JP2016211918A - 吸着塔及び水処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質を含有する被処理水の吸着処理に用いられる吸着塔の吸着剤の取替を容易なものとし、水処理設備の運転効率の向上を図れる吸着塔を提供する。
【解決手段】吸着剤収容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体１１と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋１２とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、吸着塔及び水処理設備に関し、より詳しくは放射性物質を含有する被処理水を吸着処理する吸着塔と水処理設備とに関する。

近年、原子力の平和利用が盛んに行われており、平和利用によって生じた放射性廃棄物はガラス化されて埋設処理されたりしている。
このような原子力を利用する施設や、放射性物質により汚染された廃棄物の貯蔵施設や埋立処分場（最終処分場）においては、予期せぬ形で放射性物質を漏洩させてしまうことがあり、地下水及び周辺土壌等を放射能汚染させるおそれを有する。
そして、このような放射性物質に汚染された廃棄物の埋立処分場では降雨などが生じると放射性物質を含有する浸出水が生じ、該浸出水に適切な処理がされない場合には汚染領域をさらに拡大させてしまうおそれを有する。

このような放射性物質を含有する水を処理するための水処理方法としては、従来、吸着剤による吸着処理が行われている。
すなわち、放射性物質を含有する水を被処理水とし、放射性物質を吸着可能な吸着剤に前記被処理水を接触させて前記放射性物質を前記吸着剤に吸着させることにより吸着処理後の処理水の放射性物質の濃度を吸着処理前の前記被処理水よりも低下させる吸着処理方法が従来知られている（下記特許文献１〜３参照）。

特開２０１３−０９６６９７号公報 特開２０１３−０９６７０１号公報 特開２０１３−１００９９８号公報

このような吸着処理においては、通常、処理時間の経過とともに吸着剤の吸着性能が低下するために吸着剤を新たなものに取り換える工程を実施する必要が生じる。
このとき取り換えるべき吸着剤には、放射性物質が吸着されているためにできるだけ人手を要することなく簡単に取り換えられることが要望される。
また、吸着塔は、吸着剤の取り換えが完了するまで運転を停止させる必要がある。
そのため、このような水処理が行われる水処理設備の運転効率の観点からも、吸着塔は、吸着剤の取替が容易であることが望ましい。
しかしながら、従来の吸着塔は、吸着剤の取替に係る簡便性について十分な検討がなされておらず上記要望を十分満たすものは見出されていない。

本発明は、上記のような要望を満足させることを課題としており、放射性物質を含有する被処理水の吸着処理に用いられる吸着塔の吸着剤を取替容易にし、水処理設備の運転効率の向上を図ることを課題としている。

上記課題を解決するための本発明に係る吸着塔は、吸着剤と、該吸着剤を収容する有底筒状の吸着剤収容器とを備えた吸着塔であって、前記吸着剤収容器に収容させた吸着剤に放射性物質を含有する被処理水を接触させて該被処理水に対する吸着処理を実施すべく前記吸着剤が放射性物質を吸着可能であり、且つ、前記吸着処理に用いた吸着剤を自由落下により前記吸着剤収容器から排出し得るように、該吸着剤収容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋とを備えている。

また、上記課題を解決するための本発明に係る水処理設備は、放射性物質を含有する被処理水を吸着処理すべく１以上の吸着塔を備えた水処理設備であって、前記吸着塔が、放射性物質を吸着可能な吸着剤と、該吸着剤を収容する有底筒状の吸着剤収容器とを備え、該吸着剤収容器に収容させた前記吸着剤に前記被処理水を接触させて前記吸着処理を実施するものであり、該吸着処理に用いた前記吸着剤を自由落下により吸着剤収容器から排出し得るように該吸着剤収容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋とを備えている。

本発明によれば、吸着材を自由落下によって吸着剤収容器から排出させ得る。
従って、本発明によれば、吸着剤収容器から吸着材を排出させるために特別な手間を掛ける必要性を低減させ得る。
即ち、本発明によれば、吸着剤の取替容易な吸着塔が得られ、水処理設備の運転効率の向上が図られ得る。

本発明の一実施形態に係る水処理設備の概略構成を示すブロック図である。 水処理設備による吸着処理の流れを示したブロック図である。 吸着剤取替時における吸着処理の流れを示したブロック図である。 吸着剤取替後における吸着処理の流れを示したブロック図である。 本発明の一実施形態に係る吸着塔の内部構造を示した概略断面図。 吸着塔から吸着剤を排出させる様子を示した概略図。 連動機構の動作を示した概略図。

