JP2015143655A - 放射性汚染水濃縮装置及びその装置を用いた放射性汚染水処理方法 - Google Patents
放射性汚染水濃縮装置及びその装置を用いた放射性汚染水処理方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】簡単な構成で、安価であり、かつ安全に放射性汚染水を濃縮及び処理できる放射性汚染水濃縮装置及びその装置を用いた放射性汚染水処理方法を提供する。
【解決手段】この発明は、内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体と、タンク内部を加熱するためにタンク本体に設けたマイクロ波発生装置と、タンク本体の内部に連通したタンク内部で発生した蒸気を外部に取り出し、中途に設けた冷却装置によりドレン化するための蒸気処理装置と、タンク本体内で濃縮された汚染物質を固形化するためにタンク本体内に固化剤を流入するための固化剤添加装置と、よりなる放射性汚染水濃縮装置を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】この発明は、内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体と、タンク内部を加熱するためにタンク本体に設けたマイクロ波発生装置と、タンク本体の内部に連通したタンク内部で発生した蒸気を外部に取り出し、中途に設けた冷却装置によりドレン化するための蒸気処理装置と、タンク本体内で濃縮された汚染物質を固形化するためにタンク本体内に固化剤を流入するための固化剤添加装置と、よりなる放射性汚染水濃縮装置を提供する。
【選択図】図１
Description
この発明は、放射性汚染水濃縮装置及びその装置を用いた放射性汚染水処理方法に関する。
２０１１年３月１１日の東日本大震災以降、原子力発電所の事故により、放射性汚染物質に対する意識が高まっている。放射性汚染物質を除染するためには対象の汚染物に高圧水を吹き付けて、放射性汚染物質を流す高圧洗浄が知られている。そのため、大量の放射性汚染水が発生する。
放射性セシウムなどの放射性汚染物質を含んだ放射性汚染水を処理する方法としては、吸着剤を用いたもの（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
しかしながら、放射性汚染物質を除染した後の放射性汚染水を処理した後にタンク内に汚染物質が付着し、その付着した汚染物質を取り除く必要があり、しかも装置が複雑であるため高価であった。また、タンク内の汚染物質を除去する際に作業者が被曝してしまう虞があり安全面にも問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、安価であり、かつ安全に放射性汚染水を濃縮及び処理できる放射性汚染水濃縮装置及びその装置を用いた放射性汚染水処理方法を提供する。
この発明は、内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体と、タンク内部を加熱するためにタンク本体に設けたマイクロ波発生装置と、タンク本体の内部に連通したタンク内部で発生した蒸気を外部に取り出し、中途に設けた冷却装置によりドレン化するための蒸気処理装置と、タンク本体内で濃縮された汚染物質を固形化するためにタンク本体内に固化剤を流入するための固化剤添加装置と、よりなる放射性汚染水濃縮装置を提供するものである。
また、人工鉱石は珪素又は珪素化合物に金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造したことにも特徴を有する。
また、固化剤は珪素を主成分としたことにも特徴を有する。
また、固化剤はホウケイ酸ガラスを主成分としたことにも特徴を有する。
