토양 세척 후 발생하는 2차 폐수에서의 방사성세슘 제거 연구

목적:본 연구에서는 원자력발전소 인근 방사성 세슘으로 오염된 토양의 복원을 위한 토양 세척공정에서 발생되는 2차 폐수 중의 방사성세슘을 일라이트를 이용한 흡착공정을 통해 제거 가능성을 평가해 보고자 하였다. 방법:본 연구에서는 폐수 중 존재하는 방사성세슘을 처리하기 위해 흡착제로 충북 영동에서 채취한 영동 일라이트와 이를 고온산처리(60℃, 0.01 M HCl)하여 인위적으로 풍화시킨 풍화일라이트를 이용하였다. 풍화 전후 저농도 세슘(1 ppm)에서의 일라이트의 흡착율을 비교하였으며, 경쟁 이온인 칼륨(1.5 ppm)을 이용하여 흡착제의 탈착율을 비교 및 평가하였다. 결과 및 토의:일라이트를 인위적으로 풍화시키면, 일라이트 내 층간 이온이 용출되면서 풍화된 모서리면의 양이 증가하였다. 흡착 및 탈착 실험 결과, 풍화일라이트의 흡착율은 영동 일라이트보다 산성 조건(pH 3)에서는 약 11%, 중성 조건(pH 6.2)에서는 약 26% 증가하였으며, 탈착율은 산성 조건(pH 3)과 중성 조건(pH 6.2)에서 약 6% 감소하는 것으로 나타났다. 영동 일라이트와 풍화일라이트는 산성 조건보다 중성 조건에서 흡착율이 높게 나타났는데, 이는 높은 pH에서 일라이트의 표면이 음전하를 띠게 되어 양이온으로 존재하는 세슘과의 반응성이 증가하였기 때문이다. 결론:인위적인 풍화과정울 통하여 흡착제로써의 일라이트 성능을 개선시켰으며 이는 원자력발전소에서 발생하는 방사성세슘 제거를 위한 효과적인 흡착제로 활용될 수 있음을 시사한다. Objectives:Secondary wastewater is generated as the soil washing process proceeds to restore contaminated soil near the nuclear power plants (NPPs). In this study, we tried to evaluate the possibility of removing radioactive cesium from secondary wastewater through the adsorption process using illite. Methods:To treat radioactive cesium present in wastewater, as an adsorbent, we used illite collected from Yeongdong, Chungbuk, and weathering illite artificially weathered by high temperature and acid treatment (60℃, 0.01 M HCl). Before and after weathering, the adsorption rate of illite at low concentrations of cesium and the desorption rate of adsorbents were compared and evaluated using a 1.5 ppm of competitive potassium ion similar to that of groundwater. Results and Discussion:When the illite was artificially weathered, the amount of frayed edge sites increased as the interlayer ions in the illite eluted. As a result of the adsorption and desorption experiments, it was confirmed that the adsorption rate of weathering illite increased by about 11% in acid condition (pH 3) and about 26% in neutral condition (pH 6.2), and the desorption rate of weathering illite decreased by about 6% in acid and neutral conditions, compared to Yeongdong illite. Yeongdong illite and weathering illite showed higher adsorption rate under neutral condition than acidic condition, because the surface of the illite became negatively charged at high pH so the reactivity with cesium present as a cation increased. Conclusions:The artificial weathering process has improved the performance of illite as an adsorbent. We expect that weathering illite can be used as an effective adsorbent for the removal of radioactive cesium from NPP. KCI Citation Count: 0