JP2015125072A - 排水処理装置及び排水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排水を処理する際に発生する放射性廃棄物の取り扱いを容易にすること及び排水の処理に必要な費用を低減することの少なくとも一方を実現できる排水処理装置及び排水処理方法を提供すること。
【解決手段】放射性物質を取り扱う施設で発生する排水Ｗを処理する排水処理装置１であって、γ線核種を吸着するγ線核種吸着剤２０Ｋを有するγ線核種吸着装置２０と、Ｓｒを吸着するＳｒ吸着剤４０Ｋを有するＳｒ吸着装置４０と、γ線核種吸着装置２０に導入される排水Ｗに酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方を投入する第１投入装置１０と、Ｓｒ吸着装置４０に導入される排水Ｗに酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方を投入する第２投入装置３０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水処理装置及び排水処理方法に関する。

原子力発電所等の放射性物質を取り扱う施設では、放射性物質を含む排水が発生することがある。放射性物質を含む排水は、海、河川又は湖沼等に放出する前に、排水に含まれる放射性物質が除去される必要がある。例えば、特許文献１には、セシウム及びストロンチウムを含有する排水にリン酸又はリン酸塩を添加して攪拌する第１の工程と、排水にマグネシウム塩を添加して攪拌する第２の工程と、排水にｐＨ調整剤を添加して排水をｐＨ８以上のアルカリ側に調整する第３の工程と、排水をセシウム及びストロンチウムの凝集沈殿物と上澄み液とに固液分離する第４の工程とを有するセシウム及びストロンチウムの除去方法が記載されている。

特開２０１３−１５２２１８号公報

特許文献１に記載された方法では、排水を処理する際に発生するセシウム及びストロンチウムを含む凝集沈殿物の取り扱いが困難であるという問題がある。また、大量に発生した排水から放射性物質を除去するために必要な費用を低減したいという要請がある。

本発明は、排水を処理する際に発生する放射性廃棄物の取り扱いを容易にすること及び排水の処理に必要な費用を低減することの少なくとも一方を実現できる排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る排水処理装置は、放射性物質を取り扱う施設で発生する排水を処理する装置であって、前記排水が導入される第１配管に接続され、γ線核種を吸着するγ線核種吸着剤を有するγ線核種吸着装置と、前記γ線核種吸着装置に第２配管を介して接続され、Ｓｒを吸着するＳｒ吸着剤を有するＳｒ吸着装置と、前記第１配管の途中に第１投入配管を介して接続され、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水に酸性ｐＨ調整剤及び塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第１投入装置と、前記第２配管の途中に第２投入配管を介して接続され、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第２投入装置と、を含む。

このような構成により、本発明に係る排水処理装置によって排水を処理する際に発生する放射性廃棄物の取り扱いを容易にすることができる。また、排水処理装置によって排水を処理する際に発生する放射性廃棄物は、γ線核種を含むものと、Ｓｒを含むものと、γ線核種及びＳｒを含まないものとに分けられる。したがって、排水処理装置の作製及び運転に要する費用を低減することができる。

前記第１投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方の投入量を、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水のｐＨが、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水に含まれるγ線核種が前記γ線核種吸着剤に吸着されるｐＨとなるように調節する第１制御部を含むことが好ましい。これにより、排水に含まれるγ線核種のみを、γ線核種吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記第２投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方の投入量を、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水のｐＨが、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水に含まれるＳｒが前記Ｓｒ吸着剤に吸着されるｐＨとなるように調節する第２制御部を含むことが好ましい。これにより、排水に含まれるＳｒのみを、Ｓｒ吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記第１配管に設けられ、前記第１投入装置によって前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方が投入される前の前記排水のｐＨを測定する第１ｐＨ測定装置と、前記第２配管に設けられ、前記第２投入装置によって前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方が投入される前の前記排水のｐＨを測定する第２ｐＨ測定装置と、を含み、前記第１制御部は、前記第１ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水のｐＨが６．５以上７．５以下となるように、前記第１投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御し、前記第２制御部は、前記第２ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水のｐＨが３．５以上４．５以下となるように、前記第２投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御することが好ましい。これにより、排水に含まれるγ線核種のみをγ線核種吸着剤に、排水に含まれるＳｒのみをＳｒ吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記Ｓｒ吸着装置に第３配管を介して接続され、逆浸透膜を有し、前記逆浸透膜を用いて前記Ｓｒ吸着装置を通過した前記排水に含まれる放射性核種を除去する多核種除去装置を含むことが好ましい。これにより、γ線核種吸着装置及びＳｒ吸着装置によって除去されなかった放射性核種を除去することができる。

前記多核種除去装置に第４配管を介して接続され、イオン交換樹脂を有する濾過装置を含むことが好ましい。これにより、γ線核種吸着装置、Ｓｒ吸着装置及び多核種除去装置によって除去されなかった放射性核種を除去することができる。

