JP2024066666A - Radioactive waste liquid treatment system, radioactive waste liquid treatment method, charge determination device, and charge determination method - Google Patents

Radioactive waste liquid treatment system, radioactive waste liquid treatment method, charge determination device, and charge determination method Download PDF

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Abstract

【課題】放射性廃液に含まれるイオン状のα核種およびイオン状のα核種が付着した微粒子をα核種除去材の吸着性能が十分に発揮される条件でα核種を除去し、長半減期のα核種を含む放射性廃棄物の発生量を低減する。【解決手段】α核種を含む放射性廃液を処理する廃液処理部を備える放射性廃液処理システムであって、廃液処理部は、放射性廃液に含まれるα核種濃度を測定するα核種濃度測定装置と、放射性廃液に分散されている微粒子のゼロ電荷点を判定する電荷判定装置と、微粒子のゼロ電荷点に基いてpH調整を行うpH調整剤注入装置と、pH調整が行われた放射性廃液にα核種除去材を注入する吸着材注入装置と、を有する。【選択図】図2[Problem] To remove ionic α-nuclides contained in radioactive waste liquid and fine particles to which ionic α-nuclides are attached under conditions where the adsorption performance of an α-nuclide removal material is fully exhibited, thereby reducing the amount of radioactive waste containing long-half-life α-nuclides generated. [Solution] A radioactive waste liquid treatment system equipped with a waste liquid treatment unit that treats radioactive waste liquid containing α-nuclides, the waste liquid treatment unit having an α-nuclide concentration measuring device that measures the concentration of α-nuclides contained in the radioactive waste liquid, a charge determining device that determines the zero charge point of fine particles dispersed in the radioactive waste liquid, a pH adjuster injection device that adjusts the pH based on the zero charge point of the fine particles, and an adsorbent injection device that injects an α-nuclide removal material into the radioactive waste liquid that has been pH-adjusted. [Selected Figure] Figure 2

Description

本開示は、放射性廃液処理システム、放射性廃液処理方法、電荷判定装置及び電荷判定方法に関する。 This disclosure relates to a radioactive waste liquid treatment system, a radioactive waste liquid treatment method, an electric charge determination device, and an electric charge determination method.

原子力プラントの原子炉冷却材浄化系、燃料プール冷却材浄化系等から発生するセルロース系のろ過助材、イオン交換樹脂等を含むフィルタスラッジその他の放射性有機廃棄物は、貯蔵タンクに長期間貯蔵保管されている。これらの放射性有機廃棄物は、原子力プラントの運転に伴って定常的に発生する。 Filter sludge and other radioactive organic waste containing cellulose-based filter aids and ion exchange resins, etc., generated from the reactor coolant purification system and fuel pool coolant purification system of nuclear power plants are stored for long periods in storage tanks. These radioactive organic wastes are generated on a regular basis during the operation of nuclear power plants.

放射性有機廃棄物の保管スペースを確保するためには、現在貯蔵中の放射性有機廃棄物の体積を効率的に減らす減容処理技術が必要となる。 In order to secure storage space for radioactive organic waste, volume reduction processing technology is needed to efficiently reduce the volume of radioactive organic waste currently in storage.

特許文献1には、放射性汚染水にゼオライトの粉末を投入し、放射性物質を吸着させ、放射性物質が吸着したゼオライトと処理水とを固液分離する放射性汚染水の処理方法であって、放射性汚染水を連続的に処理するものが開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for treating radioactively contaminated water in which zeolite powder is added to the radioactively contaminated water to adsorb the radioactive substances, and the zeolite to which the radioactive substances have been adsorbed is separated from the treated water by solid-liquid separation, thereby continuously treating the radioactively contaminated water.

特許文献2には、放射性廃液中の鉄イオンまたは添加された鉄イオンを、放射性廃液のpHを9~12の範囲内に調整することにより放射性核種を伴って沈降物として生成させ、沈降物の生成された放射性廃液に、γ-三酸化二鉄(γ-Fe)粉または四酸化三鉄(Fe)粉からなる磁性粉を凝集剤として添加して沈降物に沈降性を付加し、凝集剤の添加された放射性廃液を沈降物と上澄みとに固液分離する方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method in which iron ions in or added to radioactive liquid waste are formed as a precipitate together with radioactive nuclides by adjusting the pH of the radioactive liquid waste to within the range of 9 to 12, a magnetic powder consisting of gamma-iron trioxide (γ-Fe 2 O 3 ) powder or triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ) powder is added as a flocculant to the radioactive liquid waste from which the precipitate has been formed, thereby imparting sedimentation properties to the precipitate, and the radioactive liquid waste to which the flocculant has been added is subjected to solid-liquid separation into a precipitate and a supernatant.

特許文献3には、α核種を含む放射性廃液を処理する放射性廃液処理システムであって、α核種を含む放射性廃液の水質を調整する水質調整装置と、水質調整装置の下流に配置されて、水質が調整された放射性廃液が供給されるフィルタとを備えたものが開示されている。特許文献3には、pH調整剤によりpHが4以上8未満の範囲に調節された放射性廃液内でα核種のコロイドが生成されること、このコロイドをフィルタで除去すること、水質調整のために、アルカリと共に、酸、水質調整用の酸化剤及び還元剤の少なくとも1つを注入してもよいこと、還元剤であるアスコルビン酸又は亜硫酸塩を酸化還元電位調整剤として用いること、フィルタから排出された放射性廃液におけるα核種の残留率は、酸化還元電位が低くなるほど、小さくなること等も開示されている。 Patent Document 3 discloses a radioactive waste liquid treatment system that treats radioactive waste liquid containing alpha nuclides, comprising a water quality adjustment device that adjusts the water quality of the radioactive waste liquid containing alpha nuclides, and a filter that is disposed downstream of the water quality adjustment device and to which the radioactive waste liquid with adjusted water quality is supplied. Patent Document 3 also discloses that colloids of alpha nuclides are generated in radioactive waste liquid whose pH has been adjusted to a range of 4 or more and less than 8 with a pH adjuster, that this colloid is removed with a filter, that at least one of an acid, an oxidizing agent, and a reducing agent for adjusting the water quality may be injected together with an alkali for adjusting the water quality, that ascorbic acid or sulfite, which is a reducing agent, is used as an oxidation-reduction potential adjuster, and that the residual rate of alpha nuclides in the radioactive waste liquid discharged from the filter decreases as the oxidation-reduction potential decreases.

