JP2013234954A - 汚染土壌の除染プラント及び除染方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性元素によって汚染された汚染土壌を有効に除染可能な除染プラント及び除染方法を提供する。
【解決手段】本発明の汚染土壌の除染プラントは、セシウム１３７によって汚染された汚染土壌Ｃ１を除染するための除染プラントである。この除染プラントはｐＨ調整槽１７と、高速ブランジャー２１と、サイクロン式分級機２９と、フィルタープレス４７とを備えている。ｐＨ調整槽１７は、水を含む分散媒中に汚染土壌Ｃ１を分散質として分散した分散系Ｄ２を形成し、分散系Ｄ２に対し、ｐＨを調整する。高速ブランジャー２１は、分散系Ｄ２に対し、高せん断応力を付与しつつ分散を行う。サイクロン式分級機２９は、スラリーＤ３に対し、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う。フィルタープレス４７平均粒径０．５ｍｍ以下の汚染微粒子Ｃ５をケーキＤ６とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、放射性元素によって汚染された汚染土壌の除染プラントと、その除染方法とに関する。

現在、日本では、平成２３年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う原子力発電所の事故によりセシウム１３７等の放射性元素が放出され、広い地域で土壌が汚染されている。放射性元素によって汚染された汚染土壌はその近くに居住する人間を外部被曝させる。また、汚染土壌によって生育した植物を人間が食したり、その植物を動物が食し、人間がその動物の肉を食したりすれば、その人間は内部被曝する。人間は外部被曝や内部被曝によって健康が損なわれる。

従来、重金属によって汚染された汚染土壌を除染するための除染プラント又は除染方法については、特許文献１、２等に開示がある。

特開２００４−１４１７８３号公報 特開２０００−３２５９３６号公報

しかし、放射性元素によって汚染された汚染土壌を除染するための除染プラント又は除染方法は知られていない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、放射性元素によって汚染された汚染土壌を有効に除染可能な除染プラント及び除染方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の汚染土壌の除染プラントは、放射性元素によって汚染された汚染土壌を除染するための除染プラントであって、
水を含む分散媒中に該汚染土壌を分散質として分散した分散系を形成し、該分散系に対し、ｐＨを調整するとともに、高せん断応力を付与しつつ分散を行うことにより、スラリーを得る高せん断分散装置と、
該スラリーに対し、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う分級装置とを備えていることを特徴とする（請求項１）。

現在も行われているように、放射性元素によって汚染された土壌、建造物等は、水によって洗浄するだけでも、除染可能である。しかし、発明者らの試験によれば、放射性元素は平均粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子に含まれ易く、洗浄に用いた水には放射性元素は含まれない。このため、汚染された土壌そのもの又は建造物を洗浄して生じる土壌からなる汚染土壌を水によって洗浄したとしても、放射性元素を多く含む微粒子である汚染微粒子をそのまま放置すれば、汚染微粒子が残存する場所は相変わらず放射線を放出し続けることとなる。汚染微粒子がその場所から垂れ流しになり、他の場所で大量に蓄積されれば、その場所がより大量の放射線を放出することとなる。このため、汚染土壌を水によって洗浄した後、汚染微粒子と、残余の処理済み粒子とに分離し、汚染微粒子を除くことができれば、残留する微粒子は高い洗浄度で放射性元素が除染されることとなる。

特に、発明者らの試験によれば、ｐＨを調整した水によって汚染土壌を洗浄すれば、より高い洗浄度で放射性元素を除染可能である。つまり、ｐＨを調整した水を含む分散媒によって汚染土壌を洗浄し、汚染微粒子と処理済み粒子とに分離し、汚染微粒子を除けば、処理済み粒子はより高い洗浄度で放射性元素が除染されることとなる。

また、発明者らの試験によれば、水によって汚染土壌を洗浄する際、高せん断応力を付与すれば、より高い洗浄度で放射性元素を除染可能である。つまり、汚染土壌を洗浄しつつ高せん断応力を付与すれば、放射性元素が粒子から剥離し易い。そして、汚染微粒子と処理済み粒子とに分離し、汚染微粒子を除けば、処理済み粒子はより高い洗浄度で放射性元素が除染されることとなる。

