JP2015021856A - System and method for removing cesium contained in waste - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce generation of secondary discharge containing radioactive cesium by selectively separating radioactive cesium from waste materials such as incinerator fly ash to concentrate and recover the same and by using reusable separation means.SOLUTION: A system for removing cesium contained in waste materials includes; a wash tank 2 in which a pulverized or crushed waste material 1 is agitated and washed with wash water 3; a filter 4 for separating solid and liquid; an absorber unit 5 which selectively absorbs cesium in the liquid component and applies an elution treatment to the cesium; a storage tank 6 for storing eluent; and a concentration unit which evaporates or separates water from the eluent. A renewable clathrate compound, which exhibits selective absorption characteristics to cesium when alkali-treated to be neutral or alkaline and exhibits selective desorption characteristics to absorbed substances when acid-treated, is used as an absorbent. As for treatment liquid, an alkali treatment liquid is used for pretreatment of the absorbent, and an acid treatment liquid is used for elution treatment.

Description

本発明は、廃棄物に含まれるセシウムの除去システムおよび除去方法に関するものであり、特に、廃棄物に含まれるセシウムの除去システムおよびこれを用いた除去方法に関する。   The present invention relates to a system and method for removing cesium contained in waste, and more particularly, to a system for removing cesium contained in waste and a removal method using the same.

各種燃料、廃棄物、汚泥などの焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰などには、有害な重金属が含まれている場合があり、こうした有害物質を含む飛灰をそのまま埋め立て処理することは、環境上好ましいものではなく、埋め立てる場合でも、無害化処理して行うことが要求される。具体的には、放射性セシウムの場合、その濃度が8,000Bq/kg以下であれば通常の管理型埋立処分場にて埋立処分することができる。しかしながら、放射性セシウム等に汚染された廃棄物を焼却すると、放射性セシウムが焼却主灰や焼却飛灰に濃縮されることから、焼却灰、特に焼却飛灰中の放射性セシウム濃度は8,000Bq/kgを超えることが多い。また、社会的要求から8,000Bq/kgを下回る焼却灰でも埋立処分することが難しい場合も多い。こうした廃棄物の無害化は、大きな社会的な要求となっている。   Incineration ash such as various fuels, waste, sludge, incineration fly ash, molten fly ash, etc. may contain harmful heavy metals. It is not environmentally preferable, and it is required to perform detoxification even when landfilling. Specifically, in the case of radioactive cesium, if the concentration is 8,000 Bq / kg or less, it can be landfilled at a normal managed landfill site. However, when waste contaminated with radioactive cesium is incinerated, radioactive cesium is concentrated in incineration main ash and incineration fly ash, so the concentration of radioactive cesium in incineration ash, especially incineration fly ash, is 8,000 Bq / kg. Is often exceeded. In many cases, incineration ash lower than 8,000 Bq / kg is difficult to landfill due to social demand. Such detoxification of waste is a great social requirement.

焼却飛灰中の放射性セシウムの多くは、塩化セシウムなどの水に可溶な形態で存在している。したがって、焼却飛灰を水洗し、固液分離することによって液層に放射性セシウムを移行させることで焼却飛灰中のセシウムを取り出すことができることは知られている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、その抽出された液層の処分が課題となり、特に抽出に必要とされる水の容量は焼却飛灰に比べて非常に大きいことから、セシウムの選択的な除去方法や濃縮技術が課題となり、多くの研究・実用化が図られてきた。   Most of the radioactive cesium in incineration fly ash exists in a form soluble in water such as cesium chloride. Therefore, it is known that cesium in the incineration fly ash can be taken out by washing the incineration fly ash with water and performing solid-liquid separation to transfer radioactive cesium to the liquid layer (see, for example, Patent Document 1). However, disposal of the extracted liquid layer becomes a problem, and the volume of water required for extraction is particularly large compared to incineration fly ash, so the selective removal method and concentration technology of cesium are problems. Many researches and practical applications have been made.

例えば、特許文献2には、放射性セシウムの分離法として、以下の方法が挙げられているが、いずれも個別に課題を有している(段落0005〜0010)。
(i)リン酸モリブデン酸アンモニウムを担持した無機イオン交換体を用いてセシウムを分離する方法。無機イオン交換体が廃棄物として発生し、この廃棄物を処理する必要があるという問題点を有する。
(ii)硝酸含有水溶液中のセシウムを不溶性のフェロシアン化物系吸着剤を用いて分離する方法。セシウムの分離の際に酸化防止剤としてヒドラジン誘導体などの添加物を共存させる必要がある点、また、吸着剤が放射性廃棄物として発生し、廃棄物を処理する必要があるという問題点を有する。
(iii)ポリ(ヒドロキシアリーレン)ポリマー樹脂を用いた他のアルカリ金属を含む産業流出液からセシウムを分離する方法。イオン交換と同様の技術であり、最終的に放射性固体廃棄物が発生する点、高放射線場に置かれたときに、ポリマー樹脂の分解および配位子の分解による吸着効率の低下、配位子自体や樹脂の脱離などが欠点として挙げられる。
(iv)クラウンカリックス[4]アレン化合物によるセシウムの分離を溶媒抽出法を用いて選択的抽出を行う方法。クラウンカリックス[4]アレンを溶解する、有機溶媒にオルト−ニトロフェニルヘキシルエーテルを用いる必要があり、このオルト−ニトロフェニルヘキシルエーテルは、放射線分解などによるニトロ化など潜在的な危険を有しており、産業利用という点では難点がある。また、クラウンカリックス[4]アレンは、無極性溶媒などには難溶であり、溶媒選定が問題となっている。
(v)モルデナイトと含水チタン酸の混合無機イオン交換体、またはゼオライトやアンチモン酸などの無機イオン交換体などを用いてセシウムを吸着分離する吸着分離法。セシウムを分離回収後にイオン交換体が廃棄物として発生し、廃棄物を処理する必要があるという問題点を有する。また、溶離液中に共存するナトリウムやカリウムなども同時に吸着するため、吸着効率が悪く、繰返し使用することができない。
(vi)コバルトジカルボリド(CCD)を極性の高いニトロベンゼンに溶解した有機溶媒を用いる溶媒抽出方法。コバルトジカルボリド系では、ニトロベンゼンのような有害な溶媒(希釈剤)を用いることになり、抽出試薬の入手先が限定されることから入手が困難であり、また、使用後に焼却すると金属塩(固体廃棄物)が残るという問題点がある。
For example, Patent Document 2 lists the following methods as methods for separating radioactive cesium, but each has individual problems (paragraphs 0005 to 0010).
(I) A method of separating cesium using an inorganic ion exchanger supporting ammonium phosphate molybdate. Inorganic ion exchangers are generated as waste, which has the problem that it is necessary to treat this waste.
(Ii) A method of separating cesium in an aqueous solution containing nitric acid using an insoluble ferrocyanide-based adsorbent. In the separation of cesium, there is a problem that an additive such as a hydrazine derivative needs to coexist as an antioxidant, and there is a problem that the adsorbent is generated as radioactive waste and the waste needs to be treated.
(Iii) A method for separating cesium from an industrial effluent containing other alkali metals using a poly (hydroxyarylene) polymer resin. It is the same technology as ion exchange, and eventually generates radioactive solid waste. When placed in a high radiation field, the polymer resin decomposes and the adsorption efficiency decreases due to the decomposition of the ligand. Defects such as detachment of the resin itself and the resin can be mentioned.
(Iv) A method of selectively extracting cesium by a crown calix [4] allene compound using a solvent extraction method. It is necessary to use ortho-nitrophenyl hexyl ether as an organic solvent that dissolves crown calix [4] allene, and this ortho-nitrophenyl hexyl ether has potential dangers such as nitration by radiolysis. In terms of industrial use, there are difficulties. Crown calix [4] allene is hardly soluble in nonpolar solvents and the like, and solvent selection is a problem.
(V) An adsorption separation method in which cesium is adsorbed and separated using a mixed inorganic ion exchanger of mordenite and hydrous titanic acid, or an inorganic ion exchanger such as zeolite or antimonic acid. After the separation and recovery of cesium, the ion exchanger is generated as waste, and there is a problem that it is necessary to treat the waste. Moreover, since sodium, potassium, etc. coexisting in the eluent are simultaneously adsorbed, the adsorption efficiency is poor and cannot be used repeatedly.
(Vi) A solvent extraction method using an organic solvent in which cobalt dicarbollide (CCD) is dissolved in highly polar nitrobenzene. In the cobalt dicarbollide system, a harmful solvent (diluent) such as nitrobenzene is used, and it is difficult to obtain the extraction reagent because the source of the extraction reagent is limited. (Solid waste) remains.

特開平10−213697号公報JP-A-10-213697 特開2009−133707号公報JP 2009-133707 A

そこで、本発明の目的は、これら焼却飛灰等の廃棄物から放射性セシウムを選択的に分離し、濃縮・回収するとともに、再利用可能な分離手段を用いることによって、放射性セシウムを含む2次的に発生する排出物を低減することができる廃棄物に含まれるセシウムの除去システムおよび除去方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to selectively separate, concentrate and collect radioactive cesium from waste such as incineration fly ash, and to use secondary means including radioactive cesium by using a reusable separation means. It is an object of the present invention to provide a system and a method for removing cesium contained in waste that can reduce emissions generated in the waste.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示すセシウムの除去システムおよびこれを用いたセシウムの除去方法によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by a cesium removal system and a cesium removal method using the cesium removal system described below, and have completed the present invention.

