JP2013100998A - 放射性物質の固定化方法、及び、固定化設備 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質の拡散を抑制させることが可能な放射性物質の固定化方法と、放射性物質の固定化設備とを提供すること。
【解決手段】放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物を埋設した埋立処分場の敷地内に、前記放射性物質を吸着可能な吸着材を収容した吸着材槽を設ける吸着材槽設置工程、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている前記放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させる吸着処理工程、及び、該吸着処理工程を実施した後の前記吸着材槽内の吸着材をセメントで固化させる固化工程を実施して前記放射性物質を前記吸着材槽内に固定化させることを特徴とする放射性物質の固定化方法などを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射性物質の固定化方法、及び、固定化設備に関し、より詳しくは、放射性物質を吸着可能な吸着材を用いた放射性物質の固定化方法、及び、固定化設備に関する。

近年、放射能の平和利用が盛んに行われており、平和利用によって生じた放射性廃棄物はガラス化するなど放射性物質の拡散を防止する固定化処理がされて埋設処理されたりしている。
しかし、放射性物質により汚染された廃棄物等の埋立処分場（最終処分場）においては、十分な固定化がされずに前記廃棄物等が埋設処理される場合があり、地下水及び周辺土壌等を放射能汚染させるおそれを有する。
そして、このような放射性物質に汚染された廃棄物の埋立処分場では降雨などが生じると放射性物質を含有する浸出水が生じ、該浸出水に適切な処理がされない場合には汚染領域をさらに拡大させてしまうおそれを有する。

一方で、従来、このような埋立処分場において放射性物質を十分に固定化する方法は殆ど検討がなされておらず、汚染領域の拡大を十分に防止することが難しい状況である。

ところで、埋立処分場からの浸出水のような放射性物質を含有する水を処理するための水処理方法としては、吸着材を用いる方法が知られており、放射性物質を含有する水を被処理水とし、放射性物質を吸着可能な吸着材に前記被処理水を接触させて前記放射性物質を前記吸着材に吸着させる吸着処理を実施する水処理方法が従来知られている。

このような水処理方法に関して、例えば、下記特許文献１には放射性物質を含有する被処理水に対する吸着処理の工程を吸着材充填塔を用いて実施することが記載されており、吸着材を収容した吸着材充填塔に被処理水を導入して、該吸着材充填塔内で放射性物質を吸着材に吸着させ、被処理水に比べて放射性物質の濃度を低下させた吸着処理水を前記吸着材充填塔から排出させる吸着処理工程を実施することが記載されている。

このような吸着処理に利用された吸着材も、最終的には何等かの処分を必要とするが、特許文献１において吸着材の再生が可能であることが示されていることからも明らかなように、一般的には吸着材に吸着させているだけでは放射性物質が十分に固定化されているとは言えず、例えば、放射性物質を吸着させた吸着材を容器中に密封して倉庫内で保管したり、容器ごと埋立処分したりすると、この容器が何等かの原因で破損した場合に放射性物質が拡散されるおそれを有する。

特開２０００−２０６２９１号公報

このような問題に対し、例えば、モルタルやコンクリートと吸着材とを練り混ぜてセメント硬化体を形成させるようなセメントを用いた固化処理によって放射性物質を固定化させることが考えられる。
この場合には、放射性物質が拡散するおそれを低減させうるもののこのセメントによる固化の作業時において放射性物質を吸着した吸着材が周囲に拡散してしまうおそれを有する。
なお、吸着材充填塔の吸着材を取り替えるような作業も、放射性物質を吸着した吸着材を周囲に拡散させるおそれを有する点においては、セメント固化作業と共通している。

本発明は、上記のような問題を解決することを課題としており、放射性物質の拡散を抑制させることが可能な放射性物質の固定化方法と、放射性物質の固定化設備とを提供することを課題としている。

上記課題を解決するための放射性物質の固定化方法に係る本発明は、放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物を埋設した埋立処分場の敷地内に、前記放射性物質を吸着可能な吸着材を収容した吸着材槽を設ける吸着材槽設置工程、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている前記放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させる吸着処理工程、及び、該吸着処理工程を実施した後の前記吸着材槽内の吸着材をセメントで固化させる固化工程を実施して前記放射性物質を前記吸着材槽内に固定化させることを特徴としている。

また、上記課題を解決するための放射性物質の固定化設備に係る本発明は、放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物が埋設された埋立処分場の前記放射性物質を固定化させるための放射性物質の固定化設備であって、前記埋立処分場の敷地内に設けられ、前記放射性物質を吸着可能な吸着材が収容されている吸着材槽、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させるべく前記浸出水を含んだ被処理水を前記吸着材槽に導入させるための被処理水搬送手段、前記浸出水に含まれている放射性物質を吸着した吸着材を前記吸着材槽内においてセメントで固化するための固化手段を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、放射性物質を吸着可能な吸着材を収容した吸着材槽を埋立処分場の敷地内に設け、該埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている前記放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させる吸着処理工程を実施するとともに該吸着処理工程を実施した後の前記吸着材槽内の吸着材をセメントで固化させる固化工程を実施することから、吸着処理工程において用いた吸着材などが埋立処分場の敷地外に拡散することを抑制させ得る。

