There are generally two kinds of spent filter; one is spent filter media for mainly gaseous purification such as HEPA filter, the other is spent filter cartridge for liquid purification such as CVCS BRS cartridge type filter. The spent filter cartridge from liquid purification system has been storing in special shielding space in auxiliary building in NPPs since the beginning of 2006 according to the long term storage strategy for decaying short lived radionuclide and gaining the time for selecting practical treatment technology before final packaging. The spent filter cartridges generated Kori-1 reactor vary in their sizes as in length from 913 mm to 290 mm and range in radiation level from several hundred mSv per hour to below mSv per hour . It is high time that the spent filter cartridge is treated and packaged because LILW repository in Wolsung area is operating and Kori-1 reactor is scheduled to decommission. The spent filter cartridge is one of the wet solid wastes required of solidification. It is difficult for the spent filter cartridge to solidify because of their shape, structure, physical and chemical characteristics in addition to having high radiation level. NSSC notice defines that solidification of wet solid wastes include that solid material such as spent filter is encapsulated with cement, etc. as a form of macro-encapsulation. The radioactive waste acceptance criteria describes that non-homogeneous waste having above 74,000 Bq/g such as spent filter, dry active waste should be encapsulated with qualified material. Homogeneous waste such as spent resin, sludge, concentrated waste (liquid waste evaporator bottoms), etc. should be solidified complied with requirements except that spent filter which is allowed to encapsulate. It is needed to guide to the practice of these two requirements for spent filter. The sampling and test method is different between homogeneous solidification waste form and spent filter cartridge encapsulation waste form. For example, how core sample can be taken and how void space can be measured among spent filter cartridge in encapsulation waste form. The technical evaluation report for spent filter cartridge polymer encapsulation by US NRC has been reviewed and the technical position of US NRC was identified. As a result of review, improvement fields of waste acceptance criteria for spent filters are pointed out, and the technical position of US NRC for spent filter cartridge solidification is summarized. The recommendation on improvement directions for spent filter cartridge encapsulation is suggested.

Currently, treatment and disposal suitability verification methods have not been established for radioactive waste, such as spent filters temporarily stored in each plant, so the WCP (Waste Certification Program) can be applied to verify the suitability of non-conforming waste at the site. In this study, WCP components such as certification organizations, certification methods, certification documents, and quality assurance (QA) plan that should be considered when developing WCP applicable to spent filter disposal were reviewed and presented. First, a certification organization consists of a certification organization that performs certification work, a certification support organization related to waste generation and treatment, and a quality control organization for waste certification. Especially, the support organization should support the implementation of WCP, so that spent filter processing procedures such as generation information management and immobilization can be properly packaged and transported. Second, in identifying the waste characteristics of the certification method, each characteristic identification procedure and certification method of the acceptance criteria should be described, evidence examining the suitability of general, radiological, physical, chemical, and biological requirements, and processes related to measurement and sampling should be established. In identifying characteristics, satisfaction of waste form, free water requirements, and whether it is subject to immobilization should be checked priorly, and a method of confirming particulate matter and securing filling rate when packaging compressed filters should be included. It is very important to develop a technology for verifying the safety and quality of the immobilized material because immobilization of the filters can be a processing method that satisfies various characteristic criteria. Meanwhile, it is essential to collect samples and develop scaling factors to identify the nuclides of filters and prove that they are below the concentration limits. For chemical and biological requirements, the characteristics are identified through generation information documents, corrective actions are taken and documented in case of nonconformance. Third, certification documents should include immobilization procedure manual, characteristic report, and characteristic test manuals such as free water, particulate matter and filling rate, radiation measurement method manual for packages, profile, and generation documents. Fourth, the QA plan should analyze the QA system of the plants, check the QA inspection details, establish general requirements for QA of spent filter disposal, and specify step-by-step certification work QA activities. In this study, considerations to ensure the disposal suitability at all stages from generation to disposal of spent filter were presented, and development of a WCP could contribute to preventing nonconformance.

한국원자력연구원 방사성폐기물 저장시설에는 2006년 기준으로 약 1,000 여개(200L 환산)의 폐필터가 저장중이며, 그 발생량은 계속 증가하는 추세에 있다. 현재 저장시설의 저장 공간 확보뿐만 아니라 폐필터의 효율적인 관리를 위하여 비닐 백에 넣어 저장 및 관리되고 있는 폐필터들을 적절한 압축 처리 과정을 거쳐 최종적으로 규격화된 드럼에 포장하려는 계획을 가지고 있다. 이를 위해, 먼저 과거 발생이력을 조사함으로서 저장중인 폐필터들의 분류를 통한 그룹화를 수행하였다. 또한 드럼포장을 위해서는 사전에 핵종평가가 수행되어야 하며, 그 방법으로는 폐필터의 해체 없이 표면선량률을 측정하여 대표시료를 채취하며, 이 시료에 대하여 방사성폐기물 인도규정에서 요구하는 수준의 핵종분석을 수행할 것이다. 그리고 드럼포장을 위해, 방사성폐기물 처리시설에서 개발된 폐필터 처리장치를 이용하여 직육면체 형의 폐필터를 원주형 성형을 함으로서 드럼에 넣은 후, 최종적으로 수직 압축함으로써 폐필터를 처리하고자 한다.