本発明に係る廃棄物に含まれるセシウムの除去システムは、
粉状または細砕された廃棄物と洗浄水が導入され、撹拌・洗浄される洗浄槽と、
該洗浄槽から供出された廃棄物が固液分離され、分離された固体成分が回収される固体回収部と、分離された液体成分が供出される液体供出部と、を有するろ過器と、
接液部に充填された吸着剤と、導入された前記液体成分中のセシウムが該吸着剤によって選択的に吸着され、吸着処理された液体成分が処理済液として回収される処理済液回収部と、処理液が導入される処理液導入部と、前記吸着剤から溶離処理されたセシウムを含む溶離液が供出される溶離液供出部と、を有する吸着部と、
前記溶離液が導入され、貯留される貯留槽と、
前記貯留された溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮部と、を備え、
前記吸着剤として、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態でセシウムに対する選択的吸着特性を有し、酸処理された状態で該吸着物に対する選択的脱離特性を有し、該アルカリ処理および酸処理によって再生可能な包接化合物を用いるとともに、
前記処理液として、該吸着剤の前処理として前記接液部に導入されるアルカリ処理液と、該吸着剤からのセシウムの溶離処理として前記接液部に導入される酸処理液が用いられることを特徴とする。
The system for removing cesium contained in the waste according to the present invention,
A washing tank in which powdered or crushed waste and washing water are introduced, stirred and washed,
A filter having a solid recovery part for solid-liquid separation of the waste delivered from the washing tank and recovery of the separated solid component; and a liquid delivery part for delivering the separated liquid component;
An adsorbent filled in the liquid contact part and a cesium in the introduced liquid component are selectively adsorbed by the adsorbent, and the liquid component subjected to the adsorption process is recovered as a processed liquid. An adsorbing section having a processing liquid introducing section into which the processing liquid is introduced, and an eluent dispensing section from which an eluent containing cesium eluted from the adsorbent is dispensed,
A storage tank in which the eluent is introduced and stored;
A concentration unit in which water in the stored eluent is evaporated or separated, and
The adsorbent has a selective adsorption characteristic for cesium in an alkali-treated neutral or alkaline state and a selective desorption characteristic for the adsorbate in an acid-treated state. Using clathrate compounds that can be regenerated by treatment,
As the treatment liquid, an alkali treatment liquid introduced into the wetted part as a pretreatment of the adsorbent and an acid treated liquid introduced into the wetted part as an elution process of cesium from the adsorbent are used. It is characterized by.

また、本発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のセシウムの除去システムを用いた廃棄物に含まれるセシウムの除去方法であって、
粉状または細砕された廃棄物が、洗浄水と混合・撹拌され、洗浄される洗浄工程と、
洗浄された廃棄物が固液分離され、分離された固体成分および液体成分が回収されるろ過工程と、
包接化合物からなる吸着剤がセシウムに対する選択的吸着特性を有するように、予めアルカリ処理液によって該吸着剤をアルカリ処理し、中性またはアルカリ性の状態にするアルカリ処理工程と、
分離された前記液体成分が前記アルカリ処理された吸着剤に導入され、該液体成分中のセシウムが選択的に吸着され、吸着処理された液体成分が処理済液として回収される吸着処理工程と、
吸着されたセシウムに対して選択的に脱離するように、酸処理液によって吸着剤が酸処理され、該吸着剤から溶離処理されたセシウムを含む溶離液が供出される溶離処理工程と、
該溶離液が貯留される貯留工程と、
貯留された溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮工程と、
を有することを特徴とする。
Moreover, this invention is the removal method of the cesium contained in the waste using the cesium removal system in any one of Claims 1-4,
A washing process in which powdered or pulverized waste is mixed and stirred with washing water and washed;
A filtration step in which the washed waste is subjected to solid-liquid separation, and the separated solid component and liquid component are collected;
An alkali treatment step for preliminarily treating the adsorbent with an alkali treatment liquid so that the adsorbent composed of an inclusion compound has a selective adsorption characteristic for cesium, and bringing the adsorbent into a neutral or alkaline state;
An adsorbing treatment step in which the separated liquid component is introduced into the alkali-treated adsorbent, cesium in the liquid component is selectively adsorbed, and the adsorbed liquid component is recovered as a treated liquid;
An elution treatment step in which an adsorbent is acid-treated with an acid treatment liquid so as to selectively desorb the adsorbed cesium, and an eluent containing cesium eluted from the adsorbent is delivered;
A storage step in which the eluent is stored;
A concentration step in which the water in the stored eluent is evaporated or separated;
It is characterized by having.

廃棄物に含まれるセシウムの除去システムにおいては、上記のように選択的にセシウムを除去する手段と、除去処理に伴い発生する2次的な除害処理を必要とする排出物を如何に少なくするかが重要な課題である。本発明者は、種々の吸着剤を検証した結果、前処理として、後述するように、クラウンエーテル化合物等の包接化合物をアルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態とすることによって、非常に高いセシウムに対する選択的吸着特性を有する吸着剤として使用できることを見出した。と同時に、該吸着剤は、酸処理された状態とすることによって、非常に高いセシウムに対する選択的脱離特性を有するとともに、アルカリ処理−酸処理を複数回繰り返しても吸着−溶離特性に変化がないことを見出した。本発明は、こうした知見を基に、吸着剤として包接化合物が充填された吸着部を用い、バッチ的に前処理−吸着処理−溶離処理を行うことができる構成によって、セシウムを選択的に分離し、濃縮・回収するとともに、再利用可能な分離手段を用いることによって、セシウムを含む2次的に発生する排出物を低減するセシウムの除去システムおよび除去方法を提供することを可能とした。ここでいう「包接化合物」とは、クラウンエーテル化合物や結晶状シリコチタネート系化合物等、後述するようなセシウムに対して包接することができるいくつかの化合物であり、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態でセシウムに対する選択的吸着特性を有し、酸処理された状態で該吸着物に対する選択的脱離特性を有し、該アルカリ処理および酸処理によって再生可能な化合物に規定される。なお、ここでいう「中性」とは、狭義のpH7の状態をいうものではなく、広くpH7±1程度の「中性領域」をいう。また、ここでいう「洗浄水」や「処理液」とは、新たに本システムに供給される溶液のみならず、各処理において供出された溶液であって再利用可能な、洗浄機能あるいはアルカリ処理や酸処理の機能を有する溶液を含む。   In the system for removing cesium contained in waste, as described above, the means for selectively removing cesium and the amount of emissions that require secondary detoxification treatment that accompanies the removal treatment are reduced. Is an important issue. As a result of verifying various adsorbents, the present inventor, as a pretreatment, as described later, the inclusion compound such as a crown ether compound is made into a neutral or alkaline state subjected to an alkali treatment, which is very high. It has been found that it can be used as an adsorbent having selective adsorption characteristics for cesium. At the same time, when the adsorbent is in an acid-treated state, it has a very high selective desorption characteristic for cesium, and the adsorption-elution characteristic is changed even if the alkali treatment-acid treatment is repeated several times. Found no. Based on these findings, the present invention selectively separates cesium by a configuration in which an adsorption part filled with an inclusion compound as an adsorbent can be used to perform batch pretreatment-adsorption treatment-elution treatment. Thus, it is possible to provide a cesium removal system and a removal method that reduce secondary emissions including cesium by concentrating and recovering and using reusable separation means. The “inclusion compound” as used herein refers to several compounds that can be included in cesium as described later, such as crown ether compounds and crystalline silicotitanate compounds, and can be neutral or alkali-treated. It is defined as a compound that has a selective adsorption characteristic for cesium in an alkaline state and a selective desorption characteristic for the adsorbate in an acid-treated state and can be regenerated by the alkali treatment and acid treatment. Here, “neutral” does not mean a state of pH 7 in a narrow sense, but means a “neutral region” having a pH of about 7 ± 1. In addition, “washing water” and “treatment liquid” here are not only newly supplied solutions to the system, but also solutions provided in each treatment, which can be reused, and can be reused. And a solution having a function of acid treatment.

本発明は、上記廃棄物に含まれるセシウムの除去システムであって、回収された前記処理済液またはその一部を、セシウムに対する選択性のないまたは小さい第2吸着剤が充填された第2吸着部に導入し、精製処理を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記廃棄物に含まれるセシウムの除去方法であって、回収された前記処理済液またはその一部が、セシウムに対する選択性のないまたは選択性の小さい第2吸着処理される精製処理工程と、を有することを特徴とする。
廃棄物には、セシウム以外にも鉛や亜鉛等の金属元素が含まれており、上記吸着処理によって得られた処理済液中には、極微量のセシウム化合物以外に微量のこうした金属元素の化合物や水溶性のカリウムやナトリウム等の化合物が含まれる。本発明は、セシウムに対する吸着選択性のないゼオライト等の2次吸着剤による2次吸着処理により、こうした成分を除去することによって、処理済液の精製処理を行い、廃棄可能な清浄水を作製することができる。また後述するように、こうした清浄水をセシウムの除去システムにおける洗浄水として使用することによって、エネルギーや物質収支に関してシステム全体の高効率化を図ることが可能となる。
The present invention is a system for removing cesium contained in the above-mentioned waste, wherein the recovered treated liquid or a part thereof is filled with a second adsorbent having no or little selectivity to cesium. It is characterized in that it is introduced into a part and subjected to purification treatment.
The present invention is also a method for removing cesium contained in the waste, wherein the recovered treated liquid or a part thereof is subjected to a second adsorption process having no selectivity or low selectivity for cesium. And a purification treatment step.
The waste contains metal elements such as lead and zinc in addition to cesium, and in the treated liquid obtained by the above adsorption treatment, a trace amount of compounds of these metal elements is added in addition to the trace amount of cesium compounds. And water-soluble compounds such as potassium and sodium. The present invention removes these components by secondary adsorption treatment with a secondary adsorbent such as zeolite that does not have adsorption selectivity for cesium, thereby purifying the treated liquid to produce clean water that can be discarded. be able to. Further, as will be described later, by using such clean water as cleaning water in the cesium removal system, it becomes possible to improve the efficiency of the entire system with respect to energy and mass balance.

本発明は、上記廃棄物に含まれるセシウムの除去システムであって、少なくとも、前記液体供出部から吸着部への液体成分の導入流路、前記吸着部からの処理済液流路、前記吸着部からの溶離液流路、のいずれかまたはいくつかに空間線量計や放射能測定器を配設し、各流路の空間線量や放射能に応じて、廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整することを特徴とする。
また、本発明は、上記廃棄物に含まれるセシウムの除去方法であって、少なくとも、前記ろ過工程を経た液体成分、前記吸着処理工程を経た処理済液、前記溶離処理工程を経た溶離液、のいずれかまたはいくつかの空間線量や放射能を測定する放射能測定工程と、および該測定結果に基づき廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整する制御工程を有することを特徴とする。
セシウム、特に放射性セシウムは、その金属の有害性のみならず、処理済の物質に対する空間線量や放射能にも十分管理・監視を行う必要がある。本発明は、少なくとも吸着部に導入される液体成分,吸着処理された処理済液,溶離処理された溶離液のいずれかまたはいくつかの空間線量や放射能を測定することによって、システムから供出される各物質の安全性を確保することを可能とした。と同時に、その変化に応じて、廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整することによって、未然に放射性物質の流出を防止することができる。
The present invention is a system for removing cesium contained in the waste, and includes at least a liquid component introduction channel from the liquid supply unit to the adsorption unit, a treated liquid channel from the adsorption unit, and the adsorption unit. An air dosimeter or radioactivity measuring device is installed in any or some of the eluent flow paths from and supplies waste, washing water and treatment liquid according to the air dose and radioactivity in each flow path. And controlling and adjusting the supply amount.
The present invention is also a method for removing cesium contained in the waste, comprising at least a liquid component that has undergone the filtration step, a treated liquid that has undergone the adsorption treatment step, and an eluent that has undergone the elution treatment step. A radioactivity measurement process for measuring one or several air doses and radioactivity, and a control process for controlling / adjusting the supply and supply of waste, cleaning water and treatment liquid based on the measurement results Features.
Cesium, especially radioactive cesium, needs to be adequately managed and monitored not only for the toxicity of its metal, but also for the air dose and radioactivity of the treated material. The present invention is provided from a system by measuring at least one of a liquid component introduced into an adsorbing part, an adsorbed treated liquid, an eluent treated eluent, or some air dose and radioactivity. It was possible to ensure the safety of each substance. At the same time, it is possible to prevent outflow of radioactive material in advance by controlling and adjusting the supply and supply amount of waste, cleaning water and treatment liquid according to the change.

