JP2021081298A

JP2021081298A - 汚染水貯蔵方法及び汚染水貯蔵システム

Info

Publication number: JP2021081298A
Application number: JP2019208548A
Authority: JP
Inventors: 田中　伸一; Shinichi Tanaka; 伸一田中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-27

Abstract

【課題】汚染水を大量にかつ安全に貯蔵することができる汚染水貯蔵方法及び汚染水貯蔵システムを提供することを目的とする。【解決手段】汚染水を貯蔵する汚染水貯蔵方法であって、前記汚染水に、当該汚染水の所定割合以上溶解度までの溶質を溶解させる工程と、前記溶質が溶解された前記汚染水を、管路を通して海溝に送り込む工程とを含むことを特徴とする。前記溶解させる工程では、前記汚染水の塩分濃度８％以上溶解度までの塩を溶解させる。【選択図】図１

Description

本発明は、汚染水貯蔵方法及び汚染水貯蔵システムに関する。

東日本大震災以降、原子力発電所の事故により発生した放射性物質を含む汚染水の処理が大きな問題となっている。現在、汚染水は浄化処理が施された後に貯蔵タンクに貯蔵されているが、当該貯蔵タンクの数量も年々増大しており、貯蔵タンクを配置するための敷地の確保が新たな問題となっている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、このような問題を解決すべく、汚染水を海等の水中環境に貯蔵する汚染水貯蔵方法であって、汚染水が水中環境の環境水より高比重になるように、汚染水に溶質を溶解させ、高比重の汚染水を閉じ込め手段にて閉じ込めた状態で海底等の水中環境の底部に貯蔵する技術が開示されている。この技術によれば、汚染水を大量にかつ長期間にわたって安定的に貯蔵することができる。

特開２０１５−７５７７号公報

ところで、特許文献１に係る技術では、タンカー等の液輸送船から送液管を介して、海面又は海中に配置された袋体に対して汚染水を注入し、その後汚染水の重みを利用して袋を沈降させるものである。そのため、袋が水中環境の底部に到達するまでの間に、海中の大型肉食魚例えば鮫等によって食い破られる等の理由により汚染水が沈降中に海中に流出し得る問題があった。また、袋が破損した場合、袋の素材によっては、それ自体が海洋汚染を引き起こす可能性がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、汚染水を大量にかつ安全に貯蔵することができる汚染水貯蔵方法及び汚染水貯蔵システム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に、本発明に係る汚染水貯蔵方法は、汚染水を貯蔵する汚染水貯蔵方法であって、前記汚染水に、当該汚染水の所定割合以上溶解度までの溶質を溶解させる工程と、前記溶質が溶解された前記汚染水を、管路を通して海溝に送り込む工程と、を含むことを特徴とする。
を特徴とする。

また上記の目的を達成するために、本発明に係る汚染水貯蔵システムは、汚染水を貯蔵する汚染水貯蔵システムであって、前記汚染水に、当該汚染水の所定割合以上溶解度までの溶質を溶解させる溶解部と、前記溶質が溶解された前記汚染水を、管路を通して海溝に送り込む送込部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、汚染水を大量にかつ安全に貯蔵することができる。

本実施形態に係る汚染水貯蔵システムの第１の例を示す図である。本実施形態に係る汚染水貯蔵システムの第２の例を示す図である。本実施形態に係る汚染水貯蔵方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。

［汚染水貯蔵システムの第１の例］
図１は、本実施形態に係る汚染水貯蔵システムの第１の例を示す図である。

図１に示す汚染水貯蔵システム１は、複数の貯蔵タンク２、管路３とから構成され、汚染水を陸上Ｌから直接海溝Ｔ内へ送り込むものである。海溝Ｔとは、海底が細長い溝状に深くなっている場所であり、特に最深部が６０００ｍ以上の深さのものである。海溝Ｔはほとんど海水の動きがないために汚染水を停滞させた状態で貯蔵させる場所として適している。

貯蔵タンク２は、陸上Ｌの沿岸部に並設され、貯蔵対象の汚染水を貯蔵するタンクである。ここでいう汚染水とは、原子力発電所から出るセシウムやストロンチウム等の放射性物質を含む汚染水に対し、浄化処理によりセシウムやストロンチウム等が除去され、さらに多核種除去装置によってトリチウム以外の大部分の放射性物質が除去された処理済の汚染水をいう。

