JP2014048231A - Decontamination waste liquid processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a decontamination waste liquid processing method capable of suppressing a usage amount of an anion exchange resin and a cation exchange resin while using an organic acid containing a nitrogen and reducing an ion exchange resin as a secondary waste.SOLUTION: A decontamination waste liquid processing method includes: a decomposition step S30 of decomposing at least an oxalic acid by heating a treated water which contains the oxalic acid, an organic acid containing a nitrogen and a nickel eluted from an object to be decontaminated by the organic acid at the decomposition starting temperature or higher of the oxalic acid and the decomposition starting temperature or lower of the organic acid containing the nitrogen; and a removal step S40 of removing the organic acid containing the nitrogen and the nickel in the treated water by a cation exchange resin and an anion exchange resin after the decomposition step S30.

Description

本発明は、系統除染等に適用される除染廃液処理方法に関する。   The present invention relates to a decontamination waste liquid treatment method applied to system decontamination and the like.

一般に、原子炉等の原子力プラントは、多数の機器や配管等の部材により構成されている。これらの部材を長期にわたって使用していると、例えば、部材を構成する金属の腐食等の要因により、部材の表面にコバルト等の放射性核種を含む酸化被膜が付着することがある。このため、これらの部材の周囲では放射線量が高まる場合がある。そこで、定期点検時等において、当該部材の表面から酸化皮膜を除去する必要があり、例えば、部材の化学除染が実施されている。   In general, a nuclear power plant such as a nuclear reactor is composed of a large number of devices and members such as piping. When these members are used over a long period of time, an oxide film containing a radionuclide such as cobalt may adhere to the surface of the member due to factors such as corrosion of the metal constituting the member. For this reason, the radiation dose may increase around these members. Therefore, it is necessary to remove the oxide film from the surface of the member at the time of periodic inspection, for example, chemical decontamination of the member is performed.

化学除染の方法としては、以下に示す技術が知られている。即ち、部材を過マンガン酸水溶液中に浸漬して、該部材の表面に付着した酸化被膜に含まれるクロム系酸化物中のクロムをCr3+からCr6+として酸化溶出する。次に、シュウ酸等の有機酸を添加して、酸化被膜の主要成分である鉄系酸化物中の鉄をFe2+として還元溶出する。このとき、放射性核種も同時に溶出される。そして、イオンを含むイオン交換樹脂に接触させて、上記の水溶液から放射性物質を処理水の中に溶出して、放射性物質を除去することが可能である。この際、処理水中に溶出している放射性物質をイオン交換樹脂で吸着し除去すると、イオン交換樹脂が二次廃棄物となる。 The following techniques are known as chemical decontamination methods. That is, the member is immersed in a permanganic acid aqueous solution, and chromium in the chromium-based oxide contained in the oxide film attached to the surface of the member is oxidized and eluted from Cr 3+ to Cr 6+ . Next, an organic acid such as oxalic acid is added to reduce and elute iron in the iron-based oxide, which is the main component of the oxide film, as Fe 2+ . At this time, the radionuclide is also eluted simultaneously. Then, the radioactive substance can be removed by contacting the ion exchange resin containing ions and eluting the radioactive substance from the aqueous solution into the treated water. At this time, if the radioactive substance eluted in the treated water is adsorbed and removed by the ion exchange resin, the ion exchange resin becomes secondary waste.

除去される放射性物質の種類により、使用されるイオン交換樹脂の種類は大きく分けて二つに分類できる。金属イオン等の除去に使用されるカチオン交換樹脂と、処理水に含まれているシュウ酸等の添加物の除去に使用されるアニオン樹脂とである。カチオン交換樹脂は、処理水中のわずかな金属イオン等を除去するため使用されるので使用量が少なく、廃棄量はそれほど多くならないが、金属イオン等は放射性核種を含むことが多いため処理が非常に難しい高線量の二次廃棄物となる。一方、アニオン交換樹脂は、処理水の大部分を占める添加物等を除去するために使用されるので使用量が多く、廃棄量が膨大になるが、焼却処理等が可能な低線量の二次廃棄物となる。これらのような二次廃棄物量の削減方法として、例えば、特許文献1に記載の方法が開示されている。   Depending on the type of radioactive material to be removed, the types of ion exchange resins used can be broadly classified into two. A cation exchange resin used for removing metal ions and the like, and an anion resin used for removing additives such as oxalic acid contained in the treated water. Cation exchange resin is used to remove a small amount of metal ions in the treated water, so the amount used is small and the amount of waste does not increase so much, but metal ions etc. often contain radionuclides, so the treatment is very Difficult high-dose secondary waste. On the other hand, anion exchange resins are used to remove additives that occupy most of the treated water, so the amount used is large and the amount of waste is enormous. It becomes waste. As a method for reducing the amount of secondary waste as described above, for example, a method described in Patent Document 1 is disclosed.

特許文献1に記載の方法では、有機酸を含む化学薬液を用いて除染対象物に付着した放射性物質を除去し、残った有機酸を含む除染廃液を処理する有機酸除染廃液の乾式熱分解方法によって、イオン交換樹脂を用いずに廃液を処理し、廃棄物量を削減できる。   In the method described in Patent Document 1, a dry type organic acid decontamination waste liquid that removes radioactive substances attached to an object to be decontaminated using a chemical solution containing an organic acid and treats the remaining decontamination waste liquid containing an organic acid. By the thermal decomposition method, waste liquid can be treated without using an ion exchange resin, and the amount of waste can be reduced.

しかし、イオン交換樹脂は、原子力プラント等では、使用実績があるため、依然として一般的な化学洗浄において多く使用されている。
ここで、除染対象物となる原子力プラントの配管等の部材は、鉄を多く含むステンレス鋼だけでなく、ニッケルをベースとするインコネル等のニッケル基合金も多く使用されており、これらの複数の材料で形成された複数の部材から構成されている。シュウ酸を用いた化学除染では、除染対象物がこれらのような部材のようにニッケルを多く含むと、酸化被膜から鉄を還元溶出するためのシュウ酸と、部材中に含まれるニッケルとが反応してシュウ酸ニッケルを生成し、ステンレス鋼の表面に析出し、ステンレス鋼に付着した酸化被膜とシュウ酸との反応を阻害してしまう。そのため、次第に還元溶出の効率が低下してしまい、除染対象物を十分に除染できなくなってしまう。そこで、ピコリン酸などの窒素を含む有機酸を添加することで、ニッケルの溶解を促進させて、除染性能を維持し改善する方法がある。
However, since ion exchange resins have been used in nuclear power plants and the like, they are still widely used in general chemical cleaning.
Here, not only stainless steel containing a large amount of iron but also nickel-based alloys such as nickel-based inconel are used as members of nuclear power plant pipes to be decontaminated. It consists of a plurality of members made of material. In chemical decontamination using oxalic acid, if the object to be decontaminated contains a lot of nickel as in these members, oxalic acid for reducing and eluting iron from the oxide film and nickel contained in the member Reacts to produce nickel oxalate, which is deposited on the surface of the stainless steel and inhibits the reaction between the oxide film adhering to the stainless steel and oxalic acid. Therefore, the efficiency of reductive elution gradually decreases, and the decontamination target cannot be sufficiently decontaminated. Therefore, there is a method of maintaining and improving the decontamination performance by promoting the dissolution of nickel by adding an organic acid containing nitrogen such as picolinic acid.