以下に、本発明の吸着塔に係る実施の形態について、複数台の吸着塔を備えた水処理設備を例にして説明する。
まず、図１〜５を参照しつつ水処理設備について説明する。
図に示されているように本実施形態の水処理設備１には、第１吸着塔Ａ１から第４吸着塔Ａ４までの４つの吸着塔Ａが備えられている。
これの吸着塔Ａは、図５に示されているように内部に放射性物質を吸着可能な吸着剤Ｘを収容しており、放射性物質を含有する被処理水を吸着処理するためのものである。
より詳しくは、前記吸着塔Ａは、前記吸着剤Ｘを収容する有底筒状の吸着剤収容器を内側容器１０とし、該内側容器を収容する外側容器２０をさらに備えた２重構造となっている。
そして、本実施形態の吸着塔Ａは、外側容器２０の底部に被処理を水流させるための流入口２０１を有し、該流入口２０１をから導入した被処理水Ｗ１を前記吸着剤収容器（内側容器１０）に収容している吸着剤Ｘに接触させ、該吸着剤Ｘに放射性物質を吸着させる吸着処理を実施して、該吸着処理後の処理水Ｗ２を排水口２０２を通じて塔外に排出し得るように構成されている。
なお、第１吸着塔Ａ１から第４吸着塔Ａ４までの４つの吸着塔Ａは、本実施形態においては、規模や内部構造を互いに共通させている。

本実施形態の水処理設備において処理される被処理水が含有する放射性物質としては、例えば、放射性水素、放射性炭素、放射性ヨウ素、放射性プルトニウム、放射性セシウムが挙げられる。
前記放射性セシウムとしては、セシウム１３４（^１３４Ｃｓ）、セシウム１３７（^１３７Ｃｓ）が挙げられる。
一方で吸着剤としては、ゼオライト、フェロシアン化コバルト、フェロシアン化銅、フェロシアン化第二鉄などのフェロシアン化金属化合物などからなる大きさ１〜５ｍｍ程度の粒状物が挙げられる。

水処理設備１は、前記被処理水Ｗ１を第１吸着塔Ａ１から第４吸着塔Ａ４まで連続的に通過させ、合計４回の吸着処理を実施し得るように構成されている。
即ち、水処理設備１は、第１吸着塔Ａ１によって被処理水Ｗ１よりも放射性物質の濃度が低下された処理水が第２吸着塔Ａ２にとっての被処理水とされ、該第２吸着塔Ａ２で吸着処理された処理水が第３吸着塔Ａ３にとっての被処理水とされ、該第３吸着塔Ａ３で吸着処理された処理水が最終的に第４吸着塔Ａ４で吸着処理される被処理水となるように構成されている。
なお、以下においては、系外から導入されて最初に吸着塔で吸着処理される被処理水を「原水」と称して２番目以降の吸着塔にとっての被処理水と呼び分けることがある。

上記のように本実施形態の水処理設備１は、水の流通方向上流側ほど放射性物質の濃度の高い被処理水を吸着処理するように構成されていることから、通常、第１吸着塔Ａ１が最も早く吸着性能を低下させ易い。
そして、本実施形態の水処理設備１は、第１吸着塔Ａ１の吸着剤を取り換えなければならなくなった際に、全ての吸着処理を中断することなく、残りの第２吸着塔Ａ２から第４吸着塔Ａ４までの吸着塔を利用して吸着処理を継続して実施し得るように構成されている。
即ち、本実施形態の水処理設備１は、少なくとも２つの前記吸着塔が備えられていることから、第１吸着塔Ａ１による吸着処理を終えた際に、該第１吸着塔Ａ１の吸着剤を排出させるとともに該第１吸着塔Ａ１に新たな吸着剤を充填する工程（以下「吸着剤取替工程」ともいう）と、第２吸着塔以降の吸着塔による前記吸着処理工程とを併行させ得る。

このように吸着剤取替工程と吸着処理工程とを併行させるための構成として、本実施形態の水処理設備は、原水の供給を第１吸着塔側と第２吸着塔側とに切り替える切り替え装置が備えられている。
なお、通常、第１吸着塔Ａ１での吸着剤取替工程が完了した際には、この第１吸着塔Ａ１が最も吸着性能が高く、第２吸着塔Ａ２が最も吸着性能が低くなっている。
そして、本実施形態の水処理設備１は、第１吸着塔Ａ１での吸着剤取替工程が完了した際に改めて原水の供給先を第１吸着塔Ａ１とするのではなく、依然として第２吸着塔Ａ２を原水供給先とし、第４吸着塔Ａ４で吸着処理された処理水を第１吸着塔Ａ１の被処理水とし、該第１吸着塔Ａ１から排出される処理水を系外に排出し得るように構成されている。

また、本実施形態の水処理設備は、次に第２吸着塔Ａ２の吸着剤を取り換えなければならなくなった際に、前記切り替え装置によって原水供給先を第３吸着塔Ａ３に切り替え、吸着処理と第２吸着塔Ａ２での吸着剤取替工程とを併行実施させ得るように構成されている。