本発明の一実施形態に係る水処理設備の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他実施形態に係る水処理設備の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他実施形態に係る水処理設備において用いられる逆浸透膜分離装置の膜分離モジュールの概略構成を示す部分断面図である。 本発明の他実施形態に係る水処理設備の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他実施形態に係る水処理設備の概略構成を示すブロック図である。

以下に、本発明の放射性物質の固定化方法に係る実施の形態について、放射性汚染物質の埋設処理された埋立処分場（最終処分場）からの浸出水を含む被処理水に対して吸着処理を行う場合を例にして説明する。
（第一実施形態）
まず、放射性物質の固定化方法に係る第一の実施形態に関して用いる設備等を図を参照しつつ説明する。
第一実施形態においては、前記被処理水から放射性物質を除去するための水処理設備を、前記被処理水に含有されている放射性物質を固定化させるための固定化設備として用いており、図１は、水処理設備（固定化設備）の概略構成を示すブロック図である。
なお、図１における符号１は、被処理水を浸出させるおそれのある埋立処分場を表し、符号２は、当該埋立処分場１から排出された浸出水を貯留するための受け槽を表している。
そして、符号１０、２０がそれぞれ放射性物質を吸着可能な吸着材が収容された吸着処理部であり、１０が水処理の前段側において被処理水を吸着処理するための第一の吸着処理部（以下「第一吸着処理部」ともいう）であり、２０が水処理の後段側において前記第一吸着処理部で第一の吸着処理がなされた被処理水に対して第二の吸着処理を実施させるための第二の吸着処理部（以下「第二吸着処理部」ともいう）である。

前記第一吸着処理部１０は、前記埋立処分場１の敷地内に設けられており、該第一吸着処理部１０には、前記放射性物質を吸着可能な吸着材が収容されている吸着材槽１０ａが設けられている。
そして、符号３００は、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている放射性物質を前記第一吸着処理部１０の吸着材槽１０ａにおいて吸着材に吸着させるべく前記浸出水を含んだ被処理水を前記受け槽２から前記吸着材槽に導入させるための被処理水搬送手段を表している。
さらに、本実施形態における固定化設備には、前記吸着材槽１０ａに収容されている吸着材にある程度放射性物質を吸着させた後で、該吸着材を前記吸着材槽内においてセメントで固化する固化手段（図示せず）を備えている。

なお、図１の破線Ａは、本実施形態の水処理設備（固定化設備）において吸着材の放射能濃度及び吸着材の保留量に基づく管理を行う管理区域を表しており、この図にも示されているように、本実施形態においては、第一吸着処理部１０が管理区域内に設置されており、第二吸着処理部２０などのその他のものは管理区域外に設けられている。

本実施形態の水処理設備には、図１に示すように、前記第一吸着処理部１０から順に、一次処理水貯留部３０、ｐＨ調整部４０、硝化部５０、脱窒部６０、凝集沈殿部７０、中和部８０、砂濾過部９０、及び、キレート処理部１００が備えられており、該キレート処理部１００の下流側に前記第二吸着処理部２０が備えられている。
また、本実施形態の水処理設備には、該第二吸着処理部２０の下流側に、順に、限外濾過部１１０、及び、消毒部１２０が備えられており、本実施形態の水処理設備は、該消毒部１２０における処理を終えた水を処理水として系外に放出しうるように構成されている。
即ち、本実施形態においては、各部において処理された処理水が、次段における被処理水として順送りにされて処理されるべく、各部が水処理の工程に沿って直列的に配置されている。

前記第二吸着処理部２０は、吸着材を収容するための容器と、該容器に収容させた吸着材とを有する吸着塔２０ａによって構成されており、該吸着塔２０ａは、前記容器の一方から導入された被処理水を、該容器内部の吸着材に接触させながら容器の他方側に移動させて排出すべく構成されている。
即ち、前記吸着塔２０ａは、被処理水と吸着材との接触によって被処理水に含有される放射性物質を前記吸着材に吸着させて該吸着塔２０ａを通過した後の吸着処理水の放射性物質の濃度を前記被処理水よりも低下させうるように構成されている。

なお、この第二吸着処理部２０においては、吸着させる放射性物質が、放射性セシウム、放射性ヨウ素、放射性ストロンチウムなどの場合には、前記容器に収容させるための吸着材としては、ゼオライトなどのアルミノケイ酸塩鉱物；雲母やセリサイトなどのフィロケイ酸塩鉱物；フェロシアン化カリウム、フェロシアン化コバルト、フェロシアン化鉄などのフェロシアン化合物などを好適に採用することができる。
なお、これらの物質は、吸着材として利用する際には、単独で用いても、複数混合して用いてもよい。
その場合には、これらを粉末や該粉末を焼結させた多孔質材の形態で利用することができる。
一方で、容器については、放射線によって大きな物性低下を生じないようなものであれば特にその材質が限定されるものではない。

