JP2014182069A - 無機微粒子を含んだ汚染物からの無機微粒子の除去方法及び除去装置 - Google Patents

無機微粒子を含んだ汚染物からの無機微粒子の除去方法及び除去装置 Download PDF

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Abstract

【課題】セシウム134及びセシウム137を含む放射性微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの放射性微粒子の除去方法の提供。
【解決手段】汚染水又は汚染物と水との混合物を含む汚染水を汚染水タンク100に貯水する第1工程、第1工程で貯水した汚染水タンク内の汚染水に対して、ゼオライト142と凝集剤143を添加し、沈殿タンク102で沈殿物と上澄み水に分離する第2工程、第2工程で得られた第1上澄み水123に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する第3工程、前記ナノダイヤモンド微粒子混合液を限外濾過膜装置104で全量濾過処理する第4工程からなる。
【選択図】図2

Description

本発明は、無機微粒子、特にセシウム134及びセシウム137等の放射性微粒子を含んだ汚染物からの無機微粒子の除去方法及び除去装置に関する。
セシウム134及びセシウム137等の放射性微粒子を含んだ汚染物から前記放射性微粒子を除去する技術の提供が急務である。
放射性微粒子を含む汚染物で汚染された道路、建物、土壌等の汚染物を除去する際には、除去処理、及び除去処理によって生じる洗浄液の処理で生成する高濃度の放射性微粒子含有廃棄物や廃水の量を極力少なくすることが求められる。また、除去処理による放射性微粒子の周辺環境への拡散・汚染を防ぐため、除去対象物の現場近くで除去処理を行うのが好ましい。
このため、放射性微粒子を含んだ汚染物の除去処理には除去効率が高く、かつ廃棄物が少ない除去方法と、小型で可搬型の除去処理装置が求められる。
特許文献2には、フェロシアン化金属化合物やフェリシアン化金属化合物をダイヤモンド微粒子に担持させた複合吸着剤を用いて、放射性セシウムを除去する方法が記載されているが、放射性セシウムの吸着処理、及び分離処理に長時間を要し、小型化には適さない。
また、放射性微粒子を含んだ汚染物による汚染レベルは、通常、汚染源に近くなるほど高く、汚染源から遠くなるほど低くなる傾向にあるため、除染作業は汚染レベルの低い場所から高い場所に向かって実施されることになる。
このため、除染作業が進行するにしたがって、より汚染レベルの高い汚染物に対しても十分な除染が行えることが求められるようになる。
特開平7−973号公報 特開2012−239925号公報
本発明は、無機微粒子、特にセシウム134及びセシウム137等の放射性微粒子を含んだ汚染物から放射性微粒子を除去するための効率的な除去方法、特により汚染レベルの高い汚染物から放射性微粒子を除去するための迅速で効率的な除去方法、及び小型の除去装置を提供することを課題とする。
本発明は課題の解決手段として、
無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法であって、
前記汚染水又は前記汚染物と水との混合物を含む汚染水を汚染水タンクに貯水する第1工程、
第1工程で貯水した汚染水タンク内の汚染水に対して、ゼオライトと凝集剤を添加して、沈殿物と上澄み水に分離する第2工程、
第2工程で得られた上澄み水に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する第3工程、
前記ナノダイヤモンド微粒子混合液を限外濾過膜装置で全量濾過処理する第4工程を有している、無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法と、前記除去方法を実施するための除去装置を提供する。
また本発明は課題の他の解決手段として、
無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法であって、