このため、本発明の除染プラントでは、まずは汚染土壌を高せん断分散装置で処理する。これにより、汚染土壌を水で洗浄する場合と同様、水を含む分散媒中に汚染土壌を分散質として分散した分散系を形成する。そして、ｐＨを調整しつつその洗浄を行う場合と同様、その分散系に対し、ｐＨを調整しつつ分散を行う。また、高せん断応力を付与しつつその洗浄を行う場合と同様、その分散系に対し、高せん断応力を付与しつつ分散を行う。こうして得られたスラリーでは、汚染微粒子と処理済み粒子とが共存している。

このため、本発明の除染プラントでは、さらにそのスラリーを分級装置で処理する。これにより、放射性元素を多く含む平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う。処理済み粒子は汚染微粒子が除かれたものであるため、高い洗浄度で放射性元素が除染されている。

したがって、本発明の除染プラントによれば、放射性元素によって汚染された汚染土壌を有効に除染可能である。

分散媒は水を含めばよく、他にｐＨ調整用のアルカリ成分、分散剤等を含み得る。

本明細書では、せん断応力が１０³Ｐａ以上であれば高せん断応力であるとしている。せん断応力がより大きければ、放射性元素を粒子から剥離し易い。

発明者らは、高せん断分散装置により、分散系について、ｐＨを調整するとともに、高せん断応力を付与しつつ分散を行うことをＤＰＣプロセス（ＤＰＣＰ：Dispersion on Physical Chemical Process：界面化学手法と高せん断流れとを組み合わせた物理化学分散洗浄技術）と把握している。ＤＰＣプロセスを行う高せん断分散装置自体は窯業等において公用されているが、ＤＰＣプロセスが汚染土壌の除染に有効であることは発明者らが初めて発見した事実である。

高せん断分散装置としては、分散系を形成するとともに、分散系のｐＨを調整可能なｐＨ調整槽と、このｐＨ調整槽でｐＨを調整した分散系に対して高せん断応力を付与しつつ分散を行う高速ブランジャー（高トルクせん断機）とを採用することができる。

高せん断分散装置は、分散系にビーズを混入して分散を行うものであることが好ましい（請求項２）。これにより、分散系により効果的なせん断力を付与し、放射性元素を粒子から剥離し易い。ビーズとしては、ジルコニア、アルミナ等を採用することができる。

分級装置は、スラリーから水流によって汚染微粒子と処理済み粒子とを得る水流式分級機と、水流式分級機の下流に設けられ、汚染微粒子をケーキとするフィルタープレスとを有することが好ましい（請求項３）。

この場合、汚染微粒子と処理済み粒子とを迅速に分級できるとともに、汚染微粒子をケーキとして放射性元素の濃縮を実現できる。水流式分級機としては、篩、水簸、サイクロン式分級機、遠心分離式分級機等を採用することができる。

発明者らの試験によれば、汚染微粒子では、放射性元素としてのセシウム１３７（以下、単にセシウムという。）はモンモリロナイト、パラゴライト等の層状ケイ酸塩鉱物中にインターカレート（層間化合物）としてのＮａ又はＫと置換されて存在していることが考えられる。このため、セシウムを汚染土壌から洗浄、回収するためには、粒子間で凝集化された鉱物相とともに剥離を行うことが好ましい。ＤＰＣプロセスの高せん断応力がこれらに寄与していると考えている。

このように、セシウムは層状ケイ酸塩鉱物中にインターカレートしていることから、水流式分級機は、汚染微粒子を平均粒径が３０μｍ以下で分級することが好ましい（請求項４）。これにより、セシウムは汚染微粒子とともにマイクロカプセル化される。

フィルタープレスは、ケーキを自動的に格納可能な搬送装置を有することが好ましい（請求項５）。ケーキは放射性元素を濃縮したものであるため、作業者が外部被曝しないようにするためである。

分級装置は、フィルタープレスで得られた処理済み水を再利用するためのシックナーを有していることが好ましい（請求項６）。発明者らの試験によれば、フィルタープレスで得られた処理済み水は、汚染微粒子を含まなければ、放射性元素を含まない。このため、シックナーで放射性元素を含まない処理済み水であれば、分散媒等として再利用可能である。