特開2013-50418号公報JP 2013-50418 A 特開2010-190749号公報JP 2010-190749 A 特開2021-120662号公報JP 2021-120662 A

もし、炉心に装荷されている燃料集合体に含まれる燃料棒の被覆管が、万が一、破損した場合には、燃料棒内の核燃料物質、すなわち、ウラン(U)、プルトニウム(Pu)、ネプツニウム(Np)、アメリシウム(Am)、キュリウム(Cm)等のα核種であるアクチノイドが冷却水中に漏洩する。これらのα核種を含む冷却水は、原子炉冷却材浄化系の浄化装置に導かれ、それぞれのα核種がその浄化装置内のイオン交換樹脂によって除去される。α核種の半減期は、長半減期である。 If the cladding tube of a fuel rod contained in a fuel assembly loaded in the reactor core is damaged, the nuclear fuel material in the fuel rod, namely actinides, which are alpha nuclides such as uranium (U), plutonium (Pu), neptunium (Np), americium (Am) and curium (Cm), will leak into the cooling water. The cooling water containing these alpha nuclides is led to the purification device of the reactor coolant purification system, where each alpha nuclides is removed by the ion exchange resin in the purification device. The alpha nuclides have a long half-life.

α核種を吸着したイオン交換樹脂は、廃樹脂として取り扱われる。このイオン交換樹脂からは、有機酸水溶液及び有機酸塩水溶液を用いて、α核種等が溶離される。そして、溶離されたα核種等を含む有機酸水溶液は、所定の処理を経て濃縮しても、長半減期のα核種を含む放射性廃棄物が多量に発生することになる。長半減期のα核種を含む放射性廃棄物の発生量は、低減することが望ましい。 Ion exchange resin that has adsorbed alpha nuclides is treated as waste resin. Alpha nuclides, etc. are eluted from this ion exchange resin using an aqueous solution of an organic acid and an aqueous solution of an organic salt. Even if the aqueous solution of an organic acid containing the eluted alpha nuclides, etc. is concentrated through a prescribed process, a large amount of radioactive waste containing long-half-life alpha nuclides will still be generated. It is desirable to reduce the amount of radioactive waste containing long-half-life alpha nuclides generated.

特許文献1~3に記載の技術によれば、放射性廃液におけるα核種の残留率を低減することが可能である。 The technologies described in Patent Documents 1 to 3 make it possible to reduce the residual rate of alpha nuclides in radioactive liquid waste.

しかしながら、これらの技術を用いても、イオン状のα核種が付着した微粒子が放射性廃液に含まれる場合には、当該微粒子を除去するための除去材の必要量が多くなってしまう場合がある。 However, even with these technologies, if the radioactive waste liquid contains fine particles with ionic alpha nuclides attached, a large amount of removal material may be required to remove the fine particles.

本開示の目的は、放射性廃液に含まれるイオン状のα核種およびイオン状のα核種が付着した微粒子をα核種除去材の吸着性能が十分に発揮される条件でα核種を除去し、長半減期のα核種を含む放射性廃棄物の発生量を低減することにある。 The objective of this disclosure is to remove alpha nuclides contained in radioactive liquid waste and microparticles to which ionic alpha nuclides are attached under conditions in which the adsorption performance of the alpha nuclide removal material is fully exhibited, thereby reducing the amount of radioactive waste containing alpha nuclides with long half-lives.

本開示の放射性廃液処理システムは、α核種を含む放射性廃液を処理する廃液処理部を備え、廃液処理部は、放射性廃液に含まれるα核種濃度を測定するα核種濃度測定装置と、放射性廃液に分散されている微粒子のゼロ電荷点を判定する電荷判定装置と、微粒子のゼロ電荷点に基いてpH調整を行うpH調整剤注入装置と、pH調整が行われた放射性廃液にα核種除去材を注入する吸着材注入装置と、を有する。 The radioactive waste liquid treatment system of the present disclosure includes a waste liquid treatment unit that treats radioactive waste liquid containing alpha nuclides, and the waste liquid treatment unit includes an alpha nuclide concentration measurement device that measures the alpha nuclide concentration contained in the radioactive waste liquid, a charge determination device that determines the zero charge point of the particles dispersed in the radioactive waste liquid, a pH adjuster injection device that adjusts the pH based on the zero charge point of the particles, and an adsorbent injection device that injects an alpha nuclide removal material into the radioactive waste liquid that has been pH adjusted.

本開示によれば、放射性廃液に含まれるイオン状のα核種およびイオン状のα核種が付着した微粒子をα核種除去材の吸着性能が十分に発揮される条件でα核種を除去し、長半減期のα核種を含む放射性廃棄物の発生量を低減することができる。 According to the present disclosure, it is possible to remove ionic alpha nuclides contained in radioactive liquid waste and fine particles to which ionic alpha nuclides are attached under conditions in which the adsorption performance of the alpha nuclide removal material is fully exhibited, thereby reducing the amount of radioactive waste containing alpha nuclides with long half-lives.

実施例1に係る放射性廃液の処理方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a method for treating radioactive liquid waste according to a first embodiment. 実施例1の放射性廃液処理システムの一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of a radioactive waste liquid treatment system according to a first embodiment. 図2の放射性廃液処理システムの要部を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing the main parts of the radioactive waste liquid treatment system of FIG. 2. 水溶液に微粒子が分散されているか否かによるpHの変化の違いを示すグラフである。1 is a graph showing the difference in pH change depending on whether or not fine particles are dispersed in an aqueous solution. α核種除去材のイオン状α核種吸着量に対するpHの影響を示すグラフである。1 is a graph showing the effect of pH on the amount of ionic α-nuclides adsorbed by an α-nuclides removal material. イオン状α核種が付着した微粒子のα核種除去材による除去量に対するpHの影響を示すグラフである。1 is a graph showing the effect of pH on the amount of fine particles having ionic α-nuclides attached thereto, removed by an α-nuclides removal material. 図3の電荷判定装置を示す構成図である。FIG. 4 is a block diagram showing the charge determining device of FIG. 3 . 本開示に係る電荷判定方法の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a charge determination method according to the present disclosure.

本開示は、放射性廃液処理システム等に関し、特に、原子力プラントから発生する廃樹脂の洗浄で生じる放射性廃液、及び核燃料再処理で発生する放射性廃液の処理に適用する放射性廃液処理システム等に関する。 This disclosure relates to a radioactive waste liquid treatment system, and in particular to a radioactive waste liquid treatment system that is applied to the treatment of radioactive waste liquid generated during the cleaning of waste resin generated from nuclear power plants and radioactive waste liquid generated during nuclear fuel reprocessing.

