JP2023163363A - セメント固化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラム缶１本当たりの液体廃棄物充填量を増加させ、廃棄ドラム缶発生本数を低減することで、廃棄物発生量を低減できるセメント固化装置を提供する。
【解決手段】
本発明のセメント固化装置１００は、液体廃棄物中の固形分をろ過するフィルタ装置１１と、フィルタ装置１１を通して固形分を除去したろ過残渣を洗浄槽６に供給するろ過残渣供給部８と、フィルタ装置１１を通したろ液を洗浄槽６に洗浄水として供給する洗浄水供給部１０と、洗浄槽６にセメントを投入するセメント投入部１と、洗浄槽６に投入したろ過残渣およびセメントを混練する混練機５を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、セメント固化装置に関する。

原子力発電プラント等から排出される放射性廃棄物を処理する手法の１つとして、セメント固化がある。セメント固化は、ドラム缶内に収容した放射性廃棄物にセメントを投入し、固化する方法である。

セメント固化装置の例として、下記特許文献１がある。特許文献１には、単一の設備にて注入固化（事前に廃棄物をドラム缶に充填し、その後固化材を上方から注入して固化する方法）と混練固化（廃棄物と固化材を混練して固化する方法）を行うことができ、かつ放射性２次廃棄物の発生を低減する放射性廃棄物処理設備が記載されている。この特許文献１には、「廃棄物投入混練手段は混練固化時放射性廃棄物が投入されるため洗浄廃液は放射性２次廃棄物となるが、この廃棄物投入混練手段はインドラム方式とすることができるので、洗浄するのは例えば混練翼のみで足り、放射性２次廃棄物の発生量を少なくすることができる。」と記載されている。

特開２００１－１７４５８８号公報

上述した特許文献１には、混練後の洗浄水を次バッチのドラム缶に排出することで、洗浄水の受入・供給機構を省略できるという特徴を持つインドラム混練式セメント固化設備が記されている。しかし、特許文献１に記載されたインドラム混練式セメント固化設備では、処理対象廃棄物が液体の場合、「セメントと混練できる水の量＝液体廃棄物＋洗浄水」となるため、洗浄水の分、処理できる液体廃棄物の量が少なくなるという課題がある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、ドラム缶１本当たりの液体廃棄物充填量を増加させ、廃棄ドラム缶発生本数を低減することで、廃棄物発生量を低減できるセメント固化装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、液体廃棄物中の固形分をろ過するフィルタ装置と、フィルタ装置を通して固形分を除去したろ過残渣を洗浄槽に供給するろ過残渣供給部と、フィルタ装置を通したろ液を洗浄槽に洗浄水として供給する洗浄水供給部と、洗浄槽にセメントを投入するセメント投入部と、洗浄槽に投入したろ過残渣およびセメントを混練する混練機を備えることを特徴とするセメント固化装置である。

本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。

本発明によれば、ドラム缶１本当たりの液体廃棄物充填量を増加させ、廃棄ドラム缶発生本数を低減することで、廃棄物発生量を低減できるセメント固化装置を提供できる。

上記に記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１のセメント固化装置の断面模式図 実施例１のセメント固化装置の断面模式図 実施例２のセメント固化装置の洗浄水供給部スプレーノズルの模式図 全量ろ過フィルタの模式図 クロスフローフィルタの模式図 実施例１のセメント固化装置の固化処理のフロー図 従来のセメント固化装置の断面模式図 従来のセメント固化装置の固化処理のフロー図

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１および図２は実施例１のセメント固化装置の断面模式図である。図１および図２に示すように、本発明のセメント固化装置１００は、インドラム式（廃棄処理対象物とセメントの混練、注入を１つのドラム缶で行う方式）であり、廃棄処理対象物である液体廃棄物３中の固形分をろ過するフィルタ装置１１と、フィルタ装置１１を通して固形分を除去したろ過残渣をドラム缶（洗浄槽）６に供給するろ過残渣供給部８と、フィルタ装置１１を通したろ液をドラム缶６に洗浄水として供給する洗浄水供給部１０と、ドラム缶６にセメントを投入するセメント投入部１と、ドラム缶６に投入したろ過残渣およびセメントを混練する混練機５を備える。

洗浄水供給部１０は、洗浄ノズル２を備えており、フィルタ装置１１を通して固形分を取り除いたろ液（液体廃棄物）を洗浄水として洗浄ノズル２から供給し、混練機５を洗浄する。

ドラム缶６は、コンベヤ等の移動機構７によって移動し（図２の右矢印の方向）、セメント固化装置１００の真下の位置（図２のＡ位置）まで運ばれたところで昇降機構２０によって持ち上げられ、セメント固化装置１００から液体廃棄物およびセメントが投入・混練される。混練後、昇降機構２０は移動機構７にドラム缶６を降ろし、液体廃棄物を閉じ込めたセメント３０を収容するドラム缶６を再び移動する（図２の右矢印の方向）。このように、ドラム缶６を移動機構７によって順次送ることで、セメント固化の連続的な処理ができる。

本発明のセメント固化装置１００は、上述したように、液体廃棄物３を洗浄水として用いるものである。液体廃棄物３を洗浄水として用いるために、液体廃棄物３をドラム缶６に投入する前にフィルタ装置１１を用いて液体廃棄物３をろ過することで、液体廃棄物３をろ過残渣とろ液に分離する。その後、ろ過残渣をろ過残渣供給部８を用いてドラム缶６に投入し、一方、ろ液は洗浄水として、洗浄水（ろ液）供給部１０によって洗浄ノズル２へ供給する。