파일럿 규모의 유리화플랜트에서 일련의 시험을 통해 고온 세라믹 캔들 필터 시스템의 주요 운전 변수 및 성능을 평가하였다. 실증 시험결과 매 시험초기에는 필터 표면 먼지층(Dust cake)의 생성으로 인해 필터 매질에 걸리는 차압이 급격히 상승하였다. 그런 다음 차압은 곧 일정한 범위에서 안정되었고, 표면유속(Face velocity)에 비례하여 계속적으로 변화하였다. 이와 반대로, 필터 투과율(Permeability)은 매시험 초기에 급격히 감소하였다. 필터표면 먼지의 역세정은 공기압 3～5 bar범위 일때 효율적이었다. 필터 입구 및 출구에서 동시에 등속으로 채취한 먼지농도를 바탕으로 필터의 먼지 포집율(Dust collection efficiency)을 평가한 결과 필터 성능은 설계값인 99.9%과 같은 것으로 나타났다. 100시간의 장기시험을 포함한 일련의 실증시험을 수행하는 동안 고온 필터 시스템의 성능에 영향을 주는 특별한 문제점은 발견되지 않았다.

기후 변화가 가속화되어 국내에서는 국지성 호우가 증가하는 추세이며, 이에 대해 도심지역 토지의 불투수층이 증가하여 도로 유출수, Combined Sewer Overflows(이하 CSOs라고 한다.) 등 도심에서의 비점오염원에 의하여 하천 수중생물의 폐사, 부영양화, 대장균 및 병원성 미생물의 증가, 중금속 오염 등의 방류 수계에 타격을 줄 수 있기 때문에 이에 따른 환경오염 문제가 대두되고 있다. 그 중에서도 CSOs는 합류식 하수도 시스템에서 강우 시에 처리시설을 거치지 않고 하천이나 해안 등의 수계로 직접 방류되는 경우를 의미하며, 해당 오염 부하량은 강우의 지속시간 및 강우량에 큰 영향을 받는다. 이 때 합류식 하수관로에서는 관로 내부의 퇴적물이 강우 초기에 유출되는 초기세척효과(first flush effect)에 의해 강우 초기에 오염부하량이 높은 값으로 유출된다. 이런 CSOs에 대하여 현재 국내에는 3Q로 차집한 용량에 대하여 2Q의 월류수를 스크리닝 및 완충저류로 이루어진 간이처리만을 통하여 수계로 배출되고 있는 실정이다. 이러한 CSOs의 주된 오염물질은 입자성 물질이 가장 큰 비율을 차지한다. 환경부에서 제시한 임의의 도시지역 하수 평균 SS는 60 mg/L의 값을 나타내는데 강우 초기의 CSOs의 SS는 1,936 mg/L의 값으로 고농도의 값을 나타낸다. 이러한 입자성 물질을 제거해 줌으로써 입자성 물질에 영향을 받는 다른 항목에 대해서도 그 농도를 낮출 수 있다. 이에 본 연구에서는 CSOs의 입자성 물질을 제거하기 위한 공정으로 여과(filtration)방법을 선정하였으며, 여과용 담체로는 폐유리를 발포시켜 제조한 여재를 사용하였다. 여과속도 및 여과층 구성에 따른 SS제거효율 및 폐색된 여재의 효율을 복구시키기 위한 역세척 조건에 따른 역세척 효율에 대해 알아보고자 하였다.

수은 및 수은화합물의 배출로부터 국민의 건강 및 환경을 보호하기 위하여 국제수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 채택되었다. 수은은 체내 비교적 미량이 노출되어도 생물체에 강한 독성을 나타낸다. 또한 수은으로 오염된 폐기물을 처리 및 처분하는 과정에서 수은이 환경으로 유출될 가능성이 존재하여 배출 규제 강화 및 관리에 관심이 집중되고 있다. 공정에서 배출되는 액상 수은 폐기물에는 용해된 수은 및 수은화합물과 고형물 형태의 것이 함유되어 있다. 따라서 폐기물의 특성에 적합한 수은의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 국내 산업시설에서 공정부산물로 발생하는 액상 수은 폐기물을 처리하기 위하여, 총 ６단으로 구성된 흡착설비를 구축하였다. 1~2단계는 각각 10㎛, 5㎛입경의 섬유 필터(MICRO Filter)를 사용하였다. HgCl2는 타 수은화합물에 비하여 수용성이 크고 폐수에 잔류할 가능성이 높다. 따라서 3~5단계는 Cl2제거 효과가 있는 활성탄 필터(CTO Filter)를 사용하였다. 액상 수은 폐기물의 처리 용량을 평가하기 위해 시료의 투입 유량 60 L/hr, 90 L/hr 및 150 L/hr로 달리하여 실험을 진행하였다. MICRO 필터 및 활성탄 필터(CTO Filter)의 수은 제거 효율은 최종단계에서 각 유량별로 96%, 92%, 86%으로 확인되었다. 액상 폐기물 시료에서 수은 화합물을 제거하는데 사용된 필터의 수은 함유 농도를 분석한 결과, 30.3~61.8 mg-Hg/kg으로 분석되었다. 액상 폐기물 수은 제거를 위하여 사용된 필터는 수은 오염 폐기물로써 적정 처리가 필요하다. 시료에 함유된 수은 화합물의 특성에 적합한 필터의 개발 및 사용된 필터의 적정 처리 방법에 대한 연구가 필요하다.

This work presents an experimental study of the influence of lifting velocity on cake formation during filtration. For design of hot gas cleanup system using ceramic filter reactor, the most important consideration is coating conditions of sorbent in filter surface (for example : lifting velocity, coating weight of sorbent, pulsing interval and removal effect for dechlorination and desulfurization). We studied the optimum operation condition as paticle size and lifting velocity using a ceramic filter reactor at 550oC. Based on the results obtained during cold and hot test, optimum lifting velocity in a ceramic filter reactor was selected 0.68 m/s. Also, the removal behaviour of the ceramic filter during filtration was studied using differential pressure. Optimum removal efficiency for dechlorination and desulfurization accomplished at differential pressure condition over 74 mmH2O.