以下、本開示に係る実施例について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施例に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成等は、ここで取り上げたものに限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本開示に直接関係のない要素は、図示を省略する。 Below, examples of the present disclosure are described in detail with reference to the drawings. However, the structures, materials, and various other specific configurations shown in the examples are not limited to those discussed here, and can be appropriately combined or improved without changing the gist of the disclosure. In addition, elements that are not directly related to the present disclosure are not shown.

実施例1は、沸騰水型原子力プラントで発生する放射性有機廃棄物の処理に適用される放射性廃液処理システムに関するものである。 Example 1 relates to a radioactive waste liquid treatment system that is applied to the treatment of radioactive organic waste generated in a boiling water nuclear power plant.

原子力プラント、例えば、運転を経験している沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内の炉心に装荷された燃料集合体、または燃料貯蔵プールに保管された使用済燃料集合体を構成する燃料棒の被覆管が、万が一、破損した場合には、燃料棒内の核燃料物質(α核種であるウラン、プルトニウム、ネプツニウム、アメリシウム、キュリウム等を含む。)が、原子炉圧力容器内の冷却水中、または燃料貯蔵プール内の冷却水中に漏洩する。そして、原子炉圧力容器内の冷却水中に漏洩したα核種は、原子炉冷却材浄化系の浄化装置内のイオン交換樹脂によって除去される。また、燃料貯蔵プール内の冷却水中に漏洩したα核種は、燃料プール冷却材浄化系の浄化装置内のイオン交換樹脂によって除去される。 If the cladding tube of a fuel rod constituting a fuel assembly loaded in the core inside the reactor pressure vessel of a nuclear power plant, for example a boiling water nuclear power plant currently in operation, or a spent fuel assembly stored in a fuel storage pool, is damaged, the nuclear fuel material in the fuel rod (including alpha nuclides uranium, plutonium, neptunium, americium, curium, etc.) will leak into the cooling water in the reactor pressure vessel or the cooling water in the fuel storage pool. The alpha nuclides that leak into the cooling water in the reactor pressure vessel are removed by the ion exchange resin in the purification device of the reactor coolant purification system. The alpha nuclides that leak into the cooling water in the fuel storage pool are also removed by the ion exchange resin in the purification device of the fuel pool coolant purification system.

沸騰水型原子力プラントの原子炉冷却材浄化系、燃料プール冷却材浄化系等から発生するセルロース系のろ過助材、イオン交換樹脂等を含むフィルタスラッジ(放射性有機廃棄物)は、高線量樹脂貯蔵タンクに長期間に亘って貯蔵される。その高線量樹脂貯蔵タンク内に貯蔵されている放射性有機廃棄物は、所定の貯蔵期間が経過した後、高線量樹脂貯蔵タンクから取り出される。 Filter sludge (radioactive organic waste) containing cellulose-based filter aids, ion exchange resins, etc., generated from the reactor coolant purification system and fuel pool coolant purification system of boiling water nuclear power plants is stored for long periods in high-dose resin storage tanks. The radioactive organic waste stored in the high-dose resin storage tanks is removed from the high-dose resin storage tanks after a specified storage period has elapsed.

図1は、実施例1に係る放射性廃液の処理方法を示すフローチャートである。 Figure 1 is a flow chart showing the method for treating radioactive liquid waste according to the first embodiment.

本図においては、まず、高線量樹脂貯蔵タンクから取り出された、陽イオン交換樹脂を含む放射性有機廃棄物(有機系廃棄物)に対して、第一洗浄工程S1(クラッド溶解工程)が実施される。 In this diagram, first, a first cleaning process S1 (crud dissolution process) is carried out on the radioactive organic waste (organic waste) containing cation exchange resin that has been removed from the high-dose resin storage tank.

この第一洗浄工程S1では、還元性を有する有機酸の水溶液(例えば、シュウ酸水溶液)に放射性有機廃棄物を浸漬し、その水溶液に含まれる有機酸によって、放射性有機廃棄物に含まれる鉄酸化物などのクラッドを溶解する。クラッドに含まれているコバルト60等の放射性核種は、クラッドの溶解に伴って有機酸水溶液中に移動する。 In this first cleaning step S1, the radioactive organic waste is immersed in an aqueous solution of a reducing organic acid (e.g., an aqueous solution of oxalic acid), and the organic acid contained in the aqueous solution dissolves the crud, such as iron oxide, contained in the radioactive organic waste. Radioactive nuclides, such as cobalt-60, contained in the crud move into the aqueous organic acid solution as the crud dissolves.

第一洗浄工程S1において有機酸を用いる理由は、有機酸が炭素並びに水素、酸素及び窒素の少なくともいずれか一種類の元素を含むものであるため、第一洗浄工程S1において発生する洗浄廃液である有機酸水溶液を、例えば、オゾン等を用いて酸化処理(後述の廃液分解工程S4)をしたときに、廃液中に不揮発性の残渣を生じないからである。有機酸としては、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸またはクエン酸を用いることが望ましい。 The reason for using an organic acid in the first cleaning step S1 is that since the organic acid contains carbon and at least one of the elements hydrogen, oxygen, and nitrogen, when the organic acid aqueous solution, which is the cleaning waste liquid generated in the first cleaning step S1, is oxidized using, for example, ozone (waste liquid decomposition step S4 described below), no non-volatile residue is generated in the waste liquid. As the organic acid, for example, formic acid, oxalic acid, acetic acid, or citric acid is preferably used.

第一洗浄工程S1において発生する、クラッドの溶解成分を含む洗浄廃液である有機酸水溶液(クラッド溶解液)に対しては、廃液分解工程S4が実施される。 The organic acid aqueous solution (clad dissolving solution), which is the cleaning waste liquid generated in the first cleaning process S1 and contains dissolved components of the clad, is subjected to the waste liquid decomposition process S4.

この廃液分解工程S4では、過酸化水素またはオゾン等の酸化剤が有機酸水溶液中に曝気され、その酸化剤の酸化作用により有機酸及び有機酸塩が分解される。 In this waste liquid decomposition step S4, an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or ozone is aerated into the aqueous organic acid solution, and the organic acid and organic acid salts are decomposed by the oxidizing action of the oxidizing agent.

第一洗浄工程S1が施されて、クラッドが除去された放射性有機廃棄物に対しては、第二洗浄工程S2(放射性核種溶離工程)が実施される。 After the first cleaning process S1 has been performed and the crud has been removed from the radioactive organic waste, the second cleaning process S2 (radioactive nuclide elution process) is carried out.

