JP2019200122A - 放射性廃水処理装置、および、放射性廃水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に固液分離処理を行い、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制する放射性廃水処理装置等を提供する。【解決手段】実施形態の放射性廃水処理装置は、凝集剤混合部と第１固液分離部と濾過助剤添加部とを有する。凝集剤混合部は、固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合することによって凝集液を形成する。第１固液分離部は、凝集剤混合部で形成された凝集液を第１の分離固形分と第１の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する。濾過助剤添加部は、凝集剤混合部から凝集液が排出された後であって第１固液分離部において固液分離処理が実行される前に、凝集液に濾過助剤を添加する。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性廃水処理装置、および、放射性廃水処理方法に関する。

原子力発電所等において建屋等の構造物を解体する工法として、ワイヤーソーやバンドソーを使用する方法が候補になっている。ワイヤーソーやバンドソーを使用する場合、切断時に生ずる摩擦熱や粉塵飛散を抑制するために、水中での解体もしくは水散布が行われる。このため、切断によって微細化されたコンクリート粉末などの固形分を含む放射性廃水が多量に発生する可能性がある。

コンクリートの切削廃水は、コンクリートスラッジを主な固形分として含んでおり、固形分濃度が高く（たとえば１０ｇ／Ｌ）、ｐＨが高い（たとえばｐＨ１２）。一般の建設現場等で発生するコンクリート切削廃水は、中和処理を実施後に、沈降分離を実施することによって、清澄液と沈降物とに分離される。清澄液は、排水され、沈降物は、脱水処理と乾燥処理とが実施された後に、廃棄される。

原子力発電所等において建屋を構成するコンクリートは、放射化されているので、解体された場合には、固形分を含有する放射性廃水が生ずる。放射性廃水においては、たとえば、Ｃａ−４１、Ｃｏ−６０、Ｅｕ−１５２などの放射性核種が放射性物質として含まれる。放射性廃水において、放射性物質は、粒子状の固形分として存在するか、イオン等の形態で水に溶解している。

放射性廃水などの廃水を処理する方法として、さまざまな方法が提案されている。

特許第４０９７８１７号 特開２００２−３３３４９６号公報 特開２０１０−１１９９８２号公報

固形分を含有する廃水について浄化する際には、たとえば、凝集剤の添加と共に濾過助剤の添加を行って、固液分離処理が実行される。凝集剤は、廃水中に固形分として存在する浮遊物質を凝集させるために添加される。濾過助剤は、固形分を含有する廃水について固液分離処理を実施する際に要する時間を短縮するために添加される。分離された固形分は、放射性廃棄物として管理される。添加された濾過助剤は、固液分離処理後、固形分に含まれ、放射性廃棄物となる。放射性廃棄物を低減するためには、濾過助剤はできるだけ少ないほうが好ましい。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、効率的に固液分離処理を行い、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制する、放射性廃水処理装置および放射性廃水処理方法を提供することである。

実施形態の放射性廃水処理装置は、凝集剤混合部と第１固液分離部と濾過助剤添加部とを有する。凝集剤混合部は、固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合することによって凝集液を形成する。第１固液分離部は、凝集剤混合部で形成された凝集液を第１の分離固形分と第１の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する。濾過助剤添加部は、凝集剤混合部から凝集液が排出された後であって第１固液分離部において固液分離処理が実行される前に、凝集液に濾過助剤を添加する。

本発明によれば、効率的に固液分離処理を行い、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制する、放射性廃水処理装置および放射性廃水処理方法を提供することである。

図１は、第１実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る放射性廃水処理方法のフロー図である。 図３は、第１実施形態の変形例に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図４は、第２実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図５は、第３実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図６は、第４実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図７は、第５実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。 図８は、第６実施形態に係る放射性廃水処理装置を模式的に示すブロック図である。

＜第１の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図１は、第１実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

図１に示すように、放射性廃水処理装置１は、凝集剤供給部１０と凝集剤混合部１１と濾過助剤添加部２０と固液分離部２１（第１固液分離部）とを有しており、放射性廃水Ｌ０について処理を行う。

放射性廃水処理装置１の処理の対象である放射性廃水Ｌ０は、たとえば、原子力発電所等の廃止措置において、放射化コンクリートを切断することで発生した放射性コンクリートスラッジなどの固形分を有する廃水である。放射性廃水Ｌ０は、上記の他に、放射化コンクリート切削廃水の清澄液、原子炉遮蔽水、炉内構造物解体時の遮蔽水、解体時飛散防止用散布水の排水、マイクロサンド併用凝集物を含む廃水であってもよい。

放射性廃水処理装置１を構成する各部について順次説明する。

［Ａ−１］凝集剤供給部１０
凝集剤供給部１０は、たとえば、タンクを備えており、無機凝集剤Ｆ１０を貯蔵している。凝集剤供給部１０において貯蔵された無機凝集剤Ｆ１０は、配管を介して、凝集剤混合部１１に供給される。