前記濾過装置に接続された第５配管と、前記第５配管に設けられ、前記濾過装置を通過した前記排水のｐＨを測定する第３ｐＨ測定装置と、前記第５配管の途中に第３投入配管を介して接続され、前記第３ｐＨ測定装置によってｐＨが測定された前記排水に、前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する第３投入装置と、を含むことが好ましい。これにより、排水処理装置による処理が完了した排水を放出することによる影響を低減することができる。

前記第３ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記濾過装置を通過した前記排水のｐＨが海、河川又は湖沼等に放出できるｐＨとなるように、前記第３投入装置が投入する前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御する第３制御部を含むことが好ましい。これにより、本発明に係る排水処理装置による処理が完了した排水を放出することによる影響を低減することができる。

本発明に係る排水処理方法は、放射性物質を取り扱う施設で発生する排水を処理する方法であって、前記排水に酸性ｐＨ調整剤及び塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第１工程と、前記第１工程を経た前記排水が含有するγ線核種を、γ線核種を吸着するγ線核種吸着剤に吸着させる第２工程と、前記第２工程を経た前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第３工程と、前記第３工程を経た前記排水が含有するＳｒを、Ｓｒを吸着するＳｒ吸着剤に吸着させる第４工程と、を含む。

このような構成により、本発明に係る排水処理装置によって排水を処理する際に発生する放射性廃棄物の取り扱いを容易にすることができる。また、排水処理装置によって排水を処理する際に発生する放射性廃棄物は、γ線核種を含むものと、Ｓｒを含むものと、γ線核種及びＳｒを含まないものとに分けられる。したがって、排水処理装置の作製及び運転に要する費用を低減することができる。

前記第１工程において、前記排水のｐＨが、前記排水が含有する前記γ線核種が前記γ線核種吸着剤に吸着されるｐＨとなるように、前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入することが好ましい。これにより、排水に含まれるγ線核種のみを、γ線核種吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記第３工程において、前記第２工程を経た前記排水のｐＨが、前記第２工程を経た前記排水が含有する前記Ｓｒが前記Ｓｒ吸着剤に吸着されるｐＨとなるように、前記第２工程を経た前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入することが好ましい。これにより、排水に含まれるＳｒのみを、Ｓｒ吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記第１工程は、前記酸性ｐＨ調整剤又は前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記排水のｐＨを６．５以上７．５以下とし、前記第３工程は、前記酸性ｐＨ調整剤又は前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記排水のｐＨを３．５以上４．５以下とすることが好ましい。これにより、排水に含まれるγ線核種のみをγ線核種吸着剤に、排水に含まれるＳｒのみをＳｒ吸着剤に好適に吸着させることができる。

前記第４工程の後には、逆浸透膜を用いて前記第４工程を経た前記排水に含まれる放射性核種を除去する第５工程をさらに含むことが好ましい。これにより、第２工程及び第４工程によって除去されなかった放射性核種を除去することができる。

前記第５工程の後には、イオン交換樹脂を用いて前記第５工程を経た前記排水を濾過する第６工程をさらに含むことが好ましい。これにより、第２工程、第４工程及び第５工程によって除去されなかった放射性核種を除去することができる。

前記第６工程の後には、前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記第６工程を経た前記排水のｐＨを海、河川又は湖沼等に放出できるｐＨとすることが好ましい。これにより、本発明に係る排水処理方法による処理が完了した排水を放出することによる影響を低減することができる。

本発明は、排水を処理する際に発生する放射性廃棄物の取り扱いを容易にすること及び排水の処理に必要な費用を低減することの少なくとも一方を実現できる排水処理装置及び排水処理方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る排水処理装置の概略構造を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る排水処理方法を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る排水処理装置の概略構造を示す図である。図１に示すように、排水処理装置１は、タンク３と、ポンプ５と、第１投入装置１０と、γ線核種吸着装置２０と、第２投入装置３０と、Ｓｒ吸着装置４０と、多核種除去装置５０と、濾過装置６０と、第３投入装置７０と、を有する。

タンク３には、タンク入側配管３Ｐ及びポンプ入側配管５Ｐの一端が接続されている。ポンプ入側配管５Ｐの他端には、ポンプ５が接続されている。ポンプ５は、第１配管１０Ｐの一端に接続されている。第１配管１０Ｐの他端は、γ線核種吸着装置２０に接続されている。第１配管１０Ｐの途中には、二本の第１投入配管１０ＰＴを介して第１投入装置１０が接続されている。γ線核種吸着装置２０には、第２配管３０Ｐの一端が接続されている。第２配管３０Ｐの他端は、Ｓｒ吸着装置４０に接続されている。第２配管３０Ｐの途中には、二本の第２投入配管３０ＰＴを介して第２投入装置３０が接続されている。Ｓｒ吸着装置４０には、第３配管５０Ｐの一端が接続されている。第３配管５０Ｐの他端は、多核種除去装置５０に接続されている。多核種除去装置５０には、第４配管６０Ｐの一端が接続されている。第４配管６０Ｐの他端は、濾過装置６０に接続されている。濾過装置６０には、第５配管７０Ｐの一端が接続されている。第５配管７０Ｐの途中には、一本の第３投入配管７０ＰＴを介して第３投入装置７０が接続されている。排水処理装置１による処理が完了した排水Ｗは、第５配管７０Ｐの他端から海、河川又は湖沼等に放出される。排水処理装置１は、発生した排水Ｗを連続処理する。