この第二洗浄工程S2では、クラッドが除去された放射性有機廃棄物を有機酸塩水溶液に浸漬し、その水溶液に含まれる有機酸塩によって、放射性有機廃棄物に吸着されたα核種等の放射性核種を溶離する。 In this second cleaning step S2, the radioactive organic waste from which the crud has been removed is immersed in an aqueous solution of an organic acid salt, and the organic acid salt contained in the aqueous solution elutes radioactive nuclides such as alpha nuclides adsorbed to the radioactive organic waste.

第二洗浄工程S2で使用される有機酸塩は、水溶液中で解離し、水素イオンよりも陽イオン交換樹脂に吸着されやすい陽イオンを生じる有機酸塩であることが望ましい。すなわち、有機酸塩は、並びに水素、酸素及び窒素の少なくともいずれか一種類の元素を含むものであって、第二洗浄工程S2の終了後において洗浄廃液である有機酸塩水溶液を、例えば、オゾンを用いて酸化処理(廃液分解工程S4)をしたときに、廃液中に不揮発性の残渣を生じないものであることが望ましい。有機酸塩としては、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸またはクエン酸のアンモニウム塩、バリウム塩またはセシウム塩を用いることが望ましい。なお、有機酸塩として、ギ酸ヒドラジンを用いてもよい。 The organic acid salt used in the second cleaning step S2 is preferably an organic acid salt that dissociates in an aqueous solution to produce cations that are more easily adsorbed by a cation exchange resin than hydrogen ions. In other words, the organic acid salt contains at least one of hydrogen, oxygen, and nitrogen, and is preferably one that does not produce non-volatile residues in the waste liquid when the organic acid salt aqueous solution, which is the cleaning waste liquid after the second cleaning step S2, is oxidized using, for example, ozone (waste liquid decomposition step S4). As the organic acid salt, it is preferable to use, for example, ammonium salts, barium salts, or cesium salts of formic acid, oxalic acid, acetic acid, or citric acid. Hydrazine formate may also be used as the organic acid salt.

アンモニウム塩は、酸化処理により、窒素ガス及び水に分解されるため、バリウム塩及びセシウム塩に比べて、放射性廃棄物の発生量を低減することができる。ギ酸、シュウ酸、酢酸またはクエン酸のアンモニウム塩、バリウム塩またはセシウム塩は、水溶液中で解離して、NH4+、Ba2+またはCsになる。NH4+、Ba2+またはCsは、水素イオンよりも陽イオン交換樹脂に吸着されやすい陽イオンである。 Ammonium salts are decomposed into nitrogen gas and water by oxidation treatment, and therefore can reduce the amount of radioactive waste generated compared to barium salts and cesium salts. Ammonium salts of formic acid, oxalic acid, acetic acid, or citric acid, barium salts, or cesium salts dissociate in aqueous solution to become NH4 + , Ba2 + , or Cs + . NH4+ , Ba2 + , or Cs + are cations that are more easily adsorbed by cation exchange resins than hydrogen ions.

第二洗浄工程S2において発生する、溶離されたα核種等の放射性核種を含む洗浄廃液である有機酸塩水溶液に対して、廃液分解工程S4が実施される。廃液分解工程S4では、有機酸塩水溶液がオゾン、過酸化水素等の酸化剤により曝気され、その過程で酸化剤により有機酸塩が分解される。 The wastewater decomposition process S4 is carried out on the aqueous organic acid salt solution, which is the washing wastewater containing eluted radionuclides such as alpha nuclides, generated in the second washing process S2. In the wastewater decomposition process S4, the aqueous organic acid salt solution is aerated with an oxidizing agent such as ozone or hydrogen peroxide, and in the process, the organic acid salt is decomposed by the oxidizing agent.

廃液分解工程S4の後、残存する放射性核種を含む残留水溶液(放射性廃液)のα核種濃度が測定される(α核種濃度測定工程S5)。 After the waste liquid decomposition process S4, the alpha nuclide concentration of the residual aqueous solution (radioactive waste liquid) containing the remaining radioactive nuclides is measured (alpha nuclide concentration measurement process S5).

ここで、α核種濃度測定は、放射性廃液をサンプリングして分析装置により測定してもよいし、サーベイメータにより測定してもよい。 Here, the alpha nuclide concentration can be measured by sampling the radioactive waste liquid and measuring it with an analytical device, or by measuring it with a survey meter.

α核種濃度測定工程S5においてα核種濃度が所定濃度以下の場合は、α核種除去などの処理を行わずに、減容工程S10が行われる。一方、α核種濃度が所定濃度より高い場合は、電荷判定工程S6が行われる。 If the alpha nuclide concentration is equal to or lower than a predetermined concentration in the alpha nuclide concentration measurement process S5, the volume reduction process S10 is performed without performing any process such as alpha nuclide removal. On the other hand, if the alpha nuclide concentration is higher than the predetermined concentration, the charge determination process S6 is performed.

ここで、電荷判定工程S6は、放射性廃液をサンプリングして電荷判定装置により測定(後述)をしてもよいし、オンラインで測定してもよい。 Here, the charge determination step S6 may involve sampling the radioactive waste liquid and measuring it with a charge determination device (described later), or it may be measured online.

電荷判定工程S6の後、pH調整工程S7を行う。そして、放射性核種の吸着除去工程S8が行われた後、フィルタ処理工程S9が行われる。 After the charge determination process S6, the pH adjustment process S7 is carried out. Then, the radioactive nuclide adsorption and removal process S8 is carried out, followed by the filtering process S9.

pH調整工程S7に用いられるpH調整剤としては、無機酸(塩酸、硫酸、硝酸等)無機アルカリ(水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等)、有機酸(カルボン酸、アスコルビン酸等)、有機アルカリ(アンモニウム系等)を使用することができる。 The pH adjuster used in the pH adjustment step S7 can be an inorganic acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc.), an inorganic alkali (sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc.), an organic acid (carboxylic acid, ascorbic acid, etc.), or an organic alkali (ammonium-based, etc.).

放射性核種の吸着除去工程S8に用いられるα核種の吸着材(α核種除去材)としては、陽イオン交換樹脂、Fe酸化物、チタン酸化合物、チタン酸塩化合物、フェロシアン化合物、キレート樹脂、活性炭、オキシン添着活性炭、ゼオライト等を使用することができる。 Examples of alpha nuclide adsorbents (alpha nuclide removal materials) used in the radioactive nuclide adsorption and removal process S8 include cation exchange resins, Fe oxides, titanic acid compounds, titanate compounds, ferrocyanide compounds, chelating resins, activated carbon, oxine-impregnated activated carbon, and zeolites.

なお、pHは、水素イオン指数である。 Note that pH is the hydrogen ion exponent.

