The cesium (Cs) removal from the contaminated water system has been considered to be difficult because the cesium likes to exist as soluble phases such as ion and complexes than the solid in water system. Many researches have focused on developing the breakthrough adsorbent to increase the cesium removal efficiency in water. In this study, the laboratory scale experiments were performed to investigate the feasibility of the adsorption process using the bamboo charcoal for the Cs contaminated water system. The Cs removal efficiency of the bamboo charcoal were measured and the optimal adsorption conditions were determined by the adsorption batch experiments. Total 5 types of commercialized bamboo charcoals in Korea were used to identify their surface properties from SEM-EDS and XRD analyses and 3 types of bamboo charcoals having large specific surface areas were used for the adsorption batch experiment. The batch experiments to calculate the Cs removal efficiency were performed at conditions of various Cs concentration (0.01 - 10 mg/L), pH (3 - 11), temperature ($5-30^{\circ}C$), and adsorption time (10 - 120 min.). Experimental results were fitted to the Langmuir adsorption isotherm curve and their adsorption constants were determined to understand the adsorption properties of bamboo charcoal for Cs contaminated water system. From results of SEM-EDS analyses, the surfaces of bamboo charcoal particles were composed of typical fiber structures having various pores and dense lamella structures in supporting major adsorption spaces for Cs. From results of adsorption batch experiments, the Cs-133 removal efficiency of C type bamboo charcoal was the highest among those of 3 bamboo charcoal types and it was higher than 75 % (maximum of 82 %) even when the initial Cs concentration in water was lower than 1.0 mg/L, suggesting that the adsorption process using the bamboo charcoal has a great potential to remove Cs from the genuine Cs contaminated water, of which Cs concentration is low (< 1.0 mg/L) in general. The high Cs removal efficiency of bamboo charcoal was maintained in a relatively wide range of temperatures and pHs, supporting that the usage of the bamboo charcoal is feasible for various types of water. Experimental results were similar to the Langmuir adsorption model and the maximum amount of Cs adsorption (qm:mg/g) was 63.4 mg/g, which was higher than those of commercialized adsorbents used in previous studies. The surface coverage (${\theta}$) of bamboo charcoal was also maintained in low when the Cs concentration in water was < 1.0 mg/L, investigating that the Cs contaminated water can be remediated up with a small amount of bamboo charcoal.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
/
v.21
no.6
/
pp.395-408
/
2018
Even after the Fukushima nuclear accident in 2011, the rate of production of electric energy using nuclear energy is increasing, but there is a great danger such as the radioactive waste produced when using nuclear power, the catastrophic accident of nuclear power plant, and connection with nuclear weapons. In particular, Cs present in the ionic form of alkaline elements has a long half-life (30.17 years) because it is readily absorbed by the organism and emits intense gamma rays, thus presenting a serious radiation hazard. Therefore, it must be completely removed before it can be released into the natural ecosystem, because it can adversely affect not only humans but also natural ecosystems. Many adsorbents and ion exchangers which have high Cs removal efficiency have been used in recent years to completely separate and remove by self separation in water. Many adsorbents and ion exchangers which have high Cs removal efficiency have been used in recent years to completely separate and remove by self separation in water. In addition, researches have been doing to synthesize magnetic materials with adsorbents such as HCF and PB, and it shows a great effect in the removal rate of Cs present in wastewater or the maximum Cs adsorption amount. In particular, when a magnetic material was applied, excellent results were obtained in which only Cs was selectively removed from other cations. However, new problems such as applicability in the sea where Cs is directly released, applicability in various pH ranges, and failure to preserve the magnetizing force possessed by the magnetic body have been found. However, researches using ferromagnetic field with stronger magnetic properties than those of magnetic bodies is considered to be insufficient. Therefore, it is considered that if the researches combining the ferromagnetic field with the magnetization ability and functional adsorbents more actively, the radioactive material Cs which adversely affects the natural ecosystem can be effectively removed.