前記汚染物が硬質体表面に存在するものであり、前記硬質体表面に対して噴射装置から高圧で水を噴射して、噴射した水と共に放射性微粒子を吸引して汚染水タンクに貯水する工程であって、高圧で水を噴射する際、噴射装置の噴射ノズルを回転させながら高圧水を噴射する第1工程、
第1工程で貯水した汚染水タンク内の汚染水に対して、ゼオライトと凝集剤を添加して、沈殿物と上澄み水に分離する第2工程、
第2工程で得られた上澄み水に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する第3工程、
前記ナノダイヤモンド微粒子混合液を限外濾過膜装置で全量濾過処理する第4工程を有している、無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法と、前記除去方法を実施するための除去装置を提供する。
本発明の除去方法によれば、非常に高い濃度の無機微粒子(放射性微粒子)を含んだ汚染物で汚染された道路、建物、土壌等を含めた広い範囲を処理することができ、当該範囲の放射性微粒子を短時間で効率的に除去して放射能レベルを低下させることができる。
また、本発明の除去方法によれば、除去処理により生じる洗浄液を閉鎖系で処理することができ廃水を殆ど出さない除去処理が可能となる。
さらに、本発明の除去装置によれは、小型で可搬型の除去装置を提供することができる。
本発明の除去方法の処理フローを示すフロー図。 本発明の除去方法を実施するための除去装置の概略図。
図1に示す処理フローによって、無機微粒子(放射性微粒子)を除去する除去方法の一実施形態を説明する。
図1は、処理対象が硬質体の場合であるが、本発明の処理対象は硬質体に限定されるものではない。
硬質体とは、セメント、アスファルト、コンクリート、コンクリートブロック、インターロッキングブロック、レンガ、タイル、金属、セラミックス等からなる硬い表面を有するものであり、例えば、硬質体としては、道路、歩道、建築物の壁、塀、屋根、屋上、コンクリート堤防、鉄等の金属を含む機械や建築物、舗装された駐車場を挙げることができる。
また、本発明の放射性微粒子の除去方法は、硬質体以外にも、競技用グランドや歩道に使用されているゴム材、プールサイドの塩ビシートなどの軟質樹脂材、木製の橋やウッドデッキ等の軟質材なども処理対象となる。
硬質体、軟質材の他に、土壌、砂、砕石のほか、水も処理対象となる。
<第1工程>
第1工程において、セシウム134及びセシウム137を含む放射性微粒子を含んだ汚染物が硬質体表面10に存在するとき、硬質体表面10に対して噴射装置11から高圧で水を噴射する。
高圧で水を噴射する際、噴射装置先端の噴射ノズルを回転させながら高圧水を噴射する。
高圧で水を噴射しながら、噴射した水と共に放射性微粒子を吸引してライン21から汚染水タンク12に送って貯水する。
第1工程で使用する噴射装置としては、(株)キクテックが有している、超高圧水表面処理工法による標示塗膜消去システムとして周知の「Jリムーバー」を使用することができる。
また第1工程で使用する噴射装置としては、特開2004−313839号公報に記載の処理水循環型の標識板剥離装置を利用することもできる。
処理対象が土壌等の場合には、第1工程として、
1)汚染水タンク12内に汚染土壌と水を添加して混合する第1工程、
2)別途混合した汚染土壌と水を汚染水タンク12に送って貯水する第1工程、又は
3)汚染土壌と水を別々に汚染水タンク12に連続的に送りながら混合する第1工程
を実施することができる。
汚染土壌と水との混合物は、次工程の凝集処理で生じる汚泥の発生を考慮すると、固形分量が20質量%以下程度になるようにすることが好ましい。
処理対象が汚染水の場合には、そのまま汚染水タンクに送って貯水する第1工程を実施することができる。
なお、第1工程において、汚染水タンク12に汚染水(土壌、砂、小石、ゴミ等の固形物を含む汚染水)を送るとき、汚染水タンク12の入口部分に異物除去のための濾過手段を設けることができる。
この濾過手段は、大きめの異物(砂、小石、ゴミ等)を取り除くためのものであり、放射性微粒子は通過させるものである。
このような濾過手段としては、例えば、水切りフレコンバッグ(タニ工業(株)製の水切りコンテナバッグM−1DOW Hyper;目合い0.6mm)を使用することができる。