特開2003−194995号公報JP 2003-19495 A

しかしながら、窒素を含む有機酸は、化学除染後に熱分解を行ってもアンモニアが残留してしまい、これを除去するための高線量のカチオン交換樹脂の使用量が増加しまうことによって、処分の困難な二次廃棄物が増加してしまう。一方、熱分解を行わずに除去しようとすると大量のアニオンイオン樹脂の使用量が増加してしまい、二次廃棄物量が大幅に増加してしまうという問題があった。   However, organic acids containing nitrogen are difficult to dispose of because ammonia remains even after pyrolysis after chemical decontamination, increasing the amount of high-dose cation exchange resin used to remove it. Secondary waste increases. On the other hand, if it is attempted to remove without thermal decomposition, there is a problem that the amount of a large amount of anion ion resin used increases and the amount of secondary waste increases significantly.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、窒素を含む有機酸を使用しながらアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の使用量を抑え、二次廃棄物となるイオン交換樹脂の低減させることが可能な除染廃液処理方法を提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and suppresses the use amount of anion exchange resin and cation exchange resin while using an organic acid containing nitrogen, thereby reducing the amount of ion exchange resin that becomes secondary waste. A decontamination waste liquid treatment method that can be reduced is provided.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る除染廃液処理方法は、シュウ酸、窒素を含む有機酸、及び、該有機酸によって除染対象物から溶出させたニッケルを含む処理水を、前記シュウ酸の分解開始温度以上、前記窒素を含む有機酸の分解開始温度以下の温度で、前記処理水を加熱することで少なくともシュウ酸を分解する分解工程と、該分解工程の後に、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂によって前記処理水中の前記窒素を含む有機酸及び前記ニッケルを除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
In the decontamination waste liquid treatment method according to one embodiment of the present invention, oxalic acid, nitrogen-containing organic acid, and treated water containing nickel eluted from the decontamination target by the organic acid are used to start decomposition of the oxalic acid. A decomposition step of decomposing at least oxalic acid by heating the treated water at a temperature equal to or higher than the temperature and equal to or lower than a decomposition start temperature of the organic acid containing nitrogen, and after the decomposition step, by a cation exchange resin and an anion exchange resin A removal step of removing the organic acid containing nitrogen and the nickel in the treated water.

このような構成によれば、シュウ酸のみが分解を顕著に開始し始める分解開始温度以上で加熱を行うことで、処理水中に含まれるシュウ酸を炭素と水とに分解することができ、処理水中の大部分のシュウ酸を除去することができる。これによって、アニオン交換樹脂でシュウ酸を除去する必要がなくなり、アニオン交換樹脂の使用量を低減できる。また、加熱温度が窒素を含む有機酸の分解開始温度よりも低いため、窒素を含む有機酸の分解は進まず、アンモニアをほとんど発生させない。これにより、高線量の二次廃棄物となるカチオンイオン樹脂の使用量を増加させることがない。すなわち、高線量であるカチオン交換樹脂の使用量を増加させずに、低線量の二次廃棄物であるアニオン交換樹脂の使用量を低減することで、除染に使用され二次廃棄物となるイオン交換樹脂の使用量を低減することができる。   According to such a configuration, oxalic acid contained in the treated water can be decomposed into carbon and water by heating at or above the decomposition start temperature at which only oxalic acid begins to significantly start decomposition. Most of the oxalic acid in the water can be removed. This eliminates the need to remove oxalic acid with an anion exchange resin, thereby reducing the amount of anion exchange resin used. Further, since the heating temperature is lower than the decomposition start temperature of the organic acid containing nitrogen, the decomposition of the organic acid containing nitrogen does not proceed and hardly generates ammonia. Thereby, the usage-amount of the cation ion resin used as a high dose secondary waste is not increased. In other words, by reducing the amount of low-dose secondary waste anion exchange resin without increasing the amount of high-dose cation exchange resin used, it is used for decontamination and becomes secondary waste. The amount of ion exchange resin used can be reduced.

また、本発明の他の態様に係る除染廃液処理方法は、前記窒素を含む有機酸が、ピコリン酸であることを特徴とする。   The decontamination waste liquid treatment method according to another aspect of the present invention is characterized in that the organic acid containing nitrogen is picolinic acid.

このような構成によれば、シュウ酸との分解開始温度とピコリン酸の分解開始温度とが大きく離れているため、シュウ酸のみを熱分解させる温度の設定を容易に行うことができ、シュウ酸のみの分解を効率的に実施することができる。   According to such a configuration, since the decomposition start temperature of oxalic acid and the decomposition start temperature of picolinic acid are far apart, it is possible to easily set the temperature at which only oxalic acid is thermally decomposed. Only the decomposition can be carried out efficiently.

さらに、本発明の他の態様に係る除染廃液処理方法は、前記分解工程の後に、処理水中の酸素濃度を上昇させる酸素濃度上昇工程と、前記酸素濃度上昇工程の後に処理水を再び加熱し分解する再分解工程とを備えることを特徴とする。   Furthermore, in the decontamination waste liquid treatment method according to another aspect of the present invention, an oxygen concentration increasing step for increasing the oxygen concentration in the treated water after the decomposition step, and heating the treated water again after the oxygen concentration increasing step. And a re-decomposing step for decomposing.

このような構成によれば、処理水中の酸素濃度を上昇させてから、再び熱分解を実施することで、分解工程では熱分解しきれなったシュウ酸をほとんど分解することができる。これにより、処理水中のシュウ酸のほとんどを熱分解することが可能となり、アニオン交換樹脂で除去すべきシュウ酸がほとんどなくなり、アニオン交換樹脂の使用量をされに低減することができる。   According to such a configuration, by increasing the oxygen concentration in the treated water and then performing thermal decomposition again, most of the oxalic acid that could not be thermally decomposed in the decomposition step can be decomposed. As a result, most of the oxalic acid in the treated water can be thermally decomposed, and there is almost no oxalic acid to be removed by the anion exchange resin, so that the amount of the anion exchange resin used can be reduced.

さらに、本発明の他の態様に係る除染廃液処理方法は、シュウ酸を処理水に添加し、除染対象物に付着する鉄を還元溶出させるシュウ酸還元工程と、前記シュウ酸還元工程の後、シュウ酸の分解開始温度以上で、前記処理水を加熱して前記シュウ酸を分解するシュウ酸分解工程と前記シュウ酸分解工程の後に、窒素を含む有機酸を前記処理水に添加して、前記除染対象物に付着するニッケルの還元溶出を行う有機酸還元工程を備えることを特徴とする。   Furthermore, the decontamination waste liquid treatment method according to another aspect of the present invention includes an oxalic acid reduction step of adding oxalic acid to treated water to reduce and elute iron adhering to a decontamination target, and the oxalic acid reduction step. Then, after the decomposition start temperature of oxalic acid or higher, the treated water is heated to decompose the oxalic acid, and after the oxalic acid decomposition step, an organic acid containing nitrogen is added to the treated water. And an organic acid reducing step for reducing and eluting nickel adhering to the decontamination object.

このような構成によれば、シュウ酸を添加し鉄の還元溶出を実施した後にシュウ酸分解工程を行うことで、窒素を含む有機酸が含まれていない処理水を熱分解することとなる。これによって、シュウ酸と共にピコリン酸が分解されてアンモニアが発生することがなく、シュウ酸のみに特化して分解を行うことができる。したがって、処理水にアンモニアが含有されることがないため、確実にカチオン交換樹脂の使用量を低減させることができる。   According to such a configuration, treated water that does not contain nitrogen-containing organic acid is thermally decomposed by performing the oxalic acid decomposition step after adding oxalic acid and carrying out reductive elution of iron. Thus, picolinic acid is not decomposed together with oxalic acid and ammonia is not generated, and decomposition can be performed only for oxalic acid. Therefore, since the treated water does not contain ammonia, the amount of cation exchange resin used can be reliably reduced.

また、本発明の他の態様に係る除染廃液処理方法は、シュウ酸、窒素を含む有機酸、及び、該有機酸によって除染対象物から溶出させたニッケルを含む処理水を、カチオン交換樹脂に通水することで、放射性核種を除去する放射性核種除去工程と、前記放射性核種除去工程の後で、前記処理水を加熱することで前記シュウ酸及び前記窒素を含む有機酸を分解する分解工程と、前記分解工程の後に、カチオン交換樹脂を通水させることで、前記窒素を含む有機酸から発生したアンモニアを除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。   Moreover, the decontamination waste liquid treatment method according to another aspect of the present invention includes a cation exchange resin containing treated water containing oxalic acid, an organic acid containing nitrogen, and nickel eluted from the decontamination object by the organic acid. A radionuclide removal step for removing the radionuclide by passing water through, and a decomposition step for decomposing the organic acid containing oxalic acid and nitrogen by heating the treated water after the radionuclide removal step And a removal step of removing ammonia generated from the organic acid containing nitrogen by passing water through a cation exchange resin after the decomposition step.