本発明は、上記廃棄物に含まれるセシウムの除去システムであって、前記ろ過器において固液分離された液体成分の一部が分岐され、洗浄水として前記洗浄槽に導入される第1帰還流路、または/および前記吸着部から回収された処理済液の一部が分岐され、洗浄水として前記洗浄槽に導入される第2帰還流路、または/および前記吸着部から供出された溶離液の一部が、再度前記吸着部に導入される第3帰還流路、を有することを特徴とする。
上記のように、セシウムの除去システムにおいては、セシウム化合物の水溶性を利用することが効果的であり、洗浄水や処理液が利用される。こうした溶液は、各処理によって、非常に清浄あるいは各処理における妨害成分が除去された溶液を構成する。本発明は、こうした処理済の溶液を再利用することによって、新たにシステムに供給すべき洗浄水や処理液の低減を図り、エネルギーや物質収支に関してシステム全体の高効率化を図ることが可能となる。特に、放射性物質の取り扱いおいては、極力処理系を閉ループとすることによって、より安全な処理機能を確保し、システムの安全操業を維持することができる。
The present invention is a system for removing cesium contained in the waste, wherein a part of the liquid component separated into solid and liquid in the filter is branched and introduced into the washing tank as washing water. A part of the treated liquid recovered from the channel or / and the adsorption part is branched, and the second return flow path introduced into the washing tank as washing water, and / or the eluent delivered from the adsorption part A part of which has a third return flow path which is again introduced into the adsorption part.
As described above, in the cesium removal system, it is effective to use the water-solubility of the cesium compound, and cleaning water and treatment liquid are used. Such a solution constitutes a solution that is very clean or has been freed of interfering components in each treatment. By reusing these treated solutions, the present invention can reduce the amount of cleaning water and treatment liquid to be newly supplied to the system, and can improve the efficiency of the entire system with respect to energy and mass balance. Become. In particular, in handling radioactive substances, a safer processing function can be secured and safe operation of the system can be maintained by making the processing system as closed loop as possible.

本発明に係るセシウムの除去システムの基本構成を例示する全体構成図。1 is an overall configuration diagram illustrating a basic configuration of a cesium removal system according to the present invention. 本発明に係るセシウムの除去システムの第2構成例を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the 2nd structural example of the removal system of cesium which concerns on this invention. 本発明に係るセシウムの除去システムの第3構成例を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the 3rd structural example of the removal system of cesium which concerns on this invention. 本発明に係るセシウムの除去システムにおける吸着/溶離部の他の構成例を示す構成図。The block diagram which shows the other structural example of the adsorption | suction / elution part in the removal system of cesium which concerns on this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る廃棄物に含まれるセシウムの除去システム(以下「本システム」という)は、粉状または細砕された廃棄物と洗浄水が導入される洗浄槽と、これらが固液分離されるろ過器と、セシウムが選択的に吸着され、吸着処理されたセシウムを含む溶離液が供出される吸着部と、溶離液が貯留される貯留槽と、溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮部と、を備え、吸着剤として、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態でセシウムに対する選択的吸着特性を有し、酸処理された状態で該吸着物に対する選択的脱離特性を有し、該アルカリ処理および酸処理によって再生可能な包接化合物を用いるとともに、処理液として、該吸着剤の前処理としてアルカリ処理液と、セシウムの溶離処理として酸処理液が用いられることを特徴とする。こうした構成によって、廃棄物から放射性セシウムを選択的に分離し、濃縮・回収するとともに、再利用可能な分離手段を用いることによって、放射性セシウムを含む2次的に発生する排出物を低減することができるセシウムの除去システムが可能となった。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A system for removing cesium contained in waste according to the present invention (hereinafter referred to as “the present system”) includes a washing tank into which powdered or crushed waste and washing water are introduced, and these are solid-liquid separated. A filter, an adsorption part where cesium is selectively adsorbed and an eluent containing adsorbed cesium is delivered, a storage tank in which the eluate is stored, and water in the eluate is evaporated or separated. And having a selective adsorption characteristic for cesium in an alkali-treated neutral or alkaline state as an adsorbent, and a selective desorption characteristic for the adsorbate in an acid-treated state. In addition, the inclusion compound that can be regenerated by the alkali treatment and the acid treatment is used, and as the treatment liquid, an alkali treatment liquid is used as a pretreatment of the adsorbent and an acid treatment liquid is used as an elution treatment of cesium. And butterflies. With such a configuration, radioactive cesium can be selectively separated from waste, concentrated and recovered, and by using a reusable separation means, secondary emissions including radioactive cesium can be reduced. A possible cesium removal system became possible.

<本システムの構成例>
本システムの実施態様として、基本的な概略全体構成を、図1に示す(第1構成例)。本システムにおいて、廃棄物1に含まれる(放射性)セシウムは、前処理部10において、粉状または細砕された廃棄物1とともに供出される。次に、抽出部20において、セシウム化合物の大半が廃棄物1から洗浄水3に溶解し(洗浄槽2)、固液分離された液体成分中に抽出される(ろ過器4)。次に、吸着/溶離部50において、吸着剤に選択的に吸着されるとともに(吸着部5)、吸着剤から溶離される(溶離液を形成)。次に、貯留/濃縮部60において、貯留され(貯留槽6)、濃縮工程において、濃縮されて、本システムから回収される。
<Configuration example of this system>
As an embodiment of the present system, a basic schematic overall configuration is shown in FIG. 1 (first configuration example). In this system, (radioactive) cesium contained in the waste 1 is delivered together with the waste 1 pulverized or pulverized in the pretreatment unit 10. Next, in the extraction unit 20, most of the cesium compound is dissolved from the waste 1 into the washing water 3 (washing tank 2) and extracted into the liquid component separated into solid and liquid (filter 4). Next, the adsorption / elution unit 50 selectively adsorbs the adsorbent (adsorption unit 5) and elutes from the adsorbent (forms an eluent). Next, it is stored in the storage / concentration unit 60 (storage tank 6), concentrated in the concentration step, and recovered from the present system.

〔廃棄物について〕
処理対象となる廃棄物1としては、建築廃材等を含む各種産業廃棄物、汚泥などの焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰など、セシウムが含まれる可能性のある種々の廃棄物を挙げることができる。燃焼処理のような熱処理された廃棄物のみならず、セシウム等を固定化するために、キレート処理やセメント固化処理等化学的処理された廃棄物も含まれる。
[About waste]
Examples of wastes 1 to be treated include various industrial wastes including building waste, incineration ash such as sludge, incineration fly ash, and various fly wastes that may contain cesium such as molten fly ash Can do. This includes not only waste that has been heat-treated such as combustion treatment, but also waste that has been chemically treated such as chelate treatment or cement solidification treatment to immobilize cesium or the like.

〔前処理部について〕
前処理部10において、廃棄物1が、焼却飛灰や溶融飛灰のように、水洗可能な状態の粉状物(例えば、平均粒径200μm以下)の場合には、そのまま、例えばベルト搬送等によって抽出部20に供出される。キレート処理された飛灰やセメント固化された焼却灰等の場合のように、水洗による抽出効率が悪い場合には、前処理手段11において。水洗可能な状態となるように、細砕処理によって粉状または細砕化され、あるいは酸やアルカリによる薬剤処理(中和処理を含む)される。詳細の処理内容は、後述する。
[About the pre-processing section]
In the pretreatment unit 10, when the waste 1 is a powdery material (for example, an average particle size of 200 μm or less) that can be washed with water, such as incineration fly ash and molten fly ash, for example, belt conveyance or the like. Is provided to the extraction unit 20. When extraction efficiency by washing with water is poor, as in the case of chelate-treated fly ash or cement-solidified incineration ash, in the pretreatment means 11. The powder is pulverized or pulverized by a pulverization process, or is treated with an acid or an alkali (including a neutralization process) so that it can be washed with water. Details of processing will be described later.

〔抽出部について〕
抽出部20は、洗浄槽2,洗浄水供給部31,ろ過器4から構成される。粉状または細砕された廃棄物1が、洗浄槽2に供給される。洗浄槽2には、さらに洗浄水3が洗浄水供給部31から供給され、廃棄物1と撹拌され、廃棄物1の洗浄処理が行われる。これによって、廃棄物1に含まれるセシウム化合物の大半が洗浄水中に溶解する。洗浄水3は、市水あるいは清浄な工場用水あるいは井戸水等を用いることが好ましい。洗浄槽2は、廃棄物1と洗浄水3との混合物を所定時間撹拌できる機能を有する所定容量の装置をいい、撹拌機能は、図示するような撹拌手段21を有する構成のみならず、例えば回転ドラム式の洗浄槽2や洗浄水3を噴流として導入して撹拌流を形成させる構成(図示せず)等他の手段によって確保することも可能である。洗浄槽2の内部は、廃棄物あるいはこれから分離された細粒子や微粒子の付着を防止するような表面処理を行うことによって、効率よく撹拌・洗浄を行うことができる。
[About the extraction unit]
The extraction unit 20 includes a cleaning tank 2, a cleaning water supply unit 31, and a filter 4. Powdered or pulverized waste 1 is supplied to the washing tank 2. The washing tank 2 is further supplied with washing water 3 from a washing water supply unit 31 and stirred with the waste 1, and the waste 1 is washed. As a result, most of the cesium compound contained in the waste 1 is dissolved in the washing water. The washing water 3 is preferably city water, clean factory water, well water, or the like. The washing tank 2 is a device having a predetermined capacity having a function capable of stirring the mixture of the waste 1 and the cleaning water 3 for a predetermined time. The stirring function is not limited to the configuration having the stirring means 21 as shown in the figure, for example, rotating. It can be secured by other means such as a configuration (not shown) in which a drum-type cleaning tank 2 or cleaning water 3 is introduced as a jet to form a stirring flow. The inside of the washing tank 2 can be efficiently stirred and washed by performing a surface treatment that prevents the attachment of waste or fine particles and fine particles separated therefrom.