フィルタ処理工程S9は、クロスフローフィルタを用いることにより、α核種除去材およびpH調整により発生するスラリー等の固体を、放射性核種を除去した廃液と分離する。なお、プレスフィルタ等を用いて上記の固液分離を行ってもよい。 In the filtering process S9, a cross-flow filter is used to separate the alpha nuclide removal material and solids such as slurry generated by pH adjustment from the waste liquid from which radioactive nuclides have been removed. The above solid-liquid separation may also be performed using a press filter or the like.

フィルタ処理工程S9により分離された固体及び廃液はそれぞれ、減容工程S10で濃縮処理または乾燥粉体化処理が施され、容器充填または固化工程S11が行われる。 The solids and waste liquid separated by the filtering process S9 are each subjected to a concentration process or a dry powder process in the volume reduction process S10, and then a container filling or solidification process S11 is carried out.

容器充填または固化工程S11では、濃縮処理により発生した濃縮廃液、または乾燥粉体化処理によって発生した放射性廃棄物の粉体が、容器内に充填されて保管され、またはセメント等の固形剤により容器内で固化される。 In the container filling or solidification process S11, the concentrated waste liquid generated by the concentration process or the radioactive waste powder generated by the drying and powdering process is filled into a container and stored, or solidified in the container with a solid agent such as cement.

次に、上記の工程S1~S11の各工程を行う放射性廃液処理システムの構成の一例について説明する。 Next, we will explain an example of the configuration of a radioactive liquid waste treatment system that performs each of the above steps S1 to S11.

図2は、実施例1の放射性廃液処理システムの一例を示す構成図である。 Figure 2 is a configuration diagram showing an example of a radioactive waste liquid treatment system according to the first embodiment.

本図に示す放射性廃液処理システム1は、放射性有機廃棄物を処理する化学洗浄部10、及び化学洗浄部10から排出される洗浄廃液(放射性廃液)を処理する廃液処理部19を備えている。 The radioactive waste liquid treatment system 1 shown in this figure includes a chemical cleaning section 10 that treats radioactive organic waste, and a waste liquid treatment section 19 that treats the cleaning waste liquid (radioactive waste liquid) discharged from the chemical cleaning section 10.

化学洗浄部10では、図1に示す各工程のうち、クラッドを溶解する第一洗浄工程S1、及び放射性核種を放射性有機廃棄物から溶離させる第二洗浄工程S2が行われる。 Of the various steps shown in FIG. 1, the chemical cleaning section 10 performs a first cleaning step S1 for dissolving the crud and a second cleaning step S2 for eluting radioactive nuclides from the radioactive organic waste.

化学洗浄部10は、第一受入タンク3、化学反応槽4(洗浄槽)、洗浄液供給タンク6、有機酸槽7、有機酸塩槽8及び移送水槽9を有する。また、化学洗浄部10の前段には、高線量樹脂貯蔵タンク2が設けられている。化学洗浄部10の下流側には、第二受入タンク11及び焼却設備12が設けられている。ここで、焼却設備12は、セメント固化設備であってもよく、セメント固化設備を含むものであってもよい。 The chemical cleaning section 10 has a first receiving tank 3, a chemical reaction tank 4 (cleaning tank), a cleaning liquid supply tank 6, an organic acid tank 7, an organic acid salt tank 8, and a transfer water tank 9. A high-dose resin storage tank 2 is provided upstream of the chemical cleaning section 10. A second receiving tank 11 and an incineration facility 12 are provided downstream of the chemical cleaning section 10. Here, the incineration facility 12 may be a cement solidification facility or may include a cement solidification facility.

高線量樹脂貯蔵タンク2と第一受入タンク3とは、移送ポンプ22を設けた有機廃棄物供給管23により接続されている。 The high-dose resin storage tank 2 and the first receiving tank 3 are connected by an organic waste supply pipe 23 equipped with a transfer pump 22.

化学反応槽4は、移送ポンプ24を設けた有機廃棄物移送管25によって、第一受入タンク3に接続されている。この化学反応槽4の周囲には、加熱装置5が配置されている。 The chemical reaction tank 4 is connected to the first receiving tank 3 by an organic waste transfer pipe 25 equipped with a transfer pump 24. A heating device 5 is arranged around the chemical reaction tank 4.

洗浄液供給タンク6は、移送ポンプ32を設けた洗浄液供給管33によって、化学反応槽4に接続されている。 The cleaning liquid supply tank 6 is connected to the chemical reaction tank 4 by a cleaning liquid supply pipe 33 equipped with a transfer pump 32.

化学反応槽4の底部には、移送ポンプ34及び弁35が設けられた戻り配管36が接続され、化学反応槽4の液を洗浄液供給タンク6に還流させることができるようになっている。 A return pipe 36 equipped with a transfer pump 34 and a valve 35 is connected to the bottom of the chemical reaction tank 4, allowing the liquid in the chemical reaction tank 4 to be returned to the cleaning liquid supply tank 6.

また、洗浄液供給タンク6には、有機酸槽7、有機酸塩槽8及び移送水槽9が接続されている。 In addition, an organic acid tank 7, an organic acid salt tank 8, and a transfer water tank 9 are connected to the cleaning liquid supply tank 6.

有機酸槽7は、弁26が設けられた配管29により洗浄液供給タンク6に接続されている。有機酸槽7には、有機酸水溶液、例えば、シュウ酸水溶液が充填されている。有機酸槽7に充填されたシュウ酸水溶液は、飽和水溶液であり、そのシュウ酸濃度は、例えば、0.8mol/Lである。 The organic acid tank 7 is connected to the cleaning liquid supply tank 6 by a pipe 29 equipped with a valve 26. The organic acid tank 7 is filled with an organic acid aqueous solution, for example, an oxalic acid aqueous solution. The oxalic acid aqueous solution filled in the organic acid tank 7 is a saturated aqueous solution, and the oxalic acid concentration is, for example, 0.8 mol/L.

有機酸塩槽8は、弁27が設けられた配管30により洗浄液供給タンク6に接続されている。有機酸塩槽8には、有機酸塩水溶液、例えば、ギ酸ヒドラジン水溶液が充填されている。配管30は、弁26よりも下流で配管29に接続されている。 The organic acid salt tank 8 is connected to the cleaning liquid supply tank 6 by a pipe 30 having a valve 27. The organic acid salt tank 8 is filled with an aqueous solution of an organic acid salt, for example, an aqueous solution of hydrazine formate. The pipe 30 is connected to a pipe 29 downstream of the valve 26.