本発明の汚染土壌の除染方法は、放射性元素によって汚染された汚染土壌を除染するための洗浄方法であって、
水を含む分散媒中に該汚染土壌を分散質として分散した分散系を形成し、該分散系に対し、ｐＨを調整するとともに、高せん断応力を付与しつつ分散を行うことにより、スラリーを得る高せん断分散工程と、
該スラリーに対し、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う分級工程とを備えていることを特徴とする（請求項７）。

本発明の除染プラントは上記除染方法として実施され得る。

発明者らの試験によれば、高せん断分散工程では、分散系をｐＨ１０〜１１に調整することが好ましい（請求項８）。この場合に高い洗浄度で放射性元素を除染可能である。

本発明の除染プラント及び除染方法によれば、放射性元素によって汚染された汚染土壌を有効に除染可能である。そして、この除染プラント及び除染方法で汚染土壌の除染を行えば、処理済み粒子を再利用することが可能であるため、半永久的に保管する汚染微粒子の減容化を実現でき、土壌不足を回避することが可能となる。

試験１に係り、汚染地域における地層表面からの深さと放射能濃度との関係を示すグラフである。 試験１に係り、汚染土壌の粒度分布を示すグラフである。 試験１に係り、粒径と放射能濃度との関係を示すグラフである。 試験２に係り、洗浄方法と放射能濃度との関係を示すグラフである。 試験２に係り、洗浄方法と放射能濃度との関係を示すグラフである。 試験３に係り、洗浄方法と質量との関係を示すグラフである。 試験３に係り、洗浄方法と放射能濃度との関係を示すグラフである。 試験４に係り、粒度分布を示すグラフである。 試験４に係り、平均粒径と放射能濃度との関係を示すグラフである。 高せん断分散工程による作用を示す模式図であり、図（Ａ）は高せん断分散工程前の汚染土壌の模式図、図（Ｂ）は高せん断分散工程後の汚染土壌の模式図である。 実施例の除染プラントの構成図である。

（試験１）
汚染地域における地表表面からの深さ（ｍｍ）と、放射能濃度（Ｂｑ／ｋｇ）との関係を求めた。汚染地域は、放射性元素を放出した福島第１原子力発電所から直線距離で３０ｋｍ程離れた福島県双葉郡浪江町津島小学校の校庭を例としている。結果を図１に示す。

図１より、汚染地域であっても、地表表面から６ｃｍを超えた深い部分では、放射能濃度が基準値以下であることがわかる。このため、以下において、地表表面から６ｃｍまでの土壌を汚染土壌とする。

その汚染土壌の粒度分布を求めた。汚染土壌の粒径（ｍｍ）と質量（ｗｔ％）との関係を図２に示す。また、汚染土壌の粒径別の放射能濃度（Ｂｑ／ｋｇ）を求めた。結果を図３に示す。

図２より、汚染土壌は、粒径が０．５ｍｍ以上の粒子が全体の８０％程度を占めていることがわかる。一方、図３より、粒径に反比例して放射能濃度が増加していることがわかる。これらのため、汚染地域において、粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子がセシウムを多く存在させている汚染微粒子であり、この汚染微粒子を取り除いたとしても、土壌の８０％程度は再利用可能であることがわかる。このため、種々の汚染地域において、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子を除染の対象とすれば、土壌不足は回避可能であると推察される。また、粒径が４ｍｍ以上の粗粒子は除染の必要性が低いこともわかる。

（試験２）
汚染土壌に対し、高速ブランジャー（（株）マキノ製）を用いた高せん断分散工程において、水洗浄を行った場合と、ｐＨを調整しつつ水洗浄を行った場合とについて、洗浄効果を確認した。

高速ブランジャーの特性は以下のとおりである。
型式：ＭＨＳＢ−１４８
寸法：０．８４×０．６８×高１．４（ｍ）
重量：２００（ｋｇ）
ロータ径：φ１５０（ｍｍ）
ステータ径：φ２５０（ｍｍ）
材質：鋼
回転数：１２００ｒ／ｍｉｎ（６０Ｈｚ）
モータ出力：２．２（ｋＷ）
電圧：２００（Ｖ）

