JP2011027508A - 廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理室内の汚染を抑制することが可能な廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法を提供する。
【解決手段】処理室１２に搬入された容器７内にて廃棄物と固化材とを混練する廃棄物処理を行うための廃棄物処理設備１において、廃棄物投入部６は容器７内に廃棄物を投入し、固化材投入部４は固化材を投入する。また混練駆動部３は廃棄物が投入される位置とは異なる位置に置かれる容器７内の廃棄物及び固化材を混練するために設けられると共に、混練用の攪拌部材３６が着脱できるように構成されており、攪拌部材３６の装着ステップ、容器７内への廃棄物と固化材との投入及び攪拌部材３６による混練ステップ、混練駆動部３から攪拌部材３６を取り外し、この攪拌部材３６混練物内に置かれたまま容器７を処理室から搬出するステップが実行される。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性廃棄物などの廃棄物をセメントなどの固化材と混練して処理する技術に関する。

原子力発電所や核燃料サイクル施設などから排出される例えば低レベルの液体放射性廃棄物（以下、単に放射性廃棄物という）は、水分を蒸発させて濃縮した後、例えばドラム缶などの容器内でセメントなどの固化材と混練され、固化後、例えば埋設処分場へと送られる。

放射性廃棄物と固化材とを混練する方法としては、放射性廃棄物と固化材とをドラム缶に直接投入して、このドラム缶内に例えば攪拌翼などの攪拌部材を挿入し、ドラム缶内で混練を実行するインドラム方式の混練法が知られている。インドラム方式は、例えば専用の攪拌槽内で混練を行った後、混練物をドラム缶内に注入するアウトドラム方式と比較して、放射性廃棄物で汚染される部材が攪拌翼だけであり、汚染領域を小さくできるといった利点がある。

例えば特許文献１には、予め固化材ペーストを投入したドラム缶を、攪拌翼を備えた放射性廃棄物の投入設備まで搬送し、このドラム缶内に攪拌翼を挿入した後、放射性廃棄物を投入しながら混練を行う放射性廃棄物処理設備が記載されている。しかしながらこの特許文献１に記載の処理設備では、放射性廃棄物に接触した攪拌翼が処理設備内に残されるため、例えば定期的に攪拌翼を洗浄しなければならず２次廃棄物が発生する。

また混練を終え、ドラム缶から抜き出した後の攪拌翼から混練物が滴り落ちて、処理設備が設置された処理室内を汚染してしまうおそれが高い。通常、放射性廃棄物処理設備は放射線管理区域として管理されるセルと呼ばれる処理室内に設けられるが、設備のメンテナンスなどのためにセル内にも人が立ち入る場合もあり、セルを放射性廃棄物で汚染することは好ましくない。

特許第３８５１４７７号公報：００３４段落、図３

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、処理室内の汚染を抑制することが可能な廃棄物処理設備及び廃棄物処理方法を提供することにある。

本発明に係る廃棄物処理設備は、処理室に搬入された容器内にて廃棄物と固化材とを混練する廃棄物処理を行うための廃棄物処理設備において、
前記処理室内に設けられ、前記容器内に廃棄物を投入する廃棄物投入部と、
前記処理室内に設けられ、前記容器内に固化材を投入する固化材投入部と、
前記廃棄物が投入される位置とは異なる位置に置かれる容器内の廃棄物及び固化材を混練するために設けられ、混練用の攪拌部材が着脱できるように構成された混練駆動部と、
外部と前記処理室との間で容器を搬送する第１の搬送部と、
前記混練駆動部に装着する位置に、前記攪拌部材を搬送する第２の搬送部と、
攪拌部材を装着するステップと、前記容器内に廃棄物と固化材とを投入し、前記攪拌部材にてこれら廃棄物と固化材とを混練するステップと、前記混練駆動部から当該攪拌部材を取り外し、この攪拌部材が廃棄物と固化材との混練物内に置かれたまま当該容器を処理室から搬出するステップと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。

さらに前記廃棄物処理設備は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記第１の搬送部は、第２の搬送部としての機能を兼ね備え、前記攪拌部材は前記容器内に収容された状態で混練駆動部に装着される位置に搬送されること。
（ｂ）前記攪拌部材は、管状の結合部を有する回転軸と、この回転軸の軸周りに取り付けられた攪拌翼と、を備え、前記混練駆動部は、前記結合部に結合されると共に前記回転軸を回転駆動させる駆動軸を備え、当該攪拌部材は、前記駆動軸が前記管状の結合部内に挿入された状態となるように前記混練駆動部に装着されること。
（ｃ）前記廃棄物は放射性廃棄物であり、前記処理室は前記第１、第２の搬送部を通過させるための開閉可能な搬入出口を備えており、当該搬入出口を閉じた状態で前記容器への廃棄物の投入、及び廃棄物と固化材との混練が行われること。

