JP2016128798A - 液状廃棄物処理装置及び放射性物質処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射性汚染物質を含む液状廃棄物LWを小粒子を含む一次汚染残留水CW1と小粒子より大径の大粒子とに分離させる分級装置10と、該分級装置10から排出される大粒子、及び、大粒子に付随するとともに小粒子が含まれる二次汚染残留水CW2を分離させる固液分離装置15とを備える。
【選択図】図1
Description
例えば、分離液に対しては、多核種除去装置(ALPS,Advanced Liquid Processing System)を用いて放射性物質の除去が行われる。多核種除去装置は、鉄共沈や炭酸塩共沈処理設備、複数の放射性物質吸着塔などを有している。
液状廃棄物処理装置を構成する遠心分離機や膜分離装置、多重円盤型分離機等、摩耗対策が必要な分離機(脱水機)類は、放射性物質に汚染されることにより補修対応が困難となり、廃棄・保管することで二次廃棄物が増加する。
また、上記廃棄・保管により機器の新替・更新が必要になり、コストが増加する(機器本体が消耗品扱いとなる)。また、分離液に含まれる摩耗性物質が次工程に移行することによって廃棄物量が増加(土壌の埋戻し材等としての再利用可能物としての回収不可)すると共に後段機器の容量及び能力を増加させる必要が生じる。
また、固液分離装置によって、大粒子に付随する二次汚染残留水が分離するため、二次汚染残留水に含まれる小粒子を大粒子から分離することができる。これにより、大粒子に汚染物質を含む小粒子が混入することを防止することができる。
また、ロータリーバルブの回転数を調整することにより、液状廃棄物の性状に応じて固液分離装置に供給される大粒子及び二次汚染残留水の量を調整することができる。
このような構成によれば、摩耗対策が必要な分離機類の内部の摩耗を抑制することができる。
また、固液分離装置によって、大粒子に付随する二次汚染残留水が分離するため、二次汚染残留水に含まれる小粒子を大粒子から分離することができる。これにより、大粒子に汚染物質を含む小粒子が混入することを防止することができる。
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の放射性物質処理システム100は液状廃棄物処理装置1を有するシステムであり、例えば図示しない汚染土壌処理装置なども含むシステムである。
液状廃棄物処理装置1は、放射性セシウムなどの放射性汚染物質を含む液状廃棄物(以下、単に液状廃棄物と呼ぶ)から放射性汚染物質を除去するための処理装置である。
より具体的には、液状廃棄物処理装置1は、液状廃棄物から金属・砕石・土砂等の固形物を分離し、固形物が分離されることによって生じた分離液に対して脱水処理、水処理、乾燥処理、などを施して、必要に応じて処理水を放流もしくは保管、施設内再利用したり、焼却灰を保管したりする処理装置である。
ここで、液状廃棄物とは、例えば、原子力発電所など核分裂反応で生じる熱エネルギーを利用する発電所の事故により放出されると考えられる放射性汚染物質によって汚染された、固形物及び液体を含むヘドロ状の廃棄物である。
ここで、ある種の微生物は、カリウムとセシウムの識別が甘く、セシウムを細胞中に取り込むことが報告されている。また、微生物のバイオフィルムに含まれるある種の有機物は、セシウムイオンを選択的に吸着することが報告されている。即ち、これら2つの機構によって、微生物などの有機物はセシウムを吸着している。
また、ストロンチウムイオンは水溶液中で2価のカオチンであり、セシウムと同様にバイオフィルムに吸着するものと考えられている。
以上まとめると、液状廃棄物処理装置1に導入される液状廃棄物に含まれる有機物には、セシウムなどの放射性汚染物質が吸着していると考えられる。
放射性物質処理装置21には、遠心分離機や膜分離装置、多重円盤型分離機等の分離機(脱水機)類を設けることができる。
細分離装置3から排出される分離液SL2とは、放射性汚染物質を含む汚染残留水CW1,CW2である。
液状廃棄物LWは、金属・砕石土砂等の固形物と、汚染水などの液体と、放射性汚染物質を吸着した有機物を含んでいる。
分離液SL1に含まれる粒径が5μm以下の微粒子(小粒子)には、放射性汚染物質(放射性セシウム)が吸着している。また、分離液SL1に含まれる放射性汚染物質を吸着した有機物も、微粒子(小粒子)とみなすことができる。即ち、放射性汚染物質を吸着した有機物も粒径が5μm以下の微粒子と同じ挙動を示す物質である。