このような吸着塔２０ａによって構成される第二吸着処理部２０に対し、前記第一吸着処理部１０は、前記第二吸着処理部２０の吸着塔２０ａにおいて吸着材を収容している容器の数倍から数十倍以上の容積を有するコンクリート製の吸着材槽１０ａによって構成されている。
なお、第一吸着処理部１０の吸着材槽１０ａは、前記埋立処分場の一部に一定厚みを有するコンクリートによって周壁と底面壁とを形成させる形で槽本体が設けられており、その内外が完全に隔離されるようにして設けられている。
また、第一吸着処理部１０は、吸着材槽１０ａの槽本体中に一定の堆積厚みとなるように吸着材を収容させて内部に前記吸着材による吸着材層を形成させているとともに、槽上端側の開口部から前記吸着材層を通る形で槽本体の槽底に向かって延びる吸引管を有している。
なお、前記吸着材層を形成させるための吸着材としては、第二吸着処理部２０に関して説明したものと同じような材質のものを採用することができる。
ただし、第一吸着処理部１０において用いる吸着材は、第二吸着処理部２０において用いる吸着材と同じである必要はなく、形状や材質等を第二吸着処理部２０において用いる吸着材と異ならせていてもよい。
また、逆に、第二吸着処理部２０と用いる吸着材を共通させて、第二吸着処理部２０と全く同じ吸着材で前記吸着材層を形成させてもよい。

そして、本実施形態においては、第一吸着処理部１０は、前記埋立処分場から降雨等によって浸出した浸出水を含む水を被処理水とし、前記受け槽２を経由させて前記被処理水搬送手段３００によって前記吸着材槽１０ａの上部から導入させた前記被処理水を前記吸着材層を通過させて放射性物質の吸着処理を実施させるとともに吸着処理後の吸着処理水を前記吸着材槽１０ａの底部から前記吸引管を通じて槽上端側に汲み上げて一次処理水として前記一次処理水貯留部３０に流下させ得るように構成されている。
即ち、第一吸着処理部１０は、前記吸着材層を通過する被処理水中の放射性物質を前記吸着材に吸着させて該被処理水の放射性物質の濃度を低下させ得るように構成されている。

また、当該第一吸着処理部１０を構成している吸着材槽１０ａは、前記吸着材層の上側に十分な収容スペースを有しており、後述するように前記吸着塔２０ａの吸着材を新しいものに入れ替えた際にそれまで該吸着塔２０ａで用いていた吸着材をこの吸着材層の上に新たに堆積させてこの吸着材槽１０ａ中での吸着処理に利用し得るようになっている。

なお、前記吸着材槽１０ａに前記受け槽２から被処理水を搬送するための被処理水搬送手段３００は、本実施形態においては、前記受け槽２と前記吸着材槽１０ａとの間に設けられた配管と、該配管を通じて被処理水を移動させるための動力源となるポンプとを備えている。
また、吸着材槽１０ａにおいて放射性物質の吸着処理に用いられた吸着材をセメントを用いて固化するための固化手段には、本実施形態においては、前記吸着材をセメントや水とともに練り混ぜるためのミキサーなどが備えられている。

なお、前記一次処理水貯留部３０は、前記第一吸着処理部１０で吸着処理された吸着処理水を次段以降の処理に供するのに際してその流量や水質を安定化させるための調整槽を備えている。
また、前記ｐＨ調整部４０は、前記一次処理水貯留部３０から導入される水を一旦貯留するためのｐＨ調整槽と、該ｐＨ調整槽中の被処理水を生物学的な硝化脱窒処理を実施するのに適したｐＨとなるように調整するためのｐＨ調整機構とを有している。
そして、前記硝化部５０は、前記ｐＨ調整部４０から導入させた被処理水中に含まれている有機性窒素やアンモニア性窒素などを生物学的に酸化して硝酸性窒素や亜硝酸性窒素に変化させるための硝化槽を備えており、前記脱窒部６０は、前記硝化部５０から導入させた被処理水中の硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を還元して窒素ガスに変化させるための脱窒槽を備えている。

前記凝集沈殿部７０は、前記脱窒部６０において生物学的な処理に用いた活性汚泥などの浮遊物を凝集沈殿させるための沈殿槽を備えている。
そして、前記中和部８０は、前記凝集沈殿部７０から導入させた被処理水を中和処理するための処理水槽を備え、前記砂濾過部９０は、前記中和部８０で中和処理された処理水に含まれている懸濁物質をさらに除去するために設けられている。
前記キレート処理部１００は、前記第二吸着処理部２０に導入させる被処理水に重金属イオン等が含有されている場合にこれをキレート剤で捕捉させるために前記第二吸着処理部２０の前段側に設けられている。