また他の発明に係る廃棄物処理方法は、処理室内に容器を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられた混練駆動部に攪拌部材を装着する工程と、
前記処理室内にて、前記容器内に攪拌部材が存在しない状態で当該容器内に廃棄物を投入する工程と、
前記容器内に固化材を投入する工程と、
前記攪拌部材にて前記容器内の廃棄物と固化材とを混練した後、前記混練駆動部から当該攪拌部材を取り外す工程と、
取り外された攪拌部材が前記廃棄物と固化材との混練物内に置かれたまま前記容器を処理室から搬出する工程と、を含むことを特徴とする。

さらに前記廃棄物処理方法は以下の特徴を備えていてもよい。
（ｄ）前記攪拌部材は、前記容器内に収容された状態で前記混練駆動部に装着される位置まで搬送されること。
（ｅ）前記廃棄物は放射性廃棄物であり、前記処理室は前記容器を通過させるための開閉可能な搬入出口を備え、前記容器を当該処理室内に搬入してから搬出するまでの各工程を当該搬入出口が閉じた状態で行うこと。

本発明によれば、廃棄物と固化材との混練を行うたびに混練駆動部に新たな攪拌部材が装着される一方、容器への廃棄物の投入は、混練駆動部とは異なる位置にて行われるので、攪拌を開始する前の時点における攪拌部材や当該攪拌部材と混練駆動部との結合部における廃棄物による汚染を防止できる。そして混練を終えた後は、攪拌部材を混練駆動部から取り外し、この攪拌部材が混練物内に残されたままの状態で容器を搬出するので、混練時に攪拌部材に付着した廃棄物が滴り落ちることなどによって引き起こされる処理室の汚染を防止することができる。

実施の形態に係る放射性廃棄物処理設備の縦断側面図である。 前記放射性廃棄物処理設備内に設けられている混練駆動装置の側面図である。 前記混練駆動装置に装着される前の攪拌翼がドラム缶内に収容されている状態を示す斜視図である。 前記混練駆動装置にて攪拌翼を結合する機構を示す縦断側面図である。 前記放射性廃棄物処理設備の作用を示す第１の説明図である。 前記放射性廃棄物処理設備の作用を示す第２の説明図である。 前記攪拌翼を混練駆動装置に装着した後の状態を示す斜視図である。 前記ドラム缶内で混練動作を実行している様子を示す斜視図である。

本実施の形態に係る処理設備１の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１の縦断側面図に模式的に示すように、本例に係る放射性廃棄物処理設備１（以下、「処理設備１」という）は、例えばコンクリート製の建屋をコンクリート製の隔壁１３にて例えば２つの区画に分割し、一方側の区画を低線量の放射線管理区域であるルーム１１、他方側の区画を高線量の放射線管理区域であるセル１２に設定している。セル１２は本実施の形態の処理室に相当している。

低線量の放射線管理区域であるルーム１１は、作業従事者が立ち入り可能な区域であり、放射性廃棄物を固化する処理が行われる容器であるドラム缶７などの準備や、処理を終えたドラム缶７を処理設備１外へと搬出する作業などが行われる。隔壁１３には、搬入出口１４１が設けられていてドラム缶７はこの搬入出口１４１を介してルーム１１とセル１２との間を搬送される。搬入出口１４１は、ドラム缶７の搬入出時以外には、開閉扉１４にて閉じられ、ルーム１１からセル１２を隔離することができるようになっている。

ドラム缶７は例えば無人搬送車などから構成される搬送装置２によって搬送される。搬送装置２は載置台２１を備えており、ドラム缶７はこの載置台２１上に載置された状態で搬送されると共に、この載置台２１は上下方向に昇降自在に構成されていてドラム缶７を保持する高さ位置を調節することができる。搬送装置２は例えば不図示の管制室からの遠隔操作に基づいて移動する構成としてもよいし、また例えば自動制御などにより、予め設定された場所を所定のタイミングで移動する構成としてもよい。ドラム缶７を搬送するという観点において、搬送装置２は本実施の形態の第１の搬送部に相当している。

