JP2003185791A - 水中ラジウムの除去方法 - Google Patents
水中ラジウムの除去方法Info
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Abstract
値以下まで、安価に、簡便に、且つ安定的に除去する。 【解決手段】 砂粒子の表面に酸化マンガンが付着した
濾過材、又は酸化マンガンβ型結晶粒子からなる濾過材
に、ラジウムを含む水を接触させることにより、前記濾
過材にラジウムを選択的に吸着させる。水にマンガンが
含まれている場合は、酸化条件下で濾過材に接触させる
ことにより、濾過材表面に酸化マンガンを付着させつ
つ、長期間にわたってラジウムを選択的に吸着させるこ
とができる。また水中に鉄分が含まれている場合には、
前処理工程で水中の鉄分を酸化処理して鉄分を予め除去
しておくことが望ましい。
Description
るラジウムを除去する方法に関し、更に詳しく述べる
と、酸化マンガンを用いてラジウムを選択的に吸着させ
るようにした水中ラジウムの除去方法に関するものであ
る。この技術によれば、廃水中のラジウムを簡便に除去
処理できるため、環境負荷の低減に有効である。
含むウラン廃棄物の処理、ラジウムを含む汚染土壌の処
理、あるいはラジウムを含むウラン廃棄物の処置などに
おいては、処理水や排水の中に必然的にあるいは意に反
してラジウムが含まれる状態が生じうる。廃水中のラジ
ウム濃度の排出基準は、現在、原子炉等規制法などによ
り3.0Bq/Lに規制されている。しかし地域によっ
ては、地元自治体との上乗せ基準によって更に厳しい排
出基準(例えば、0.037Bq/L以下)に規制され
ている事業所もある。
ては、廃水に塩化バリウムと硫酸又は硫酸塩を添加し、
発生する硫酸バリウムにより共沈除去する方法がある。
しかし、この共沈法は、沈澱池、濾過設備などに広いス
ペースを必要とする上、発生するラジウム含有固形廃棄
物量が多いなどの問題がある。
用いてラジウムを選択的に吸着除去する方法が知られて
いる。
用いるイオン交換樹脂は高価である。そこで、コスト低
減化を図るために、吸着材(イオン交換樹脂)を再生し
て繰り返し使用するのが一般的である。ところが、ラジ
ウムは資源としての利用価値が低いことから、再生工程
で発生するラジウム溶離液は、硫酸バリウムによる共沈
法などで処理され廃棄物として処置されることになる。
従って、そのための処理設備が別途必要となり、十分満
足しうる問題解決法とはなっていない。
ウムを、厳しい規制値以下まで、安価に、簡便に、且つ
安定に除去処理できる方法を提供することである。
を含む中性付近の廃水に、酸化目的で次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液を加え、濾過砂により濾過作業を続けている間
に、砂粒子の表面に不溶性の酸化マンガン(黒色)が付
着すること、更にそのような酸化マンガンが付着した濾
過材を用いて引き続き濾過処理を続けるとラジウムが除
去できること、を見出し、本発明を完成させるに至った
ものである。
付着した濾過材に、ラジウムを含む水を接触させること
により、前記濾過材にラジウムを選択的に吸着させるこ
とを特徴とする水中ラジウムの除去方法である。
あるいは緩速濾過設備で使用されている石英質の多い硬
質で粒径の揃った砂が好適である。濾過材としては、マ
ンガンを含む廃水に酸化剤を加え濾過砂で濾過している
間に酸化したマンガンが砂粒子の表面に付着した濾過材
(以下、「生成砂」という)がある。また他の濾過材と
しては、主に水中のマンガン除去用に市販されているマ
ンガン砂と呼ばれる特殊濾過材などでもよい。なお、マ
ンガン砂は、砂粒子の表面に接触酸化性のある被膜(二
