JP2013231678A - Method for decontaminating soil and incineration ash by ionization of radioactive cesium - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which enables isolation of radioactive cesium adsorbing to fine clayey particles contaminated with radioactive cesium, and return of the decontaminated fine clayey particles to actual places and reuse thereof as agricultural soil in decontamination of radioactive cesium-contaminated soil.SOLUTION: Radioactive cesium-contaminated soil is added to water and left to stand. Salt is added to a contaminated fine floating particle fraction separated from a coarse particle fraction and thereafter, the following is performed under atmospheric or reduced pressure: exclusively either heating of high-frequency dielectric heating and electromagnetic induction heating; a combination of either heating thereof with ultrasonic irradiation; or exclusively ultrasonic irradiation. Thereby, radioactive cesium adsorbing to fine clayey particles is exchanged for cations of salt and ionized so that the fine clayey particles, from which the radioactive cesium is desorbed, can be returned to soil at actual places and reused as agricultural soil. Radioactive cesium-contaminated incineration ash is decontaminated by similar treatment. Radioactive cesium adsorbing to incineration ash is exchanged for cations of salt, ionized and separated into a decontaminated incineration ash fraction and a radioactive cesium-containing supernatant fraction.

Description

本発明は、放射性セシウムが吸着した土壌あるいは焼却灰から放射性セシウムをイオン化して除染する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for ionizing and decontaminating radioactive cesium from soil or incinerated ash adsorbed with radioactive cesium.

核実験あるいは原子力発電所の事故で飛散した核物質が降下して汚染した土壌においては、特に半減期約30年のセシウム137が長期間に亘って人体に影響する主たる放射性元素とされ(非特許文献1)、東京電力福島第1原子力発電所の事故で飛散した放射性セシウムで汚染された土壌や焼却灰の処理に有効な技術の開発は、現在大きな課題になっている。   In soil contaminated by the fall of nuclear material scattered by nuclear tests or nuclear power plant accidents, cesium 137 with a half-life of about 30 years is considered to be the main radioactive element affecting the human body over a long period of time (non-patented) Reference 1), the development of effective technology for the treatment of soil and incinerated ash contaminated with radioactive cesium scattered in the accident at the TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Station is currently a major issue.

土壌の除染に関して、政府主管の実証試験事業が進行中であり、多種の技術の検証が行われている(非特許文献2)。
それらは乾式技術と湿式技術に大別できる。乾式技術としては、回転加熱によるセシウム昇華技術の実証試験が行われ、800℃の加熱で揮発したセシウムは10%以下であった。セシウムの沸点は641℃であって、この温度はそれを超えるので、土壌が放射性セシウムと強く結合していることを示している。
この試験では、特殊な薬剤を添加したうえで、1300℃の高温加熱したとき、漸く99.9%の揮発率を得た。しかしこのような高熱処理は、土壌に不可逆変性を起すので、処理後の土壌を農地に再利用することはできない。
Regarding soil decontamination, a government-sponsored demonstration test project is underway, and various technologies have been verified (Non-Patent Document 2).
They can be broadly divided into dry technology and wet technology. As a dry technique, a demonstration test of a cesium sublimation technique by rotary heating was performed, and cesium volatilized by heating at 800 ° C. was 10% or less. The boiling point of cesium is 641 ° C., and this temperature exceeds it, indicating that the soil is strongly bound to radioactive cesium.
In this test, when a special chemical was added and heated at a high temperature of 1300 ° C., a volatilization rate of 99.9% was gradually obtained. However, such high heat treatment causes irreversible denaturation in the soil, so that the treated soil cannot be reused for agricultural land.

また湿式技術としては、有機酸を用いて土壌を溶解するセシウム遊離技術の実証試験がなされた。この試験は、シュウ酸によって土壌の微細構造を破壊し、吸着された放射性セシウムを遊離することで、最高93%の除染率が得られた。
この処理も土壌の微細構造を破壊するため、やはり処理後の土を農地に再利用することができない。
As a wet technique, a demonstration test of a cesium release technique that dissolves soil using an organic acid was conducted. In this test, a decontamination rate of up to 93% was obtained by destroying the microstructure of the soil with oxalic acid and releasing the adsorbed radioactive cesium.
Since this treatment also destroys the fine structure of the soil, the treated soil cannot be reused for agricultural land.

更に、大部分の放射性セシウムが土壌の粘土分画に吸着されることから、汚染した土壌細粒を除去する技術の実証試験もなされた。この方法は、およそ直径75ミクロン未満の細粒をすべて除去するため、耕土として大きな役割を有する粘土をすべて逸失するという問題がある。   In addition, because most of the radioactive cesium is adsorbed by the clay fraction of the soil, a demonstration test of technology to remove contaminated soil fines has also been performed. This method has the problem of losing all the clay that has a large role as cultivated soil, because it removes all the fine grains less than approximately 75 microns in diameter.

この事業の政府主管者は、以上の結果を総括し、この事業で試験したすべての技術において土壌の細粒分が除去されるため、いずれも農地への適用が難しいと結論している。   The government manager of this project summarized the above results and concluded that all the technologies tested in this project remove soil fines and are all difficult to apply to farmland.

汚染土壌から核廃棄物を除去する技術としては、例えば特許文献1では、汚染土壌をアンモニア性液体と混合した混合液を分画によって分離する技術が開示されている。この技術は、多種の放射性元素ばかりでなく、土壌中の水銀やPCBをも分離除去できるとしている。しかしこの技術は、アンモニア性液体によって土壌が不可逆的に変性するため、上記湿式処理技術と同様に、処理後の土壌を農地に再利用することはできない。   As a technique for removing nuclear waste from contaminated soil, for example, Patent Document 1 discloses a technique for separating a mixed liquid obtained by mixing contaminated soil with an ammoniacal liquid by fractionation. According to this technology, not only various radioactive elements but also mercury and PCB in soil can be separated and removed. However, in this technique, since the soil is irreversibly denatured by the ammoniacal liquid, the treated soil cannot be reused for farmland as in the wet treatment technique.

いっぽう一般廃棄物焼却灰の汚染についても大きな課題が浮上している。
環境省によれば、16都県の469施設で焼却灰の放射性セシウム濃度を測定したところ、放射性セシウムの濃度が基準値(8000Bq/kg)を超えた施設数は、主灰において7、飛灰において42であった(非特許文献3)。
また環境省の推計によれば、13都県において基準値を超える焼却灰貯蔵量は約5万トンあり(非特許文献4)、基準値超の土壌と同様な最終処分方法が必要であるとしている。しかし、焼却灰の除染技術は未開発である。
On the other hand, a major problem has emerged regarding the contamination of municipal waste incineration ash.
According to the Ministry of the Environment, the radioactive cesium concentration of incinerated ash was measured at 469 facilities in 16 prefectures. The number of facilities whose radioactive cesium concentration exceeded the standard value (8000 Bq / kg) was 7 in the main ash, fly ash It was 42 (nonpatent literature 3).
In addition, according to estimates by the Ministry of the Environment, there are about 50,000 tons of incinerated ash stored in 13 prefectures exceeding the standard value (Non-Patent Document 4), and a final disposal method similar to that for soil exceeding the standard value is necessary. Yes. However, incineration ash decontamination technology has not been developed yet.

非特許文献3のデータは、廃棄物焼却灰の放射性セシウム濃度の全体的傾向として、飛灰の濃度が主灰の数倍あり、また溶融スラグの濃度が飛灰の数十分の一程度に減少していることを示している。
放射性セシウム汚染焼却灰の除染技術、中でも高線量飛灰の除染技術は現在、大きな課題になっている。
The data of Non-Patent Document 3 shows that as a general trend of radioactive cesium concentration of waste incineration ash, the concentration of fly ash is several times that of main ash, and the concentration of molten slag is about several tenths of fly ash. It shows that it is decreasing.
The decontamination technology for radioactive cesium-contaminated incineration ash, especially the high-dose fly ash decontamination technology, is now a major issue.