セル１２は、ドラム缶７に放射性廃棄物を充填して固化する廃棄物処理が行われる区域であり、液体の放射性廃棄物を濃縮してドラム缶７に供給する廃棄物貯槽６と、ドラム缶７に例えばセメントなどの固化材を供給するセメントホッパー４と、放射性廃棄物と固化材との混練を行う混練駆動装置３と、混練操作が行われているドラム缶７に硬化剤などを供給する薬液タンク５と、が設けられている。

廃棄物貯槽６は、例えば蒸発機能を備えていてもよく、このとき廃棄物貯槽６は、処理設備１の外部に設けられた放射性廃棄物の排出区域から放射性廃棄物を受け入れ、当該放射性廃棄物中の水分を蒸発させて濃縮し、濃縮された放射性廃棄物をドラム缶７に投入する廃棄物投入部としての役割を果たす。この場合、廃棄物貯槽６は例えば不図示の加熱機構を備えたホッパー形状のタンクとして構成され、例えばその上面には放射性廃棄物を受け入れる廃棄物受け入れライン６２と、蒸発させた蒸気を排出する排出ライン６３とが設けられている。例えばこれら廃棄物受け入れライン６２や排出ライン６３はルーム１１及びセル１２から隔離された配管室１５内に設けられている。

一方、ホッパーの下端には、廃棄物貯槽６の下方位置まで搬送されてきたドラム缶７に放射性廃棄物を投入するための払出部６１が設けられている。払出部６１は廃棄物貯槽６の下端から下方側へ向けて伸びる円筒形状の部材として構成され、この払出部６１がドラム缶７の開口部内に挿入された状態にて廃棄物貯槽６からの放射性廃棄物の払い出し（ドラム缶７への投入）が行われる。払出部６１が円筒形状に構成されていることにより、ドラム缶７に投入される放射性廃棄物が周囲に飛び散ることを防ぎセル１２内を汚染せずに投入操作を行うことができる。ここで払出部６１に設けられた６４は蓋部材である。

セメントホッパー４は固化材、例えば放射性廃棄物中の水分と反応して固化するセメント粉を貯蔵するホッパーであり、セメントホッパー４の下端に設けられたセメント供給ライン４１を介してドラム缶７に固化材を投入する固化材投入部としての役割を果たしている。セメント供給ライン４１は混練時にドラム缶７の開口部を覆う後述の蓋部材３４に接続されていて、ドラム缶７の上方側から固化材を投入することができる。
薬液タンク５には放射性廃棄物と固化材との混練物の硬化を促進する硬化剤などが貯留されており、蓋部材３４に接続された薬液供給ライン５１を介してドラム缶７に硬化剤などを供給することができるようになっている。

混練駆動装置３は本実施の形態の混練駆動部に相当し、ドラム缶７に投入された放射性廃棄物と固化材とを混練する役割を果たす。図１、図２に模式的に示すように混練駆動装置３は、混練を実行する攪拌部材３６と結合される駆動軸３３と、この駆動軸３３を軸周りに回転させるモーター３１と、後述する攪拌部材３６の着脱動作のために駆動軸３３を回転可能に保持しつつ、この駆動軸３３内に設けられた作動軸３３４を軸方向に上下に移動させるための回転シリンダー３２とを備えている。

図２に示すように混練駆動装置３は、垂直方向に配置したボールネジ３８３をモーター３８１によって正転、反転させることにより、支持台３７を昇降させて、その全体を上下に移動させることができる。図中、３８２は処理設備１の側壁１２１にてボールネジ３８３を保持するための保持部材である。

図１〜図３に示すように、回転シリンダー３２の下方位置には、混練動作時にドラム缶７の開口部を覆う蓋部材３４が設けられている。図２、図３に示すように蓋部材３４は支持部材３４１によって支持され例えば処理設備１の側壁１２１に固定されており、図１、図３に示すように既述のセメント供給ライン４１及び薬液供給ライン５１はこの蓋部材３４を貫通してドラム缶７の配置される空間に向けて開口している。

さらに図２、図３に示すように蓋部材３４には貫通孔３４２が設けられており、この貫通孔３４２には混練駆動装置３の駆動軸３３が貫通している。この駆動軸３３は貫通孔３４２内を自由に移動することが可能であり、既述の支持台３７の上下移動に合わせて駆動軸３３が貫通孔３４２内を上下に移動する構成となっている。

また駆動軸３３の先端部は、ほぼ円錐形状に加工されており、その頂点が鉛直方向下側を向いている。これにより、後述する攪拌部材３６の結合部３６３内に駆動軸３３を挿入し易い形状となっているが、駆動軸３３を攪拌部材３６に結合する機構の詳細については後述する。このほか、図３に示す３４３は混練時にドラム缶７内の雰囲気を排気する排気ラインである。なお、便宜上、図１や図２などの模式図では排気ライン３４３の記載は省略してあり、また図２ではセメント供給ライン４１、薬液供給ライン５１の記載は省略してある。

