JP2007064732A - Radioactive waste water treatment equipment and treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性排水の処理方法及び装置に関する。特には、本発明は、排水中に含まれる放射性物質及び有機物を安価に、かつ効果的に除去することが可能な放射性排水の処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for treating radioactive wastewater. In particular, the present invention relates to a radioactive wastewater treatment method and apparatus capable of effectively and efficiently removing radioactive substances and organic substances contained in wastewater.
原子力施設等で、放射性物質が付着した衣類等を洗濯したときに発生する洗浄排水には、放射性物質や有機物が含まれている。このような排水は、放射性物質や有機物を所定の基準値以下にまで低減した後に施設外に放流することが必要とされる。 Cleaning wastewater generated when washing clothes, etc., to which radioactive substances are attached, at a nuclear facility or the like, contains radioactive substances and organic substances. Such wastewater is required to be discharged outside the facility after reducing radioactive materials and organic substances to a predetermined reference value or less.
従来、洗濯排水を無害化する処理方法としては、洗濯排水に粉末活性炭や粉末イオン交換樹脂を添加し、それに含まれる有機物や放射性物質を吸着した後、プレコートフィルタによってろ過する処理方法や、洗濯排水を直接限外ろ過膜や逆浸透膜によってろ過し、その濃縮液を蒸発濃縮する処理方法が知られている。しかし、これらの方法においては、廃棄物量やランニングコストが問題となっている。 Conventional treatment methods for detoxifying laundry wastewater include treatment methods that add powdered activated carbon or powder ion exchange resin to laundry wastewater, adsorb organic substances and radioactive substances contained in the wastewater, and then filter them with a precoat filter. There is known a processing method in which the filtrate is directly filtered through an ultrafiltration membrane or a reverse osmosis membrane, and the concentrated solution is evaporated and concentrated. However, in these methods, the amount of waste and running costs are problematic.
また、近年になって、洗濯排水に酸化剤と触媒を添加して、その中の有機物や放射性物質を酸化分解する方法が試みられている(特許文献1)。しかし、かかる方法では、酸化剤で有機物を処理するために、多量の酸化剤が必要となる問題点がある。 In recent years, an attempt has been made to add an oxidizing agent and a catalyst to laundry wastewater to oxidize and decompose organic substances and radioactive substances therein (Patent Document 1). However, such a method has a problem that a large amount of an oxidizing agent is required to treat an organic substance with the oxidizing agent.
さらに、原子力施設から排出される洗濯排水を活性汚泥と曝気混合し、得られた混合液を精密ろ過膜によって固液分離することを特徴とする洗濯排水の処理方法が記載されている(特許文献2)。
本発明は、原子力施設等で発生する放射性排水を、安価にかつ効果的に除去する放射性排水の処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a treatment apparatus and a treatment method for radioactive wastewater that efficiently and efficiently removes radioactive wastewater generated in a nuclear facility or the like.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は一態様によれば、放射性排水の処理装置であって、有機物と放射性物質とを含む放射性排水と、該放射性物質を吸着または吸収できる微生物が生育する活性汚泥とを収容し、栄養剤を添加する栄養剤供給手段を備える生物処理槽と、該生物処理槽内または外に配され、該活性汚泥で処理された排水を、汚泥を含む固形分と処理水とに分離する固液分離手段とを備える。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, according to one aspect of the present invention, there is provided a treatment apparatus for radioactive wastewater, containing radioactive wastewater containing organic matter and radioactive substances, and activated sludge on which microorganisms capable of adsorbing or absorbing the radioactive substances are grown, A biological treatment tank provided with a nutrient supply means for adding a nutrient, and a solid waste that is disposed in or outside the biological treatment tank and treated with the activated sludge is separated into solids containing sludge and treated water. Liquid separation means.
本発明は、また別の局面によれば、放射性排水の処理方法であって、有機物と放射性物質とを含む放射性排水を、活性汚泥により好気性生物処理する工程と、前記有機物と放射性物質とが除去された処理水を固液分離手段により分離する工程とを含み、前記活性汚泥に栄養剤を添加することを特徴とする放射性排水の処理方法であって、該好気性生物処理する工程が、放射性排水の放射能を測定する段階と、放射性排水中の活性汚泥濃度を測定する段階と、前記放射能の測定結果および前記活性汚泥濃度の測定結果に応じて、前記栄養剤の添加量を制御する段階とをさらに含み、該放射能の測定において、γ線の吸収線量が、1000Gy以下となるように制御することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating radioactive wastewater, comprising the step of aerobic biological treatment of radioactive wastewater containing organic matter and a radioactive substance with activated sludge, and the organic matter and the radioactive substance. Separating the treated water removed by solid-liquid separation means, and adding a nutrient to the activated sludge, wherein the aerobic biological treatment is a method for treating radioactive wastewater, Control the amount of the nutrient added according to the step of measuring the radioactivity of the radioactive wastewater, the step of measuring the activated sludge concentration in the radioactive wastewater, and the measurement result of the radioactivity and the measurement result of the activated sludge concentration. And a step of controlling so that the absorbed dose of γ-rays is 1000 Gy or less in the measurement of radioactivity.