焼却灰におけるセシウムの付着形態は、現在のところ土壌のようには解明されていない。更に焼却灰の成分は、廃棄物が種々の材から成る混成物であるため一様ではなく、加熱方法や飛灰の処理工程によっても異なる。そのため放射性セシウム除去の技術は、焼却灰へのセシウム付着の形態が多様であることを前提としたものでなければならない。
即ち、汚染焼却灰の放射性セシウムは、土壌の場合と同様に、微細な焼却灰の粒子に強く吸着されている可能性も否定できないこと、また排気からばいじんを除去するバグフィルターを通過する微細粒子の捕捉を前提とした対策が必要である。
The form of cesium deposition on incinerated ash has not been elucidated like soil. Furthermore, the components of the incineration ash are not uniform because the waste is a composite material made of various materials, and also varies depending on the heating method and the fly ash treatment process. Therefore, the technique of removing radioactive cesium must be based on the premise that the forms of cesium adhesion to incineration ash are diverse.
In other words, as in the case of soil, radioactive cesium in contaminated incineration ash cannot be denied that it may be strongly adsorbed by fine incineration ash particles, and fine particles that pass through a bag filter that removes dust from the exhaust. Measures based on the premise of capturing are necessary.

特表平10−505903号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505903

「文部科学省による放射線量等分布マップ(放射性セシウムの土壌マップ)の作成について」、文部科学省、平成23年8月30日“About the creation of a radiation distribution map (soil map of radioactive cesium) by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology”, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, August 30, 2011 白鳥芳武、田川明弘「(3)除染技術実証試験事業の結果報告」、内閣府原子力被災者生活支援チーム、環境省、独立行政法人日本原子力研究開発機構「除染モデル実証事業等の成果報告会」、平成24年3月26日、福島市(3)Yoshitake Shiratori and Akihiro Tagawa “(3) Report on the results of the decontamination technology verification test project”, Cabinet Office Nuclear Disaster Life Support Team, Ministry of the Environment, Japan Atomic Energy Agency Report Meeting ”, March 26, 2012, Fukushima City (3) 環境省「16都県の一般廃棄物焼却施設における焼却灰の放射性セシウム濃度測定結果一覧」、平成23年8月29日Ministry of the Environment, “List of Radiocesium Concentration Measurement Results for Incineration Ash at 16 Waste Disposals in 16 Prefectures”, August 29, 2011 朝日新聞、平成24年3月31日記事Asahi Shimbun, March 31, 2012 article 松本 聰「森・田畑土壌の除染ショートコメント 建設土木技術の応用」、放射能除染の土壌科学−森・田・畑から家庭菜園まで−、日本学術会議土壌科学分科会 日本農学アカデミー、平成24年3月14日、福島Satoshi Matsumoto "Short comment on decontamination of forest and field soil, application of construction civil engineering technology", soil science of radioactive decontamination-from forest, field and field to home garden-, Science Council of Japan, Agricultural Academy of Agriculture, Heisei March 14, 2012, Fukushima 石井慶造「水洗浄による放射性セシウム汚染土壌の除染方法について」、第34回原子力委員会資料第1号、平成23年9月6日Keizo Ishii “Decontamination of radioactive cesium-contaminated soil by water washing”, 34th Atomic Energy Commission Document No. 1, September 6, 2011 塩澤 昌「土壌汚染の新知見」、放射能除染の土壌科学−森・田・畑から家庭菜園まで−、日本学術会議土壌科学分科会 日本農学アカデミー、平成24年3月14日、福島Masaru Shiozawa, “New knowledge of soil contamination”, Soil science of radioactive decontamination-From forests / fields / fields to home gardens-, Japan Academy of Soil Science Subcommittee, Japanese Academy of Agricultural Sciences, March 14, 2012, Fukushima

除染技術に求めらる主たる課題は、下記のとおりである。
(1)除染処理後の土壌を農土として再利用するためには、細粒の逸失や微細構造の破壊なしに、放射性セシウムを除去できることが必要である。
(2)汚染焼却灰の除染のためには、灰に吸着した可能性のある放射性セシウムを除去すると共に、排気のバグフィルターを通過する微細な汚染飛灰も逃さずに除染できなければならない。
The main issues required for decontamination technology are as follows.
(1) In order to reuse soil after decontamination as agricultural soil, it is necessary to be able to remove radioactive cesium without loss of fine grains or destruction of fine structure.
(2) In order to decontaminate the contaminated incineration ash, it is necessary to remove radioactive cesium that may have adsorbed to the ash and to decontaminate the fine contaminated fly ash that passes through the bag filter of the exhaust without missing it. Don't be.

上記(1)の課題を解決するために、本発明は、汚染土壌の細粒(粘土)に強固に吸着された放射性セシウムを、塩の陽イオンと置換することによって遊離し、細粒粘土の農土への再利用を可能にした。
また上記(2)の課題を解決するために、本発明は、汚染焼却灰に吸着した可能性のある放射性セシウムを、塩の陽イオンと置換することによって遊離し、極微の汚染飛灰の除染を実現した。
In order to solve the above-mentioned problem (1), the present invention releases radioactive cesium firmly adsorbed on fine particles (clay) of contaminated soil by substituting with a salt cation. Reusable to agricultural land.
In order to solve the problem (2), the present invention removes radioactive cesium that may have been adsorbed on the contaminated incineration ash by substituting it with a salt cation, and removes very fine contaminated fly ash. We realized dyeing.

本発明は、放射性セシウム汚染土壌の除染技術において、放射性セシウム汚染土壌を水に投入して静置し、粗粒分画と細粒浮遊分画を分離し、細粒浮遊分画に塩(えん)を投入した後、物理的作用を負荷して細粒に吸着した放射性セシウムをイオン化し、放射性セシウムが離脱した細粒分画と放射性セシウム含有上澄み分画とを分離し、放射性セシウム含有上澄み分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収し、除染された粗粒分画と細粒分画を現地に復土することを最も主要な特徴とする。
また本発明は、放射性セシウム汚染焼却灰の除染技術において、焼却灰を水に投入して塩(えん)を加え、物理的作用を負荷して焼却灰に吸着した放射性セシウムをイオン化し、除染後焼却灰分画と放射性セシウム含有液分画に分離し、放射性セシウム含有液分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収することによって、極微サイズの汚染焼却灰の逸失なしに、焼却灰の除染を行うことを最も主要な特徴とする。
In the decontamination technology of radioactive cesium-contaminated soil, the present invention is to put radioactive cesium-contaminated soil into water and leave it to stand, separate the coarse fraction and fine-floating fraction, and add salt ( After loading, the physical action is applied to ionize the radioactive cesium adsorbed on the fine particles, and the fine particle fraction from which the radioactive cesium is released and the radioactive cesium-containing supernatant fraction are separated, and the radioactive cesium-containing supernatant is separated. The main feature is that the radioactive cesium in the fraction is slightly soluble, aggregated and collected, and the decontaminated coarse and fine fractions are restored to the local site.
In the decontamination technology for radioactive cesium-contaminated incineration ash, the present invention adds the incineration ash to water, adds salt, and loads the physical action to ionize and remove the radioactive cesium adsorbed on the incineration ash. By separating the incinerated ash fraction after dyeing and the liquid fraction containing radioactive cesium, insolubilizing the radioactive cesium in the liquid fraction containing radioactive cesium and aggregating and collecting it, incineration without loss of extremely small size incinerated ash The main feature is the decontamination of ash.

