JP2013210209A - Removal device for radioactive material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性物質を含む水から放射性物質を吸着除去する装置に関し、詳細には、放射性物質を含む水を、カラム方式の吸着塔に比べて高い流速で処理することができ、かつ放射性物質を含む水の漏洩を防ぐことができる放射性物質除去装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for adsorbing and removing a radioactive substance from water containing a radioactive substance, and more specifically, water containing a radioactive substance can be treated at a higher flow rate than a column type adsorption tower, and the radioactive substance It is related with the radioactive substance removal apparatus which can prevent the leakage of the water containing.
東日本大震災にともない発生した放射性物質の飛散は、発電所内に止まらず周辺の幅広い地域に及び、基準値を越える放射線が検出される状況が続いており、これら地域では放射性物質の除染が深刻な問題となっている。 Radioactive material scattering caused by the Great East Japan Earthquake has spread to a wide range of surrounding areas, not just within the power plant, and continues to detect radiation exceeding the standard value. In these areas, radioactive materials are seriously decontaminated. It is a problem.
震災時に発電所内で冷却等に使用され高濃度の放射性物質で汚染された水は、放射性物質を除去しなければ環境中に戻すことができない。また、飛散した放射性物質で汚染された道路や施設、土壌などの洗浄に使用した水についても、基準を上回る濃度の放射性物質を含む場合には、放射性物質を除去することが求められる。 Water that is used for cooling in the power plant during the earthquake and contaminated with high-concentration radioactive materials cannot be returned to the environment without removing the radioactive materials. In addition, water used for cleaning roads, facilities, soil, etc. contaminated with scattered radioactive substances is also required to remove the radioactive substances if the concentration contains radioactive substances exceeding the standard.
吸着剤を充填したカラム方式の吸着塔により、放射性物質で汚染された水の処理が試みられているが、カラム方式の吸着塔の場合には目詰まりによって差圧が高くなり処理速度が上げられない、あるいは差圧が大きくなった場合に装置の破損による放射性物質の漏洩の懸念があるなどの課題がある。 Attempts have been made to treat water contaminated with radioactive substances using column-type adsorption towers packed with adsorbents, but in the case of column-type adsorption towers, clogging increases the differential pressure and increases the treatment speed. There is a problem that there is no concern about leakage of radioactive materials due to damage of the device when there is no difference or when the differential pressure becomes large.
本発明は、放射性物質で汚染された水から汚染源である放射性物質を取り除く装置であって、カラム方式の吸着塔に比べて高い流速で処理することができ、かつ放射性物質が漏洩する危険を回避できる放射性物質除去装置を提供することを課題とする。 The present invention is a device that removes radioactive substances that are the source of contamination from water contaminated with radioactive substances, which can be processed at a higher flow rate than a column type adsorption tower and avoids the risk of leakage of radioactive substances. It is an object of the present invention to provide a radioactive substance removing device that can be used.
本発明者らは鋭意検討し、内筒と外筒からなる二重筒構造の容器が外容器中に収納され、内筒および外筒には吸着剤が充填されており、放射性物質で汚染された水は、内筒から外筒を通り、外容器を経由して、内筒に循環する構造の装置により、前記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。 The present inventors have intensively studied, and a double-cylinder container composed of an inner cylinder and an outer cylinder is accommodated in the outer container, and the inner cylinder and the outer cylinder are filled with an adsorbent and contaminated with radioactive substances. The inventors have found that the above problem can be solved by an apparatus having a structure in which water passes from the inner cylinder to the outer cylinder, passes through the outer container, and circulates to the inner cylinder.