前記第二吸着処理部２０の下流側に設けられた前記限外濾過部１１０は、仮に第二吸着処理部２０から吸着材粒子が漏洩した場合でもこれを限外濾過膜によって捕捉し、系外に排出される処理水の放射性物質濃度をより確実に基準値以下に抑制させるべく備えられている。
本実施形態に係る水処理設備は、この限外濾過部１１０の限外濾過膜を通過した透過水に前記消毒部１２０で消毒処理を行って消毒後の水を処理水として系外に放流し得るように構成されている。

前記埋立処分場からの浸出水に含有されている放射性物質の固定化は、このような水処理設備を用いて以下の（ａ）〜（ｅ）のような工程を行って実施することができる。

（ａ）放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物を埋設した埋立処分場の敷地内に、前記放射性物質を吸着可能な吸着材を収容した吸着材槽を設ける吸着材槽設置工程、
（ｂ）前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている前記放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させる吸着処理工程、
（ｃ）前記吸着材槽の設置箇所を含む前記埋立処分場の敷地の一部、又は、全部を、前記吸着材の放射能濃度及び前記吸着材の保有量に基づく管理を行う管理区域とし、前記吸着材に放射性物質を吸着させた後の吸着処理水を前記管理区域外に搬送して前記吸着処理水に残留している放射性物質をさらに除去する水処理工程、
（ｄ）前記水処理工程で除去された放射性物質を前記管理区域に設けられた前記吸着材槽に戻す返送工程、
（ｅ）前記吸着材槽内の吸着材をセメントで固化させる固化工程。

前記吸着材槽設置工程においては、設置する前記吸着材槽１０ａを、最終的な固化工程に際して完全に外界と遮断された閉鎖空間となるようにすることが好ましい点において、当該吸着材槽の槽本体の底部等に排水口などを設けない方が好ましく、槽本体の上部側にのみ開口を有するものを形成させることが好ましい。
また、前記吸引管の設置部分を他の部分よりも深くなるように槽底を傾斜させ、槽本体の最深部に位置する吸引管に向けて吸着処理水が自動的に集合させるようにすることが好ましい。

なお、吸着処理水を自然流下させることによって前記吸引管による汲み上げ動力を削減すべく前記吸着材槽１０ａの槽本体の底部に排水口を設けて該排水口から吸着処理水を排出させるようにしてもよい。
ただし、この場合には、固化工程において排水口を閉塞させるために手間を発生させるおそれを有する。

また、前記吸着材槽１０ａは、前記に示したように、吸着塔２０ａにおける吸着材の収容スペースに比べて、数倍から数十倍以上の吸着材の収容スペースを有する規模とすることが好ましい。

なお、本実施形態においては、前記被処理水を前記第一吸着処理部１０から前記消毒部１２０まで順に流下させる間に前記第一吸着処理部１０の吸着材槽１０ａに放射性物質を吸着させる第一の吸着処理（吸着処理工程）と、該第一の吸着処理がされた吸着処理水に残留している放射性物質を前記第二吸着処理部２０の吸着塔２０ａにおいてさらに除去する第二の吸着処理（水処理工程）とを実施することができ、しかも、上記のように第一吸着処理部１０における吸着材の収容スペースを、第二吸着処理部２０における吸着材の収容スペースに比べて格段に大きくさせることで、前記第二吸着処理部２０において用いた吸着材を新たなものに取り替える工程（吸着材取替工程）を実施した際に、それまでに第二吸着処理部２０で利用されていた古い吸着材を第一吸着処理部１０の吸着材槽１０ａに収容させて吸着処理工程に利用することができる。

即ち、水処理工程に用いた前記吸着塔２０ａの吸着材を前記管理区域に搬送して前記吸着材槽中に収容させることによって放射性物質を管理区域に返送する返送工程を実施することができ、このような形で返送工程を実施することで、このときに吸着材槽に収容させた吸着塔２０ａの吸着材を第一吸着処理部１０における吸着処理（吸着処理工程）に利用させることができる。

ただし、第二吸着処理部２０の吸着材に放射性物質を過度に吸着させた後に吸着材取替工程を実施して、得られた吸着材を前記吸着材槽１０ａに返送させようとすると、放射能濃度が高い吸着材を取り扱うことになる。
なお、厚生労働省によって定められた「電離放射線障害防止規則」（以下「電離則」ともいう）においては、例えばセシウムでは放射能濃度が１０，０００Ｂｑ／ｋｇを超えるものに関しては放射性物質として特に厳しい管理が求められており、放射線業務の実施態様等に関する規定がなされている。また、東京都において定められた放射線障害防止指針などにおいては８，０００Ｂｑ／ｋｇを超える飛灰等に関して特別な管理が求められている。
従って、この吸着材取替工程は、第二吸着処理部２０において用いた吸着材の放射能濃度が１０，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前（１０，０００Ｂｑ／ｋｇ以下の間）に、好ましくは８，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前（８，０００Ｂｑ／ｋｇ以下の間）に実施することが好ましい。
このようなタイミングで第二吸着処理部２０の吸着材を交換することで、交換した後の古い吸着材に厳重な管理を行う必要性を低減させることができる。
ただし、第二吸着処理部２０の吸着材が過度に放射能濃度が低い状態で前記吸着材取替工程を実施すると当該吸着材取替工程を頻繁に実施しなければならなくなり、水処理を実施する上での効率面から好ましいものではない。
従って、前記吸着材取替工程は、第二吸着処理部２０の吸着材の放射能濃度が６，４００Ｂｑ／ｋｇ以上の状態で実施することが好ましい。