本発明になる請求項1の放射性セシウムのイオン化による除染方法は、放射性セシウム汚染土壌の放射性セシウムをイオン化して除染する方法であって、放射性セシウム汚染土壌を水に投入して静置し、粗粒の沈殿により形成された粗粒分画と上部の汚染細粒浮遊分画を分離し、汚染細粒浮遊分画に塩(えん)を加えた後、常圧環境あるいは減圧環境において、高周波誘電加熱あるいは電磁誘導加熱のいずれかの単独あるいは超音波照射との組み合わせ、あるいは超音波照射のみを行って、細粒に吸着した放射性セシウムをイオン化した後、処理後の細粒浮遊分画を除染後細粒分画と放射性セシウム含有上澄み分画に分離し、放射性セシウム含有上澄み分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収し、放射性セシウム含有上澄み分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収することによって、除染した粘土質細粒の農土再利用を可能にしたことを特徴とする。   The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 1 according to the present invention is a method of ionizing and decontaminating radioactive cesium in soil contaminated with radioactive cesium, wherein the soil contaminated with radioactive cesium is poured into water and allowed to stand. After separating the coarse fraction formed by the precipitation of coarse particles and the upper contaminated fine particle floating fraction, adding salt to the contaminated fine particle floating fraction, Either high-frequency dielectric heating or electromagnetic induction heating alone or in combination with ultrasonic irradiation, or only ultrasonic irradiation is performed to ionize radioactive cesium adsorbed on fine particles, and then the fine particle floating fraction after treatment After decontamination, it is separated into a fine-grained fraction and a radioactive cesium-containing supernatant fraction, and the radioactive cesium-containing supernatant fraction is slightly solubilized, aggregated and recovered, and the radioactive cesium-containing supernatant fraction By the elevation of cesium aggregate and recovered by insolubilization, characterized in that to enable agricultural soil reuse of clay fines and decontaminated.

本発明になる請求項2の放射性セシウムのイオン化による除染方法は、放射性セシウム汚染焼却灰の放射性セシウムをイオン化して除染する方法であって、放射性セシウム汚染焼却灰を水に投入して塩(えん)を加え、常圧あるいは減圧環境において、高周波誘電加熱あるいは電磁誘導加熱のいずれかの単独あるいは超音波照射との組み合わせ、あるいは超音波照射のみを行って、焼却灰に吸着した放射性セシウムをイオン化した後、除染後焼却灰分画と放射性セシウム含有液分画に分離し、放射性セシウム含有液分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収することを特徴とする。   The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 2 according to the present invention is a method of ionizing and decontaminating radioactive cesium contaminated incineration ash by adding radioactive cesium contaminated incineration ash to water and salting (En), and in a normal pressure or reduced pressure environment, either high frequency dielectric heating or electromagnetic induction heating alone or in combination with ultrasonic irradiation, or only ultrasonic irradiation, and radioactive cesium adsorbed on the incineration ash After ionization, after decontamination, it is separated into an incinerated ash fraction and a radioactive cesium-containing liquid fraction, and the radioactive cesium in the radioactive cesium-containing liquid fraction is slightly solubilized and aggregated and collected.

本発明になる請求項3の放射性セシウムのイオン化による除染方法は、請求項1記載あるいは請求項2記載の放射性セシウムのイオン化による除染方法において、前記の塩が肥料用のカリウム塩化合物であることを特徴とする。   The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 3 according to the present invention is the decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 1 or 2, wherein the salt is a potassium salt compound for fertilizer. It is characterized by that.

本発明になる請求項4の放射性セシウムのイオン化による除染方法は、請求項1記載あるいは請求項2記載の放射性セシウムのイオン化による除染方法において、前記の高周波誘電加熱の周波数範囲が1MHz〜5GHzであり、前記の電磁誘導加熱のうちの高周波誘導加熱の周波数範囲が3kHz〜10MHzであり、前記の電磁誘導加熱のうちの低周波誘導加熱の周波数範囲が50Hz〜1kHzであり、前記の超音波の周波数範囲が20kHz〜1GHzであることを特徴とする。   The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 4 according to the present invention is the decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 1 or 2, wherein the frequency range of the high frequency dielectric heating is 1 MHz to 5 GHz. The frequency range of high frequency induction heating in the electromagnetic induction heating is 3 kHz to 10 MHz, the frequency range of low frequency induction heating in the electromagnetic induction heating is 50 Hz to 1 kHz, and the ultrasonic wave The frequency range is 20 kHz to 1 GHz.

本発明の放射性セシウムのイオン化による除染方法は、放射性セシウムに汚染した土壌を除染する技術において、汚染土壌を水に投入して汚染細粒浮遊分画と粗粒分画に分離し、汚染細粒浮遊分画に塩(えん)を投入し、物理的波動を作用させて細粒に吸着した放射性セシウムを塩の陽イオンと置換してイオン化し、放射性セシウム含有上澄み分画と細粒分画に分離し、放射性セシウム含有上澄み分画の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収するので、粗粒分画と除染された細粒分画を農土として再利用できる除染を、実際的な処理速度とコストで行うことができるという利点がある。   The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to the present invention is a technique for decontaminating soil contaminated with radioactive cesium, and injecting the contaminated soil into water to separate it into a contaminated fine particle floating fraction and a coarse particle fraction. Salt is added to the fine-grained floating fraction, and physical undulation is applied to ionize the radioactive cesium adsorbed on the fine-grain by substituting the salt cation. The supernatant fraction and fine-grained fraction containing radioactive cesium Since the radioactive cesium in the supernatant fraction containing radioactive cesium is slightly soluble and agglomerated and collected, the decontamination that can reuse the coarse fraction and the decontaminated fine fraction as agricultural soil is actually There is an advantage that it can be performed at a reasonable processing speed and cost.

また、放射性セシウムに汚染した焼却灰を除染する技術において、汚染焼却灰を水に投入して塩(えん)を加え、物理的波動を作用させて細粒に吸着した放射性セシウムを塩の陽イオンと置換してイオン化し、放射性セシウム含有上澄み分画と除染後焼却灰分画に分離し、放射性セシウム含有上澄み分画の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収するので、極微細な放射性飛灰の逸失がない除染を行うことができるという利点がある。   In addition, in the technology for decontamination of incinerated ash contaminated with radioactive cesium, the contaminated incinerated ash is added to water, salt is added, and physical waves are applied to the radioactive cesium adsorbed on the fine particles. It is ionized by substituting ions, separated into a radioactive cesium-containing supernatant fraction and an incinerated ash fraction after decontamination, and radioactive cesium in the radioactive cesium-containing supernatant fraction is slightly solubilized and aggregated and recovered, so that very fine radioactive flying There is an advantage that decontamination without ash loss can be performed.

第1の実施の形態の汚染土壌除染ステップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the contaminated soil decontamination step of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の汚染土壌除染ステップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the contaminated soil decontamination step of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の汚染焼却灰除染ステップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pollution incineration ash decontamination step of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の汚染焼却灰除染ステップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pollution incineration ash decontamination step of 4th Embodiment.

本発明の第1の実施の形態は、図1に示したように、まず、放射性セシウム汚染土壌1を容器(図示せず)に収容して水2を注入し、攪拌後、一定時間静置して、粗粒を沈殿させ、容器下部に集積した粗粒沈殿分画4と上部の汚染細粒浮遊分画3に分離させる。
こうして分離した粗粒沈殿分画4は、主として粒径2ミリメートル以上の礫や砂から成り、放射性セシウムをほとんど吸着していないので、そのまま農土として再利用ができる(非特許文献5)。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, first, radioactive cesium-contaminated soil 1 is accommodated in a container (not shown), water 2 is injected, and after stirring, allowed to stand for a certain period of time. Then, the coarse particles are precipitated, and separated into the coarse precipitate fraction 4 accumulated at the lower part of the container and the contaminated fine particle floating fraction 3 at the upper part.
The coarse precipitate fraction 4 thus separated is mainly composed of gravel and sand having a particle diameter of 2 mm or more, and hardly adsorbs radioactive cesium, and can be reused as it is as agricultural land (Non-patent Document 5).

次に、汚染細粒浮遊分画3と粗粒沈殿分画4をそれぞれの専用容器(図示せず)に収容し、汚染細粒浮遊分画3にカリウム塩5を加える。
加えるカリウム塩は、処理後に細粒浮遊分画を農土に再利用するために好都合であるために、常用の肥料用塩化合物であることが好ましく、より好ましい化合物として、ケイ酸カリあるいは塩化カリを用いることができる。
Next, the contaminated fine particle floating fraction 3 and the coarse particle precipitate fraction 4 are accommodated in respective dedicated containers (not shown), and the potassium salt 5 is added to the contaminated fine particle floating fraction 3.
The potassium salt to be added is preferably a common salt compound for fertilizer because it is convenient for recycling the fine floating fraction to agricultural soil after the treatment. More preferable compounds are potassium silicate or potassium chloride. Can be used.