本発明による放射性排水の処理装置及び処理方法によれば、放射性排水に含まれる放射性物質を管理の下で活性汚泥中の微生物に吸着、吸収除去させ、また、該排水中の有機物を微生物の作用により分解することで、放射性物質及び有機物を安価で効果的に除去することが可能である。 According to the apparatus and method for treating radioactive wastewater according to the present invention, radioactive substances contained in radioactive wastewater are adsorbed and absorbed by microorganisms in activated sludge under management, and the organic matter in the wastewater is removed by the action of microorganisms. It is possible to remove radioactive substances and organic substances at low cost and effectively by decomposing by the above.
以下に、本発明を実施の形態を挙げてさらに詳細に説明する。以下の実施の形態は本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. The following embodiments do not limit the present invention.
図1は、第一実施形態による放射性排水の処理装置1を示す概念図である。第一実施形態による放射性排水処理装置1は、酸素供給手段3及び栄養剤供給手段5を備えた生物処理槽2と、固液分離手段とを備える。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a radioactive
生物処理槽2は、洗濯排水などの放射性排水を流し込む容器であって、容器内で微生物の作用により放射性排水中の有機物及び放射性核を好気性生物処理する。生物処理槽2は、その中に図示しない活性汚泥を備えている。活性汚泥は、当初、下水汚泥や産業排水処理で用いられている汚泥を種汚泥として投入し、種汚泥の栄養源としてアンモニウム塩やリン酸塩を添加しながら洗濯排水で馴致し活性汚泥濃度が約6000〜15000mg/L程度に達するまで増殖させたものを用いることができる。その後、栄養源の添加は停止して、洗濯排水中に含まれる有機物や微量の窒素(N)やリン(P)だけの栄養状態で処理することが好ましい。活性汚泥は、粒状担体や繊維状担体により保持することもできるが、本発明の好適な実施の形態ではこれらの各種担体を用いず、浮遊性の活性汚泥を用いることが好ましい。
The
活性汚泥中に含まれる微生物は、放射性物質を吸着、吸収することができるものであれば、通常の下水汚泥や産業排水処理に使用される活性汚泥中で生育する微生物であってよく、例えば、Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Flavobacterium,Pseudomonas,Rhodococcus,Beggiatoa ,Leptomitus ,Rhizopus ,Streptomyces が挙げられるが、これらには限定されない。また、特に、放射性物質を吸収、代謝する微生物としては、Rhodococcus,Rhizopus,Pseudomonas,Streptomyces などが挙げられる。吸着は周囲の放射性物物質の濃度に依存するが、吸収し、体内に取り込む場合には、周囲の濃度に依存しない為、除去効率が良くなる。 Microorganisms contained in activated sludge may be microorganisms that grow in activated sludge used for normal sewage sludge and industrial wastewater treatment as long as they can absorb and absorb radioactive substances. Examples include, but are not limited to, Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Flavobacterium, Pseudomonas, Rhodococcus, Beggiatoa, Leptomitus, Rhizopus, Streptomyces. In particular, microorganisms that absorb and metabolize radioactive substances include Rhodococcus, Rhizopus, Pseudomonas, Streptomyces, and the like. Adsorption depends on the concentration of the surrounding radioactive substance, but when it is absorbed and taken into the body, it does not depend on the surrounding concentration, so that the removal efficiency is improved.