また、本発明は、内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体内に放射性汚染水を貯溜する放射性汚染水貯溜工程と、タンク本体内の放射性汚染水をマイクロ波によりタンク本体の内部を加熱するためのマイクロ波加熱工程と、放射性汚染水の加熱により発生した蒸気を取出しドレン化するための蒸気処理工程と、放射性汚染水の加熱により、濃縮された汚染物質を固化剤により固形化するための固形処理工程と、固形化された汚染物質を封止して廃棄する汚染物質廃棄工程と、よりなる放射性汚染水処理方法を提供するものである。
また、人工鉱石は珪素又は珪素化合物に金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造したことにも特徴を有する。
また、固化剤は珪素を主成分としたことにも特徴を有する。
また、固化剤はホウケイ酸ガラスを主成分としたことにも特徴を有する。
また、汚染物質廃棄工程では、固形化した汚染物質を直接に固化剤により封止することにも特徴を有する。
また、汚染物質処理工程では、固形化した汚染物質を濃縮したタンク本体の全体を人工鉱石を主成分としたコーティング剤により密封状に包被し、かかる包被処理したタンク本体を海洋投棄や埋立てや防波堤等に利用することにも特徴を有する。
この発明によれば、内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体と、タンク内部を加熱するためにタンク本体に設けたマイクロ波発生装置と、タンク本体の内部に連通したタンク内部で発生した蒸気を外部に取り出し、中途に設けた冷却装置によりドレン化するための蒸気処理装置と、タンク本体内で濃縮された汚染物質を固形化するためにタンク本体内に固化剤を流入するための固化剤添加装置と、より構成し、特に人工鉱石は珪素又は珪素化合物に金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造し、固化剤はガラス等を主成分としたことにより、蓄熱性・拡散性の優れる人工鉱石よりなるタンクをマイクロ波により暖めることで熱を満遍なくタンク全体に行き渡らせることができ、効率よくタンク内の放射性汚染水を加熱できる。
更には、放射性セシウムなどの放射性物質を遮蔽する力を有する人工鉱石からなるタンク本体よりなるため、被曝等の虞なく安全に作業できる効果がある。
更には、濃縮・加熱に用いた器材をそのままキャニスタとして廃棄することができ、簡単な構造かつ安価に放射性汚染水を濃縮できる効果がある。
また、固化剤により濃縮された汚染物質に含まれる放射性セシウムなどの放射性物質を均質かつ安定に閉じ込めることができる効果がある。
本発明の放射性汚染水濃縮装置は、汚染水タンクに、放射性汚染水を収容して、外部よりマイクロ波を照射させて汚染水タンクを加熱することによって、放射性汚染水に含まれる汚染物質を濃縮させるものである。また、濃縮させた放射性汚染水を固化剤により固形化すると共に廃棄するものでもある。以下、本実施形態に係る放射性汚染水濃縮装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態の放射性汚染水濃縮装置は、図１に示すように、汚染水タンク１と、マイクロ波発生装置１１と、蒸気処理装置１５と、冷却装置１７と、より構成される。
汚染水タンク１、図２に示すように、タンク本体３は略直方体であり、そのタンク内壁５は金属で形成され、タンク外壁７は人工鉱石９及び炭化珪素の耐火ブロックによりコーティングされている。このタンク外壁７は、厚さ３６０ｍｍ以上とすると放射線を遮断することができる。