放射性セシウム汚染土壌は、セシウム137の70%程度が粘土画分と強固な結合体を形成しており(非特許文献6)、また最近の発表によれば、16,530Bq/kgの放射性セシウム汚染土壌において、大部分の放射性セシウムが粒径2ミクロン以下の粘土分画と粒径2〜20ミクロンのシルト分画に存在している(非特許文献5)。   In the radioactive cesium-contaminated soil, about 70% of cesium 137 forms a strong bond with the clay fraction (Non-patent Document 6). According to a recent announcement, 16,530 Bq / kg of radioactive cesium-contaminated soil In the soil, most of the radioactive cesium is present in the clay fraction having a particle size of 2 microns or less and the silt fraction having a particle size of 2 to 20 microns (Non-Patent Document 5).

本発明の第1の実施の形態は、高周波誘電加熱装置7と超音波発生装置8を備え、常圧環境下あるいは減圧装置6で減圧した環境下において、高周波誘電による加熱及び/あるいは超音波の照射を行い、昇温作用及び/あるいは振盪作用によって、セシウムイオンと塩水溶液中の陽イオン即ちカリウムイオンの置換を促進し、放射性セシウムイオンを水溶液に遊離する。   The first embodiment of the present invention includes a high-frequency dielectric heating device 7 and an ultrasonic generator 8, and is heated by high-frequency dielectric and / or ultrasonic waves in a normal pressure environment or an environment decompressed by the decompression device 6. Irradiation is performed to promote the replacement of cesium ions and cations in the aqueous salt solution, that is, potassium ions, by heating and / or shaking action, thereby releasing radioactive cesium ions into the aqueous solution.

第1の実施の形態の高周波誘電加熱は、とくにマイクロ波誘電加熱の場合、高周波電磁界による水分子を主とした分極性分子の分子運動で惹起される摩擦熱発生のみならず、分子運動そのものの増進によって、細粒に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第1の実施の形態における好ましい高周波誘電加熱の周波数範囲は1MHz〜5GHzである。
The high-frequency dielectric heating of the first embodiment is not only the generation of frictional heat caused by the molecular motion of polarizable molecules, mainly water molecules, but also the molecular motion itself, particularly in the case of microwave dielectric heating. This promotes the replacement of the radioactive cesium salt adsorbed on the fine particles with cations.
A preferable frequency range of the high frequency dielectric heating in the first embodiment is 1 MHz to 5 GHz.

第1の実施の形態の超音波照射は、塩を投入した細粒浮遊分画3を振盪してキャビテーションを起こし、細粒に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第1の実施の形態における好ましい超音波の周波数範囲は20kHz〜1GHzである。
In the ultrasonic irradiation of the first embodiment, the fine-grain floating fraction 3 charged with salt is shaken to cause cavitation, and the substitution of the radioactive cesium salt adsorbed on the fine grains with the cation is promoted.
A preferable ultrasonic frequency range in the first embodiment is 20 kHz to 1 GHz.

第1の実施の形態においては、除染すべき土壌の成分や性質に応じて、与える物理作用を、図示しない制御装置によって、高周波誘電加熱のみ、超音波照射のみ、あるいは高周波誘電加熱と超音波照射の併用に切り替えることができる。   In the first embodiment, the physical action to be given according to the components and properties of the soil to be decontaminated is controlled only by high-frequency dielectric heating, only by ultrasonic irradiation, or by high-frequency dielectric heating and ultrasonic. It can be switched to combined use of irradiation.

第1の実施の形態においては更に、除染すべき土壌の成分や性質に応じて、上述の高周波誘電加熱及び/あるいは超音波照射を、常圧下あるいは減圧下で行うことができる。減圧下で汚染土壌を投入した塩水溶液を加熱すると、沸点が降下するため、土壌微細構造を破壊することなく、吸着した放射性セシウムと陽イオンの置換を促進することができる。   In the first embodiment, the above-described high-frequency dielectric heating and / or ultrasonic irradiation can be performed under normal pressure or reduced pressure, depending on the components and properties of the soil to be decontaminated. When the salt aqueous solution into which contaminated soil is introduced under reduced pressure is heated, the boiling point drops, so that the substitution of adsorbed radioactive cesium and cations can be promoted without destroying the soil microstructure.

図1においては、カリウム塩を使用するように図示しているが、第1の実施の形態においては、アルカリ金属を陽イオンとして陰イオンと結合した塩であれば適用できる。好ましくは、従来より常用され、その作用が明らかになっている肥料化合物であり、より好ましくは、実際の汚染農地での実績のあるケイ酸カリあるいは塩化カリが挙げられる。また被処理土壌の性質によっては、硫酸アンモニウムあるいは硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩も適用可能である。   In FIG. 1, a potassium salt is illustrated as being used. However, in the first embodiment, any salt in which an alkali metal is combined with an anion as a cation can be applied. Preferably, it is a fertilizer compound that has been conventionally used and whose action has been clarified, and more preferred is potassium silicate or potassium chloride that has been proven in actual contaminated farmland. Depending on the nature of the soil to be treated, ammonium salts such as ammonium sulfate or ammonium nitrate are also applicable.

このようにして、高周波誘電加熱及び/あるいは超音波の照射により細粒に吸着された放射性セシウムをカリウムイオンと置換して遊離すると、放射性セシウムはイオン化して水溶液中に溶出するので、細粒が除染され、処理後の細粒浮遊液を一定時間静置して、除染細粒を沈殿させる。   In this way, when radioactive cesium adsorbed on the fine particles by high frequency dielectric heating and / or ultrasonic irradiation is replaced with potassium ions and released, the radioactive cesium is ionized and eluted in the aqueous solution. The fine particle suspension after decontamination and treatment is allowed to stand for a certain period of time to precipitate decontaminated fine particles.

細粒の沈殿は、上述の粗粒沈殿よりも長時間を要するが、農地へ復土するためには、すべてのサブミクロンサイズの微小細粒が沈降するまで静置することが肝要である。
この分離を加速するために、水サイクロン等の分離手段の適用も勿論可能である。
Fine grain precipitation takes a longer time than the coarse grain precipitation described above, but in order to recover to the farmland, it is important to leave it until all the submicron sized fine grains settle.
Of course, separation means such as a hydrocyclone can be applied to accelerate the separation.

水中に溶け込んだ放射性セシウムイオンが土壌粘土質に吸着するには、2〜3ヵ月あるいは数ヵ月以上が必要である(非特許文献7)。
従って、汚染土壌を水に浸漬し、数日間静置して、沈殿した除染細粒分画10と放射性セシウム含有上澄み分画9とを分離することができる。
第1の実施の形態においては、対象土壌の成分あるいは性質によって大幅に異なるものの、微小細粒の沈降に要する標準的な所要時間を、数日間以内程度であるとしている。
It takes 2-3 months or several months or more for the radioactive cesium ions dissolved in water to be adsorbed on the soil clay (Non-patent Document 7).
Therefore, the contaminated soil can be immersed in water and allowed to stand for several days to separate the precipitated decontaminated fine particle fraction 10 and the radioactive cesium-containing supernatant fraction 9.
In the first embodiment, although it varies greatly depending on the components or properties of the target soil, the standard time required for sedimentation of fine particles is set to be within a few days.

除染された細粒分画10は、先のステップで分離した粗粒沈殿分画4と合せて、採取地に返還し、復土することができる。
このことによって、微細な粘土粒が原土に復帰し、農土としての再利用ができる。
また、放射性セシウムイオンの置換、遊離のために適用した塩も、農業用に常用されているカリ肥料であるため、農土に不可逆的変性を起すことがない。
The fine-grained fraction 10 that has been decontaminated can be returned to the collection site together with the coarse-grained sediment fraction 4 separated in the previous step, and can be restored.
As a result, the fine clay particles return to the original soil and can be reused as agricultural soil.
Moreover, since the salt applied for the substitution and release of radioactive cesium ions is a potash fertilizer commonly used for agriculture, it does not cause irreversible denaturation in the agricultural soil.