また、本実施形態においては、この吸着材取替工程において取替えられた第二吸着処理部２０の吸着材を前記第一吸着処理部１０での吸着処理に利用することができることから吸着材の消費量を抑制させ得る。
即ち、第二の吸着処理に用いられた吸着材は、放射能濃度が、例えば、１０，０００Ｂｑ／ｋｇ以下、場合によっては、８，０００Ｂｑ／ｋｇ以下で新たなものに取り換えられるが、通常、この程度の放射能濃度であれば、いまだに十分な吸着性能を有しているために、これを第一の吸着処理において有効に活用することが好ましい。

そして、第一吸着処理部１０は、吸着処理工程に利用される時間の経過とともに放射性物質の吸着性能が低下するが、その後、吸着材取替工程により吸着材が追加されるので第一吸着処理部全体としての吸着性能がこの吸着材取替工程時点で向上されることになる。
従って、第一吸着処理部１０から管理区域外に排出されて前記第二吸着処理部２０において水処理工程が実施される被処理水の放射性物質の含有量を低減化させることができ、第二吸着処理部２０の吸着材の放射能濃度が前記のような値を超えるまでの時間を長期化させることができる。即ち、吸着材取替工程の頻度を低下させることができる。

なお、第二吸着処理部２０の吸着材が、どの程度の放射能濃度となっているかについては、例えば、一次処理水貯留部３０において調整槽に貯留されている吸着処理水の水質を定期的に分析して放射性物質の含有量をモニタリングするとともに、該調整槽から流下される水量をモニタリングして予測することができる。
即ち、第二吸着処理部２０を通過する水には、殆ど放射性物質が含有されていない状態となるため、前記調整槽から流下する被処理水に含まれる放射性物質の略全量が第二吸着処理部の吸着材に吸着されることになる。
従って、この放射性物質の全量を前記吸着塔に収容されている吸着材の合計質量で割れば当該吸着材の放射能濃度を求めることができ、吸着材取替工程を実施するタイミングを把握することができる。

ただし、通常、水質の測定には時間を要することから、別の方法として、第二吸着処理部近傍の空間線量を測定することで予め準備した吸着量と空間線量の関係性のデータと比較することによって吸着塔内部の放射能濃度を推定する方法を採用することもできる。
この方法によれば、空間線量はすぐに測定することができるため、当該測定時点の吸着量を反映でき、交換のタイミングを正確に管理出来る。
なお、吸着量と空間線量の関係は吸着材毎に異なる場合があるため、それぞれの吸着材毎にデータを測定しておくことが好ましい。

なお、この第一吸着処理部１０の吸着材槽１０ａに第二吸着処理部２０から吸着材を持ち込めなくなった場合には、吸着材槽１０ａ内において吸着材をセメントで固化する固化工程を実施し、同じ埋立処分場に、（例えば、閉鎖させた第一吸着処理部の隣の区画に）新たに第一吸着処理部を設けて水処理を継続させればよい。
前記固化工程の実施に際しては、吸着材槽１０ａにセメントミルク、モルタル、コンクリートなどを収容させて、これらと吸着材との練り混ぜを吸着材槽内で実施させる方法を採用してもよく、吸着材槽１０ａの槽本体内から吸着材を一旦取り出して、取り出した前記吸着材をセメントや水とともに槽外で練り混ぜた後に再び槽本体内に戻すようにしても良い。

なお、その後は、吸着材槽１０ａの上部もコンクリート等で蓋をして完全に外界と遮断された閉鎖空間とさせればよい。
このようにして、埋立処分場において拡散していた放射性物質を、吸着材槽内にセメント硬化体の形で固定化させることができる。
なお、吸着材槽１０ａの槽本体に排水口を設けているような場合には、吸着材を槽外に取り出した際に、この排水口を閉塞させるなどした後で、上記と同様に放射性物質を吸着した吸着材とセメントとを含んだセメント硬化体を吸着材槽中に形成させるようにすれば良い。

このように、本実施形態においては、埋立処分場において主たる吸着処理（吸着処理工程）と固化工程とを実施することから、埋立処分場の敷地外への放射性物質の拡散を防止することができる。
また、本実施形態においては、管理区域外に設けた第二吸着処理部２０において補助的な吸着処理（水処理工程）を実施して、そこで得られた放射性物質を吸着材に吸着させたまま吸着材槽に返送し、しかも、この返送する吸着材を取り扱いが容易な放射能濃度で返送することから手軽に放射性物質を吸着材槽に返送することができる。
即ち、本実施形態においては、放射性物質の拡散を抑制させることが可能な放射性物質の固定化方法を簡便に実施することができる。