移送水槽9は、弁28が設けられた配管31により洗浄液供給タンク6に接続されている。移送水槽9には、移送水となる水が充填されている。配管31は、弁27よりも下流で配管30に接続されている。 The transfer water tank 9 is connected to the cleaning liquid supply tank 6 by a pipe 31 having a valve 28. The transfer water tank 9 is filled with water to be used as the transfer water. The pipe 31 is connected to the pipe 30 downstream of the valve 27.

化学反応槽4の底部には、弁37が設けられた配管38が接続されている。配管38は、第二受入タンク11に接続されている。 A pipe 38 equipped with a valve 37 is connected to the bottom of the chemical reaction tank 4. The pipe 38 is connected to the second receiving tank 11.

第二受入タンク11は、配管を介して焼却設備12に接続されている。 The second receiving tank 11 is connected to the incineration facility 12 via piping.

一方、廃液処理部19は、廃液分解装置13、α核種濃度測定装置14、電荷判定装置15、α核種除去装置16、pH調整剤注入装置112、吸着材注入装置121、フィルタ処理装置131、及び処理水回収タンク18を有する。 On the other hand, the waste liquid treatment unit 19 has a waste liquid decomposition device 13, an alpha nuclide concentration measurement device 14, an electric charge determination device 15, an alpha nuclide removal device 16, a pH adjuster injection device 112, an adsorbent injection device 121, a filter treatment device 131, and a treated water recovery tank 18.

廃液分解装置13には、戻り配管36に接続された廃液供給管40から化学反応槽4の液が供給されるようになっている。廃液供給管40は、移送ポンプ34と弁35との間に接続されている。また、廃液供給管40には、弁39が設けられている。 The waste liquid decomposition device 13 is supplied with the liquid from the chemical reaction tank 4 through a waste liquid supply pipe 40 connected to the return pipe 36. The waste liquid supply pipe 40 is connected between the transfer pump 34 and the valve 35. The waste liquid supply pipe 40 is also provided with a valve 39.

廃液分解装置13は、配管45を介してα核種除去装置16に接続されている。配管45には、移送ポンプ43及び弁44が設けられている。なお、配管45、46は、α核種を含む放射性廃液を導く放射性廃液供給管を構成する。 The waste liquid decomposition device 13 is connected to the alpha nuclide removal device 16 via piping 45. A transfer pump 43 and a valve 44 are provided in the piping 45. The piping 45 and 46 constitute a radioactive waste liquid supply pipe that guides the radioactive waste liquid containing alpha nuclides.

廃液分解装置13においては、有機酸水溶液(クラッド溶解液)及び有機酸塩水溶液(核種溶離液)が貯留され、注入される過酸化水素またはオゾン等の酸化剤により有機酸及び有機酸塩が分解される。 In the waste liquid decomposition device 13, an organic acid aqueous solution (clad dissolving solution) and an organic acid salt aqueous solution (nuclide eluting solution) are stored, and the organic acid and organic acid salt are decomposed by injected oxidizing agents such as hydrogen peroxide or ozone.

配管45には、α核種濃度測定装置14、電荷判定装置15及びpH調整剤注入装置112が接続されている。 An alpha nuclide concentration measuring device 14, a charge determining device 15, and a pH adjuster injection device 112 are connected to the piping 45.

α核種除去装置16は、配管46を介して処理水回収タンク18に接続されている。配管46には、フィルタ処理装置131が設けられている。また、α核種除去装置16には、吸着材注入装置121が接続されている。 The alpha nuclide removal device 16 is connected to the treated water recovery tank 18 via piping 46. The piping 46 is provided with a filter treatment device 131. In addition, the alpha nuclide removal device 16 is connected to an adsorbent injection device 121.

フィルタ処理装置131では、例えば、マイクロメートルオーダー以下(1μm以下)の孔径を有する膜を用いたクロスフローフィルタ方式によって、放射性廃液をろ過して、放射性廃液からα核種を吸着したα核種吸着材およびpH調整により発生したスラリー等を分離する。 In the filter processing device 131, for example, the radioactive waste liquid is filtered using a cross-flow filter method using a membrane with a pore size on the order of micrometers or less (1 μm or less), and the alpha nuclide adsorbent that has adsorbed the alpha nuclide from the radioactive waste liquid and the slurry generated by pH adjustment are separated.

また、フィルタ処理装置131には、配管55が接続されている。配管55は、化学洗浄部10の戻り配管36に接続されている。本図においては、配管55は、戻り配管36の移送ポンプ34と弁35との間に接続されている。フィルタ処理装置131において生じるろ過水は、配管55を通じて戻り配管36に送られる。フィルタ処理装置131においては、ろ過により、吸着材と炭酸除去により発生するスラリーとが分離される。このように、ろ過水は、循環水として循環させることができる。なお、戻り配管36と配管55との接続部に三方弁(図示していない)を設けることにより、化学反応槽4からの液と配管55からのろ過水とを切り替えられるようにすることが望ましい。 A pipe 55 is also connected to the filter treatment device 131. The pipe 55 is connected to the return pipe 36 of the chemical cleaning section 10. In this figure, the pipe 55 is connected between the transfer pump 34 and the valve 35 of the return pipe 36. The filtered water generated in the filter treatment device 131 is sent to the return pipe 36 through the pipe 55. In the filter treatment device 131, the adsorbent and the slurry generated by carbon dioxide removal are separated by filtration. In this way, the filtered water can be circulated as circulating water. It is preferable to provide a three-way valve (not shown) at the connection between the return pipe 36 and the pipe 55 so that the liquid from the chemical reaction tank 4 and the filtered water from the pipe 55 can be switched.

なお、化学洗浄部10から廃液処理部19に放射性廃液を移送するタイミングは、戻り配管36にサンプリング弁をつけておき、サンプリング弁で採取した放射性廃液を定期的に分析することで、測定されるα核種濃度が所定の濃度になった際に移送するようにしてもよい。 The timing of transferring the radioactive waste liquid from the chemical cleaning section 10 to the waste liquid treatment section 19 may be determined by attaching a sampling valve to the return pipe 36 and periodically analyzing the radioactive waste liquid collected by the sampling valve, so that the transfer occurs when the measured alpha nuclide concentration reaches a predetermined concentration.