複数の貯蔵タンク２の各々には、撹拌プロペラ２１、排出口２２、溶質濃度計２３が設けられる。撹拌プロペラ２１は、貯蔵タンク２の内部に配設され、不図示の駆動手段によって駆動制御され貯蔵タンク２の内部に貯蔵された汚染水及び当該タンクに投入される溶質を撹拌する。排出口２２は、貯蔵タンク２の下部に設けられた外部への排出口であって管路３に接続される。なお、排出口２２からの汚染水の排出は、不図示の開閉手段によって排出口２２が開かれることによって行われる。溶質濃度計２３は、貯蔵タンク２の内部に配設され、貯蔵タンク２の内部の汚染水の溶質濃度を計測する。特に溶質が塩（塩化ナトリウム）である場合には、塩分濃度計である。なお、処理済の汚染水の蒸発を防ぐために貯蔵タンク２は密閉させることが好ましいが、貯蔵タンク２内の内部に水蒸気が発生した場合には水蒸気回収後大気中へ放出する必要がある。この貯蔵タンク２は、撹拌プロペラ２１を用いてタンク内部に貯蔵された汚染水に塩等の溶質を溶解させる溶解部に相当する。

管路３は、貯蔵タンク２と海溝Ｔとの間に敷設される導管である。この管路３には、貯蔵タンク２から海溝Ｔへ向かう方向を正方向とした場合の逆流を防止する不図示の逆流防止弁が設けられる。なお、逆流防止弁を海底側に取り付ける場合には、事前にパイプを高比重の海水や満たしていないとパイプが沈まない可能性がある。また、管路３が海底から浮かび上がらないように先端に十分なおもりをつけることが望ましい。この管路３は、貯蔵タンク２内部に貯蔵された汚染水を海溝Ｔに送り込む送込部に相当する。

以上に示す構成により、第１の例に係る汚染水貯蔵システム１では、撹拌プロペラ２１を用いて貯蔵タンク１の内部に貯蔵された汚染水に所定量の溶質を溶解させ、溶質が溶解された汚染水を、管路３を通して海溝Ｔに送り込む。なお、撹拌プロペラ２１に代えて、水中ポンプや循環ポンプを設けて用いてもよいし、これら撹拌プロペラ２１、水中ポンプ及び循環ポンプのうち２つ以上を同時に用いてもよい。また、貯蔵タンク２に代えて、撹拌プロペラのみを備え汚染水に溶質を混ぜ合わせて溶解させるための混合用タンクと、混合用タンクから溶解後の汚染水が移され、管路３に接続される排出口のみを備え溶解後の汚染水の比重を検査した上で管路３に汚染水を送出する検査送出用タンクとを設けてもよい。この場合、検査送出用タンクを海面から十分な高度へ設置し重力の力を用いて送出することでポンプの故障等によるリスクを軽減することが好ましい。また、貯蔵タンク２（又は混合用タンク及び検査送出用タンク）に流量計を設け途中の液漏れを感知するように構成することが好ましい。

［汚染水貯蔵システムの第２の例］
図２は、本実施形態に係る汚染水貯蔵システムの第２の例を示す図である。

図２に示す汚染水貯蔵システム４は、船体５に搭載された貯蔵タンク６、管路７とから構成され、汚染水を船体５から海溝Ｔ内へ送り込むものである。

貯蔵タンク６は、船体５に搭載され、貯蔵対象の汚染水を貯蔵するタンクである。この貯蔵タンク６には、撹拌プロペラ６１、排出口６２、溶質濃度計６３が設けられる。撹拌プロペラ６１は、貯蔵タンク６の内部に配設され、不図示の駆動手段によって駆動制御され貯蔵タンク６の内部に貯蔵された汚染水及び当該タンクに投入される溶質を撹拌する。排出口６２は、貯蔵タンク６の下部に設けられた外部への排出口であって管路７に接続される。なお、排出口６２からの汚染水の排出は、不図示の開閉手段によって排出口６２が開かれることによって行われる。溶質濃度計６３は、貯蔵タンク６の内部に配設され、貯蔵タンク６の内部の汚染水の溶質濃度を計測する。特に溶質が塩（塩化ナトリウム）である場合には、塩分濃度計である。この貯蔵タンク６は、撹拌プロペラ６１を用いてタンク内部に貯蔵された汚染水に塩等の溶質を溶解させる溶解部に相当する。