第１投入装置１０は、第１酸性ｐＨ調整剤タンク１０Ａ、第１塩基性ｐＨ調整剤タンク１０Ｂ、弁１０ＡＶ、弁１０ＢＶ及び二本の第１投入配管１０ＰＴを有する。一方の第１投入配管１０ＰＴの一端は第１配管１０Ｐの途中に接続されており、他端は第１酸性ｐＨ調整剤タンク１０Ａに接続されている。第１酸性ｐＨ調整剤タンク１０Ａには、酸性ｐＨ調整剤Ａｐが溜められている。一方の第１投入配管１０ＰＴの途中には、弁１０ＡＶが設置されている。他方の第１投入配管１０ＰＴの一端は第１配管１０Ｐの途中に接続されており、他端は第１塩基性ｐＨ調整剤タンク１０Ｂに接続されている。第１塩基性ｐＨ調整剤タンク１０Ｂには、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐが溜められている。他方の第１投入配管１０ＰＴの途中には、弁１０ＢＶが設置されている。

第１配管１０Ｐには、第１ｐＨ測定装置１０ｐが設置されている。第１ｐＨ測定装置１０ｐは、第１投入装置１０によって酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方が投入される前の排水ＷのｐＨを測定する。第１ｐＨ測定装置１０ｐ、弁１０ＡＶ及び弁１０ＢＶは、第１制御部１０Ｃに接続されている。第１制御部１０Ｃは、例えば、マイクロコンピュータを備えた装置である。第１制御部１０Ｃは、第１ｐＨ測定装置１０ｐの測定結果に基づいて弁１０ＡＶ及び弁１０ＢＶの開度を調節し、第１投入装置１０が投入する酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの投入量を制御する。

γ線核種吸着装置２０は、第１容器２０Ｒ、γ線核種吸着剤２０Ｋ及び第１遮蔽体２０Ｓを有する。第１容器２０Ｒは、第１配管１０Ｐ及び第２配管３０Ｐに接続されており、γ線核種吸着装置２０に導入された排水Ｗを保持する。第１容器２０Ｒは、排水Ｗに含まれるγ線核種を吸着するγ線核種吸着剤２０Ｋを内部に収納している。γ線核種吸着剤２０Ｋとしては、例えば、Ｌ型ゼオライトが挙げられる。

第１容器２０Ｒは、第１遮蔽体２０Ｓで覆われているため、γ線核種吸着剤２０Ｋに吸着したγ線核種から放出されるγ線は、γ線核種吸着装置２０の外部に漏洩しない。γ線核種吸着剤２０Ｋにはγ線を放出するγ線核種が吸着するため、第１遮蔽体２０Ｓは、鉛、鉄又はコンクリート等で作製されている。γ線核種から放出されるγ線の透過力は、α線、Ｓｒから放出されるβ線及びＳｒ以外の放射性核種から放出されるβ線の透過力より強い。このため、第１遮蔽体２０Ｓは、後述する第２遮蔽体４０Ｓ、第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓと同様の材料で作製された場合、これらより厚くなる。また、第１遮蔽体２０Ｓは、後述する第２遮蔽体４０Ｓ、第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓに比べ、使用できる材料の種類が限られる。

第２投入装置３０は、第２酸性ｐＨ調整剤タンク３０Ａ、第２塩基性ｐＨ調整剤タンク３０Ｂ、弁３０ＡＶ、弁３０ＢＶ及び二本の第２投入配管３０ＰＴを有する。一方の第２投入配管３０ＰＴの一端は第２配管３０Ｐの途中に接続されており、他端は第２酸性ｐＨ調整剤タンク３０Ａに接続されている。第２酸性ｐＨ調整剤タンク３０Ａには、酸性ｐＨ調整剤Ａｐが溜められている。一方の第２投入配管３０ＰＴの途中には、弁３０ＡＶが設置されている。他方の第２投入配管３０ＰＴの一端は第２配管３０Ｐの途中に接続されており、他端は第２塩基性ｐＨ調整剤タンク３０Ｂに接続されている。第２塩基性ｐＨ調整剤タンク３０Ｂには、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐが溜められている。他方の第２投入配管３０ＰＴの途中には、弁３０ＢＶが設置されている。

第２配管３０Ｐには、第２投入装置３０によって酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方が投入される前の排水ＷのｐＨを測定する第２ｐＨ測定装置３０ｐが設置されている。第２ｐＨ測定装置３０ｐ、弁３０ＡＶ及び弁３０ＢＶは、第２制御部３０Ｃに接続されている。第２制御部３０Ｃは、例えば、マイクロコンピュータを備えた装置である。第２制御部３０Ｃは、第２ｐＨ測定装置３０ｐの測定結果に基づいて弁３０ＡＶ及び弁３０ＢＶの開度を調節し、第２投入装置３０が投入する酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの投入量を制御する。