高速ブランジャーにおいて、分散系が収容されるタンクの特性は以下のとおりである。
形状：対辺５００ｍｍ（内法寸法４８０ｍｍ）×高さ６００ｍｍの八角柱状（じゃま板付き）

汚染土壌に対して重量比で３倍の水を加え、高せん断分散工程の処理時間を２０分とした。

また、ｐＨの調整に際しては、粒子の表面の電荷状態を観察し、表面電荷量を増加させることで、電気二重層による静電反発による分散が可能であるとのＤＬＶＯ理論に基づいて検討した。この結果、１Ｎ−ＮａＯＨによる滴定により、ｐＨ＝１０．５付近に等塩基点が存在することが確かめられた。ζ電位測定においても、ｐＨ＝１０付近以降で電位差が増大しており、分散状態を制御できることが確かめられた。このため、ｐＨを調整しつつ洗浄する場合には、ＮａＯＨによって分散系のｐＨを１０．６とした。

高せん断分散工程後、分級工程を行った。分級工程では、振動篩（晃栄産業（株）製）により、スラリーから粒径１〜４ｍｍの粒子を分級した。

振動篩の特性は以下のとおりである。
型式：５００Ｄ（タッピングゴム付属）
寸法：０．７×０．７×高０．９（ｍ）
重量：１００（ｋｇ）
ふるい面（円形）有効径：４４０ｍｍ
振動数：３６００回／分
モータ出力：０．４ｋＷ
電圧：２００（Ｖ）

水洗浄の場合は、水だけを分散媒として高せん断分散工程を行ったことに相当する。この場合、洗浄度が５５．１％であった。また、ｐＨを調整しつつ水洗浄を行った場合は、水とＮａＯＨとからなる分散媒を用いて高せん断分散工程を行ったこと（ＤＰＣプロセス）に相当する。この場合、洗浄度が６２．６％であった。結果を図４に示す。

なお、洗浄度は以下の式によった。
洗浄度＝（処理前の放射線量−処理後の放射線量）×１００／汚染土壌の放射線量

図４より、水洗浄の僅か１段洗浄であっても、２万Ｂｑ／ｋｇを越える高濃度の汚染土壌が基準値程度に洗浄されていることがわかる。つまり、水洗浄を行った場合、高い洗浄度でセシウムを洗浄可能であることがわかる。この効果は、ｐＨを調整しつつ水洗浄を行った場合により顕著である。このため、ＤＰＣプロセスを多段に行うことにより、汚染土壌を５００Ｂｑ/ｋｇ程度まで除染できる見通しである。

また、高せん断分散工程後、分級工程を行った。分級工程では、上記の振動篩により、スラリーから粒径０．５〜１ｍｍの粒子を分級した。

水洗浄の場合、洗浄度が５１．７％であった。また、ｐＨを調整しつつ水洗浄を行った場合、洗浄度が７３．９％であった。結果を図５に示す。

図５より、水洗浄の僅か１段洗浄により、４万Ｂｑ／ｋｇ程度の高濃度の汚染土壌を半分以下の放射能濃度に低減できていることがわかる。また、ｐＨ調整によりさらに大きな洗浄効果を得ている。

（試験３）
高せん断分散工程後、分級工程を行った。分級工程では、上記の振動篩の下流において、粒径０．２３３〜０．５ｍｍの粒子に対し、フィルタープレス（（株）マキノ製）を用いた。

フィルタープレスの特性は以下のとおりである。
機種：Ｍ８×６室
寸法：１．３×０．９×高１．３（ｍ）
重量：３３０（ｋｇ）
ろ室厚さ：２０（ｍｍ）
ろ過面積：０．２７（ｍ²）
ろ過容積：２．７（ｌ）
ダイヤフラムポンプのモータ出力：０．７５（ｋＷ）
ダイヤフラムポンプの電圧：２００（Ｖ）