図１、図３に示す３５は、廃棄物貯槽６における濃縮操作の際に加熱された放射性廃棄物を冷却するための冷却機構である。冷却機構３５は例えばドラム缶７の側壁面を外側から覆うことが可能な曲面を備え、左右２つに分割された半円筒形状の板状部材として構成されている。各冷却機構３５の内部には、例えば冷却水などの冷媒を通流させる不図示の冷媒流路が形成されており、ドラム缶７の側壁との接触面を介して冷媒に熱を吸収させることができる。図３に示した３５１は冷却機構３５に冷媒を供給する冷媒供給ラインであり、３５２は冷却機構３５から冷媒を排出する冷媒排出ラインである。

また冷却機構３５は不図示の移動機構によって左右横方向及び上下方向に移動することができるようになっており、例えば図３に示すようにドラム缶７が搬入される領域から左右外側に退避した待機位置と、図８に示すように混練駆動装置３の下方側に搬入されたドラム缶７の側壁の周囲を覆い、ドラム缶７の冷却処理を実行する処理位置との間を移動させることが可能となっている。
なお、冷却機構は保温機構または加温機構であってもよい。これらの機構を利用することにより混練前に廃液が冷えてしまった場合、または所定の混練温度より廃液の温度が下がってしまった場合に、廃液中に塩が析出すること等を防ぐことができるからである。

以上に説明した混練駆動装置３は、混練駆動装置３に攪拌部材３６が常設されていることにより攪拌部材３６の洗浄が必要となること、混練後の攪拌部材３６から放射性廃棄物が滴り落ちることなどによってセル１２が汚染されることなどの背景技術にて述べた問題点を解消するため、混練操作毎に新たな攪拌部材３６を装着し、混練を終えたら混練駆動装置３から攪拌部材３６を切り離して混練物内においたままとすることが可能な構成となっている。以下、攪拌部材３６及びこの攪拌部材３６を混練駆動装置３に結合する機構について図３、図４を参照しながら説明する。

本実施の形態においては、混練操作毎に新たに混練駆動装置３に取り付けられる攪拌部材３６は、例えばルーム１１側にて作業従事者が予めドラム缶７内に収容し、このドラム缶７を載置台２１上に載置することにより、攪拌部材３６がドラム缶７と共にセル１２内に搬入される構成となっている。このようにドラム缶７内に収容された攪拌部材３６を搬送する観点においては、搬送装置２は本実施の形態の第２の搬送部を構成している。

図３は、攪拌部材３６がドラム缶７内に収容されている状態を示している。攪拌部材３６は回転軸３６１と、放射性廃棄物と固化材との混練を実行する攪拌翼３６２と、駆動軸３３に結合される部位である結合部３６３と、を備えている。回転軸３６１は、混練を終えた攪拌部材３６を混練物内においたままとするにあたって、回転軸３６１の下端から結合部３６３の上端までを含む攪拌部材３６の全体がドラム缶７内に収まる程度の長さを有する棒材である。

攪拌部材３６は、例えば板状の部材から構成される４枚の攪拌翼３６２を備えており、これらの攪拌翼３６２は回転軸３６１を中心として径方向に放射状に伸びるように互いに等間隔で配置されている。各攪拌翼３６２は例えば幅広に形成された攪拌面が攪拌翼３６２の回転方向に対して直交した状態で回転軸３６１に取り付けられている。

図中、７１はドラム缶７の底面に取り付けられた位置合わせ部材であり、各攪拌翼３６２にはこの位置合わせ部材７１の形状に対応した切り欠きが形成されている。そして攪拌部材３６をドラム缶７内に収容する際には、位置合わせ部材７１を各攪拌翼３６２の切り欠き部に嵌合させることにより攪拌部材３６をドラム缶７内の予め定めた位置に位置合わせすることができる。

結合部３６３は、攪拌部材３６の上部側に設けられ、攪拌部材３６全体の高さの例えば３分の１程度の長さに形成されている。また結合部３６３は、例えば回転軸３６１よりも径が大きく、内部が空洞の管状の部材として構成されている。管状に形成された結合部３６３内には、既述の駆動軸３３よりもやや大きな径を有する空間が形成されており、円錐形状に形成された下端側から駆動軸３３を結合部３６３の管内に挿入することができるようになっている。結合部３６３に挿入される駆動軸３３の下部側部分には、結合部３６３を管の内側から把持して結合する結合機構が形成されている。以下、当該結合機構の一例について図４を参照しながら説明する。