分離液SL1には、細砂、コンクリートくず等、粒径の大きな(例えば粒径5μm以上)摩耗性物質(大粒子)が含まれている。粗分離装置2としては、例えば、スクリーンや振動篩のような装置を用いることができる。
図2に示すように、細分離装置3は、分級装置10と、分離移送装置15(固液分離装置)とを有している。分級装置10は、液体サイクロンの機構を採用した装置であって、分離液SL1に対して遠心分級を行う装置である。
分級装置10は、下方に向かうに従って、徐々に縮径する円筒形状のケーシング11と、ケーシング11の上端近傍に設けられ、分離液SL1をケーシング11内で旋回するように導入する導入ダクト12と、ケーシング11の上面に上方に向かって突出するように設けられた上部出口13と、ケーシング11の下端に設けられた下部出口14と、を有している。
導入ダクト12には、サイクロン本体の内部で高速の旋回流を発生させるようなポンプ(図示せず)が設けられている。
本実施形態においては、分級装置10には、粗分離装置2にて粗分離された後の分離液SL1が導入されて、固形物SM2と一次汚染残留水CW1とに分離される。
分級装置10の出口(下部出口14、図2参照)には、沈降管17(図2参照)を介して分離移送装置15が接続されている。
分離移送装置15は、固形物SM2に付随する液体である二次汚染残留水CW2を分離する固液分離装置である。図2に示すように、分離移送装置15は、沈降管17を介して分級装置10の下部出口14に接続されたロータリーバルブ18と、ロータリーバルブ18から排出される二次汚染残留水CW2を含む固形物SM2を受ける水切タンク19と、水切タンク19の下部に沈殿した固形物SM2を掻き揚げる水切コンベア20(パイプコンベア)と、を有している。
沈降管17は、分級装置10の下部濃縮管であり、二重管カートリッジ構造とされている。これにより、摩耗部分のみを容易に交換でき、分級装置10と合わせた交換が不要(手間とコストの低減)となるため、安定した連続処理及び摩耗対策が可能となる。
オーバーフロー液受け30の排出部には、オーバーフロー液受け30内の二次汚染残留水CW2を送出する汚染残留水ライン36が接続されている。汚染残留水ライン36は、上流側の粗分離装置2(図1参照)もしくは、下流側の脱水装置4(図1参照)に接続されている。
乾燥後の固形物SM3と乾燥排ガスEG1は、焼却設備7にて焼却処理される。また、粗分離後の固形物SM1や、可燃ガレキ・防護服等衣類・伐採材他、有機系廃棄物OWも併せて焼却処理される。焼却設備7にて生成された焼却灰BAは、例えば、セメント固化等の安定化処理後に保管される。なお、放射性汚染物質は、焼却排ガスEG2及び焼却灰BAの双方に含有されている。
焼却排ガスEG2は、バグフィルタ等の排ガス処理後大気開放される。また、バグフィルタにより回収された飛灰FAは、焼却灰BA同様、セメント固化等、安定処理後保管される。
細分離装置3に導入された分離液SL1は、液体サイクロンである分級装置10によって大粒子である摩耗性物質を含む固形物SM2と分離液である一次汚染残留水CW1とに分離される。分級装置10は、分離液SL1の流れの勢いによって発生した旋回流によって、固形物SM2を含む分離液SL1に遠心力を作用させ、分離液SL1を一次汚染残留水CW1と、固形物SM2とに分離する。上述したが、固形物SM2に含まれる摩耗性物質とは、例えば粒径5μm以上の粒径の大きな大粒子である。
一次汚染残留水CW1は、分級装置10の上部出口13より排出され、固形物SM2は、旋回しながら分級装置10のケーシング11の下方に移動して下部出口14より排出される。
分級装置10にて分離された固形物SM2は、沈降管17を介して分離移送装置15のロータリーバルブ18に導入される。
固形物SM2には、意図しないが二次汚染残留水CW2が含まれている。二次汚染残留水CW2には、分離液SL1及び一次汚染残留水CW1と同様に、放射性汚染物質を含む粒径が5μm以下の微粒子(小粒子)が含まれている。
一方、汚染残留水CWの液面38がオーバーフロー液受け30の上端を越えると、オーバーフロー液受け30に二次汚染残留水CW2が流れ込み、汚染残留水ライン36を介して二次汚染残留水CW2が流出する。二次汚染残留水CW2は例えば、一次汚染残留水CW1と共に、下流側の脱水装置4に送られる。オーバーフロー液受け30に流れ込む二次汚染残留水CW2には、沈殿物である固形物SM2は含まれない。
固形物SM2は、水切コンベア20のパイプ25の内部に存在する液面38を越えて搬送されるため、固形物SM2からは液体成分は除去される。
