JP2015081852A

JP2015081852A - 原子力発電所の排水処理方法及び排水処理装置

Info

Publication number: JP2015081852A
Application number: JP2013220200A
Authority: JP
Inventors: 新一牧野; Shinichi Makino; 関　秀司; Hideji Seki; 秀司関; 高田　孝夫; Takao Takada; 孝夫高田; 康文宮原; Yasufumi Miyahara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-27

Abstract

【課題】放射性物質で汚染された排水から界面活性剤や油分を確実に除去するとともに、廃棄物の発生量を大幅に減少させる。
【解決手段】放射性物質で汚染された排水１中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理方法において、前記排水１中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着剤８に吸着させるステップと、使用済みの吸着剤８を脱水するステップと、脱水された前記吸着剤８に助燃剤６を混合するステップと、前記吸着剤８と助燃剤６の混合物を焼却するステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は原子力発電所で発生した排水を処理するための排水処理方法及び排水処理装置に関する。

原子力発電所では様々な廃液が発生するが、廃液は放射性物質に汚染されており、その廃液を浄化しなければならない。その廃液の一つに洗濯廃液がある。洗濯廃液は原子力発電所内で使用した作業服等を洗濯したときに出る廃液である。この廃液には作業服等の汚れを取るために界面活性剤（洗剤）や放射性物質が含まれており、これらの界面活性剤や放射性物質を除去して外部へ排出する必要がある。

また、現在、原子力発電所ではタービン建屋の地下に大量の油を含んだ水が溜まっている状態のものがあり、これらの水にはタービンの油や放射性物質が多量に含まれている。この水についても油分や放射性物質を除去する必要がある。

従来、界面活性剤などの不純物を含有する水処理方法には様々な提案がされている。例えば、界面活性剤を粉末状の活性炭と混合し、界面活性剤を活性炭に吸着させた後、中空糸膜で活性炭を除去する手段（特許文献１）、排水に粉末状の活性炭を混ぜ、活性炭の粒径より小さいポアサイズの膜で濾過する手段（特許文献２）、排水に粉末状の活性炭を混ぜ、不純物を活性炭に吸着させた後、凝集剤を添加して活性炭を沈殿させる手段（特許文献３）等が提案されている。

特開平６−６８９６５号公報特開平１０−２４９１７０号公報特開２００８−１１０２８０号公報

ところで、排水から放射性物質を除去する手段として、吸着塔にゼオライト等を充填し、そこに汚染水を通すことで、放射性物質を取り除く技術が既に導入されている。しかし、吸着塔に界面活性剤や油分などの不純物が汚染水と共に混入すると、放射性物質の除去効率が低下したり、吸着剤の劣化を早めるといった課題がある。

そのため、排水を放射性物質処理施設に送る前に、排水から界面活性剤や油分を除去する必要があるが、界面活性剤や油分を除去する吸着剤の材質等によっては吸着剤が放射性物質で汚染され、使用済みの吸着剤の廃棄処理の工程が複雑となるという課題がある。

例えば、上述した特許文献１及び２に開示の界面活性剤の除去技術では界面活性剤を粉末状の活性炭と混合し、界面活性剤を活性炭に吸着させた後、中空糸膜やポアサイズの小さな膜で活性炭を除去するが、除去過程で有機物の膜が放射能により劣化してしまうため、活性炭を十分に除去できなくなる。また、これらの使用後の膜は放射性物質で汚染されるため、一般廃棄物として処分できないという課題がある。

また、特許文献３に開示の界面活性剤の除去技術では排水に粉末状の活性炭を混入し、不純物を活性炭に吸着させた後、凝集剤を添加して活性炭を沈殿させて除去するが、この方法では、活性炭が放射性物質を含有する汚染水を多量に含むため、使用済みの活性炭を一般廃棄物として処分できないという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、放射性物質で汚染された排水から界面活性剤や油分を確実に除去するとともに、廃棄物の発生量を大幅に減少させることができる原子力発電所の排水処理方法及び排水処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る原子力発電所の排水処理方法は、放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理方法において、前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着剤に吸着させるステップと、使用済みの吸着剤を脱水するステップと、脱水された前記吸着剤に助燃剤を混合するステップと、前記吸着剤と助燃剤の混合物を焼却するステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る原子力発電所の排水処理方法は、放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理方法において、前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着剤に吸着させるステップと、使用済みの吸着剤を脱水するステップと、脱水された前記吸着剤に助燃剤及び固形化剤を混合するステップと、前記混合された混合物を圧縮成型するステップと、前記圧縮成型された混合物を焼却するステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る原子力発電所の排水処理装置は、放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理装置において、前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着させる吸着剤が充填された吸着塔と、この吸着塔から排出された使用済みの吸着剤を脱水する脱水機と、この脱水機によって脱水された前記吸着剤に助燃剤を混合する混合機と、この混合機で混合された前記吸着剤と助燃剤の混合物を焼却する焼却炉と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、放射性物質で汚染された排水から界面活性剤や油分を確実に除去することができるとともに、使用済みの吸着剤を焼却することで廃棄物の発生量を大幅に減少させることができる。