さらに、廃液処理部19の後段には、乾燥粉体化装置20及び固化設備21が設けられている。処理水回収タンク18と乾燥粉体化装置20とは、配管48を介して接続されている。配管48には、移送ポンプ47が設けられている。乾燥粉体化装置20と固化設備21とは、配管49を介して接続されている。なお、乾燥粉体化装置20の代わりに、放射性廃液の濃縮装置を用いてもよい。 Furthermore, a drying powdering device 20 and a solidification facility 21 are provided downstream of the waste liquid treatment unit 19. The treated water recovery tank 18 and the drying powdering device 20 are connected via a pipe 48. A transfer pump 47 is provided on the pipe 48. The drying powdering device 20 and the solidification facility 21 are connected via a pipe 49. Note that a radioactive waste liquid concentrator may be used instead of the drying powdering device 20.

図3は、図2の放射性廃液処理システムの要部を示す構成図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the main parts of the radioactive waste liquid treatment system shown in Figure 2.

図3においては、廃液処理部19のうち、α核種濃度測定装置14からフィルタ処理装置131までの詳細な構成を示している。 Figure 3 shows the detailed configuration of the waste liquid treatment unit 19, from the alpha nuclide concentration measurement device 14 to the filter treatment device 131.

α核種除去装置16の上流側の配管45には、α核種濃度測定装置14及び電荷判定装置15が接続されている。なお、電荷判定装置15は、廃液処理部19に連結させた配置としないで、サンプリングした放射性廃液に対して電荷判定を行い、その判定結果をpH調整剤注入装置112のpH調整剤注入量に反映させてもよい。 An alpha nuclide concentration measuring device 14 and an electric charge determining device 15 are connected to the piping 45 upstream of the alpha nuclide removal device 16. The electric charge determining device 15 may not be connected to the waste liquid treatment unit 19, but may instead determine the electric charge of the sampled radioactive waste liquid and have the result of this determination reflected in the amount of pH adjuster injected by the pH adjuster injection device 112.

α核種除去装置16は、配管45を通して廃液分解装置13から送られる放射性廃液を収容する廃液処理槽によって構成されている。 The alpha nuclide removal device 16 is composed of a waste liquid treatment tank that contains radioactive waste liquid sent from the waste liquid decomposition device 13 through piping 45.

α核種濃度測定装置14により放射性廃液のα核種濃度を測定し、α核種濃度が所定濃度以下の場合は、配管54を通じて戻り配管36(図2)に戻して、循環水として循環させてもよい。 The alpha nuclide concentration of the radioactive waste liquid is measured by the alpha nuclide concentration measuring device 14, and if the alpha nuclide concentration is equal to or lower than a predetermined concentration, the liquid is returned to the return pipe 36 (Figure 2) via pipe 54 and may be circulated as circulating water.

α核種濃度が所定濃度以上の場合は、電荷判定装置15により放射性廃液の電荷を測定する。その後、pH調整剤注入装置112によりpH調整剤を注入してpH調整を行った後、α核種除去装置16に放射性廃液が供給される。なお、pH調整剤注入装置112は、配管45ではなく、α核種除去装置16に接続してもよい。この構成であっても、同様にpH調整を行うことができる。 When the alpha nuclide concentration is equal to or higher than a predetermined concentration, the charge of the radioactive waste liquid is measured by the charge determination device 15. After that, a pH adjuster is injected by the pH adjuster injection device 112 to adjust the pH, and the radioactive waste liquid is supplied to the alpha nuclide removal device 16. Note that the pH adjuster injection device 112 may be connected to the alpha nuclide removal device 16 instead of the piping 45. Even with this configuration, the pH can be adjusted in the same way.

α核種除去装置16には、吸着材注入装置121からα核種除去材(吸着材)が注入されるように構成されている。これにより、放射性廃液に含まれるα核種が除去される。その後、放射性廃液は、配管46を通じてフィルタ処理装置131に供給される。フィルタ処理装置131において吸着材をろ過したろ過水は、配管46を通じて処理水回収タンク18(図2)に供給される。なお、ろ過水は、配管55を通じて戻り配管36(図2)に戻し、循環水として循環させてもよい。 The alpha nuclide removal device 16 is configured to inject an alpha nuclide removal material (adsorbent) from an adsorbent injection device 121. This removes the alpha nuclides contained in the radioactive liquid waste. The radioactive liquid waste is then supplied to the filter treatment device 131 through piping 46. The filtered water, from which the adsorbent has been filtered in the filter treatment device 131, is supplied to the treated water recovery tank 18 (Figure 2) through piping 46. The filtered water may be returned to the return piping 36 (Figure 2) through piping 55 and circulated as circulating water.

つぎに、電荷判定について説明する。 Next, we will explain charge determination.

図4は、水溶液に微粒子が分散されているか否かによるpHの変化の違いを示すグラフである。横軸にアルカリ剤である0.1M水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)の添加量、縦軸に水溶液のpHをとっている。言い換えると、本図は、中和滴定曲線を示している。 Figure 4 is a graph showing the difference in pH change depending on whether or not fine particles are dispersed in the aqueous solution. The horizontal axis shows the amount of added 0.1 M aqueous sodium hydroxide solution (NaOH), which is an alkaline agent, and the vertical axis shows the pH of the aqueous solution. In other words, this graph shows a neutralization titration curve.

本図に示す例においては、水溶液(試験液)として50倍希釈海水100mL、微粒子としてゲータイト(FeOOH)1g、pH調整剤として水酸化ナトリウムを用いている。 In the example shown in this figure, 100 mL of 50-fold diluted seawater is used as the aqueous solution (test liquid), 1 g of goethite (FeOOH) is used as the microparticles, and sodium hydroxide is used as the pH adjuster.

本図に示すように、微粒子が分散されていないイオンのみの水溶液の場合(□印)、初期状態のNaOHの添加量が0mLにおいてはpHが約4であり、添加量が0.1mLを超えると添加量の増加に伴ってpHが4から10程度まで上昇する。一方、微粒子(FeOOH)が分散されている場合(○印)、初期状態においてはpHが約6であり、微粒子のpH緩衝作用により、添加量が増加しても、pHの上昇は非常に緩やかであり、pH7未満である。 As shown in this figure, in the case of an aqueous solution containing only ions without dispersed microparticles (□), the pH is about 4 when 0 mL of NaOH is added initially, and when the amount added exceeds 0.1 mL, the pH rises from 4 to about 10 as the amount added increases. On the other hand, when microparticles (FeOOH) are dispersed (○), the pH is about 6 in the initial state, and due to the pH buffering effect of the microparticles, the pH rises very slowly even when the amount added increases, remaining below pH 7.