（第二実施形態）
次いで、図２を参照しつつ、本発明の水処理方法に係る第二の実施の形態について説明する。
なお、この第二実施形態においても、埋立処分場１に吸着材槽１０ａを設け、この吸着材槽１０ａの設置箇所を含む埋立処分場１の一部、又は、全部を管理区域とし、該管理区域内で吸着処理工程を実施し、該管理区域外で水処理工程等を実施する点においては第一実施形態と共通している。

この第二実施形態においては、前記第一吸着処理部１０と、前記第二吸着処理部２０との間に逆浸透膜分離装置を備えた膜分離部２００と、該膜分離部２００の前段側に設けられた保安フィルター部１３０とが備えられている点において第一実施形態とは用いる水処理設備を異ならせている。
また、この第二実施形態においては、水中に含まれる塩類や放射性物質が水を蒸発させることによって濃縮される蒸発濃縮部１６０と該蒸発濃縮部１６０で蒸発された水が凝縮された凝縮水を貯留する凝縮水貯留部１７０がさらに備えられている点において第一実施形態とは用いる水処理設備を異ならせている。
そして、本実施形態においては、前記第一吸着処理部１０で吸着処理がされた吸着処理水を、前記放射性物質の濃度を向上させた濃縮水と、前記濃度を低下させた透過水とに逆浸透膜を用いて膜分離する膜分離工程を２段構えに設けられた逆浸透膜分離装置で実施させうるように前記膜分離部２００が構成されている。
即ち、本実施形態においては、前記第一吸着処理部１０で吸着処理がされた吸着処理水を濃縮水と透過水とに分離するための第一膜分離装置１４０と、該第一膜分離装置１４０の透過水を逆浸透膜を用いてさらに濃縮水と透過水とに膜分離するための第二膜分離装置１５０の２つの逆浸透膜分離装置を備えた膜分離部２００が備えられている。

そして、この第二実施形態においては、前記第二膜分離装置１５０の透過水を処理水として系外に放出させ得るように水処理設備が構成されており、該第二膜分離装置１５０の濃縮水は、前記第一膜分離装置１４０の濃縮水とともに前記第二吸着処理部２０において吸着処理が行われるように前記水処理設備が構成されている。
なお、本実施形態の水処理設備は、第二吸着処理２０において吸着処理が行われた後の吸着処理水が、前記蒸発濃縮部１６０において塩類や放射性物質が除去された後に、前記凝縮水として系外に排出されるか、再び、第一吸着処理部１０か、又は、その上流側に返送されるように構成されている。

前記第一膜分離装置１４０は、平面膜型モジュールを有し、膜分離を行う被処理水によって平面状の逆浸透膜の表面に乱流が形成されるような逆浸透膜分離装置であることが好ましく、前記第二膜分離装置１５０は、スパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置であることが好ましい。

この平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置としては、図３に例示されるような、複数のスペーサー７が配され、それぞれのスペーサー７間に逆浸透膜（平面膜６）が介装された平面膜型モジュール４を備えたものが挙げられる。

図３に示される平面膜型モジュール４は、ディスクタイプの平面膜と、ディンプルの付いたスペーサーとが、交互に積層された構造からなるものである。
具体的には、平面膜型モジュール４は、円筒状の逆浸透膜モジュール本体５内に、円板状の平面膜（逆浸透膜）６が同じく円板状のスペーサー７の間に設けられた逆浸透膜部８が複数組積層されて構成されている。
前記逆浸透膜分離装置は、逆浸透膜モジュール本体５の内周面に被処理水を導入する被処理水流路９が設けられており、被処理水流路９から逆浸透膜の周囲に被処理水が導入され、該被処理水の導入によって平面膜６の表面において前記被処理水による乱流が形成されるように構成されている。
また、逆浸透膜部８の上部にはエンドプレート３が設けられ、浸透圧以上の圧力に耐えられるようになっている。
図３に示される平面膜型モジュール４において、透過水パイプ１１は、逆浸透膜部８の中央部に貫通されている。
該平面膜型モジュール４は、前記透過水パイプ１１により、逆浸透膜によって分離された透過水が排出され、濃縮水パイプ１２により、各逆浸透膜によって濃縮された濃縮水がモジュール本体５外へ排出されるように構成されている。

二段構えとした膜分離装置の前段側にこのような平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置を設けるのが好ましいのは、後段側のスパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置に比べて膜面への付着物の形成が抑制されるためである。
一方で、後段側においては平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置の透過水が導入されるため、膜面に付着物が形成されるおそれが低く、装置の大きさに対して膜面積を広く確保することが容易なスパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置を用いることが好ましい。