このような機能を発揮させるべく、本実施形態の水処理設備１は、各吸着塔Ａ１〜Ａ４に原水を供給するための原水マニホールド配管Ｌ１と、該原水マニホールド配管Ｌ１から分岐し、該原水マニホールド配管Ｌ１と各吸着塔Ａ１〜Ａ４の流入孔２０１とを接続する４つの分岐配管Ｌ１１〜Ｌ１４とを備えている。
また、本実施形態の水処理設備１は、各吸着塔Ａ１〜Ａ４の排水口２０２から排出された処理水を系外に排出させるための排水マニホールド配管Ｌ２と、該排水マニホールド配管Ｌ２と各吸着塔Ａ１〜Ａ４の排水口２０２とを接続する４つの排水配管Ｌ２１〜Ｌ２４とを備えている。

さらに、本実施形態の水処理設備１は、第１吸着塔Ａ１に接続された排水配管Ｌ２１（以下「第１排水配管Ｌ２１」ともいう）と、第２吸着塔Ａ２に接続された分岐配管Ｌ１２（以下「第２分岐配管Ｌ１２」ともいう）とを接続する第１バイパス配管Ｌ３１、第２吸着塔Ａ２に接続された排水配管Ｌ２２（以下「第２排水配管Ｌ２２」ともいう）と、第３吸着塔Ａ３に接続された分岐配管Ｌ１３（以下「第３分岐配管Ｌ１３」ともいう）とを接続する第２バイパス配管Ｌ３２、第３吸着塔Ａ３に接続された排水配管Ｌ２３（以下「第３排水配管Ｌ２３」ともいう）と、第４吸着塔Ａ４に接続された分岐配管Ｌ１４（以下「第４分岐配管Ｌ１４」ともいう）とを接続する第３バイパス配管Ｌ３３、並びに、第４吸着塔Ａ４に接続された排水配管Ｌ２４（以下「第４排水配管Ｌ２４」ともいう）と、第１吸着塔Ａ１に接続された分岐配管Ｌ１１（以下「第１分岐配管Ｌ１１」ともいう）とを接続する第４バイパス配管Ｌ３４を備えている。

そして、本実施形態の水処理設備１は、それぞれの配管接続箇所に三方弁等の流路を切り替える機構を有し、前記三方弁等を前記切り替え装置を構成する部材として備えている。

次いで、このような水処理設備１を用い、吸着剤取替工程と吸着処理工程とを併行実施する方法について図２〜図４を用いて説明する。
図２は、水処理設備による水処理開始直後の状態を表したもので、原水マニホールド配管Ｌ１及び第１分岐配管Ｌ１１を通じて原水を第１吸着塔Ａ１に導入して吸着処理を実施する場合を示したものである。
ここでは、第１吸着塔Ａ１から第４吸着塔Ａ１まで被処理水を順に通過させている。
即ち、ここでは、第１吸着塔Ａ１から排出された処理水を第１バイパス配管Ｌ３１を通じて第２吸着塔Ａ２に供給し、第２吸着塔Ａ２から排出された処理水を第２バイパス配管Ｌ３２を通じて第３吸着塔Ａ３に供給し、さらに第３吸着塔Ａ３から排出された処理水を第３バイパス配管Ｌ３３を通じて第４吸着塔Ａ４に供給して、最終的に第４吸着塔Ａ４から排出された処理水を第４排水配管Ｌ２４と排水マニホールド配管Ｌ２とを通じて系外に排出させている。

そして、図２に示した態様によって吸着処理が進行し、やがて第１吸着塔Ａ１の吸着剤を取り換える必要が生じた際には、図３に示すように、原水マニホールド配管Ｌ１と第１分岐配管Ｌ１１との接続を遮断するとともに第１バイパス配管Ｌ３１による第１排水配管Ｌ２１と第２分岐配管Ｌ１２との接続を遮断した上で原水供給先を第１吸着塔Ａ１から第２吸着塔Ａ２へと切り替える。
即ち、原水マニホールド配管Ｌ１と第２分岐配管Ｌ１２とを通水状態として、第２吸着塔以降の３台の吸着塔によって吸着処理を継続実施する。
そして、この３台の吸着塔Ａ２〜Ａ４での吸着処理を行う間に第１吸着塔Ａ１の吸着剤を取り換える吸着剤取替工程を実施する。

第１吸着塔Ａ１の吸着剤を取り換え終わった際には、図４に示すように第４排水配管Ｌ２４と排水マニホールド配管Ｌ２との接続を遮断し、第１排水配管Ｌ２１と排水マニホールド配管Ｌ２とを通水状態にさせた上で、第４バイパス配管Ｌ３４によって第４吸着塔Ａ４から排出される処理水を新たな吸着剤が収容された第１吸着塔Ａ１に導入させる。
そして、改めて４台の吸着塔による吸着処理を実施し、第１吸着塔Ａ１で十分に放射性物質の濃度が低減された処理水を排水マニホールド配管Ｌ２を通じて系外に排出する。