高せん断分散工程として、水洗浄の場合と、ｐＨを調整しつつ水洗浄を行った場合と、ｐＨを調整するとともに、タンク内にφ２ｍｍのジルコニア製のビーズを２０体積％混入しつつ水洗浄を行った場合とについて、放射能濃度を測定した。結果を図６に示す。

粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子がそもそも高い放射能濃度を有している（図
３参照）。また、高せん断分散工程により、セシウムを含む鉱物相は０．５ｍｍ以下に微細化され、０．５ｍｍ以下の分画群に流入しているはずである（図４及び図５参照）。このため、図６にも示されているように、セシウムは、高せん断分散工程後、粒径０．５ｍｍ以下の微粒子に濃縮されている。

また、分級工程では、上記の振動篩の下流において、粒径０．２３３ｍｍ以下の粒子に対し、上記のフィルタープレスを用いた。結果を図７に示す。

図７より、粒径が０．２３３ｍｍ以下の微粒子は、ＤＰＣプロセス処理後には、１４万Ｂｑ／ｋｇを越える極めて高い放射能汚染濃度を示していることがわかる。

また、全試験において洗浄に用いた水は、汚染が全く認められなかった。すなわち、分散媒としての水は、汚染微粒子を含まなければ、放射性元素を含まず、分散媒として再利用可能である。

（試験４）
高せん断分散工程後、分級工程を行った。分級工程では、水簸により、スラリーを分級した。水簸では、下層（平均粒径８０μｍ）、中層（平均粒径３０μｍ）及び上層（平均粒径３μｍ）に分級を行った。また、中層及び下層の粒子に対し、上記のフィルタープレスを用いた。

粒径（μｍ）と累積度数（％）及び度数（体積比）との関係を図８に示す。また、平均粒径（μｍ）と放射能濃度（Ｂｑ／ｋｇ）との関係を図９に示す。

図８及び図９より、高せん断分散工程後には、平均粒径が３０μｍ程度の微粒子が１４万Ｂｑ／ｋｇ級で最も高濃度に汚染されていることがわかる。

一方、前述のように、洗浄に用いた水は汚染が認められない。このため、ＤＰＣプロセスを用い、特にビーズを混入したＤＰＣプロセスを用い、かつ分級を行えば、汚染土壌から数１０μｍ級のセシウム含有微粒子を回収可能であることがわかる。

（試験５）
前述のように、洗浄に用いた水は汚染が認められないことから、セシウムは粒子内に取り込まれていると考えられる。このため、汚染土壌をＸＲＤ分析した。この結果、汚染土壌はモンモリロナイト、パラゴライト等の層状ケイ酸塩鉱物を多く含有していた。

このため、汚染微粒子では、セシウムは層状ケイ酸塩鉱物中にインターカレート（層間化合物）としてのＮａ又はＫと置換されて存在していることが考えられる。このため、ＤＰＣプロセスを行えば、セシウムを汚染微粒子とともにマイクロカプセル化することができると考えられる。

すなわち、汚染土壌は、図１０（Ａ）に示すように、細砂１やシルト粒子３等にセシウム５が付着していると考えられる。シルト粒子３に対してはセシウム５はそのまま付着していると考えられるが、細砂１に対してはセシウム５は層状ケイ酸塩鉱物７中にインターカレートとして存在していると考えられる。なお、符号９は解砕の衝撃を示している。

この汚染土壌に対し、ＤＰＣプロセスを行えば、図１０（Ｂ）に示すように、細砂１やシルト粒子３等からセシウム５を剥離することができると考えられる。この際、層状ケイ酸塩鉱物７中にインターカレートとして存在するセシウム５は層状ケイ酸塩鉱物７とともに剥離することができると考えられる。こうして、層状ケイ酸塩鉱物７とともに剥離されたセシウム５はマイクロカプセル化されると考えられる。

このため、分級工程により、セシウム５と、層状ケイ酸塩鉱物７とともに剥離されたセシウム５とを汚染微粒子とし、細砂１やシルト粒子３等を残余の処理済み粒子として分級を行えば、処理済み粒子は再利用可能である。