このような構成によれば、放射性核種除去工程で放射能性核種を事前に処理水から除去した上で、シュウ酸と、窒素を含む有機酸を共に熱分解によって分解する。これによりシュウ酸は、炭酸と水とに分解されイオン交換樹脂を使用せずに除去できる。また、窒素を含む有機酸は、分解によってアンモニアを発生させ、カチオン交換樹脂によって除去される。事前に放射性核種を除去しているため、わずかに放射線によって汚染されているだけのアンモニアを除去するカチオン交換樹脂は低線量となる。これによって、高線量のカチオン交換樹脂の使用量を増加させることなく、アニオン交換樹脂の使用量も低減でき、二次廃棄物となるイオン交換樹脂の量を低減することができる。   According to such a configuration, the radionuclide is previously removed from the treated water in the radionuclide removal step, and then oxalic acid and the organic acid containing nitrogen are both decomposed by thermal decomposition. As a result, oxalic acid is decomposed into carbonic acid and water and can be removed without using an ion exchange resin. Moreover, the organic acid containing nitrogen generates ammonia by decomposition and is removed by the cation exchange resin. Since the radionuclide is removed in advance, a cation exchange resin that removes ammonia that is slightly contaminated by radiation is low in dose. Accordingly, the amount of anion exchange resin used can be reduced without increasing the amount of cation exchange resin used at a high dose, and the amount of ion exchange resin as secondary waste can be reduced.

本発明の除染廃液処理方法によれば、窒素を含む有機酸を熱分解せずに、シュウ酸のみを熱分解によって除去することによって、窒素を含む有機酸を使用しながらアニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂の使用量を抑え、二次廃棄物となるイオン交換樹脂の低減させることが可能な除染廃液処理方法を提供するものである。   According to the decontamination waste liquid treatment method of the present invention, an anion exchange resin and a cation can be used while using an organic acid containing nitrogen by removing only oxalic acid by thermal decomposition without thermally decomposing the organic acid containing nitrogen. The present invention provides a decontamination waste liquid treatment method that can reduce the amount of exchange resin used and reduce ion exchange resin as secondary waste.

本発明の第一実施形態に係る化学洗浄方法の対象となる除染対象物の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the decontamination target object used as the object of the chemical cleaning method which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態に係る化学洗浄方法の行程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the chemical cleaning method which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態に係る化学洗浄方法の行程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the chemical cleaning method which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態に係る化学洗浄方法の行程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the chemical cleaning method which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態に係る化学洗浄方法の行程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the chemical cleaning method which concerns on 4th embodiment of this invention.

以下、図面を参照し、本実施形態に係る除染装置を用いた除染方法について説明する。
まず、本実施形態の対象となる除染対象物Zについて説明する。
本実施形態の対象となる除染対象物Zは、原子力プラントを構成する配管、容器、各種機器等の部品であって、炉水が接触する部品である。
Hereinafter, a decontamination method using the decontamination apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the decontamination target Z that is an object of the present embodiment will be described.
The decontamination target Z that is the target of this embodiment is a part such as piping, containers, and various devices that constitute a nuclear power plant, and is a part that makes contact with reactor water.

ここで、原子力プラントとしては、例えば、図1に示すように、加圧水型原子炉50を備えている原子力発電プラントPがある。   Here, as the nuclear power plant, for example, as shown in FIG. 1, there is a nuclear power plant P including a pressurized water reactor 50.

この原子力発電プラントPは、燃料棒51等が収納される加圧水型原子炉50と、加圧水型原子炉50内の一次冷却水(軽水)の沸騰を抑えるために一次冷却水を加圧する加圧器52と、一次冷却水の熱により二次冷却水を蒸気にする蒸気発生器53と、蒸気発生器53からの一次冷却水を加圧水型原子炉50に戻す冷却材ポンプ54と、蒸気発生器53で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン56と、蒸気タービン56の駆動で発電する発電機57と、蒸気タービン56からの蒸気を水に戻す復水器58と、復水器58からの水を蒸気発生器53に戻す給水ポンプ59とを備えている。   The nuclear power plant P includes a pressurized water reactor 50 in which fuel rods 51 and the like are accommodated, and a pressurizer 52 that pressurizes the primary cooling water in order to suppress boiling of the primary cooling water (light water) in the pressurized water reactor 50. A steam generator 53 that turns the secondary cooling water into steam by the heat of the primary cooling water, a coolant pump 54 that returns the primary cooling water from the steam generator 53 to the pressurized water reactor 50, and the steam generator 53 A steam turbine 56 driven by the generated steam, a generator 57 that generates electric power by driving the steam turbine 56, a condenser 58 for returning steam from the steam turbine 56 to water, and water from the condenser 58 are generated by steam. The water supply pump 59 which returns to the vessel 53 is provided.

この加圧水型原子炉50と蒸気発生器53とは一次冷却水配管55a,55bで接続され、蒸気発生器53と蒸気タービン56とは蒸気配管55cで接続され、復水器58と蒸気タービン56とは給水配管55dで接続されている。   The pressurized water reactor 50 and the steam generator 53 are connected by primary cooling water pipes 55a and 55b, the steam generator 53 and the steam turbine 56 are connected by a steam pipe 55c, and the condenser 58 and the steam turbine 56 are connected to each other. Are connected by a water supply pipe 55d.

このように構成された原子力発電プラントPにおいて、炉水、即ち一次冷却水に接する部材である一次冷却系部材(以下、「除染対象物Z」と称する。)としては、加圧水型原子炉50、加圧器52、蒸気発生器53、冷却材ポンプ54、これらを接続する一次冷却水配管55a,55b、この一次冷却水配管55a,55b等に設けられている各種弁等がある。これら除染対象物Zは、鉄を主成分としてクロムやニッケルを含むステンレス鋼やニッケル基合金であるインコネル等で形成されている。   In the nuclear power plant P configured as described above, the pressurized water reactor 50 is used as a primary cooling system member (hereinafter referred to as “decontamination target Z”) that is a member in contact with the reactor water, that is, the primary cooling water. , A pressurizer 52, a steam generator 53, a coolant pump 54, primary cooling water pipes 55a and 55b connecting them, various valves provided in the primary cooling water pipes 55a and 55b, and the like. These decontamination objects Z are formed of stainless steel containing iron as a main component and chromium or nickel, inconel that is a nickel-based alloy, or the like.

この除染対象物Zを構成する金属元素は、わずかに炉水に溶出して、一部が加圧水型原子炉50内の燃料棒51表面に付着する。該燃料棒51の表面に付着した金属元素は、燃料から中性子線が照射させることにより、原子核反応を起こして、クロム、ニッケル、コバルト等の放射性核種となる。これら放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒51表面に付着したままであるが、その一部が炉水中に溶出されたり、不溶性固体として放出されたりする。炉水中に溶出又は放出された放射性核種は、除染対象物Zの炉水接触面に付着し、この炉水接触面に鉄を主成分とする酸化皮膜を形成する。このため、除染対象物Z近傍で作業する作業員は、部品に形成された酸化皮膜中の放射性核種からの放射線に曝されることになる。   The metal element constituting the decontamination object Z is slightly eluted in the reactor water, and a part thereof adheres to the surface of the fuel rod 51 in the pressurized water reactor 50. The metal element adhering to the surface of the fuel rod 51 undergoes a nuclear reaction when irradiated with neutron rays from the fuel, and becomes a radionuclide such as chromium, nickel, and cobalt. Most of these radionuclides remain attached to the surface of the fuel rod 51 in the form of oxides, but some of them are eluted into the reactor water or released as insoluble solids. The radionuclide eluted or released in the reactor water adheres to the reactor water contact surface of the decontamination object Z, and forms an oxide film mainly composed of iron on the reactor water contact surface. For this reason, the worker who works in the vicinity of the decontamination target Z is exposed to radiation from the radionuclide in the oxide film formed on the part.