生物処理槽2は、好気性生物処理のための、酸素供給手段3をさらに備える。酸素供給手段3は、ブロア31と散気管32とから主として構成されており、生物処理槽2中に貯めた放射性排水に、好気性生物処理に必要な量の酸素を含む気体を供給する。酸素供給手段3は、供給される空気または酸素の量を調製する手段をさらに備えていてもよい。
The
分離膜4は、水は通過させるが活性汚泥や微細粒子は通過させないように作用し、汚泥などの固形分と、処理水を分離する固液分離手段である。本実施形態において、分離膜4は、生物処理槽2内に設置され、放射性排水から有機物及び放射性物質が除かれた処理済の水である処理水のみを生物処理槽2から取り出せるようにしている。本実施形態においては、分離膜4は、細孔径0.4μmの精密ろ過膜であってよい。しかし、0.4μm以下の細孔径を有するものであれば好ましく用いることができる。かかる分離膜4を利用することにより、処理液に懸濁物(SS)が流入するのを防止でき、放射性物質を吸収した微生物および放射性物質を吸着した活性汚泥の流出を完全に防止することができるため、放射性物質の除去率が向上する。また、固液分離手段を分離膜4とすることで、装置の設置面積が小さくなるという利点もある。
The
栄養剤供給手段5は、活性汚泥に含まれる微生物に栄養剤を添加し、微生物の死滅や減少を防止する。特に放射線下にある微生物に栄養を供給することは延命措置として有効である。栄養剤供給手段5は、栄養剤タンク52と栄養剤ポンプ51とから構成される。そして、必要量の栄養剤を適宜、栄養剤ポンプ51を用いて、栄養剤を貯蔵した栄養剤タンク52から生物処理槽2に添加することができる。栄養剤供給手段5は、図示しない栄養剤ポンプ51の供給量調節手段をさらに備えていてもよい。
The nutrient supply means 5 adds a nutrient to the microorganisms contained in the activated sludge and prevents the death or reduction of the microorganisms. In particular, supplying nutrition to microorganisms under radiation is effective as a life prolonging measure. The
栄養剤は、微生物の基質となりうる有機物であれば何でも用いることができる。栄養剤としては、例えば、廃糖蜜、グルコース等の糖類、メタノール等のアルコール類、酢酸等の有機酸類、食品残渣、洗剤等が挙げられるが、これらには限定されない。 As the nutrient, any organic substance that can serve as a substrate for microorganisms can be used. Examples of nutrients include, but are not limited to, molasses, sugars such as glucose, alcohols such as methanol, organic acids such as acetic acid, food residues, detergents, and the like.
放射性排水処理装置1に栄養剤供給手段5を備えることで、通常運転においては、好気性生物処理中に微生物に栄養剤を補給することができ、高い有機物分解性能および放射性物質除去性能を維持したままで、処理性能を安定化することができる。いっぽう、長期にわたって好気性生物処理運転を停止する場合であっても、運転停止中にも微生物に栄養剤を補給することができるため、運転開始後の処理においても、安定した有機物分解性能および放射能除去性能が得られる。
By providing the nutrient solution supply means 5 in the radioactive waste
次に、上記放射性排水処理装置1を用いた放射性排水処理方法について、図1を参照して説明する。本実施形態にかかる放射性排水処理方法は、放射性排水を活性汚泥により好気性生物処理する工程と、前記有機物と放射性物質とが除去された処理水を固液分離手段により分離する工程とを含み、前記活性汚泥に栄養剤を添加することを特徴とする。
Next, a radioactive wastewater treatment method using the radioactive
処理対象となる放射性排水は、一例として、原子力施設等で、放射性物質が付着した作業服を洗濯したときに排出される洗濯排水が挙げられる。このような洗濯排水は、通常、例えば、コバルト、ストロンチウム、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、セリウム、セシウム、トリウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キユリウムのような放射性物質と、洗剤、布繊維、脂肪分、炭水化物のような有機物質とを含むものである。洗濯排水の放射能は、通常、約10-3〜10-2Bq/cm3(吸収線量として1〜5Gy)であり、有機物質濃度は通常、約50〜200mg/Lである。これよりも多い場合や少ない場合は、適宜、洗濯排水を希釈あるいは濃縮して用いることができる。 As an example of the radioactive wastewater to be treated, there is a laundry wastewater that is discharged when washing work clothes to which radioactive substances are attached in a nuclear facility or the like. Such laundry wastewater is typically radioactive materials such as cobalt, strontium, technetium, ruthenium, rhodium, palladium, cerium, cesium, thorium, uranium, neptunium, plutonium, americium, chylium, detergents, fabric fibers, It contains fats and organic substances such as carbohydrates. The radioactivity of laundry wastewater is usually about 10 −3 to 10 −2 Bq / cm 3 (1 to 5 Gy as absorbed dose), and the organic substance concentration is usually about 50 to 200 mg / L. When it is more or less than this, the laundry wastewater can be appropriately diluted or concentrated.
