JP2016024078A - 廃液処理装置、廃液処理方法および廃液処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】懸濁固形分を吸着した粉末活性炭を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭の単体での焼却を可能とする廃液処理装置、廃液処理方法および廃液処理プログラムを提供する。【解決手段】廃液処理装置１０は、放射性核種が付着した懸濁固形分を含む洗濯廃液１１に粉末活性炭１２を混合して懸濁固形分を粉末活性炭１２に吸着させる吸着槽１３と、吸着槽１３に接続されて洗濯廃液１１から浄化水１４を分離して粉末活性炭１２が濃縮された吸着炭濃縮泥を生成するろ過器１６と、吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤１７とともに混練して混練体１８を生成する混練部１９と、助燃剤１７を固化させて混練体１８を成型する成型部２１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、原子力発電所で発生する洗濯廃液の廃液処理技術に関する。

原子力発電所の管理区域で着用された作業用衣類等は洗濯設備で洗濯されて再度使用される。
洗濯設備で発生する洗濯廃液もまた、無害化された後、放射能濃度等が基準値以下であることが確認された後、自然環境へ放出または回収されて再使用されている。
洗濯廃液の性状は、現在は一般家庭での洗濯用洗剤を用いた水洗洗浄により排出される洗濯廃液と同様であることが多い。

洗濯廃液を自然環境へ放出または再使用する場合、前述の放射性核種の濃度の他、懸濁固形分（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）濃度を一定値以下にする必要がある。
また、ＳＳ濃度に加えて、有機物濃度の指標である化学的酸素要求量（ＣＯＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ）およびｐＨにも所定の基準が設けられている。
洗濯廃液においてＣＯＤを増減させる成分（以下、「ＣＯＤ成分」という）は、洗剤として投入された界面活性剤が主成分となり、その他に作業用衣類等についた油脂類や人体からの皮脂成分などが含まれる。

このため、原子力発電所内に備えられる洗濯設備には、作業用衣類等を洗濯する洗濯機に加えて、廃液処理装置が備えられる。
この廃液処理装置は、主として廃液中に存在する放射性核種、ＳＳおよびＣＯＤ成分の除去または分離を目的として設置されている。
洗濯廃液中の放射性核種は、クラッドとなったＳＳに付着しているものが大部分であり、ろ過処理によってその大部分を除去することができる。

一方、ＣＯＤ成分はろ過処理では除去されず、従来から種々の除去技術が研究されてきた。
ＣＯＤ成分は有機物であるため、粉末活性炭による吸着除去、酸化剤による分解または洗濯廃液に低発泡性洗剤を用いることによる蒸発濃縮処理などを利用することができる。
これらの処理方法のうち、原子力発電所において広く用いられている方法は、粉末活性炭を用いたものである。

粉末活性炭を用いた方法では、粉末活性炭の分離に、固形分の連続処理が可能なロータリフィルタが用いられてきた。
ロータリフィルタは、洗濯廃液の固形分濃度を１０００ｐｐｍ程度から３０％程度にまで濃縮することが可能なフィルタである。
ロータリフィルタで濃縮された粉末活性炭は、例えば２００Ｌドラム缶に貯蔵される。

特開平０６−３３１７９２号公報 特開平０７−０２７８９８号公報

しかしながら、上述した従来の粉末活性炭を用いた技術は、ＣＯＤ成分などを吸着して濃縮された粉末活性炭の取り扱いおよび最終処分に手間がかかるという課題があった。
例えば、ロータリフィルタで分離された粉末活性炭の濃縮物をさらに濃縮するには、作業員の手作業が必要であった。
つまり、ロータリフィルタで分離された濃縮物をドラム缶で一定期間貯蔵して、発生した上澄水を手作業で抜き取って、できた空隙にさらに濃縮物を足して濃縮をしていた。

また、湿潤なこの粉末活性炭は、単体での燃焼が困難なため、可燃物に混合して焼却する必要があった。
すなわち、粉末活性炭を最終処分するには可燃物が必要となり、可燃物が確保できない場合、焼却できずに貯蔵される粉末活性炭の濃縮物で貯蔵スペースがひっ迫する。
また、最終処分までの期間が長期化すると、圧密化して抜き出しが困難となった濃縮物に専用の抜出装置を用いなくてはならないこともある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、懸濁固形分を吸着した粉末活性炭を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭の単体での焼却を可能とする廃液処理装置、廃液処理方法および廃液処理プログラムを提供することを目的とする。

