JP2000504104A - 危険廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 酸素が低温プラズマを生じるように、酸素をそれ自身は既知である方法で高周波電磁線によって処理して、廃棄物および酸素を一緒に供給する放射性危険廃棄物の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】 危険廃棄物の処理方法 本発明は危険廃棄物の処理方法に関する。 現在危険破棄物は、危険廃棄物を初めに高温で効果的に燃焼させて、生産され る気体排出物を大気に放出できるようにし、固体排出物を再利用または投棄場所 に持っていけるようにする特別な危険廃棄物処理プラントで処理している。 しかしながら、高温での危険廃棄物の処理は常に経済的な解であるとは限らず 、危険廃棄物処理プラントを十分な高温にするために化石燃料を使用しなければ ならない。更に、燃焼によって放出される大気への排出物のために燃焼による処 理が問題外である、放射性廃棄物のような危険廃棄物のタイプがある。 米国特許第５０２８４５２号明細書、国際公開第８９／１０１６２号パンフレ ット、ＤＥ４１１３４４０号、ＤＥ４３３６７６８号およびＤＥ４４２８４１８ 号明細書は、酸素によって形成される低温プラズマでの危険廃棄物処理方法を示 す。 廃棄物処理の従来の技術は、一般的に放射性危険廃棄物の処理には適応できな い。放射性危険廃棄物の処理においては、大気または排水に入る排出物がないこ とが重要である。何らかの方法で全ての放射性廃棄物を最終的に貯蔵して、排出 物が環境に放出されないようにしなければならない。現在、例えばイオン交換樹 脂を使用する原子力発電所の廃水処理に関連して、明らかに燃焼の間に放射性排 出物が放出されるためにそれ自体燃焼させることができない低い活性の廃棄物が 生産される。樹脂に含まれる放射性廃棄物の最終的な貯蔵のためには、樹脂に細 菌処理を行い、得られた細菌の塊を最終 的な貯蔵のためにコンクリート塊と混合する。しかしながら、樹脂の細菌処理お よび得られる塊の最終的な貯蔵には困難および問題がある。 本発明の目的は、放射性危険廃棄物を低温でも処理でき大気中に有害排出物を 放出しないような方式で、放射性危険廃棄物の処理をする新しい方法を提供する ことである。 本発明を特徴付ける主要点に関しては、請求の範囲を参照。 本発明は、酸素を低温プラズマの形に転化させて酸素と廃棄物を一緒に供給す るという基本的な考えに基づいて、研究を行って開発されたものである。低温プ ラズマの形の酸素は非常に反応性が高いので、そのような酸素プラズマを使用し て、危険廃棄物を簡単に無害な形に酸化できる。 酸素を、好ましくは２〜１４ＭＨｚの周波数である高周波電磁線にさらし、低 温プラズマの形に転化させることができる。所望なら、危険廃棄物も電磁線で処 理することができる。 プラズマの形の酸素での廃棄物の処理は、好ましくは６０〜１５０℃の温度で 行われる。所望なら、これよりも低いまたは高い温度を使用することもできる。 プラズマの形の酸素での危険廃棄物の処理は、所望の圧力、負圧または正圧で 行うことができる。本発明の好ましい態様において、処理は負圧条件で行われる 。 本発明は、例えば低い活性の廃棄物である放射性廃棄物の処理にも適応するこ とができる。低い活性の廃棄物は、例えば排水から放射性物質を除去する、つま りそれらを樹脂に結合するために使用するイオン交換樹脂での原子力発電所の冷 却水の処理で産み出される。低い活性のイオン交換樹脂は、燃焼の間に放出され る放射性排出物のためにそれ自体燃焼させることができない。従って、このよう な樹脂の処理に関する主なアプローチは、それを最終貯蔵所に置いておくことで あった。この目的にために樹脂に細菌を供給して、得られた細菌の塊を最終的な 貯蔵のためにコンクリートの塊に混合していた。しかしながら、樹脂の細菌処理 および得られる塊の最終的な貯蔵は、ある困難と問題を含む。 放射性のイオン交換樹脂を本発明の方法で処理する場合、樹脂の構造は破壊さ れ、処理前よりも小さな空間を占める廃棄物質を形成する。廃棄物の最終的な貯 蔵は、例えばコンクリート固化または他の方法によって、例えば容器に入れるこ とによって、処理前よりも簡単に行える。 説明の導入部で参照した特許明細書は、酸素によって作られる低温プラズマに よる化学危険廃棄物の処理に関する。しかしながらこれらの明細書は、放射性廃 棄物のプラズマ処理には少しも関係しない。更に上記明細書は、放射性危険廃棄 物を低温プラズマで処理した場合に達成される利点を示していない。このように 放射性廃棄物に適応したときに明らかに、他のタイプの廃棄物のプラズマ処理で は達成できない利点をプラズマ処理が提供する。 以下で具体例の補助を得て、本発明を詳細に説明する。 例１ 原子力発電所は、一次冷却剤から特に放射性の不純物および腐食生成物を除去 するために使用される主にスチレンに基づく樹脂およびアクリル樹脂である放射 性のイオン交換樹脂を年間２０〜４０ｍ³もたらす。