すなわち、本発明は、
放射性物質で汚染された水から放射性物質を除去する装置であって、
吸着剤を充填するための内筒ならびに外筒からなる二重筒構造の容器が、外容器中に収納されており、
内筒は、外筒の底部に設けられた架台上に載置され、天面は注水用配管を備えた蓋により密閉され、底面には複数の孔からなる内筒排水口が設けられた構造となっており、
外筒は、外容器の底部に設けられた架台上に載置され、天面は、前記注水用配管を通せる径を有し且つ注水用配管との隙間部分が密閉できる管を備えた蓋により密閉され、側面の上部複数箇所に外筒排水口が設けられた構造となっており、
外容器は、天面は、前記注水用配管を通せる径を有する管を備えた蓋により覆われ、底面付近の側面に外容器排水口が設置された構造となっており、
前記外容器排水口が循環ポンプを介して前記注水用配管と接続されている、
ことを特徴とする放射性物質の除去装置を提供する。
That is, the present invention
An apparatus for removing radioactive material from water contaminated with radioactive material,
A container with a double cylinder structure consisting of an inner cylinder and an outer cylinder for filling the adsorbent is housed in the outer container,
The inner cylinder is placed on a pedestal provided at the bottom of the outer cylinder, the top surface is sealed by a lid provided with a water injection pipe, and the inner cylinder drainage port comprising a plurality of holes is provided on the bottom surface And
The outer cylinder is placed on a pedestal provided at the bottom of the outer container, and the top surface has a diameter that allows the water injection pipe to pass therethrough and a lid provided with a pipe that can seal a gap between the water injection pipe and the outer cylinder. It has a structure in which outer cylinder drains are provided at multiple locations on the upper side.
The outer container has a structure in which the top surface is covered with a lid having a pipe having a diameter through which the water injection pipe can be passed, and an outer container drain is installed on the side surface near the bottom surface.
The outer container drain is connected to the water injection pipe via a circulation pump,
An apparatus for removing a radioactive substance is provided.
本発明の放射性物質の除去装置は、内筒および外筒の内径を大きくしており、かつ外筒からの流出口を複数設けることで複数の水道(みずみち)を形成できるので、吸着剤の目詰まり、すなわち差圧の上昇を防止することができる。そのため、放射性物質で汚染された水の通液速度を大きくすることが可能となる。さらに、外容器中に収納されるようになっているので、目詰まりが発生した場合でも、外筒からオーバーフローした汚染水は、外容器の底部から排出することができるので、例えば、放射性物質を含んだ圧力水が漏洩するといった状況の発生を防ぐことが可能となる。 The radioactive substance removing apparatus of the present invention has a large inner diameter of the inner cylinder and the outer cylinder, and can provide a plurality of water outlets by providing a plurality of outlets from the outer cylinder. It is possible to prevent clogging, that is, increase in differential pressure. Therefore, it is possible to increase the flow rate of water contaminated with radioactive substances. Furthermore, since it is designed to be stored in the outer container, the contaminated water overflowing from the outer cylinder can be discharged from the bottom of the outer container even when clogging occurs. It is possible to prevent the occurrence of a situation in which the contained pressure water leaks.
図1および図2を参照しながら、本発明の放射性物質の除去装置について、より詳細に説明する。 The radioactive substance removing apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
図1に示すように、外筒2の底面には架台12aが設置されており、内筒1は、架台12aの中に嵌め込まれる形で載置される。そして、外容器3の底面にも架台12bが設置されており、外筒2が、架台12bの中に嵌め込まれる形で載置されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
内筒1は蓋10aにより密閉され、注水用配管4が蓋10aを貫通する形で接合され、注水用配管4の先端部は内筒1の上部空間に導入されている。内筒排水口5を構成する複数の孔は、内筒1の底部に多孔板やメッシュあるいはフィルターを設置することで形成され、吸着剤はこれらの多孔板やメッシュあるいはフィルターの上に充填する。
The inner cylinder 1 is sealed with a
外筒2も蓋10bにより密閉されるが、外筒2の蓋10bには管11aが設置されており、注水用配管4は、管11aの中を通り抜けることで外筒の蓋10bを貫通する構造となっている。そして、管11aと注水用配管4の間に生じる空隙部は、パッキンやワッシャなどで閉じることにより、外筒2は蓋10bにより密閉されることになる。外筒2の側面の上部の複数箇所には外筒排水口6が設けられており、吸着剤は外筒排水口6を越えないように充填する。
Although the outer cylinder 2 is also sealed by the
また、注水用配管4は外容器3の蓋10cも貫通しており、外筒2の蓋10bの場合と同様、外容器3の蓋10cには、注水用配管4を通せる径を有する管11bが設けられているが、外容器3の蓋10cの場合には、管11bと注水用配管4の間に生じる空隙部は閉じずに、圧抜きを兼ねる構造となっている。そして、外容器3の底部付近の側壁には外容器排水口7が設けられており、前記外筒排水口6からの流出液を排出できるようになっている。
Further, the water injection pipe 4 also penetrates the
内筒および外筒に充填する吸着剤としては、ゼオライト、活性炭などが挙げられ、内筒に充填する吸着剤と外筒に充填する吸着剤は同じものであっても、異なるものであってもよい。 Examples of the adsorbent filled in the inner cylinder and the outer cylinder include zeolite and activated carbon, and the adsorbent filled in the inner cylinder and the adsorbent filled in the outer cylinder may be the same or different. Good.