このような濾過手段を設けると汚染水中の懸濁質(ss)濃度を低下させることができるため、第2工程で使用する凝集剤やゼオライトの使用量を減少させることができる。
<第2工程>
第2工程において、第1工程で貯水した汚染水タンクの汚染水に対して、ゼオライトと凝集剤を添加して、沈殿物と上澄み水に分離する。
第2工程の処理は、汚染水タンク12内で実施することもできるが、処理効率を上げるため、汚染水タンク12内の汚染水をライン22から凝集処理タンク13に送って処理することが望ましい。
なお、汚染水タンク12内の汚染水中に異物(小石、金属片等の大きめ異物)が多く存在するときは、必要に応じて、異物を濾過してライン21aから異物回収槽12aにて一次保管する。
回収槽12aは水洗浄した後に洗浄排水を汚染水タンク12に送って処理する。このときの水洗浄に使用する水は、UF装置14で処理した処理水を使用することができる。
第2工程にて生じた沈殿は、ライン22aから抜き出して、沈殿物タンク13aに溜める。
沈殿物タンク13a内の沈殿物を脱水した水量が多いときは、ライン22bから汚染水タンク12に送る。
ゼオライトと凝集剤の添加方法は、
(I)ゼオライトを先に添加混合した後で、凝集剤を添加混合する方法、
(II)凝集剤を先に添加混合した後で、ゼオライトを添加混合する方法、
(III)ゼオライトと凝集剤を一緒に添加混合する方法、
(IV)ゼオライトと凝集剤を含む製剤のみを添加混合する方法
のいずれか1つの方法を適用することができる。
ゼオライトは、公知のものを使用することができ、例えば、((株)アステック東京の「ゼオライトスラリー ZEOS」)を上げることができる。
ゼオライトの添加量は、100〜10000mg/L(汚染水1L当たり)程度であり、200〜2000mg/Lがより好ましい。
また、ゼオライトに代えて、ゼオライトと凝集剤を含む製剤を使用することもできる。ゼオライトと凝集剤を含む製剤としては、例えば、ゼオライト系吸着凝集剤(品名C-001;ゼオライト70質量%以上,硫酸アルミニウム15質量%以下,ソーダ灰10質量%以下,高分子凝集剤5質量%以下,粒径約60μm,ダイセン・メンブレン・システムズ(株)製)を使用することができる。
ゼオライトと凝集剤を含むゼオライト系吸着凝集剤は、放射性微粒子の吸着除去性能の高さと、ゼオライト製剤として単独で使用しても吸着・凝集機能を有し、放射性微粒子の良好な除去効果をもたらすことから、除去工程を簡素化することができ、特に好ましい。
ゼオライトと凝集剤を含む製剤中のゼオライトの割合は、60〜90質量%が好ましく、65〜80質量%がより好ましく、残部割合が凝集剤である。
ゼオライトと凝集剤を含む製剤の添加量は、50〜2000mg/L(汚染水1L当たり)が好ましく、100〜1000mg/Lがより好ましい。
凝集剤は公知のものを使用することができ、例えば、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、PAC(ポリ塩化アルミニウム)等を使用することができる。また、特開2006−122795号公報の〔0020〕及び実施例1に記載のカルシウム系凝集剤、同公報の〔0022〕に記載の無機凝集剤、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、低分子有機系凝集剤、特開2009−119427号公報の〔0020〕に記載の無機化合物、高分子凝集剤、特開2002−166102号公報に記載の凝集剤を使用することもできる。カルシウム系凝集剤は、が凝集沈殿形成効果及び凝集沈降物の沈降速度と、後段のUF膜処理のファウリングと膜面閉塞を防止する面から好ましい。
凝集剤の添加量は、50〜5000mg/L(汚染水1L当たり)の範囲が好ましく、100〜2000mg/Lがより好ましい。
(I)、(II)の方法では、ゼオライトもしくは、ゼオライトと凝集剤を含む製剤の添加後に1〜15分程度、好ましくは5〜10分間撹拌する。
(I)、(II)の方法では、凝集剤の添加後に1〜15分程度、好ましくは5〜10分間撹拌した後、静置する。
(I)、(II)の方法では、静置時間は、5分以上が好ましく、10分以上がより好ましい。