本実施形態にかかる廃液処理装置は、放射性核種が付着した懸濁固形分を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させる吸着槽と、前記吸着槽に接続されて前記洗濯廃液から浄化水を分離して前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を生成するろ過器と、前記吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成する混練部と、前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型する成型部と、を備えるものである。

また、本実施形態にかかる廃液処理方法は、放射性核種が付着した懸濁固形分を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させる吸着ステップと、前記洗濯廃液から浄化水を分離して前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を生成する分離ステップと、前記吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成する混練ステップと、前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型する成型ステップと、を含むものである。

また、本実施形態にかかる廃液処理プログラムは、コンピュータに、放射性核種を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記洗濯廃液に含まれる懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させるステップ、ろ過器で前記洗濯廃液から浄化水を分離するステップ、前記ろ過器によって前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成するステップ、前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型するステップ、を実行させるものである。

本発明により、懸濁固形分を吸着した粉末活性炭を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭の単体での焼却を可能とする廃液処理装置、廃液処理方法および廃液処理プログラムが提供される。

第１実施形態にかかる廃液処理装置の概略構成図。 クロスフローろ過器の概略断面図。 （Ａ）はクロスフローろ過器を構成するクロスフローフィルタの一例を示す断面斜視図、（Ｂ）は（Ａ）で示されるクロスフローフィルタの変形例を示す断面斜視図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法を全自動化する場合の廃液処理装置の概略構成図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法の吸着ステップの説明図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法の分離ステップの説明図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法の混練ステップの説明図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法の成型ステップの説明図。 第１実施形態にかかる廃液処理方法のフローチャート。 第２実施形態にかかる廃液処理装置の混練部の概略構成図。 含水率がそれぞれ８０％および９０％の吸着炭濃縮泥の静置時間と沈殿した固形スラッジの高さとの関係を示す図。 吸着炭濃縮泥の静置時間と沈殿した固形スラッジの含水率との関係を示す図。 第３実施形態にかかる廃液処理装置の概略構成図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる廃液処理装置１０の概略構成図である。
第１実施形態にかかる廃液処理装置１０は、図１に示されるように、放射性核種が付着した懸濁固形分（ＳＳ）を含む洗濯廃液１１に粉末活性炭１２を混合して懸濁固形分を粉末活性炭１２に吸着させる吸着槽１３と、吸着槽１３に接続されて洗濯廃液１１から浄化水１４を分離して粉末活性炭１２が濃縮された吸着炭濃縮泥１５を生成するろ過器１６と、吸着炭濃縮泥１５を融解した助燃剤１７とともに混練して混練体１８を生成する混練部１９と、助燃剤１７を固化させて混練体１８を成型する成型部２１と、を備える。

まず、廃液処理装置１０を構成する各部材について、詳細に説明する。
一般に、原子力発電所で使用された作業着などの衣類は、原子力発電所の内部に設置された洗濯機２０で洗濯される。
洗濯で発生した洗濯廃液１１には、微量の放射性核種が付着したＳＳが含まれる。

この洗濯廃液１１は、まず、廃液管ｈ_１に設けられた廃液弁Ｖ_１が開放されて、廃液管ｈ_１で洗濯機２０に接続された吸着槽１３に回収される。
吸着槽１３には、第１供給弁Ｖ_２が設けられた供給管ｈ_２で接続されるとともに、粉末活性炭１２を収容する炭供給部４２が接続される。

通常、粉末活性炭１２は、炭供給部４２から、その濃度が１０００ｐｐｍになるように計量されて、供給される。
洗濯廃液１１は、吸着槽１３において、この供給された粉末活性炭１２とともに混合されて、そのＳＳ成分が粉末活性炭１２に吸着される。
吸着槽１３には、回収弁Ｖ_３が設けられた回収管ｈ_３が接続されて、この回収管ｈ_３によって吸着槽１３と混練部１９とが接続される。

また、吸着槽１３には、例えばクロスフローろ過器１６ａ（１６）またはロータリフィルタなどのろ過器１６が接続されている。
図１では、デッドエンド系のろ過器に比べてろ過効率を長期間維持することができるクロスフローろ過器１６ａをろ過器１６の一例として示している。
図１で例示されるように、回収管ｈ_３は、途中で分岐して往路管ｈ_４となってクロスフローろ過器１６ａの流入口に接続される。
一方、クロスフローろ過器１６ａの流出口と吸着槽１３とは、復路管ｈ_５によって接続される。