次に、図2を参照しながら、本発明の放射性物質の除去装置により、放射性物質で汚染された水の処理方法について説明する。なお、図2中の矢印は内筒1、外筒2および外容器3での汚染水の流れを模式的に表すものである。 Next, a method for treating water contaminated with a radioactive substance by the radioactive substance removing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The arrows in FIG. 2 schematically represent the flow of contaminated water in the inner cylinder 1, the outer cylinder 2 and the outer container 3.
本発明の放射性物質の除去装置では、放射性物質で汚染された水(以下、汚染水と称する。)を装置内を循環させて複数回吸着剤で処理する循環処理を行うこともできるし、あるいは汚染水を一度だけ吸着剤で処理するワンパス処理を行うこともできる。 In the radioactive substance removal apparatus of the present invention, the water contaminated with the radioactive substance (hereinafter referred to as contaminated water) can be circulated in the apparatus and treated with the adsorbent a plurality of times. It is also possible to perform a one-pass process in which contaminated water is treated only once with an adsorbent.
循環処理は次のようにして行うことができる。すなわち、切替え弁22aにより注水用配管4と汚染水導入ポンプ21を接続し、汚染水貯留槽30に貯留された汚染水を、汚染水導入ポンプ21を用いて、内筒1に導入する。内筒1に導入した汚染水は、内筒1に充填された吸着剤13aの中を流下した後、内筒排水口5から外筒2へ流出する。外筒2へ流出した汚染水は、外筒2に充填された吸着剤13bの中を上昇した後、外筒排水口6より外容器3に溢流する。そして、吸着剤中を通過した汚染水が所定量となるまで、外容器3に溜めた後、汚染水導入ポンプ21を停止し、切替え弁22aを切替えて注水用配管4を循環ポンプ20に接続し、循環ポンプ20を作動して、外容器中に溜まった前記汚染水を外容器排水口7より抜き出し、注水用配管4を介して内筒1に導入して循環させる。
The circulation process can be performed as follows. That is, the water injection pipe 4 and the contaminated
なお、図示していないが、外容器3に別途注水用の管を設けて汚染水導入ポンプ21と接続することで、汚染水を外容器3に導入することもできる。この場合には、汚染水を直接外容器3に導入し、所定量の汚染水を外容器3に貯留した後、循環ポンプ20を作動して外容器排水口7より抜き出し、注水用配管4を介して汚染水を内筒1に導入し循環する。
Although not shown, contaminated water can also be introduced into the outer container 3 by providing a separate water injection pipe in the outer container 3 and connecting it to the contaminated
循環処理が終了後、切替え弁22bを切替えて循環ポンプ20を処理水貯留槽31に接続することで、循環ポンプ20により、処理水を処理水貯留槽31に送り出すことができる。
After the circulation process, the
また、ワンパス処理は次のようにして行うことができる。切替え弁22aにより注水用配管4と汚染水導入ポンプ21を接続し、汚染水貯留槽30に貯留された汚染水を、汚染水導入ポンプ21により、注水用配管4を介して内筒1に導入する。内筒1に導入された汚染水は、内筒1に充填された吸着剤13a中を流下して吸着処理された後、内筒排水口5から外筒2へ流出し、外筒2に充填された吸着剤13b中を上昇してさらに吸着処理され外筒排水口6より外容器3に溢流する。そして、切替え弁22bにより循環ポンプ20を処理水貯留槽31と接続しておき、外容器3に溢流した処理水を、循環ポンプ20により外容器排水口7より抜き出し、処理水貯留槽31に送出することで処理をワンパスで行うことができる。