排出された放射性排水は、生物処理槽2に流入させる。なお、洗濯排水1は、図示しない調整槽もしくは混合槽に一旦流入させ、そこで流量と水質を均一化したのち、生物処理槽2に流入させるように構成することができる。通常、原子力施設の洗濯排水は日中の操業によって発生し、夜間はまったく発生しないような流出パターンであることが多く、また、排水流量と水質の変動が激しい場合があるためである。
The discharged radioactive waste water is caused to flow into the
放射性排水を活性汚泥により好気性生物処理する工程では、生物処理槽2において、好気性生物処理により、放射性排水中の放射性物質および有機物を水系から除去する。処理開始時の活性汚泥濃度は、例えば、約6000〜15000mg/L程度とすることができる。このとき、散気管32から供給される酸素量(空気量)は、例えば、生物処理槽1m3あたり30〜100L/minとすることができる。しかし、これらの条件には限定されず、生物処理槽2の容量や、放射性排水量にあわせて、当業者が好適な処理条件を決定することができる。
In the process of aerobic biological treatment of radioactive wastewater with activated sludge, radioactive substances and organic substances in the radioactive wastewater are removed from the water system in the
上記放射性排水処理方法は、前記活性汚泥に栄養剤を添加することを特徴とする。栄養剤の生物処理槽2への添加は、例えば、好気性生物処理中に定期的に栄養剤ポンプ51を作動させることにより、行うことができる。栄養剤は、汚泥や処理水をサンプリング分析し、放射線量を計測し、生物処理槽内の微生物の活性状態を把握するなどして、連続的に供給しても、タイマーを用いて間欠的に供給してもよい。
The radioactive waste water treatment method is characterized by adding a nutrient to the activated sludge. The addition of the nutrient to the
好気性生物処理によって、放射性排水に含まれる有機物を、活性汚泥中の微生物に分解し、所定の基準値以下まで低減させることができる。一方、放射性物質は、活性汚泥に吸着して水系から除去されるものもあるし、微生物の代謝により微生物の体内に取り込まれ、吸収されて水系から除去されるものもある。特に、放射性コバルト(Co−60)は、微生物によって積極的に取り込まれ、ビタミンB12を生成することが知られている。このようにして体内に取り込まれた放射性物質は微生物体内から出てくることはないため、樹脂に吸着させたり、酸化剤を用いて処理した場合と比較して、水系から完全に除去することができる。 By the aerobic biological treatment, the organic matter contained in the radioactive wastewater can be decomposed into microorganisms in the activated sludge and reduced to a predetermined reference value or less. On the other hand, some radioactive substances are adsorbed on activated sludge and removed from the aqueous system, and some radioactive substances are taken into the body of microorganisms by the metabolism of microorganisms and absorbed and removed from the aqueous system. In particular, it is known that radioactive cobalt (Co-60) is actively taken up by microorganisms to produce vitamin B12. Since the radioactive substance taken into the body in this way does not come out from the inside of the microorganism, it can be completely removed from the aqueous system as compared with the case where it is adsorbed to the resin or treated with the oxidizing agent. it can.
前記有機物と放射性物質とが除去された処理水を固液分離手段により分離する工程では、分離膜4を通過させることによって、汚泥を含む固形分と処理水に分離し、有機物や放射性物質が除去された水のみを処理水として生物処理槽2から取り出す。取り出された処理水は、放出することができる。一方、生物処理槽2から引き抜いた汚泥は、脱水機により脱水した後、ドラム缶で保管しておき、所定量の汚泥が溜まった時点で焼却処分する。焼却後に残った灰は放射線廃棄物としてセメント固化、溶融など通常の処分方法に供することができる。従って、本発明によれば、従来法に比べ放射性排水処理後の2次廃棄物の発生量が少ないといった利点がある。汚泥の引き抜き量は、生物処理槽2内の活性汚泥濃度(MLSSと表記)が15000〜20000mg/Lになった時に、汚泥が6000〜15000mg/Lとなるように調整する。汚泥は引き抜き汚泥ラインに設けたバルブを開閉して抜き出す。生物処理槽2内の汚泥濃度から、その引き抜き量は次のようにして求める。活性汚泥濃度計の指示値(A)と汚泥濃度の制御値(B)の比(B/A)を求め、生物処理槽2の液の(1−B/A)分を引き抜き汚泥ラインより抜き出す。
In the step of separating the treated water from which the organic substances and radioactive substances have been removed by the solid-liquid separation means, the solids containing sludge and the treated water are separated by passing through the
処理対象となる放射性排水が多く存在するときには、放射性排水を、生物処理槽2に順次継ぎ足して、連続式排水を処理していくことができる。いっぽう、洗濯排水は、常に一定量排出されるものではないため、相当期間、例えば1ヶ月以上に亘って処理対象水が存在せず、放射性排水処理装置1において好気性生物処理の運転を行わない場合もある。本実施形態による放射性排水処理装置1によれば、好気性生物処理の運転を停止している場合でも、例えば、栄養供給手段5により、栄養剤を生物処理槽2に定期的に添加し続け、微生物を生かした状態でおくことができる。
When there are many radioactive wastewaters to be treated, the radioactive wastewater can be sequentially added to the
図1では、固液分離手段として、分離膜4を使用したが、固液分離手段としては他に、生物処理槽とは独立して生物処理槽外に設けられた沈殿槽を用いることもできる。図2は、図1の変形形態である放射性排水処理装置1aを示す。図2に示す放射性排水処理装置1aは、生物処理槽2の後段に、独立した沈殿槽6を備え、さらに、沈殿槽6の汚泥の一部を生物処理槽2に返送する返送ラインを備える。沈殿槽6は、通常用いられているものでよく、沈殿により、活性汚泥と、有機物や放射性物質が除去された水とを固液分離することができるものであればよい。