タンク内壁５は、ステンレス製の略直方体であり、その内部は流入管２１より流れてくる放射性汚染水を貯水できるように構成されている。本実施形態の汚染水タンク１は、ステンレス製のタンク内壁５と人工鉱石９及び炭化珪素の耐火ブロックのタンク外壁７との二重構造とすることにより、汚染水の漏れと放射線の漏れを防止できるように構成されている。
流入管２１は、タンク本体３の上部にタンク外部と連通するように配設されている。流入管２１の先端部には、複数の排出穴２３が設けられており、この排出穴２３より放射性汚染水が排出可能なように構成されている。また、タンク本体３内部に挿通した流入管２１は、タンク本体３の底付近まで伸びている。これにより、タンク本体３に貯水した放射性汚染水に排出穴２３が浸かった状態が維持され、後述する加熱・濃縮処理完了まで放射性汚染水の蒸気に触れず、蒸気が汚染されることを防止できる。
上記のように、流入管２１よりタンク本体３に収容された放射性汚染水は、タンク本体３の外部に設けた加熱手段により加熱され、蒸発・気化される。
放射性汚染水に含まれる汚染物質としては、例えばセシウム１３７やセシウム１３４である。前記放射性セシウムは、セシウム単体で沸点が６７１度であり、水酸化セシウムであれば９９０度である。
本実施形態における加熱手段は、マイクロ波発生装置１１である。このタンク本体３の周囲に設けたマイクロ波発生装置１１は、タンク本体３の人工鉱石９及び炭化珪素によりコーティングされた耐火ブロックである外壁の側壁及び底部に向けてマイクロ波を照射するものである。また、図１に示すように、外壁の上面からマイクロ波を照射しても良い。
ここで、人工鉱石９は珪素又は二酸化珪素等の珪素化合物を溶融させた後に、金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造されるものである。具体的には、はじめに、略真空状態下で１６５０℃〜１６８０℃に加熱した真空溶融炉に約８０重量％の粉末状の珪素及び珪素化合物を投入し、その後、約５重量％の粉末状の鉄と約５重量％の粉末状のアルミニウムと約５重量％のカルシウムとを３〜５分間隔で順に投入しながら撹拌混合し、その後、真空溶融炉から溶融物を取出し、常温中で自然冷却し、再度溶融、冷却を繰返すことによって生成される。
耐火ブロックであるタンク外壁７は、上記人工鉱石９を粉砕したものに、粉末等にした炭化珪素を混ぜ合わせて、焼結させることにより、板状に加工したものである。このように、人工鉱石９と炭化珪素とにより生成された耐火ブロックは、板状などに加工しても強度を保ち、耐熱性、耐摩耗性が向上し、更に人工鉱石９が有する熱の蓄熱性及び拡散性をも向上させることができる。
上記人工鉱石９及び炭化珪素を主成分とする耐火ブロックであるタンク外壁７は、マイクロ波を熱に変換することができる。つまり、前記マイクロ波発生装置１１によって照射されるマイクロ波が、タンク外壁７に照射されると、熱を発生し、人工鉱石９の有する蓄熱性及び拡散性によりタンク本体３全体に満遍なく熱が伝わる。これにより、タンク本体３内部に貯水された放射性汚染水を加熱することができる。この加熱温度は、１００℃以上２５０℃〜３００℃以内とすると、汚染水の水のみを蒸発させて水蒸気とし、汚染物質であるセシウム等はタンク内に残すことができる。
なお、加熱手段としては、マイクロ波による加熱だけでなく、赤外線を照射することによる加熱やヒーターによりタンク本体３を直接加熱することを組み合わせて補助的に加熱することも可能である。
上記のようにして加熱されたタンク本体３内部の放射性汚染水は、汚染物質であるセシウム等と分離して水蒸気となり蒸気処理装置１５によってタンク外部へと排出される。
本実施形態における蒸気処理装置１５は、図１及び図２の排出管１５ａである。排出管１５ａの中途部には冷却装置１７が配設されており、これにより水蒸気が冷やされ水となって排出される。排出管１５ａの内部に吸入ファンなどを取り付けてもよい。