このようにクロスフローろ過器１６ａの流入口および流出口の両方が吸着槽１３に接続されて、洗濯廃液１１が吸着槽１３およびクロスフローろ過器１６ａを循環する経路が形成される。
そして、このようなろ過器１６は、洗濯廃液１１から浄化水１４を分離して粉末活性炭１２が濃縮された吸着炭濃縮泥１５を生成する。

ろ過器１６で浄化された浄化水１４は、浄水弁Ｖ_６を設けた浄水管ｈ_６から一時的に浄水槽２４に収容される。
そして、浄水槽２４において水質分析で安全性が確認されてから、放出弁Ｖ_７が開放されて放出管ｈ_７から自然環境に放出される。

ろ過器１６および吸着槽１３にそれぞれ残留した吸着炭濃縮泥１５（図６）は、吸着槽１３に回収管ｈ_３で接続された混練部１９に回収される。
混練部１９には、第３供給弁Ｖ_９を備える第３供給管ｈ_９によって、融解した助燃剤１７を供給する助燃剤供給部２５が接続される。

そして、助燃剤供給部２５から、吸着炭濃縮泥１５に対する助燃剤１７の体積比が０．７〜０．９となるように助燃剤１７が混練部１９に添加される。
混練部１９は、吸着炭濃縮泥１５をこの融解した助燃剤１７とともに混練して、混練体１８を生成する。

助燃剤１７は、例えば、石油ワックス、植物性ワックス、木蝋および白蝋から選ばれる燃焼促進剤である。
これらの助燃剤１７は、分子量が４５０〜５００程度で、６５〜７０℃の融点を有しており、加熱によって融解するとともに常温で固化する性質を有する。
よって、これらの助燃剤１７を混入することで、混練体１８は固化して運搬や保管が容易な形態となる。
特に、入手の容易性の観点から、パラフィンワックスが好適に用いられる。

また、混練部１９には加熱部２３および混練機２８が備えられており、吸着炭濃縮泥１５および助燃剤１７は、加熱されながら混練機２８で混練される。
混練された吸着炭濃縮泥１５および助燃剤１７は、エマルジョン状の混練体１８となる。
なお、このときの混練体１８の含水量が高いと、その分最終処分の際の焼却が困難となる。

そこで、必要に応じて、混練部１９に吸水剤投与部２６を設置して、吸着炭濃縮泥１５に吸水剤２７を投与する。
吸水剤２７としては、例えばアクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物などの高分子ポリマーが好適に使用できる。
なお、吸水剤２７は、シリカゲル系または石灰系の乾燥剤および塩化カルシウムなど、原子力発電所での使用が認められていれば、種類は限定されない。
吸水剤２７は、水分量、粒子径または混合時間など混練体１８の状態に合わせて適宜選択すればよい。

混練部１９の下部には、例えば鋳型などの成型部２１が配置される。
成型部２１は、助燃剤１７を固化させて混練体１８を成型する。
エマルジョン状の混練体１８は、この鋳型の成型部２１に流し込まれて一定の期間常温で放置される。

放置された混練体１８は、助燃剤１７が固化するとともに水分が蒸発して、固化体２９となる。
この固化体２９は、吸水剤２７によって乾燥されているとともに助燃剤１７が混合されているので、単体での焼却が可能である。
また、この固化体２９は、積み上げが可能であるので、すぐに焼却しない場合でも、例えば、ドラム３１などに積み上げて収容して貯蔵することもできる。

なお、混練体１８を混練部１９である程度固化させて粘土状にして、押し出し成型して取り出すことも可能である。
この場合、成型部２１は、例えば、混練部１９に設けられる口金、口金から連続的に排出される角材状の混練体１８を載せるベルトコンベアおよびこの混練体１８を切断するワイヤまたは切断刃などである。

このように、第１実施形態にかかる廃液処理装置１０によれば、ＳＳを吸着した粉末活性炭１２を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭１２の単体での焼却を可能とすることができる。

次に、図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）を用いて、廃液処理装置１０で好適に用いられるろ過器１６について詳述する。
図２は、クロスフローろ過器１６ａの概略断面図である。
また、図３（Ａ）はクロスフローろ過器１６ａを構成するクロスフローフィルタ１６ａ_１の一例を示す断面斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）で示されるクロスフローフィルタ１６ａ_１の変形例を示す断面斜視図である。