凝集剤混合部１１が供給する無機凝集剤Ｆ１０は、放射性廃水Ｌ０において固形分として存在する浮遊物質（コンクリートに由来するカルシウムを主成分とする物質）を凝集させる添加剤である。無機凝集剤Ｆ１０は、たとえば、ＣａＯおよびＳＯ_３を主成分として含むと共に、ＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３を含んでいる無機材料である。無機凝集剤Ｆ１０は、浮遊物質を効果的に凝集させるために、４０〜５０質量％のＣａＯ、２５〜４０質量％のＳＯ_３、０〜２０質量％のＳｉＯ_２、０〜１５質量％のＡｌ_２Ｏ_３を含んでいることが好ましい。また、無機凝集剤Ｆ１０は、浮遊物質の凝集性能が高く、放射性廃水Ｌ０の濾過性を向上させる点で、４４質量％のＣａＯと２７質量％のＳＯ_３と１６質量％のＳｉＯ_２と含む凝集剤、４２質量％のＣａＯと４０質量％のＳＯ_３と８質量％のＳｉＯ_２と含む凝集剤、および、４２質量％のＣａＯと３５質量％のＳＯ_３と９質量％のＡｌ_２Ｏ_３と含む凝集剤であることが特に好ましい。無機凝集剤Ｆ１０は、放射線の影響を受けにくいため、放射性廃水Ｌ０に半減期が比較的長い放射性物質が含まれる場合には、好適に用いられる。

［Ａ−１］凝集剤混合部１１
凝集剤混合部１１は、固形分を含有する放射性廃水Ｌ０に無機凝集剤Ｆ１０を混合することによって凝集液Ｌ１１を形成するために設置されている。

ここでは、凝集剤混合部１１は、たとえば、撹拌機を備えた混合槽や、インラインミキサである。凝集剤混合部１１は、固形分を含有する放射性廃水Ｌ０に、凝集剤供給部１０から配管を介して無機凝集剤Ｆ１０が供給され、撹拌機を用いて放射性廃水Ｌ０と無機凝集剤Ｆ１０とを撹拌し混合する。これにより、放射性廃水Ｌ０に固形分として含まれる浮遊物質が無機凝集剤Ｆ１０の作用で凝集して、浮遊物質の凝集物（フロック）を含む凝集液Ｌ１１が形成される。凝集液Ｌ１１は、凝集剤混合部１１から配管を介して固液分離部２１へ排出される。

［Ａ−２］濾過助剤添加部２０
濾過助剤添加部２０は、凝集液Ｌ１１が凝集剤混合部１１から排出された後であって固液分離部２１において固液分離処理が実行される前に、凝集液Ｌ１１に濾過助剤Ｆ２０を添加するために設置されている。

ここでは、濾過助剤添加部２０は、たとえば、タンクを備えており、濾過助剤Ｆ２０を貯蔵している。濾過助剤添加部２０において貯蔵された濾過助剤Ｆ２０は、配管を介して、固液分離部２１に供給される。本実施形態では、濾過助剤Ｆ２０は、凝集液Ｌ１１と共に、固液分離部２１に供給され、固液分離部２１において固液分離処理が実行される前に、濾過助剤Ｆ２０と凝集液Ｌ１１とが混合する。

濾過助剤添加部２０が添加する濾過助剤Ｆ２０は、固液分離部２１において固液分離処理として濾過処理を行う際に、濾過性を向上させるために添加される。濾過助剤Ｆ２０は、たとえば、フィルタープレス装置などの濾材の表面に堆積した分離固形分の層に流路を形成することで、濾過速度を向上させることができる。濾過助剤Ｆ２０は、たとえば、珪藻土やパーライトなどのように、ＳｉＯ_２を主成分とする鉱物である。この他に、濾過助剤Ｆ２０は、セルロース等であってもよい。珪藻土は、たとえば、８５質量％程度のＳｉＯ_２を主成分として含むと共に、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯなどの成分を含んでいる。パーライトは、７５質量％程度のＳｉＯ_２と１４質量％程度のＡｌ_２Ｏ_３を主成分として含むと共に、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯなどの成分を含んでいる。セルロースは、たとえば、木材を高度に精製することによって得られる。なお、濾過助剤Ｆ２０としては、融剤焼成珪藻土や焼成珪藻土が特に好ましい。融剤焼成珪藻土は、珪藻土に少量の炭酸ナトリウムを添加し焼成することで形成される。焼成珪藻土は、珪藻土に含まれる有機物を分解して除去するために珪藻土を焼成して形成される。融剤焼成珪藻土や焼成珪藻土を濾過助剤Ｆ２０として用いた場合には、濾過比抵抗を効果的に低減することが可能であり、濾過性の向上を容易に実現可能である。

［Ａ−３］固液分離部２１
固液分離部２１（第１固液分離部）は、凝集剤混合部１１で形成された凝集液Ｌ１１を分離固形分Ｓ２１と清澄液Ｌ２１とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部２１は、たとえば、遠心脱水機、フィルタープレス、サイクロン分離機、中空糸フィルタ、ロータリーフィルタである。固液分離部２１は、上記装置を適宜組合せて構成されていてもよい。