数日間以内の静置によって分離された汚染上澄み分画9に存在する高濃度の放射性セシウムイオンは、複塩化して難溶化し、セオライト添加等の公知の手段によって凝集し、回収する。   The high-concentration radioactive cesium ions present in the contaminated supernatant fraction 9 separated by standing within a few days are double-chlorinated and hardly soluble, and are aggregated and recovered by a known means such as the addition of theolite.

第1の実施の形態は、放射性セシウム汚染土壌を水に投入して攪拌し、放置することによって粗粒を沈殿させ、粗粒沈殿分画と汚染細粒浮遊分画とに分離し、汚染細粒浮遊分画に塩を加え、誘電加熱及び/あるいは超音波照射によって、浮遊する汚染細粒に吸着した放射性セシウムを塩水溶液の陽イオンと置換して遊離し、粘土質細粒の除染をするので、除染された粘土質を現地に復土して農土として再利用できる。   In the first embodiment, radioactive cesium-contaminated soil is poured into water, stirred, and left to stand to precipitate coarse particles, which are separated into a coarse-grained precipitate fraction and a contaminated fine-particle floating fraction. Salt is added to the floating particle fraction, and radioactive cesium adsorbed on the floating contaminated fine particles is replaced by cations in the salt solution and released by dielectric heating and / or ultrasonic irradiation to decontaminate the clay fine particles. Therefore, decontaminated clay can be restored to the local area and reused as farmland.

本発明の第2の実施の形態は、図2に示したように、まず、放射性セシウム汚染土壌11を容器(図示せず)に収容して水12を注入し、攪拌後、一定時間静置して、粗粒を沈殿させ、容器下部に集積した粗粒沈殿分画14と上部の細粒浮遊分画13に分離させる。
こうして分離した粗粒沈殿分画14は、主として粒径2ミリメートル以上の礫や砂から成り、放射性セシウムをほとんど吸着していないので、そのまま農土として再利用ができる(非特許文献5)。
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, first, radioactive cesium-contaminated soil 11 is accommodated in a container (not shown), water 12 is injected, and after stirring, allowed to stand for a certain period of time. Then, the coarse particles are precipitated and separated into a coarse-grained precipitate fraction 14 and an upper fine-grained floating fraction 13 accumulated in the lower part of the container.
The coarse precipitate fraction 14 thus separated is mainly composed of gravel and sand having a particle diameter of 2 millimeters or more, and hardly adsorbs radioactive cesium, so that it can be reused as agricultural soil (Non-patent Document 5).

次に、細粒浮遊分画13と粗粒沈殿分画14をそれぞれの専用容器(図示せず)に収容し、細粒浮遊分画13にカリウム塩15を加える。
加える塩は、処理後に細粒浮遊分画を農土に再利用するために好都合であるために、常用の肥料用塩化合物であることが好ましく、より好ましい化合物として、ケイ酸カリあるいは塩化カリを用いることができる。
Next, the fine-grained floating fraction 13 and the coarse-grained precipitated fraction 14 are accommodated in their respective dedicated containers (not shown), and potassium salt 15 is added to the fine-grained floating fraction 13.
The salt to be added is preferably a commonly used salt compound for fertilizer because it is convenient for recycling the fine-grained floating fraction to agricultural soil after the treatment. More preferable compounds include potassium silicate or potassium chloride. Can be used.

放射性セシウム汚染土壌は、セシウム137の70%程度が粘土画分と強固な結合体を形成しており(非特許文献6)、また最近の発表によれば、16,530Bq/kgの放射性セシウム汚染土壌において、大部分の放射性セシウムが粒径2ミクロン以下の粘土分画と粒径2〜20ミクロンのシルト分画に存在している(非特許文献5)。   In the radioactive cesium-contaminated soil, about 70% of cesium 137 forms a strong bond with the clay fraction (Non-patent Document 6). According to a recent announcement, 16,530 Bq / kg of radioactive cesium-contaminated soil In the soil, most of the radioactive cesium is present in the clay fraction having a particle size of 2 microns or less and the silt fraction having a particle size of 2 to 20 microns (Non-Patent Document 5).

本発明の第2の実施形態は、電磁誘導装置17として高周波誘導加熱装置あるいは低周波誘導加熱装置のいずれかと、超音波発生装置18とを備え、常圧環境下あるいは減圧装置16で減圧した環境下において、高周波誘導または低周波誘導による加熱及び/あるいは超音波の照射を行い、昇温作用及び/あるいは振盪作用によって、セシウムイオンと塩水溶液中の陽イオン即ちカリウムイオンの置換を促進し、放射性セシウムイオンを水溶液に遊離する。   The second embodiment of the present invention includes either a high-frequency induction heating device or a low-frequency induction heating device as an electromagnetic induction device 17 and an ultrasonic generator 18, and is an environment in which the pressure is reduced by a normal pressure environment or a pressure reduction device 16. Below, heating by high-frequency induction or low-frequency induction and / or ultrasonic irradiation is performed, and substitution of cesium ions and cations (potassium ions) in salt aqueous solution is promoted by a temperature rising action and / or shaking action, and radioactive Releases cesium ions into aqueous solution.

第2の実施の形態は、高周波誘導加熱の場合、塩を投入した細粒浮遊分画13を昇温して、細粒に吸着された放射性セシウムと塩の陽イオンとの置換を促進する。
第2の実施の形態における好ましい高周波誘導加熱の周波数範囲は3kHz〜10MHzである。
In the second embodiment, in the case of high-frequency induction heating, the fine particle floating fraction 13 charged with salt is heated to promote the substitution of radioactive cesium adsorbed on the fine particles with the cation of the salt.
A preferable frequency range of the high frequency induction heating in the second embodiment is 3 kHz to 10 MHz.

第2の実施の形態は、低周波誘導加熱の場合、塩を投入した細粒浮遊分画13を昇温して、細粒に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第2の実施の形態における好ましい低周波誘導加熱の周波数範囲は50Hz〜1kHzである。
In the second embodiment, in the case of low-frequency induction heating, the fine floating fraction 13 into which salt is added is heated to promote the substitution of the radioactive cesium salt adsorbed by the fine particles with cations. .
A preferable frequency range of the low frequency induction heating in the second embodiment is 50 Hz to 1 kHz.

第2の実施の形態の超音波負荷は、塩を投入した細粒浮遊分画13を振盪してキャビテーションを起こし、細粒に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第2の実施の形態における好ましい超音波の周波数範囲は20kHz〜1GHzである。
The ultrasonic load according to the second embodiment causes the cavitation to occur by shaking the fine-grained floating fraction 13 into which the salt has been added, and promotes the replacement of the radioactive cesium salt adsorbed by the fine-grain with a cation.
A preferable ultrasonic frequency range in the second embodiment is 20 kHz to 1 GHz.

第2の実施の形態は、除染すべき土壌の成分や性質に応じて、与える物理作用を、図示しない制御装置によって、高周波誘導加熱のみ、超音波のみ、あるいは高周波誘導加熱と超音波の併用に切り替えることができる。また低周波誘導加熱のみ、超音波のみ、あるいは低周波誘導加熱と超音波の併用に切り替えることができる。   In the second embodiment, the physical action given according to the components and properties of the soil to be decontaminated is controlled only by high frequency induction heating, only ultrasonic waves, or a combination of high frequency induction heating and ultrasonic waves by a control device (not shown). You can switch to Moreover, it is possible to switch to only low frequency induction heating, only ultrasonic waves, or a combination of low frequency induction heating and ultrasonic waves.

第2の実施の形態においては更に、除染すべき土壌の成分や性質に応じて、上述の各物理作用の組み合わせ負荷を、常圧下あるいは減圧下で行うことができる。減圧下で汚染土壌を投入した塩水溶液を加熱すると、沸点が降下するため、土壌微細構造を破壊することなく、吸着した放射性セシウムと陽イオンの置換を促進することができる。   In the second embodiment, the combined load of the above-described physical actions can be performed under normal pressure or reduced pressure, depending on the components and properties of the soil to be decontaminated. When the salt aqueous solution into which contaminated soil is introduced under reduced pressure is heated, the boiling point drops, so that the substitution of adsorbed radioactive cesium and cations can be promoted without destroying the soil microstructure.