The one-pass process can be performed as follows. The water injection pipe 4 and the contaminated
(試験例1)
図1ならびに図2に示す装置で、内筒1の内径が22cm、高さが40cm、外筒2の内径が30cm、高さが45cm、外容器3の内径が50cm、高さが60cmの装置を用い、内筒1に、大きさが2〜5mm×3〜7mmで厚みが1〜1.5mmのヤシガラ活性炭((株)ユー・イー・エス製KD−GA−X)を700g充填した。そして外筒2に粒径が2〜5mmのゼオライトを500g充填した後、ゼオライトが流出するのを防止するために、ゼオライト層の上にフィルター材を配置した。
また、塩化セシウム(セシウムとして約1.8ppm)、ヨウ素(約6ppm)ならびに塩化ストロンチウム(ストロンチウムとして約19ppm)を含有する水溶液を調整し、放射性物質による模擬汚染水とした。
模擬汚染水20Lを、外容器3中に導入した後、循環ポンプ20を作動して、圧力0.1MPaで、模擬汚染水を内筒1に導入し、模擬汚染水を装置内に循環させる循環試験を実施した。模擬汚染水の通水速度は、ほぼ1L/分であり、この通水速度は試験中ほぼ一定に保つことができ、またその間圧力の変化もなかった。
外容器3中の処理液を適宜サンプリングし、セシウム、ヨウ素ならびにストロンチウムの濃度を測定するとともに、測定した濃度の値から除去率を算出した。経時によるセシウム、ヨウ素およびストロンチウムの濃度と除去率を表1に示す。
(Test Example 1)
1 and FIG. 2, the inner cylinder 1 has an inner diameter of 22 cm and a height of 40 cm, the outer cylinder 2 has an inner diameter of 30 cm and a height of 45 cm, the outer container 3 has an inner diameter of 50 cm and a height of 60 cm. The inner cylinder 1 was filled with 700 g of coconut shell activated carbon (KD-GA-X manufactured by UES Co., Ltd.) having a size of 2 to 5 mm × 3 to 7 mm and a thickness of 1 to 1.5 mm. Then, 500 g of zeolite having a particle diameter of 2 to 5 mm was filled in the outer cylinder 2, and then a filter material was disposed on the zeolite layer in order to prevent the zeolite from flowing out.
Also, an aqueous solution containing cesium chloride (about 1.8 ppm as cesium), iodine (about 6 ppm) and strontium chloride (about 19 ppm as strontium) was prepared to give simulated contaminated water with radioactive substances.
After introducing the simulated contaminated water 20L into the outer container 3, the
The treatment liquid in the outer container 3 was sampled as appropriate, and the concentrations of cesium, iodine and strontium were measured, and the removal rate was calculated from the measured concentration values. Table 1 shows the concentrations and removal rates of cesium, iodine and strontium over time.
