JP2014010144A

JP2014010144A - 放射性セシウムを含む水の浄化方法

Info

Publication number: JP2014010144A
Application number: JP2012159020A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Sawada; 重美澤田; Kikuo Kaneda; 喜久雄金田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20

Abstract

【課題】水に溶解または藻や土壌に固着している放射性セシウムを含む汚染水から放射性セシウムを汚泥と共に分離し、水を浄化することを目的とする。
【解決手段】放射性セシウムを含む汚染水にフェロシアン化金属化合物を印加したゼオライトの吸着材と無機系凝集沈殿剤を添加して、汚染水から放射性セシウムを含む汚泥を分離し、水を浄化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電事故によって飛散した放射性物質により汚染された水の浄化方法に関する。

東日本大震災のひとつである福島原子力発電所の事故により、放射性物質が広範囲の周辺地域に飛散して、土壌や、河川、海洋等に放出され極めて深刻な状況になっている。

これらの放出された主な放射性物質としては放射性ヨウ素ー１３１、放射性セシウムー１３４、放射性セシウムー１３７が挙げられる。放射性ヨウ素−１３１は大気中から降雨とともに土壌に移行されるが、土壌吸着が比較的少なく、降雨の度に土壌下方に移行するが、放射性ヨウ素ー１３１の半減期は８日なので原子力発電所からの漏洩が止まればあまり問題にならない。

一方、放射性セシウムー１３４、放射性セシウムー１３７は半減期がそれぞれ約２年、約３０年と長く除染対策が必要になる。放射性セシウムー１３４、放射性セシウムー１３７は一価の陽イオンであるが、これらはほとんど大気中から降雨等により水や土壌に移行するが、水の場合は、大部分が藻や水底の土壌に多量に存在する雲母などに固着して溶出しなくなる。それが水の底に沈殿または浮上して汚泥となって水を汚染する。従って、河川や海洋に放射性物質を含む汚泥を流失させないように、池、あるいは大規模な貯蔵池等の底に沈殿または浮上する汚泥から放射性物質を最大限に凝縮して回収保管し、処理水は安全性を確認してから放流する必要がある。

従来、放射性物質を含む溶液から放射性物質を除去する方法として、ゼオライトやフェロシアン化金属化合物を添着したゼオライトを吸着材として用いることが提案されている。（例えば特許文献１、特許文献２）

特開昭５６−７９９９９特開平０４−２１９１０３

しかしながら、従来の特開昭５６−７９９９９（特許文献１）の方法のようにゼオライトにフェロシアン化合物を添着した吸着材を用いて放射性セシウムを含む廃液を通す方法では、流水によりゼオライトに添着したフェロシアン化金属化合物の脱落に伴って吸着された放射性セシウムが離脱する問題があった。また、放射性セシウムは土壌中に存在する雲母等の土壌成分の一部と特異的に固着し容易に離脱しないため、吸着材に吸着されない場合があるという問題もある。

また、従来の特開平０４−２１９１０３（特許文献２）の方法では、ゼオライト単独のため放射性セシウムの吸着能力が不十分で、放射性セシウムを除去できない問題があった。

本発明は、前記の問題を解決して、水に溶解または藻や土壌に固着している放射性セシウムを含む汚染水から放射性セシウムを汚泥と共に分離し、水を浄化することを目的とする。

故に、第１の方法は、放射性セシウムを含む汚染水を浄化する方法において、前記放射性セシウムを汚染水にフェロシアン化金属化合物をゼオライトに印加した吸着材を添加し放射性セシウム吸着処理し、次に凝集沈殿剤を添加して汚泥及び吸着材を凝集沈澱処理し、前記汚染水から放射性セシウムを汚泥と共に分離することを特徴とする水の浄化方法である。

また、第２の方法は、前記凝集沈殿剤が無機系凝集剤であることを特徴とする請求項１の水の浄化方法である。

更にまた、第３の方法は、前記凝集剤が硫酸カルシウムを主成分とする凝集沈殿剤であることを特徴とする請求項２の水の浄化方法である。

本発明の吸着材であるフェロシアン化金属化合物を印加したゼオライトは、本願の発明者が既に特願２０１１−２９０６１４で出願したもので、ゼオライト担体からフェロシアン化金属化合物の脱落がなく放射性セシウムの吸着性能が極めて高い。フェロシアン化金属化合物の金属は、遷移金属の銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、鉄あるいはこれらの複合種が挙げられる。本発明の吸着材の平均粒径は水中での沈殿分離性と吸着表面積の増大による吸着性能向上から４０〜１００μｍが好ましい。