一般に濾過器には、圧力をフィルタ表面に対して垂直に印加するデッドエンドろ過方式と、ろ過対象となる液体をフィルタ表面に沿って流動させるクロスフローろ過方式と、に大別される。
デッドエンドろ過方式では、ろ過が進むにつれてフィルタ表面に不透過成分が堆積して、ろ過率が低下するとともに、フィルタの目詰まりが発生しやすい。
一方、クロスフローろ過方式では、図２に示されるように、中空柱で複数の流水路４６を形成するクロスフローフィルタ１６ａ_１を備えるクロスフローろ過器１６ａが用いられる。

クロスフローろ過方式では、不透過成分は流水路４６の表面に沿って循環するので、目詰まりの発生頻度が低く、長期間高いろ過率を維持することができる。
ここで、廃液処理装置１０が処理する洗濯廃液１１は放射性核種を含むので、頻繁に廃液処理装置１０の近傍に立ち入ることは好ましくない。
そこで、廃液処理装置１０で使用するろ過器１６には、目詰まり、ろ過率の低下またはこれらに関する点検などの頻度を抑制することができるクロスフローろ過器１６ａを用いるのが好ましい。

クロスフローフィルタ１６ａ_１として、図３（Ａ）に示されるチューブラ型、図３（Ｂ）に示されるモノリス型などがろ過対象などに合わせて適宜選択されて使用される。
クロスフローろ過器１６ａは、内部に、これらのクロスフローフィルタ１６ａ_１が数本〜数百本並置されて構成される。
クロスフローフィルタ１６ａ_１は、セラミック、カーボンまたはプラスチックなどの素材からなり、数μｍ程度の無数の微細孔を有する。

また、クロスフローフィルタ１６ａ_１には、その長手方向に沿って流水路４６が設けられている。
この流水路４６に、粉末活性炭１２を含む洗濯廃液１１を通流させて、微細粒子のみを壁面の微細孔に浸透させることで、浄化水１４を外部へ湧出させる。
洗濯廃液１１は、ろ過ポンプ３２の動力でクロスフローろ過器１６ａおよび吸着槽１３を連続的に循環して徐々に吸着炭濃縮泥１５が濃縮されていく。

そして、濃縮された吸着炭濃縮泥１５は、クロスフローろ過器１６ａおよび吸着槽１３に残留する。
なお、クロスフローフィルタ１６ａ_１は、微細孔の平均孔径が粉末活性炭１２の粒径よりも十分に小さい０．０１〜３μｍのものを用いる。
平均孔径がこの範囲にあるものを用いることで、浄化水１４を直接自然環境に放出しても問題のない純度にすることができる。
なお、より好ましくは、０．０３〜１μｍの平均孔径を有するものである。

次に、第１実施形態にかかる廃液処理方法を全自動化するための各種部材について説明する。
図４は、第１実施形態にかかる廃液処理方法を全自動化する場合の廃液処理装置１０の概略構成図である。
全自動化する場合、廃液処理装置１０の各部に配置された弁Ｖ_ｎ（ｎ＝１〜１０）は、受信子を備えて、この受信子が受信する信号に合わせて自動開閉するものに変更される。

また、ろ過ポンプ３２も受信子を備える。また、吸着槽１３には、洗濯廃液１１の水位を計測する水位計３４が備えられる。
そして、廃液処理装置１０は、図４に示されるように、水位計３４からの水位に関する信号を受信する制御部４０を備える。
また、制御部４０は、これら弁Ｖ_ｎおよびろ過ポンプ３２に信号を送信して、それぞれの開閉または起動を制御する。

制御部４０は、水位に関する閾値を保持して、水位がこの閾値になると、吸着炭濃縮泥１５の濃度が適正値になったと推定して、回収弁Ｖ_３を開放する。
制御部４０は、混練機２８に設置された受信部３５に信号を送信して、これら混練機２８の起動も制御する。