管路７は、貯蔵タンク６と海溝Ｔとを間に敷設される導管である。この管路７には、貯蔵タンク６から海溝Ｔへ向かう方向を正方向とした場合の逆流を防止する不図示の逆流防止弁が設けられる。なお、逆流防止弁を海底側に取り付ける場合には、事前にパイプを高比重の海水や満たしていないとパイプが沈まない可能性がある。また、管路７が海底から浮かび上がらないように先端に十分なおもりをつけることが望ましい。この管路７は、貯蔵タンク６内部に貯蔵された汚染水を海溝Ｔに送り込む送込部に相当する。

以上に示す構成により、第２の例に係る汚染水貯蔵システム４では、撹拌プロペラ６１を用いて貯蔵タンク６の内部に貯蔵された汚染水に所定量の溶質を溶解させ、溶質が溶解された汚染水を、管路７を通して海溝Ｔに送り込む。第２の例に係る汚染水貯蔵システム４は、前述の第１の例に係る汚染水貯蔵システム１に加え、例えばオフショア支援船等に転用可能である。なお、的確な位置で汚染水を送り込む動作が行われているかを海上から確認するためのリフレクターやトランスポンダーを設けることが好ましい。

［汚染水貯蔵方法］
図３は、本実施形態に係る汚染水貯蔵方法の一例を示すフローチャートである。図３を用いて、本実施形態に係る汚染水貯蔵方法の基本的な工程について説明する。なお、以下の説明においては、図１を適宜参照しながら説明する。

まずステップＳ１において、汚染水に所定量の溶質を投入して溶解させる（Ｓ１）。ステップＳ１において具体的には、貯蔵タンク２の内部に貯蔵された汚染水に対して溶質である塩を投入して撹拌プロペラ２１を用いて撹拌し、塩分濃度８％（あるいは規定値）以上飽和溶解度になるように混ぜ合わせる。原則的には、比重不足を防止するために規定量を予め計量した上で一括投入することが好ましいが、溶質濃度計２３を用いて溶質濃度を計測しながら投入してもよい。なお、塩分濃度が８％以上であれば海水（塩分濃度通常は３．３〜３．７％）と分離されることが実験で分かっており、このステップＳ１に係る工程により汚染水を海水よりも重くさせる。

次にステップＳ２において、ステップＳ１で溶質が溶解された汚染水を海溝Ｔに送り込む（Ｓ２）。ステップＳ２において具体的には、貯蔵タンク２の下部の排出口２３を開き、管路３を通して海溝Ｔに送り込む。

以上に示す各工程により、本実施形態に係る汚染水貯蔵方法によれば、汚染水に塩を混ぜ合わせて海水より重くしつつ、ほとんど海水の動きがない海溝Ｔに送り込んで半永久的に停滞させることができる。また、管路３を通して汚染水を海溝Ｔに送り込んでいるため、汚染水が沈降中に海中に流出し得る問題を防ぎつつ、汚染水を大量にかつ安全に海溝Ｔに貯蔵することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、本発明の一実施形態では原子力発電所から出るセシウムやストロンチウム等の放射性物質を含む汚染水に対し、浄化処理によりセシウムやストロンチウム等が除去され、さらに多核種除去装置によってトリチウム以外の大部分の放射性物質が除去された処理済の汚染水を例にしたが、他の液体の廃棄貯蔵にも利用可能である。また、比重調整に使う溶質は塩に限られるものではなく海水を汚染することのない他の物資を選択することができる。

１、４汚染水貯蔵システム
２、６貯蔵タンク
３、７管路

Claims

汚染水を貯蔵する汚染水貯蔵方法であって、
前記汚染水に、当該汚染水の所定割合以上溶解度までの溶質を溶解させる工程と、
前記溶質が溶解された前記汚染水を、管路を通して海溝に送り込む工程と、
を含むことを特徴とする汚染水貯蔵方法。
前記溶解させる工程では、前記汚染水の塩分濃度８％以上溶解度までの塩を溶解させることを特徴とする請求項１に記載の汚染水貯蔵方法。
汚染水を貯蔵する汚染水貯蔵システムであって、
前記汚染水に、当該汚染水の所定割合以上溶解度までの溶質を溶解させる溶解部と、
前記溶質が溶解された前記汚染水を、管路を通して海溝に送り込む送込部と、
を備えたことを特徴とする汚染水貯蔵システム。
前記溶解部は、前記汚染水の塩分濃度８％以上溶解度までの塩を溶解させることを特徴とする請求項３に記載の汚染水貯蔵システム。