Ｓｒ吸着装置４０は、第２容器４０Ｒ、Ｓｒ吸着剤４０Ｋ及び第２遮蔽体４０Ｓを有する。第２容器４０Ｒは、第２配管３０Ｐ及び第３配管５０Ｐに接続されており、Ｓｒ吸着装置４０に導入された排水Ｗを保持する。第２容器４０Ｒの内部には、排水Ｗに含まれるＳｒを吸着するＳｒ吸着剤４０Ｋが収納されている。Ｓｒ吸着剤４０Ｋとしては、例えば、Ａ型ゼオライトが挙げられる。

第２容器４０Ｒは、第２遮蔽体４０Ｓで覆われているため、Ｓｒ吸着剤４０Ｋに吸着したＳｒから放出されるβ線はＳｒ吸着装置４０の外部に漏洩しない。Ｓｒ吸着剤４０Ｋにはβ線を放出するＳｒが吸着するため、第２遮蔽体４０Ｓは鉄板等で作製されている。Ｓｒから放出されるβ線の透過力は、γ線核種から放出されるγ線の透過力及びＳｒ以外の放射性核種から放出されるα線やβ線の透過力よりも弱い。このため、第２遮蔽体４０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ、後述する第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓと同様の材料で作製された場合、これらより薄くなる。また、第２遮蔽体４０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ、後述する第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓに比べ、使用できる材料の種類が多い。

多核種除去装置５０は、第３容器５０Ｒ、逆浸透膜５０Ｆ及び第３遮蔽体５０Ｓを有する。第３容器５０Ｒは、第３配管５０Ｐ及び第４配管６０Ｐに接続されており、多核種除去装置５０に導入された排水Ｗを保持する。第３容器５０Ｒの内部には、逆浸透膜５０Ｆが収納されている。逆浸透膜５０Ｆは、多核種除去装置５０に導入された排水Ｗを濾過する。多核種除去装置５０に導入された排水Ｗを濾過できれば、逆浸透膜５０Ｆ以外の機構を有する濾過装置が用いられてもよい。

第３容器５０Ｒは、第３遮蔽体５０Ｓで覆われているため、逆浸透膜５０Ｆで取り除かれた放射性核種から放出される放射線は、多核種除去装置５０の外部に漏洩しない。第３遮蔽体５０Ｓは、鉛、鉄又はコンクリート等で作製されている。多核種除去装置５０によって除去される放射性核種から放出される放射線の透過力は、γ線核種吸着装置２０によって吸着されるγ線核種から放出されるγ線の透過力より弱く、Ｓｒ吸着装置４０によって吸着されるＳｒから放出されるβ線の透過力より強い。このため、第３遮蔽体５０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ及び第２遮蔽体４０Ｓと同様の材料で作製された場合、第１遮蔽体２０Ｓより薄く、第２遮蔽体４０Ｓより厚くなる。第３遮蔽体５０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓより多くの種類の材料を使用することができる。第３遮蔽体５０Ｓは、第２遮蔽体４０Ｓに比べ、使用できる材料の種類が限られる。

濾過装置６０は、第４容器６０Ｒ、イオン交換樹脂６０ｉ及び第４遮蔽体６０Ｓを有する。第４容器６０Ｒは、第４配管６０Ｐ及び第５配管７０Ｐに接続されており、濾過装置６０に導入された排水Ｗを保持する。第４容器６０Ｒの内部には、イオン交換樹脂６０ｉが収納されている。第４容器６０Ｒは、第４遮蔽体６０Ｓで覆われているため、イオン交換樹脂６０ｉで濾過された放射性核種から放出される放射線は、濾過装置６０の外部に漏洩しない。第４遮蔽体６０Ｓは、鉛、鉄又はコンクリート等で作製されている。濾過装置６０によって除去される放射性核種から放出される放射線の透過力は、γ線核種吸着装置２０によって吸着されるγ線核種から放出されるγ線の透過力より弱く、Ｓｒ吸着装置４０によってＳｒから放出されるβ線の透過力より強い。このため、第４遮蔽体６０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ及び第２遮蔽体４０Ｓと同様の材料で作製された場合、第１遮蔽体２０Ｓより薄く、第２遮蔽体４０Ｓより厚くなる。第４遮蔽体６０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓより多くの種類の材料を使用することができる。第４遮蔽体６０Ｓは、第２遮蔽体４０Ｓに比べ、使用できる材料の種類が限られる。

第３投入装置７０は、第３塩基性ｐＨ調整剤タンク７０Ｂ、弁７０ＢＶ及び第３投入配管７０ＰＴを有する。第３投入配管７０ＰＴの一端は第５配管７０Ｐの途中に接続されており、他端は第３塩基性ｐＨ調整剤タンク７０Ｂに接続されている。第３塩基性ｐＨ調整剤タンク７０Ｂには、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐが溜められている。第３投入配管７０ＰＴの途中には、弁７０ＢＶが設置されている。