以上のように、本実施形態の水処理設備によれば、複数の吸着塔の内の何れかにおいて吸着剤取替工程を実施しつつ残りの吸着塔で吸着処理を行うことができ、処理効率に優れた水処理を実施することができる。
しかも、後述するように、本実施形態の吸着塔は、吸着剤取替工程をも簡便に実施可能であることから、吸着剤取替工程のために吸着塔を休転状態とさせる時間を短くすることができる。
以下に図５、６を参照しつつ吸着剤取替工程及び本実施形態の吸着塔について説明する。

図５は、吸着塔Ａの内部構造を示した概略断面図であり、本実施形態の吸着塔Ａを垂直面で切断した場合の様子を概略的に示したものである。
この図にも示されているように、
吸着塔Ａは、放射性物質を吸着可能な吸着剤Ｘと、該吸着剤Ｘを収容する有底筒状の吸着剤収容器（内側容器１０）とを備えている。
吸着塔Ａは、前記内側容器１０に収容させた前記吸着剤Ｘに放射性物質を含有する被処理水Ｗ１を接触させて該被処理水Ｗ１に対する吸着処理を実施し、吸着処理後の処理水Ｗ２を塔外に排出し得るように構成されている。
そして、吸着塔Ａは、吸着処理に用いた吸着剤Ｘを自由落下により前記内側容器１０から排出し得るように、該内側容器１０が、下方に向けた開口１０ａを有する筒状胴体１１と、該筒状胴体１１の前記開口１０ａを開閉自在に閉塞する底蓋１２とを備えている。

前記吸着塔Ａは、前記内側容器１０を収容する有底筒状の外側容器２０をさらに備え、該外側容器２０が、下方に向けた開口２０ａを有する筒状胴体２１と、該筒状胴体２１の前記開口２０ａを開閉自在に閉塞する底蓋２２とを備えている。
即ち、前記吸着塔Ａは、前記吸着剤収容器の筒状胴体１１を内筒とし、該外側容器２０の筒状胴体２１を外筒とする二重筒構造が形成されているとともに前記吸着剤収容器の底蓋１２を内蓋とし、前記外側容器２０の底蓋２２を外蓋とする二重蓋が形成されている。
なお、以下においては、「内筒」、「外筒」、「内蓋」及び「外蓋」との用語についても「筒状胴体１１，２１」や「底蓋１２，２２」と同じ符号を付して説明することとする。

本実施形態の吸着塔Ａは、前記外筒２１の内径が前記内筒１１の外径よりも大きい。
従って、本実施形態の吸着塔Ａは、前記外側容器２０と前記内側容器１０との間に筒状の空間部３０が形成されている。
本実施形態の内筒１１や外筒２１は、円筒状や角筒状とすることができ、特にその形状が限定されるものではない。
即ち、内筒１１や外筒２１は、水平面での断面形状が円形や多角形である必要はなく、断面形状が不定形であってもよい。
なお、本実施形態においては、内筒の断面形状と外筒の断面形状とが相似形となることが好ましく、両者が同心円となるように内筒及び外筒は、円筒状であることが好ましい。

吸着塔Ａは、該空間部３０を上下に仕切る仕切り材４０を有し、前記空間部の内、前記仕切り材４０よりも下側の下部空間部には、前記流入孔２０１が開口されて、該空間部が前記被処理水Ｗ１を収容する被処理水収容部３０ｂとなっている。
また、前記仕切り材４０よりも上側の上部空間部は、前記被処理水を吸着処理した後の処理水Ｗ２を収容する処理水収容部３０ａとなっており、前記排水孔２０２は、該処理水収容部３０ａにおいて開口している。
なお、前記排水口２０２は、この処理水収容部３０ａの下端部において開口している。

吸着塔Ａは、前記被処理水収容部３０ｂに収容した被処理水Ｗ１を前記内筒１０の内部に導入し、該被処理水Ｗ１を上向流Ｆとして吸着剤に接触させて吸着処理を行った後に該吸着処理後の処理水を前記処理水収容部４０に収容させ得るように、少なくとも前記内蓋１２に前記被処理水Ｗ１を通過させるための通水孔Ｈ１を有している。

吸着塔Ａは、外筒２１の上端が開口端となっており、外筒２１の上端開口を閉塞する上蓋５０を有している。
前記内筒１１も外筒２１と同様に上端が開口端となっており、且つ、上部端面が外筒２１の上部端面と略面一となっている。
従って、前記上蓋５０は、外筒２１の上部開口を閉塞させるのに併せて内筒１１の上部開口をも閉塞可能な状態となって吸着塔Ａに備えられている。