本実施形態は、上記で説明した原子力発電プラントPの系統除染に関するもので、除染対象物Zである配管等の内部を一次冷却水が原子力プラント内を循環するように化学溶液である処理水Wを循環させながら、除染対象物Zの内表面に付着している放射性核種を含んだ酸化被膜を除去した処理水Wを除染する除染廃液処理方法である。   The present embodiment relates to the system decontamination of the nuclear power plant P described above, and is a treatment that is a chemical solution so that the primary cooling water circulates in the nuclear power plant inside the piping that is the decontamination target Z. This is a decontamination waste liquid treatment method for decontaminating the treated water W from which the oxide film containing the radionuclide adhering to the inner surface of the decontamination target Z is removed while circulating the water W.

図2に示すように、第一実施形態の除染廃液処理方法は、酸化工程S10と、還元工程S20と、分解工程S30と、除去工程S40とを備えている。   As shown in FIG. 2, the decontamination waste liquid treatment method of the first embodiment includes an oxidation step S10, a reduction step S20, a decomposition step S30, and a removal step S40.

まず、酸化工程S10を実行する。
即ち、酸化工程S10は、処理水Wに酸化剤として過マンガン酸を添加し、除染対象物Z内部に酸化剤を添加した処理水Wを供給し循環させる。除染対象物Z内部に酸化剤を添加した処理水Wを循環させることで、除染対象物Zである酸化被膜中のクロムがCr6+として酸化溶出し、この放射性核種であるクロムを含有する一次処理水W10が生成される。
なお、酸化剤として用いられるものは過マンガン酸に限定されるものではない。例えば、オゾンや過マンガン酸カリウムなど、クロムを酸化溶出できる添加剤であれば良い。
また、過マンガン酸の添加量については、除染対象となる原子力発電プラントPの規模に応じて適宜決定すれば良い。
First, the oxidation step S10 is performed.
That is, in the oxidation step S10, permanganic acid is added as an oxidizing agent to the treated water W, and the treated water W added with the oxidizing agent is supplied to the inside of the decontamination target Z and circulated. By circulating the treated water W to which the oxidizing agent is added inside the decontamination target Z, chromium in the oxide film as the decontamination target Z is oxidized and eluted as Cr 6+ and contains chromium which is this radionuclide. Primary treated water W10 is generated.
In addition, what is used as an oxidizing agent is not limited to permanganic acid. For example, any additive that can oxidize and elute chromium, such as ozone and potassium permanganate, may be used.
Moreover, what is necessary is just to determine suitably the addition amount of permanganic acid according to the scale of the nuclear power plant P used as the decontamination object.

次に、還元工程S20を実施する。
即ち、還元工程S20は、酸化工程S10を実施後の一次処理水W10に還元剤として、シュウ酸及びピコリン酸を添加し、除染対象物Z内部にこれらの還元剤を添加した一次処理水W10を供給し循環させる。そして、還元工程S20は、加圧ポンプによって加圧し、除染対象物Zを加熱して一次処理水W10を高温にして実施する。加熱温度は80℃から100℃に設定することが好ましく、90℃に設定することがより好ましい。
除染対象物Z内部に還元剤を添加した一次処理水W10を循環させることで、ステンレス鋼に付着する酸化被膜中の鉄がシュウ酸によって還元溶出する。この際の化学式は、以下(1)式で表すことができる。

Figure 2014048231
一方で、インコネルの酸化被膜に含まれるニッケルとシュウ酸とが反応しシュウ酸ニッケルが溶出される。この際の化学式は、以下(2)式で表すことができる。
Figure 2014048231
そして、ピコリン酸がニッケルの溶出を促進し、シュウ酸ニッケルからニッケルを分解する。この際の化学反応式は、以下(3)式で表すことができる。
Figure 2014048231
これらの反応により、一次処理水W10に放射性核種である鉄やニッケルを含有させた二次処理水W20が生成される。 Next, reduction process S20 is implemented.
That is, in the reduction step S20, the primary treated water W10 is obtained by adding oxalic acid and picolinic acid as reducing agents to the primary treated water W10 after the oxidation step S10 and adding these reducing agents inside the decontamination target Z. Supply and circulate. And reduction process S20 pressurizes with a pressure pump, heats decontamination subject Z, and carries out primary treatment water W10 as high temperature. The heating temperature is preferably set to 80 ° C to 100 ° C, and more preferably set to 90 ° C.
By circulating the primary treated water W10 with a reducing agent added inside the decontamination target Z, iron in the oxide film adhering to the stainless steel is reduced and eluted by oxalic acid. The chemical formula at this time can be expressed by the following formula (1).
Figure 2014048231
On the other hand, nickel and oxalic acid contained in the oxide film of Inconel react and nickel oxalate is eluted. The chemical formula at this time can be expressed by the following formula (2).
Figure 2014048231
And picolinic acid promotes elution of nickel and decomposes nickel from nickel oxalate. The chemical reaction formula at this time can be expressed by the following formula (3).
Figure 2014048231
By these reactions, secondary treated water W20 in which iron or nickel that is a radionuclide is contained in primary treated water W10 is generated.

次に、分解工程S30を実施する。
即ち、分解工程S30は、還元工程S20を実施後の二次処理水W20を加圧ポンプで加圧して加熱することで実施する。加熱温度はシュウ酸の分解開始温度と分解終了温度とを加味し、110℃に設定され、24時間にわたって連続して加熱を行いながら、除染対象物Z内部に加熱された二次処理水W20を供給し循環させる。
ここで、分解開始温度とは、添加物が溶液中から顕著に分解を開始する温度であり、例えば、シュウ酸の場合は、昇温速度を55℃/時間としたときに2000ppmのシュウ酸のうち5%以上の分解が見られた温度である110℃となる。一方、分解終了温度とは、添加物が溶液中で分解を終了し検出できなくなる温度であり、例えば、昇温速度を55℃/時間としたときに2000ppmのシュウ酸のうちすべてが分解され検出できなくなる温度である280℃である。
二次処理水W20は、加熱されることによって、二次処理水W20に含まれるシュウ酸が熱分解される。この際の化学反応式は、以下(4)式で表すことができる。
2C+O→4CO+2HO・・・(式4)
加熱温度である110℃は、表1に示すようにピコリン酸の分解開始温度よりも低い温度であり、ピコリン酸はほとんど分解されずに二次処理水W20中に残留する。これにより、二次処理水W20からシュウ酸の多くが除去された三次処理水W30が生成される。
Next, the decomposition step S30 is performed.
That is, decomposition | disassembly process S30 is implemented by pressurizing and heating the secondary treated water W20 after implementing reduction process S20 with a pressure pump. The heating temperature is set to 110 ° C. in consideration of the decomposition start temperature and decomposition end temperature of oxalic acid, and the secondary treated water W20 heated inside the decontamination target Z while continuously heating for 24 hours. Supply and circulate.
Here, the decomposition start temperature is a temperature at which the additive remarkably starts to decompose from the solution. For example, in the case of oxalic acid, 2000 ppm of oxalic acid has a temperature rising rate of 55 ° C./hour. Of these, 110 ° C., which is a temperature at which decomposition of 5% or more was observed. On the other hand, the decomposition end temperature is a temperature at which the additive ends decomposition in the solution and becomes undetectable. For example, when the temperature rising rate is 55 ° C./hour, all of 2000 ppm of oxalic acid is decomposed and detected. It is 280 ° C., which is the temperature at which it cannot be performed.
As the secondary treated water W20 is heated, oxalic acid contained in the secondary treated water W20 is thermally decomposed. The chemical reaction formula at this time can be expressed by the following formula (4).
2C 2 H 2 O 4 + O 2 → 4CO 2 + 2H 2 O (Formula 4)
As shown in Table 1, the heating temperature of 110 ° C. is a temperature lower than the decomposition start temperature of picolinic acid, and picolinic acid remains in the secondary treated water W20 with almost no decomposition. Thereby, the tertiary treated water W30 from which most of the oxalic acid has been removed from the secondary treated water W20 is generated.

