JP2014219283A - 汚染水の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
放射性物質を含有する汚染水を処理して放射能の軽減を計る。
【解決手段】
放射性物質を含有する汚染水を密閉容器内において微細粒子物体および凝集剤の存在下に撹拌処理する汚染水の処理方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、汚染水の処理法に係り、さらに詳細には放射性物質を含有する汚染水の処理方法に関する。

我が国は、多くの原子力発電所により電力を供給している。これらの発電所は、従来天災に対しても安全であると言われていた。しかしながら、２０１１年３月１１日の東日本大震災の津波によって多くの犠牲者を出すと共に、福島第一原子力発電所が壊滅的な被害を受け、設備の損障により、広範囲の地域に放射線の汚染をもたらした。
この放射線汚染は、約６２種類の放射性物質によってもたらされていると言われている。現在福島第一原子力発電所においては、放射性物質によって汚染された汚染水を処理しているが、発生する汚染水に対して除染処理する量が少ないために４００トン／日の量が毎日増大し、現在約２８万トンが貯蔵されている状況にある。
また現在の除染処理方法で行った処理水は、特にトリチウムの除染が充分に行われていない為に、海等への放流も行えないのが現状である。

現在福島第一原子力発電所で行われている除染方法は、放射性物質によって汚染された汚染水（以下汚染水という場合がある）をはじめに油水分離処理により油分を除去した後、油テクネチウムを除去するために４塔のＳＭ２スキッドに通し、さらに２塔の濾過塔を通した後、セシウムを除去するために５塔のセシウム吸着塔を通して処理が行われている。
このようにして処理された汚染水は除染装置によって薬注、凝集加圧浮上、超高速凝集沈殿が行われ、この汚染水をさらに逆浸透膜（ＲＯ）あるいは蒸発濃縮による淡水化装置により淡水化され貯槽に貯蔵されている。

また他の方法として、油水分離した汚染水を２塔の濾過フィルターを通し、次にセシウムを除去するために５塔の吸着塔に通し、さらに２系列のメディアフィルターに通す。
このようにして処理された汚染水は、加圧浮上分離装置、１次反応装置、高速凝集沈殿装置（マルチフロー）、２次反応槽、高速凝集沈殿装置（アクチフロー）、ディスクフィルタ―の装置に順次通して処理が行われ、この汚染水をさらに逆浸透膜（ＲＯ）あるいは蒸発濃縮による淡水化装置により淡水化されている。
この処理された除染処理水は移送ポンプによってタンクに貯蔵される。

しかしながら、このように処理された除染処理水も、外部に放流するに必要な放射性物質の除染ができないために、タンクに貯蔵しておかなければならない状況が続いている。
そこで本発明者は、これらの従来の欠点を解消すべく種々検討を重ねた結果、凝集沈澱装置における除染方法に問題があることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、放射性物質を含有する汚染水を密閉容器内において微細粒子物体および凝集剤の存在下に撹拌処理する汚染水の処理方法である。

本発明方法によれば、構造的にも簡易な処理装置で処理することができ、特に福島第一原子力発電所においては、現在設置しているタンクの簡単な改造で使用することができ、大量の汚染水の処理が可能になる。また従来の除染方法に本発明の処理方法を組合せることによって海等に放流できる程度に除染することが可能となる。

本発明に使用する密閉型容器の断面図

次に本発明を図面を参照しながら説明するが、本発明は、以下の説明のみに限定されるものではない。
まず本発明に用いる密閉容器１は、例えば図１に示すようにタンク形の容器２の側壁部の下部から上部に汚染水を流すパイプ３を設ける。このパイプ３には、汚染水を容器の下部から上部に強制的に循環させるためにポンプ４を設ける。また容器２の底部近傍の側壁面に除染処理を行った後に容器２の底部に留まった固形物を排出するための排出口５を設ける。さらに容器２の上部には微細粒子物体を投入するための微細粒子物体投入口６と処理するための汚染水および凝集剤の投入口７を設ける。なお汚染水を循環させるパイプ３は、一つの容器２の複数個所に設けることによって容器内の汚染水の撹拌を一層向上させることができる。

本発明方法に使用する微細粒子物体としては、タルク、クレー、ベントナイト、ゼオライト、バーミキュライト、活性炭、シリカゲル、イオン交換樹脂、多孔質ガラス、モレキュラーシーブ等が挙げられる。特にトリチウムを除去するためにはシリカゲル、多孔質ガラス、モレキュラーシーブ等が好ましい。
これらの微細粒子物体の大きさは、より微小なものほど、分子間力が働き放射性物質の除去に好ましい。
これらの微細粒子物体の添加量は、処理する汚染水中の放射性物質の含有量によって適宜選択すればよい。

