입자크기를 감소시킬 수 있었다. 특히 고분자물질 HPMC 2910을 이용한 분별침전의 경우 침전물 성장을 가장 효과적으로 저해함을 알 수 있었다. 고분자물질 HPMC 2910농도 0.2%에서 가장 작은 입자크기의 침전물을 얻을 수 있었는데, 대조군 대비 ~35% 정도로 입자크기를 감소시킬 수 있었다. 또한 파클리탁셀 침전물의 입자크기는 친수성 고분자물질 첨가에 따른 침전용액의 제타전위 절대값에 반비례함을 알 수 있었다.
한국인의 식생활에서 널리 이용되고 있는 식물성 식품 및 민간요법에서 이용되는 비상용식품 45가지를 선택하여 총페놀함량은 Folin-Denis 법으로, 축합형 탄닌의 함량은 vanillin 법과 modified vanillin 법으로, 단백질 침전성 페놀물질의 함량은 단백질 침전법으로 측정하였다. 총페놀 함량(건물기준)은 $0.1{\sim}5.8%$로 감잎, 밤속껍질, 모과, 호두, 해바라기씨, 칡뿌리에서는 2% 이상의 높은 함량을 보였다. 축합형 탄닌함량(건물기준)은 $0{\sim}48%$로 모과 밤속껍질에서 매우 높이 나타났다. 단백질 침전성 페놀성분의 함량(건물 기준)은 $0.4{\sim}2.2%$로 밤속껍질, 호두, 모과에서 매우 높았고 그들의 단백질 침전능은 트립신보다 펩신이나 알부민에서 더 잘 나타났다. 식품중 페놀성물질 함량간의 상관관계를 보면 총페놀 함량과 단백질 침전성 페놀물질 함량(r=0.65)과 축합형 탄닌함량(r=0.56)간에 높은 상관관계를 보였으나, 축합형 탄닌함량과 단백질 침전성 페놀물질 함량간에는 비교적 낮은 상관관계(r=0.39)를 보였다. 축합형 탄닌의 중합도를 예측하는 vanillin/Folin-Denis 비를 살펴본 결과 모과, 밤속껍질, 수수에서 높은 값을 보여 결국 낮은 중합도를 보였다. 메밀, 도토리, 쑥, 칡 등을 이용한 가공식품에서의 페놀물질 함량은 원료상태에서 보다 낮은 함량을 보여 식품단백질의 이용율에는 큰 장애를 주지 않을 것으로 판단되었다.
본 연구는 $H_2O_2$가 함유된 ($Na_2CO_3-NaHCO_3$) 혼합 탄산염 계에서 사용후핵연료를 산화용해할 시 U과 함께 공용해 되는 Cs, Te, Tc, Mo 등의 핵분열생성물로부터 Cs과 Tc의 선택적 침전 제거 거동을 규명하였다. Cs과 Tc은 각각 장수명 핵종으로 지하에서의 빠른 핵종 이동성과 고방열성 등으로 최종 처분 시 처분 환경을 저해하는 핵종으로 처분 안전성 제고 측면에서 이들의 제거는 중요한 과제 중의 하나이다. Cs과 Re (Tc 대용원소)의 선택적 침전제로는 각각 NaTPB, TPPCl를 선정하였으며, NaTPB에의한 Cs 침전 및 TPPCl에 의한 Re 침전 모두 5분 이내로 매우 빠르게 이루어졌으며, 온도를 $50^{\circ}C$, 교반속도를 1000 rpm 까지 증가시켜도 이들의 침전 속도에는 별 영향이 없었다. NaTPB 침전 및 TPPCl 침전에 있어 가장 중요한 요인은 침전 용액의 pH 이며, 특히 TPPCl에 의한 Re의 선택적 침전의 경우 낮은 pH 에서 Mo가 Re과 공침되므로 pH 9 이상에서 수행하는 것이 효과적이다. 그리고 [NaTPB]/[Cs] 및 [TPPCl]/[Re]의 몰 농도 비 1 이상에서 Cs 및 Re을 각각 99% 이상 선택적으로 침전 제거할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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