Figure 2014048231
Figure 2014048231

最後に、除去工程S40を実施する。
即ち、除去工程S40では、イオン交換樹脂であるカチオン交換樹脂を用いて、三次処理水W30中に含有されているクロム、鉄、ニッケルの放射性核種を除去する。また、同時に、イオン交換樹脂であるアニオン交換樹脂を用いて、三次処理水W30中に残留する放射性核種で汚染された過マンガン酸、ピコリン酸などを除去して、三次処理水W30を除染する。除染された三次処理水W30は次サイクル以降再び処理水Wとして使用される。
Finally, the removal step S40 is performed.
That is, in removal process S40, the radionuclide of chromium, iron, and nickel contained in the tertiary treated water W30 is removed using a cation exchange resin that is an ion exchange resin. At the same time, an anion exchange resin that is an ion exchange resin is used to remove permanganic acid, picolinic acid and the like contaminated with the radionuclide remaining in the tertiary treated water W30, thereby decontaminating the tertiary treated water W30. . The decontaminated tertiary treated water W30 is used again as treated water W after the next cycle.

次に、上記工程の第一実施形態による化学除染方法の作用について説明する。
上記のような除染廃液処理方法によれば、シュウ酸のみが顕著に分解を開始し始める分解開始温度以上である110℃で24時間にわたって加熱しながら分解工程S30を実施することで、二次処理水W20中のシュウ酸のうち80%程度を炭素と水とに熱分解し、処理水W中の大部分のシュウ酸を除去した三次処理水W30を生成することができる。三次処理水W30をアニオン交換樹脂で除去することで、アニオン交換樹脂で除去するシュウ酸がほとんどないため、シュウ酸を分解しない場合と比較して、アニオン樹脂の使用量を約40%程度低減できる。
また、加熱温度がピコリン酸の分解開始温度である170〜190℃に達していないことからほとんど分解されず、ピコリン酸等の窒素を含む有機酸が熱分解されることによって生じるアンモニアもほとんど発生しない。通常、アンモニアはカチオン交換樹脂でなければ除去できないために、除染廃液において放射性核種であるクロムやニッケルと共にカチオン交換樹脂で除去されてしまい、高線量の二次廃棄物となってしまう。しかし、ピコリン酸自体はアニオン交換樹脂で除去が可能なため、ピコリン酸を熱分解せずに化学除染を行うことで、高線量であるカチオン交換樹脂の使用量を増加させない。
ピコリン酸を分解せずにシュウ酸のみを分解することで、高線量であるカチオン交換樹脂による二次廃棄物を増加させずに、低線量であるアニオン交換樹脂による二次廃棄物の使用量を低減することができ、除染に使用され二次廃棄物となるイオン交換樹脂の使用量を大きく低減することが可能となる。
さらに、シュウ酸とピコリン酸を使用して化学除染を実施することで、ステンレス鋼やニッケル基合金を含む除染対象物Zへの除染性能を向上することができる。
Next, the effect | action of the chemical decontamination method by 1st embodiment of the said process is demonstrated.
According to the decontamination waste liquid treatment method as described above, by performing the decomposition step S30 while heating for 24 hours at 110 ° C., which is equal to or higher than the decomposition start temperature at which only oxalic acid starts to start remarkably, About 80% of the oxalic acid in the treated water W20 can be pyrolyzed into carbon and water to produce tertiary treated water W30 from which most of the oxalic acid in the treated water W has been removed. By removing the tertiary treated water W30 with an anion exchange resin, there is almost no oxalic acid to be removed with the anion exchange resin, so the amount of anion resin used can be reduced by about 40% compared to the case where oxalic acid is not decomposed. .
Further, since the heating temperature does not reach 170 to 190 ° C. which is the decomposition start temperature of picolinic acid, it is hardly decomposed, and ammonia generated by pyrolyzing an organic acid containing nitrogen such as picolinic acid is hardly generated. . Normally, ammonia cannot be removed unless it is a cation exchange resin. Therefore, ammonia is removed together with radionuclides such as chromium and nickel by the cation exchange resin in the decontamination waste liquid, resulting in a high-dose secondary waste. However, since picolinic acid itself can be removed with an anion exchange resin, chemical decontamination without thermally decomposing picolinic acid does not increase the amount of high-dose cation exchange resin used.
By decomposing only oxalic acid without decomposing picolinic acid, the amount of secondary waste by low-dose anion exchange resin can be reduced without increasing secondary waste by high-dose cation exchange resin. The amount of ion exchange resin used for decontamination and becoming secondary waste can be greatly reduced.
Furthermore, by performing chemical decontamination using oxalic acid and picolinic acid, it is possible to improve the decontamination performance of the decontamination object Z including stainless steel and nickel-based alloy.

また、ニッケルを溶出するための窒素を含む有機酸の添加剤として、ピコリン酸を用いることで、高い除染性能を維持することができる。さらに、シュウ酸と分解開始温度が大きく離れているため、分解工程S30でシュウ酸のみを熱分解させる温度の設定を容易に行うことができ、シュウ酸のみの分解を効率的に実施することができる。   Moreover, high decontamination performance can be maintained by using picolinic acid as an additive for an organic acid containing nitrogen for eluting nickel. Furthermore, since the decomposition start temperature is far away from oxalic acid, the temperature at which only oxalic acid is thermally decomposed can be easily set in the decomposition step S30, and the decomposition of only oxalic acid can be carried out efficiently. it can.

次に、図3を参照して第二実施形態の除染廃液処理方法について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の除染廃液処理方法は、分解工程S30の後に酸素濃度上昇工程S50と、さらに再分解工程S31を実施する点について第一実施形態と相違する。
Next, the decontamination waste liquid treatment method of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The decontamination waste liquid treatment method of the second embodiment is different from the first embodiment in that the oxygen concentration raising step S50 and the re-decomposition step S31 are performed after the decomposition step S30.

即ち、第二実施形態では、第一実施形態と同様に分解工程S30を行った後、三次処理水W30の酸素濃度を上昇させ高酸素濃度処理水W50とする酸素濃度上昇工程S50を実施する。その後、再び高酸素濃度処理水W50を加熱し、熱分解を行う再分解工程S31を実施した後で、第一実施形態と同様に除去工程S40を実施する。   That is, in 2nd embodiment, after performing decomposition | disassembly process S30 similarly to 1st embodiment, oxygen concentration raising process S50 which raises the oxygen concentration of the tertiary treated water W30 and makes high oxygen concentration treated water W50 is implemented. Thereafter, the high oxygen concentration treated water W50 is heated again, and after performing the re-decomposition step S31 in which thermal decomposition is performed, the removal step S40 is performed as in the first embodiment.

酸素濃度上昇工程S50は、分解工程S30で熱分解が行われた後に、三次処理水W30を攪拌し、酸素を供給することで三次処理水W30の酸素濃度を上昇させた高酸素濃度処理水W50が生成される。
再分解工程S31では、酸素濃度を上昇させた高酸素濃度処理水W50を再び加圧ポンプで加圧して加熱することで実施する。加熱温度は、分解工程S30と同様に110℃に設定され、24時間にわたって連続して加熱を行いながら、除染対象物Z内部に加熱された高酸素濃度処理水W50を供給し循環させる。高酸素濃度処理水W50は、加熱されることによってシュウ酸の熱分解が再度行われる。これにより、高酸素濃度処理水W50からシュウ酸のさらに多くが除去されたシュウ酸除去処理水W31が生成される。
In the oxygen concentration increasing step S50, after the thermal decomposition is performed in the decomposition step S30, the tertiary treatment water W30 is stirred and supplied with oxygen to increase the oxygen concentration of the tertiary treatment water W30, thereby increasing the oxygen concentration treatment water W50. Is generated.
In the re-decomposition step S31, the high oxygen concentration treated water W50 having an increased oxygen concentration is again pressurized with a pressure pump and heated. The heating temperature is set to 110 ° C. as in the decomposition step S30, and the heated high oxygen concentration treated water W50 is supplied and circulated inside the decontamination target Z while continuously heating for 24 hours. When the high oxygen concentration treated water W50 is heated, thermal decomposition of oxalic acid is performed again. Thereby, the oxalic acid-removed treated water W31 from which more oxalic acid has been removed from the high oxygen concentration treated water W50 is generated.