試験を行った汚染地域においては、図２に示すように、粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子の比率は２４．３％である。平均粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子には、ＤＰＣプロセスの解砕によってその微粒子になったものも含まれるため、実際には、粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子の比率は２４．３％を超える。また、図８に示すように、粒径が０．５ｍｍ以下の微粒子のうち、主な汚染源である平均粒径が３０μｍの微粒子の存在比率は約３０％である。

このため、汚染地域の全ての汚染土壌の約１０％程度を回収し、汚染土壌の約９０％以上を再利用することが可能と考えられる。一方、汚染土壌の約１０％程度の汚染微粒子は低温焼結され、半永久的に管理保管されることとなる。こうして、汚染微粒子の減容化を実現でき、土壌不足を回避することが可能となる。

（実施例）
上記試験結果を踏まえ、本発明を除染プラントに具体化した。この除染プラントでは、図１１に示すように、保管槽１１に汚染土壌Ｃ１が保管されている。汚染土壌Ｃ１は、汚染地域の地層表面から６ｃｍまでの深さの土壌と、汚染地域の建造物を洗浄して生じる土壌とからなる。

除染プラントは保管槽１１の下流にロッドミル１３を備えている。保管槽１１内の汚染土壌Ｃ１は、処理水ショベルカー１５によってロッドミル１３内に投入される。この際、処理水Ｗ１もロッドミル１３内に投入される。ロッドミル１３により、処理水Ｗ１が分散媒とされ、汚染土壌Ｃ１が分散質とされた分散系Ｄ１が得られる。

除染プラントはロッドミル１３の下流に振動篩１５を備えている。得られた分散系Ｄ１は、振動篩１５に投入される。振動篩１５の特性は上記のとおりである。この際、処理水Ｗ１も振動篩１５内に投入される。振動篩１５の最上網に残った平均粒径４ｍｍ以上の粗粒子Ｃ２は、ロッドミル１３により付着したセシウムがほとんど除去され、除染の必要性が低いため、所定の場所に積載される。

除染プラントは振動篩１５の下流にｐＨ調整槽１７を備えている。ｐＨ調整槽１７には、処理水Ｗ１と、ｐＨ調整用のＮａＯＨ等が貯留されている。振動篩１５の最上網を下った平均粒径４ｍｍ未満の粗粒子Ｃ３はｐＨ調整槽１７に投入される。

除染プラントはｐＨ調整槽１７の下流に高速ブランジャー２１を備えている。ｐＨ調整槽１７でｐＨ調整された分散系Ｄ２はポンプ１９によって高速ブランジャー２１のタンク内に投入される。高速ブランジャー２１の特性は上記のとおりである。タンク内にはビーズが混入されている。高速ブランジャー２１により、分散系Ｄ２に対し、高せん断応力を付与しつつ分散を行う。

この際、ｐＨを調整した水を含む分散媒によって汚染土壌Ｃ１を洗浄する。また、汚染土壌を洗浄しつつ高せん断応力を付与し、セシウムが粒子から剥離し易い。こうして、スラリーＤ３が得られる。このスラリーＤ３では、汚染微粒子と処理済み粒子とが共存している。

除染プラントは高速ブランジャー２１の下流にスラリー保管槽２５を備えている。高速ブランジャー２１で得られたスラリーＤ３は、ポンプ２３によってスラリー保管槽２５内に投入される。

除染プラントはスラリー保管槽２５の下流にサイクロン式分級機２９を備えている。スラリー保管槽２５内のスラリーＤ３はポンプ２７によってサイクロン式分級機２９によって分級される。サイクロン式分級機２９の下端から排出される平均粒径０．５〜４ｍｍの微粒子Ｃ４は、高速ブランジャー２１により付着したセシウムがほとんど除去され、除染の必要性が低いため、所定の場所に積載される。粗粒子Ｃ２及び微粒子Ｃ４が処理済み粒子である。処理済み粒子は平均粒径０．５ｍｍ以下の微粒子Ｃ５が除かれたものであるため、高い洗浄度でセシウムが除染されている。

除染プラントはサイクロン式分級機２９の下流に原水槽３１を備えている。サイクロン式分級機２９の上端から排出される平均粒径０．５ｍｍ以下の汚染微粒子Ｃ５を含むスラリーＤ４は原水槽３１に投入される。