また、上記のようにしてタンク本体３内に加熱濃縮された汚染物質は、図３〜図５に示すように、固化剤２５によって固形化される。
固化剤２５は、タンク本体３に固化剤添加装置１９によって流入される。本実施形態における固化剤添加装置１９は、流入管２１である。すなわち、放射性汚染水を流入して加熱・濃縮を終えた後に流入管２１より固化剤を流入する。
固化剤２５としては、珪素を主成分としたもの、例えば、ホウケイ酸ガラスを用いる。図３に示すように、流入管２１よりホウケイ酸ガラスであるガラス片２５ａをタンク本体３内に敷き詰める。そして、タンク本体３内に濃縮された汚染物質とガラス片２５ａを閉じ込めた状態で再度加熱する。
このようにして加熱されたタンク本体３内では、略１２００度でガラス片２５ａが溶融され、その後タンク本体３を自然冷却させると、図４に示すように、汚染物質をホウケイ酸ガラス内に閉じ込めたまま固形化される。
タンク本体３は、ホウケイ酸ガラス内に封止された汚染物質ごと密封状にして貯蔵・廃棄することができる。後述するように、耐火ブロックは放射線を遮蔽する力を有し、経年劣化もないため、長期的に保管が可能である。
また、図５に示すように、密封されたタンク本体３の全体に人工鉱石９を主成分としたコーティング剤２７を塗布することもできる。コーティング剤２７によって包皮処理されたタンク本体３は、耐火ブロックの有する防水性、防腐性を更に向上させることができて耐久力を高めることができる。
次に、本発明の放射性汚染水濃縮装置を用いた放射性汚染水処理方法について説明する。図６は、本実施形態に係る放射性汚染水処理方法のフローチャートである。
本実施形態に係る放射性汚染水処理方法においては、始めに、放射性汚染水貯溜工程１０１を行う。本工程は、ステンレス製のタンク内壁５と人工鉱石９及び炭化珪素によりコーティングしたタンク外壁７とからなる汚染水タンク１のタンク本体３内に放射性汚染水を貯溜する工程である。
本工程では、タンク本体３のステンレス製のタンク内壁５と人工鉱石９及び炭化珪素によりコーティングしたタンク外壁７という二重構造により、外部への放射性汚染水及びその放射線の漏れを確実に防止しながら貯溜することができる。
次に、タンク本体３に貯溜した放射性汚染水をマイクロ波発生装置１１から照射されるマイクロ波によりタンク本体３の内部の放射性汚染水を加熱するためのマイクロ波加熱工程１０２を行う。
本工程では、マイクロ波発生装置１１によるマイクロ波によって放射性汚染水を加熱濃縮することにより、安価で効率よく加熱することができる。また、人工鉱石９の熱の蓄熱性及び拡散性により、熱をタンク本体３全体に行き渡らせて、内部の放射性汚染水を加熱することができる。
次に、放射性汚染水の加熱によりタンク本体３内部に発生した蒸気を蒸気処理装置１５より取出し、冷却装置１７により蒸気をドレン化するための蒸気処理工程１０３を行う。
本工程では、タンク本体３内部に発生した水蒸気を分離し取出してセシウムなどの汚染物質の含まない水にすることができる。
次に、放射性汚染水の加熱により、タンク本体３内部で濃縮された汚染物質を固化剤２５により固形化するための固形処理工程１０４を行う。
本工程では、タンク本体３内部にホウケイ酸等の固化剤２５を添加して、タンク本体３を封止して加熱して固化剤２５を溶かして汚染物質と共に固化することにより、汚染物質の放射線を遮蔽することができる。
そして、最後に、固形化された汚染物質を汚染水タンク１内に封止して廃棄する汚染物質廃棄工程１０５を行う。
本工程では、固化剤２５と共に汚染物質をタンク本体３内に密封状にして貯蔵してそのまま廃棄することができる。後述するように、外壁７の人工鉱石９及び炭化珪素からなる耐火ブロックは放射線を遮蔽する力を有し、経年劣化もないため、長期的に保管が可能である。
次に、耐火ブロックのγ線及び中性子の遮蔽計測実験について以下に説明する。
（γ線遮蔽計測実験）
