JP2015190139A - 浚渫土の処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる処理装置及び方法を提供する。【解決手段】水底１０１の汚泥を回収する浚渫装置１１と、浚渫装置１１により回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する土砂分離装置１２と、土砂分離装置１２により浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する凝集沈殿装置１３とを設け、凝集沈殿した粒子の固形分を放射性廃棄物として処理する。【選択図】図１

Description

本発明は、海底、湖底、川底などに浸漬している汚泥を回収して浄化する浚渫土の処理装置及び方法に関するものである。

例えば、原子力発電プラントで災害が発生した場合、放射能が外部に漏れて河川や海、湖などが汚染されることから、この汚泥などに付着した放射性物質を除去する必要がある。この放射性物質としては、例えば、セシウム（Ｃｓ）があり、このセシウムは、大部分が粘土質粒子に吸着して底泥に堆積しており、この底泥の放射線量が高くなっている。そのため、この汚泥（底泥）を浚渫し、浚渫した汚泥を集約して保管する場合には、汚泥を除染する必要があるが、浚渫汚泥が大量に存在するとき、低コストで、且つ、大量処理が可能なシステムが要求される。

従来、セシウムなどの放射性物質を除染する場合、水洗浄法が一般的である。また、放射性物質汚染土砂の洗浄方法としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された放射性物質汚染土砂の洗浄、減容化方法は、放射性物質汚染土砂に水を加えてスラリー化し、土砂の細粒分を分離して分級洗浄を行い、所定の粒径以上のレキ同士の摩擦により放射性物質を離脱させ、レキと放射性物質を含む濁水とに分離し、所定の粒径未満のレキ及び砂をレキ及び砂の表面に付着した放射性物質を離脱させ、レキ及び砂と放射性物質を含む濁水をそれぞれに分離し、前記放射性物質を含む濁水を凝集沈殿、脱水処理して放射性物質を含む脱水ケーキを得るものである。

特開２０１３−１４００２１号公報

上述した従来の水洗浄法にあっては、大量の廃液が発生することから、この廃液の保管が必要となってしまう。また、海底の汚泥を処理する場合、浚渫土に高濃度の塩分が含まれていることから、この塩分（ナトリウム：Ｎａ）が邪魔となり、洗浄廃液からのセシウムの除去が困難となってしまう。そして、セシウムを吸着除去した場合、この除去処理に吸着材を用いることから、大量の廃吸着材（２次廃棄物）が発生してしまう。また、特許文献１の放射性物質汚染土砂の洗浄、減容化方法は、浚渫土に対して対応することが困難である。

本発明は上述した課題を解決するものであり、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することが可能な浚渫土の処理装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の浚渫土の処理装置は、水底の汚泥を回収する浚渫装置と、前記浚渫装置により回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する土砂分離装置と、前記土砂分離装置により浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する凝集沈殿装置と、を有することを特徴とするものである。

従って、浚渫装置が水底の汚泥を回収し、土砂分離装置が回収された浚渫土から所定粒径以上の土砂を分離し、凝集沈殿装置が浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する。放射性物質（例えば、セシウム）は、大部分が粘土質粒子に吸着して底泥に堆積していることから、水底の汚泥から土砂が分離された懸濁水における浮遊性粒子を集めたものに放射性物質が付着しており、この浮遊性粒子を排出して処理することで、水底の汚泥から放射性物質を適正に除去することができる。その結果、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる。

本発明の浚渫土の処理装置では、前記浚渫装置は、中空形状をなす浚渫装置本体と、前記浚渫装置本体から水底まで延出する回収ホースと、前記浚渫装置本体に真空を作用させる真空発生装置とを有することを特徴としている。

従って、真空発生装置により浚渫装置本体に真空を作用させると、水底の汚泥が回収ホースにより吸引されて浚渫装置本体に回収されることとなり、重量物を回収しないことから、土砂分離装置による分級を容易とし、処理効率を向上することができる。

本発明の浚渫土の処理装置では、前記土砂分離装置は、中空形状をなす分離槽を有することを特徴としている。

従って、浚渫装置が回収した浚渫土が分離槽に貯留されることとなり、下部から所定粒径以上の土砂を排出することができると共に、上部から懸濁水を排出することができ、処理効率を向上することができる。

本発明の浚渫土の処理装置では、前記凝集沈殿装置から排出された浮遊性粒子のスラリーを脱水する脱水装置と、前記脱水装置によりスラリーから分離された脱離水を前記凝集沈殿装置に戻す戻しラインが設けられ、スラリーが脱水された固形分を放射性廃棄物として処理することを特徴としている。