次に、全自動化した場合の第１実施形態にかかる廃液処理方法を図５〜図９を用いて説明する。
図５は、吸着ステップ（Ｓ１１〜Ｓ１４）における廃液処理手順の説明図、図６は、分離ステップ（Ｓ１５〜Ｓ２０）における廃液処理手順の説明図、図７は、混練ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２）における廃液処理手順の説明図、図８は、成型ステップ（Ｓ２３、Ｓ２４）における廃液処理手順の説明図である。
また、図９は、第１実施形態にかかる廃液処理方法のフローチャートである。

吸着ステップ（Ｓ１１〜Ｓ１４）では、放射性核種が付着したＳＳを含む洗濯廃液１１に粉末活性炭１２を混合してＳＳを粉末活性炭１２に吸着させる（図５）。
まず、制御部４０は、廃液弁Ｖ_１を開放して、洗濯廃液１１が所定水位になるまで、洗濯廃液１１を供給する（Ｓ１１、Ｓ１２：ＮＯ：Ｓ１１へ）。
洗濯廃液１１が所定量以上になったら（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部４０は、第１供給弁Ｖ_２を開放してスラリー状の粉末活性炭１２を添加する（Ｓ１３）。

洗濯廃液１１および粉末活性炭１２の供給量または添加量を予め規定しておくことで、後に、吸着炭濃縮泥１５の濃度を水位に基づいて測定することができる。
そして、洗濯廃液１１および粉末活性炭１２を混合して粉末活性炭１２にＳＳを吸着させる（Ｓ１４）。
例えば、吸着槽１３の内部で、洗濯廃液１１を３０分〜１時間程度循環流動させて、ＳＳを吸着させる。

図６に示す分離ステップ（Ｓ１５〜Ｓ２０）では、洗濯廃液１１から浄化水１４を分離して粉末活性炭１２が濃縮された吸着炭濃縮泥１５を生成する（図６）。
まず、制御部４０は、信号を発信して、廃液弁Ｖ_１および第１供給弁Ｖ_２を閉止させて、往路弁Ｖ_４および復路弁Ｖ_５を開放させて、ろ過ポンプ３２を起動する。
ろ過ポンプ３２は、洗濯廃液１１を吸着槽１３とろ過器１６とで繰り返し循環させて吸着炭濃縮泥１５へと濃縮する（Ｓ１５）。

このときの吸着炭濃縮泥１５の含水率は、６５〜７５質量％程度が望ましい。つまり、ＳＳ濃度は２５〜３５質量％程度が望ましい。
吸着炭濃縮泥１５の含水率を６５％以上とすることで、吸着炭濃縮泥１５の流動性を維持して、吸着槽１３およびろ過器１６から混練機２８への流下を可能にする。
また、７５％以下とすることで、最終処分である焼却において固化体２９の焼却を容易にする。
なお、この吸着炭濃縮泥１５の含水率の範囲は、より好ましくは、６８〜７２質量％である。

ろ過によって生成された浄化水１４は（Ｓ１６：ＹＥＳ）、一度浄水槽２４に回収される（Ｓ１７）。
回収された浄化水１４は、水質分析によって安全が確認されてから（Ｓ１８）、例えば、自然環境へ放出される（Ｓ１９）。

一方、洗濯廃液１１は（Ｓ１６：ＮＯ）、水位計３４によって送信されるその水位が制御部４０に保持された所定値になるまで濃縮される。
制御部４０は、洗濯廃液１１の水位が所定値になるとろ過ポンプ３２を停止させて、往路弁Ｖ_４および復路弁Ｖ_５を閉止する。
このとき、洗濯廃液１１は、吸着炭濃縮泥１５となって吸着槽１３またはろ過器１６に残留する（Ｓ２０）。

図７に示す混練ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２）では、吸着炭濃縮泥１５を融解した助燃剤１７とともに混練して混練体１８を生成する。
制御部４０は、まず、回収管ｈ_３に設けられた回収弁Ｖ_３を開放して吸着炭濃縮泥１５を混練部１９へ流下させる（Ｓ２１）。
また、制御部４０は、第２供給管ｈ_８および第３供給管ｈ_９の第２供給弁Ｖ_８および第３供給弁Ｖ_９をそれぞれ開放する。

吸着炭濃縮泥１５に、助燃剤供給部２５および吸水剤投与部２６から助燃剤１７および吸水剤２７が添加されて、エマルジョン状の混練体１８になるまでの３０〜６０分間程度混練される（Ｓ２２）。
このとき、添加される吸水剤２７は、吸着炭濃縮泥１５の質量に対して０．０１〜０．０５程度が望ましい。