図４は、駆動軸３３の下部側部分及び結合部３６３の縦断側面図であり、図４（ａ）は駆動軸３３と結合部３６３（攪拌部材３６）との結合が解除された状態、図４（ｂ）はこれらの部材３３、３６３が結合された状態を示している。

結合機構に関し、駆動軸３３は例えば内部が空洞の円管からなり、結合部３６３内に挿入される駆動軸３３の側壁面には上下に向かって伸びる細長い切り欠きが形成されている。これらの切り欠きは、例えば駆動軸３３を構成する管の周方向に沿って例えば４箇所に設けられおり、これら４箇所の切り欠きは例えば等間隔で配置されている。そして、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、各切り欠き内には押さえ部材３３１が埋め込まれている。

また駆動軸３３及び４個の押さえ部材３３１には、径の小さくなる方向に付勢された例えば３個のリングばね３３３が、上下方向に並んで廻し掛けられている。これらのリングばね３３３は各押さえ部材３３１を、駆動軸３３を構成する管の内側へ向けて押さえ付ける方向に作用する。ここで例えば駆動軸３３及び各押さえ部材３３１には、リングばね３３３を収める溝が設けられており、これらの部材３３、３３１に廻し掛けられたリングばね３３３は当該溝の内側に収まって、駆動軸３３を結合部３６３内に挿入する際の障害とならないようになっている。

一方、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、駆動軸３３の円筒内部には、上端部が既述の回転シリンダー３２に接続されたシリンダーロッド３３６が挿入されており、シリンダーロッド３３６は回転シリンダー３２の作用によって駆動軸３３の円筒内を上下に移動することができる。この上下に移動するシリンダーロッド３３６は、既述の押さえ部材３３１が設けられている管状の駆動軸３３の内側に、例えば上下に２つ並べて設けられた円筒形状の作動軸３３４を上下方向に貫通するように配置されている。

上下に２つ並んでいる下方側の作動軸３３４は、例えば押さえ部材３３１の先端部に固定されたキャップ部材３３８及びシリンダーロッド３３６の周りを取り巻くように配置された皿ばねからなる連結ばね３３７を介してシリンダーロッド３３６に連結されている。また上方側の作動軸３３４は、シリンダーロッド３３６の周りを取り巻くように配置された連結ばね３３７を介して下方側の作動軸３３４に連結されている。このようにシリンダーロッド３３６及び上下の作動軸３３４が互いに連結されていることにより、シリンダーロッド３３６の上下動に合わせて２つの作動軸３３４を上下に移動させることができる。

これら上下に並べて配置された各作動軸３３４の例えば下部側部分には、作動軸３３４の外周面がテーパ形状に広がる拡径部３３５が設けられている。一方これら２つの作動軸３３４を取り巻くように配置された４つの押さえ部材３３１には、作動軸３３４側の拡径部３３５と対向する位置に、当該拡径部３３５のテーパ形状に対応する形状の傾斜面を備えた案内面３３２が形成されている。

以上に説明した構成を備えていることにより、回転シリンダー３２を作動させ、シリンダーロッド３３６を下方側の解除位置まで移動させると、図４（ａ）に示すように各作動軸３３４の拡径部３３５は４つの押さえ部材３３１の案内面３３２にて囲まれる空間の内側に格納される。この場合には、各押さえ部材３３１はリングばね３３３の作用により駆動軸３３の内側へ向けて押し戻されて、各拡径部３３５のテーパ面に押し付けられた状態となる。この結果、押さえ部材３３１の外側の面が例えば駆動軸３３の外周面よりも内側に押し込まれ、駆動軸３３は結合部３６３の管内を自由に移動することができる。

一方、駆動軸３３を結合部３６３内に挿入し、シリンダーロッド３３６を上方側の把持位置まで移動させると、図４（ｂ）に示すように各作動軸３３４の拡径部３３５が上方側に移動することにより、各押さえ部材３３１の案内面３３２を外側へと押し戻す力が作用する。この結果、４つの押さえ部材３３１を束ねるリングばね３３３が広がって、各押さえ部材３３１が駆動軸３３の径方向外側へと移動し、これら押さえ部材３３１が駆動軸３３の外周面よりも外側に飛び出す。