(比較試験例1)
内径5cm、高さ50cmのカラム3筒からなるカラム吸着塔を用いて吸着試験を実施した。1本目ならびに2本目のカラムに試験例1と同じヤシガラ活性炭を350gずつ充填し、3本目のカラムには試験例1と同じゼオライトを500g充填し、これらのカラムを順に直列に接続した。また、試験例1と同様にして、塩化セシウム(セシウムとして1.88ppm)、ヨウ素(5.72ppm)ならびに塩化ストロンチウム(ストロンチウムとして21.1ppm)を含有する水溶液を調整し、放射性物質による模擬汚染水とした。
ポンプを用いて、模擬汚染水の導入を開始した。通水速度が0.2L/分の時点で、差圧が0.9MPaとなり、さらに通水速度を上げようとすると配管接続部の液漏れなどが生じたため、0.2L/分以上の通水速度にすることはできなかった。
(Comparative Test Example 1)
The adsorption test was carried out using a column adsorption tower consisting of three columns having an inner diameter of 5 cm and a height of 50 cm. The first and second columns were filled with 350 g of the same coconut husk activated carbon as in Test Example 1, and the third column was charged with 500 g of the same zeolite as in Test Example 1, and these columns were sequentially connected in series. In addition, in the same manner as in Test Example 1, an aqueous solution containing cesium chloride (cesium as 1.88 ppm), iodine (5.72 ppm) and strontium chloride (21.1 ppm as strontium) was prepared to simulate water contaminated with radioactive substances. It was.
The introduction of simulated contaminated water was started using a pump. When the water flow rate was 0.2 L / min, the differential pressure became 0.9 MPa, and when trying to increase the water flow rate, liquid leakage occurred in the pipe connection part. It couldn't be speed.
1 内筒
2 外筒
3 外容器
4 注水用配管
5 内筒排水口
6 外筒排水口
7 外容器排水口
10a、10b、10c 蓋
11a、11b 管
12a、12b 架台
13a、13b 吸着剤
20 循環ポンプ
21 汚染水導入ポンプ
22a、22b 切替え弁
30 汚染水貯留槽
31 処理水貯留槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner cylinder 2 Outer cylinder 3 Outer container 4 Piping for
Claims (1)
吸着剤を充填するための内筒ならびに外筒からなる二重筒構造の容器が、外容器の中に収納されており、
内筒は、外筒の底部に設けられた架台上に載置され、天面は注水用配管を備えた蓋により密閉され、底面には複数の孔からなる内筒排水口が設けられた構造となっており、
外筒は、外容器の底部に設けられた架台上に載置され、天面は、前記注水用配管を通せる径を有し且つ注水用配管との隙間部分が密閉できる管を備えた蓋により密閉され、側面の上部複数箇所に外筒排水口が設けられた構造となっており、
外容器は、天面は、前記注水用配管を通せる径を有する管を備えた蓋により覆われ、底面付近の側面に外容器排水口が設置された構造となっており、
前記外容器排水口が循環ポンプを介して前記注水用配管と接続されている、
ことを特徴とする放射性物質の除去装置。
An apparatus for removing radioactive material from water contaminated with radioactive material,
A double cylinder container consisting of an inner cylinder and an outer cylinder for filling the adsorbent is housed in the outer container,
The inner cylinder is placed on a pedestal provided at the bottom of the outer cylinder, the top surface is sealed by a lid provided with a water injection pipe, and the inner cylinder drainage port comprising a plurality of holes is provided on the bottom surface And
The outer cylinder is placed on a pedestal provided at the bottom of the outer container, and the top surface has a diameter that allows the water injection pipe to pass therethrough and a lid provided with a pipe that can seal a gap between the water injection pipe and the outer cylinder. It has a structure in which outer cylinder drains are provided at multiple locations on the upper side.
The outer container has a structure in which the top surface is covered with a lid having a pipe having a diameter through which the water injection pipe can be passed, and an outer container drain is installed on the side surface near the bottom surface.
The outer container drain is connected to the water injection pipe via a circulation pump,
The radioactive substance removal apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012078762A JP2013210209A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Removal device for radioactive material |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2013210209A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013242235A (en) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Shimizu Corp | Contamination water treatment unit |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012078762A patent/JP2013210209A/en active Pending
Cited By (1)
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