前記内容器１０は、前記内筒１１の下端に近い部位に前記被処理水Ｗ１を通過させるための第１の通水孔Ｈ１（以下、「第１通水孔Ｈ１」ともいう）を有しているとともに上端に近い部位に第２の通水孔Ｈ２（以下、「第２通水孔Ｈ２」ともいう）を有している。
前記のように本実施形態においては第１通水孔Ｈ１が内側容器１０の内部空間と被処理水収容部３０ｂとを連通させるものであり、前記第２通水孔Ｈ２は、内側容器１０の内部空間と処理水収容部３０ａとを連通させるものである。
即ち、吸着塔Ａは、第１通水孔Ｈ１を通じて内側容器内に導入した被処理水に上向流を形成させ、該被処理水を吸着剤Ｘの隙間を縫う形で第２通水孔Ｈ２まで到達させて処理水を得、該処理水を第２通水孔Ｈ２を通じて収容部３０ａへと排出させるように構成されており、この吸着剤の隙間を通って移動する間に被処理水に対する吸着処理が行われるように構成されている。

本実施形態の前記内容器１０は、図にも示されているように内筒１１がその下端を斜めカットされた状態になっており、下端面が水平面に対して傾斜した傾斜面となっている。
即ち、内筒１１は、図５正面視左側が、正面視右側に比べて下方にまで延設されており、下端の周方向における一部分が他の部分に比べて下方に延設された延設部１１ｅとなっている。
このため、本実施形態の前記内蓋１２は、内筒１１を閉止している状態において、その中央部を介して対向する一端縁部１２ａと他端縁部１２ｂとに高低差が設けられた状態となる。
即ち、前記内蓋１２は、内筒１１を閉止している状態において、内筒下端の高位部に当接される前記一端縁部１２ａから内筒下端の低位部（延設部１１ｅの下端）に当接される前記他端縁部１２ｂに向けて先下がりとなる。

本実施形態の吸着塔Ａは、前記内蓋１２の開閉動作と、前記外蓋２２の開閉動作とを連動させる連動機構が備えられており、前記外蓋２２によって前記外筒２１を開状態にした際に内蓋１２も併せて内筒１１を開状態にするとともに前記外蓋２２によって前記外筒２１を閉状態にした際に内蓋１２も併せて内筒１１を閉状態にさせるように構成されている。

また、本実施形態の吸着塔Ａは、内筒１１と内蓋１２との接触面や、外筒２１と外蓋２２との接触面にシールが施されており、水や吸着剤の漏洩防止が図られ、且つ、内筒１１を閉止する方向に前記内蓋１２を付勢する付勢機構がさらに備えられて前記漏洩防止がより一層強化されている。
該付勢機構としては、特に限定されることなく、バネやゴムなどの弾性部材によって内蓋１２を下方から内筒１１に向けて加圧する機構や、前記外蓋２２を内蓋１２の下側に当接させて、該外蓋２２と内蓋１２との当接力によって前記内蓋１２を上向きに付勢する機構が挙げられる。
なかでも、外蓋２２によって内蓋１２を付勢する方法は、別途、弾性部材などによって吸着塔Ａの部品点数が増大することを抑制できるとともに前記のような連動機構を形成させる上においても有利である。
前記付勢機構には、前記外蓋２２に対して上向きに付勢し、該外蓋２２による内蓋１２の付勢力を強化するための付勢強化機構として油圧シリンダーやエアシリンダーを備えさせても良い。
該付勢強化機構を採用することで、内筒１１と内蓋１２との間のシールをより確実なものとすることが出来る。
なお、該付勢強化機構による外蓋２２の付勢は、外蓋２２で外筒２１を閉じた後に実施することが好ましい。
また、同様に前記付勢強化機構によって外蓋２２の付勢を行う場合、外筒２１を開状態にさせるための動作を外蓋２２が始動する前に該付勢強化機構による外蓋２２の付勢を解除することが好ましい。

前記内蓋１２や前記外蓋２２を開閉させる機構としては、特に限定されるものではないが、前記外蓋２２については、該外蓋２２を水平方向に往復動させるためのスライド機構が好ましい。
該スライド機構としては、エアシリンダー、油圧シリンダー、ボールネジを利用したリニアアクチュエータなどによって構成させることができる。
本実施形態の吸着塔Ａは、外蓋１２をスライド機構によって開閉させるのに際して当該外蓋２２の上面に摺接されるスクレーパー６０をさらに備えており、前記開閉の度に外蓋上面から自動的に異物が除去されるように構成されている。
該スクレーパー６０としては、例えば、エラストマー、プラスチックス、金属等の各種素材によって構成されたブレードを備えたものが採用可能である。
なお、スクレーパー６０は、ブレードによって外蓋２２の上面に線状の当接領域を形成しつつ外蓋２２の移動に際して摺接され、且つ、線状の前記当接領域の長手方向が外蓋２２の移動方向と直角に近い形で交差するように備えられることが好ましく、前記長手方向が前記移動方向に直交するように備えられることが好ましい。