従って、スラリーを脱水して脱離水を凝集沈殿装置に戻すことで、脱離水に浮遊性粒子が残存していても適正に分離することができ、スラリーが脱水された固形分を放射性廃棄物として処理することで、安全性を向上することができる。

また、本発明の浚渫土の処理方法は、水底の汚泥を回収する工程と、回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する工程と、浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させる工程と、凝集沈殿した粒子の固形分を放射性廃棄物として処理する工程と、を有することを特徴とするものである。

従って、放射性物質（例えば、セシウム）は、大部分が粘土質粒子に吸着して底泥に堆積していることから、水底の汚泥から土砂が分離された懸濁水における浮遊性粒子を集めたものに放射性物質が付着しており、この浮遊性粒子を排出して処理することで、水底の汚泥から放射性物質を適正に除去することができる。その結果、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる。

本発明の浚渫土の処理装置及び方法によれば、浚渫装置と土砂分離装置と凝集沈殿装置を設けるので、水底の汚泥から土砂が分離された懸濁水における浮遊性粒子を集めたものに放射性物質が付着していることから、この浮遊性粒子を排出して処理することで、水底の汚泥から放射性物質を適正に除去することができる。その結果、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる。

図１は、本実施形態の浚渫土の処理装置を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る浚渫土の処理装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の浚渫土の処理装置を表す概略構成図である。

本実施形態において、図１に示すように、浚渫土の処理装置１０は、浚渫装置１１と土砂分離装置１２と凝集沈殿装置１３とを有している。

浚渫装置１１は、水底１０１の汚泥を回収するものであり、浚渫装置本体２１と回収ホース２２と真空発生装置２３とを有している。浚渫装置本体２１は、中空形状をなし、内部に回収した浚渫土を貯留可能となっている。回収ホース２２は、基端部が浚渫装置本体２１に連結され、先端部が水底１０１まで延出可能であって、回収ノズル２４が装着されている。真空発生装置２３は、真空通路２５を介して浚渫装置本体２１に連結されると共に、排気通路２６が連結されており、浚渫装置本体２１に対して真空（負圧）を作用させることができる。そのため、真空発生装置２３が浚渫装置本体２１に対して真空を作用させると、浚渫装置本体２１は、回収ホース２２により水底１０１の汚泥を吸引し、回収して貯留することができる。

土砂分離装置１２は、浚渫装置１１により回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離するものである。土砂分離装置１２は、中空形状をなす分離槽３１を有している。分離槽３１は、浚渫装置１１の浚渫装置本体２１と浚渫土搬送通路３２を介して連結されており、浚渫土搬送通路３２にポンプ３３が設けられている。そのため、ポンプ３３を作動すると、浚渫装置本体２１の浚渫土を浚渫土搬送通路３２か分離槽３１に搬送することができる。

分離槽３１は、貯留する浚渫土を重量分離することができ、予め設定された所定粒径以上（所定重量以上）の土砂が下部に沈殿して分離される。また、分離槽３１は、下部に沈殿した土砂を排出する土砂排出通路３４が設けられており、分離槽３１から土砂排出通路３４により排出された土砂は、保管場所１０２に搬送される。更に、分離槽３１は、上澄み水としての浮遊性粒子（シルト）を含む懸濁水を排出する懸濁水排出通路３５が設けられ、懸濁水排出通路３５にポンプ３６が設けられている。そのため、ポンプ３６を作動すると、分離槽３１の懸濁水を懸濁水排出通路３５から排出することができる。この場合、懸濁水排出通路３５は、分離槽３１の上澄み水を懸濁水として排出するように構成したが、分離槽３１からのオーバーフロー水を懸濁水として排出するように構成してもよい。

凝集沈殿装置１３は、土砂分離装置１２により浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出するものである。凝集沈殿装置１３は、凝集沈殿槽４１と撹拌装置４２と凝集剤添加装置４３とを有している。凝集沈殿槽４１は、中空形状をなし、上部に撹拌装置４２が設けられている。凝集剤添加装置４３は、凝集剤タンク４４と凝集剤供給ライン４５とポンプ４６を有している。そして、凝集沈殿槽４１は、分離槽３１からの懸濁水排出通路３５が連結されており、浮遊性粒子を含む懸濁水を貯留可能となっている。そのため、凝集沈殿槽４１に貯留された浮遊性粒子を含む懸濁水に対して、凝集剤添加装置４３から凝集剤が添加され、撹拌装置４２により撹拌されると、浮遊性粒子が凝集して沈殿する。