本実施形態では、固液分離部２１は、凝集剤混合部１１から凝集液Ｌ１１が供給されると共に、濾過助剤添加部２０から濾過助剤Ｆ２０が供給される。つまり、固液分離部２１は、凝集液Ｌ１１の流入と同時に、濾過助剤Ｆ２０が添加される。そして、濾過助剤Ｆ２０が混合された凝集液Ｌ１１について、固液分離部２１が固液分離処理を実行する。これにより、分離固形分Ｓ２１（濾物、残渣等）が得られる共に、凝集液Ｌ１１から分離固形分Ｓ２１が除去された清澄液Ｌ２１（濾液等）が得られる。

［Ｂ］放射性廃水処理方法
上記の放射性廃水処理装置１を用いて、放射性廃水Ｌ０を処理する方法（放射性廃水処理方法）について説明する。

図２は、第１実施形態に係る放射性廃水処理方法のフロー図である。

［Ｂ−１］凝集剤混合ステップＳＴ１０
図２に示すように、本実施形態において、放射性廃水Ｌ０を処理する際には、まず、凝集剤の混合を実行する（ＳＴ１０）。

本実施形態では、図１に示すように、放射性廃水処理装置１において、固形分を含有する放射性廃水Ｌ０に無機凝集剤Ｆ１０を混合することによって凝集液Ｌ１１を形成する。具体的には、放射性廃水Ｌ０が供給された凝集剤混合部１１に、凝集剤供給部１０から無機凝集剤Ｆ１０を供給する。そして、凝集剤混合部１１において、無機凝集剤Ｆ１０を放射性廃水Ｌ０に混合することによって、凝集液Ｌ１１を形成する。これにより、凝集液Ｌ１１においては、放射性廃水Ｌ０に固形分として含まれる浮遊物質が無機凝集剤Ｆ１０によって凝集し、浮遊物質の凝集物が生成される。無機凝集剤Ｆ１０は、放射性廃水Ｌ０に含まれる浮遊物質の量等に応じて適宜添加される。

［Ｂ−２］濾過助剤混合ステップＳＴ２０
つぎに、図２に示すように、本実施形態では、濾過助剤の混合を実行する（ＳＴ２０）。

本実施形態では、図１に示すように、凝集剤混合部１１から凝集液Ｌ１１が固液分離部２１に供給される際に、濾過助剤添加部２０において貯蔵された濾過助剤Ｆ２０を固液分離部２１に供給する。つまり、固液分離部２１において固液分離処理が実行される前に、凝集液Ｌ１１に濾過助剤Ｆ２０が混合される。

［Ｂ−３］固液分離ステップＳＴ３０
つぎに、本実施形態では、固液分離を実行する（ＳＴ３０）。

本実施形態では、図１に示すように、濾過助剤Ｆ２０が混合された凝集液Ｌ１１について固液分離部２１が固液分離処理を実行することによって、凝集液Ｌ１１が分離固形分Ｓ２１と清澄液Ｌ２１とに分離する。分離固形分Ｓ２１は、たとえば、ドラム缶などの廃棄物容器に排出され、廃棄物として処分される。清澄液Ｌ２１は、たとえば、コンクリートを切削する際に散布する散布水として用いられる。

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、無機凝集剤Ｆ１０が放射性廃水Ｌ０に混合した凝集液Ｌ１１は、固液分離処理が実行される前に、濾過助剤Ｆ２０が混合される。そして、凝集液Ｌ１１は、濾過助剤Ｆ２０が混合された後に、凝集液Ｌ１１について固液分離処理が実行される。

ここで、濾過助剤Ｆ２０が存在する溶液に無機凝集剤Ｆ１０が添加されると、濾過助剤Ｆ２０も無機凝集剤Ｆ１０によって凝集され、凝集された濾過助剤Ｆ２０は、濾過を促進させるという機能を十分に発揮しない場合がある。そのため、濾過助剤Ｆ２０が添加された溶液に無機凝集剤Ｆ１０を添加する場合や、濾過助剤Ｆ２０と無機凝集剤Ｆ１０を同時に溶液に添加する場合には、無機凝集剤Ｆ１０の影響を受けない濾過助剤Ｆ２０を確保する為に、無機凝集剤Ｆ１０よりも多くの濾過助剤Ｆ２０を添加することがある。本実施形態では、無機凝集剤Ｆ１０が添加された後であって固液分離処理よりも前に、濾過助剤Ｆ２０が添加される。そのため、無機凝集剤Ｆ１０が濾過助剤Ｆ２０以外の物質を凝集させた後に濾過助剤Ｆ２０が添加されることになり、無機凝集剤Ｆ１０の影響を受けることなく機能する濾過助剤Ｆ２０が多くなる。すなわち、無機凝集剤Ｆ１０を添加後であって固液分離処理前に、濾過助剤Ｆ２０を添加することで、濾過助剤Ｆ２０を無機凝集剤Ｆ１０よりも先に添加した場合、及び、濾過助剤Ｆ２０と無機凝集剤Ｆ１０を同時に添加した場合よりも、濾過助剤Ｆ２０は、固液分離処理を効率的に行うことが可能であり、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制することができる。