各押さえ部材３３１は攪拌部材３６側の結合部３６３の内周面に到達した位置にて停止するが、拡径部３３５より押さえ部材３３１をさらに外側に押し広げようとする力が作用することにより、各押さえ部材３３１が結合部３６３の内周面に強く押し付けられ、この作用により攪拌部材３６が駆動軸３３に把持される。各押さえ部材３３１における結合部３６３の内周面と接触する面には、例えばヤスリ状の目が切ってあり、このヤスリ状の目によって結合部３６３を把持するグリップ効果を高めている。なお図４（ａ）、図４（ｂ）では押さえ部材３３１のヤスリ状の目の大きさを誇張して示してある。攪拌部材３６を取り外す場合には、シリンダーロッド３３６を再び解除位置まで移動させて各押さえ部材３３１を元の位置まで移動させることにより結合部３６３の把持状態を解除すればよい。

また以上に説明した構成を備えた混練駆動装置３は、放射性廃棄物の投入が行われる廃棄物貯槽６から離れた位置に配置されている。例えばこれら混練駆動装置３と廃棄物貯槽６との距離は、ドラム缶７に放射性廃棄物を投入する際に、仮に放射性廃棄物の飛沫が跳ねたりしたとしても、当該飛沫が混練駆動装置３まで到達するなどして混練駆動装置３を汚染しない程度の距離に設定されている。

以上に説明した構成を備えた処理設備１の搬送装置２や混練駆動装置３、セメントホッパー４、薬液タンク５、廃棄物貯槽６の払い出し機構などは、これら各部の動作を制御する制御部８に接続されている。制御部８は、ＣＰＵ、メモリ及びプログラム格納部を備えており、以下に説明する処理設備１の動作を実行するための制御信号を出力するように構成されている。プログラム格納部には、処理設備１の各部の動作に係る制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されており、このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

次に本実施の形態の処理設備１の作用について説明する。はじめにルーム１１側では、放射性廃棄物を充填するドラム缶７内に、新たな攪拌部材３６を収容し、このドラム缶７を搬送装置２の載置台２１上の所定の位置に載置する準備を行う。一方、セル１２内では、図１に示すように混練駆動装置３の駆動軸３３には攪拌部材３６が装着されておらず、また冷却機構３５を待機位置まで移動させた状態で待機している。

次に、図５（ａ）、図３に示すように搬入出口１４１の開閉扉１４を開き、セル１２内に搬送装置２を進入させて、ドラム缶７を混練駆動装置３の下方位置まで搬送し、搬送装置２の載置台２１を上昇させる。そして、攪拌部材３６の装着が行われる高さ位置にドラム缶７が到達したら、混練駆動装置３のボールネジ機構を作動させて、駆動軸３３を下方側に移動させ、攪拌部材３６の結合部３６３内に駆動軸３３を挿入する。そして図４（ｂ）を用いて説明したように、駆動軸３３に設けられている攪拌部材３６との結合機構を作動させることにより、混練駆動装置３に攪拌部材３６が装着される（図７）。

攪拌部材３６を混練駆動装置３に装着したら、図５（ｂ）に示すように搬送装置２の載置台２１を降下させてドラム缶７を混練駆動装置３の下方側に退避させ、廃棄物貯槽６の下方位置まで移動させる。そして載置台２１を上昇させ、ドラム缶７の開口部に廃棄物貯槽６の払出部６１を挿入する。廃棄物貯槽６側においては、例えばドラム缶７が搬送されてきたタイミングで放射性廃棄物の払い出しを開始できるように、予め放射性廃棄物の濃縮操作を行っておく。しかる後、払出部６１を介して廃棄物貯槽６からドラム缶７への放射性廃棄物の投入を実行し、予め定められた量の放射性廃棄物を投入したら、投入動作を終了する。

次いで、図５（ｃ）に示すように放射性廃棄物を受け入れたドラム缶７を再度混練駆動装置３まで搬送し、図８に示すように混練及びドラム缶７の冷却が行われる処理位置までドラム缶７及び冷却機構３５を移動させ、ドラム缶７の開口部を蓋部材３４にて覆う。また混練駆動装置３はボールネジ機構を作動させて混練操作の行われる位置まで攪拌部材３６を上昇させる。そして冷却機構３５には冷媒の通流が開始されており、冷却機構３５が処理位置まで移動した時点にてドラム缶７の冷却処理が開始される。

ドラム缶７、冷却機構３５、攪拌部材３６を処理位置にセッティングしたら、攪拌部材３６を回転させ、次いで図６（ａ）に示すようにセメントホッパー４からの固化材の投入及び薬液タンク５からの硬化剤などの投入を開始する。これにより固化材と放射性廃棄物とが混練され、固化材のセメント粉と放射性廃棄物中に含まれる水分とが反応して混練物が次第に固化していく。