(III)の方法では、 (I)、(II)の方法を適用した場合と同量のゼオライトもしくは、ゼオライトと凝集剤を含む製剤と凝集剤を添加する。その後、好ましくは5〜10分間撹拌した後、10分以上静置する。
(IV)の方法では、ゼオライトと凝集剤を含む製剤の添加後に1〜15分程度、好ましくは5〜10分間撹拌する。
<第3工程>
第3工程において、第2工程で得られた上澄み水に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する。
第3工程の処理は、ライン22aから沈殿物を抜き出したあとの凝集処理タンク13で実施することもできるし、図1に示すように別に設けた攪拌・混合タンク(混合処理タンク)14で実施することもできる。
ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物の添加順序は、フェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を先に添加混合した後で、ナノダイヤモンド粉末を添加混合する方法を適用することができる。
フェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物としては、水溶性金属塩と水溶性フェリシアン化物及び/又は水溶性フェロシアン化物の組み合わせが好ましい。
ナノダイヤモンド微粒子は、公知のものを使用することができ、例えば、特開2003−146637号公報の実施例に記載のナノダイヤモンド、ナノダイヤモンド懸濁液等を挙げることができる。
フェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物による混合処理に使用する水溶性の金属塩は、遷移金属または典型金属の塩化物が好ましく、塩化鉄、塩化銅、塩化コバルト、塩化亜鉛、塩化ニッケルがより好ましい。
水溶性フェリシアン化物、及び水溶性フェロシアン化物としては、フェリシアン化リチウム、フェリシアン化ナトリウム、フェリシアン化カリウム、フェロシアン化リチウム、フェロシアン化カリウム等を用いるのが好ましい。
水溶性金属塩の添加量は、20〜400mg/L(汚染水1L当たり)が好ましい。水溶性金属塩の添加後に1〜15分程度、好ましくは2〜10分間撹拌する。
次いで、水溶性フェリシアン化物及び/または水溶性フェロシアン化物を添加する。
水溶性フェリシアン化物及び/または水溶性フェロシアン化物の添加量は、20〜400mg/L(汚染水1L当たり)が好ましい。
水溶性フェリシアン化物及び/または水溶性フェロシアン化物の添加後に1〜15分程度、好ましくは2〜10分間撹拌する。
その後、ナノダイヤモンドを添加する。
ナノダイヤモンドの添加量は、10〜150mg/L(汚染水1L当たり)が好ましい。
ナノダイヤモンドの添加後に1〜15分程度、好ましくは2〜10分間撹拌した後、静置する。
<第4工程>
第4工程では、第3工程で得られたナノダイヤモンド微粒子混合液をライン24から限外濾過装置(UF装置)15に送って濾過処理する。なお、ライン24には、UF装置15の負荷軽減の目的でプレフィルターを配置することができる。
UF装置15は公知のものを使用することができ、例えば、ダイセン・メンブレン・システムズ(株)の中空糸型ポリエーテルサルホンUF膜FUS1582のUF膜モジュールを装備したUF装置を挙げることができる。UF膜の分画分子量は、10,000〜500,000が好ましい。
第4工程のUF膜濾過処理は全量濾過処理もしくはクロスフロー濾過処理が用いられるが、全量濾過処理の方が濃縮水の発生がなく、廃水量を低減できるので、全量濾過処理が好ましい。
ライン24には図示していないUF装置用ポンプが設置されている。
第4工程で処理した水は、放射能レベルが充分に低下されているものであり、ライン25から排水することもできるが、ライン27,26から第1工程に送って、第1工程の噴射装置11で使用する水として再利用することができる。
第4工程で使用するUF装置15は、安定した濾過性能を維持するため、所定間隔で逆圧洗浄する。
逆圧洗浄は、汚染水の固形分量、汚染度により異なるが、20〜60分間程度の濾過運転をした後、30〜60秒間程度実施することができる。