図2においては、カリウム塩を使用するように図示しているが、第2の実施の形態においては、アルカリ金属を陽イオンとして陰イオンとの結合した塩であれば適用できる。好ましくは、従来より常用され、その作用が明らかになっている肥料化合物であり、より好ましくは、実際の汚染農地での実績のあるケイ酸カリあるいは塩化カリが挙げられる。また被処理土壌の性質によっては、硫酸アンモニウムあるいは硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩も適用可能である。   In FIG. 2, the potassium salt is illustrated as being used, but in the second embodiment, any salt in which an alkali metal is used as a cation and an anion is combined can be applied. Preferably, it is a fertilizer compound that has been conventionally used and whose action has been clarified, and more preferred is potassium silicate or potassium chloride that has been proven in actual contaminated farmland. Depending on the nature of the soil to be treated, ammonium salts such as ammonium sulfate or ammonium nitrate are also applicable.

このようにして、電磁誘導による加熱及び/あるいは超音波の照射により細粒に吸着された放射性セシウムをカリウムイオンと置換して遊離すると、放射性セシウムはイオン化して水溶液中に溶出するので、細粒が除染され、処理後の細粒浮遊液を一定時間静置し、除染細粒を沈殿させる。   In this way, when radioactive cesium adsorbed on the fine particles by heating by electromagnetic induction and / or ultrasonic irradiation is replaced with potassium ions and released, the radioactive cesium is ionized and eluted in the aqueous solution. Is decontaminated, and the fine particle suspension after treatment is allowed to stand for a certain period of time to precipitate the decontaminated fine particles.

細粒の沈殿には、上述の粗粒沈殿よりも長時間を要するが、農地へ復土するためには、すべてのサブミクロンサイズの微小細粒が沈降するまで静置することが肝要である。
この分離を加速するために、水サイクロン等の分離手段の適用も勿論可能である。
Fine-grained sedimentation requires a longer time than the coarse-grained sedimentation described above, but in order to recover to farmland, it is important to leave it until all the submicron-sized fine granules settle. .
Of course, separation means such as a hydrocyclone can be applied to accelerate the separation.

水中に溶け込んだ放射性セシウムイオンが土壌粘土質に吸着するには、2〜3ヵ月あるいは数ヵ月以上が必要である(非特許文献7)。
従って、汚染土壌を水に浸漬し、数日間静置して、沈殿した除染細粒分画20と放射性セシウム含有上澄み分画19とを分離することができる。
第2の実施の形態においては、対象土壌の成分あるいは性質によって大幅に異なるものの、微小細粒の沈降に要する標準的な所要時間を、数日間以内程度であるとしている。
It takes 2-3 months or several months or more for the radioactive cesium ions dissolved in water to be adsorbed on the soil clay (Non-patent Document 7).
Therefore, the contaminated soil can be immersed in water and allowed to stand for several days to separate the precipitated decontaminated fine-grain fraction 20 and the radioactive cesium-containing supernatant fraction 19.
In the second embodiment, although it varies greatly depending on the components or properties of the target soil, the standard time required for sedimentation of fine particles is set to be within several days.

除染された細粒分画20は、先のステップで分離した粗粒沈殿分画14と合せて、採取地に返還し、復土することができる。
このことによって、原土に微細な粘土粒が復帰し、農土としての再利用ができる。
また、放射性セシウムイオンの置換、遊離のために適用した塩も、農業用に常用されているカリ肥料であるため、農土に不可逆的変性を起すことがない。
The fine-grained fraction 20 that has been decontaminated can be returned to the collection site together with the coarse-grained sediment fraction 14 separated in the previous step, and can be restored.
As a result, fine clay particles are restored to the original soil, and can be reused as agricultural soil.
Moreover, since the salt applied for the substitution and release of radioactive cesium ions is a potash fertilizer commonly used for agriculture, it does not cause irreversible denaturation in the agricultural soil.

数日間以内の静置によって分離された上澄み分画19に存在する高濃度の放射性セシウムイオンは、複塩化して難溶化し、セオライト添加等の公知の手段によって凝集し、回収する。   High-concentration radioactive cesium ions present in the supernatant fraction 19 separated by standing for several days or less are double-chlorinated and hardly soluble, and are aggregated and collected by a known means such as the addition of theolite.

第2の実施の形態は、放射性セシウム汚染土壌を水に投入して攪拌し、放置することによって粗粒を沈殿させ、粗粒沈殿分画と汚染細粒浮遊分画とを分離し、汚染細粒分画に塩を加え、誘導加熱及び/あるいは超音波照射によって、浮遊する汚染細粒に吸着した放射性セシウムを塩水溶液の陽イオンと置換して遊離し、粘土質細粒の除染をするので、除染された粘土質を現地に復土して農土として再利用できる。   In the second embodiment, radioactive cesium-contaminated soil is poured into water, stirred, and left to settle coarse particles, separating the coarse-grained sediment fraction and the contaminated fine-particle floating fraction, Salt is added to the granule fraction, and radioactive cesium adsorbed on the contaminated fine particles is released by substitution with cations in the aqueous salt solution by induction heating and / or ultrasonic irradiation to decontaminate the clay fine particles. Therefore, decontaminated clay can be restored to the local area and reused as agricultural soil.

次に、本発明の第3の実施の形態は、図3に示したように、まず、放射性セシウム汚染焼却21を容器(図示せず)に収容して水22を注入し、カリウム塩23を加える。   Next, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, first, radioactive cesium-contaminated incineration 21 is accommodated in a container (not shown), water 22 is injected, and potassium salt 23 is added. Add.

本発明の第3の実施の形態は、高周波誘電加熱装置25と超音波発生装置26を備え、常圧環境下あるいは減圧装置24で減圧した環境下において、高周波誘電による加熱及び/あるいは超音波の照射を行い、昇温作用及び/あるいは振盪作用によって、セシウムイオンと塩水溶液中の陽イオン即ちカリウムイオンの置換を促進し、放射性セシウムイオンを水溶液に遊離する。   The third embodiment of the present invention includes a high-frequency dielectric heating device 25 and an ultrasonic generator 26, and is heated and / or ultrasonically generated by high-frequency dielectric under an atmospheric pressure environment or an environment decompressed by the decompression device 24. Irradiation is performed to promote the replacement of cesium ions and cations in the aqueous salt solution, that is, potassium ions, by heating and / or shaking action, thereby releasing radioactive cesium ions into the aqueous solution.

第3の実施の形態の高周波誘電加熱は、とくにマイクロ波誘電加熱の場合、高周波電磁界による水分子を主とした分極性分子の分子運動で惹起される摩擦熱発生のみならず、分子運動そのものの増進によって、汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第3の実施の形態における好ましい高周波誘電加熱の周波数範囲は1MHz〜5GHzである。
The high-frequency dielectric heating of the third embodiment is not only the generation of frictional heat caused by the molecular motion of polarizable molecules, mainly water molecules, but also the molecular motion itself, particularly in the case of microwave dielectric heating. This promotes the replacement of radioactive cesium salts adsorbed on contaminated incineration ash with cations.
A preferable frequency range of the high frequency dielectric heating in the third embodiment is 1 MHz to 5 GHz.

第3の実施の形態の超音波負荷は、塩を投入した汚染焼却灰液を振盪してキャビテーションを起こし、汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第3の実施の形態における好ましい超音波負荷の周波数範囲は20kHz〜1GHzである。
The ultrasonic load according to the third embodiment causes cavitation by shaking the contaminated incineration ash liquid charged with salt, and promotes the replacement of the radioactive cesium salt adsorbed on the contaminated incineration ash with cations.
A preferable frequency range of the ultrasonic load in the third embodiment is 20 kHz to 1 GHz.

第3の実施の形態においては、汚染焼却灰の成分や性質に応じて、与える物理作用を、図示しない制御装置によって、高周波誘電加熱のみ、超音波照射のみ、あるいは高周波誘電加熱と超音波照射の併用に切り替えることができる。   In the third embodiment, the physical action given according to the components and properties of the contaminated incineration ash is controlled by a high-frequency dielectric heating only, ultrasonic irradiation only, or high-frequency dielectric heating and ultrasonic irradiation. Can be switched to combined use.