酸化マンガン)を人工的に付着させ安定化させた濾過材
である。
からなる濾過材に、ラジウムを含む水を接触させること
により、前記濾過材にラジウムを選択的に吸着させるこ
とを特徴とする水中ラジウムの除去方法である。この酸
化マンガンβ型結晶粒子は、長時間かけて徐々に結晶化
させた単一結晶体である。
付着している濾過材に、酸化条件下で、ラジウム及びマ
ンガンを含む水を接触させることにより、前記濾過材表
面に酸化マンガンを付着させつつ、ラジウムを選択的に
吸着させることを特徴とする水中ラジウムの除去方法で
ある。この方法は、粒子表面に酸化マンガンが付着し続
けるため、長期間にわたって効率よくラジウムを吸着除
去することができる。
せる方法としては、バッチ法でもよいし、カラム法でも
よい。
は、上記の水中ラジウムの除去方法の前処理として、水
中の鉄分を酸化処理することで鉄分を除去しておくこと
が望ましい。ラジウムを除去する前段で鉄を空気酸化法
あるいは凝集沈澱法などにより除去することで、濾過材
を充填したカラムへの通水時の圧力損失の増加がなく、
安定且つ確実に除去できる処理プロセスを構築できる。
方法の好ましい実施形態の例を図1に示す。被処理水で
ある廃水は、ラジウムの他、少なくとも鉄分とマンガン
を含んでいるものとする。まず、前処理として鉄分を除
去する。この鉄分除去は、空気酸化あるいは酸化剤添加
により酸化することで行う。除去した鉄分(酸化鉄)
は、必要な処理を施した後に処置することになる。
を含んでいる廃水は、濾過装置10(濾過材を充填した
カラム)へ導かれる。廃水中の鉄分が除去されているた
め、カラムへの通水時の圧力損失の増加を防止でき、効
率よく濾過処理することが可能となる。カラムには、上
記廃水と共に酸化剤として例えば次亜塩素酸ナトリウム
(NaOCl)を供給する。ここで使用した濾過材は、
砂粒子の表面に酸化マンガンが付着した生成砂である。
廃水中のラジウムは生成砂に吸着し、廃水から除去され
る。また廃水中のマンガンは、酸化剤によって酸化され
て酸化マンガンとなり、生成砂の表面に付着する。この
ようにして、新たに生成される酸化マンガンにラジウム
が吸着され続けるため、長期間にわたってラジウムを効
率よく除去し続けることが可能となる。
にも、鉄分除去操作では鉄分のみを除去し、マンガンは
水中に溶存したままとしておくことが望ましい。
能を有しているので、通常のイオン交換樹脂と同様に、
ラジウムを含む廃水と接触させることにより、ラジウム
を厳しい排出規制値(例えば0.037Bq/L)以下
まで容易に除去することができる。
φのガラス製カラムに充填して濾過装置を構成した。使
用した濾過材は、生成砂、マンガン砂、及び酸化マンガ
ンβ結晶粒子の3種類である。各カラムに通水するラジ
ウム含有水は、次亜塩素酸ナトリウム溶液又は空気酸化
により前もって鉄分を除去した廃水である。この廃水
は、ラジウム濃度:0.23Bq/L、鉄濃度:0.1
mg/L以下、マンガン濃度:3.4mg/L、カルシ
ウム濃度:28mg/L、マグネシウム濃度:7.5m
g/L、pH:7.6であった。この廃水を、室温で空
間速度(SV)5h-1の通水条件のもとに下降流で10
0時間通水し、その間、処理水を25時間毎に採取し
て、処理水中のラジウム濃度(Bq/L)をエマネーシ
ョン法(ラジウムから生成する放射性ガス(エマネーシ
ョン)を測定してラジウムを定量する方法)で測定し
た。
亜塩素酸ナトリウム溶液を加えて鉄分を除去した場合、
表2は空気を供給して鉄分を除去した場合のラジウム濃
度である。
溶液又は空気酸化で鉄分を除去した廃水を、空間速度
(SV)5h-1の通水条件下で処理しても、生成砂、マ
ンガン砂、酸化マンガンβ型結晶粒子、いずれの濾過材
でも100時間までの処理水中のラジウム濃度は、0.