凝集沈殿槽４１は、下部に沈殿したスラリー（水と凝集した浮遊性粒子）を排出するスラリー排出通路５１が設けられ、スラリー排出通路５１は、ポンプ５２が設けられ、脱水装置５３に連結されている。脱水装置５３は、例えば、フィルターブレス方式によりスラリーを脱水するものであり、スラリーから分離された脱離水を凝集沈殿装置１３に戻す戻し通路５４が設けられている。ここでは、戻し通路５４は、ポンプ５５が設けられ、懸濁水排出通路３５におけるポンプ３６より下流側に連結されている。また、脱水装置５３は、スラリーを脱水して発生した固形分、つまり、凝集した浮遊性粒子を排出する固形分排出通路５６が設けられ、この固形分排出通路５６に保管容器１０３が連結されている。

そのため、脱水装置５３は、スラリーを凝集した浮遊性粒子と水分とに分離し、脱離水が戻し通路５４により凝集沈殿装置１３に戻される一方、凝集した浮遊性粒子が固形分排出通路５６により排出され、固形分が放射性廃棄物として保管容器１０３に保管される。なお、凝集沈殿装置１３は、凝集沈殿槽４１に処理水排出通路５７が設けられており、凝集沈殿槽４１の上澄み水を処理水として排出することができる。この処理水は、放射性物質が含まれていなければ、採取した海へ戻される。

ここで、本実施形態の浚渫土の処理方法について説明する。なお、本実施形態の浚渫土の処理は、陸上で実施してもよいし、装置を船舶に搭載して海上で実施してもよい。

本実施形態の浚渫土の処理方法は、水底の汚泥を回収する工程と、回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する工程と、浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させる工程と、凝集沈殿した粒子の固形分を放射性廃棄物として処理する工程とを有している。

具体的に説明すると、浚渫装置１１は、真空発生装置２３を作動して浚渫装置本体２１に対して真空を作用させることで、回収ホース２２により水底１０１の汚泥を吸引し、浚渫装置本体２１に回収して貯留する。土砂分離装置１２は、ポンプ３３を作動して浚渫装置本体２１の浚渫土を浚渫土搬送通路３２か分離槽３１に搬送する。すると、分離槽３１は、予め設定された所定粒径以上の土砂を下部に沈殿して分離する。そして、分離槽３１の下部に沈殿した土砂が土砂排出通路３４から保管場所１０２に搬送される一方、ポンプ３６を作動し、分離槽３１の懸濁水が懸濁水排出通路３５から排出される。

凝集沈殿装置１３は、分離槽３１の浮遊性粒子を含む懸濁水が懸濁水排出通路３５を通して凝集沈殿槽４１に供給されて貯留される。そして、凝集剤添加装置４３を作動し、凝集沈殿槽４１の懸濁水に凝集剤が添加され、撹拌装置４２により撹拌されると、浮遊性粒子が凝集剤により凝集して沈殿する。ポンプ５２が作動すると、凝集沈殿槽４１の下部に沈殿したスラリーがスラリー排出通路５１により脱水装置５３に送られる。脱水装置５３は、スラリーを凝集した浮遊性粒子と水分とに分離し、脱離水を戻し通路５４により凝集沈殿装置１３に戻す一方、凝集した浮遊性粒子を固形分排出通路５６により排出し、固形分を放射性廃棄物として保管容器１０３に保管する。一方、凝集沈殿装置１３は、凝集沈殿槽４１の上澄み水を処理水として処理水排出通路５７により排出する。

このように本実施形態の浚渫土の処理装置にあっては、水底１０１の汚泥を回収する浚渫装置１１と、浚渫装置１１により回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する土砂分離装置１２と、土砂分離装置１２により浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する凝集沈殿装置１３とを設けている。

従って、浚渫装置１１が水底１０１の汚泥を回収し、土砂分離装置１２が回収された浚渫土から所定粒径以上の土砂を分離し、凝集沈殿装置１３が浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する。放射性物質（例えば、セシウム）は、大部分が粘土質粒子に吸着して底泥に堆積していることから、水底１０１の汚泥から土砂が分離された懸濁水における浮遊性粒子に放射性物質が付着している。そのため、この懸濁水における浮遊性粒子を凝集して集めた固形分を排出して処理することで、水底１０１の汚泥から放射性物質を適正に除去することができる。その結果、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる。また、浚渫装置１１と土砂分離装置１２と凝集沈殿装置１３を連結することで、連続運転を可能とすることができる。