図７に示す計測装置を用いて、コリメートしたγ線を試料に照射し、試料を透過したγ線線量率（μＳｖ／ｈ）を検出器で測定を行い、下記の式より線減衰係数と半価層（ｃｍ）を求めた。計測値は１０回の計測値の平均を用いた。
（式）Ｉ／Ｉ0＝ｅ−μｘ＝ｅ−（μ／ρ）ρｘ
μ：線減衰係数，ｘ：厚さ（ｃｍ），ρ：密度（ｇ／ｃｍ３）
λ＝１／μ：平均自由工程，μｍ＝μ／ρ：質量減衰係数（ｃｍ２）
Ｄ＝０．６９３／μ：半価層（ｃｍ）
図７に示す計測装置を用いて、コリメートしたγ線を試料に照射し、試料を透過したγ線線量率（μＳｖ／ｈ）を検出器で測定を行い、下記の式より線減衰係数と半価層（ｃｍ）を求めた。計測値は１０回の計測値の平均を用いた。
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μ：線減衰係数，ｘ：厚さ（ｃｍ），ρ：密度（ｇ／ｃｍ３）
λ＝１／μ：平均自由工程，μｍ＝μ／ρ：質量減衰係数（ｃｍ２）
Ｄ＝０．６９３／μ：半価層（ｃｍ）
線源としては、コバルト（光子エネルギー：１．１７３ＭｅＶ又は１．３３３ＭｅＶ，５００ＫＢｑ）、セシウム（光子エネルギー：０．６６２ＭｅＶ，８００ＫＢｑ）、ラジウム（光子エネルギー：０．１８６ＭｅＶ）を使用した。また、検出器はｆｉｌｄＳＰＥＣ（ＢＩＣＲＯＮ社製）を用いた。試料は、以下に示す人工鉱石９及び炭化珪素を主成分とする耐火ブロックと、比較試料としてコンクリート及び鉛ブロックを用いた。
・耐火ブロック（４００×４００×３０ｍｍ，１３．３ｋｇ，密度２．７７ｇ／ｃｍ３）１２枚
・コンクリート（４００×４００×３０ｍｍ，１１ｋｇ，密度２．３ｇ／ｃｍ３）９枚
・鉛ブロック（３００×３００×１０ｍｍ，密度１１．３４ｇ／ｃｍ３）５枚
・耐火ブロック（４００×４００×３０ｍｍ，１３．３ｋｇ，密度２．７７ｇ／ｃｍ３）１２枚
・コンクリート（４００×４００×３０ｍｍ，１１ｋｇ，密度２．３ｇ／ｃｍ３）９枚
・鉛ブロック（３００×３００×１０ｍｍ，密度１１．３４ｇ／ｃｍ３）５枚
上記試験の測定結果を以下の表１〜表３に示す。なお、鉛はコバルトに関して別途計測を行った値を用いた。
表１〜表３からも分かるように、人工鉱石９及び炭化珪素よりなる耐火ブロックはγ線に対して遮蔽効果を有することがわかった。また、上記３つの試料の遮蔽力は、鉛＞耐火ブロック＞コンクリートの順に大きいことがわかった。
（中性子遮蔽計測実験）
次に、中性子遮蔽計測実験ついて説明する。
次に、中性子遮蔽計測実験ついて説明する。
図８に示す計測装置を用いて、コリメートした中性子線を試料に照射し、試料を透過した線量をカウント数として検出器で測定を行い、下記の式より平均自由工程（ｃｍ）と半価層（ｃｍ）を求めた。計測値は１０回の計測値の平均を用いた。
（式）Ｉ／Ｉ０＝ｅ−Σｘ
Σ：巨視的断面積，ｘ：厚さ（ｃｍ），λ＝１／Σ：平均自由工程（ｃｍ）
Ｄ＝０．６９３／Σ：半価層（ｃｍ）
（式）Ｉ／Ｉ０＝ｅ−Σｘ
Σ：巨視的断面積，ｘ：厚さ（ｃｍ），λ＝１／Σ：平均自由工程（ｃｍ）
Ｄ＝０．６９３／Σ：半価層（ｃｍ）
線源としては、コバルト（光子エネルギー：１．１７３ＭｅＶ又は１．３３３ＭｅＶ，５００ＫＢｑ）、セシウム（光子エネルギー：０．６６２ＭｅＶ，８００ＫＢｑ）、ラジウム（光子エネルギー：０．１８６ＭｅＶ）を使用した。また、検出器は３Ｈｅカウンターを用いた。試料は、以下に示す人工鉱石９及び炭化珪素を主成分とする耐火ブロックと、比較試料としてコンクリート，パラフィンブロック及び鉛ブロックを用いた。
・耐火ブロック（４００×４００×３０ｍｍ，１３．３ｋｇ，密度２．７７ｇ／ｃｍ３）１２枚
・コンクリート（４００×４００×３０ｍｍ，１１ｋｇ，密度２．３ｇ／ｃｍ３）９枚
・パラフィンブロック（２００×１００×５０ｍｍ，密度０．９ｇ／ｃｍ３）５枚