本発明に用いられる凝集沈殿材としては汚泥表面電荷の中和力の高く、また放射線への耐久性の観点から無機系凝集沈殿剤が好ましい。汎用性があり金属腐食の恐れがなく、また環境への負荷の少ない硫酸カルシウムを主成分とする凝集沈殿剤がより好ましい。凝集助剤として、凝集促進やＰＨ調整のため例えば硫酸アルミニウム、活性ケイ素、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、消石灰などが添加される。

また、本発明において前述の吸着材添加後、吸着材の吸着力を更に高めるために通常の羽根付モーターによる攪拌と併用して超振動攪拌機を使用することが好ましい。

凝集剤添加後は、フロックを出来るだけ大きくするために羽根付モーターは出来るだけゆっくり回転する必要がある。このときより均一に攪拌するため低周波振動による超振動攪拌機を併用するのが好ましい。

本発明の吸着材は粒径が比較的大きいので、凝集沈澱処理では、本発明の吸着材が沈殿の核の一部となって容易に沈殿分離させることが出来る。
また、吸着材が凝集沈澱処理後の沈殿物に残るために、沈殿物から溶質した放射性セシウムをキャッチして沈殿物からの流出を防ぐことができる。

本発明の汚染水の浄化処理フローを示したものである。

以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

放射性セシウムの降灰により放射能汚染を受けた水泳用２５ｍ用の汚染水を図１の汚染水の浄化処理フローにしたがって処理した。

放射性セシウムの降灰により放射能汚染を受けた水泳用２５ｍ用で、プールの水量約５００トンのプール底から１５ｃｍ以上の約４７０トンの水には放射性セシウムをＧＭ管式測定器で放射性セシウムを測定した結果３０Ｂｑ／ｋｇ、水のＰＨ＝７．２であり排水基準以下だったので、水底の汚泥を掻き乱さないように上澄み水を排出した。

前記プールの残り底から１５ｃｍ以下の水と汚泥の混合物合計３０トン（放射性セシウム：１４４００Ｂｑ／ｋｇ）をポンプでタンクに吸い上げた。これに平均粒径５２μｍのフェロシアン化胴を印加したゼオライト１５ｋｇを添加して攪拌用羽付モーターを用いて回転数２５０ＲＰＭで強制攪拌した。また、低周波振動による超振動攪拌機（日本テクノ株式会社製）を併用して攪拌した。３０分後硫酸カルシウムを主成分とする無機系凝集沈殿剤ノーヴルシード（有限会社道南汚泥リサイクルセンター製）６０ｋｇを添加し、攪拌用モーターの回転数７０ＲＰＭに低下させて緩速攪拌した。処理後の上澄み水（処理水）の放射性セシウムの測定結果０Ｂｑ／ｋｇ、また処理水のＰＨ＝７．２であり、排水基準である放射性セシウムー１３４：６０Ｂｑ／ｋｇ以下、放射性セシウムー１３７：９０Ｂｑ／ｋｇ以下、処理水のＰＨ＝５．８〜８．６の条件を満足し放流可能となった。

本発明は、放射能物質より汚染された水から、水に溶解または藻や土壌に固着している放射性セシウムを汚泥と共に分離し水を浄化する方法を提供するものである。

Claims

放射性セシウムを含む汚染水を浄化する方法において、前記放射性セシウムを含む汚染水にフェロシアン化金属化合物をゼオライトに印加した吸着材を添加して放射性セシウム吸着処理し、次に凝集沈殿剤を添加して汚泥及び吸着材を凝集沈澱処理し、前期汚染水から放射性セシウムを汚泥と共に分離することを特徴とする水の浄化方法。
前記凝集沈殿剤が無機系凝集剤であることを特徴とする請求項１の水の浄化方法。
前記凝集剤が硫酸カルシウムを主成分とする凝集沈殿剤であることを特徴とする請求項２の水の浄化方法。