また、分離移送装置15によって、固形物SM2に含まれている放射性汚染物質が吸着している微粒子を含む二次汚染残留水CW2が除去される。
に付随する二次汚染残留水CW2が分離するため、汚染残留水CWに含まれている放射性汚染物質が吸着している微粒子を固形物SM2から分離することができる。これにより、固形物SM2に放射性汚染物質を含む微粒子が混入することを防止することができる。
また、ロータリーバルブ18の回転数を調整することにより、固形物SM2の性状に応じて分離移送装置15に供給される固形物SM2及び二次汚染残留水CW2の量を調整することができる。
また、除去した摩耗性物質の放射線量が基準値以下であれば、再利用可能物(土壌の埋戻し材等)としての回収が可能となる。
以下、本発明の第二実施形態の放射性物質処理システムを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図3に示すように、本実施形態の放射性物質処理システム100Bでは、第一実施形態の細分離装置3の後段に生物処理装置3’を有している。生物処理装置3’では、細分離装置3の分離液SL2に含まれる有機物を処理することが可能となっている。生物処理装置3’にて処理された生物処理水SL2’は、後段の脱水装置4に送液される。
生物処理装置3’には、重力分離装置、凝集分離装置を含んでも良い。
2 粗分離装置
3 細分離装置
3’ 生物処理装置
4 脱水装置
5 水処理装置
6 乾燥機
7 焼却設備
8 排ガス処理装置
9 放射線測定装置
10 分級装置
11 ケーシング
12 導入ダクト
13 上部出口
14 下部出口
15 分離移送装置(固液分離装置)
17 沈降管
18 ロータリーバルブ
19 水切タンク
20 水切コンベア
21 放射性物質処理装置
22 ハウジング
23 ローター
24 搬送室
25 パイプ
26 ブレード
27 排出口
28 牽引索
29 駆動装置
30 オーバーフロー液受け
35 開口
36 汚染残留水ライン
38 液面
40 吸引脱水機
100,100B 放射性物質処理システム
BA 焼却灰
CW 汚染残留水
CW1 一次汚染残留水
CW2 二次汚染残留水
EG 排ガス
LW 液状廃棄物
SL 分離液
SM 固形物
Claims (8)
- 放射性汚染物質を含む液状廃棄物から放射性汚染物質を含む小粒子を分離する液状廃棄物処理装置であって、
前記液状廃棄物を、前記小粒子を含む一次汚染残留水と、前記小粒子より大径の大粒子とに分離させる分級装置と、
前記分級装置から排出される前記大粒子と、前記大粒子に付随するとともに前記小粒子が含まれる二次汚染残留水と、を分離させる固液分離装置と、を備える液状廃棄物処理装置。 - 前記一次汚染残留水と前記二次汚染残留水の少なくとも一方は、放射性汚染物質を吸着した有機物を含む請求項1に記載の液状廃棄物処理装置。
- 前記一次汚染残留水と前記二次汚染残留水の少なくとも一方から、放射性汚染物質と、環境へ排出可能な物質とを分離する放射性物質処理装置を有する請求項1又は請求項2に記載の液状廃棄物処理装置。
- 前記大粒子は、前記放射性物質処理装置とは、別の系へ排出される請求項3に記載の液状廃棄物処理装置。
- 前記分級装置は液体サイクロンであり、
前記固液分離装置は、沈殿槽を備え、前記大粒子及び前記二次汚染残留水に対して沈殿分級を行う沈殿分級機構であり、
前記分級装置と前記固液分離装置とはロータリーバルブを介して接続されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液状廃棄物処理装置。 - 前記固液分離装置は、
前記沈殿分級機構に接続され、少なくとも一部が前記沈殿槽の液面よりも高い位置に配置されるように形成されているパイプと、
前記パイプの中に配置された複数のブレードと、
前記複数のブレードを連結する牽引索と、
前記牽引索を駆動する駆動装置と、を有している請求項5に記載の液状廃棄物処理装置。 - 前記放射性物質処理装置は、摩耗対策が必要な分離機類を含む請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の液状廃棄物処理装置。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の液状廃棄物処理装置を備える放射性物質処理システム。
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