第１の実施形態に係る排水処理方法の処理フロー図。第２の実施形態に係る排水処理方法の処理フロー図。上記実施形態の排水処理方法を用いて実施した試験結果を示す図。

以下、本発明に係る原子力発電所の排水処理方法及び排水処理装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る原子力発電所の排水処理方法及び排水処理装置を図１により説明する。

（構成）
本実施形態の排水処理方法で用いられる機器は、原子力発電所からの排水１を吸着塔３に送るポンプ２、粉末状、粒子状又はペレット状の活性炭からなる吸着剤８が充填された吸着塔３と、吸着塔３から排出された吸着剤８を脱水する脱水機４と、脱水された吸着剤８と助燃剤６を混合する混合機５と、混合機５から排出された吸着剤８と助燃剤６の混合物を焼却する焼却炉７と、から構成される。

吸着塔３では排水１中の界面活性剤や油分が活性炭からなる吸着剤８により除去されるが、放射性物質はほとんど除去されない。この放射性物質を含有する処理水１１は放射性物質処理施設１２に送られ、そこで放射性物質が除去される。

（作用）
図１は第１の実施形態の排水処理フローを示す図で、以下各ステップについて説明する。

まず、原子力発電所の施設内で発生した放射性物質、界面活性剤及び／又は油分等の不純物を含む排水１がポンプ２により吸着塔３に送液される。吸着塔３には界面活性剤や油分を吸着する活性炭からなる吸着剤８が充填されており、吸着塔３を通ることで、排水１から界面活性剤や油分などの不純物が除去される。
なお、前述したように放射性物質は吸着塔３ではほとんど除去されず、放射性物質を含む処理水１１は放射性物質処理施設１２に送られ、除染処理される。

次に、吸着剤８の吸着容量が限界に達したら、吸着剤８を脱水機４に排出する。この使用済みの吸着剤８は水分を大量に含んでいるため脱水機４で脱水する。脱水機４は余分な水が脱水できればよく、公知の脱水機を用いることができる。使用済みの吸着剤８を脱水機４に排出した後、吸着塔３には新規な吸着剤８が充填される。

脱水機４で脱水された吸着剤８は混合機５に送られ、ここで助燃剤６と均一に混合される。助燃剤として、例えばパラフィン等の連鎖脂肪族系の炭素化合物が用いられる。混合機５で略均一に混合された助燃剤６と吸着剤８とからなる混合物は焼却炉７に送られ、焼却処分される。
上記処理フローに基づいて行った試験では、焼却炉７における焼却残渣は略０ｇであることが確かめられた（図３参照）。

なお、吸着剤８には、微量の放射性物質が含まれる可能性があるが、極微量なため許容値以下に抑えることができるとともに、焼却炉７からの排ガスをフィルター等を介して放出することで、環境中に放出される放射性物質をさらに低減させることができる。
また、上記実施形態では、脱水機４と混合機５を別個に設けているが、両機能を兼ねた脱水混合機を用いてもよい。

（効果）
本実施形態によれば、原子力発電所の施設内で発生した放射性物質、界面活性剤及び／又は油分等の不純物を含む排水１から、活性炭からなる吸着剤８により界面活性剤及び／又は油分を確実に除去し、当該吸着剤８を助燃剤６と混合・焼却することで、廃棄物の大幅な減容化を図ることができる。
さらに、吸着剤８により排水１中の界面活性剤及び／又は油分を確実に除去することで、放射性物質を含む処理水１１の除染効率を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図２は第２の実施形態の排水処理フローを示す図で、以下各ステップについて説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態では、混合機５に助燃剤６と固形化剤１０を注入し、使用済みの吸着剤８と均一に混合した後、圧縮成型機９に送りペレット状に圧縮成型する。ペレット状に圧縮成型することで、廃棄物の減容化を図り、ドラム缶等で一時保管可能とする。