Radioactive cesium($^{137}Cs$) can be released into the environment through severe nuclear accidents such as the Chernobyl and Fukushima, The $^{137}Cs$ is one of major monitoring radionuclides due to its chemical toxicity, ${\gamma}$ radiation and long half-life($t_{1/2}=30.2yrs$). It has been known well that illite adsorb selectively and strongly the cesium due to frayed edge sites. The quantity of the FES in the illite could be controlled by weathering processes. Therefore, this study was modified illite samples through artificial weathering in the laboratory to increase sorption efficiency for cesium. Abundant interlayer cations(i.e., K, Ca) were eluted within 1 day, while Si and Al were gradually released from the crystal structure. In addition, broad peaks of XRD indicated the occurrence of chemical weathering. The cesium sorption distribution coefficients increased up to approximately 2 times after the weathering. These results suggested that sorption capacity of illite could be enhanced for cesium through artificial weathering under low temperature.
Cesium and strontium are two important fission products and the removal/speciation of these two cations with several inorganic/bio-materials is an interesting topic to discuss. It is to be noted that inorganic materials are found to be fairly effective and efficient in the removal/speciation of these cations. Moreover, these solids are to be found promising as they show fairly good radiation and temperature stability. Hence, they play an important role in the radioactive waste management studies. However, various studies reveal that in addition to inorganic materials various biosorbents can also be employed in the removal/speciation of these ions. But the radiation and temperature stability of these bio-sorbents and dead biomasses are still the topic lying among the researchers to be investigated.
Chmielewska, Dagmara;Siwek, Malgorzata;Wawszczak, Danuta;Henczka, Marek;Sartowska, Bozena;Starosta, Wojciech;Dudek, Jakub
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
/
v.67
/
pp.407-416
/
2018
This study presents a novel complete solution starting with a synthesis of silica modified with potassium-nickel hexacyanoferrate and ethanolamine (SiEA-KNiFe) sorbent through radiocesium sorption in different process configurations and moving on to the vitrification of the spent sorbent, using the sol-gel method. The experimental data for deionized water solution, as well as seawater solution, correlates strongly with the Langmuir isotherm model. Moreover, the study also presents a method for spent sorbent solidification in the glass matrix. The cesium leaching test confirmed that spent sorbent can be stably bound in the glass matrix after radionuclide removal.
The mobility and transport of radioactive cesium are crucial factors to consider for the safety assessment of high-level radioactive waste disposal sites in granite. The retardation of radionuclides in the fractured crystalline rock is mainly controlled by the hydrochemical condition of groundwater and surface reactions with minerals present in the fractures. This paper reports the experimental results of cesium sorption to the Wonju Granite, a typical Mesozoic granite in Korea, performed in an anaerobic chamber that mimics the anoxic environment of a deep disposal site. We measured the rates and amounts of cesium (133Cs) removed by crushed granite samples in different electrolyte (NaCl, KCl, and CaCl2) solutions and a synthetic groundwater solution, with variations in the initial cesium concentration (10-5, 5×10-6, 10-6, 5×10-7 M). The cesium sorption kinetic and isotherm data were successfully simulated by the pseudo-second-order kinetic model (r2= 0.99) and the Freundlich isotherm model (r2= 0.99), respectively. The sorption distribution coefficient of granite increased almost linearly with increasing biotite content in granite samples, indicating that biotite is an effective cesium scavenger. The cesium removal was minimal in KCl solution compared to that in NaCl or CaCl2 solution, regardless of the ionic strength and initial cesium concentration that we examined, showing that K+ is the most competitive ion against cesium in sorption to granite. Because it is the main source mineral of K+ in fracture fluids, biotite may also hinder the sorption of cesium, which warrants further research.