逆圧洗浄水は、ライン24aから汚染水タンク12に送る。
逆圧洗浄水は、水道水を使用することもできるが、汚染水を増加させないようにするため、UF装置15による濾過水又は後工程である活性炭処理水を使用することが望ましい。
逆圧洗浄水には、洗浄効果を高めるために次亜塩素酸塩溶液を添加することができる。
ライン26、27は逆圧洗浄ラインを形成しており、図示していない逆圧洗浄ポンプが設置されている。
ライン26とライン27には開閉弁(電磁弁等)31、32を図示しているが、他のラインにおいても必要に応じて適宜開閉弁を設置することができる。
次に、図2により本発明の汚染物からの無機微粒子(放射性微粒子)を除去する方法を実施するための除去装置を説明する。なお、図2の装置は高圧水の噴射装置を含まない装置である。
図2で示す除去装置は、円滑な除去作業ができるように、各ラインにおいて図示していない開閉弁(電磁弁等)を適宜配置することができる。
汚染水タンク100はライン121により撹拌タンク101に接続されている。ライン121には汚染水を送るためのポンプ151が設置されている。
汚染水タンク100は上記した除去方法における第1工程で生じた汚染水を貯水するためのタンクとなる。
第1撹拌タンク101には、攪拌機141、ゼオライトの供給装置142と凝集剤の供給装置143が付設されている。
第1撹拌タンク101は、ライン122により沈殿タンク102に接続されている。
汚染水タンク100から撹拌タンク101に供給された汚染水は、ゼオライトを添加・混合することで、ゼオライトに放射性微粒子が吸着される。また、凝集剤を添加・混合することで、撹拌タンク101内はゼオライトと他の懸濁質(土壌、砂礫等)を含む懸濁液状態となる。
第1撹拌タンク101は、ライン122により沈殿タンク102に接続されている。
撹拌タンク101内の懸濁液は沈殿タンク102に送られた後、前記懸濁液に含まれる凝集剤の作用により沈殿を生じる。
沈殿タンク102は、ライン123により第2撹拌タンク103aに接続されている。
沈殿タンク102の底部は円錐状になっている。
沈殿タンク102内には、図示していない攪拌機が設置されている。前記攪拌機は、低速撹拌(1〜2回/分)ができるものであり、前記攪拌機を低速撹拌することにより、沈殿タンク102内の沈殿物面が一部壁面側に偏ったりすることなく、平らな状態を維持できるようになる。
沈殿タンク102の底部(円錐状底部の頂点に相当する部分)には、汚泥引き抜きライン124が接続されており、汚泥引き抜きライン124は濾過手段108を備えた汚泥タンク107に接続されている。
汚泥引き抜きライン124には、汚泥引き抜きポンプ152が設置されている。
沈殿タンク102から沈殿物(汚泥)を引き抜くとき、汚泥引き抜きポンプ152を作動させるが、上記したとおり、沈殿タンク102内の汚泥は平らな状態に維持されているので引き抜きが円滑になされる。
沈殿タンク102の底部の汚泥は、汚泥引き抜きライン124から濾過手段110に送られて濾過されることで、汚染水を主体とする懸濁液が汚泥タンク107に溜められる。
濾過手段110は、濾布108が透水性の支持体(網籠状のもの等)109内に保持されたものである。
濾過手段110で濾過・脱水された残渣は、放射性微粒子を高濃度で含有するものであるが、遠隔操作により濾布ごと又は支持体ごと吊り上げ、充分な厚さ(放射線レベルを低減するに充分な厚さ)を有するステンレス製缶等に入れた後、直ちに蓋をすることができるため、その後の取り扱い(保管場所への移送等)が容易になる。
汚泥タンク107内の濾布透過液は、ライン132から汚染水タンク100に送られて再処理される。
第1撹拌タンク101、沈殿タンク102を使用して第2工程を実施したあと、第2撹拌タンク103a、第3撹拌タンク103b、第4撹拌タンク103cを用いて第3工程の連続処理を実施する。
第2撹拌タンク103a、第3撹拌タンク103b、第4撹拌タンク103cでは、それぞれ水溶性金属塩の供給と撹拌、フェリシアン化物及び/又はフェロシアン化物の供給と撹拌、ナノダイヤモンド微粒子の供給と撹拌を連続的に行うことができ、それぞれの供給物のための供給装置が付設されている。