・鉛ブロック（３００×３００×１０ｍｍ，密度１１．３４ｇ／ｃｍ３）５枚
・耐火ブロック（４００×４００×３０ｍｍ，１３．３ｋｇ，密度２．７７ｇ／ｃｍ３）１２枚
・コンクリート（４００×４００×３０ｍｍ，１１ｋｇ，密度２．３ｇ／ｃｍ３）９枚
・パラフィンブロック（２００×１００×５０ｍｍ，密度０．９ｇ／ｃｍ３）５枚
・鉛ブロック（３００×３００×１０ｍｍ，密度１１．３４ｇ／ｃｍ３）５枚
上記試験の測定結果を以下の表４及び表５に示す。
表４及び表５からも分かるように、人工鉱石９及び炭化珪素よりなる耐火ブロックは中性子線に対して遮蔽効果を有することがわかった。また、上記３つの試料の遮蔽力は、パラフィン＞鉛＞耐火ブロック＞コンクリートの順に大きいことがわかった。
上述したように、本発明の人工鉱石９及び炭化珪素よりなる耐火ブロックは放射線（γ線、中性子線）を遮蔽することができる。このため、原子力発電所における廃炉となった原子炉の建屋を人工鉱石９及び炭化珪素よりなる耐火ブロックで囲繞することによって、放射線の外部への漏れを防止することができる。この耐火ブロックの厚さを３６ｃｍ以上にすると良い。
次に、上記人工鉱石９及び炭化珪素よりなる耐火ブロックを利用したセシウム除去システム２００について説明する。図９は、セシウム除去システム２００の平面図である。図１０は、セシウム除去システム２００の模式図である。図１１は、汚染土壌洗浄装置２１０の断面図である。図１２は、汚染土壌洗浄装置２１０の底部拡大図である。
セシウム除去システム２００は、図１０に示すように、汚染土壌洗浄装置２１０と、放射性汚染水濃縮装置２２０と、受水槽２３０より構成される。
セシウム除去システム２００は、汚染土壌洗浄装置２１０において汚染土壌から汚染水を分離し、放射性汚染水濃縮装置２２０において加熱濃縮して汚染物質と水蒸気とに分けて、受水槽２３０に水を貯水するものである。
汚染土壌洗浄装置２１０は、図１０及び図１１に示すように、底部２１１は略円弧状のフィルム受用ステンレス板で形成され、また、左右両側壁２１２はステンレス鋼板に形成され、屋根２１３は、略円弧状に形成された脱着式のポリカーボネート板で形成された略矩形状の流路である。
また、汚染土壌洗浄装置２１０の底部２１１は複数の鋼製束材２１４で支持されており、この鋼製束材の長さを流れ方向に沿って短くして流路を連結することにより、汚染土壌洗浄装置に傾きを形成して運搬物を流れ易くできる。また、底部２１１は、流路両端部から中央に向かって下方向に迫り出した円弧状に形成されており、運搬物が中央に集められる構造となっているため、左右両側壁２１２などで滞留することなく運搬することができる。
また、図１２に示すように、汚染土壌洗浄装置２１０の底部２１１のフィルム受用ステンレス板の上面には遠赤外線フィルム２１５が敷設されており、汚染土壌洗浄装置２１０全体を底面から加熱することができる。
また、運搬物が接触する流路内部の底面、側壁には、耐熱ゴム２１６で覆われている。また、屋根２１３の接合部分も耐熱ゴム２１６で形成されており、汚染土壌洗浄装置２１０の流路内は耐熱性に優れる。
また、流路内の左右両側壁２１２には、流路内に放水可能な孔を複数有する放水用パイプ２１７が設けられている。この放水用パイプ２１７に温水を流すことで汚染土壌を温水洗いでき、汚染土壌に含まれる汚染物質を洗い流して放射性汚染水とすると共に、汚染土壌及びこの放射性汚染水を先端部へと送ることができる。
汚染土壌洗浄装置２１０の流れ方向先端の流路の内部には、ステンネット２１８が設けられている。このステンネット２１８により、汚染土壌は堰き止められ、放射性汚染水が放射性汚染水濃縮装置２２０へと送られる。ステンネット２１８は複数個設けてもよく、メッシュを先端に向けて細かくすることで、汚染土壌と放射性汚染水とをより分離することができる。