第５配管７０Ｐには、第３投入装置７０によって塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐが投入される前の排水ＷのｐＨを測定する第３ｐＨ測定装置７０ｐが設置されている。第３ｐＨ測定装置７０ｐ及び弁７０ＢＶは、第３制御部７０Ｃに接続されている。第３制御部７０Ｃは、例えば、マイクロコンピュータを備えた装置である。第３制御部７０Ｃは、第３ｐＨ測定装置７０ｐの測定結果に基づいて、第３投入装置７０が投入する塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの投入量を制御する。

本実施形態において、酸性ｐＨ調整剤Ａｐとしては塩酸が、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐとしては水酸化ナトリウムが用いられる。塩酸及び水酸化ナトリウムは大量生産が容易であるため、大量の排水のｐＨを調整する上で好適な物質である。なお、酸性ｐＨ調整剤Ａｐは塩酸に、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐは水酸化ナトリウムに限定されない。また、本実施形態において、第１ｐＨ測定装置１０ｐ、第２ｐＨ測定装置３０ｐ及び第３ｐＨ測定装置７０ｐとしては、例えば、ｐＨメータが用いられるが、ｐＨの計測ができれば、これに限定されない。次に、本実施形態に係る排水処理装置１による排水処理方法について説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る排水処理方法を示すフローチャートである。放射性物質を取り扱う施設で発生した排水Ｗは、タンク３に溜められる。タンク３に溜められた排水Ｗは、ポンプ５によって第１配管１０Ｐの一端に導入される。第１ｐＨ測定装置１０ｐが、第１配管１０Ｐに導入された排水ＷのｐＨを自動的に測定する（ステップＳ１）。第１投入装置１０は、第１配管１０Ｐに導入された排水Ｗに、酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方を投入する。第１制御部１０Ｃは、第１ｐＨ測定装置１０ｐの測定結果に基づいて、弁１０ＡＶ及び弁１０ＢＶの開度を調整する。これにより、第１投入装置１０が投入する酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方の投入量を、γ線核種吸着装置２０に導入される排水ＷのｐＨが、γ線核種吸着装置２０に導入される排水Ｗに含まれるγ線核種がγ線核種吸着剤２０Ｋに吸着されるｐＨとなるように調節する。γ線核種吸着剤２０Ｋの種類及び排水ＷのｐＨによって、γ線核種吸着剤２０Ｋに吸着される放射性核種が異なる。γ線核種吸着剤２０ＫとしてＬ型ゼオライトを用いると、ｐＨは７近傍、すなわち中性近傍、本実施形態では６以上８以下、より好ましくは６．５以上７．５以下で、排水Ｗに含まれるγ線核種のみをγ線核種吸着剤２０Ｋに吸着させることができる（ステップＳ２、第１工程）。

排水Ｗを、γ線核種吸着装置２０の第１容器２０Ｒの内部に詰められたγ線核種吸着剤２０Ｋの間に通し、排水Ｗに含まれるγ線核種をγ線核種吸着剤２０Ｋに吸着させる。第１制御部１０Ｃによって排水ＷのｐＨが調節されているため、排水Ｗに含まれるγ線核種のみを、γ線核種吸着剤２０Ｋに好適に吸着させることができる（ステップＳ３、第２工程）。

γ線核種吸着剤２０Ｋが吸着できるγ線核種の量には限りがあるため、所定の量の排水Ｗがγ線核種吸着装置２０を通過したら、γ線核種吸着剤２０Ｋを交換しなければならない。γ線核種吸着剤２０Ｋにはγ線核種が吸着されているため、γ線核種吸着剤２０Ｋは、γ線核種吸着剤２０Ｋが第１遮蔽体２０Ｓに覆われた状態を維持したまま交換される必要がある。このため、γ線核種吸着剤２０Ｋは、γ線核種吸着装置２０全体を取り換えることによって交換される。したがって、γ線核種を含んだ放射性廃棄物の取り扱いが容易になる。

第２ｐＨ測定装置３０ｐが、第２配管３０Ｐに導入された排水ＷのｐＨを自動的に測定する（ステップＳ４）。第２投入装置３０は、第２配管３０Ｐに導入された排水Ｗに、酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方を投入する。第２制御部３０Ｃは、第２ｐＨ測定装置３０ｐの測定結果に基づいて、弁３０ＡＶ及び弁３０ＢＶの開度を調整する。これにより、第２投入装置３０が投入する酸性ｐＨ調整剤Ａｐ及び塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの少なくとも一方の投入量を、Ｓｒ吸着装置４０に導入される排水ＷのｐＨが、Ｓｒ吸着装置４０に導入される排水Ｗに含まれるＳｒがＳｒ吸着剤４０Ｋに吸着されるｐＨとなるように調節する。Ｓｒ吸着剤４０Ｋの種類及び排水ＷのｐＨによって、吸着する放射性核種が異なる。Ｓｒ吸着剤４０ＫとしてＡ型ゼオライトを用いると、ｐＨは４近傍、すなわち酸性、本実施形態では３以上５以下、より好ましくは３．５以上４．５以下で、排水Ｗに含まれるＳｒのみをＳｒ吸着剤４０Ｋに吸着させることができる（ステップＳ５、第３工程）。