前記内蓋１２の開閉機構は、ヒンジ機構を利用したものが好ましい。
本実施形態の吸着塔Ａは、前記内蓋１２を水平方向に沿った軸心周りに回動自在とするヒンジ機構７０を有し、該ヒンジ機構７０が前記内筒１１の延設部１１ｅとは逆の内筒下端高位部の側方に備えられている。
本実施形態の吸着塔Ａは、前記ヒンジ機構７０が、前記内蓋１２の前記一端縁部１２ａと前記他端縁部１２ｂとの内の一端縁部１２ａを軸支して該一端縁部１２ａよりも前記他端縁部１２ｂを大きく上下動させて内蓋１２を回動させるための機構として備えられている。
即ち、本実施形態の内蓋１２は、前記他端縁部１２ｂを下降させて前記内筒１１を開状態とするとともに該他端縁部１２ｂを上昇させて前記内筒１１を閉状態とすべく備えられている。

即ち、本実施形態においては、前記連動機構を特に有効に機能させるべく、前記内蓋１２を水平方向に沿った軸心周りに回動自在とするヒンジ機構７０と、前記外蓋２２を水平方向に往復動させるスライド機構とが吸着塔Ａに備えられている。
そして、前記内蓋１２は、中央部を介して対向する一端縁部１２ａと他端縁部１２ｂとの内の一端縁部１２ａが前記ヒンジ機構７０によって前記のように軸支され、前記他端縁部１２ｂを上昇させる第１の方向Ｄ１１と、前記他端縁部１２ｂを下降させる第２の方向Ｄ１２とに回動自在となっている。
また、前記外蓋２２は、前記スライド機構によって、前記外筒２１を閉状態とする第１の方向Ｄ２１と、前記外筒２１を開状態とする第２の方向Ｄ２２とに往復動可能となっている。
なお、前記のように外蓋２２の内筒１１に向けての付勢を油圧シリンダーやエアシリンダーによって強化する場合、外蓋２２の閉止動作完了後に付勢強化を実施し、外蓋２２の開動作開始前に付勢を解除することで該外蓋２２の往復動をスムーズに行わせることができる。
そして、本実施形態の吸着塔Ａは、前記外蓋２２が第１の方向Ｄ１への移動に際して前記内蓋１２を第１の方向Ｄ１に回動させ、且つ、前記外蓋２２の第２の方向Ｄ２２への移動に際して前記内蓋１２が前記第２の方向Ｄ１２に回動される連動機構を有している。

具体的には、本実施形態の連動機構は、前記スライド機構が、外蓋２２による外筒２１の閉止動作において内蓋１２の前記一端縁部１２ａから前記他端縁部１２ｂに向かう方向（内筒下端高位部から低位部に向けた方向）に前記外蓋２２を水平移動させ、当該外蓋２２による外筒２１の閉止開始後に開状態の前記内蓋１２に前記外蓋２２を当接させ、該当接後の外蓋２２の移動によって前記内蓋１２の前記他端縁部１２ｂを上昇させて前記外蓋２２の閉止動作に前記内蓋１２の閉止動作を連動させるものである。

この連動機構について図５〜７を参照しつつ説明する。
まず、外蓋２２によって外筒２１を閉止している状態においては、吸着剤の重量が内蓋１２の上面側に加わり、図５において反時計回りに回動させる力が内蓋１２に加わる。
ここで、内蓋１２は、下面側に外蓋２２が当接されているため、当該外蓋２２によって回動動作が規制された形になる。
一方で、外蓋２２をスライド機構によって移動させ、外蓋２２を開状態にさせた場合には、内蓋１２の回動動作の規制も解除されることになるため図６に示すように内筒１１の下部開口１０ａ及び外筒２１の下部開口２０ａが何れも開状態となり、吸着剤Ｘは自由落下により内側容器１０から自動的、且つ、速やかに排出されることになる。
なお、前述したとおり外蓋２２を上方向にシリンダー等によって押圧する場合は、通常、付勢を解除すること、即ちシリンダーをゆるめることによって、外蓋２２を外筒２０及び内蓋１２へ押しつけている力を弱めた後、該外蓋２２をスライド機構によりスライドさせることとなる。
このとき、一部の吸着剤が外蓋２２の上に落下する場合があるが、前記スクレーパー６０と外蓋との当接位置が外蓋の移動方向末端に達した際には、外蓋２２の上に落下した吸着剤の殆どがスクレーパー６０によって掻き落とされることになる。

その後、外蓋２２の上面や内筒１１の内壁面に吸着剤が付着しているようであれば、これを必要に応じて水洗除去して閉止動作へと移行する。
特に内筒１１の内壁面、内蓋１２の上面、及び、該内蓋１２の上面とともにシール面を形成する内筒１１の下端面を水洗してこれらに付着した吸着剤を除去するための洗浄機構を設け、該洗浄機構によって吸着剤の水洗除去を実施した後に前記閉止動作を実施することが好ましい。
このように内側容器１０を水洗した後に閉止動作を実施することによって、内蓋１２と内筒１１との間のシール面への吸着剤の噛み込みが防止でき、吸着材の漏洩防止を強化することができる。
このときの動作を図７を参照しつつ説明すると、前記のように前記スライド機構によって外蓋２２が閉止動作を開始した後、まずは、外蓋の移動方向先端部が内蓋１２に当接される（図７（ａ））。
その後、外蓋２２は、当接位置を内蓋１２の他端縁部１２ｂに向けて移動させ、且つ、内蓋１２を持ち上げながら閉止動作を継続する（図７（ｂ））。
やがて、外蓋２２が外筒２１を完全に閉状態にした時点においては、内蓋１２も内筒１１を閉状態とすることができる。
その後、外蓋２２を上方向へと押圧することで、より確実に内蓋１２と内筒１１を閉状態とすることができる。