第3の実施の形態においては更に、汚染焼却灰の成分や性質に応じて、上述の高周波誘電加熱及び/あるいは超音波照射を、常圧下あるいは減圧下で行うことができる。減圧下で汚染焼却灰を投入した塩水溶液を加熱すると、沸点が降下するため、吸着した放射性セシウムと陽イオンの置換を加速することができる。   In the third embodiment, the above-described high-frequency dielectric heating and / or ultrasonic irradiation can be performed under normal pressure or reduced pressure according to the components and properties of the contaminated incineration ash. When the salt aqueous solution charged with contaminated incineration ash is heated under reduced pressure, the boiling point drops, so that the substitution of adsorbed radioactive cesium and cations can be accelerated.

このようにして、高周波誘電加熱及び/あるいは超音波照射により汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムをカリウムイオンと置換して遊離すると、放射性セシウムはイオン化して水溶液中に溶出するので、汚染焼却灰が除染され、処理後の焼却灰浮遊液を一定時間静置し、沈殿させる。   In this way, when radioactive cesium adsorbed on contaminated incineration ash by high-frequency dielectric heating and / or ultrasonic irradiation is replaced with potassium ions and liberated, radioactive cesium is ionized and eluted into the aqueous solution. Is decontaminated, and the incinerated ash suspension after treatment is allowed to stand for a certain period of time to precipitate.

この焼却灰沈降を加速するために、水サイクロン等の分離手段の適用も勿論可能である。   Of course, separation means such as a hydrocyclone can be applied to accelerate the sedimentation of the incineration ash.

除染された焼却灰(固体分画28)は溶融し、セメントの骨材等に利用することができる。   The decontaminated incineration ash (solid fraction 28) melts and can be used for cement aggregate and the like.

液体分画27には、高濃度の放射性セシウムイオンが存在するので、これを複塩化して難溶化し、セオライト等の公知の手段によって凝集し、回収する。   Since high concentration of radioactive cesium ions is present in the liquid fraction 27, this is double-chlorinated to make it hardly soluble, and is aggregated and recovered by a known means such as theorite.

第3の実施の形態は、放射性セシウム汚染焼却灰に水と塩を加え、誘電加熱及び/あるいは超音波照射によって焼却灰に付着した放射性セシウムを塩の陽イオンと置換して遊離し、焼却灰の除染をするので、どんな微細な汚染飛灰の除染もできる。   In the third embodiment, water and salt are added to radioactive cesium-contaminated incineration ash, and the radioactive cesium adhering to the incineration ash by dielectric heating and / or ultrasonic irradiation is replaced with a cation of the salt to release the incineration ash. Therefore, it is possible to decontaminate any fine contaminated fly ash.

本発明の第4の実施の形態は、図4に示したように、まず、放射性セシウム汚染焼却灰を容器に収容して水33を注入し、カリウム塩34を加える。   In the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, first, radioactive cesium-contaminated incineration ash is placed in a container, water 33 is injected, and potassium salt 34 is added.

本発明の第4の実施の形態は、電磁誘導装置35として高周波誘導加熱装置あるいは低周波誘導加熱装置のいずれかと、超音波発生装置36とを備え、常圧環境下あるいは減圧装置34で減圧した環境下において、高周波誘導または低周波誘導による加熱及び/あるいは超音波の照射を行い、昇温作用及び/あるいは振盪作用によって、セシウムイオンと塩水溶液中の陽イオン即ちカリウムイオンの置換を促進し、放射性セシウムイオンを水溶液に遊離する。   The fourth embodiment of the present invention includes either a high-frequency induction heating device or a low-frequency induction heating device as an electromagnetic induction device 35 and an ultrasonic generator 36, and the pressure is reduced in a normal pressure environment or a decompression device 34. In the environment, high-frequency induction or low-frequency induction heating and / or ultrasonic irradiation is performed, and by the temperature raising action and / or shaking action, the replacement of cesium ions and cations in the salt solution, that is, potassium ions is promoted. Releases radioactive cesium ions into aqueous solution.

第4の実施の形態は、高周波誘導加熱の場合、塩を投入した汚染焼却灰水溶液を昇温して、汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第4の実施の形態における好ましい高周波誘導加熱の周波数範囲は3kHz〜10MHzである。
In the fourth embodiment, in the case of high frequency induction heating, the temperature of the contaminated incineration ash aqueous solution charged with salt is raised to promote the substitution of the radioactive cesium salt adsorbed on the contaminated incineration ash with cations.
A preferable frequency range of the high frequency induction heating in the fourth embodiment is 3 kHz to 10 MHz.

第4の実施の形態は、低周波誘導加熱の場合、塩を投入した汚染焼却灰水溶液を昇温して、汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第4の実施の形態における好ましい低周波誘導加熱の周波数範囲は50Hz〜1kHzである。
In the fourth embodiment, in the case of low-frequency induction heating, the temperature of the contaminated incinerated ash aqueous solution charged with salt is increased to promote the replacement of the radioactive cesium salt adsorbed on the contaminated incinerated ash with cations.
A preferable frequency range of the low frequency induction heating in the fourth embodiment is 50 Hz to 1 kHz.

第4の実施の形態の超音波負荷は、塩を投入した汚染焼却灰水溶液を振盪してキャビテーションを起こし、細粒に吸着された放射性セシウムの塩の陽イオンとの置換を促進する。
第4の実施の形態における好ましい超音波負荷の周波数範囲は20kHz〜1GHzである。
The ultrasonic load of the fourth embodiment shakes the contaminated incineration ash aqueous solution into which salt is added to cause cavitation, and promotes substitution of the radioactive cesium salt adsorbed on the fine particles with a cation.
A preferable frequency range of the ultrasonic load in the fourth embodiment is 20 kHz to 1 GHz.

第4の実施の形態においては、汚染焼却灰の成分や性質に応じて、与える物理作用を、図示しない制御装置によって、高周波誘導加熱のみ、超音波のみ、あるいは高周波誘導加熱と超音波の併用に切り替えることができる。また、低周波誘導加熱のみ、超音波のみ、あるいは低周波誘導加熱と超音波の併用に切り替えることができる。   In the fourth embodiment, the physical action to be given according to the components and properties of the contaminated incineration ash is applied only to high-frequency induction heating, only ultrasonic waves, or a combination of high-frequency induction heating and ultrasonic waves by a control device (not shown). Can be switched. Moreover, it is possible to switch to only low frequency induction heating, only ultrasonic waves, or a combination of low frequency induction heating and ultrasonic waves.

第4の実施の形態においては更に、汚染焼却灰の成分や性質に応じて、上述の各物理作用の組み合わせ負荷を、常圧下あるいは減圧下で行うことができる。減圧下で汚染焼却灰を投入した塩水溶液を加熱すると、沸点が降下するため、吸着した放射性セシウムと陽イオンの置換を加速することができる。   Further, in the fourth embodiment, the combined load of the above-described physical actions can be performed under normal pressure or reduced pressure, depending on the components and properties of the contaminated incineration ash. When the salt aqueous solution charged with contaminated incineration ash is heated under reduced pressure, the boiling point drops, so that the substitution of adsorbed radioactive cesium and cations can be accelerated.

このようにして、電磁誘導による加熱及び/あるいは超音波の照射により汚染焼却灰に吸着された放射性セシウムをカリウムイオンと置換して遊離すると、放射性セシウムはイオン化して水溶液中に溶出するので、汚染焼却灰が除染され、処理後の焼却灰浮遊液を一定時間静置し、除染され焼却灰を沈殿させる。   In this way, when radioactive cesium adsorbed on contaminated incineration ash is replaced by potassium ions and released by heating by electromagnetic induction and / or ultrasonic irradiation, the radioactive cesium ionizes and elutes into the aqueous solution. Incinerated ash is decontaminated, and the incinerated ash suspension after treatment is allowed to stand for a certain period of time, decontaminated and incinerated ash is precipitated.