撹拌・洗浄された廃棄物1と洗浄水3との混合物は、ろ過器4に導入され、固液分離される。ろ過器4としては、フィルタ式や沈降式あるいは遠心分離式等を用いることができるが、図示するように、多段式のろ過機能を有することが好ましい。洗浄処理による凝集物の発生に伴い、混合物には種々の粒径の固体が共存することから、順次ろ過処理することによって、高い固液分離機能を確保することができる。固液の分離機能は、例えば、粒径1.0μm以下の固体成分を含む液体成分とすることが好ましい。吸着部5に設けられた吸着剤表面への付着による吸着処理能力の低下を防止することができる。また、後述するように、洗浄水3をろ過器4の下流側(液体成分供出側)から供給し、ろ過器4から供出される液体成分あるいはその一部を洗浄槽2に導入する構成の場合には、特に下流段における固体成分の存在を低減し、高い固液分離機能を有することが可能となる。分離された固体成分は、固体回収部41に集積・回収され、分離された液体成分は、液体供出部42に貯留される。貯留された液体成分は、給送ポンプ43によって吸着/溶離部50に給送される。   The mixture of the waste 1 and the washing water 3 that have been stirred and washed is introduced into the filter 4 and separated into solid and liquid. As the filter 4, a filter type, a sedimentation type, a centrifugal type, or the like can be used, but it is preferable to have a multistage filtration function as shown in the figure. As agglomerates are generated by the washing treatment, solids having various particle diameters coexist in the mixture. Therefore, a high solid-liquid separation function can be ensured by sequentially performing the filtration treatment. The solid-liquid separation function is preferably a liquid component containing a solid component having a particle size of 1.0 μm or less, for example. It is possible to prevent a decrease in the adsorption processing capacity due to adhesion to the adsorbent surface provided in the adsorption unit 5. As will be described later, the cleaning water 3 is supplied from the downstream side (liquid component supply side) of the filter 4, and the liquid component supplied from the filter 4 or a part thereof is introduced into the cleaning tank 2. In particular, it is possible to reduce the presence of solid components in the downstream stage and to have a high solid-liquid separation function. The separated solid component is collected and collected in the solid collection unit 41, and the separated liquid component is stored in the liquid supply unit 42. The stored liquid component is fed to the adsorption / elution unit 50 by the feed pump 43.

〔吸着/溶離部について〕
吸着/溶離部50は、吸着部5,処理液導入部(アルカリ導入部51,酸導入部52および処理液給送ポンプ53から構成される)から構成される。セシウム化合物が溶解した液体成分が、吸着部5に供給される。吸着部5の内部の接液部には、吸着剤(図示せず)が充填され、導入された液体成分中のセシウムが該吸着剤によって選択的に吸着される。吸着部5は、図示するように、複数の吸着層から構成されることが好ましい。第1構成例では、4つの吸着層5a〜5dを直列的に配設された吸着部5を例示するが、これに限定されるものでなく、任意の数量の吸着層5nの配設や並列に配設された構成等を適用することが可能である。また、全ての吸着層5a〜5dに対して吸着処理と溶離処理を切換えて行うバッチ処理、あるいは例えば、処理上流側の吸着層5a,5bで吸着処理を行い、他の吸着層5c,5dで溶離処理を同時に行い所定時間後に切換えを行なう連続的処理等、要求仕様にあった構成を適用することが可能である。
[Adsorption / elution section]
The adsorption / elution unit 50 includes an adsorption unit 5 and a processing liquid introduction unit (consisting of an alkali introduction unit 51, an acid introduction unit 52, and a treatment liquid feed pump 53). The liquid component in which the cesium compound is dissolved is supplied to the adsorption unit 5. The wetted part inside the adsorbing part 5 is filled with an adsorbent (not shown), and cesium in the introduced liquid component is selectively adsorbed by the adsorbent. As shown in the drawing, the adsorption unit 5 is preferably composed of a plurality of adsorption layers. In the first configuration example, the adsorbing portion 5 in which the four adsorbing layers 5a to 5d are arranged in series is illustrated, but the present invention is not limited to this, and an arrangement or parallel arrangement of an arbitrary number of adsorbing layers 5n. It is possible to apply the structure etc. which were arrange | positioned in. Further, batch processing is performed by switching between adsorption processing and elution processing for all the adsorption layers 5a to 5d, or, for example, adsorption processing is performed on the adsorption layers 5a and 5b on the upstream side of the process, and the other adsorption layers 5c and 5d are performed. It is possible to apply a configuration that meets the required specifications, such as continuous processing in which elution processing is performed simultaneously and switching is performed after a predetermined time.

吸着剤は、セシウムに対する選択的吸着特性を有するとともに、吸着物に対する選択的脱離特性を有し、かつ再生可能であることが好ましい。本システムは、こうした条件を満たす吸着剤として包接化合物を用いた。具体的には、例えば商品名SuperLig(登録商標:米国IBC社製)や「Calix[4]arene-bis(4-tert-octylbenzo-crown-6)」あるいは「1-(2,2,3,3-tetrafloropropoxy)-3-(4-sec-butylphenoxy)-2-proppanol」等のクラウンエーテル化合物や例えばNaTi(Si)のような結晶状シリコチタネート系化合物を挙げることができる。これらは、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態でセシウムに対する選択的吸着特性を有し、酸処理された状態で該吸着物に対する選択的脱離特性を有し、該アルカリ処理および酸処理によって再生可能な特性を有する。実証過程において、焼却飛灰からのセシウムに対し、約500回以上の繰り返しの吸着処理が可能であることが確認されている。吸着剤の種類や充填量あるいは充填方法は、処理対象となる廃棄物の条件あるいは吸着剤の形状によって、選定・設定される。 The adsorbent preferably has a selective adsorption property for cesium, a selective desorption property for an adsorbate, and is reproducible. This system uses an inclusion compound as an adsorbent that satisfies these conditions. Specifically, for example, the trade name SuperLig (registered trademark: manufactured by IBC, USA), “Calix [4] arene-bis (4-tert-octylbenzo-crown-6)” or “1- (2,2,3, Mention may be made of crown ether compounds such as “3-tetrafloropropoxy) -3- (4-sec-butylphenoxy) -2-proppanol” and crystalline silicotitanate compounds such as Na 2 Ti 2 O 3 (Si 2 O 4 ). Can do. These have a selective adsorption characteristic for cesium in a neutral or alkaline state after alkali treatment, and have a selective desorption characteristic for the adsorbate in an acid treatment state. Has reproducible characteristics. In the demonstration process, it has been confirmed that the adsorption treatment of about 500 times or more can be performed on cesium from incineration fly ash. The kind, filling amount, or filling method of the adsorbent is selected and set according to the waste conditions to be treated or the shape of the adsorbent.

このとき、吸着剤は、吸着処理に使用される前に、予めアルカリ処理されることが好ましい。吸着処理において、中性またはアルカリ条件下での高い選択的吸着特性を確保することができる。アルカリ処理に用いるアルカリは、アルカリ導入部51を介して処理液給送ポンプ53によって吸着部5に導入される。該アルカリ処理液は、循環的に複数回使用することが好ましく、最終的に本システムから供出される液の中和処理に用いて処分することができる。また、再生した吸着剤を使用する場合にも、アルカリ処理され、中性またはアルカリ性の状態にすることによって、溶離処理に使用し残留した酸成分を除去することができ、吸着能力の低下を防ぎ、吸着処理時の溶離を防止することができる。使用されるアルカリは、水に対する溶解性が高く、上記吸着剤に対する親和性のある物質が好ましく、特に、吸着剤となる包接化合物によって包接された元素とセシウムとの置換が容易な、リチウム,カリウムあるいはナトリウムというアルカリ金属系の水酸化物や炭酸物あるいは炭酸水素物等の水溶液が好適である。具体的には、例えば0.01〜1.0M−NaOH(KOH等),0.01〜1.0M−NaHCO(KHCO等)などを挙げることができる。また、アルカリ処理され、「中性またはアルカリ性の状態」は、pH6〜13が好ましく、pH8〜12がより好ましい。pH6未満の状態では、吸着能力が大きく低下し、pH8〜12において吸着能力の最適条件を得ることができる。一方、pH13を超えると、吸着剤の劣化が進む可能性がある。 At this time, the adsorbent is preferably preliminarily treated with alkali before being used for the adsorption treatment. In the adsorption treatment, high selective adsorption characteristics under neutral or alkaline conditions can be ensured. The alkali used for the alkali treatment is introduced into the adsorption unit 5 by the treatment liquid feed pump 53 via the alkali introduction unit 51. The alkali treatment liquid is preferably used a plurality of times in a circulating manner, and can be finally used for neutralization treatment of the liquid supplied from the system. In addition, when using the regenerated adsorbent, it can be treated with alkali to make it neutral or alkaline, so that residual acid components used in the elution process can be removed, preventing a decrease in adsorption capacity. Elution during the adsorption process can be prevented. The alkali used is preferably a substance having high solubility in water and having an affinity for the adsorbent, and in particular, lithium that can easily replace the element included by the inclusion compound serving as the adsorbent with cesium. Aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium or sodium, carbonates or bicarbonates are preferred. Specific examples include 0.01 to 1.0 M NaOH (KOH and the like), 0.01 to 1.0 M NaHCO 3 (KHCO 3 and the like), and the like. Moreover, alkali treatment and "neutral or alkaline state" are preferably pH 6 to 13, more preferably pH 8 to 12. When the pH is less than 6, the adsorption capacity is greatly reduced, and the optimum conditions for the adsorption capacity can be obtained at pH 8-12. On the other hand, when the pH exceeds 13, the deterioration of the adsorbent may proceed.