図８に示す成型ステップ（Ｓ２３、Ｓ２４）では、助燃剤１７を固化させて混練体１８を成型する。
制御部４０は、混練部１９の底部に接続された排出管ｈ_１０に設けられた排出弁Ｖ_１０を開放して、混練体１８を成型部２１の鋳型に流し込む（Ｓ２３）。
混練体１８は、一定時間放置されて冷却され、固化して、固化体２９となる（Ｓ２４）。
そして、固化体２９は、焼却炉３３で焼却されて最終処分がなされる（Ｓ２５）。

以上のように、第１実施形態にかかる廃液処理装置１０によれば、ＳＳを吸着した粉末活性炭１２を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭１２の単体での焼却を可能とすることができる。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態にかかる廃液処理装置１０の混練部１９の概略構成図である。
第２実施形態にかかる廃液処理装置１０は、図１０に示されるように、混練部１９が、深底形状のデカンタ混練部１９ａとなる。

焼却されやすい固化体２９を作成するためには、吸着炭濃縮泥１５の含水率はできるだけ低いことが望ましい。
しかし、吸着槽１３において吸着炭濃縮泥１５の含水率が低いと、吸着炭濃縮泥１５の流動性が低下して、混練部１９へ流下せずに残留する吸着炭濃縮泥１５が増加する。

よって、吸着炭濃縮泥１５の含水率が低いと、ろ過器１６および吸着槽１３の頻繁な洗浄が必要となるとともに、混練部１９への移動量が不均一で不正確になる。
さらに、流動性が低いことで、ろ過器１６への負荷も高くなる。
よって、混練部１９へ移す際には、吸着炭濃縮泥１５の含水率をできるだけ高める一方で、固化させるまでに、吸着炭濃縮泥１５の含水率をできるだけ低くする必要がある。

そこで、混練部１９を、深底形状をとるデカンタ混練部１９ａとして、このデカンタ混練部１９ａにおいて、まず吸着炭濃縮泥１５の沈殿分離をする。
デカンタ混練部１９ａには、抜取弁Ｖ_１４を開放して吸着炭濃縮泥１５の上澄水４５を抜き取るデカントライン３６が接続される。
デカントライン３６のデカンタ混練部１９ａに接続されていない他端には、抜取槽４４が配置される。

上澄水４５は、このデカントライン３６の高さまで抜き取られるので、デカントライン３６の接続位置を調節することで、吸着炭濃縮泥１５の含水率を決定することができる。
このような構成を用いて、吸着炭濃縮泥１５の含水率が８０％〜９０％程度のうちに、吸着炭濃縮泥１５をデカンタ混練部１９ａへ流下させる。
そして、デカンタ混練部１９ａにおいて、この吸着炭濃縮泥１５を沈殿分離させて、上澄水４５を抜き取ることで、吸着炭濃縮泥１５の含水率を適切な範囲に調整する。
含水率を調整した後は、第１実施形態と同様の混練ステップ（Ｓ２１〜Ｓ２２）を実施する。

また、吸着炭濃縮泥１５に浮遊する粉末活性炭１２を濃縮させる凝集剤３７を適宜付加するのが望ましい。
凝集剤３７は、例えば塩化カルシウムなどのカルシウム系凝集剤またはポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム系凝集剤などを使用することができる。
一般に、固形スラッジ４３の凝集が進んでこの固形スラッジ４３の凝集粒子の粒径が大きくなると、この凝集粒子の沈降速度が大きくなる。

そこで、凝集剤３７を付加して、吸着炭濃縮泥１５の固形スラッジ４３の沈殿分離にかかる時間を短縮させる。
デカンタ混練部１９ａに付加弁Ｖ_１３が設けられた付加管ｈ_１３を介して凝集剤付加部３８を接続して、この凝集剤付加部３８から凝集剤３７を付加すればよい。
また、デカンタ混練部１９ａには、吸着炭濃縮泥１５を加熱する加熱部２３が設けられる。

なお、デカンタ混練部１９ａは深底形状にされて沈殿分離も行うことから、その容積は、第１実施形態の混練部１９と比較して大きくなる。よって、加熱部２３による温度維持に対する熱効率が低下する。
そこで、加熱部２３は、デカンタ混練部１９ａの固形スラッジ４３の沈殿高さに集中的に巻回される蛇管式のものとするが望ましい。