ここで固化材の投入開始時には例えばその投入量を少なめに調整することにより、放射性廃棄物の液溜まりに固化材を投入することによる飛沫の発生を抑えることができる。また仮に飛沫が発生したとしても、ドラム缶７内の液レベルが低いので当該飛沫がドラム缶７の開口部を覆う蓋部材３４に到達することは殆どなく、当該蓋部材３４を汚染するおそれも低い。そして固化材の投入を開始してからの時間が経過してくると、次第に混練物の粘度が上昇してくるのでドラム缶７内に固化材を投入しても混練物の飛沫は殆ど発生せず、ドラム缶７内の混練物のレベルが上昇しても蓋部材３４を汚染するおそれは小さい。

一方、攪拌部材３６を攪拌駆動する駆動軸３３は、管状に形成された結合部３６３の内側に挿入されているので、この駆動軸３３が混練物と接触することはなく、駆動軸３３は汚染されていない状態が保たれている。また図８に示すように本例では、攪拌翼３６２を処理位置まで上昇させることにより、結合部３６３の上端部が蓋部材３４の上方側にまで退避した状態となっている。このため、例えば駆動軸３３と結合部３６３との間の隙間に混練物が入り込み、駆動軸３３を汚染するといったおそれもない。

以上の動作を実行し、予め設定された量の固化材及び硬化剤などを投入したら、固化材、硬化剤などの投入を停止し、放射性廃棄物と固化材とを十分に混練した後、攪拌部材３６の回転を停止して混練操作を終える。次いで混練操作の行われた位置から、攪拌部材３６を降下させて位置合わせ部材７１上に攪拌部材３６を載置し、駆動軸３３との結合を解除して混練駆動装置３から攪拌部材３６を取り外す。

攪拌部材３６が取り外されたら、図６（ｂ）に示すようにドラム缶７内に攪拌部材３６が残された状態のまま載置台２１を降下させ、例えば混練駆動装置３や廃棄物貯槽６から離れた位置にてドラム缶７を静置し、混練物を固化させる。しかる後、図６（ｃ）に示す如く開閉扉１４を開き、載置台２１をルーム１１側まで移動させてドラム缶７を搬出し、一連の動作を終える。搬出されたドラム缶７には、例えばドラム缶７を密閉する密閉蓋７２が取り付けられ、処理設備１外へと搬出される。ここで別例として、混練物の固化は、ドラム缶７をセル１２から搬出した後に行ってもよい。

本実施の形態に係る処理設備１によれば以下の効果がある。放射性廃棄物と固化材との混練を行うたびに混練駆動装置３に新たな攪拌部材３６が装着される一方、ドラム缶７への放射性廃棄物の投入は、混練駆動装置３が設けられている位置とは異なる位置にて行われるので、混練を開始する前の時点における攪拌部材３６や当該攪拌部材３６と混練駆動装置３との結合部における放射性廃棄物による汚染を防止できる。そして混練を終えた後は、攪拌部材３６を混練駆動装置３から取り外し、この攪拌部材３６が混練物内に残されたままの状態でドラム缶７を搬出するので、混練時に攪拌部材３６に付着した放射性廃棄物が滴り落ちることなどによって引き起こされるセル１２内の汚染を防止することができる。

上述の実施の形態においては、混練操作毎に混練駆動装置３に取り付けられる攪拌部材３６をドラム缶７内に収容した状態でセル１２内に搬送する方式を採用したが、ドラム缶７及び攪拌部材３６は別々にセル１２内に搬入してもよい。例えば共通の搬送装置２を用いて予め攪拌部材３６を混練駆動装置３に装着した後、ドラム缶７を搬入して放射性廃棄物の処理をおこなってもよい。またこのとき、ドラム缶７を搬送する搬送装置２（第１の搬送部）と攪拌部材３６を搬送する搬送装置２（第２の搬送部）とを別々に構成してもよい。

またドラム缶７への廃棄物の投入は、必ずしも混練の行われる場所とは異なる場所にて行わなくてもよい。例えば図３に示す蓋部材３４に廃棄物貯槽６を接続し、混練駆動装置３に攪拌部材３６を装着していない状態においてドラム缶７を蓋部材３４の下方位置に搬送して放射性廃棄物の受け入れを行う。このとき例えば駆動軸３３は蓋部材３４の上方側に退避させておけば、放射性廃棄物による駆動軸３３の汚染は避けることができる。しかる後、ドラム缶７を別の場所に退避させて攪拌部材３６を混練駆動装置３に装着してから再びドラム缶７を混練処理の行われる位置まで搬送し、混練を行ってもよい。