上記のような第二実施形態の除染廃液処理方法によれば、三次処理水W30を攪拌し、周囲の空気を取り込むことで三次処理水W30中の酸素濃度を上昇させ高酸素濃度処理水W50とすることができる。この高酸素濃度処理水W50に、再び加熱し熱分解を行うことで、シュウ酸のほとんどを分解することができる。即ち、通常、分解工程S30において分解が促進されていきシュウ酸の約80%程度が熱分解され終わると、還元雰囲気となり三次処理水W30中の酸素濃度が低下されてしまう。そのため、三次処理水W30におけるシュウ酸の熱分解反応が止まってしまう。しかし、酸素濃度を上昇させた高酸素濃度処理水W50としてから、再度加熱し熱分解を行うことで、分解工程S30で分解しきれなかった残り約20%のシュウ酸の残留分のうち、さらに約80%程度を熱分解することができる。これにより、シュウ酸を分解工程S30と合わせて95%以上熱分解することが可能となり、除去工程S40においてアニオン交換樹脂で除去すべきシュウ酸がほとんどなくなり、アニオン交換樹脂の使用量をさらに低減することができる。   According to the decontamination waste liquid treatment method of the second embodiment as described above, the tertiary treatment water W30 is stirred and the surrounding air is taken in to increase the oxygen concentration in the tertiary treatment water W30, thereby increasing the oxygen concentration treatment water W50. It can be. Most of the oxalic acid can be decomposed by heating again to this high oxygen concentration treated water W50 and performing thermal decomposition. That is, normally, decomposition is promoted in the decomposition step S30, and when about 80% of the oxalic acid is thermally decomposed, a reducing atmosphere is obtained, and the oxygen concentration in the tertiary treated water W30 is reduced. Therefore, the thermal decomposition reaction of oxalic acid in the tertiary treated water W30 stops. However, the high oxygen concentration treated water W50 having an increased oxygen concentration is heated again and subjected to thermal decomposition, so that the remaining about 20% of the remaining oxalic acid that could not be decomposed in the decomposition step S30 is further reduced. About 80% can be pyrolyzed. Thereby, it becomes possible to thermally decompose oxalic acid by 95% or more together with the decomposition step S30, and there is almost no oxalic acid to be removed by the anion exchange resin in the removal step S40, thereby further reducing the use amount of the anion exchange resin. be able to.

次に、図4を参照して第三実施形態の除染廃液処理方法について説明する。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態の除染廃液処理方法は、酸化工程S10と除去工程S40の間に実施する工程が、還元工程S20と分解工程S30ではなく、シュウ酸のみを添加して行うシュウ酸還元工程S21と、シュウ酸を熱分解するシュウ酸分解工程S32と、ピコリン酸を添加して行う有機酸還元工程S22である点について第一実施形態と相違する。
Next, the decontamination waste liquid treatment method of the third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the decontamination waste liquid treatment method according to the third embodiment, the step performed between the oxidation step S10 and the removal step S40 is not the reduction step S20 and the decomposition step S30, but is performed by adding only oxalic acid. It differs from the first embodiment in that it is S21, an oxalic acid decomposition step S32 for thermally decomposing oxalic acid, and an organic acid reduction step S22 performed by adding picolinic acid.

即ち、第三実施形態では、第一実施形態と同様に酸化工程S10を実施した後、シュウ酸のみを添加して鉄の還元溶出を行うシュウ酸還元工程S21を実施し、シュウ酸還元工程S21実施後に第一実施形態と同様の方法で行うシュウ酸分解工程S32を実施する。その後、シュウ酸分解工程S32実施後にピコリン酸のみを添加してニッケルの還元溶出を行う有機酸還元工程S22を実施した後で第一実施形態と同様に、除去工程S40を行う。   That is, in the third embodiment, after the oxidation step S10 is performed as in the first embodiment, the oxalic acid reduction step S21 in which only the oxalic acid is added to reduce and elute iron is performed, and the oxalic acid reduction step S21. After the execution, an oxalic acid decomposition step S32 performed in the same manner as in the first embodiment is performed. Thereafter, after performing the organic acid reduction step S22 in which only nickel picolinic acid is added and nickel is reduced and eluted after the oxalic acid decomposition step S32, the removal step S40 is performed as in the first embodiment.

シュウ酸還元工程S21は、まず、一次処理水W10に還元剤としてシュウ酸を添加し、除染対象物Z内部を循環させる。そして、加圧ポンプによって加圧し、除染対象物Zを加熱して一次処理水W10を高温にして実施する。加熱温度は80℃から100℃に設定することが好ましく、90℃に設定することがより好ましい。除染対象物Z内部にシュウ酸を添加した一次処理水W10を循環させることで、ステンレス鋼に付着する酸化被膜中の鉄がシュウ酸によって還元溶出する。一方で、インコネルの酸化被膜に含まれるニッケルとシュウ酸とが反応しシュウ酸ニッケルが溶出される。これらの反応により、第一実施形態における二次処理水W20と異なり、一次処理水W10に放射性核種である鉄やニッケルを含有させただけでなく、ピコリン酸を全く含まないシュウ酸還元処理水W21が生成される。
なお、ニッケルとシュウ酸とが反応し、シュウ酸ニッケルが溶出するのを防止するため.に、還元剤として添加するシュウ酸は2000ppmが必要な除染対象物Zの場合で、200ppm程度と添加量を少量にして実施することが好ましい。
In the oxalic acid reduction step S21, first, oxalic acid is added as a reducing agent to the primary treated water W10, and the inside of the decontamination target Z is circulated. And it pressurizes with a pressurization pump, the decontamination target Z is heated, and the primary treated water W10 is made into high temperature, and it implements. The heating temperature is preferably set to 80 ° C to 100 ° C, and more preferably set to 90 ° C. By circulating the primary treated water W10 added with oxalic acid inside the decontamination target Z, iron in the oxide film adhering to the stainless steel is reduced and eluted by oxalic acid. On the other hand, nickel and oxalic acid contained in the oxide film of Inconel react and nickel oxalate is eluted. Owing to these reactions, unlike the secondary treated water W20 in the first embodiment, the primary treated water W10 not only contains iron or nickel as radionuclides but also oxalic acid reduced treated water W21 not containing picolinic acid at all. Is generated.
In addition, in order to prevent nickel and oxalic acid from reacting and elution of nickel oxalate, oxalic acid added as a reducing agent is about 200 ppm in the case of decontamination target Z that requires 2000 ppm. It is preferable to carry out in a small amount.

シュウ酸分解工程S32は、シュウ酸還元工程S21を実施後に、第一実施形態と同様に110℃で24時間にわたって加熱して行う。これにより、第一実施形態における三次処理水W30と異なり、シュウ酸の多くが除去されただけでなくピコリン酸を全く含まないシュウ酸分解三次処理水W32が生成される。
なお、シュウ酸分解工程S32ではピコリン酸が含まれていないため、シュウ酸の分解開始温度である約110℃以上であれば、化学除染を行う設備で対応可能な温度内であれば設定することができる。その際、加熱時間は、24時間であってもよく、加熱温度やシュウ酸の添加量に合わせてシュウ酸が充分に分解する時間に設定されれば良い。
The oxalic acid decomposition step S32 is performed by heating at 110 ° C. for 24 hours after the oxalic acid reduction step S21 as in the first embodiment. Thereby, unlike the tertiary treated water W30 in the first embodiment, oxalic acid-decomposed tertiary treated water W32 not only containing most of oxalic acid but also containing no picolinic acid is generated.
In addition, since picolinic acid is not included in the oxalic acid decomposition step S32, if the decomposition start temperature of oxalic acid is about 110 ° C. or higher, the temperature is set within a temperature that can be handled by equipment for chemical decontamination. be able to. In this case, the heating time may be 24 hours, and it may be set to a time at which oxalic acid is sufficiently decomposed according to the heating temperature and the amount of oxalic acid added.