In FIG. 1, the
図2に示す放射性排水処理装置1aを用いる場合の放射性排水処理方法も、放射性排水を活性汚泥により好気性生物処理する工程と、前記活性汚泥に栄養剤を添加する工程とは、第一実施形態にかかる方法と同様に行うことができる。処理水を固液分離手段により分離する工程では、処理済の排水を沈殿槽6に移送し、静置することにより固液分離する。そして、沈殿槽6の上澄み液は処理水として放出し、沈殿した汚泥成分の一部を生物処理槽2に返送し、残部は引き抜き汚泥として処理することができる。
As for the radioactive waste water treatment method in the case of using the radioactive waste water treatment apparatus 1a shown in FIG. 2, the step of aerobic biological treatment of radioactive waste water with activated sludge and the step of adding a nutrient to the activated sludge are the first embodiment. It can carry out similarly to the method concerning. In the step of separating the treated water by the solid-liquid separation means, the treated wastewater is transferred to the
本発明の第一実施形態による放射性排水処理装置1またはその変形形態による放射性排水処理装置1a、およびそれらを用いた放射性排水処理方法によれば、活性汚泥中の微生物に、好気性生物処理運転時にも好気性生物処理運転休止時にも、十分な栄養剤を与えることができ、微生物の作用により、安定化した有機物分解処理および放射性物質除去処理を可能とすることができる。 According to the radioactive waste water treatment apparatus 1a according to the first embodiment of the present invention or the radioactive waste water treatment apparatus 1a according to a modified form thereof, and the radioactive waste water treatment method using them, the microorganisms in the activated sludge are subjected to an aerobic biological treatment operation. In addition, even when the aerobic biological treatment operation is stopped, a sufficient nutrient can be provided, and stabilized organic substance decomposition treatment and radioactive substance removal treatment can be enabled by the action of microorganisms.
図3は、本発明の第二実施形態による放射性排水処理装置1bを示す概念図である。第二実施形態による放射性排水処理装置1bは、酸素供給手段3を備えた生物処理槽2と、固液分離手段である分離膜4と、栄養剤供給手段5と、放射能モニタ7と、汚泥濃度計8と、制御装置9とを備える。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the radioactive waste
ここで、生物処理槽2、固液分離手段3、栄養剤供給手段5に関しては、第一実施形態またはその変形形態において説明したものと同様のものを用いることができ、同様の作用をさせることができるため、説明を省略する。
Here, with respect to the
放射能モニタ7は、生物処理槽2中の放射性排水中の放射能を測定する。放射能モニタ7は、例えば、γ線の吸収線量測定装置であってよい。γ線の吸収線量を測定することにより、放射能を測定できるためである。このような放射能モニタ7は、生物処理槽2中より液の一部を抜き出し、線量を測定後、液を生物処理槽へもどす。あるいは、生物処理槽2から液の抜き出し配管を設け、ポンプにより放射能モニタ7へ送液、γ線測定後、同じポンプにより生物処理槽2内の液で測定装置内の液を押し出すことを繰り返すことで連続的に測定することも可能である。放射能モニタ7は、生物処理槽2中に二つ以上設置することもできる。放射能モニタ7の設置場所は、生物処理槽2内の放射性排水は曝気により均一化することができるので、特に限定されない。なお、放射性物質は、活性汚泥、微生物に吸着・吸収されても、放射能モニタによってカウントできる。
The radioactivity monitor 7 measures the radioactivity in the radioactive waste water in the
汚泥濃度計8は、生物処理槽2中の汚泥濃度を測定する。汚泥濃度は、物量と活性度(全有機炭素TOCの分解量)により、あるいは、酸素の減少量と汚泥の乾燥質量により、あるいは空気を止めた状態の溶存酸素の減少量により、測定することができるが、これらには限定されない。このような汚泥濃度計8は、生物処理槽2中の任意の位置に取り付けることができる。汚泥濃度計8は、生物処理槽2中に二つ以上設置することもできる。
The
制御装置9は、放射能モニタおよび汚泥濃度計と接続されており、これらの計測値に応じて栄養供給手段5及びポンプ10を制御し、生物処理槽2中の放射性排水中の放射能および汚泥濃度を所定範囲内に保つように作用する。なお、本実施形態による制御装置9は放射能モニタ7及び汚泥濃度計8にオンラインで接続され、さらに栄養供給手段5及び引き抜きブロア10にオンラインで接続されている。しかし、制御装置は、放射能モニタ及び汚泥濃度計にオンラインで接続されていない形態とすることもできる。
The
次に、上記放射性排水の処理装置1bを用いた放射性排水処理方法について、図2を参照して説明する。本実施形態にかかる放射性排水処理方法は、有機物と放射性物質とを含む放射性排水を、活性汚泥により好気性生物処理する工程と、前記有機物と放射性物質とが除去された処理水を固液分離手段により分離する工程とを含み、前記活性汚泥に栄養剤を添加することを特徴とする方法であって、前記好気性生物処理する工程が、放射性排水の放射能を測定する段階と、放射性排水中の放射性排水中の活性汚泥濃度を測定する段階と、前記放射能の測定結果および前記活性汚泥濃度の測定結果に応じて、前記栄養剤の添加量を制御する段階とをさらに含む。
Next, a radioactive wastewater treatment method using the radioactive
ここで、処理対象となる放射性排水は、第一実施形態で説明したのと同様の放射性排水とすることができるため、ここでは説明を省略する。 Here, since the radioactive wastewater used as a process target can be used as the radioactive wastewater similar to what was demonstrated in 1st embodiment, description is abbreviate | omitted here.