また、汚染土壌洗浄装置２１０の先端部は、放射性汚染水濃縮装置２２０のステンレス板からなるフード２２１と連結されており、分離された放射性汚染水はフード２２１へと運搬される。
上記のように、汚染土壌洗浄装置２１０によって、汚染土壌と放射性汚染水とが分離されて、放射性汚染水は前記フード２２１を通り、放射性汚染水濃縮装置２２０へと送られる。
セシウム除去システム２００における放射性汚染水濃縮装置２２０は、図１０に示すように、ステンレス板からなる流入管であるフード２２１から流入する放射性汚染水を貯水する、内壁５はステンレスの略直方体に形成され外壁７は人工鉱石９及び炭化珪素の耐火ブロックによりコーティングされた汚染水タンク１と、マイクロ波発生装置１１と、蒸気処理装置１５及び冷却装置１７である吸入ファンを有する流出管２２２で構成される。
放射性汚染水を加熱する手段としては、マイクロ波照射によるマイクロ波発生装置１１の他に、耐火ブロックの外側から遠赤外線フィルム及び断熱材で覆って遠赤外線を人工鉱石９及び炭化珪素の耐火ブロックに照射することにより、汚染水タンクを加熱する手段を用いても良いし、マイクロ波発生装置１１や他のヒーターを組み合わせても良い。
このように、放射性汚染水濃縮装置２２０で加熱された放射性汚染水はセシウム等の汚染物質や不純物と、水蒸気とに分離される。
流出管２２２により汚染水タンクから取出された水蒸気は、冷やされ水となり受水槽２３０へと送られて貯溜される。
受水槽２３０に貯溜された水は、加圧ポンプ２４０を通り汚染土壌洗浄装置２１０の放水用パイプ２１７へ送られ、温水洗いに用いることができる。
放射性汚染水濃縮装置で濃縮され蓄積したセシウム等の汚染物質は、汚染水タンク１内に封止して廃棄処理を行う。この廃棄処理方法としては、上述した汚染物質廃棄工程１０５と同様に、ホウケイ酸ガラス等の固化剤２５を汚染水タンクに添加して加熱溶融することにより封止して汚染水タンクごと貯蔵・廃棄しても良いし、その際に、密封されたタンク本体３の全体に人工鉱石９を主成分としたコーティング剤２７を塗布して貯蔵・廃棄しても良い。
このように、セシウム除去システム２００は、汚染土壌から汚染水を分離し、加熱濃縮処理によりセシウム等に汚染されていない水に変えることができ、汚染物質を加熱濃縮してそのまま廃棄することもできる。
なお、本発明は上述した実施形態等に限られず、上述した実施形態等の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態等の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
１ 汚染水タンク
３ タンク本体
５ タンク内壁
７ タンク外壁
９ 人工鉱石
１１ マイクロ波発生装置
１３ 蒸気
１５ 蒸気処理装置
１７ 冷却装置
１９ 固化剤添加装置
２１ 流入管
２３ 排出穴
２５ 固化剤
２５ａ ガラス片
２７ コーティング剤
１０１ 放射性汚染水貯溜工程
１０２ マイクロ波加熱工程
１０３ 蒸気処理工程
１０４ 固形処理工程
１０５ 汚染物質廃棄工程
２００ セシウム除去システム
２１０ 汚染土壌洗浄装置
２１１ 底部
２１２ 側壁
２１３ 屋根
２１４ 束材
２１５ 遠赤外線フィルム
２１６ 耐熱ゴム
２１７ 放水パイプ
２１８ ステンネット
２２０ 放射性汚染水濃縮装置
２２１ フード
２２２ 流出管
２３０ 受水槽
２４０ 加圧ポンプ
３ タンク本体
５ タンク内壁
７ タンク外壁
９ 人工鉱石
１１ マイクロ波発生装置
１３ 蒸気
１５ 蒸気処理装置
１７ 冷却装置
１９ 固化剤添加装置
２１ 流入管
２３ 排出穴
２５ 固化剤
２５ａ ガラス片
２７ コーティング剤
１０１ 放射性汚染水貯溜工程
１０２ マイクロ波加熱工程
１０３ 蒸気処理工程
１０４ 固形処理工程
１０５ 汚染物質廃棄工程
２００ セシウム除去システム