The effectiveness of inorganic oxides (DT-30), anionic exchange resin (DT-60) and carbon absorbent (DT-80, DT-90) on the equilibrium and continuous separation characteristics and removal of cobalt, cesium and iodide ion in the waste water was investigated. As a result, DT-30, DT-80 or DT-90, and DT-60 showed excellent separation properties on the cesium, cobalt and iodide respectively. In the equilibrium experiment, the adsorption amount of cesium for DT-30 increased with temperature, but increasd largely with pH. In case of DT-80, adsorption of cobalt was depended on pH but was not influenced by temperature. In the continuous system by passing a heavy metal ion solution through the ion exchange tower, DT-30, DT-90 and DT-60 showed good separation characteristic for cesium, cobalt and iodide respectively. In this case, separation characterization of DT-30 on the cesium and of DT-60 on the iodide were better than that of DT-90 on the cobalt. From the experiment on the effect of impurities on the ion exchange characteristics, impurities such as surfactant and oil did not influence the efficiency of DT-90. In the mean while, ion separation capacity of DT-30 were decreased largely by impurities such as surfactant and oil. Also, surfactant had a strong influence on the effectiveness of DT-60. Accordingly, it turned out to be very important thing that impurities should be removed in the preprocessing stage.
Radiological safety for the conventional operation of Demonstration-Scale Incineration Plant (DSIP) was assessed on the basis of the results of trial burns using the simulated and real radioactive wastes. Radiation dose assessments for routine releases on an annual basis as well a several severe accidental releases on a short-term basis (2h) revealed that there would be no significant environmental impact when low-level waste Is incinerated in DSIP. For semivolatile radioactive cesium species, expected emission concentrations slightly exceeded 10% of maximum permissible concentration. Removal characteristics of the bag filter for condensed-phase cesium species was investigated by the trial burns of simulated waste with inactive cesium tracer. In the off-gas before passing through bag filter, distributions of condensed cesium species in the transition size ranging between the diffusional and inertial region are less than 5%. The overall collection efficiency of the bag filter for cesium species was higher than 99.9%, showing enough decontamination capability as a primary filter for the low-temperature dry off-gas system in radwaste incineration plant.
Rahayu, Ni Wayan Sukma Taraning;Kim, Seonhee;Tak, Hyunji;Kim, Kyeongtae;Lee, Minhee
Economic and Environmental Geology
/
v.53
no.5
/
pp.529-542
/
2020
The cesium (Cs) sorption characteristics of a bead-type polysulfone carrier contained HNO3-treated bamboo charcoal (3 - 5 mm in diameter) in water system were investigated and its Cs removal efficiency as an adsorbent from water was also identified by various laboratory experiments. From the results of batch sorption experiments, the bead-type polysulfone carrier with only 5% HNO3-treated bamboo charcoal (P-5NBC) represented the high Cs removal efficiency of 57.8% for 1 hour sorption time. The Cs removal efficiency of P-5NBC in water after 24 hours reaction maintained > 69% at a wide range of pH and temperature conditions, attesting to its applicability under various water systems. Batch sorption experiments were repeated for P-5NBC coated with two cultivated microorganisms (Pseudomonas fluorescens and Bacillus drentensis), which were typical indigenous species inhabited in soil and groundwater. The Cs removal efficiency for two microorganisms coated polysulfone carrier (BP-5NBC) additionally increased by 19% and 18%, respectively, compared to that of only P-5NBC without microorganisms coated. The average Cs desorption rate of P-5NBC for 24 h was lower than 16%, showing the Cs was stably attached on HNO3-treated bamboo charcoal in so much as its long-term use. The maximum Cs sorption capacity (qm) of P-5NBC calculated from the Langmuir isotherm model study was 60.9 mg/g, which was much higher than those of other adsorbents from previous studies for 1 h sorption time. The results of continuous column experiments showed that the P-5NBC coated with microorganisms packed in the column maintained > 80% of the Cs removal efficiency during 100 pore volumes flushing. It suggested that only 14.7 g of P-5NBC (only 0.75 g of HNO3 treated bamboo charcoal included) can successfully clean-up 7.2 L of Cs contaminated water (the initial Cs concentration: 1 mg/L; the effluent concentration: < 0.2 mg/L). The present results suggested that the Cs contaminated water can be successfully cleaned up by using a small amount of the polysulfone carrier with HNO3-treated bamboo charcoal.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.