吸着処理は、予めアルカリ処理された吸着部5(吸着層5a〜5d)に、液体成分が導入されて行われる。上流側の吸着層5aの吸着剤の表面に高濃度のセシウムが吸着し、順次吸着層5b,5c・・に従い濃度が低下し、吸着層5dでは約99.9%以上のセシウムが除去されることが実証された。セシウムが除去された液体成分は、処理済液として処理済液供出部54に貯留され、そのまま、あるいは後述するように、再度除害処理されて(精製処理液として)供出される。   The adsorption process is performed by introducing a liquid component into the adsorption unit 5 (adsorption layers 5a to 5d) that has been subjected to alkali treatment in advance. A high concentration of cesium is adsorbed on the surface of the adsorbent of the adsorption layer 5a on the upstream side, and the concentration decreases in accordance with the adsorption layers 5b, 5c,..., And about 99.9% or more of cesium is removed in the adsorption layer 5d. It was proved. The liquid component from which cesium has been removed is stored in the processed liquid supply unit 54 as a processed liquid, and is subjected to detoxification again (as a purified processing liquid) as it is or as described later.

吸着剤に吸着されたセシウムは、吸着層5a〜5dに酸処理液が導入されることによって、酸処理液中に溶離する。酸処理液を用いて溶離処理することによって、酸性条件下での高い選択的溶離特性を確保することができる。具体的には、酸処理液が、酸導入部52を介して処理液給送ポンプ53によって吸着部5(吸着層5a〜5dのうちのいずれかまたは複数)に導入される。該酸処理液は、後述するように循環的に複数回使用することが好ましい。溶離したセシウムを含む溶離液は、溶離液供出部55を介して溶離液給送ポンプ56によって貯留槽6に導入される。使用される酸は、水に対する溶解性が高く、かつセシウムとの反応性が高く、上記吸着剤に対する親和性のある物質が好ましく、特に、吸着剤となる包接化合物によって包接されたセシウムの溶離機能の高い強酸好適である。具体的には、例えば0.1〜2.0M−HCl,0.01〜1.0M−HNO,0.01〜1.0M−HSOなどを挙げることができる。 The cesium adsorbed by the adsorbent is eluted into the acid treatment liquid by introducing the acid treatment liquid into the adsorption layers 5a to 5d. By performing the elution treatment using the acid treatment liquid, it is possible to ensure high selective elution characteristics under acidic conditions. Specifically, the acid treatment liquid is introduced into the adsorption unit 5 (any or more of the adsorption layers 5a to 5d) by the treatment liquid supply pump 53 through the acid introduction unit 52. It is preferable to use the acid treatment solution a plurality of times in a cyclic manner as will be described later. The eluent containing the eluted cesium is introduced into the storage tank 6 by the eluent feed pump 56 via the eluent delivery part 55. The acid used is preferably a substance having a high solubility in water and a high reactivity with cesium and having an affinity for the adsorbent. Strong acid with high elution function is preferable. Specifically, for example 0.1~2.0M-HCl, 0.01~1.0M-HNO 3 , and the like 0.01~1.0M-H 2 SO 4.

〔貯留/濃縮部について〕
貯留/濃縮部60は、溶離液の貯留機能およびセシウムの濃縮機能(水分除去,乾燥機能)を有する。第1構成例においては、貯留槽6が、外周に加熱部62が配設され、内部に貯留部61を有する構成を例示する。所定量の溶離液を貯留し、所定時間の加熱・水分の蒸発処理を行うことによってセシウムを濃縮して回収することができる。ただし、セシウムの蒸散防止が可能で、これらの機能を有すれば、こうした構成に限定されるものではない。例えば水透過膜を貯留槽6に設け(図示せず)、溶離液中の水分を膜分離処理することによって、セシウムの濃縮処理を行うことができる。
[Storage / concentration section]
The storage / concentration unit 60 has an eluent storage function and a cesium concentration function (water removal and drying function). In the first configuration example, the storage tank 6 has a configuration in which the heating unit 62 is disposed on the outer periphery and the storage unit 61 is provided inside. By storing a predetermined amount of eluent and performing heating and moisture evaporation for a predetermined time, cesium can be concentrated and recovered. However, as long as cesium can be prevented from evaporating and has these functions, the structure is not limited to this. For example, a cesium concentration process can be performed by providing a water permeable membrane in the storage tank 6 (not shown) and subjecting the water in the eluent to a membrane separation process.

<本システムを用いたセシウムの除去方法>
次に、本システムを用いたセシウムの除去方法(以下「本方法」という)を詳述する。本方法は、その役割から、
(1)前処理工程を含め、
(2)粉状または細砕された廃棄物が、洗浄水と混合・撹拌され、洗浄される洗浄工程と、
(3)洗浄された廃棄物が固液分離され、分離された固体成分および液体成分が回収されるろ過工程と、
(4)包接化合物からなる吸着剤がセシウムに対する選択的吸着特性を有するように、予めアルカリ処理液によって該吸着剤をアルカリ処理し、中性またはアルカリ性の状態にするアルカリ処理工程と、
(5)分離された液体成分がアルカリ処理された吸着剤に導入され、該液体成分中のセシウムが選択的に吸着され、吸着処理された液体成分が処理済液として回収される吸着処理工程と、
(6)吸着されたセシウムに対して選択的に脱離するように、酸処理液によって吸着剤が酸処理され、該吸着剤から溶離処理されたセシウムを含む溶離液が供出される溶離処理工程と、
(7)該溶離液が貯留される貯留工程と、
(8)貯留された溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮工程と、
を有する。以下、構成例1に基づき、各工程について詳述する。
<Method of removing cesium using this system>
Next, a method for removing cesium using the present system (hereinafter referred to as “the present method”) will be described in detail. This method is based on its role
(1) Including pretreatment process
(2) A washing process in which powdered or crushed waste is mixed and stirred with washing water and washed,
(3) a filtration step in which the washed waste is separated into solid and liquid, and the separated solid component and liquid component are collected;
(4) an alkali treatment step in which the adsorbent comprising an inclusion compound has a selective adsorption characteristic for cesium and is alkali-treated with an alkali treatment liquid in advance to make it neutral or alkaline;
(5) an adsorption treatment step in which the separated liquid component is introduced into the alkali-treated adsorbent, cesium in the liquid component is selectively adsorbed, and the adsorbed liquid component is recovered as a treated liquid; ,
(6) An elution process step in which an adsorbent is acid-treated with an acid treatment liquid so as to be selectively desorbed from the adsorbed cesium, and an eluent containing cesium eluted from the adsorbent is delivered. When,
(7) a storage step in which the eluent is stored;
(8) a concentration step in which water in the stored eluent is evaporated or separated;
Have Hereinafter, based on the structural example 1, each process is explained in full detail.

(1)前処理工程
上記のように、廃棄物1が、焼却飛灰や溶融飛灰のように水洗可能な状態の場合には、そのまま、抽出部20に供出される。廃棄物が、キレート処理された飛灰やセメント固化された焼却灰等の場合には、前処理手段11として粉砕機を用いて細砕し、所定の粒径以下(例えば、平均粒径200μm以下)の粉状物として抽出部20に供出されることが好ましい。こうした廃棄物は、粒径が数cm〜数10cm以上の固形物となっているため、水洗による抽出効率が悪く、細砕による表面積の増大および細孔部までの水の浸透による抽出機能の増大によって、高い抽出効率を確保することができる。また、そのままでは水洗による抽出が難しい汚泥焼却灰や土壌等については、前処理手段11において酸処理(例えば塩酸や硝酸等による)を行うことが好ましい。さらに、主灰のように粒径のバラツキが大きく、また水洗による抽出が難しい汚泥状を形成している場合には、前処理手段11において粉砕処理とともに酸処理を行うことが好ましい。また、廃棄物1中に浸出水が多く含まれて酸性度が高い場合や上記のように酸処理を行った場合には、前処理手段11において中和処理(例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等による)を行うことが好ましい。
(1) Pretreatment step As described above, when the waste 1 is in a state that can be washed with water, such as incineration fly ash or molten fly ash, it is supplied to the extraction unit 20 as it is. When the waste is chelate-treated fly ash, cement-solidified incineration ash, or the like, it is pulverized using a pulverizer as the pretreatment means 11 and has a predetermined particle size or less (for example, an average particle size of 200 μm or less). ) Is preferably delivered to the extraction unit 20 as a powder. Since such waste is a solid having a particle size of several centimeters to several tens of centimeters, the extraction efficiency by washing with water is poor, the surface area is increased by crushing, and the extraction function is increased by water penetration to the pores. Therefore, high extraction efficiency can be ensured. For sludge incineration ash, soil and the like that are difficult to extract by washing as they are, it is preferable to perform acid treatment (for example, with hydrochloric acid, nitric acid, etc.) in the pretreatment means 11. Further, when a sludge shape having a large particle size variation and difficult to extract by water washing is formed like the main ash, it is preferable to perform acid treatment together with pulverization treatment in the pretreatment means 11. Further, when the waste 1 contains a large amount of leachate and the acidity is high, or when the acid treatment is performed as described above, the pretreatment means 11 performs neutralization treatment (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide). Etc.).

(2)洗浄工程
水洗可能な状態となった廃棄物は、抽出部20において、洗浄槽2に供給され、洗浄水3と混合・撹拌され、洗浄処理される。セシウム化合物の溶解に必要となる廃棄物1の洗浄処理は、廃棄物1の数倍〜数10倍量の洗浄水3によることが好ましい。セシウム化合物の溶解に必要な所定時間、十分撹拌されることによって、廃棄物1に含まれるセシウム化合物の大半が洗浄水中に溶解する。十分に撹拌・洗浄された廃棄物1と洗浄水3との混合物は、固液混合状態でろ過器4に導入される。
(2) Washing process The waste that is ready to be washed is supplied to the washing tank 2 in the extraction unit 20 and mixed and stirred with the washing water 3 to be washed. The washing treatment of the waste 1 necessary for dissolving the cesium compound is preferably performed with the washing water 3 several times to several tens of times the amount of the waste 1. By sufficiently stirring for a predetermined time required for dissolving the cesium compound, most of the cesium compound contained in the waste 1 is dissolved in the washing water. The mixture of the waste 1 and the washing water 3 sufficiently stirred and washed is introduced into the filter 4 in a solid-liquid mixed state.