本実施形態の浚渫土の処理装置では、浚渫装置１１は、中空形状をなす浚渫装置本体２１と、浚渫装置本体２１から水底１０１まで延出する回収ホース２２と、浚渫装置本体２１に真空を作用させる真空発生装置２３とを有している。従って、真空発生装置２３により浚渫装置本体２１に真空を作用させると、水底１０１の汚泥が回収ホース２２により吸引されて浚渫装置本体２１に回収されることとなり、重量物を回収しないことから、土砂分離装置１２による分級を容易とし、処理効率を向上することができる。

本実施形態の浚渫土の処理装置では、土砂分離装置１２は、中空形状をなす分離槽３１を有している。従って、浚渫装置１１が回収した浚渫土が分離槽３１に貯留されることとなり、下部から所定粒径以上の土砂を排出することができると共に、上部から懸濁水を排出することができ、処理効率を向上することができる。

本実施形態の浚渫土の処理装置では、凝集沈殿装置１３から排出された浮遊性粒子のスラリーを脱水する脱水装置５３と、脱水装置５３によりスラリーから分離された脱離水を凝集沈殿装置１３に戻す戻し通路５４を設け、スラリーが脱水された固形分を放射性廃棄物として処理する。従って、スラリーを脱水して脱離水を凝集沈殿装置１３に戻すことで、脱離水に浮遊性粒子が残存していても適正に分離することができ、スラリーが脱水された固形分を放射性廃棄物として処理することで、安全性を向上することができる。

また、本実施形態の浚渫土の処理方法にあっては、水底１０１の汚泥を回収する工程と、回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する工程と、浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させる工程と、凝集沈殿した粒子の固形分を放射性廃棄物として処理する工程とを有している。

従って、懸濁水における浮遊性粒子を凝集して集めた固形分を排出して処理することで、水底１０１の汚泥から放射性物質を適正に除去することができる。その結果、廃液や廃棄物の発生を抑制して浚渫土から効率良く放射性物質を除去することができる。

なお、上述した実施形態では、浚渫装置１１として浚渫装置本体２１と回収ホース２２と真空発生装置２３を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、掘削装置などを用いて汚泥を回収してもよい。また、土砂分離装置１２を分離槽３１としたが、トロンメルなどの篩を用いてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明の浚渫土の処理装置を海底の汚泥に対する処理に適用したが、海底だけでなく、湖底や川底などに浸漬している汚泥を処理することもできる。

１０ 浚渫土の処理装置
１１ 浚渫装置
１２ 土砂分離装置
１３ 凝集沈殿装置
２１ 浚渫装置本体
２２ 回収ホース
２３ 真空発生装置
３１ 分離槽
３２ 浚渫土搬送通路
３４ 土砂排出通路
３５ 懸濁水排出通路
４１ 凝集沈殿槽
４２ 撹拌装置
４３ 凝集剤添加装置
５１ スラリー排出通路
５３ 脱水装置
５４ 戻し通路
５６ 固形分排出通路
５７ 処理水排出通路

Claims (5)

1. 水底の汚泥を回収する浚渫装置と、
   前記浚渫装置により回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する土砂分離装置と、
   前記土砂分離装置により浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させて排出する凝集沈殿装置と、
   を有することを特徴とする浚渫土の処理装置。
2. 前記浚渫装置は、中空形状をなす浚渫装置本体と、前記浚渫装置本体から水底まで延出する回収ホースと、前記浚渫装置本体に真空を作用させる真空発生装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の浚渫土の処理装置。
3. 前記土砂分離装置は、中空形状をなす分離槽を有することを特徴とする請求項１または２に記載の浚渫土の処理装置。
4. 前記凝集沈殿装置から排出された浮遊性粒子のスラリーを脱水する脱水装置と、前記脱水装置によりスラリーから分離された脱離水を前記凝集沈殿装置に戻す戻しラインが設けられ、スラリーが脱水された固形分を放射性廃棄物として処理することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の浚渫土の処理装置。
5. 水底の汚泥を回収する工程と、
   回収された浚渫土から予め設定された所定粒径以上の土砂を分離する工程と、
   浚渫土から土砂が分離された懸濁水に凝集剤を添加して浮遊性粒子を凝集沈殿させる工程と、
   凝集沈殿した粒子の固形分を放射性廃棄物として処理する工程と、
   を有することを特徴とする浚渫土の処理方法。

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