このように吸着剤取替工程における内側容器からの吸着剤の排出は、前記連動機構の働きにより、極めて速やかに行われることになる。
なお、その後、上蓋５０を開けて新たな吸着剤を内側容器１０に再充填し、再び上蓋５０を閉じれば吸着剤取替工程を完了させることができる。
前記内側容器から自由落下させた吸着剤については、吸着塔Ａの下方において受け容器を設けることにより速やかに回収可能である。
該受け容器は、吸着剤の量にもよるが、例えば、フレキシブルコンテナやドラム缶など、使い終えた吸着剤の保管容器として利用可能なものを用いることができる。
また、空になった内側容器１０への吸着剤の再充填に際しては、ホッパーなどを用いることができる。

吸着剤取替工程によって取り替えられた吸着剤（放射性物質を吸着した使用済みの吸着剤）は、該吸着剤取替工程や吸着処理工程が行われる地点とは別に設けた保管場所で保管することが好ましい。
即ち、本実施形態においては、吸着塔の設置場所とは離れた地点に設けた保管場所にて使用済みの吸着剤を保管することが好ましい。
従って、前記フレキシブルコンテナや前記ドラム缶には可搬性が付与されていることが好ましく、本実施形態の水処理設備は、前記フレキシブルコンテナや前記ドラム缶を、吸着塔の設置場所と前記保管場所との間を移動可能にさせるための搬送機構を有していることが好ましい。
該搬送機構としては、吸着塔の下部と保管場所との間に敷設したレールと、当該レール上を移動可能な搬送台車などによって構成させることができる。
なお、搬送機構による使用済み吸着剤の搬送は、手動で行っても良く、公知の手段によって自動で行うようにしても良い。
保管場所まで移動されたフレキシブルコンテナやドラム缶は、例えば、クレーン等の昇降機によって搬送台車から降ろされて所定の場所に保管または仮置きされる。
その後、使用済み吸着剤が降ろされた搬送台車に空のフレキシブルコンテナやドラム缶が設置され、当該搬送台車が再び吸着塔の下部へ移動されることによって新たに破過した吸着剤を受け入れ可能となる。
なお、搬送台車は吸着塔毎に設置するようにしても良く、１台のみとして吸着剤が破過する順番に吸着塔の下部に移動させるようにしても良い。

以上のように本発明によれば、吸着剤の取替を容易な吸着塔が得られ、水処理設備の運転効率の向上が図られ得る。

また、本発明の吸着塔や水処理設備は、これらの変形例以外にも各種の変形例を採用可能である。
具体的には、本実施形態においては、吸着剤Ｘを収容した内側容器１０への被処理水Ｗ１の導入経路、該内側容器内の被処理水Ｗ１の流通方向、及び、吸着処理後の処理水Ｗ２を排出する排出経路などにおいて特定の例示を行っているが、本発明は上記例示に限定されるものではない。
例えば、図５などにおいては、被処理水収容部３０ｂに収容した被処理水Ｗ１を内側容器内に導入するための第１通水孔Ｈ１を内蓋１２に設けた態様を例示しているが、前記第１通水孔Ｈ１は、内筒１１に設けるようにしても良い。
また、内側容器１０に被処理水Ｗ１を導入するための通水孔Ｈ１は、内筒１１と内蓋１２との両方に設けてもよい。
そして、図５などにおいては、内側容器１０に導入した被処理水Ｗ１を該内側容器内を上向流で通過させ、吸着処理後の処理水Ｗ２を内筒１１の上端部に設けられた第２通水孔Ｈ２から処理水収容部３０ａに排出させ、該処理水Ｗ２を外筒２１の特定部位に設けた排水口２０２から排出させる態様を例示しているが、例えば、前記排水口２０２の位置などは適宜変更が可能である。
また、本発明においては、例えば、処理水収容部３０ａと被処理水収容部３０ｂとの機能、及び、第１通水孔Ｈ１と第２通水孔Ｈ２との機能をそれぞれ入れ替え、内側容器１０に収容した吸着剤Ｘに対して被処理水Ｗ１を下降流で接触させて吸着処理を行うようにしても良い。

本実施形態においては、スクレーパーを外側容器２０の底蓋たる外蓋２２の上面に摺接させるための部材として例示しているが、前記上蓋５０の下面にも吸着剤が付着する可能性があるため、前記スクレーパーは、上蓋５０の下面から吸着剤を掻き落とすための部材として採用しても良い。
さらに、本発明に係る吸着塔は、外蓋用のスクレーパーと上蓋用のスクレーパーとの両方を有するものであっても良い。
そして、本発明に係る吸着塔は、前記洗浄機構が、該上蓋をも水洗可能なものであってもよい。
このように、本発明は、上記例示に限定されるものではない。