第3工程を連続処理とせずに、バッチ処理で行う場合には、第2撹拌タンク103a、第3撹拌タンク103b、第4撹拌タンク103cに替えて、1個の撹拌タンクで、水溶性金属塩と水溶性フェリシアン化物及び/又は水溶性フェロシアン化物、ナノダイヤモンド微粒子を順次、添加し撹拌混合することもできる。
第3工程におけるナノダイヤモンドとフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物の添加、撹拌、混合処理により、第2工程の凝集沈殿上澄み水中に残存している放射性セシウムは、ナノダイヤモンドとフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物の複合体に吸着されて、放射性セシウムが吸着された複合体の分散混合液となっている。
第4撹拌タンク103cは、ライン125により第4工程を実施するためのUF装置104に接続されている。
第4工程においては、第3工程の混合処理により放射性セシウムを吸着したナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物の複合体が、UF膜処理により膜原液側に濃縮・分離され、放射性セシウムが除去された処理水がUF膜透過水として得られる。
ライン125にはUF装置用ポンプ153が設置されており、UF装置用ポンプ153とUF装置104との間には、UF装置104の負荷軽減のためのプレフィルタ(図示せず)が配置されていてもよい。
UF装置104は、さらに逆圧洗浄水の排水ライン126により上澄み水タンク103と接続されている。
UF装置104は、ライン127により処理水タンク105に接続されている。
UF装置104と処理水タンク105は、ライン127とは別に逆圧洗浄ライン128で接続されている。図2では、逆圧洗浄ライン128は、一部をライン127と共有している。
逆圧洗浄ライン128には、逆圧洗浄ポンプ154が設置されており、さらに薬剤タンク144と接続されている。薬剤タンク144には、逆圧洗浄水に添加するための次亜塩素酸塩水溶液が入っている。
図2示す除去装置は閉鎖系となっていることから、除去作業中に放射性微粒子を含んだ汚染水が外部に排出されることがない。処理水タンク105の処理水は、図1に示す噴射装置11で用いる噴射水として再利用できる。
図2に示す除去装置と図1に示す噴射装置11を組み合わせれば、高圧水の噴射工程を含む除去方法を実施するための除去装置となる。
図2に示す除去装置は、縦1〜2m、横2〜3m、高さ1.5〜2.5m程度の大きさにすることができるものであり、大型車両の荷台に搭載することで、広範囲の処理地域に移動して汚染物からの放射性微粒子の除去作業を実施することができる。
<凝集剤等の説明>
C−001:ゼオライト系吸着凝集剤(ゼオライト70質量%以上,硫酸アルミニウム15質量%以下,ソーダ灰10質量%以下,高分子凝集剤5質量%以下,粒径約60μm,ダイセン・メンブレン・システムズ(株)製)
PAC:ポリ塩化アルミニウム、浅田化学工業(株)製
硫酸バンド:硫酸アルミニウム、浅田化学工業(株)製
ナノダイヤモンド微粒子:ダイヤモンドスラリー(スラリー濃度1%)、(株)ダイセル製
フェロシアン化カリウム:和光純薬工業(株)製、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物
実施例
図1に示す処理フローで実施した。
<第1工程>
第1工程において、Jリムーバー((株)キクテック)を使用して、圧力150MPaの高圧水を噴射しながら、汚染水を汚染水タンク12(容量5000L)に回収した。これが原水となる。
<第2工程>
第2工程において、汚染水タンク12内の汚染水を沈殿タンク13(容量5000L)に送って処理した。表中、「PAC+C−001」と表示した。
C−001を添加後に3〜5分間撹拌した。
続いてPACを添加後、5〜10分間撹拌した後、15〜30分間静置した。
<第3工程>
第3工程において、沈殿タンク13内の上澄み水を第2撹拌タンク〜第4撹拌タンク14に送って混合処理した。水溶性金属塩として使用した塩化鉄の添加量は、100ppmである。