この廃棄物の最終処理には 費用がかかる。放射性樹脂は通常の燃焼では高温がたくさんの活性な物質を煙道 ガスに放出してしまうので、一般的に燃焼させることはできない。気体の処理は 一般に燃焼よりも費用がかかる。 相当量のイオン交換樹脂を、石英またはガラスで作られた容器に配置する。容 器に吸引を行い容器内をわずかに負圧にして、酸素を容器内に供給する。アンテ ナおよび高周波発生装置を使用して、交番（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）電界を容 器にかける。電界は酸素をイオン化して低温プラズマを形成する。このプラズマ は非常に活性で、塊を酸化して二酸化炭素および水にする。生み出された気体を 真空ポンプによって、フィルターを通して換気装置に引き込む。温度が低い（１ ５０℃以下）ので全ての放射能はこのようにして作られた燃えかす中に残ってお り、廃棄物の体積はかなり減少している。更に、作られた燃えかすをいずれも最 終的な廃棄にふさわしい形であるコンクリート固化またはアスファルト固化に化 学的に適応させる。 例２ 原子力発電所では、有機陽イオンおよび陰イオン樹脂を、一次循環冷却水から 放射性核分裂生成物を除去するために使用する。例えばＶＶＥＲ−４４０プラン トでは、年間に産み出されるこのような樹脂の量は１５ｍ³になることがある。 この樹脂は特に放射性である。本発明に関する方法では、この放射性樹脂を以下 のように処理する。プラントから得られる使用後のイオン交換樹脂は水を含んで いる。初めに樹脂を低温で予備乾燥する。次に１０リットルの予備乾燥した樹脂 を、連続的な撹拌をするために回転させる水晶でできた１２リットルの円筒容器 に入れる。真空ポンプで吸引を行い、気体を容器から連続的に除去して、負圧を 約１Ｔｏｒｒにする。負圧を維持するような方法で同じ容器に気体の酸素を供給 し、酸素濃度をできるだけ高くする。ふさわしいアンテナを使用して、例えば２ ７．１２ＭＨｚの周波数および６ｋＷの出力で高周波場を容器に適用する。これ は６０℃程度でよい低い温度で、容器内の酸素をプラ ズマにする。酸素プラズマは非常に反応性が高い。この結果、それは容器内の有 機イオン交換樹脂を水および二酸化炭素に酸化する。それらを真空ポンプによっ てフィルターを通して換気装置に引き込む。容器内に残っているものは樹脂の無 機成分で、主に酸化物の形の金属である。これらの残った燃えかすは、全ての放 射能を含む。体積は、イオン交換樹脂の組成に依存して１／１０〜１／２０に減 少する。燃えかすおよびそれらに含まれる放射能は、ガラス固化、コンクリート 固化またはアスファルト固化のいずれによっても固化することができる。固化製 品は地下の最終貯蔵所に安全に配置できる。 具体例は本発明を説明することを意図し、どのようにも限定することを意図し ない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年２月２３日（１９９８．２．２３） 【補正内容】 請求の範囲 １．放射性危険廃棄物を容器内に供給し、酸素をこの容器に供給して、酸素が 温度６０〜１５０℃の低温プラズマを生じるよう交番電界を当該容器にかけるこ とを特徴とする放射性危険廃棄物の処理方法。 ２．上記廃棄物を負圧条件で処理することを特徴とする請求項１の方法。 ３．上記廃棄物が低い活性の廃棄物であることを特徴とする請求項１または２ の方法。 ４．上記廃棄物が放射性のイオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１〜 ３のいずれか１つの方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．酸素が低温プラズマを生じるように酸素をそれ自身は既知の方法で電磁線 によって処理して、廃棄物および上記酸素を一緒に供給することを特徴とする放 射性危険廃棄物の処理方法。 ２．上記酸素および／または上記廃棄物を、約２〜１４ＭＨｚの周波数を持つ 電磁線によって処理することを特徴とする請求項１の方法。 ３．上記廃棄物を６０〜１５０℃の温度で処理することを特徴とする請求項１ の方法。 ４．上記廃棄物を負圧条件で処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれ か１つの方法。 ５．上記廃棄物が低い活性の廃棄物であることを特徴とする請求項１〜４のい ずれか１つの方法。 ６．上記廃棄物が放射性のイオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１〜 ５のいずれか１つの方法。 ７．得られる製品を最終貯蔵所に配置することを特徴とする請求項１〜６のい ずれか１つの方法。 ８．得られる製品をコンクリートで固めることを特徴とする請求項１〜７のい ずれか１つの方法。