［Ｄ］変形例
図３は、第１実施形態の変形例に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

図１に示したように、上記の実施形態では、濾過助剤添加部２０が濾過助剤Ｆ２０を固液分離部２１に供給する場合について説明したが、これに限らない。図３に示すように、凝集液Ｌ１１が凝集剤混合部１１から固液分離部２１へ流れる配管に、濾過助剤添加部２０が濾過助剤Ｆ２０を添加するように構成されていてもよい。この場合も、無機凝集剤Ｆ１０を添加後であって固液分離処理前に濾過助剤Ｆ２０が添加されており、濾過助剤Ｆ２０を無機凝集剤Ｆ１０よりも先に添加した場合、及び、濾過助剤Ｆ２０と無機凝集剤Ｆ１０を同時に添加した場合よりも、濾過助剤Ｆ２０は、固液分離処理を効率的に行うことが可能であり、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制することができる。

なお、放射性物質を吸着する吸着剤を無機凝集剤Ｆ１０と共に凝集剤混合部１１が放射性廃水Ｌ０に混合するように構成されていてもよい。吸着剤としては、ゼオライト系の吸着剤、チタン酸系の吸着剤（チタン酸塩）、ケイチタン酸系の吸着剤（ケイチタン酸塩）などを用いることができる。ゼオライト系の吸着剤は、たとえば、モルデナイト、チャバサイト、Ａ型ゼオライトであって、Ｃｓ、Ｃｏに対する吸着性能が高い。チタン酸系の吸着剤は、Ｆｅ、Ｃｏに対する吸着性能が高い。ケイチタン酸系の吸着剤は、Ｃｓに対する吸着性能が高い。吸着剤は、粉粒状であることが好ましい。吸着剤の粒径が微小になるほど、比表面積が増大し、有効吸着面積が大きくなるため、放射性物質に対する吸着性能が高い。比表面積を増大させるには、粉粒状の吸着剤Ｆ１１ｂは、平均粒子径が、３００μｍ以下の範囲であることが好ましい。一方、良好な沈降性を維持する為に、平均粒子径が、５０μｍ以上であるとさらに好ましい。

＜第２の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図４は、第２実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

本実施形態の放射性廃水処理装置１は、図４に示すように、上記した第１実施形態の場合（図１参照）と異なり、固化処理部４０を更に有する。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

固化処理部４０は、固液分離部２１によって分離された分離固形分Ｓ２１について固化処理を実行するために設置されている。固化処理部４０は、ドラム缶などの容器が載置される載置台を含み、分離固形分Ｓ２１および固化材（セメント、ジオポリマーなど）が容器において混合され固化させる。これにより、分離固形分Ｓ２１を含む固化体が形成される。

［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態では、固液分離部２１において固液分離処理が実施された直後に、その固液分離処理で分離された分離固形分Ｓ２１について固化処理を実行することができる。このため、本実施形態では、分離固形分Ｓ２１は、貯蔵の際に圧密化等がされないので、分離固形分Ｓ２１と固化材（セメント、ジオポリマーなど）との混合を容易に実施することができる。したがって、本実施形態では、効率的に固液分離処理を行うことが可能であり、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制することができる。

＜第３の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図５は、第３実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

本実施形態の放射性廃水処理装置１は、図５に示すように、上記した第１実施形態の場合（図１参照）と異なり、沈殿剤供給部５０と沈殿剤混合部５１とを更に有する。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

沈殿剤供給部５０は、たとえば、タンクを備えており、沈殿剤Ｆ５０を貯蔵している。沈殿剤供給部５０において貯蔵された沈殿剤Ｆ５０は、配管を介して、沈殿剤混合部５１に供給される。

沈殿剤Ｆ５０は、放射性廃水Ｌ０に溶解する溶解性の放射性核種と反応することで沈殿物（放射性廃水Ｌ０に不溶な固形分）を生成する添加剤である。沈殿剤Ｆ５０としては、生成する沈殿物がｐＨによらずに不溶な物質になるものが好ましい。沈殿剤Ｆ５０は、たとえば、放射性廃水Ｌ０においてイオンなどの溶解性物質として存在する放射性核種（Ｃａ−４１、Ｃｏ−６０、Ｅｕ−１５２など）と反応し、カルボキシル化合物を沈殿物として形成する物質が好ましい。沈殿剤Ｆ５０は、カルボキシル基を有する物質であって、たとえば、シュウ酸、クエン酸、酒石酸などのカルボン酸が沈殿剤Ｆ５０として好適に用いられる。また、沈殿剤Ｆ５０としては、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸アンモニウム、クエン酸ナトリウムなどのカルボン酸塩を好適に用いることができる。なお、沈殿剤Ｆ５０を用いて生成するカルボキシル化合物は、溶解度が０．００１（ｇ／１００ｇ水、２０℃）以下であることが更に望ましい。

沈殿剤混合部５１は、沈殿剤Ｆ５０を放射性廃水Ｌ０に混合する。沈殿剤混合部５１は、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０の混合が行われる前に、放射性廃水Ｌ０に沈殿剤Ｆ５０を混合する。

ここでは、沈殿剤混合部５１は、たとえば、撹拌機を備えた混合槽や、インラインミキサである。沈殿剤混合部５１は、固形分を含有する放射性廃水Ｌ０に、沈殿剤供給部５０から配管を介して沈殿剤Ｆ５０が供給され、撹拌機を用いて放射性廃水Ｌ０と沈殿剤Ｆ５０とを撹拌し混合する。これにより、沈殿剤Ｆ５０と、放射性廃水Ｌ０に溶解する溶解性の放射性核種とが反応することで、沈殿物が生成される。

沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０と放射性廃水Ｌ０とが混合された沈殿剤混合液Ｆ５１は、沈殿剤混合部５１から配管を介して凝集剤混合部１１へ排出される。その後、第１実施形態の場合と同様に、凝集剤混合部１１において沈殿剤混合液Ｆ５１に無機凝集剤Ｆ１０が混合される。そして、その無機凝集剤Ｆ１０の混合で形成された凝集液Ｌ１１は、固液分離部２１において固液分離処理が施されて、分離固形分Ｓ２１と清澄液Ｌ２１とに分離される。

［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態では、沈殿剤Ｆ５０と、放射性廃水Ｌ０に溶解する溶解性の放射性核種とを反応させて、沈殿物を生成する。この生成された沈殿物は、固液分離処理によって回収される。このため、本実施形態では、清澄液Ｌ２１における放射能濃度を効果的に低減可能である。

なお、沈殿剤Ｆ５０として、カルボキシル基を有する物質を用いた場合には、炭酸カルシウムやシュウ酸カルシウム等の水に溶けにくい物質が形成される。

＜第４の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図６は、第４実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

本実施形態の放射性廃水処理装置１は、図６に示すように、上記した第１実施形態の場合（図１参照）と異なり、固液分離部２２（第２固液分離部）を更に有する。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

固液分離部２２（第２固液分離部）は、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０の混合が実行される前に、放射性廃水Ｌ０を分離固形分Ｓ２２（第２の分離固形分）と清澄液Ｌ２２（第２の清澄液，粗清澄液）とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部２２は、たとえば、液体サイクロンであって、１００μｍ以下のセメント粒子を分離可能な装置であることが好ましい。特に、５０μｍ以下のセメント粒子を分離可能であることが、より好ましい。

ここでは、固液分離部２２は、下流側に位置する他の固液分離部２１が分離する分離固形分Ｓ２１よりも粒径が大きい粗大粒子が分離固形分Ｓ２２として放射性廃水Ｌ０から分離されるように構成されている。このため、固液分離部２２で分離された清澄液Ｌ２２は、下流側に位置する他の固液分離部２１で分離された清澄液Ｌ２１よりも清澄度が低い。

固液分離部２２で分離された清澄液Ｌ２２は、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０が混合される。その結果、清澄液Ｌ２２に含まれる浮遊物質が無機凝集剤Ｆ１０によって凝集し、凝集液Ｌ１１が形成される。凝集剤混合部１１で形成された凝集液Ｌ１１は、固液分離部２１（第１固液分離部）に供給される際に、固液分離部２２（第２固液分離部）で分離された分離固形分Ｓ２２が混合される。そして、その分離固形分Ｓ２２を含む凝集液Ｌ１１が、第１実施形態の場合と同様に、固液分離部２１（第１固液分離部）において固液分離処理が施される。その結果、凝集液Ｌ１１が、分離固形分Ｓ２１と清澄液Ｌ２１とに分離される。

［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態では、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０の混合が実行される前に、固液分離部２２が放射性廃水Ｌ０を分離固形分Ｓ２２と清澄液Ｌ２２とに分離する固液分離処理を実行する。このため、凝集剤混合部１１に供給される清澄液Ｌ２２は、分離固形分Ｓ２１が分離され、粗大粒子が取り除かれた状態である。したがって、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０の混合が実行される際に、無機凝集剤Ｆ１０が粗大粒子に付着されにくい。その結果、本実施形態では、無機凝集剤Ｆ１０の使用量を低減することができる。

なお、上記の実施形態では、固液分離部２２で分離された分離固形分Ｓ２２が凝集液Ｌ１１に混合される場合について説明したが、これに限らない。固液分離部２２で分離された分離固形分Ｓ２２は、凝集液Ｌ１１に混合されずに、直接、廃棄物として処分されてもよい。

＜第５の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図７は、第５実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

本実施形態の放射性廃水処理装置１は、図７に示すように、上記した第３実施形態の場合（図５参照）と異なり、固液分離部２２（第２固液分離部）を更に有する。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、第３実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

固液分離部２２（第２固液分離部）は、沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０の添加が実行される前に、放射性廃水Ｌ０を分離固形分Ｓ２２（第２の分離固形分）と清澄液Ｌ２２（第２の清澄液，粗清澄液）とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部２２は、たとえば、液体サイクロンである。

ここでは、固液分離部２２は、下流側に位置する他の固液分離部２１が分離する分離固形分Ｓ２２よりも粒径が大きい粗大粒子が分離固形分Ｓ２２として放射性廃水Ｌ０から分離されるように構成されている。このため、固液分離部２２で分離された清澄液Ｌ２２は、下流側に位置する他の固液分離部２１で分離された清澄液Ｌ２１よりも清澄度が低い。

