JP2013092428A - 放射性物質汚染土壌の洗浄処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】汚染土壌G0を湿式ふるい分級処理して粗粒子分を分離して、スラリー状の土砂G1とする第1分級工程1と、この土砂G1をハイドロサイクロン処理して砂分S1と汚染物質を含む細粒子分S2とに分級処理する第2分級工程2と、砂分S1をフローテーション処理によって発生させたフロスFにより回収する洗浄工程4と、洗浄工程4の洗浄砂S3に含まれる放射性物質を放射性物質抽出薬剤の溶液により抽出し、さらに濃度の低い低濃度洗浄砂S4を脱水処理により得る放射性物質抽出工程5と、細粒子分S2を吸着材とし、この細粒子分S2を用いてフロスFと処理溶液Eとから放射性物質を除去し、凝集沈殿させて沈殿汚泥と水とに分離し、濃縮残渣Tと処理水Wとに分離する吸着工程6とを有する洗浄処理方法を提供する。
【選択図】図1
Description
すなわち、従来の工程では、フローテーション処理によって得られた洗浄土における汚染物質濃度の低減が不十分であり、さらなる汚染物質濃度の低減が求められていた。
また、分級工程の前の汚染土壌に対して直接、放射性物質抽出薬剤を添加しているため、持ち込まれた全ての汚染土壌の土量に対応する放射性物質抽出薬剤が必要となり、その投入量が増えることから、その点で改良の余地があった。
さらに、放射性物質を含む溶液の処理にはRO膜やゼオライトの使用が一般的であるが、これら吸着材が高価であり、抽出された濃縮残渣に加えてこれら吸着材も廃棄する必要があることから廃棄物量が増大するという問題があった。
また、投入された汚染土壌の土量に比べて洗浄工程で得られた洗浄砂が減量されているので、薬剤の添加量を減らすことができる。しかも、分級処理で得られた細粒子分を吸着材として再利用する方法であり、新たな吸着材を追加する必要がないことから、処理費用と廃棄物量の低減を図ることができる。
先ず、第1分級工程1において、湿式ふるい装置11を用いて、セシウム等の土壌への吸着性の強い放射性物質汚染土壌(汚染土壌G0)から粗粒子分G2を分離し、スラリー状の土砂G1とする湿式ふるい分級処理が行われる。ここで、湿式ふるい装置11は、振動ふるいや超音波ふるい、比重選別等により、異物を選別して、礫・粗砂とそれ以下のスラリー状の土砂とに分級するものであり、網面を内部に備えている。この湿式ふるい装置11には、市販の公知の装置を使用することができる。なお、湿式ふるい装置11によって粗粒子分G2を分離しておくことにより、洗浄工程4における土砂G1の洗浄効率を向上させることができる。
次に、第2分級工程2において、ハイドロサイクロン12を用いて、粗粒子分G2を除いた土壌土砂G1を砂分S1と汚染物質を含む細粒子分S2とに分級処理する。このハイドロサイクロン12は、例えば円筒底部が円錐型をした構造の容器からなり、土砂と水を混ぜたスラリーを導入する上部流入口と、アンダーフローを取り出す下部流出口と、オーバーフローを取り出す上部流出口とを備えている。上部流入口から入ったスラリー状の土砂は、円筒容器の円周方向に高速で供給されることにより、回転運動を起こし、回転流となって、円錐頂部に向かって進む。この時、スラリー中の比重の重い粒子は遠心力により周壁に集まり、次第にアンダーフロー出口(下部流出口)に向かい、濃縮して排出される。一方、液体と比重の軽い粒子は、円筒容器の中央部を渦流となって上昇し、オーバーフロー出口(上部流出口)から排出される。このハイドロサイクロン12には、市販の公知の装置を使用することができる。汚染物質は細粒子分S2に付着・吸着しているため、ハイドロサイクロン12で分級することにより、ほとんどの汚染物質を洗浄処理土から除去することができる。この分級の処理回数は、適宜設定されるが、1回以上行うのが好ましい。
続いて、離脱工程3において、スクラバー13を用いて、第2分級工程2で分級処理した砂分S1に付着している放射性物質を混合、攪拌によりもみ洗いにより離脱処理する。スクラバー13は、攪拌槽と攪拌羽根とが設けられている。このスクラバー13は、スラリー状の土砂に分散剤を添加した上で、攪拌羽根等を用いて機械的に混合・攪拌してスラリー状の土砂を相互に擦り合わせることにより、土砂表面に強固に付着した汚染物質を離脱し、分離するためのものである。このスクラバー13には、市販の公知の装置を使用することができる。なお、分散剤の添加量は、汚染物質の存在量によって任意に設定される。
次に、洗浄工程4において、フローテーション装置14を用いて、スクラバー13からフローテーション装置14に投入された砂分S1のうち離脱工程3による離脱物(セシウム)をフローテーション処理によって発生させたフロスFにより回収するとともに、その洗浄砂S3を抽出する。つまり、フローテーション装置14では、気泡を発生させ、投入された砂分S1中の汚染物質を気泡と共に液面へと上昇させ、液面から泡と共にフロスFとして回収され、吸着工程6で用いられる凝集沈殿装置16に送られる。