除染プラントは原水槽３１の下流にシックナー３５を備えている。原水槽３１内のスラリーＤ４はポンプ３３によってシックナー３５内に投入される。

除染プラントはシックナー３５の下流に処理水槽３７及びスラリー貯留槽４３を備えている。処理水槽３７には、シックナー３５で得られた上澄み水Ｗ２が貯留される。上澄み水Ｗ２は、ポンプ３９によって処理水Ｗ１としてロッドミル１３等に搬送される。また、シックナー３５で得られたスラリーＤ５は、ポンプ４１によってスラリー貯留槽４３に投入される。

除染プラントはスラリー貯留槽４３の下流にフィルタープレス４７を備えている。フィルタープレス４７は図示しない放射能隔壁によって隔離されている。また、このフィルタープレス４７は搬送装置４７ａを有している。スラリー貯留槽４３内のスラリーＤ５はポンプ４５によりフィルタープレス４７に搬送される。フィルタープレス４７はスラリーＤ５が含有する平均粒径０．５ｍｍ以下の汚染微粒子Ｃ５をケーキＤ６とする。ケーキＤ６は搬送装置４７ａによって自動的に格納される。フィルタープレス４５で得られた処理済み水Ｗ３は原水槽３１に還流される。

こうして、この除染プラントによれば、セシウムによって汚染された汚染土壌Ｃ１を有効に除染可能である。

以上において、本発明を試験１〜４及び実施例に即して説明したが、本発明は上記試験１〜４及び実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、高速ブランジャー２１に直接ｐＨ調整のためのＮａＯＨ等を投入してもよい。また、サイクロン式分級機２９の代わりに篩や水簸を採用することもできる。

本発明は、放射性元素によって汚染された汚染土壌の除染に利用可能である。

Ｃ１…汚染土壌
Ｄ１…分散系
１７、２１…高せん断分散装置
Ｄ３…スラリー
２９、３５、４７…分級装置
２９…水流式分級機（サイクロン式分級機）
Ｄ６…ケーキ
４７…フィルタープレス
４７ａ…搬送装置
３５…シックナー

Claims (8)

1. 放射性元素によって汚染された汚染土壌を除染するための除染プラントであって、
   水を含む分散媒中に該汚染土壌を分散質として分散した分散系を形成し、該分散系に対し、ｐＨを調整するとともに、高せん断応力を付与しつつ分散を行うことにより、スラリーを得る高せん断分散装置と、
   該スラリーに対し、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う分級装置とを備えていることを特徴とする汚染土壌の除染プラント。
2. 前記高せん断分散装置は、前記分散系にビーズを混入して分散を行うものである請求項１記載の汚染土壌の除染プラント。
3. 前記分級装置は、前記スラリーから水流によって前記汚染微粒子と前記処理済み粒子とを得る水流式分級機と、
   該水流式分級機の下流に設けられ、該汚染微粒子をケーキとするフィルタープレスとを有する請求項１又は２記載の汚染土壌の除染プラント。
4. 前記水流式分級機は、前記汚染微粒子を平均粒径が３０μｍ以下で分級する請求項３記載の汚染土壌の除染プラント。
5. 前記フィルタープレスは、前記ケーキを自動的に格納可能な搬送装置を有する請求項３又は４記載の汚染土壌の除染プラント。
6. 前記分級装置は、前記フィルタープレスで得られた処理済み水を再利用するためのシックナーを有している請求項３乃至５のいずれか１項記載の汚染土壌の除染プラント。
7. 放射性元素によって汚染された汚染土壌を除染するための洗浄方法であって、
   水を含む分散媒中に該汚染土壌を分散質として分散した分散系を形成し、該分散系に対し、ｐＨを調整するとともに、高せん断応力を付与しつつ分散を行うことにより、スラリーを得る高せん断分散工程と、
   該スラリーに対し、平均粒径が０．５ｍｍ以下の汚染微粒子と、残余の処理済み粒子との分級を行う分級工程とを備えていることを特徴とする汚染土壌の除染方法。
8. 前記高せん断分散工程では、前記分散系をｐＨ１０〜１１に調整する請求項７記載の汚染土壌の除染方法。

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