生物処理槽2に流入させた放射性排水は、好気性生物処理により、放射性排水中の放射性物質および有機物を水系から除去する。処理開始時の活性汚泥濃度は、例えば、約6000〜15000mg/L程度とすることができる。また、このとき、曝気手段21である散気管から供給される酸素量は、例えば、生物処理槽1m3あたり30〜100L/minとすることができる。しかし、かかる条件には限定されず、当業者が好適な処理条件を決定することができる。
The radioactive wastewater that has flowed into the
好気性生物処理は、生物処理槽2中の放射能をモニタリングし、モニタリング結果に応じて放射能を制御しながら実施する。特には、γ線の吸収線量が、1000Gy以下、好ましくは、500Gy以下となるように、制御することが好ましい。あるいは、γ線の吸収線量率が、1000Gy/hr以下、好ましくは、500Gy/hr以下となるように、制御することが好ましい。かかる範囲では放射線の影響による微生物の不活性化や死滅がみられないためである。なお、ここで、「500Gy以下」あるいは「1000Gy以下」とは、吸収線量が全く観測されない0Gyを含む。同様に、「500Gy/hr以下」あるいは「1000Gy/hr以下」には、吸収線量率が全く観測されない0Gy/hrを含む。従来、放射性物質の存在下では、微生物が死滅すると考えられていた。しかし、本発明において、上記範囲内に放射能を制御しながら好気性生物処理を実施することで、微生物により有機物の分解および放射性物質の吸着および取り込みを可能とし、放射性排水の処理ができることが見出されたものである。
The aerobic biological treatment is performed while monitoring the radioactivity in the
γ線の吸収線量の制御は、放射能計の読みが上記所定値以下となるように、放射性排水の流入量を減少させるか、活性汚泥の引き抜きを増やす、或いは栄養剤添加量を増やすことにより調整することができる。γ線の吸収線量またはγ線の吸収線量率を上記所定値以下とすることで、放射線を原因とする微生物の死滅を防止し、安定した有機物分解性能が得られる。また、上記範囲内の放射線量であれば、微生物を死滅させることなく放射線を吸着除去することが可能である。さらには、微生物の中には放射性物質のCoを体内に取り込み、ビタミンB12を生成するものがあり、最も安全かつ完全に放射性物質を吸収、除去することができる。 Control of the absorbed dose of γ-rays can be achieved by reducing the inflow of radioactive wastewater, increasing the extraction of activated sludge, or increasing the amount of nutrients added so that the radiometer reading is less than the specified value. Can be adjusted. By setting the absorbed dose of γ rays or the absorbed dose rate of γ rays to the above predetermined value or less, killing of microorganisms caused by radiation can be prevented, and stable organic matter decomposition performance can be obtained. Moreover, if the radiation dose is within the above range, the radiation can be adsorbed and removed without killing the microorganisms. Furthermore, some microorganisms take in the radioactive substance Co into the body and produce vitamin B12, and can absorb and remove the radioactive substance most safely and completely.