なお、フローテーション処理によるフロスFによって回収されるセシウムは例えば最大で200μm程度のものであるため、それ以上の大きさのセシウムは洗浄砂S3に含有された状態となっている。
次に、放射性物質抽出工程5において、洗浄工程4の洗浄砂S3に含まれる放射性物質を、例えば抽出槽(図示省略)において、放射性物質抽出薬剤の溶液により抽出し、脱水処理装置15を用いてさらに濃度の低い2次洗浄砂(低濃度洗浄砂S4)を脱水処理する。ここで、放射性物質抽出薬剤として、例えば、カリウム化合物などのアルカリ金属類や、アンモニア、又は硝酸などの酸性物質を用いることができる。
脱水処理装置15は、公知の加圧式濾過装置(ベルトフィルタープレス)等であり、濾布等からなるフィルターとプレス機を備えている。なお、このときの処理溶液Eは、吸着工程6で用いられる凝集沈殿装置16に送られる。
次に、吸着工程6において、洗浄工程4によるフロスF、及び放射性物質抽出工程5による処理溶液Eが凝集沈殿装置16に送られるとともに、第2分級工程2によるハイドロサイクロン12で分離した細粒子分S2も凝集沈殿装置16に送られる。凝集沈殿装置16は、細粒子を含んだ懸濁水に凝集剤を添加・撹拌し、水中の微細な浮遊物を大きな沈殿汚泥として沈殿させ、清澄な処理水Wを分離するものである。なお、凝集沈殿装置16には、プレス脱水装置17を備えている。このプレス脱水装置17は、公知の加圧式濾過装置(ベルトフィルタープレス)等であり、濾布等からなるフィルターとプレス機を備えている。
そして、前記細粒子分S2を吸着材とし、この細粒子分S2に放射性物質(フロスF、処理溶液E)を吸着させて除去し、凝集沈殿させて沈殿汚泥と水とに分離し、プレス脱水装置17により沈殿汚泥を脱水処理し、濃縮残渣Tと処理水Wとに分離する。
この凝集沈殿装置16及びプレス脱水装置17には、市販の公知の装置を使用することができる。
図1に示すように、洗浄工程4で得られた洗浄砂に対して放射性物質抽出薬剤を添加する放射性物質抽出工程5を行うことで、低濃度洗浄砂S4の放射性物質濃度をさらに低減することが可能となる。つまり、通常の方法では放射性物質の抽出のために分級前の汚染土壌に対して直接薬剤を添加していた方法を、洗浄工程4で洗浄した後の洗浄砂S3に対して薬剤を入れるので、薬剤の添加量を減らすことができる。
例えば、本実施の形態では第2分級工程2の後にスクラバー13を用いた離脱工程3を有する処理方法としているが、この離脱工程3を省略し、第2分級工程2で分級された砂分S1をフローテーション装置14に投入して放射性物質抽出工程5を行うようにしてもかまわない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
2 第2分級工程
3 離脱工程
4 洗浄工程
5 放射性物質抽出工程
6 吸着工程
11 湿式ふるい装置
12 ハイドロサイクロン
13 スクラバー
14 フローテーション装置
15 脱水処理装置
16 凝集沈殿装置
17 プレス脱水装置
E 処理溶液
F フロス
G0 汚染土壌
G1 土砂
G2 粗粒子分
S1 砂分
S2 細粒子分
S3 洗浄砂
S4 低濃度洗浄砂
T 濃縮残渣
W 処理水
Claims (2)
- 放射性物質を含有する汚染土壌を洗浄するとともに、該汚染土壌から放射性物質を分離、除去する放射性物質汚染土壌の洗浄処理方法であって、
前記汚染土壌に水を添加し、湿式ふるい分級処理して粗粒子分を分離して、スラリー状の土砂とする第1分級工程と、
この土砂を、ハイドロサイクロン処理して砂分と、汚染物質を含む細粒子分とに分級処理する第2分級工程と、
前記砂分をフローテーション処理によって発生させたフロスにより回収する洗浄工程と、
前記洗浄工程の洗浄砂に含まれる放射性物質を放射性物質抽出薬剤の溶液により抽出し、さらに濃度の低い低濃度洗浄砂を脱水処理により得る放射性物質抽出工程と、
前記第2分級工程で得られた細粒子分を吸着材とし、該細粒子分を用いて前記洗浄工程によるフロスと放射性物質抽出工程による処理溶液とから放射性物質を除去するとともに、凝集沈殿させて沈殿汚泥と水とに分離し、該沈殿汚泥を脱水処理して濃縮残渣と処理水とに分離する吸着工程と、
を有することを特徴とする放射性物質汚染土壌の洗浄処理方法。 - 前記第2分級工程で分級処理した前記砂分に付着している放射性物質を攪拌により離脱させる離脱工程が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の放射性物質汚染土壌の洗浄処理方法。
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