図６は実施例１のセメント固化装置の固化処理のフロー図である。図６に示すように、空のドラム缶６をセメント固化装置１００の真下の位置（図２のＡ位置）に運ぶ（Ｓ１）。ドラム缶６への液体廃棄物およびセメントの投入に先立ち、フィルタ装置１１で液体廃棄物３をろ過し、ろ液（洗浄水）とろ過残渣に分ける（Ｓ２１～Ｓ２３）。ろ液は、洗浄水として洗浄水供給部１０から混練機５に供給され、混練機５を洗浄する（Ｓ２）。ろ過残渣は、ろ過残渣供給部８にからドラム缶６に投入される（Ｓ３）。その後、ドラム缶にセメント投入部１からセメントを供給し（Ｓ４）、混練機５によって混練する（Ｓ５）。そして、液体廃棄物を固化して閉じ込めたセメント３０を収容するドラム缶６を移動する（Ｓ６）。
上述した本実施例のセメント固化装置１００の構成によれば、洗浄水に液体廃棄物を用いることから、ドラム缶一本当たりの液体廃棄物充填量が増加し、廃棄体発生本数を低減できる。

図７は従来のセメント固化装置の断面模式図であり、図８は従来のセメント固化装置の固化処理のフロー図である。図８および図９に示すように、従来のセメント固化装置では、混練機５を洗浄した洗浄水を、次パッチのドラム缶６に排出することで、洗浄水の受入供給部を省略しているが、処理対象廃棄物が液体廃棄物３である場合、洗浄水の量が増えるほど、セメントと混練できる液体廃棄物３の量は少なくなってしまうという課題がある。

図３は実施例２のセメント固化装置の洗浄水供給部スプレーノズルの模式図である。以下、洗浄水供給口をスプレーノズルとした場合の洗浄性向上に関して図３を用いて説明する。洗浄水供給口にスプレーノズル１２を用いることによって、混練機５を構成する遊星ブレード１３と高速翼１４を効率的に洗浄することが出来るようになる。これにより、洗浄に必要となる洗浄水の量が少なくなり、洗浄機構の洗浄性を向上させることが出来る。

図４は全量ろ過フィルタの模式図であり、図５はクロスフローフィルタの模式図である。本発明のセメント固化装置１００のフィルタ装置１１にクロスフローフィルタを採用した際の洗浄性向上に関して、図４、図５を用いて説明する。

図４に示すように、フィルタ１６として全量ろ過フィルタでは、膜供給水１８はフィルタ膜面１６に対して垂直方向に供給され、膜供給水１８と膜ろ過水１９は並行方向に流れる。しかし、フィルタを継続して使用していくことで懸濁物質１７がフィルタ膜面１６に堆積し、ろ過効率が低下する。そのため継続して使用するためには、定期的なフィルタの洗浄や交換が必要となる。

図５に示すように、フィルタ１６としてクロスフローフィルタを用いる場合は、膜供給水１８はフィルタ膜面１６に対して並行方向に供給され、膜供給水１８と膜ろ過水１９は垂直方向に流れる。これにより、膜供給水１８中の懸濁物質１７がフィルタ膜面１６に堆積する現象を抑制しながらろ過を継続して行うことが出来る。

上述した通り、クロスフローフィルタを用いた場合では、ろ過残渣を少なく、ろ液を多くすることができる。これによって、洗浄機構の洗浄性を向上させることが出来る。

以上、説明した通り、本発明によれば、液体廃棄物をフィルタでろ過した後、ろ液を洗浄水として再利用することによって、ドラム缶１本当たりの液体廃棄物充填量を増加させ、廃棄ドラム缶発生本数を低減することで、廃棄物発生量を低減できるセメント固化装置を提供できることが示された。

上述した実施形態や実験例は、本発明の理解を助けるために説明したものであり、本発明は、記載した具体的な構成のみに限定されるものではない。例えば、実施形態の構成の一部を当業者の技術常識の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に当業者の技術常識の構成を加えることも可能である。すなわち、本発明は、本明細書の実施形態や実験例の構成の一部について、発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能である。

１…セメント投入部、２…洗浄ノズル、３…液体廃棄物、４…洗浄水供給部、５…混練機、６…ドラム缶（洗浄槽）、７…移動機構、８…ろ過残渣供給部、９…廃棄物供給部、１０…洗浄水（ろ液）供給部、１１…フィルタ装置、１２…スプレーノズル、１３…遊星ブレード、１４…高速翼、１５…洗浄範囲、１６…フィルタ膜面、１７…懸濁物質、１８…膜供給水、１９…膜ろ過水、２０…昇降機構、１００…セメント固化装置。

Claims (3)

1. 液体廃棄物中の固形分をろ過するフィルタ装置と、前記フィルタ装置を通して固形分を除去したろ過残渣を洗浄槽に供給するろ過残渣供給部と、前記フィルタ装置を通したろ液を前記洗浄槽に洗浄水として供給する洗浄水供給部と、前記洗浄槽にセメントを投入するセメント投入部と、前記洗浄槽に投入したろ過残渣およびセメントを混練する混練機を備えることを特徴とするセメント固化装置。
2. 前記洗浄水供給部は、スプレーノズルを有することを特徴とする請求項１に記載のセメント固化装置。
3. 前記フィルタ装置は、クロスフローフィルタを有することを特徴とする請求項１または２に記載のセメント固化装置。

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