このような制御の操作は、図示するように放射能モニタ7に接続された制御装置9で、栄養剤ポンプの流量および引き抜き汚泥ポンプのON−OFFを制御して行うことができる。あるいは、放射能モニタ7の測定値により操作員が栄養剤ポンプや引き抜き汚泥ポンプのON-OFF制御をすることもできる。
Such a control operation can be performed by controlling the flow rate of the nutrient pump and the ON / OFF of the extraction sludge pump with the
また、好気性生物処理は、活性汚泥濃度をモニタリングし、モニタリング結果に応じて汚泥濃度を制御しながら実施する。特には、活性汚泥濃度が、3000〜20000mg/L、好ましくは、6000〜15000mg/Lとなるように、制御する。活性汚泥濃度の制御は、例えば、栄養剤の添加量の調節と連動することができる。このとき、活性汚泥濃度計と制御装置を接続し、制御装置と栄養剤供給装置を接続して、活性汚泥濃度のモニタリング結果に応じて栄養剤供給装置を稼動することができる。このような制御の操作は、図示するように、汚泥濃度計8に接続された制御装置9で、栄養剤ポンプ51や、汚泥引き抜きポンプ10を制御して行うこともできる。あるいは、汚泥濃度計8の測定値により操作員が制御装置9を操作して、栄養剤ポンプ51や、汚泥引き抜きポンプ10を稼動させることもできる。
The aerobic biological treatment is performed while monitoring the activated sludge concentration and controlling the sludge concentration according to the monitoring result. In particular, the activated sludge concentration is controlled to 3000 to 20000 mg / L, preferably 6000 to 15000 mg / L. The control of the activated sludge concentration can be interlocked with the adjustment of the amount of nutrient added, for example. At this time, the activated sludge concentration meter and the control device are connected, the control device and the nutrient supply device are connected, and the nutrient solution supply device can be operated according to the monitoring result of the activated sludge concentration. Such control operation can also be performed by controlling the
本発明の第二実施形態による放射性排水処理装置および放射性排水処理方法によれば、生物処理槽2中の放射能および汚泥濃度を所定値以下に保つようモニタリングし、制御することで、微生物の死滅を防ぎ、安定化した処理を可能とすることができる。
According to the radioactive wastewater treatment apparatus and the radioactive wastewater treatment method according to the second embodiment of the present invention, microorganisms are killed by monitoring and controlling the radioactivity and sludge concentration in the
図4は、本発明の第三実施形態による放射性排水処理装置1cを示す概念図である。第三実施形態による放射性排水処理装置1cは、酸素供給手段3を備えた生物処理槽2と、固液分離手段である分離膜4と、モニタタンク11とを備える。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the radioactive waste
モニタタンク11は、分離膜4を通過した処理水が流入するタンクである。モニタタンク11は、処理水放射能モニタ12を備える。この処理水放射能モニタ12は、モニタタンク11の放射能を測定し、生物処理槽2からの放射能の漏洩を検知する。そして、モニタタンク11には、返送ポンプ13がさらに接続され、放射能の漏洩が検知された場合には、返送ポンプ13によりモニタタンク11に流入した水を、生物処理槽2に返送することができるように作用する。
The monitor tank 11 is a tank into which treated water that has passed through the
例えば、処理水放射能モニタ12で測定したモニタタンク11中の処理水の吸収線量が、環境基準値以上になったときに、処理水を生物処理槽2に返送することが好ましい。モニタタンク11中の処理水は、通常、そのまま河川または海域に放流してよい程度にまで浄化する必要があるためである。
For example, it is preferable to return the treated water to the
なお、図示する放射性排水処理装置1cは、生物処理槽2に、放射能モニタや汚泥濃度計、栄養剤供給手段を備えていないが、これらの一部または全部を備え、かつモニタタンク11を備える形態の放射性排水処理装置であってもよい。
The illustrated radioactive
本発明の第三実施形態による放射性排水処理装置および放射性排水処理方法によれば、生物による放射能除去性能が低下した場合においても、環境中への放射能放出を未然に防止することができる。 According to the radioactive waste water treatment apparatus and the radioactive waste water treatment method according to the third embodiment of the present invention, even when the radioactivity removal performance by living organisms is reduced, the release of radioactivity into the environment can be prevented in advance.
[参考例1]
参考例として、活性汚泥による有機物分解に及ぼすγ線の影響を測定し、放射性物質の存在下であっても好気性生物処理が可能な条件を特定した。
[Reference Example 1]
As a reference example, the effect of gamma rays on the organic matter decomposition by activated sludge was measured, and the conditions under which aerobic biological treatment was possible even in the presence of radioactive substances were identified.
本発明の第1実施形態に記載の放射性排水処理装置(図2)を用いて、γ線強度と、活性汚泥による洗剤の分解速度を測定した。ここで、有機物である洗剤の初期濃度(TOC)は、100mg/Lであった。また、活性汚泥濃度は初期6000mg/Lに調製し、酸素供給量は0.1L/minとした。結果を図5に示す。なお、吸収線量が0Gyの場合のTOC分解速度は、4.6mg/L/hrであった。測定の結果、約500Gyといった高い放射線量下でも、十分なTOC分解速度を保有することがわかった。 Using the radioactive waste water treatment apparatus (FIG. 2) described in the first embodiment of the present invention, the γ-ray intensity and the decomposition rate of the detergent by activated sludge were measured. Here, the initial concentration (TOC) of the detergent which is an organic substance was 100 mg / L. Further, the activated sludge concentration was adjusted to 6000 mg / L in the initial stage, and the oxygen supply amount was set to 0.1 L / min. The results are shown in FIG. The TOC decomposition rate when the absorbed dose was 0 Gy was 4.6 mg / L / hr. As a result of the measurement, it was found that a sufficient TOC decomposition rate was maintained even under a high radiation dose of about 500 Gy.