有機酸還元工程S22は、まず、シュウ酸分解三次処理水W32に還元剤としてピコリン酸を添加し、除染対象物Z内部を循環させる。そして、加圧ポンプによって加圧し、除染対象物Zを加熱してピコリン酸を添加したシュウ酸分解三次処理水W32を高温にして実施する。加熱温度はピコリン酸の分解開始温度である170℃以下に設定することが好ましく、シュウ酸還元工程S21と同じ90℃に設定することがより好ましい。除染対象物Z内部にピコリン酸を添加したシュウ酸分解三次処理水W32を循環させることで、ニッケル基合金であるインコネルに付着する酸化被膜中のニッケルがピコリン酸によって還元溶出される。この反応により、シュウ酸分解三次処理水W32にピコリン酸とニッケルが追加された有機酸還元処理水W22が生成される。   In the organic acid reduction step S22, first, picolinic acid is added as a reducing agent to the oxalic acid decomposition tertiary treated water W32, and the inside of the decontamination target Z is circulated. And it pressurizes with a pressure pump, the decontamination target Z is heated, and the oxalic acid decomposition | disassembly tertiary treated water W32 which added picolinic acid is made into high temperature, and it implements. The heating temperature is preferably set to 170 ° C. or lower, which is the decomposition start temperature of picolinic acid, and more preferably set to 90 ° C., which is the same as in the oxalic acid reduction step S21. By circulating the oxalic acid decomposition tertiary treated water W32 to which picolinic acid has been added inside the decontamination target Z, nickel in the oxide film adhering to Inconel, which is a nickel-based alloy, is reduced and eluted by picolinic acid. By this reaction, organic acid reduction treated water W22 in which picolinic acid and nickel are added to oxalic acid decomposition tertiary treated water W32 is generated.

上記のような第三実施形態の除染廃液処理方法によれば、シュウ酸のみを添加し鉄の還元溶出を実施するシュウ酸還工程の後にシュウ酸分解工程S32を行うことで、窒素を含む有機酸であるピコリン酸が含まれていないシュウ酸還元処理水W21を熱分解することとなる。これによって、シュウ酸分解工程S32においてシュウ酸と共にピコリン酸が分解されてアンモニアが発生することがなく、シュウ酸のみに特化して分解を行うことができる。したがって、シュウ酸分解工程S32を終えたシュウ酸分解三次処理水W32にアンモニアが含有されることがないため、確実にカチオン交換樹脂の使用量を低減させることができる。   According to the decontamination waste liquid treatment method of the third embodiment as described above, nitrogen is contained by performing the oxalic acid decomposition step S32 after the oxalic acid returning step in which only oxalic acid is added and iron is reduced and eluted. The oxalic acid reduction treated water W21 containing no picolinic acid, which is an organic acid, is thermally decomposed. Thereby, in the oxalic acid decomposition step S32, picolinic acid is not decomposed together with oxalic acid and ammonia is not generated, and decomposition can be performed exclusively for oxalic acid. Therefore, since ammonia is not contained in the oxalic acid decomposition tertiary treated water W32 that has finished the oxalic acid decomposition step S32, the amount of cation exchange resin used can be reliably reduced.

次に、図5を参照して第四実施形態の除染廃液処理方法について説明する。
第四実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態の除染廃液処理方法は、還元工程S20と除去工程S40の間に実施する工程が、放射性核種を除去する放射性核種除去工程S41と、その後シュウ酸とピコリン酸を同時に熱分解するシュウ酸有機酸分解工程S33とである点について第一実施形態と相違する。
Next, the decontamination waste liquid treatment method of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the decontamination waste liquid treatment method according to the fourth embodiment, the step performed between the reduction step S20 and the removal step S40 includes a radionuclide removal step S41 for removing the radionuclide, and then thermal decomposition of oxalic acid and picolinic acid simultaneously. It differs from the first embodiment in that it is an oxalic acid organic acid decomposition step S33.

即ち、第四実施形態では、第一実施形態と同様に還元工程S20を行った後、カチオン交換樹脂のみを使用して二次処理水W20から放射性核種を除去する放射性核種除去工程S41を実施した後で、シュウ酸とピコリン酸とを同時に熱分解するシュウ酸有機酸分解工程S33を実施し、その後、第一実施形態と同様の除去工程S40を実施する。   That is, in 4th embodiment, after performing reduction process S20 like 1st embodiment, radionuclide removal process S41 which removes a radionuclide from secondary treated water W20 using only cation exchange resin was implemented. Thereafter, an oxalic acid organic acid decomposition step S33 for thermally decomposing oxalic acid and picolinic acid at the same time is performed, and then a removal step S40 similar to that of the first embodiment is performed.

放射性核種除去工程S41では、還元工程S20後の二次処理水W20にカチオン交換樹脂を投入し二次処理水W20を通水させることで、二次処理水W20に含まれるクロムやニッケルや鉄などの放射性核種が除去され、放射性核種除去水W41が生成される。
シュウ酸有機酸分解工程S33は、放射性核種除去工程S41を実施後に、シュウ酸とピコリン酸がとも熱分解を開始する180℃で24時間にわたって加熱して加熱する。これにより、シュウ酸とピコリン酸が除去され、アンモニアが含有するシュウ酸有機酸除去水W33が生成される。
In the radionuclide removal step S41, cation exchange resin is added to the secondary treated water W20 after the reduction step S20, and the secondary treated water W20 is allowed to flow therethrough, so that chromium, nickel, iron, etc. contained in the secondary treated water W20, etc. The radionuclide is removed, and radionuclide removal water W41 is generated.
In the oxalic acid organic acid decomposition step S33, after performing the radionuclide removal step S41, the oxalic acid and picolinic acid are both heated and heated at 180 ° C. for 24 hours at which thermal decomposition starts. Thereby, oxalic acid and picolinic acid are removed, and oxalic acid organic acid-removed water W33 containing ammonia is generated.

除去工程S40では、第一実施形態と同様に、イオン交換樹脂であるカチオン交換樹脂を用いて、シュウ酸有機酸除去水W33中に含有されているアンモニアを除去する。また、同時にイオン交換樹脂であるアニオン交換樹脂を用いて、シュウ酸有機酸除去水W33中に残留する放射性核種で汚染された過マンガン酸などを除去して、シュウ酸有機酸除去水W33を除染する。   In the removal step S40, similarly to the first embodiment, ammonia contained in the oxalic acid organic acid removal water W33 is removed using a cation exchange resin that is an ion exchange resin. At the same time, an anion exchange resin that is an ion exchange resin is used to remove permanganic acid and the like contaminated with radionuclides remaining in the oxalic acid organic acid-removed water W33, thereby removing the oxalic acid organic acid-removed water W33. Dye.

上記のような第四実施形態の除染廃液処理方法によれば、放射性核種除去工程S41によって、カチオン交換樹脂を用いて放射性核種を除去することで、高線量となる二次廃棄物を先に除去することができる。その後、シュウ酸とピコリン酸を加熱し熱分解することで、シュウ酸は炭素と水とに分解され、イオン交換樹脂自体を必要とせずに除去できる。ピコリン酸は、アンモニアに分解されるためカチオン交換樹脂での除去を必要とするが、放射性核種が先に除去されているため、カチオン交換樹脂にてアンモニアを除去しても高線量とならず低線量の二次廃棄物として処理できる。また、シュウ酸とピコリン酸を分解しているため、高線量のカチオン交換樹脂の使用量を増加させることなく、アニオン交換樹脂の使用量も低減でき、二次廃棄物となるイオン交換樹脂の量を低減することができる。   According to the decontamination waste liquid treatment method of the fourth embodiment as described above, the radioactive nuclide removal step S41 removes the radionuclide using the cation exchange resin, so that the secondary waste having a high dose is firstly removed. Can be removed. Thereafter, oxalic acid and picolinic acid are heated and thermally decomposed, whereby oxalic acid is decomposed into carbon and water, and can be removed without requiring the ion exchange resin itself. Since picolinic acid is decomposed into ammonia, it needs to be removed with a cation exchange resin. However, since the radionuclide has been removed first, even if ammonia is removed with a cation exchange resin, the dose is not high and low. Can be treated as a secondary waste dose. In addition, since oxalic acid and picolinic acid are decomposed, the amount of anion exchange resin can be reduced without increasing the amount of high-dose cation exchange resin used, and the amount of ion exchange resin that becomes secondary waste Can be reduced.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.