固液分離部２２で分離された清澄液Ｌ２２は、沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０の添加が実行される。その結果、清澄液Ｌ２２に溶解している溶解性の放射性核種と、沈殿剤Ｆ５０とが反応することで、沈殿物（清澄液Ｌ２２に不溶な固形分）が生成される。沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０と清澄液Ｌ２２とが混合された沈殿剤混合液Ｆ５１は、凝集剤混合部１１へ排出される。

その後、沈殿剤混合液Ｆ５１は、凝集剤混合部１１において無機凝集剤Ｆ１０が混合される。その結果、沈殿剤混合液Ｆ５１に含まれる浮遊物質が無機凝集剤Ｆ１０によって凝集し、凝集液Ｌ１１が形成される。凝集剤混合部１１で形成された凝集液Ｌ１１は、固液分離部２１（第１固液分離部）に供給される際に、固液分離部２２（第２固液分離部）で分離された分離固形分Ｓ２２が混合される。そして、その分離固形分Ｓ２２を含む凝集液Ｌ１１が、第３実施形態の場合と同様に、固液分離部２１（第１固液分離部）において固液分離処理が施される。その結果、凝集液Ｌ１１が、分離固形分Ｓ２１と清澄液Ｌ２１とに分離される。

［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態では、沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０の添加が実行される前に、固液分離部２２が放射性廃水Ｌ０を分離固形分Ｓ２２との清澄液Ｌ２２とに分離する固液分離処理を実行する。このため、沈殿剤混合部５１に供給される清澄液Ｌ２２は、分離固形分Ｓ２１が分離され、粗大粒子が取り除かれた状態である。したがって、沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０の添加が実行された際には、清澄液Ｌ２２に溶解している溶解性の放射性核種と、沈殿剤Ｆ５０との混合が容易になる。沈殿剤Ｆ５０と粗大粒子との反応が生じにくくなるので、本実施形態では、沈殿剤Ｆ５０の使用量を低減することができる。

なお、上記の実施形態では、固液分離部２２で分離された分離固形分Ｓ２２が凝集液Ｌ１１に混合される場合について説明したが、これに限らない。固液分離部２２で分離された分離固形分Ｓ２２は、凝集液Ｌ１１に混合されずに、直接、廃棄物として処分されてもよい。

＜第６の実施形態＞
［Ａ］放射性廃水処理装置１
図８は、第６実施形態に係る放射性廃水処理装置１を模式的に示すブロック図である。

本実施形態の放射性廃水処理装置１は、図８に示すように、上記した第５実施形態の場合（図７参照）と異なり、固液分離部２３（第３固液分離部）、固形分受槽７１、脱水処理部８１、吸着塔９１、および、固化処理部４０を更に備える。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、第５実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

［Ａ−１］固液分離部２３（第３固液分離部）
固液分離部２３（第３固液分離部）は、凝集剤混合部１１と、下流に位置する他の固液分離部２１（第１固液分離部）との間に設けられた流路に設けられている。固液分離部２３は、上流に位置する他の固液分離部２２（第２固液分離部）で分離された分離固形分Ｓ２２が混合した凝集液Ｌ１１を、分離固形分Ｓ２３（第３の分離固形分）と清澄液Ｌ２３（第３の清澄液）とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部２３は、上流側に位置する他の固液分離部２２と同様に、たとえば、液体サイクロンである。

ここでは、固液分離部２３は、下流側に位置する他の固液分離部２１が分離する分離固形分Ｓ２１よりも粒径が大きい粗大粒子が分離固形分Ｓ２３として凝集液Ｌ１１から分離されるように構成されている。このため、固液分離部２３で分離された清澄液Ｌ２３は、下流側に位置する他の固液分離部２１で分離された清澄液Ｌ２１よりも清澄度が低い。

固液分離部２３で分離された清澄液Ｌ２３は、固液分離部２３の下流に位置する他の固液分離部２１において固液分離処理が実行される。固液分離部２３で分離された分離固形分Ｓ２３は、他の固液分離部２１で分離された分離固形分Ｓ２１と共に、固形分受槽７１に排出される。

［Ａ−２］固形分受槽７１
固形分受槽７１は、固液分離部２１で分離された分離固形分Ｓ２１と、固液分離部２３で分離された分離固形分Ｓ２３とを貯蔵固形分Ｓ７１として貯蔵するために設置されている。沈殿物が生ずることを防止するために、固形分受槽７１は、たとえば、撹拌機を有しており、タンクに貯蔵された貯蔵固形分Ｓ７１を撹拌機で撹拌するように構成されている。固形分受槽７１は、撹拌機に代えてポンプを有していてもよく、ポンプを用いて貯蔵固形分Ｓ７１を循環させるように構成されていてもよい。固形分受槽７１で貯蔵された貯蔵固形分Ｓ７１は、脱水処理部８１に排出される。

［Ａ−３］脱水処理部８１
脱水処理部８１は、固形分受槽７１で貯蔵された貯蔵固形分Ｓ７１について脱水処理を実行するために設置されている。脱水処理部８１は、脱水機を有し、貯蔵固形分Ｓ７１から脱離水Ｌ８１を脱離させる。これにより、貯蔵固形分Ｓ７１は、脱離水Ｌ８１と、貯蔵固形分Ｓ７１から脱離水Ｌ８１が脱離した脱水固形分Ｓ８１とに分離される。脱離水Ｌ８１は、固液分離部２１で分離された清澄液Ｌ２１と共に、吸着塔９１へ排出される。脱水固形分Ｓ８１は、含水率が貯蔵固形分Ｓ７１よりも低減した状態で、固化処理部４０へ排出される。