塩化鉄添加後に3〜5分撹拌して、フェロシアン化カリウムの混合処理工程に送った。フェロシアン化カリウムの添加量は、100ppmである。フェロシアン化カリウムの添加後に3〜5分撹拌して、ナノダイヤモンド微粒子の処理工程に送った。
ナノダイヤモンド微粒子の添加量は100ppmである。ナノダイヤモンド微粒子を添加後に3〜5分間撹拌した。
<第4工程>
第3工程で得られたナノダイヤモンド微粒子混合液を、限外濾過装置15(ダイセン・メンブレン・システムズ(株)製のFN20−FUS1582)に送り、限外濾過処理した。表中、「UF処理」と表示した。
結果を表1〜表10に示す。実施例以外は全て比較例である。
なお、放射能レベルは、ゲルマニウム半導体検出器によるスペクトロメトリー分析法により測定した。用いた測定装置は、セイコー・イージーアンドジー社製SEG−EMS型であり、土壌検体はU8容器を測定容器とし、水質検体は2Lマリネリ容器を測定容器として分析した。
ss量の測定は、GFP重量法により測定し、濁度は、積分球式光電光度法により測定した。
また表中、複数の工程の処理を実施した例は、各工程の間を「/」で区切って示している。
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「PAC+C−001」と「硫酸バンド+C−001」は、実施例の第2工程と同じ処理のみをしたことを示す。
「粒状活性炭通水」は、活性炭として日本エンバイロケミカルズ(株)製「球状白鷺X7100H」を充填した活性炭充填槽に20cm/分の速度で通水して吸着処理した。
N.D.は検出限界以下の意味であり、括弧内の数値は、各測定時の検出下限値を示す(以下の実施例においても同様である)。
表1〜表8から明らかなように、第2工程の吸着−汚泥分沈降処理、第3工程のナノダイヤモンド微粒子とフェロシアン化カリウムの混合による吸着処理及び、第3工程処理液のUF膜処理により、非常に高いレベルで汚染された路上表面等の放射性微粒子の殆どが沈殿汚泥及びUF膜濃縮物中に分離され、効率的な放射性微粒子の除去が可能であった。同時に、UF膜処理水の放射能レベルは検出下限以下か十分低濃度まで低下し、高圧水噴射装置で使用する水として再利用できるものであることが明らかであった。
また、凝集沈殿処理、混合処理、及びUF膜処理の全工程が、短時間で処理でき、処理槽の小型化による装置の軽量・小型化が容易であった。
10 硬質体(舗装道路)
11 高圧水噴射装置
12 汚染水タンク
13 沈殿タンク
14 撹拌・混合タンク
15 限外濾過装置

Claims (13)

  1. 無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法であって、
    前記汚染水又は前記汚染物と水との混合物を含む汚染水を汚染水タンクに貯水する第1工程、
    第1工程で貯水した汚染水タンク内の汚染水に対して、ゼオライトと凝集剤を添加して、沈殿物と上澄み水に分離する第2工程、
    第2工程で得られた第1上澄み水に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する第3工程、
    前記ナノダイヤモンド微粒子混合液を限外濾過膜装置で全量濾過処理する第4工程を有している、無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  2. 前記無機微粒子が、セシウム134及びセシウム137を含む放射性微粒子である、請求項1記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  3. 第2工程において、沈殿物を脱水した水を第1工程の汚染水タンクに返送して処理する、請求項1または2記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  4. 第4工程で使用した限外濾過膜の逆圧洗浄水を第1工程の汚染水タンクに返送して処理する、請求項1〜3のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  5. 第4工程で限外濾過処理した後の処理水を第1工程において汚染物と混合する水として再利用する、請求項1〜4のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法を実施するための除去装置であって、