(3)ろ過工程
洗浄された廃棄物を含む混合物は、ろ過器4において、固液分離される。本方法においては、例えば粒径1.0μm以下の固体成分を含む液体成分に分離することが好ましい。また、多段式のろ過機能を有するろ過器4を用いた場合には、上流において粒径の大きな固体成分をろ過し、下流に従い順次粒径の小さな固体成分をろ過することによって、長期間効率よく固液分離を行うことができる。分離された固体成分は、固体回収部41に集積・回収され、安全性が確認された後、埋立て等処分される。分離された液体成分は、液体供出部42に貯留された後、給送ポンプ43によって吸着/溶離部50に給送される。このとき、給送される液体成分は、中和処理を行うことが好ましい。吸着処理の最適条件の1つである中性またはアルカリ性の状態を維持し安定的な吸着処理を確保することができる。
(3) Filtration step The mixture containing the washed waste is subjected to solid-liquid separation in the filter 4. In this method, for example, it is preferable to separate into a liquid component containing a solid component having a particle size of 1.0 μm or less. In addition, when the filter 4 having a multistage filtration function is used, a solid component having a large particle diameter is filtered upstream, and a solid component having a small particle diameter is sequentially filtered in the downstream, so that it is efficiently effective for a long period of time. Solid-liquid separation can be performed. The separated solid component is collected and recovered in the solid recovery unit 41, and after safety is confirmed, it is disposed of in landfills. The separated liquid component is stored in the liquid delivery unit 42 and then fed to the adsorption / elution unit 50 by the feed pump 43. At this time, the liquid component to be fed is preferably neutralized. A neutral or alkaline state, which is one of the optimum conditions for the adsorption treatment, can be maintained and a stable adsorption treatment can be ensured.

(4)アルカリ処理工程
吸着処理に使用される吸着剤がセシウムに対する選択的吸着特性を有するように、予めアルカリ処理液によって該吸着剤をアルカリ処理し、中性またはアルカリ性の状態にする。具体的には、(5)吸着処理工程の前段あるいは(6)溶離処理工程の後に、水酸化ナトリウム等のアルカリ処理液がアルカリ導入部51を介して処理液給送ポンプ53によって吸着部5に導入される。吸着剤の表面が、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態となることによって、セシウムを含む溶液と吸着剤との接液によるセシウムの吸着・包接が促進される。アルカリ処理に用いた処理液は、なおアルカリ性を有することから、本システムにおいて、上記(1)前処理工程あるいは(7)貯留工程における中和処理剤として利用することができ、新たに本システムに供給すべき処理液の低減を図ることができる。
(4) Alkali treatment step The adsorbent is preliminarily treated with an alkali treatment solution so that the adsorbent used in the adsorption treatment has selective adsorption characteristics for cesium, and is brought into a neutral or alkaline state. Specifically, (5) before the adsorption treatment step or (6) after the elution treatment step, an alkali treatment liquid such as sodium hydroxide is supplied to the adsorption portion 5 by the treatment liquid feed pump 53 via the alkali introduction portion 51. be introduced. When the surface of the adsorbent is in a neutral or alkaline state that has been subjected to alkali treatment, the adsorption / inclusion of cesium by the liquid contact between the cesium-containing solution and the adsorbent is promoted. Since the treatment liquid used for the alkali treatment is still alkaline, it can be used as a neutralizing agent in the above (1) pretreatment step or (7) storage step in this system, and is newly added to this system. The processing liquid to be supplied can be reduced.

(5)吸着処理工程
上記(3)ろ過工程によって分離された液体成分が、アルカリ処理された吸着剤に導入され、該液体成分中のセシウムが選択的に吸着される。具体的には、液体供出部42に貯留された液体成分が、給送ポンプ43によって吸着部5に導入され、吸着剤によって液中のセシウムが、吸着処理される。本方法においては、吸着層5dでは約99.9%以上のセシウムが除去されることが実証された。セシウムが除去された液体成分は、処理済液として処理済液供出部54に貯留され、処理済液として回収される。吸着処理は、液体成分を吸着部5に連続的に流通させて行う連続処理のみならず、供給−停止を繰り返すバッチ処理あるいは同一液体成分を繰り返し循環的に吸着部5に供給する循環処理を適用することができる。
(5) Adsorption treatment step The liquid component separated in the above (3) filtration step is introduced into the alkali-treated adsorbent, and cesium in the liquid component is selectively adsorbed. Specifically, the liquid component stored in the liquid supply unit 42 is introduced into the adsorption unit 5 by the feed pump 43, and cesium in the liquid is adsorbed by the adsorbent. In this method, it was demonstrated that about 99.9% or more of cesium is removed in the adsorption layer 5d. The liquid component from which cesium has been removed is stored in the processed liquid supply unit 54 as a processed liquid and is recovered as a processed liquid. Adsorption processing is not limited to continuous processing performed by continuously circulating liquid components to the adsorbing unit 5, but also applies batch processing that repeats supply and stop, or cyclic processing that repeatedly supplies the same liquid component to the adsorbing unit 5. can do.

(6)溶離処理工程
吸着部5において吸着処理されたセシウムは、酸処理液によって吸着剤から溶離し、溶離液として取り出される。具体的には、吸着処理後、吸着部5への新たな液体成分やアルカリ処理液の導入が停止され、塩酸等の酸処理液が、酸導入部52を介して処理液給送ポンプ53によって吸着部5に導入される。酸処理液によって吸着剤が酸処理され、該吸着剤からセシウムが溶離される。溶離処理されたセシウムは、溶離液供出部55を介して溶離液給送ポンプ56によって、溶離液として回収される。
(6) Elution processing step The cesium subjected to the adsorption treatment in the adsorption unit 5 is eluted from the adsorbent by the acid treatment liquid and taken out as an eluent. Specifically, after the adsorption treatment, introduction of a new liquid component or alkali treatment liquid into the adsorption section 5 is stopped, and an acid treatment liquid such as hydrochloric acid is fed by the treatment liquid feed pump 53 via the acid introduction section 52. It is introduced into the adsorption unit 5. The adsorbent is acid-treated with the acid treatment liquid, and cesium is eluted from the adsorbent. The eluted cesium is recovered as an eluent by the eluent feed pump 56 via the eluent delivery unit 55.

(7)貯留工程
上記(6)溶離処理工程によって回収された溶離液は、貯留槽6において一時的に貯留される。このとき、必要に応じて中和処理を行うことが好ましい。また、複数の吸着層(例えば5a〜5d)を有する吸着部5においては、上流側の吸着層5aほど溶離されるセシウム濃度が高く、下流側の吸着層5b,5c,5dほど低濃度となることから、各吸着層5a〜5dからの溶離液を別々に回収し、貯留槽6において均一化することによって、後述する(8)濃縮工程における均一的な濃縮処理を確保することができる。
(7) Storage Step The eluent recovered by the above (6) elution processing step is temporarily stored in the storage tank 6. At this time, it is preferable to perform a neutralization treatment as necessary. Further, in the adsorption section 5 having a plurality of adsorption layers (for example, 5a to 5d), the concentration of cesium eluted in the upstream adsorption layer 5a is high, and the concentration in the downstream adsorption layers 5b, 5c, and 5d is low. Therefore, by collecting the eluents from the adsorbing layers 5a to 5d separately and homogenizing them in the storage tank 6, a uniform concentration process in the (8) concentration step described later can be ensured.

(8)濃縮工程
貯留槽6において貯留された溶離液中の水分を蒸散または分離させ、セシウムが濃縮された溶離液が作製される。セシウムの濃縮処理は、溶離液を加熱し、水分を蒸発させることによって行うことができる。また、水透過膜を用いた水分の膜分離処理を行うことによって、セシウムの濃縮処理を行うことができる。
(8) Concentration step Water in the eluent stored in the storage tank 6 is evaporated or separated to produce an eluent enriched with cesium. The concentration treatment of cesium can be performed by heating the eluent and evaporating water. Moreover, the concentration process of cesium can be performed by performing the film | membrane separation process of the water | moisture content using a water-permeable film.

こうした各処理工程によって、セシウムが除去された固体成分,液体成分(処理済液)およびセシウムが濃縮された溶離液を効率よく回収することができるとともに、本処理によってさらに2次処理が必要となる被処理物の発生を極力低減することができる。   By each of these processing steps, the solid component from which cesium has been removed, the liquid component (treated solution), and the eluent in which cesium is concentrated can be efficiently recovered, and further secondary processing is required by this processing. Generation | occurrence | production of a to-be-processed object can be reduced as much as possible.

<本システムの他の構成例>
図2は、本システムの他の構成例(第2構成例)を示す。基本的な構成は、第1構成例と同じであるが、付加機能として、回収された処理済液またはその一部を、セシウムに対する選択性のないまたは小さい第2吸着剤が充填された第2吸着部7に導入し、精製処理を行うことを特徴とする。また、少なくとも、液体供出部42から吸着部5への液体成分の導入流路L1、吸着部5からの処理済液流路L2、吸着部5からの溶離液流路L3、のいずれかまたはいくつかに空間線量計または放射能測定器S1(〜S3)を配設し、各流路L1〜L3の空間線量または放射能に応じて、廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整することを特徴とする。このとき、第2構成例として、第2吸着部7と空間線量計または放射能測定器S1(〜S3)が配設された構成を例示したが、いずれか一方のみを設けた構成を含むことはいうまでもない。
<Other configuration examples of this system>
FIG. 2 shows another configuration example (second configuration example) of the present system. The basic configuration is the same as that of the first configuration example, but as an additional function, the recovered treated liquid or a part thereof is filled with a second adsorbent that has no or little selectivity to cesium. It introduce | transduces into the adsorption | suction part 7, and is characterized by performing a refinement | purification process. Further, at least one of or any number of the flow path L1 for introducing the liquid component from the liquid supply section 42 to the adsorption section 5, the treated liquid flow path L2 from the adsorption section 5, and the eluent flow path L3 from the adsorption section 5. A crab space dosimeter or radioactivity measuring device S1 (~ S3) is arranged, and the supply and supply amount of waste, cleaning water and treatment liquid are determined according to the air dose or radioactivity of each flow path L1 to L3. It is characterized by controlling and adjusting. At this time, as the second configuration example, the configuration in which the second adsorption unit 7 and the space dosimeter or the radioactivity measuring device S1 (to S3) are disposed is illustrated, but includes a configuration in which only one of them is provided. Needless to say.

第2吸着部7には、第2吸着剤としてセシウムに対する吸着選択性のないまたは小さいゼオライト、活性アルミナ等を充填することが好ましい。廃棄物中に含まれる鉛や亜鉛等の金属元素や処理済液中に含まれる微量のこうした金属元素の化合物や水溶性のカリウムやナトリウム等の化合物等を、2次吸着処理によって除去することによって、処理済液の精製処理を行い(精製処理工程)、廃棄可能な清浄水を作製することができる。   The second adsorbing portion 7 is preferably filled with zeolite, activated alumina, or the like that has no or low adsorption selectivity to cesium as the second adsorbent. By removing secondary metal elements such as lead and zinc contained in the waste, trace amounts of these metal elements contained in the treated liquid, compounds such as water-soluble potassium and sodium, etc. by secondary adsorption treatment Then, the treated liquid can be purified (purification process step) to produce clean water that can be discarded.