009Bq/L以下であった。また、廃水中のマンガン
は、ラジウムと同様に除去され、100時間まで通水し
ても処理水中のマンガン濃度は0.1mg/L以下であ
った。なお、廃水中に含まれているカルシウム及びマグ
ネシウムは、通水初期段階から殆ど除去されずにカラム
を通過した。
mmφのガラス製カラムに充填し、次亜塩素酸ナトリウム
溶液により前もって鉄分を除去した廃水(ラジウム濃
度:0.31Bq/L、鉄濃度:0.1mg/L以下、
マンガン濃度:1.4mg/L、カルシウム濃度:23
mg/L、マグネシウム濃度:7.4mg/L、pH:
6.9)を、室温で空間速度(SV)を変えてラジウム
吸着性能を測定した。その結果を表3に示す。
h-1、及び12h-1のいずれの場合も、500L/L−
砂までカラムに通水しても、処理水中のラジウム濃度は
0.009Bq/L以下であり、ラジウムを良好に除去
できることが確認できた。また、廃水中に含まれている
マンガン、カルシウム、マグネシウムいずれも、実施例
1と同様の挙動を示すことが確認できた。なお、処理量
の単位「L/L−砂」とは、カラムに充填された1L
(リットル)の砂に対する通水量を意味する。従って、
例えば500L/L−砂とは、1Lの砂に対して未処理
水を500L通水したことになる。
酸化マンガンが付着した濾過材、あるいは酸化マンガン
β型結晶粒子からなる濾過材に、ラジウムを含む水を単
に接触させる方法であるから、簡便且つ容易に水中ラジ
ウムを効率よく除去することができる。酸化マンガン
は、ラジウムに対して選択吸着能が高く、その吸着能は
空間速度を変えても安定であり、更に処理後の排水中の
ラジウムは特定の事業所で上乗せ規制されている極めて
厳しい規制値(例えば0.037Bq/L)以下まで水
中ラジウムを安定的に除去することができる。更に、原
料に砂を使用することができるから、従来のイオン交換
樹脂などに比べて、より安価に、工程的にも簡便に処理
することができる。
マンガンを含む水を接触させると、前記濾過材表面に酸
化マンガンを継続的に付着させることができ、そのため
長期間にわたってラジウムを除去し続けることができ
る。なお、水中に鉄分が含まれている場合には、前処理
として水中の鉄分を酸化処理し鉄分を除去しておくと、
カラムへの通水時の圧力損失の増加を抑えることがで
き、安定且つ確実にラジウムを除去することができる。
の一例を示すフロー図。
Claims (4)
- 【請求項1】 砂粒子の表面に酸化マンガンが付着した
濾過材に、ラジウムを含む水を接触させることにより、
前記濾過材にラジウムを選択的に吸着させることを特徴
とする水中ラジウムの除去方法。 - 【請求項2】 酸化マンガンβ型結晶粒子からなる濾過
材に、ラジウムを含む水を接触させることにより、前記
濾過材にラジウムを選択的に吸着させることを特徴とす
る水中ラジウムの除去方法。 - 【請求項3】 粒子表面に酸化マンガンが付着している
濾過材に、酸化条件下で、ラジウム及びマンガンを含む
水を接触させることにより、前記濾過材表面に酸化マン
ガンを付着させつつ、ラジウムを選択的に吸着させるこ
とを特徴とする水中ラジウムの除去方法。 - 【請求項4】 水中に鉄分が含まれている場合に、請求
項1乃至3のいずれかに記載の方法の前処理として、水
中の鉄分を酸化処理することで鉄分を除去しておくこと
を特徴とする水中ラジウムの除去方法。
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