    汚染水タンク(100)と、
    撹拌タンク(101)、沈殿タンク(102)及び撹拌タンク(103a)、(103b)、(103c)と、
    限外濾過膜装置(104)と、
    処理水タンク(105)とを有し、各タンク及び各装置がラインで接続されているものであり、
    撹拌タンク(101)が、攪拌機(141)、ゼオライトと凝集剤の供給装置(142)を備え、撹拌タンク(103a)、(103b)、(103c)がナノダイヤモンド微粒子と水溶性金属塩とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物の供給装置を備えており、
    沈殿タンク(102)が、
    タンク内を低速撹拌するための攪拌機を備えており、
    底部には汚泥引き抜きライン(124)が接続され、汚泥引き抜きライン(124)は濾過手段(110)を備えた汚泥タンク(107)に接続されており、
    濾過手段(110)は、濾過布(108)が透水性の支持体(109)内に保持されたものであり、濾過布(108)内に汚泥引き抜きライン(124)から引き抜かれた汚泥が入り、脱水された後で水を含む懸濁液が汚泥タンク(107)内に溜められるようになっているものであり、
    汚泥タンク(107)内の懸濁液は、汚染水タンク(100)に送られて再処理されるようになっており、
    限外濾過膜装置(104)が処理水タンク(105)内の処理水で逆圧洗浄するための逆圧洗浄ラインを備えている、除去装置。
  7. 無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法であって、
    前記汚染物が硬質体表面に存在するものであり、前記硬質体表面に対して噴射装置から高圧で水を噴射して、噴射した水と共に放射性微粒子を吸引して汚染水タンクに貯水する工程であって、高圧で水を噴射する際、噴射装置の噴射ノズルを回転させながら高圧水を噴射する第1工程、
    第1工程で貯水した汚染水タンク内の汚染水に対して、ゼオライトと凝集剤を添加して、沈殿物と第1上澄み水に分離する第2工程、
    第2工程で得られた第1上澄み水に対して、ナノダイヤモンド微粒子とフェリシアン化金属化合物及び/又はフェロシアン化金属化合物を添加して混合する第3工程、
    前記ナノダイヤモンド微粒子混合液を限外濾過膜装置で全量濾過処理する第4工程を有している、無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  8. 前記無機微粒子が、セシウム134及びセシウム137を含む放射性微粒子である、請求項7記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  9. 第2工程において、沈殿物を脱水した水を第1工程の汚染水タンクに返送して処理する、請求項7または8記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  10. 第4工程で使用した限外濾過膜の逆圧洗浄水を第1工程の汚染水タンクに返送して処理する、請求項7〜9のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  11. 第4工程で限外濾過処理した後の処理水を第1工程において硬質体表面に噴射する水として再利用する、請求項7〜10のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  12. 硬質体が、道路、歩道、建築物の壁、塀、又は舗装された駐車場である、請求項7〜11のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法。
  13. 請求項7〜12のいずれか1項記載の無機微粒子を含んだ汚染水又は汚染物からの無機微粒子の除去方法を実施するための除去装置であって、
    高圧水の噴射装置と請求項6記載の除去装置を組み合わせた除去装置。
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