なお、本実施形態においては、膜分離により塩類及び放射性物質が濃縮水側に濃縮される。
そのため、本実施形態においては、系内の塩類循環を防止するために、前記蒸発濃縮部１６０において第二吸着処理部２０通過後の水についての蒸発濃縮処理を行い、塩分を固化処理することで、系内の塩類循環を防止するようにしている。
ただし、ここで固化される成分に放射性物質が１０，０００Ｂｑ／ｋｇを超える濃度で含有されると、特別な管理が必要になるおそれがあることから、蒸発濃縮処理は得られる固体が１０，０００Ｂｑ／ｋｇ以下、より好ましくは８，０００Ｂｑ／ｋｇ以下の放射能濃度となるように実施することが好ましい。
このような処理を実施する場合、蒸発した水分は前記凝縮水貯留部１７０を通じて排出しても良いし、前記第一吸着処理部１０、前記一次処理水貯留部３０などのいずれか、又は、これらを含む複数個所に返送して循環させても良い。
また、第二吸着処理部２０通過後の水は、一部をそのまま循環させて、残りの一部を蒸発濃縮処理しても良い。

第一実施形態においては、浸出水に含まれる有機性窒素等を生物学的に処理させていたために、余剰汚泥等が生じた際にその処理を必要とするが、本実施形態のごとく、逆浸透膜分離装置１４０，１５０を設けて十分に放射性物質の濃度が低下された透過水や凝縮水のみを系外に放出させるようにすることで、余剰汚泥等の余分な処理対象物が生じることを抑制させ得る。

また、本実施形態においては、前記膜分離によって濃縮水に含有させる形で、第一の吸着処理（吸着処理工程）後の吸着処理水に残留している放射性物質を濃縮水に含有させる形で逆浸透膜分離によって除去させており、該濃縮水に含有されている放射性物質を第二吸着処理部２０で吸着除去する水処理工程を実施している。
従って、第一実施形態と同様に、第二吸着処理部２０で用いた吸着材を前記吸着材槽１０ａに戻すことで前記返送工程を実施させることができる。
また、この第二実施形態においては、前記濃縮水を前記第二吸着処理部２０で吸着処理することなく吸着材槽１０ａに戻して前記返送工程を実施させることも可能である。
さらに、濃縮水の一部をそのまま吸着材槽１０ａに戻すとともに、残部を第二吸着処理部２０で吸着処理し、この吸着処理に用いられた吸着材を吸着材槽１０ａに戻して前記返送工程を実施させてもよい。

なお、最終的に吸着材をセメントで固化したセメント硬化体を吸着材槽内に形成させて放射性物質を該吸着材槽内に固定化させる点については、第一実施形態と共通するためのここでは詳細な説明は割愛する。

（その他の実施形態）
本発明は、上記の第一実施形態や第二実施形態のみにその実施形態が限定されるものではない。
これらの実施形態に対して従来公知の技術事項を適宜付加したり、これらの実施形態において例示した各構成の内、本発明の本質的な部分ではないものについてはこれを適宜削除することもできる。
さらには、上記の第一実施形態や第二実施形態の構成を同種の機能を有するものに変更したり、処理の流れにおける各構成の順番を入れ替えたりすることも可能である。
例えば第一実施形態においてはキレート処理部を第二吸着処理部の前段に配置しているが、キレート剤が放射能物質を吸着して汚染する可能性が高く、またキレート剤が汚染されることが好ましくない場合は、前記キレート処理部を第二吸着処理部の後段に設置しても良い。

また、例えば、第二実施形態においては、第二膜分離装置１５０の濃縮水を第一膜分離装置１４０の濃縮水とともに第二吸着処理部２０に導入させているが、この第二膜分離装置１５０の濃縮水には、通常、放射性物質が極僅かにしか含有されないことからこの濃縮水を第二吸着処理部２０に導入させることなく、一次処理水貯留部３０の調整槽に返送したりしてもよい。

さらに、第二実施形態において、逆浸透膜が放射性物質によって劣化して通常よりも過度に耐用期間が短くなるようなおそれがある場合には、図４に例示するように第二吸着処理部２０を膜分離部２００の前段側に設けるようにしてもよい。
また、第二実施形態において、第一膜分離装置１４０によって十分に放射性物質を除去しうる場合は、第二膜分離装置１５０を設けない構成としても良い。
一方で、実際の使用において、安全のために膜分離部の後段においてセーフティーネットとして第三の吸着処理部を設けて排出される透過水を処理するようにしても良い。
即ち、逆浸透膜に予期せぬ破損等が生じて透過水側に放射性物質が漏洩した場合を想定して前記第三の吸着処理部によってセーフティーネットを構成させてもよい。
さらに、図２や図４の実施形態のように逆浸透膜を利用する場合、濃縮水に対して蒸発濃縮処理を行う構成としているが、この構成は必須では無い。即ち、濃縮水中の塩濃度が問題とならない場合、蒸発濃縮処理を行わずに返送する構成としても良い。