γ線核種吸着装置２０から排出された排水Ｗを、Ｓｒ吸着装置４０の第２容器４０Ｒの内部に収納されたＳｒ吸着剤４０Ｋの間に通し、排水Ｗに含まれるＳｒをＳｒ吸着剤４０Ｋに吸着させる。第２制御部３０Ｃによって排水ＷのｐＨが調節されているため、排水Ｗに含まれるＳｒのみを、Ｓｒ吸着剤４０Ｋに好適に吸着させることができる（ステップＳ６、第４工程）。

なお、Ｓｒ吸着剤４０Ｋが吸着できるＳｒの量には限りがあるため、所定の量の排水ＷがＳｒ吸着装置４０を通過したら、Ｓｒ吸着剤４０Ｋを交換しなければならない。Ｓｒ吸着剤４０ＫにはＳｒが吸着されているため、Ｓｒ吸着剤４０Ｋは、Ｓｒ吸着剤４０Ｋが第２遮蔽体４０Ｓに覆われた状態を維持したまま交換される必要がある。このため、Ｓｒ吸着剤４０Ｋは、Ｓｒ吸着装置４０全体を取り換えることによって交換される。したがって、Ｓｒを含んだ放射性廃棄物の取り扱いが容易になる。また、第２遮蔽体４０Ｓは、Ｓｒから放出されるβ線を遮蔽できればよいため、γ線核種から放出されるγ線を遮蔽する第１遮蔽体２０Ｓよりも薄くすることができる。したがって、Ｓｒ吸着装置４０の作製及び運転に要する費用を低減させることができる。

Ｓｒ吸着装置４０によってＳｒが除去された排水Ｗは、多核種除去装置５０の第３容器５０Ｒの内部に取り付けられた逆浸透膜５０Ｆで濾過される。これにより、逆浸透膜５０Ｆによって、排水Ｗに含まれるγ線核種吸着装置２０及びＳｒ吸着装置４０で除去されなかった放射性核種が除去される（ステップＳ７、第５工程）。

逆浸透膜５０Ｆは次第に劣化するため、所定の量の排水Ｗが多核種除去装置５０を通過したら、逆浸透膜５０Ｆが交換される必要がある。逆浸透膜５０Ｆにはγ線核種吸着装置２０及びＳｒ吸着装置４０で除去されなかった放射性核種が付着しているため、逆浸透膜５０Ｆは、逆浸透膜５０Ｆが第３遮蔽体５０Ｓに覆われた状態を維持したまま交換される必要がある。このため、逆浸透膜５０Ｆは、多核種除去装置５０全体を取り換えることによって交換される。したがって、多核種除去装置５０によって除去される放射性核種を含んだ放射性廃棄物の取り扱いが容易になる。また、第３遮蔽体５０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ程の遮蔽能力が要求されないため、γ線核種から放出されるγ線を遮蔽する第１遮蔽体２０Ｓよりも薄くすることができる。したがって、多核種除去装置５０の作製及び運転にかかる費用を低減させることができる。

多核種除去装置５０を通過した排水Ｗは、濾過装置６０の第４容器６０Ｒの内部に詰められたイオン交換樹脂６０ｉの間を通過する。これにより、イオン交換樹脂６０ｉによって、排水Ｗに含まれるγ線核種吸着装置２０、Ｓｒ吸着装置４０及び多核種除去装置５０で除去されなかった放射性核種が除去される（ステップＳ８、第６工程）。

なお、イオン交換樹脂６０ｉは次第に劣化するため、所定の量の排水Ｗが濾過装置６０を通過したら、イオン交換樹脂６０ｉが交換されなければならない。イオン交換樹脂６０ｉにはγ線核種吸着装置２０、Ｓｒ吸着装置４０及び多核種除去装置５０で除去されなかった放射性核種が吸着しているため、イオン交換樹脂６０ｉは、イオン交換樹脂６０ｉが第４遮蔽体６０Ｓに覆われた状態を維持したまま交換される必要がある。このため、イオン交換樹脂６０ｉは、濾過装置６０全体を取り換えることによって交換される。したがって、γ線核種吸着装置２０、Ｓｒ吸着装置４０及び多核種除去装置５０で除去されなかった放射性核種を含んだ放射性廃棄物の取り扱いが容易になる。また、第４遮蔽体６０Ｓは、第１遮蔽体２０Ｓ程の遮蔽能力が要求されないため、γ線核種から放出されるγ線を遮蔽する第１遮蔽体２０Ｓよりも薄くすることができる。したがって、多核種除去装置５０の作製及び運転にかかる費用を低減させることができる。