また、少なくとも吸着部に導入される液体成分(流路L1),吸着処理された処理済液(流路L2),溶離処理された溶離液(流路L3)のいずれかまたはいくつかの空間線量や放射能を測定することによって、回収される各セシウム、特に放射性セシウムの有害性のみならず、処理済の物質に対する空間線量や放射能の十分な管理・監視を行い(放射能測定工程)、本システムから供出される各物質の安全性を確保することを可能とした。と同時に、その変化に応じて、廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整する(制御工程)ことによって、未然に放射性物質の流出を防止することができる。放射能測定工程に用いられる測定器としては、放射線量(μSv/hr)を測定する空間線量計や放射能(Bq/kg)を測定する放射能測定器等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、ヨウ化ナトリウムシンチレーション検出器(NaIシンチレーター)を用い、測定対象液が流通する配管をその周囲に巻回する構成によって、短時間かつ連続的に測定を行うことができる。   Further, at least one of the liquid component introduced into the adsorption unit (flow path L1), the treated liquid after the adsorption process (flow path L2), the eluted eluent (flow path L3), or some space doses. By measuring the radioactivity and radioactivity, not only the harmfulness of each recovered cesium, especially radioactive cesium, but also sufficient management and monitoring of the air dose and radioactivity of the processed substances (radioactivity measurement process) It has become possible to ensure the safety of each substance delivered from this system. At the same time, by controlling and adjusting the supply and supply amount of waste, cleaning water and treatment liquid according to the change (control process), it is possible to prevent the radioactive material from flowing out. Examples of the measuring instrument used in the radioactivity measurement step include an air dosimeter for measuring the radiation dose (μSv / hr) and a radioactivity measuring instrument for measuring the radioactivity (Bq / kg). It is not limited. For example, by using a sodium iodide scintillation detector (NaI scintillator) and a configuration in which a pipe through which a liquid to be measured flows is wound around it, measurement can be performed continuously in a short time.

図3は、本システムの他の構成例(第3構成例)を示す。ろ過器4において固液分離された液体成分の一部が分岐され、帰還ポンプ32を介して洗浄水として洗浄槽2に導入される第1帰還流路(流路R1)、または/および吸着部5から回収された処理済液の一部が分岐され、帰還ポンプ32を介して洗浄水として洗浄槽2に導入される第2帰還流路(流路R2)、または/および吸着部5から供出された溶離液の一部が、溶離液供出部55を介して溶離液給送ポンプ56によって再度吸着部5に導入される第3帰還流路(流路R3)、を有することを特徴とする。本システムにおいては、各処理のために導入された洗浄水や処理液が、各処理によって非常に清浄な溶液あるいは各処理における妨害成分が除去された溶液として供出される。こうした処理済の溶液を、各処理のための洗浄水や処理液として再利用することによって、新たに供給すべき洗浄水や処理液の低減を図ることができる。従って、本システムは、エネルギーや物質収支に関してシステム全体の高効率化を図ることができる。特に、放射性物質の取り扱いおいては、極力処理系を閉ループとすることによって、より安全な処理機能を確保し、システムの安全操業を維持することができる。このとき、第3構成例として、第1構成例を基にした構成を例示したが、こうした構成は、第2構成例にも適用することができる。   FIG. 3 shows another configuration example (third configuration example) of the present system. A part of the liquid component separated into solid and liquid in the filter 4 is branched, and is introduced into the washing tank 2 as washing water through the return pump 32, and / or the adsorption unit. A part of the treated liquid recovered from 5 is branched and supplied from the second return flow path (flow path R2) introduced into the cleaning tank 2 as cleaning water via the return pump 32, and / or from the adsorption unit 5. A part of the eluent that has been provided has a third return flow path (flow path R3) that is re-introduced into the adsorption section 5 by the eluent supply pump 56 via the eluent supply section 55. . In this system, the washing water and the treatment liquid introduced for each treatment are supplied as a very clean solution or a solution from which interference components in each treatment are removed by each treatment. By reusing such treated solutions as washing water and treatment liquid for each treatment, it is possible to reduce the amount of washing water and treatment liquid to be newly supplied. Therefore, this system can improve the efficiency of the entire system in terms of energy and material balance. In particular, in handling radioactive substances, a safer processing function can be secured and safe operation of the system can be maintained by making the processing system as closed loop as possible. At this time, the configuration based on the first configuration example is illustrated as the third configuration example, but such a configuration can also be applied to the second configuration example.

具体的には、ろ過器4において固液分離された液体成分は、廃棄物1と洗浄水3を含む混合物から固体成分が取り除かれ、セシウム化合物等が溶解しているものの、廃棄物1中の固体成分および廃棄物1の水洗処理によって発生した固体成分(凝集物等)が除去された清浄水に近い溶液である。従って、セシウム化合物等を溶解する機能が十分残っている範囲においては、洗浄機能を有する溶液(洗浄水)として使用することができる。また、新たな廃棄物1の組成がほぼ一定であれば、その水洗処理に必要な洗浄水3が新たに追加されていれば、ろ過器4において固液分離された液体成分は、常にほぼ同じ組成の溶液となる。従って、こうした条件を確保すれば、第1帰還流路(流路R1)を介して洗浄槽2に導入される液体成分は、セシウム化合物等を溶解する機能も十分残っており、洗浄機能を有する溶液(洗浄水)として使用することができる。   Specifically, the liquid component separated into solid and liquid in the filter 4 is removed from the mixture containing the waste 1 and the washing water 3 to dissolve the cesium compound and the like. It is a solution close to clean water from which solid components (aggregates and the like) generated by the water washing treatment of the solid components and the waste 1 are removed. Therefore, it can be used as a solution having a cleaning function (cleaning water) as long as the function of dissolving cesium compounds and the like remains sufficiently. Further, if the composition of the new waste 1 is substantially constant, the liquid components separated in the solid-liquid separation in the filter 4 are always substantially the same if the washing water 3 necessary for the washing treatment is newly added. It becomes a solution of the composition. Therefore, if such conditions are ensured, the liquid component introduced into the cleaning tank 2 via the first return channel (channel R1) has a sufficient function of dissolving the cesium compound and the like, and has a cleaning function. It can be used as a solution (washing water).

このとき、新たな洗浄水3を、ろ過器4の上流側に設けられた洗浄水供給部31から供給するのではなく、図4に例示するように、ろ過器4の下流側(液体成分供出側)に設けられた洗浄水供給部33から供給し、ろ過器4から供出される液体成分の全量あるいはその一部を、流路R1を介して帰還ポンプ32によって洗浄水として洗浄槽2に導入される構成が好ましい。ろ過器4の下流段における固体成分の存在を低減し、高い固液分離機能を有することが可能となる。   At this time, instead of supplying new washing water 3 from the washing water supply unit 31 provided on the upstream side of the filter 4, as illustrated in FIG. 4, the downstream side (liquid component supply) The whole or a part of the liquid component supplied from the washing water supply unit 33 provided on the side) and supplied from the filter 4 is introduced into the washing tank 2 as washing water by the feedback pump 32 via the flow path R1. The configuration is preferred. It is possible to reduce the presence of solid components in the downstream stage of the filter 4 and to have a high solid-liquid separation function.

また、吸着部5から回収された処理済液は、上記のように清浄水に近い溶液である液体成分が、さらに吸着処理されて清浄化された溶液である。従って、廃棄物1に対して、さらに高い水洗機能を有することから、洗浄水として使用することができる。また、処理済液は、液体成分がほぼ中性であることおよび予めアルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態の吸着剤によって吸着処理された溶液であることから、ほぼ中性あるいは弱アルカリ性を有する。従って、処理済液は、そのまま第2帰還流路(流路R2)を介して洗浄水として洗浄槽2に導入することができ、新たに本システムに供給すべき洗浄水の低減を図ることができる。   In addition, the treated liquid recovered from the adsorption unit 5 is a solution obtained by further adsorbing and purifying the liquid component that is a solution close to clean water as described above. Accordingly, since the waste 1 has a higher water washing function, it can be used as washing water. The treated liquid is almost neutral or weakly alkaline because the liquid component is almost neutral and the solution is adsorbed with an adsorbent in a neutral or alkaline state that has been previously alkali-treated. . Therefore, the treated liquid can be introduced as it is into the washing tank 2 as washing water through the second return flow path (flow path R2), and the washing water to be newly supplied to this system can be reduced. it can.

さらに、吸着部5から供出された溶離液は、酸処理液をベースとしセシウム化合物を含有する酸性の溶液である。従って、吸着剤に包接したセシウム化合物等を溶離する機能が十分残っている範囲においては、酸処理機能を有する溶液(酸処理液)として使用することができる。溶離液は、そのまま第3帰還流路(流路R3)を介して酸処理液として再度吸着部5に導入することができ、新たに本システムに供給すべき処理液の低減を図ることができる。   Furthermore, the eluent delivered from the adsorption unit 5 is an acidic solution containing a cesium compound based on an acid treatment liquid. Therefore, it can be used as a solution having an acid treatment function (acid treatment liquid) as long as the function of eluting the cesium compound and the like encapsulated in the adsorbent remains. The eluent can be introduced again into the adsorption unit 5 as an acid treatment liquid as it is through the third return flow path (flow path R3), and the treatment liquid to be newly supplied to the system can be reduced. .

<本システムの検証>
本システムにおけるセシウムの除去機能を、下記の条件において、各処理後のセシウムの含有量および回収された物質の放射能について検証した。
<Verification of this system>
The function of removing cesium in this system was verified with regard to the cesium content after each treatment and the radioactivity of the collected substances under the following conditions.