１ 水処理設備
１０ 内側容器（吸着剤収容器）
１１ 筒状胴体（内筒）
１２ 底蓋（内蓋）
１２ａ 一端縁部
１２ｂ 他端縁部
２０ 外側容器
２１ 筒状胴体（外筒）
２２ 底蓋（外蓋）
Ａ 吸着塔

Claims (8)

1. 吸着剤と、該吸着剤を収容する有底筒状の吸着剤収容器とを備えた吸着塔であって、
   前記吸着剤収容器に収容させた吸着剤に放射性物質を含有する被処理水を接触させて該被処理水に対する吸着処理を実施すべく前記吸着剤が放射性物質を吸着可能であり、
   且つ、前記吸着処理に用いた吸着剤を自由落下により前記吸着剤収容器から排出し得るように、該吸着剤収容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋とを備えている吸着塔。
2. 前記吸着剤収容器を収容する有底筒状の外側容器をさらに備え、
   該外側容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋とを備え、
   前記吸着剤収容器の筒状胴体を内筒とし、該外側容器の筒状胴体を外筒とする二重筒構造が形成されているとともに、
   前記吸着剤収容器の底蓋を内蓋とし、前記外側容器の底蓋を外蓋とする二重蓋が形成されており、
   前記外蓋による外筒の開閉動作を前記内蓋による内筒の開閉動作に連動させる連動機構が備えられている請求項１記載の吸着塔。
3. 前記内筒を閉止する方向に前記内蓋を付勢する付勢機構を備え、
   該付勢機構が、前記内蓋の下側から前記外蓋を当接させて該外蓋によって前記内蓋を付勢する機構である請求項２記載の吸着塔。
4. 前記内蓋を水平方向に沿った軸心周りに回動自在とするヒンジ機構と、前記外蓋を水平方向に往復動させるスライド機構とを備え、
   前記内蓋が、中央部を介して対向する一端縁部と他端縁部との内の一端縁部が前記ヒンジ機構によって軸支され、前記他端縁部を上昇させて前記内筒を閉状態とする第１の方向と、前記他端縁部を下降させて前記内筒を開状態とする第２の方向とに回動自在となっており、
   前記外蓋が、前記スライド機構によって、前記外筒を閉状態とする第１の方向と、前記外筒を開状態とする第２の方向とに往復動可能で、
   前記外蓋の第１の方向への移動に際して前記内蓋を第１の方向に回動させ、且つ、前記外蓋の第２の方向への移動に際して前記内蓋を前記第２の方向に回動させる前記連動機構を有している請求項２又は３記載の吸着塔。
5. 前記往復動に際して前記外蓋の上面に摺接されるスクレーパーをさらに備えている請求項４記載の吸着塔。
6. 前記外筒の内径が前記内筒の外径よりも大きく前記外側容器と前記吸着剤収容器との間に筒状の空間部が形成されており、
   該空間部を上下に仕切る仕切り材がさらに備えられ、
   前記空間部の内、前記仕切り材よりも下側の下部空間部は、外部から前記被処理水が導入される被処理水収容部となっており、
   該被処理水収容部に収容した被処理水を前記内筒内に導入し、該被処理水を上向流として吸着剤に接触させて吸着処理を行わせ得るように、前記内筒の前記仕切り材よりも下側の部位、又は、前記内蓋に前記被処理水を通過させるための通水孔が備えられている請求項２乃至５の何れか１項に記載の吸着塔。
7. 放射性物質を含有する被処理水を吸着処理すべく１以上の吸着塔を備えた水処理設備であって、
   前記吸着塔が、放射性物質を吸着可能な吸着剤と、該吸着剤を収容する有底筒状の吸着剤収容器とを備え、該吸着剤収容器に収容させた前記吸着剤に前記被処理水を接触させて前記吸着処理を実施するものであり、
   該吸着処理に用いた前記吸着剤を自由落下により吸着剤収容器から排出し得るように該吸着剤収容器が、下方に向けた開口を有する筒状胴体と、該筒状胴体の前記開口を開閉自在に閉塞する底蓋とを備えている水処理設備。
8. 第１吸着塔と第２吸着塔との少なくとも２つの前記吸着塔を備え、第１吸着塔による吸着処理後に、
   該第１吸着塔において前記自由落下によって吸着剤を排出させるとともに該第１吸着塔に新たな吸着剤を充填する吸着剤取替工程と、第２吸着塔において前記吸着処理を行う吸着処理工程とを併行させ得るように前記被処理水の供給を第１吸着塔側と第２吸着塔側とに切り替える切り替え装置がさらに備えられている請求項７記載の水処理設備。

Images