ここで、図１１は、含水率がそれぞれ８０％および９０％の吸着炭濃縮泥１５の静置時間と沈殿した固形スラッジ４３の高さとの関係を示す図である。
図１１にかかる実験では、深底の容器に、含水率がそれぞれ８０％および９０％の吸着炭濃縮泥１５を、高さが１００ｃｍとなるように供給して、数時間静置した。
図１１からわかるように、固形スラッジ４３の界面高さは、含水率が８０％および９０％の場合のいずれも、静置後７時間までは徐々に低下して、７時間以降はほぼ一定の高さとなった。

また、図１２は、吸着炭濃縮泥１５の静置時間と沈殿した固形スラッジ４３の含水率との関係を示す図である。
＋−２％の測定誤差なども考慮すれば、図１２から、固形スラッジ４３の含水率は、６，７時間で目標値である７０％程度に到達することがわかる。

以上の実験結果から、吸着炭濃縮泥１５の静置時間を６，７時間以上にすることで、沈殿分離によって６５〜７５％の範囲の適切な含水率の吸着炭濃縮泥１５が得られることが分かった。
また、容器の形状によっては、さらに短時間で吸着炭濃縮泥１５を適切な含水率にすることができることが予想される。

なお、沈殿分離によって吸着炭濃縮泥１５の含水率を調整すること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第２実施形態にかかる廃液処理装置１０によれば、第１実施形態の効果に加え、吸着槽１３およびろ過器１６の吸着炭濃縮泥１５の残留を抑制することができる。
また、ろ過器１６への負荷または目詰まりを軽減させることができる。

（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態にかかる廃液処理装置１０の概略構成図である。

第３実施形態にかかる廃液処理装置１０は、図１３に示されるように、ろ過器１６にＳＳ成分を含まない清水４７を逆流して透過させる逆流部４８を備える。
ろ過器１６は、長期間使用すると、フィルタ面への大粒子の蓄積および微細孔における微粒子の蓄積によって必要差圧の上昇またはろ過流量の低下が発生する。
このようなろ過流量の低下などの不具合は、比較的長時間ろ過機能を維持することができるクロスフローろ過器１６ａにおいても同様に発生する。

そこで、ろ過流量の低下などを感知したときは、逆流部４８によって、ろ過器１６に清水４７を逆流させる。
逆流部４８は、例えば、清水４７を供給する清水供給部４８ａ（４８）と、清水４７をろ過器１６に逆流させる逆流ポンプ４８ｂ（４８）と、から構成される。

例えば、所定時間経過時に、吸着槽１３の洗濯廃液１１の水位が制御部４０の保持する閾値まで低下しなかったとき、制御部４０は廃液処理装置１０の通常運転を停止させる。
そして、回収弁Ｖ_３、往路弁Ｖ_４および復路弁Ｖ_５を閉止するとともに、逆流弁Ｖ_１１を開放して逆流経路を形成する。

また、清水管ｈ_１２に設けられた逆流ポンプ４８ｂを起動して、供給される清水４７に高い圧力を付与して、例えばクロスフローフィルタ１６ａ_１の外部から清水４７を浸透させる。
清水４７によって、クロスフローフィルタ１６ａ_１の無数の微細孔に蓄積された微粒子は、清水４７とともに、流水路４６に排出される。

また、流水路４６そのものにも清水４７を通常運転時と逆流で循環させる。
流水路４６にも清水４７が通流することで、流水路４６を形成するフィルタ面に蓄積された大粒子も除去される。
通流された清水４７は、逆流の際に開放される逆流弁Ｖ_１１を設けた逆流管ｈ_１１から、例えば混練部１９に回収される。
なお、この清水４７には、ろ過によって生成された浄化水１４（図１）を用いてもよい。