〔検証条件〕
(i)セシウム134とセシウム137の合計1987Bq/kg,平均粒径50μmの焼却飛灰を用い、その5倍量(重量比)の洗浄水(市水)によって洗浄処理を行った。
(ii)フィルタ式のろ過器を用い、ろ過処理を行い、液体成分と固体成分に分離した。
(iii)吸着剤として商品名SuperLig(登録商標:米国IBC社製)を用い、所定容量の容器に充填した状態で、0.1M−NaOHによってアルカリ処理を行った後、上記(ii)の液体成分を吸着処理した。
(iv)上記(iii)処理後の吸着剤に対し、1.0M−HClによって酸処理を行い、溶離液を得た。
(v)吸着剤について、アルカリによる再生処理を含む上記(i)〜(iv)を繰り返し、吸着剤の吸着能力の低下を検証した。
[Verification conditions]
(I) A total of 1987 Bq / kg of cesium 134 and cesium 137 and incinerated fly ash having an average particle size of 50 μm were used, and washing treatment was performed with washing water (city water) of 5 times (weight ratio).
(Ii) Using a filter type filter, filtration was performed to separate the liquid component and the solid component.
(Iii) The product name SuperLig (registered trademark: manufactured by IBC, USA) is used as the adsorbent, and after alkali treatment with 0.1M NaOH in a state where the container is filled in a predetermined volume, the liquid of (ii) above The components were adsorbed.
(Iv) The adsorbent after the above (iii) treatment was subjected to an acid treatment with 1.0 M HCl to obtain an eluent.
(V) Regarding the adsorbent, the above (i) to (iv) including the regeneration treatment with alkali were repeated, and the decrease in the adsorbent adsorption capacity was verified.

〔検証結果〕
表1のような検証結果を得た。本システムにおいて、セシウムを効率よく回収できることが実証された。また、同一吸着剤について、再生処理により500回まで、略同効率の吸着処理を行うことができることが実証された。

Figure 2015021856
〔inspection result〕
The verification results as shown in Table 1 were obtained. It was demonstrated that this system can efficiently recover cesium. In addition, it has been demonstrated that the same adsorbent can be adsorbed with substantially the same efficiency up to 500 times by regeneration.
Figure 2015021856

1 廃棄物
10 前処理部
11 前処理手段
2 洗浄槽
20 抽出部
21 撹拌手段
3 洗浄水
31 洗浄水供給部
4 ろ過器
41 固体回収部
42 液体供出部
43 給送ポンプ
5 吸着部
5a〜5d 吸着層
50 吸着/溶離部
51 アルカリ導入部
52 酸導入部
53 処理液給送ポンプ
54 処理済液供出部
55 溶離液供出部
56 溶離液給送ポンプ
6 貯留槽
60 貯留/濃縮部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste 10 Pretreatment part 11 Pretreatment means 2 Washing tank 20 Extraction part 21 Agitation means 3 Washing water 31 Washing water supply part 4 Filter 41 Solid recovery part 42 Liquid delivery part 43 Feeding pump 5 Adsorption parts 5a-5d Adsorption Layer 50 Adsorption / elution part 51 Alkali introduction part 52 Acid introduction part 53 Process liquid feed pump 54 Processed liquid feed part 55 Eluate feed part 56 Eluate feed pump 6 Storage tank 60 Storage / concentration part

Claims (7)

粉状または細砕された廃棄物と洗浄水が導入され、撹拌・洗浄される洗浄槽と、
該洗浄槽から供出された廃棄物が固液分離され、分離された固体成分が回収される固体回収部と、分離された液体成分が供出される液体供出部と、を有するろ過器と、
接液部に充填された吸着剤と、導入された前記液体成分中のセシウムが該吸着剤によって選択的に吸着され、吸着処理された液体成分が処理済液として回収される処理済液回収部と、処理液が導入される処理液導入部と、前記吸着剤から溶離処理されたセシウムを含む溶離液が供出される溶離液供出部と、を有する吸着部と、
前記溶離液が導入され、貯留される貯留槽と、
前記貯留された溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮部と、
を備え、
前記吸着剤として、アルカリ処理された中性またはアルカリ性の状態でセシウムに対する選択的吸着特性を有し、酸処理された状態で該吸着物に対する選択的脱離特性を有し、該アルカリ処理および酸処理によって再生可能な包接化合物を用いるとともに、
前記処理液として、該吸着剤の前処理として前記接液部に導入されるアルカリ処理液と、該吸着剤からのセシウムの溶離処理として前記接液部に導入される酸処理液が用いられることを特徴とする廃棄物に含まれるセシウムの除去システム。
A washing tank in which powdered or crushed waste and washing water are introduced, stirred and washed,
A filter having a solid recovery part for solid-liquid separation of the waste delivered from the washing tank and recovery of the separated solid component; and a liquid delivery part for delivering the separated liquid component;
An adsorbent filled in the liquid contact part and a cesium in the introduced liquid component are selectively adsorbed by the adsorbent, and the liquid component subjected to the adsorption process is recovered as a processed liquid. An adsorbing section having a processing liquid introducing section into which the processing liquid is introduced, and an eluent dispensing section from which an eluent containing cesium eluted from the adsorbent is dispensed,
A storage tank in which the eluent is introduced and stored;
A concentrating part in which water in the stored eluent is evaporated or separated;
With
The adsorbent has a selective adsorption characteristic for cesium in an alkali-treated neutral or alkaline state and a selective desorption characteristic for the adsorbate in an acid-treated state. Using clathrate compounds that can be regenerated by treatment,
As the treatment liquid, an alkali treatment liquid introduced into the wetted part as a pretreatment of the adsorbent and an acid treated liquid introduced into the wetted part as an elution process of cesium from the adsorbent are used. A system for removing cesium contained in waste, characterized by
回収された前記処理済液またはその一部を、セシウムに対する選択性のないまたは小さい第2吸着剤が充填された第2吸着部に導入し、精製処理を行うことを特徴とする請求項1記載の廃棄物に含まれるセシウムの除去システム。   2. The purification treatment is performed by introducing the collected treated liquid or a part thereof into a second adsorbing portion filled with a second adsorbent having low or low selectivity to cesium. Removal system for cesium contained in wastes 少なくとも、前記液体供出部から吸着部への液体成分の導入流路、前記吸着部からの処理済液流路、前記吸着部からの溶離液流路、のいずれかまたはいくつかに空間線量計や放射能測定器を配設し、各流路の空間線量や放射能に応じて、廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整することを特徴とする請求項1または2記載の廃棄物に含まれるセシウムの除去システム。   At least one of or some of the flow path for introducing the liquid component from the liquid delivery section to the adsorption section, the treated liquid flow path from the adsorption section, and the eluent flow path from the adsorption section may be an air dosimeter or 3. A radioactivity measuring device is provided, and the supply and supply amount of waste, cleaning water and treatment liquid are controlled and adjusted according to the air dose and radioactivity of each flow path. System for removing cesium contained in the listed waste. 前記ろ過器において固液分離された液体成分の一部が分岐され、洗浄水として前記洗浄槽に導入される第1帰還流路、または/および前記吸着部から回収された処理済液の一部が分岐され、洗浄水として前記洗浄槽に導入される第2帰還流路、または/および前記吸着部から供出された溶離液の一部が、再度前記吸着部に導入される第3帰還流路、を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の廃棄物に含まれるセシウムの除去システム。   A part of the liquid component separated from the solid and liquid in the filter is branched and introduced into the washing tank as washing water, and / or a part of the treated liquid recovered from the adsorption unit. Is branched and the third return flow path in which a part of the eluent supplied from the adsorption section is introduced again into the adsorption section is introduced into the washing tank as washing water. The system for removing cesium contained in the waste according to any one of claims 1 to 3, wherein: 請求項1〜4のいずれかに記載のセシウムの除去システムを用いた廃棄物に含まれるセシウムの除去方法であって、
粉状または細砕された廃棄物が、洗浄水と混合・撹拌され、洗浄される洗浄工程と、
洗浄された廃棄物が固液分離され、分離された固体成分および液体成分が回収されるろ過工程と、
包接化合物からなる吸着剤がセシウムに対する選択的吸着特性を有するように、予めアルカリ処理液によって該吸着剤をアルカリ処理し、中性またはアルカリ性の状態にするアルカリ処理工程と、
分離された前記液体成分が前記アルカリ処理された吸着剤に導入され、該液体成分中のセシウムが選択的に吸着され、吸着処理された液体成分が処理済液として回収される吸着処理工程と、
吸着されたセシウムに対して選択的に脱離するように、酸処理液によって吸着剤が酸処理され、該吸着剤から溶離処理されたセシウムを含む溶離液が供出される溶離処理工程と、
該溶離液が貯留される貯留工程と、
貯留された溶離液中の水分が蒸散または分離される濃縮工程と、
を有することを特徴とする廃棄物に含まれるセシウムの除去方法。
A method for removing cesium contained in waste using the cesium removal system according to any one of claims 1 to 4,
A washing process in which powdered or pulverized waste is mixed and stirred with washing water and washed;
A filtration step in which the washed waste is subjected to solid-liquid separation, and the separated solid component and liquid component are collected;
An alkali treatment step for preliminarily treating the adsorbent with an alkali treatment liquid so that the adsorbent composed of an inclusion compound has a selective adsorption characteristic for cesium, and bringing the adsorbent into a neutral or alkaline state;
An adsorbing treatment step in which the separated liquid component is introduced into the alkali-treated adsorbent, cesium in the liquid component is selectively adsorbed, and the adsorbed liquid component is recovered as a treated liquid;
An elution treatment step in which an adsorbent is acid-treated with an acid treatment liquid so as to selectively desorb the adsorbed cesium, and an eluent containing cesium eluted from the adsorbent is delivered;
A storage step in which the eluent is stored;
A concentration step in which the water in the stored eluent is evaporated or separated;
A method for removing cesium contained in waste, comprising:
回収された前記処理済液またはその一部が、セシウムに対する選択性のないまたは選択性の小さい第2吸着処理される精製処理工程と、を有することを特徴とする請求項5記載の廃棄物に含まれるセシウムの除去方法。   6. The waste according to claim 5, wherein the recovered treated liquid or a part of the collected liquid has a second adsorption treatment step having no selectivity or low selectivity for cesium. A method for removing contained cesium. 少なくとも、前記ろ過工程を経た液体成分、前記吸着処理工程を経た処理済液、前記溶離処理工程を経た溶離液、のいずれかまたはいくつかの空間線量や放射能を測定する放射能測定工程と、および該測定結果に基づき廃棄物,洗浄水および処理液の供給および供給量を制御・調整する制御工程を有することを特徴とする請求項5または6記載の廃棄物に含まれるセシウムの除去方法。   At least a radioactivity measurement step for measuring any one or some of the air dose and radioactivity of the liquid component that has undergone the filtration step, the treated liquid that has undergone the adsorption treatment step, and the eluent that has undergone the elution treatment step; 7. The method for removing cesium contained in waste according to claim 5, further comprising a control step of controlling and adjusting the supply and supply amount of waste, cleaning water and treatment liquid based on the measurement result.
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