この焼却灰沈降を加速するために、水サイクロン等の分離手段の適用も勿論可能である。   Of course, separation means such as a hydrocyclone can be applied to accelerate the sedimentation of the incineration ash.

除染された焼却灰(固体分画38)は溶融し、セメントの骨材等に利用することができる。   The decontaminated incineration ash (solid fraction 38) melts and can be used for cement aggregate and the like.

液体分画37には、高濃度の放射性セシウムイオンが存在するので、これを複塩化して難溶化し、セオライト等の公知の手段によって凝集し、回収する。   The liquid fraction 37 contains a high concentration of radioactive cesium ions, which are double-chlorinated to be hardly soluble, and are aggregated and collected by a known means such as seolite.

第4の実施の形態は、放射性セシウム汚染焼却灰に水と塩を加え、誘導加熱及び/あるいは超音波照射によって焼却灰に付着した放射性セシウムを塩の陽イオンと置換して遊離し、焼却灰の除染をするので、どんな微細な汚染飛灰の除染もできる。   In the fourth embodiment, water and salt are added to radioactive cesium-contaminated incineration ash, and the radioactive cesium adhering to the incineration ash by induction heating and / or ultrasonic irradiation is replaced with a cation of the salt to release the incineration ash. Therefore, it is possible to decontaminate any fine contaminated fly ash.

放射性セシウム汚染土壌を、粘土細粒を逸失することも、あるいは破壊することも、あるいは変性することもなく除染することによって、除染土壌を現地に復土する用途に適用できる。
また、放射性セシウム汚染焼却灰を、どんな微小な飛灰に付着した放射性セシウムも漏らすことなく除染する用途に適用できる。
By decontaminating radioactive cesium-contaminated soil without losing, destroying, or denaturing clay granules, it can be applied to the use of decontamination soil on site.
Moreover, it can apply to the use which decontaminates radioactive cesium contamination incineration ash, without leaking the radioactive cesium adhering to any minute fly ash.

1 放射性セシウム汚染土壌
2 水
3 汚染細粒浮遊分画
4 粗粒沈殿分画
5 カリウム塩
6 減圧装置
7 高周波誘電装置
8 超音波発生装置
9 汚染上澄み分画
10 細粒分画
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiocesium contaminated soil 2 Water 3 Contaminated fine particle floating fraction 4 Coarse-grained sediment fraction 5 Potassium salt 6 Decompression device 7 High frequency dielectric device 8 Ultrasonic generator 9 Contaminated supernatant fraction 10 Fine particle fraction

Claims (4)

放射性セシウム汚染土壌の放射性セシウムをイオン化して除染する方法であって、
放射性セシウム汚染土壌を水に投入して静置し、
粗粒の沈殿により形成された粗粒分画と上部の汚染細粒浮遊分画を分離し、
汚染細粒浮遊分画に塩(えん)を加えた後、
常圧環境あるいは減圧環境において、高周波誘電加熱あるいは電磁誘導加熱のいずれかの単独あるいは超音波照射との組み合わせ、あるいは超音波照射のみを行って、汚染細粒に吸着した放射性セシウムをイオン化した後、
処理後の細粒浮遊分画を除染後細粒分画と放射性セシウム含有上澄み分画に分離し、
放射性セシウム含有上澄み分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収することによって、
除染した粘土質細粒の農土再利用を可能にしたことを特徴とする放射性セシウムのイオン化による除染方法。
A method for ionizing and decontaminating radioactive cesium in soil contaminated with radioactive cesium,
Put radioactive cesium-contaminated soil into water and let it stand,
Separating the coarse fraction formed by coarse sedimentation and the contaminated fine suspended fraction at the top,
After adding salt to the contaminated fine floating fraction,
After ionizing radioactive cesium adsorbed on contaminated fine particles by performing either high frequency dielectric heating or electromagnetic induction heating alone or in combination with ultrasonic irradiation or only ultrasonic irradiation in an atmospheric pressure environment or a reduced pressure environment,
The fine floating fraction after treatment is separated into a fine-grained fraction after decontamination and a supernatant fraction containing radioactive cesium,
By making the radioactive cesium in the supernatant fraction containing radioactive cesium insoluble and aggregating and collecting it,
A decontamination method by ionization of radioactive cesium, which makes it possible to reuse agricultural soil of decontaminated clay-like fine grains.
放射性セシウム汚染焼却灰の放射性セシウムをイオン化して除染する方法であって、
放射性セシウム汚染焼却灰を水に投入して塩(えん)を加え、
常圧環境あるいは減圧環境において、高周波誘電加熱あるいは電磁誘導加熱のいずれかの単独あるいは超音波照射との組み合わせ、あるいは超音波照射のみを行って、焼却灰に吸着した放射性セシウムをイオン化した後、
除染後焼却灰分画と放射性セシウム含有液分画に分離し、
放射性セシウム含有液分画中の放射性セシウムを難溶化して凝集・回収する
ことを特徴とする放射性セシウムのイオン化による除染方法。
A method of ionizing and decontaminating radioactive cesium from radioactive cesium-contaminated incineration ash,
Add radioactive cesium-contaminated incineration ash to water, add salt,
After ionizing radioactive cesium adsorbed on the incineration ash by performing either high frequency dielectric heating or electromagnetic induction heating alone or in combination with ultrasonic irradiation or only ultrasonic irradiation in an atmospheric pressure environment or a reduced pressure environment,
Separated into incinerated ash fraction and radioactive cesium-containing liquid fraction after decontamination
A decontamination method by ionization of radioactive cesium, wherein the radioactive cesium in the liquid fraction containing radioactive cesium is slightly soluble, aggregated and collected.
前記の塩は肥料用のカリウム塩化合物であることを特徴とする請求項1記載あるいは請求項2記載の放射性セシウムのイオン化による除染方法。   3. The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 1 or 2, wherein the salt is a potassium salt compound for fertilizer. 前記の高周波誘電加熱の周波数範囲は1MHz〜5GHzであり、前記の電磁誘導加熱のうちの高周波誘導加熱の周波数範囲は3kHz〜10MHzであり、前記の電磁誘導加熱のうちの低周波誘導加熱の周波数範囲は50Hz〜1kHzであり、前記の超音波の周波数範囲は20kHz〜1GHzであることを特徴とする請求項1記載あるいは請求項2記載の放射性セシウムのイオン化による除染方法。   The frequency range of the high frequency dielectric heating is 1 MHz to 5 GHz, the frequency range of the high frequency induction heating of the electromagnetic induction heating is 3 kHz to 10 MHz, and the frequency of the low frequency induction heating of the electromagnetic induction heating. 3. The decontamination method by ionization of radioactive cesium according to claim 1, wherein the range is 50 Hz to 1 kHz, and the frequency range of the ultrasonic waves is 20 kHz to 1 GHz.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013250253A (en) * 2012-05-01 2013-12-12 Asahi Kasei Engineering Kk Cleaning method for radioactive cesium-contaminated soil
JP2014035333A (en) * 2012-08-10 2014-02-24 Shimizu Corp Decontamination treatment method for burned ash
CN103978017A (en) * 2014-05-29 2014-08-13 湖南大学 System and method for removing chlorine salt from waste incineration fly ash
JP2015129673A (en) * 2014-01-07 2015-07-16 武次 廣田 Contaminated material treatment method and contaminated material treatment device
JP2016019959A (en) * 2014-07-16 2016-02-04 武次 廣田 Processing method for water containing heavy waters and processing device for water containing heavy waters

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013250253A (en) * 2012-05-01 2013-12-12 Asahi Kasei Engineering Kk Cleaning method for radioactive cesium-contaminated soil
JP2014035333A (en) * 2012-08-10 2014-02-24 Shimizu Corp Decontamination treatment method for burned ash
JP2015129673A (en) * 2014-01-07 2015-07-16 武次 廣田 Contaminated material treatment method and contaminated material treatment device
CN103978017A (en) * 2014-05-29 2014-08-13 湖南大学 System and method for removing chlorine salt from waste incineration fly ash
JP2016019959A (en) * 2014-07-16 2016-02-04 武次 廣田 Processing method for water containing heavy waters and processing device for water containing heavy waters

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