なお、ろ過器１６を逆流によって洗浄すること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第３実施形態にかかる廃液処理装置１０によれば、第１実施形態の効果に加え、ろ過器１６の洗浄手段を有することで、自動でまたは遠隔操作によってろ過器１６のろ過効率を回復させることができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の廃液処理装置１０によれば、ＳＳを吸着した粉末活性炭１２を取り扱いやすい形態にするとともにこの粉末活性炭１２の単体での焼却を可能とすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。
これら実施形態は、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、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１０…廃液処理装置、１１…洗濯廃液、１２…粉末活性炭、１３…吸着槽、１４…浄化水、１５…吸着炭濃縮泥、１６（１６ａ）…ろ過器（クロスフローろ過器）、１６ａ（１６ａ_１）…クロスフローフィルタ、１７…助燃剤、１８…混練体、１９（１９ａ）…混練部（デカンタ混練部）、２０…洗濯機、２１…成型部、２３…加熱部、２４…浄水槽、２５…助燃剤供給部、２６…吸水剤投与部、２７…吸水剤、２８…混練機、２９…固化体、３１…ドラム、３２…ろ過ポンプ、３３…焼却炉、３４…水位計、３５…受信部、３６…デカントライン、３７…凝集剤、３８…凝集剤付加部、４０…制御部、４２…炭供給部、４３…固形スラッジ、４４…抜取槽、４５…上澄水、４６…流水路、４７…清水、４８（４８ａ，４８ｂ）…逆流部（清水供給部，逆流ポンプ）、Ｖ_１…廃液弁、Ｖ_２…第１供給弁、Ｖ_３…回収弁、Ｖ_４…往路弁、Ｖ_５…復路弁、Ｖ_６…浄水弁、Ｖ_７…放出弁、Ｖ_８…第２供給弁、Ｖ_９…第３供給弁、Ｖ_１０…排出弁、Ｖ_１１…逆流弁、Ｖ_１３…付加弁、Ｖ_１４…抜取弁、ｈ_１…廃液管、ｈ_１０…排出管、ｈ_１１…逆流管、ｈ_１２…清水管、ｈ_１３…付加管、ｈ_２…供給管、ｈ_３…回収管、ｈ_４…往路管、ｈ_５…復路管、ｈ_６…浄水管、ｈ_７…放出管、ｈ_８…第２供給管、ｈ_９…第３供給管。

Claims (14)

1. 放射性核種が付着した懸濁固形分を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させる吸着槽と、
   前記吸着槽に接続されて前記洗濯廃液から浄化水を分離して前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を生成するろ過器と、
   前記吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成する混練部と、
   前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型する成型部と、を備えることを特徴とする廃液処理装置。
2. 前記ろ過器は、クロスフローろ過器であることを特徴とする請求項１に記載の廃液処理装置。
3. 前記クロスフローろ過器は、セラミックフィルタ、カーボンフィルタおよびプラスチックフィルタのいずれかから選択されるチューブラ型またはモノリス型のクロスフローフィルタを備えることを特徴とする請求項２に記載の廃液処理装置。
4. 前記クロスフローろ過器は、平均孔径が０．０１〜３μｍであるクロスフローフィルタを備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の廃液処理装置。
5. 前記ろ過器は、前記吸着炭濃縮泥の含水率が６５〜７５質量％になるまで濃縮することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
6. 前記吸着炭濃縮泥に吸水剤を投与する吸水剤投与部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
7. 付加される前記助燃剤の前記吸着炭濃縮泥に対する体積比が０．７〜０．９であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
8. 前記助燃剤は、石油ワックス、植物性ワックス、木蝋および白蝋から選ばれることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
9. 前記ろ過器に清水を逆流して透過させる逆流部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
10. 前記混練部は、深底形状であり、
    前記混練部には、前記吸着炭濃縮泥の上澄水を抜き取るデカントラインが接続されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
11. 前記混練部は、前記吸着炭濃縮泥に浮遊する前記粉末活性炭を濃縮させる凝集剤を付加する凝集剤付加部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
12. 前記混練部に設けられて前記吸着炭濃縮泥を加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の廃液処理装置。
13. 放射性核種が付着した懸濁固形分を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させる吸着ステップと、
    前記洗濯廃液から浄化水を分離して前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を生成する分離ステップと、
    前記吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成する混練ステップと、
    前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型する成型ステップと、を含むことを特徴とする廃液処理方法。
14. コンピュータに、
    放射性核種を含む洗濯廃液に粉末活性炭を混合して前記洗濯廃液に含まれる懸濁固形分を前記粉末活性炭に吸着させるステップ、
    ろ過器で前記洗濯廃液から浄化水を分離するステップ、
    前記ろ過器によって前記粉末活性炭が濃縮された吸着炭濃縮泥を融解した助燃剤とともに混練して混練体を生成するステップ、
    前記助燃剤を固化させて前記混練体を成型するステップ、を実行させることを特徴とする廃液処理プログラム。

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