また放射性廃棄物と固化材との混練に用いられる攪拌部材３６の攪拌翼３６２には種々のものを適用することが可能であり、また、攪拌翼３６２を備えていない例えば棒状の部材を攪拌部材３６としてもよい。棒状の攪拌部材３６を採用する場合には、例えば攪拌部材３６をドラム缶７に垂直に挿入し、例えば上方側から見て円形軌道を描くように当該攪拌部材３６を混練物内で移動させて混練物をかき混ぜるように混練する手法などが考えられる。

また本発明を適用可能な廃棄物は放射性廃棄物に限定されるものではなく、例えば医療廃棄物や一般廃棄物でもよい。一般廃棄物の処理の場合などでは処理室に開閉扉１４を設けなくてもよく、また混練物が固化する前にドラム缶７を処理室から搬出してしまってもよい。また、廃棄物の形態も液状のものに限定されず、粉体や粒状体であってもよい。他方、固化材についてもセメント粉の例に限定されるものではなく、予めセメントと水を混合して調製したスラリーや溶融ガラスなどであってもよい。

１ 処理設備
１１ ルーム
１２ セル
１４ 開閉扉
２ 搬送装置
３ 混練駆動装置
３３ 駆動軸
３５ 冷却機構
３６ 攪拌部材
３６１ 回転軸
３６２ 攪拌翼
３６３ 結合部
４ セメントホッパー
６ 廃棄物貯槽
７ ドラム缶
８ 制御部

Claims (7)

1. 処理室に搬入された容器内にて廃棄物と固化材とを混練する廃棄物処理を行うための廃棄物処理設備において、
   前記処理室内に設けられ、前記容器内に廃棄物を投入する廃棄物投入部と、
   前記処理室内に設けられ、前記容器内に固化材を投入する固化材投入部と、
   前記廃棄物が投入される位置とは異なる位置に置かれる容器内の廃棄物及び固化材を混練するために設けられ、混練用の攪拌部材が着脱できるように構成された混練駆動部と、
   外部と前記処理室との間で容器を搬送する第１の搬送部と、
   前記混練駆動部に装着する位置に、前記攪拌部材を搬送する第２の搬送部と、
   攪拌部材を装着するステップと、前記容器内に廃棄物と固化材とを投入し、前記攪拌部材にてこれら廃棄物と固化材とを混練するステップと、前記混練駆動部から当該攪拌部材を取り外し、この攪拌部材が廃棄物と固化材との混練物内に置かれたまま当該容器を処理室から搬出するステップと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする廃棄物処理設備。
2. 前記第１の搬送部は、第２の搬送部としての機能を兼ね備え、前記攪拌部材は前記容器内に収容された状態で混練駆動部に装着される位置に搬送されることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理設備。
3. 前記攪拌部材は、管状の結合部を有する回転軸と、この回転軸の軸周りに取り付けられた攪拌翼と、を備え、前記混練駆動部は、前記結合部に結合されると共に前記回転軸を回転駆動させる駆動軸を備え、当該攪拌部材は、前記駆動軸が前記管状の結合部内に挿入された状態となるように前記混練駆動部に装着されることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理設備。
4. 前記廃棄物は放射性廃棄物であり、前記処理室は前記第１、第２の搬送部を通過させるための開閉可能な搬入出口を備えており、当該搬入出口を閉じた状態で前記容器への廃棄物の投入、及び廃棄物と固化材との混練が行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の廃棄物処理設備。
5. 処理室内に容器を搬入する工程と、
   前記処理室内に設けられた混練駆動部に攪拌部材を装着する工程と、
   前記処理室内にて、前記容器内に攪拌部材が存在しない状態で当該容器内に廃棄物を投入する工程と、
   前記容器内に固化材を投入する工程と、
   前記攪拌部材にて前記容器内の廃棄物と固化材とを混練した後、前記混練駆動部から当該攪拌部材を取り外す工程と、
   取り外された攪拌部材が前記廃棄物と固化材との混練物内に置かれたまま前記容器を処理室から搬出する工程と、を含むことを特徴とする廃棄物処理方法。
6. 前記攪拌部材は、前記容器内に収容された状態で前記混練駆動部に装着される位置まで搬送されることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物処理方法。
7. 前記廃棄物は放射性廃棄物であり、前記処理室は前記容器を通過させるための開閉可能な搬入出口を備え、前記容器を当該処理室内に搬入してから搬出するまでの各工程を当該搬入出口が閉じた状態で行うことを特徴とする請求項５または６に記載の廃棄物処理方法。

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