第３ｐＨ測定装置７０ｐは、第５配管７０Ｐに導入された排水ＷのｐＨを自動的に測定する（ステップＳ９）。第５配管７０Ｐに導入された排水ＷのｐＨが、排水Ｗを海、河川又は湖沼等に放出できる値、例えば、環境省が発表している一律排水基準内のｐＨであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。第５配管７０Ｐに導入された排水ＷのｐＨが、排水Ｗを海、河川又は湖沼等に放出できる値である場合、ステップＳ１１へ進む（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）。排水Ｗを、海、河川又は湖沼等に放出する（ステップＳ１１）。

第５配管７０Ｐに導入された排水ＷのｐＨが、排水Ｗを海、河川又は湖沼等に放出できない値である場合、ステップＳ１２へ進む（ステップＳ１０、Ｎｏ）。第３投入装置７０は、第３ｐＨ測定装置７０ｐによってｐＨ測定が行われた排水Ｗに、塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐを投入する。第３制御部７０Ｃは、第３ｐＨ測定装置７０ｐの測定結果に基づいて弁７０ＢＶの開度を調節する。これにより、第３投入装置７０が投入する塩基性ｐＨ調整剤Ｂｐの投入量が、第３ｐＨ測定装置７０ｐによってｐＨ測定が行われた排水ＷのｐＨが海、河川又は湖沼等に放出できるｐＨとなるように調節される。その後、排水Ｗを海、河川又は湖沼等に放出する（ステップＳ１２）。これにより、排水処理装置１による処理が完了した排水Ｗを放出することによる影響を低減することができる。ステップＳ１０、ステップＳ１１及びステップＳ１２が、第７工程である。

このように、排水処理装置１によって排水Ｗを処理する際に発生する放射性廃棄物は、γ線核種を含むものと、Ｓｒを含むものと、γ線核種及びＳｒを含まないものとに分けられる。このため、第１遮蔽体２０Ｓ、第２遮蔽体４０Ｓ、第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓを同じ材料で作製する場合、Ｓｒを含む放射性廃棄物から放出されるβ線を遮蔽する第２遮蔽体４０Ｓ並びにγ線核種及びＳｒを含まない放射性核種から放出される放射線を遮蔽する第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓを、γ線核種を含む放射性廃棄物から放出されるγ線を遮蔽する第１遮蔽体２０Ｓより薄くすることができる。また、第２遮蔽体４０Ｓ、第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓを同じ材料で作製する場合、第２遮蔽体４０Ｓを、第３遮蔽体５０Ｓ及び第４遮蔽体６０Ｓより薄くすることができる。一方、γ線核種を含むものと、Ｓｒを含むものと、γ線核種及びＳｒを含まないものとが混ざった放射性廃棄物が発生する処理方法では、全ての放射性廃棄物を、γ線を遮蔽することができる遮蔽体で遮蔽する必要がある。したがって、排水処理装置１の作製及び運転に要する費用を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

１ 排水処理装置
３ タンク
３Ｐ タンク入側配管
５ ポンプ
５Ｐ ポンプ入側配管
１０ 第１投入装置
１０Ｐ 第１配管
１０Ａ 第１酸性ｐＨ調整剤タンク
１０Ｂ 第１塩基性ｐＨ調整剤タンク
１０ＡＶ、１０ＢＶ 弁
１０ＰＴ 第１投入配管
１０ｐ 第１ｐＨ測定装置
１０Ｃ 第１制御部
２０ γ線核種吸着装置
２０Ｒ 第１容器
２０Ｋ γ線核種吸着剤
２０Ｓ 第１遮蔽体
３０ 第２投入装置
３０Ｐ 第２配管
３０Ａ 第２酸性ｐＨ調整剤タンク
３０Ｂ 第２塩基性ｐＨ調整剤タンク
３０ＡＶ、３０ＢＶ 弁
３０ＰＴ 第２投入配管
３０ｐ 第２ｐＨ測定装置
３０Ｃ 第２制御部
４０ Ｓｒ吸着装置
４０Ｒ 第２容器
４０Ｋ Ｓｒ吸着剤
４０Ｓ 第２遮蔽体
５０ 多核種除去装置
５０Ｒ 第３容器
５０Ｆ 逆浸透膜
５０Ｓ 第３遮蔽体
５０Ｐ 第３配管
６０ 濾過装置
６０Ｒ 第４容器
６０ｉ イオン交換樹脂
６０Ｓ 第４遮蔽体
６０Ｐ 第４配管
７０ 第３投入装置
７０Ｂ 第３塩基性ｐＨ調整剤タンク
７０ＢＶ 弁
７０ＰＴ 第３投入配管
７０Ｐ 第５配管
７０ｐ 第３ｐＨ測定装置
７０Ｃ 第３制御部
Ｗ 排水
Ａｐ 酸性ｐＨ調整剤
Ｂｐ 塩基性ｐＨ調整剤

Claims (15)