なお、本発明は、系統除染に限定されるものではなく、原子力発電プラントP等を廃炉にする際に、大型の除染設備等で分解された除染対象物Zを除染する場合にも使用することができる。
また、本実施形態で使用される窒素を含む有機酸はピコリン酸に限定されるものではなく、例えばEDTAやアスパラギン酸などが使用できる。その際、分解開始温度や分解終了温度が使用する有機酸ごとに若干異なるため、使用される有機酸によって適宜選択する必要ある。一般的に、窒素を含む有機酸が脱炭酸を起こさない温度である170〜200℃付近に分解開始温度があり、同様に220〜250℃付近に分解終了温度がある。例えば、EDTAの場合、前述の表1に示すように、昇温速度を55℃/時間としたときに、分解開始温度が170〜190℃、分解終了温度が220〜240℃である。
In addition, this invention is not limited to system decontamination, When decomposing the decontamination target Z decomposed | disassembled with the large sized decontamination equipment etc., when nuclear power plant P etc. are made into a decommissioning furnace. Can also be used.
Further, the organic acid containing nitrogen used in the present embodiment is not limited to picolinic acid, and for example, EDTA or aspartic acid can be used. In that case, since the decomposition start temperature and the decomposition end temperature are slightly different for each organic acid used, it is necessary to select appropriately depending on the organic acid used. Generally, there is a decomposition start temperature around 170 to 200 ° C., which is a temperature at which an organic acid containing nitrogen does not cause decarboxylation, and similarly there is a decomposition end temperature around 220 to 250 ° C. For example, in the case of EDTA, as shown in Table 1 above, when the rate of temperature rise is 55 ° C./hour, the decomposition start temperature is 170 to 190 ° C., and the decomposition end temperature is 220 to 240 ° C.

P…原子力発電プラント 51…燃料棒 50…加圧水型原子炉 52…加圧器 53…蒸気発生器 54…冷却材ポンプ 56…蒸気タービン 57…発電機 58…復水器 59…給水ポンプ 55a…一次冷却水配管 55b…一次冷却水配管 55c…蒸気配管 55d…給水配管 Z…除染対象物 S10…酸化工程 S20…還元工程 S30…分解工程 S40…除去工程 W…処理水 W10…一次処理水 W20…二次処理水 W30…三次処理水 S50…酸素濃度上昇工程 W50…高酸素濃度処理水 S31…再分解工程 W31…シュウ酸除去処理水 S21…シュウ酸還元工程 W21…シュウ酸還元処理水 S32…シュウ酸分解工程 W32…シュウ酸分解三次処理水 S22…有機酸還元工程 W22…有機酸還元処理水 S41…放射性核種除去工程 W41…放射性核種除去水 S33…シュウ酸有機酸分解工程 W33…シュウ酸有機酸除去水 P ... Nuclear power plant 51 ... Fuel rod 50 ... Pressurized water reactor 52 ... Pressurizer 53 ... Steam generator 54 ... Coolant pump 56 ... Steam turbine 57 ... Generator 58 ... Condenser 59 ... Feed water pump 55a ... Primary cooling Water piping 55b ... Primary cooling water piping 55c ... Steam piping 55d ... Feed water piping Z ... Decontamination object S10 ... Oxidation process S20 ... Reduction process S30 ... Decomposition process S40 ... Removal process W ... Treated water W10 ... Primary treated water W20 ... Second Next treated water W30 ... Tertiary treated water S50 ... Oxygen concentration increasing process W50 ... High oxygen concentration treated water S31 ... Re-decomposition process W31 ... Oxalic acid removing treated water S21 ... Oxalic acid reducing process W21 ... Oxalic acid reducing treated water S32 ... Oxalic acid Decomposition process W32 ... Oxalic acid decomposition tertiary treatment water S22 ... Organic acid reduction process W22 ... Organic acid reduction treatment water S4 ... radionuclide removal step W41 ... radionuclides free water S33 ... oxalate organic acid degradation step W33 ... oxalic acid organic acid removal Water

Claims (5)

シュウ酸、窒素を含む有機酸、及び、該有機酸によって除染対象物から溶出させたニッケルを含む処理水を、前記シュウ酸の分解開始温度以上、前記窒素を含む有機酸の分解開始温度以下の温度で、前記処理水を加熱することで少なくともシュウ酸を分解する分解工程と、
該分解工程の後に、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂によって前記処理水中の前記窒素を含む有機酸及び前記ニッケルを除去する除去工程と、
を備えることを特徴とする除染廃液処理方法。
Oxalic acid, organic acid containing nitrogen, and treated water containing nickel eluted from the object to be decontaminated by the organic acid, not less than the decomposition start temperature of the oxalic acid and not more than the decomposition start temperature of the organic acid containing nitrogen A decomposition step of decomposing at least oxalic acid by heating the treated water at a temperature of
After the decomposition step, a removal step of removing the organic acid containing nitrogen and the nickel in the treated water by a cation exchange resin and an anion exchange resin;
A decontamination waste liquid treatment method comprising:
前記窒素を含む有機酸が、ピコリン酸であることを特徴とする請求項1に記載の除染廃液処理方法   2. The decontamination waste liquid treatment method according to claim 1, wherein the organic acid containing nitrogen is picolinic acid. 前記分解工程の後に、
処理水中の酸素濃度を上昇させる酸素濃度上昇工程と、
前記酸素濃度上昇工程の後に処理水を再び加熱し分解する再分解工程とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の除染廃液処理方法。
After the decomposition step,
An oxygen concentration increasing step for increasing the oxygen concentration in the treated water;
The decontamination waste liquid treatment method according to claim 1, further comprising a re-decomposition step of heating and decomposing the treated water again after the oxygen concentration increasing step.
シュウ酸を処理水に添加し、除染対象物に付着する鉄を還元溶出させるシュウ酸還元工程と、
前記シュウ酸還元工程の後、シュウ酸の分解開始温度以上で、前記処理水を加熱して前記シュウ酸を分解するシュウ酸分解工程と
前記シュウ酸分解工程の後に、窒素を含む有機酸を前記処理水に添加して、前記除染対象物に付着するニッケルの還元溶出を行う有機酸還元工程を備えることを特徴とする除染廃液処理方法。
An oxalic acid reduction step of adding oxalic acid to the treated water and reducing and eluting iron adhering to the decontamination target
After the oxalic acid reduction step, the oxalic acid decomposition step of heating the treated water to decompose the oxalic acid at a decomposition start temperature of oxalic acid, and after the oxalic acid decomposition step, the organic acid containing nitrogen is A decontamination waste liquid treatment method comprising an organic acid reduction step of adding to treatment water and performing reductive elution of nickel adhering to the decontamination target.
シュウ酸、窒素を含む有機酸、及び、該有機酸によって除染対象物から溶出させたニッケルを含む処理水を、
カチオン交換樹脂に通水することで、放射性核種を除去する放射性核種除去工程と、
前記放射性核種除去工程の後で、前記処理水を加熱することで前記シュウ酸及び前記窒素を含む有機酸を分解する分解工程と、
前記分解工程の後に、カチオン交換樹脂を通水させることで、前記窒素を含む有機酸から発生したアンモニアを除去する除去工程と、
を備えることを特徴とする除染廃液処理方法。
Treated water containing oxalic acid, an organic acid containing nitrogen, and nickel eluted from the object to be decontaminated by the organic acid,
A radionuclide removal step of removing the radionuclide by passing water through the cation exchange resin;
A decomposition step of decomposing the oxalic acid and the organic acid containing nitrogen by heating the treated water after the radionuclide removal step;
After the decomposition step, by removing the ammonia generated from the organic acid containing nitrogen by passing water through a cation exchange resin,
A decontamination waste liquid treatment method comprising:
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