また本発明に使用する凝集剤としては、無機系凝集剤Ｎ／Ｔフロック（日本ソリッド株式会社製商品名）、無機系固形凝集剤ＮＣＣ（日本ソリッド株式会社製商品名）の他に硫酸バンド、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の鉄塩、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、水溶性アニリン樹脂塩酸塩、ポリビニルピリジン塩酸塩、水溶性尿素樹脂、ポリアクリルアミド、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウム等の無機凝集剤、陰イオン性高分子凝集剤、陽イオン性高分子凝集剤、非イオン性高分子凝集剤等の有機高分子凝集剤、無機高分子凝集剤等が挙げられるが、いずれも好適に使用することができる。また凝集剤の形態も、粉末状、固形状、溶液状等の種々の形態で使用することができる。

次に本発明方法を図１に示した容器２を用いた場合について説明する。
容器２の投入口７から汚染水を投入する。次に投入口６から微細粒子物体および凝集剤を投入する。微細粒子物体および凝集剤を投入後、パイプ３に設けられたポンプ４を可動させることによって汚染水を容器２の底部近傍から容器２の上部に循環させることによって容器２内の汚染水が撹拌される。この汚染水の循環撹拌による凝集反応時間を充分にとることによって放射性物質を微細粒子物体に吸着させることができる。通常この汚染水の撹拌処理時間は含有する放射性物質の量によっても異なるが、一般的には３０分〜５時間処理することが好ましい。
撹拌終了後静置した後沈殿した固形物は排出口５から容器２外に排出され保管される。

本発明の他の形態として、容器２内で微細粒子物体および凝集剤と撹拌処理された 汚染水を排出口５から容器２外に排出し、さらに容器２よりも小さい容器に投入する。小さい容器は、容器２と同様に強制的に循環させる構造に成っており、汚染水は攪拌処理される。小さい容器内で撹拌処理された 汚染水を排出口から次の小さい容器に投入して撹拌処理することによって、放射性物質を微細粒子物体に吸着させることができる。
汚染水を撹拌処理する小さい容器は２基以上の複数設けることが好ましい。
小さい容器内で微細粒子物体および凝集剤と撹拌処理された汚染水は、排出口から排出され、容器２と同様な大きさの容器に移され、静置した後沈殿した固形物は排出口から容器外に排出される。

更に、放射性物質を含有する汚染水を密閉容器中で微細粒子物体および凝集剤の存在下に撹拌処理し、沈殿物を除去した後の放射性物質除去水は、現在福島第一原子力発電所で行われている除染方法である油分を除去する２塔の濾過フィルターを通し、次にセシウムを除去するために５塔の吸着塔に通し、さらに２系列のメディアフィルターに通し、さらに逆浸透膜（ＲＯ）あるいは蒸発濃縮による淡水化装置により淡水化することで、濾過フィルター塔や吸着塔の負荷を軽減し、多くの淡水された蒸発濃縮処理水やＯＲ処理水を得ることが出来る。
また、淡水化装置から発生する濃縮廃水(中低レベル廃水)は、原子炉建屋内の冷却水として再利用できない為、吸着材を充填した汎用性排砂管を多数接続した接触塔に通す事で、中低レベル水を再処理することが出き、原子炉建屋内の冷却水に利用できるような水にすることが出来る。

次に本発明方法を実施例により説明する。
実施例
ホットスポットから採取した土に水を加えて撹拌した。この溶液の放射能は１２，４００ベクレルであった。この放射性物質を含有する汚染水１０００ｍｌを撹拌機付きのガラス製密閉容器に入れ、これにベントナイト１ｇおよび無機系凝集剤〔Ｎ／Ｔフロック（日本ソリッド株式会社製商品名）〕０．１ｇを加えて１時間撹拌した。撹拌終了後沈殿物を除去した後、放射性物質を除去した水の放射能を測定した結果８５ベクレルであった。

１・・・密閉容器
３・・・パイプ
４・・・ポンプ

Claims (1)

1. 放射性物質を含有する汚染水を密閉容器中で微細粒子物体および凝集剤の存在下に撹拌処理することを特徴とする、汚染水の処理方法。
   
   

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