［Ａ−４］吸着塔９１
吸着塔９１は、固液分離部２１において分離された清澄液Ｌ２１に含まれる放射性物質、および、脱水処理部８１で実行された脱水処理によって脱離された脱離水Ｌ８１に含まれる放射性物質とを吸着するために設置されている。吸着塔９１は、放射性物質を吸着する吸着剤が充填されている。吸着剤は、たとえば、けいチタン酸、ゼオライト、活性炭であって、固液分離部２１で分離された清澄液Ｌ２１、および、脱水処理部８１で脱離された脱離水Ｌ８１に残存する放射性物質を吸着する。吸着塔９１において放射性物質が吸着されて除去された清澄液Ｌ９１は、たとえば、コンクリートを切削する際に散布する散布水として用いられる。

［Ａ−５］固化処理部４０
固化処理部４０は、脱水処理部８１で得られた脱水固形分Ｓ８１について固化処理を実行するために設置されている。固化処理部４０は、ラム缶などの容器が載置される載置台を含み、脱水固形分Ｓ８１および固化材（セメント、ジオポリマーなど）が容器において混合され固化させる。これにより、脱水固形分Ｓ８１を含む固化体が形成される。

［Ｂ］まとめ
本実施形態では、第５実施形態の場合と同様に、放射性廃水Ｌ０は、沈殿剤混合部５１において沈殿剤Ｆ５０が添加されることで、放射性廃水Ｌ０に溶解する溶解性の放射性核種が、放射性廃水Ｌ０に不溶な固形分に変わる。その放射性廃水Ｌ０に不溶になった固形分は、固液分離部２３と、他の固液分離部２１とによって分離されるため、吸着塔９１に供給される清澄液Ｌ２１および脱水固形分Ｓ８１には含まれない。このため、本実施形態では、吸着塔９１でに必要な吸着剤の量を低減させることが可能である。その結果、本実施形態では、放射性廃水Ｌ０の処理で生ずる二次廃棄物の量を低減することができる。

以下より、実施例などに関して、表１を用いて説明する。

［Ａ］各例の処理内容について
［例１］
例１では、コンクリートのビルを解体することによって生じた切削廃水に対して、下記に示す条件で、無機系凝集剤を添加した。

・切削廃水・・・１００ｍＬ
・無機系凝集剤（商品名「水澄まいる」（登録商標） 標準型、スバル興業株式会社製）・・・０．５ｇ

つぎに、無機系凝集剤が添加された切削廃水について、１０秒の急速撹拌を行った後に、２分３０秒の緩速撹拌を行って混合した。そして、加圧濾過試験装置を用いて、混合後の切削廃水について、固液分離処理として加圧濾過を行った。加圧濾過は、孔径０．１μｍのフィルタを用いて、０．２ＭＰａＧの加圧条件で実行した。

［例２］
例２では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材との両者を同時に添加して混合した。そして、例１と同様に、固液分離処理として加圧濾過を実行した。

・切削廃水・・・１００ｍＬ
・無機系凝集剤（商品名「水澄まいる」（登録商標） 標準型、スバル興業株式会社製）・・・０．５ｇ
・粉粒状吸着材（ゼオライト）・・・０．５ｇ

［例３］
例３では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材と濾過助剤の全てを同時に添加して混合した。そして、例１と同様に、固液分離処理として加圧濾過を実行した。

・切削廃水・・・１００ｍＬ
・無機系凝集剤（商品名「水澄まいる」（登録商標） 標準型、スバル興業株式会社製）・・・０．５ｇ
・粉粒状吸着材（ゼオライト）・・・０．５ｇ
・濾過助剤（珪藻土、商品名「ＲＡＤＩＯＬＩＴＥ＃５００」（登録商標）、昭和化学工業製）・・・０．５ｇ
［例４］
例４では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材との両者を同時に添加して混合した（例２と同様）。

・切削廃水・・・１００ｍＬ
・無機系凝集剤（商品名「水澄まいる」（登録商標） 標準型、スバル興業株式会社製）・・・０．５ｇ
・粉粒状吸着材（ゼオライト）・・・０．５ｇ

つぎに、例４では、無機系凝集剤および粉粒状吸着材が混合された切削廃水に対して、下記条件で、濾過助剤を添加した後に、１０秒の急速撹拌を行った。その後、例４では、例１と同様に、固液分離処理として加圧濾過を実行した。

・濾過助剤（珪藻土、商品名「ＲＡＤＩＯＬＩＴＥ＃５００」（登録商標）、昭和化学工業製）・・・０．５ｇ

［Ｂ］結果について
表１に示すように、各例で固液分離処理として実行した加圧濾過における濾過比抵抗を求めた。濾過比抵抗αについては、下記式（Ａ）に基づいて、算出を行った。