[参考例2]
次に、参考例1と同じ装置を使い、γ線の照射時間を変えて、吸収線量率と、活性汚泥による洗剤の分解速度を測定した。結果を図6に示す。なお、吸収線量が0Gyの場合のTOC分解速度は、4.6mg/L/hrであった。測定の結果、約500Gy/hrといった高い放射線量下でも、十分なTOC分解速度を保有することがわかった。
[Reference Example 2]
Next, using the same apparatus as in Reference Example 1, the irradiation dose rate and the decomposition rate of the detergent with activated sludge were measured while changing the irradiation time of γ rays. The results are shown in FIG. The TOC decomposition rate when the absorbed dose was 0 Gy was 4.6 mg / L / hr. As a result of the measurement, it was found that a sufficient TOC decomposition rate was maintained even under a high radiation dose of about 500 Gy / hr.
1、1a、1b、1c 放射性排水処理装置
2 生物処理槽
3 酸素供給手段
4 分離膜
5 栄養剤供給手段
51 栄養剤ポンプ
52 栄養剤タンク
6 沈殿槽
7 放射能モニタ
8 活性汚泥濃度計
9 制御装置
10 汚泥引き抜きポンプ
11 モニタタンク
12 処理水放射能モニタ
13 返送ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該生物処理槽に栄養剤を添加する栄養剤供給手段と、
該生物処理槽内または外に配され、該活性汚泥で処理された排水を、汚泥を含む固形分と処理水とに分離する固液分離手段と
を備える放射性排水処理装置。 A biological treatment tank for containing radioactive waste water containing organic matter and radioactive substances, and activated sludge on which microorganisms capable of adsorbing or absorbing the radioactive substances grow;
A nutrient supply means for adding a nutrient to the biological treatment tank;
A radioactive wastewater treatment apparatus comprising solid-liquid separation means that separates wastewater disposed in or outside the biological treatment tank and treated with the activated sludge into solids containing sludge and treated water.
放射性排水中の放射能を測定する放射能モニタと、
放射性排水中の活性汚泥濃度を測定する活性汚泥濃度計と、
前記放射能モニタ及び前記活性汚泥濃度計の測定結果に応じて前記栄養剤の供給量を制御する制御装置と
をさらに備える請求項1に記載の放射性排水処理装置。 In the biological treatment tank,
A radioactivity monitor for measuring radioactivity in radioactive wastewater;
An activated sludge concentration meter that measures the activated sludge concentration in radioactive wastewater;
The radioactive waste water treatment apparatus according to claim 1, further comprising a control device that controls a supply amount of the nutrient according to measurement results of the radioactivity monitor and the activated sludge densitometer.
該モニタタンク中の処理水の放射能を測定する処理水放射能モニタと、
該処理水放射能モニタの測定結果に応じて、該モニタタンク中の処理水を前記生物処理槽に返送する返送ポンプと
を備える請求項1または2に放射性排水処理装置。 A monitor tank for monitoring the radioactivity of the treated water separated into the solid and liquid is further provided at the subsequent stage of the solid-liquid separation means,
A treated water radioactivity monitor for measuring the radioactivity of the treated water in the monitor tank;
The radioactive waste water treatment apparatus according to claim 1, further comprising a return pump that returns the treated water in the monitor tank to the biological treatment tank according to the measurement result of the treated water radioactivity monitor.
前記有機物と放射性物質とが除去された処理水を固液分離手段により分離する工程と
を含み、前記活性汚泥に栄養剤を添加することを特徴とする放射性排水の処理方法であって、
該好気性生物処理する工程が、
放射性排水の放射能を測定する段階と、
放射性排水中の活性汚泥濃度を測定する段階と、
前記放射能の測定結果および前記活性汚泥濃度の測定結果に応じて、前記栄養剤の添加量を制御する段階と
をさらに含み、
該放射能の測定において、γ線の吸収線量が、1000Gy以下となるように制御することを特徴とする、放射性排水の処理方法。 A process of aerobic biological treatment of radioactive wastewater containing organic matter and radioactive material with activated sludge on which microorganisms that adsorb or absorb the radioactive material grow;
A process for separating the treated water from which the organic substances and radioactive substances have been removed by solid-liquid separation means, and a method for treating radioactive wastewater, comprising adding a nutrient to the activated sludge,
The aerobic biological treatment step comprises:
Measuring the radioactivity of radioactive wastewater;
Measuring the activated sludge concentration in radioactive wastewater;
Further comprising controlling the amount of the nutrient added according to the measurement result of the radioactivity and the measurement result of the activated sludge concentration,
In the measurement of radioactivity, the radioactive wastewater treatment method is characterized in that the absorbed dose of γ rays is controlled to be 1000 Gy or less.
該放射能の測定結果に応じて、該処理水を前記好気性生物処理する工程に返送する工程と
をさらに含む請求項5〜7のいずれかに記載の放射性排水の処理方法。 A step of measuring the radioactivity of the treated water after the step of separating the treated water by solid-liquid separation means;
The method for treating radioactive wastewater according to any one of claims 5 to 7, further comprising a step of returning the treated water to the aerobic biological treatment step in accordance with the measurement result of the radioactivity.
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