1. 放射性物質を取り扱う施設で発生する排水を処理する装置であって、
   前記排水が導入される第１配管に接続され、γ線核種を吸着するγ線核種吸着剤を有するγ線核種吸着装置と、
   前記γ線核種吸着装置に第２配管を介して接続され、Ｓｒを吸着するＳｒ吸着剤を有するＳｒ吸着装置と、
   前記第１配管の途中に第１投入配管を介して接続され、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水に酸性ｐＨ調整剤及び塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第１投入装置と、
   前記第２配管の途中に第２投入配管を介して接続され、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第２投入装置と、
   を含む排水処理装置。
2. 前記第１投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方の投入量を、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水のｐＨが、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水に含まれるγ線核種が前記γ線核種吸着剤に吸着されるｐＨとなるように調節する第１制御部を含む請求項１に記載の排水処理装置。
3. 前記第２投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方の投入量を、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水のｐＨが、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水に含まれるＳｒが前記Ｓｒ吸着剤に吸着されるｐＨとなるように調節する第２制御部を含む請求項１又は請求項２に記載の排水処理装置。
4. 前記第１配管に設けられ、前記第１投入装置によって前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方が投入される前の前記排水のｐＨを測定する第１ｐＨ測定装置と、
   前記第２配管に設けられ、前記第２投入装置によって前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方が投入される前の前記排水のｐＨを測定する第２ｐＨ測定装置と、を含み、
   前記第１制御部は、前記第１ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記γ線核種吸着装置に導入される前記排水のｐＨが６．５以上７．５以下となるように、前記第１投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御し、
   前記第２制御部は、前記第２ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記Ｓｒ吸着装置に導入される前記排水のｐＨが３．５以上４．５以下となるように、前記第２投入装置が投入する前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の排水処理装置。
5. 前記Ｓｒ吸着装置に第３配管を介して接続され、逆浸透膜を有し、前記逆浸透膜を用いて前記Ｓｒ吸着装置を通過した前記排水に含まれる放射性核種を除去する多核種除去装置を含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排水処理装置。
6. 前記多核種除去装置に第４配管を介して接続され、イオン交換樹脂を有する濾過装置を含む請求項５に記載の排水処理装置。
7. 前記濾過装置に接続された第５配管と、
   前記第５配管に設けられ、前記濾過装置を通過した前記排水のｐＨを測定する第３ｐＨ測定装置と、
   前記第５配管の途中に第３投入配管を介して接続され、前記第３ｐＨ測定装置によってｐＨが測定された前記排水に、前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する第３投入装置と、
   を含む請求項６に記載の排水処理装置。
8. 前記第３ｐＨ測定装置の測定結果に基づいて、前記濾過装置を通過した前記排水のｐＨが海、河川又は湖沼等に放出できるｐＨとなるように、前記第３投入装置が投入する前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を制御する第３制御部を含む請求項７に記載の排水処理装置。
9. 放射性物質を取り扱う施設で発生する排水を処理する方法であって、
   前記排水に酸性ｐＨ調整剤及び塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第１工程と、
   前記第１工程を経た前記排水が含有するγ線核種を、γ線核種を吸着するγ線核種吸着剤に吸着させる第２工程と、
   前記第２工程を経た前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する第３工程と、
   前記第３工程を経た前記排水が含有するＳｒを、Ｓｒを吸着するＳｒ吸着剤に吸着させる第４工程と、
   を含む排水処理方法。
10. 前記第１工程において、前記排水のｐＨが、前記排水が含有する前記γ線核種が前記γ線核種吸着剤に吸着されるｐＨとなるように、前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する請求項９に記載の排水処理方法。
11. 前記第３工程において、前記第２工程を経た前記排水のｐＨが、前記第２工程を経た前記排水が含有する前記Ｓｒが前記Ｓｒ吸着剤に吸着されるｐＨとなるように、前記第２工程を経た前記排水に前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の少なくとも一方を投入する請求項９又は請求項１０に記載の排水処理方法。
12. 前記第１工程は、前記酸性ｐＨ調整剤又は前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記排水のｐＨを６．５以上７．５以下とし、
    前記第３工程は、前記酸性ｐＨ調整剤又は前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記酸性ｐＨ調整剤及び前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記排水のｐＨを３．５以上４．５以下とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の排水処理方法。
13. 前記第４工程の後には、逆浸透膜を用いて前記第４工程を経た前記排水に含まれる放射性核種を除去する第５工程をさらに含む請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の排水処理方法。
14. 前記第５工程の後には、イオン交換樹脂を用いて前記第５工程を経た前記排水を濾過する第６工程をさらに含む請求項１３に記載の排水処理方法。
15. 前記第６工程の後には、前記塩基性ｐＨ調整剤を投入する前に行うｐＨ測定結果に基づいて、前記塩基性ｐＨ調整剤の投入量を調整し、前記第６工程を経た前記排水のｐＨを海、河川又は湖沼等に放出できるｐＨとする第７工程をさらに含む請求項１４に記載の排水処理方法。

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