・α：濾過比抵抗（ｍ／ｋｇ）
・ΔＰ：濾過圧力（ｋｇ／ｃｍ^２）
・Ａ：濾過面積（ｃｍ^２）
・Ｋ：濾過量Ｘ（ｃｍ^３）と、濾過速度ｙ（ｃｍ^３／ｓ）の逆数Ｙ（ｓ／ｃｍ^３）（つまり、Ｙ＝１／ｙ）とのグラフの傾きｄＹ／ｄＸ（ｓ／ｃｍ^６）
・ｇｃ：重力加速度（ｍ／ｓ^２）
・ＳＳ：ＳＳ濃度（ｐｐｍ）
・μ：粘性係数（ｋｇ／ｍ・ｓ）

表１において、例１の結果と例２の結果とを比較して判るように、粉粒状吸着材の添加によって、濾過比抵抗を低減することができる。例２の結果と例３の結果とを比較して判るように、粉粒状吸着材の添加と同時に濾過助剤の添加を実行した場合には、濾過比抵抗が上昇する。しかしながら、例４の結果から判るように、粉粒状吸着材の添加後であって、固液分離処理として加圧濾過を実行する前に、濾過助剤の添加を実行した場合には、濾過比抵抗を著しく低下させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することができる。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更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ともに、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。

１…放射性廃水処理装置、１０…凝集剤供給部、１１…凝集剤混合部、２０…濾過助剤添加部、２１…固液分離部（第１固液分離部）、２２…固液分離部（第２固液分離部）、２３…固液分離部（第３固液分離部）、４０…固化処理部、５０…沈殿剤供給部、５１…沈殿剤混合部、７１…固形分受槽、８１…脱水処理部、９１…吸着塔

Claims (10)

1. 固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合し凝集液を形成する凝集剤混合部と、
   前記凝集剤混合部で形成された前記凝集液を第１の分離固形分と第１の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第１固液分離部と
   前記凝集剤混合部から前記凝集液が排出された後であって前記第１固液分離部において固液分離処理が実行される前に、前記凝集液に濾過助剤を添加する濾過助剤添加部と
   を有する、
   放射性廃水処理装置。
2. 前記凝集剤混合部は、放射性物質を吸着する吸着剤を前記無機凝集剤と共に前記放射性廃水に混合する、
   請求項１に記載の放射性廃水処理装置。
3. 前記第１固液分離部によって分離された前記第１の分離固形分について固化処理を実行する固化処理部
   を有する、
   請求項１または２に記載の放射性廃水処理装置。
4. 前記放射性廃水に溶解する溶解性の放射性核種と反応することで沈殿物を生成する沈殿剤を前記放射性廃水に混合する沈殿剤混合部
   を更に有し、
   沈殿剤混合部は、前記凝集剤混合部において前記放射性廃水に前記無機凝集剤が混合される前に、前記放射性廃水に前記沈殿剤を混合する、
   請求項１から３のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。
5. 前記沈殿剤は、カルボキシル基を有する物質である、
   請求項４に記載の放射性廃水処理装置。
6. 前記凝集剤混合部において前記無機凝集剤の混合が実行される前に、前記放射性廃水を第２の分離固形分と第２の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第２固液分離部
   を更に有し、
   前記凝集剤混合部は、前記第２固液分離部において分離された第２の清澄液に前記無機凝集剤を混合する、
   請求項１から３のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。
7. 前記沈殿剤混合部において前記沈殿剤の添加が実行される前に、前記放射性廃水を第２の分離固形分と第２の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第２固液分離部
   を更に有し、
   前記沈殿剤混合部は、前記第２固液分離部において分離された第２の清澄液に前記沈殿剤を混合する、
   請求項４または５に記載の放射性廃水処理装置。
8. 前記第１固液分離部において分離された第１の分離固形分を少なくとも貯蔵固形分として貯蔵する固形分受槽と、
   前記固形分受槽で貯蔵する貯蔵固形分について脱水処理を実行する脱水処理部と、
   前記第１固液分離部において分離された第１の清澄液に含まれる放射性物質、および、前記脱水処理部で実行された脱水処理によって脱離された脱離水に含まれる放射性物質を吸着する吸着塔と
   を更に備える、
   請求項１から７のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。
9. 固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合し凝集液を形成する凝集剤混合部と
   前記凝集剤混合部に前記凝集剤を供給する凝集剤供給部と、
   前記凝集剤混合部よりも下流に設けられ前記凝集液を第１の分離固形分と第１の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第１固液分離部と、
   前記凝集剤混合部よりも下流であって前記第１固液分離部よりも上流で、または、第１固液分離部で前記凝集液に濾過助剤を添加する濾過助剤添加部と
   を有する、
   放射性廃水処理装置。
10. 固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合することによって凝集液を形成する凝集剤混合ステップと、
    前記凝集剤混合ステップで形成された前記凝集液を分離固形分と清澄液とに分離する固液分離処理を実行する固液分離ステップと
    を有する放射性廃水処理方法であって、
    前記凝集剤混合ステップの実施後であって前記固液分離ステップの実施前に、前記凝集液に濾過助剤を混合する濾過助剤混合ステップ
    を更に有し、
    前記固液分離ステップでは、前記濾過助剤を添加された前記凝集液について固液分離処理を実行する、
    放射性廃水処理方法。

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