ペレット状の成型体は一時保管後、焼却炉７に送られ、適宜焼却処分される。
本実施形態の処理フローに基づいて行った試験でも、焼却炉７における焼却残渣は略０ｇであることが確かめられた。

本実施形態によれば、界面活性剤及び／又は油分を含む使用済みの吸着剤８を助燃剤６及び固形化剤１０と混合し、ペレット状に成型することで、減容化を図るとともに、その後の取扱い及び保管管理が容易になり、効率的な焼却処理が可能となる。
さらに、吸着剤８により排水１中の界面活性剤及び／又は油分を確実に除去することで、放射性物質を含む処理水１１の除染効率を向上させることができる。

［第３の実施形態］
以下、上記実施形態の排水処理方法を用いて行った試験結果を説明する。
(実施例１）
界面活性剤を含ませた排水１を活性炭からなる吸着剤８に吸着させる試験を実施した。試験条件および試験結果を図３に示す。

試験条件は水に洗剤からなる界面活性剤を７００ｐｐｍ加え、そこに吸着剤８を１０００ｐｐｍ添加し、吸着剤８に界面活性剤を吸着させた。界面活性剤の濃度を排水基準として使用されるＣＯＤ濃度（化学的酸素要求量）により測定した。

その結果、図３に示すように、吸着剤８を投入する前は、ＣＯＤ濃度が約４００ｐｐｍであったが、吸着後はＣＯＤ濃度が排水基準１６０ｐｐｍを大きく下回る約５ｐｐｍに減少したことを確認した。

（実施例２）
活性炭１０ｇに対して助燃剤６を１５ｇ添加し、混合した。それを「ＪＩＳＺ７３０２−２」に規定されている方法に準じて発熱量を測定した。
その結果、発熱量は９０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となり、自燃可能な熱量となることを確認した。

（実施例３）
排水１中に含まれる油分がリン酸エステルの場合、活性炭からなる吸着剤８にこのリン酸エステルを吸着させ、助燃剤６とともに焼却すると、リンがリン酸となって排ガスと一緒に放散し、焼却炉７内の金属や耐火物を腐食することが知られている。

そこで、助燃剤６としてステアリン酸カルシウムのようなカルシウムを含む化合物、具体的には直鎖脂肪族系の炭素化合物で炭素数が１２〜３０のカルシウムが付加された化合物を使用することで、リンがカルシウムと反応し、リン酸カルシウムとなり、固体として焼却炉７内に留まること確認された。

また、助燃剤６に消石灰等のカルシウムを含む化合物を添加することで、リンがカルシウムと反応し、リン酸カルシウムとなり、固体として焼却炉７内に留まることが確認された。
これらにより、リンがリン酸となって排ガスと一緒に放散しなくなるため、焼却炉７内の金属や耐火物の腐食を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…排水、２…ポンプ、３…吸着塔、４…脱水機、５…混合機、６…助燃剤、７…焼却炉、８…吸着剤、９…圧縮成型機、１０…固形化剤、１１…処理水、１２…放射性物質処理施設。

Claims

放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理方法において、
前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着剤に吸着させるステップと、使用済みの吸着剤を脱水するステップと、脱水された前記吸着剤に助燃剤を混合するステップと、前記吸着剤と助燃剤の混合物を焼却するステップと、を有することを特徴とする原子力発電所の排水処理方法。
放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理方法において、
前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着剤に吸着させるステップと、使用済みの吸着剤を脱水するステップと、脱水された前記吸着剤に助燃剤及び固形化剤を混合するステップと、前記混合された混合物を圧縮成型するステップと、前記圧縮成型された混合物を焼却するステップと、を有することを特徴とする原子力発電所の排水処理方法。
前記吸着剤は活性炭であることを特徴とする請求項１又は２記載の原子力発電所の排水処理方法。
前記助燃剤は直鎖脂肪族系の炭素化合物で炭素数が１２〜３０のカルシウムが付加された化合物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子力発電所の排水処理方法。
前記助燃剤にカルシウムを含む化合物を添加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原子力発電所の排水処理方法。
放射性物質で汚染された排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を処理する原子力発電所の排水処理装置において、
前記排水中に含まれる界面活性剤及び／又は油分を吸着させる吸着剤が充填された吸着塔と、この吸着塔から排出された使用済みの吸着剤を脱水する脱水機と、この脱水機によって脱水された前記吸着剤に助燃剤を混合する混合機と、この混合機で混合された前記吸着剤と助燃剤の混合物を焼却する焼却炉と、を有することを特徴とする原子力発電所の排水処理装置。