２１０ 汚染土壌洗浄装置
２１１ 底部
２１２ 側壁
２１３ 屋根
２１４ 束材
２１５ 遠赤外線フィルム
２１６ 耐熱ゴム
２１７ 放水パイプ
２１８ ステンネット
２２０ 放射性汚染水濃縮装置
２２１ フード
２２２ 流出管
２３０ 受水槽
２４０ 加圧ポンプ
Claims (10)
- 内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体と、
タンク内部を加熱するためにタンク本体に設けたマイクロ波発生装置と、
タンク本体の内部に連通したタンク内部で発生した蒸気を外部に取り出し、中途に設けた冷却装置によりドレン化するための蒸気処理装置と、
タンク本体内で濃縮された汚染物質を固形化するためにタンク本体内に固化剤を流入するための固化剤添加装置と、
よりなる放射性汚染水濃縮装置。 - 前記人工鉱石は珪素又は珪素化合物に金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造したことを特徴とする請求項１に記載の放射性汚染水濃縮装置。
- 前記固化剤は珪素を主成分としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射性汚染水濃縮装置。
- 前記固化剤はホウケイ酸ガラスを主成分としたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の放射性汚染水濃縮装置。
- 内壁を金属により、外壁を人工鉱石及び炭化珪素によりコーティングしたタンク本体内に放射性汚染水を貯溜する放射性汚染水貯溜工程と、
タンク本体内の放射性汚染水をマイクロ波によりタンク本体の内部を加熱するためのマイクロ波加熱工程と、
放射性汚染水の加熱により発生した蒸気を取出しドレン化するための蒸気処理工程と、
放射性汚染水の加熱により、濃縮された汚染物質を固化剤により固形化するための固形処理工程と、
固形化された汚染物質を封止して廃棄する汚染物質廃棄工程と、
よりなる放射性汚染水処理方法。 - 前記人工鉱石は珪素又は珪素化合物に金属及びカルシウムを添加して溶融、冷却を繰り返して製造したことを特徴とする請求項５に記載の放射性汚染水処理方法。
- 前記固化剤は珪素を主成分としたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の放射性汚染水処理方法
- 前記固化剤はホウケイ酸ガラスを主成分としたことを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の放射性汚染水処理方法。
- 汚染物質廃棄工程では、固形化した汚染物質を直接に固化剤により封止することを特徴とする請求項５〜請求項８の何れか１項に記載の放射性汚染水処理方法。
- 汚染物質処理工程では、固形化した汚染物質を濃縮したタンク本体の全体を人工鉱石を主成分としたコーティング剤により密封状に包被し、かかる包被処理したタンク本体を海洋投棄や埋立てや防波堤等に利用することを特徴とする請求項５〜請求項９の何れか１項に記載の放射性汚染水処理方法。
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|---|---|---|---|---|
| EP3598001A4 (en) * | 2017-03-10 | 2021-03-03 | Yushin Co. Ltd., | SILICATE MIXTURE AND COMBUSTION ACCELERATOR USING THIS |
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-
2014
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