また、本発明においては、図５に示すように、埋立処分場の敷地内に設けられた吸着材槽１０ａと、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させるために前記浸出水を含んだ被処理水を前記吸着材槽に導入させるための被処理水搬送手段３００と、前記浸出水に含まれている放射性物質を吸着した吸着材を前記吸着材槽内においてセメントで固化する固化手段とを備えてさえいれば、第二吸着処理部２０や膜分離部２００といった構成を備えさせなくても良い。
即ち、本発明の放射性物質の固定化設備は、図５に示すように、受け槽２に貯留した被処理水を被処理水搬送手段３００を通じて吸着材槽１０ａに導入させるだけの簡略化された構成とすることも可能である。

さらには、ここではこれ以上の詳述を行わないが、上記例示以上の変更を加え得ることは説明するまでもなく当然の事柄である。

４ 平面膜型モジュール
６ 平面膜
７ スペーサー
９ 被処理水流路
１０ 第一吸着処理部
１０ａ 吸着材槽
２０ 第二吸着処理部
２０ａ 吸着塔
３０ 一次処理水貯留部
４０ ｐＨ調整部
５０ 硝化部
６０ 脱窒部
７０ 凝集沈殿部
８０ 中和部
９０ 砂濾過部
１００ キレート処理部
１１０ 限外濾過部
１２０ 消毒部
１４０ 第一膜分離装置
１５０ 第二膜分離装置
２００ 膜分離部
３００ 被処理水搬送手段

Claims (10)

1. 放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物を埋設した埋立処分場の敷地内に、前記放射性物質を吸着可能な吸着材を収容した吸着材槽を設ける吸着材槽設置工程、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている前記放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させる吸着処理工程、及び、該吸着処理工程を実施した後の前記吸着材槽内の吸着材をセメントで固化させる固化工程を実施して前記放射性物質を前記吸着材槽内に固定化させることを特徴とする放射性物質の固定化方法。
2. 前記吸着材槽の設置箇所を含む前記埋立処分場の敷地の一部、又は、全部を、前記吸着材の放射能濃度及び前記吸着材の保有量に基づく管理を行う管理区域とし、前記吸着処理工程において吸着材に放射性物質を吸着させた後の吸着処理水を前記管理区域外に搬送して前記吸着処理水に残留している放射性物質をさらに除去する水処理工程を前記管理区域外において実施し、該水処理工程で除去された前記放射性物質を管理区域に設けられた前記吸着材槽に戻す返送工程をさらに実施して、該返送工程を実施した後に前記固化工程を実施する請求項１記載の放射性物質の固定化方法。
3. 前記吸着処理水に残留している放射性物質を前記管理区域外で吸着材に吸着させることによって前記水処理工程を実施し、該水処理工程に用いた前記吸着材を前記管理区域に搬送して前記吸着材槽中に収容させることによって前記返送工程を実施する請求項２記載の放射性物質の固定化方法。
4. 前記返送工程を、前記水処理工程に用いた吸着材の放射能濃度が１０，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前に実施する請求項３記載の放射性物質の固定化方法。
5. 前記返送工程を、前記吸着材の放射能濃度が８，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前に実施する請求項４記載の放射性物質の固定化方法。
6. 前記吸着処理水を前記放射性物質の濃度を向上させた濃縮水と前記濃度を低下させた透過水とに逆浸透膜で膜分離し、前記吸着処理水に残留している放射性物質を前記濃縮水に含有させて除去する前記水処理工程を前記管理区域外で実施し、前記濃縮水に含有させた放射性物質を前記吸着材槽に戻す前記返送工程を実施する請求項２記載の放射性物質の固定化方法。
7. 前記水処理工程においては、前記濃縮水に含有されている放射性物質を吸着材に吸着させる吸着処理を実施し、該吸着処理に用いた前記吸着材を前記管理区域に搬送して前記吸着材槽中に収容させる前記返送工程を実施する請求項６記載の放射性物質の固定化方法。
8. 前記返送工程を、前記濃縮水の吸着処理に用いた吸着材の放射能濃度が１０，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前に実施する請求項７記載の放射性物質の固定化方法。
9. 前記返送工程を、前記吸着材の放射能濃度が８，０００Ｂｑ／ｋｇを超える前に実施する請求項８記載の放射性物質の固定化方法。
10. 放射性物質又は放射性物質に汚染された廃棄物が埋設された埋立処分場の前記放射性物質を固定化させるための放射性物質の固定化設備であって、
    前記埋立処分場の敷地内に設けられ、前記放射性物質を吸着可能な吸着材が収容されている吸着材槽、前記埋立処分場から浸出する浸出水に含まれている放射性物質を前記吸着材槽内の吸着材に吸着させるべく前記浸出水を含んだ被処理水を前記吸着材槽に導入させるための被処理水搬送手段、前記浸出水に含まれている放射性物質を吸着した吸着材を前記吸着材槽内においてセメントで固化するための固化手段を備えていることを特徴とする放射性物質の固定化設備。

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