以上のことから、微粒子の有無によりpHを調整するための条件が異なることがわかる。そして、微粒子の電荷は、本図に示すデータから得られた二つの曲線の交点から判定するものとし、交点を「ゼロ電荷点」と呼ぶことにする。本図においては、ゼロ電荷点のpHは約6であり、ゼロ電荷点のpHより低い範囲では正電荷、ゼロ電荷点のpHより高い範囲では負電荷であると判定する。 From the above, it can be seen that the conditions for adjusting the pH differ depending on whether or not microparticles are present. The charge of the microparticles is determined from the intersection of two curves obtained from the data shown in this figure, and this intersection is called the "point of zero charge." In this figure, the pH of the zero charge point is approximately 6, and a range lower than the pH of the zero charge point is determined to be a positive charge, and a range higher than the pH of the zero charge point is determined to be a negative charge.

なお、微粒子のpH緩衝作用は、微粒子の表面に水酸化物イオン(OH)が吸着されるためと考えられる。よって、液中に溶解しているα核種のイオン及び微粒子の表面に吸着しているα核種のイオンにOHが結合して中和された後も、更に添加されたOHが吸着され、液のpHの上昇が抑制されると考えられる。 The pH buffering effect of the microparticles is believed to be due to hydroxide ions (OH - ) adsorbed to the surface of the microparticles. Therefore, even after OH - is bound to and neutralized by the ions of the α-nuclear species dissolved in the liquid and the ions of the α-nuclear species adsorbed to the surface of the microparticles, further added OH - is adsorbed, and the increase in the pH of the liquid is suppressed.

つぎに、α核種除去材を用いてイオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子を除去する際、吸着性能が十分に発揮されるpH条件について説明する。 Next, we will explain the pH conditions under which the adsorption performance of the alpha nuclide removal material is fully demonstrated when removing ionic alpha nuclides and fine particles with ionic alpha nuclides attached thereto.

図5は、α核種除去材のイオン状α核種吸着量に対するpHの影響を示すグラフである。横軸に水溶液のpH、縦軸にα核種除去材のイオン状α核種吸着量Qeqをとっている。Qeqの単位は、α核種除去材1g当たりの吸着量(mg)である。 5 is a graph showing the effect of pH on the amount of ionic α-nuclides adsorbed by the α-nuclide removal material. The horizontal axis shows the pH of the aqueous solution, and the vertical axis shows the amount of ionic α-nuclides adsorbed by the α-nuclide removal material, Qeq . The unit of Qeq is the amount of adsorption (mg) per 1 g of the α-nuclide removal material.

本図においては、ゲータイト(FeOOH)等の微粒子が分散されていないイオンのみの水溶液にα核種除去材としてマグネタイト(Fe)を用いた場合を示している。α核種としては、アメリシウム(Am)を用いている。 This figure shows the case where magnetite (Fe 3 O 4 ) is used as an α nuclide remover in an aqueous solution containing only ions without dispersed fine particles such as goethite (FeOOH). Americium (Am) is used as the α nuclide.

本図に示すように、Qeqは、pHの増加に従って大きくなる。したがって、イオンのみの水溶液の場合、α核種除去の観点からは、pH10とすることが望ましい。 As shown in the figure, Qeq increases with increasing pH. Therefore, in the case of an aqueous solution containing only ions, a pH of 10 is desirable from the viewpoint of removing alpha nuclides.

図6は、イオン状α核種が付着した微粒子のα核種除去材による除去量に対するpHの影響を示すグラフである。 Figure 6 is a graph showing the effect of pH on the amount of microparticles with ionic alpha nuclides attached by an alpha nuclide removal material.

本図においては、例として、α核種除去材としてマグネタイト(Fe)、イオン状α核種が付着した微粒子としてゲータイト(FeOOH)を用いている。なお、α核種除去材の電荷は、図4のようなグラフを用いた方法により、ゼロ電荷点のpHは約8であり、ゼロ電荷点のpHより低い範囲では正電荷、ゼロ電荷点のpHより高い範囲では負電荷であると判定する。 In this figure, magnetite ( Fe3O4 ) is used as the α nuclide removal material, and goethite ( FeOOH ) is used as the fine particles to which ionic α nuclide is attached, as an example. The charge of the α nuclide removal material is determined by a method using a graph such as that shown in Figure 4, with the pH of the zero charge point being approximately 8, and the charge being positive in the range below the pH of the zero charge point, and negative in the range above the pH of the zero charge point.

図6に示すように、α核種除去材と微粒子の電荷が同符号となるpH4又は10の条件においては、イオン状α核種が付着した微粒子のα核種除去材による除去量が小さい。これに対して、α核種除去材と微粒子の電荷が異符号となるpH6の条件においては、α核種除去材のイオン状α核種が付着した微粒子のα核種除去材による除去量が比較的大きい。 As shown in Figure 6, under conditions of pH 4 or 10 where the charges of the alpha nuclide removal material and the microparticles are of the same sign, the amount of microparticles with ionic alpha nuclides attached to them removed by the alpha nuclide removal material is small. In contrast, under conditions of pH 6 where the charges of the alpha nuclide removal material and the microparticles are of opposite signs, the amount of microparticles with ionic alpha nuclides attached to them removed by the alpha nuclide removal material is relatively large.

上記の結果(図5及び6)から、図4より、α核種除去材と微粒子の電荷が異符号となる条件の範囲でアルカリ側(本実施例の場合、微粒子が分散されていないイオンのみの水溶液に対するpH調整においてpH8程度)となるようにpH調整をした後、α核種除去材によりα核種を除去することで、イオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子の両方を吸着性能が十分に発揮されるpH条件で除去できる。 From the above results (Figures 5 and 6), and from Figure 4, by adjusting the pH to the alkaline side (in this embodiment, the pH is adjusted to about pH 8 for an aqueous solution containing only ions without dispersed microparticles) within the range of conditions where the charges of the alpha nuclide removal material and the microparticles are of opposite signs, and then removing the alpha nuclides with the alpha nuclide removal material, both ionic alpha nuclides and microparticles with ionic alpha nuclides attached can be removed under pH conditions where the adsorption performance is fully demonstrated.

図2において、配管46を通じて処理水回収タンク18内に供給されたろ過水は、移送ポンプ47を駆動することにより、配管48を通して乾燥粉体化装置20に所定量が供給される。α核種以外の放射性核種を含むろ過水は、乾燥粉体化装置20で粉体化される(図1の減容工程S10)。得られた粉体は、工程S9までの処理において長半減期のα核種の大部分が除去されている。 In FIG. 2, the filtered water supplied to the treated water recovery tank 18 through the pipe 46 is supplied in a predetermined amount to the dry powder processing device 20 through the pipe 48 by driving the transfer pump 47. The filtered water containing radioactive nuclides other than alpha nuclides is powdered in the dry powder processing device 20 (volume reduction step S10 in FIG. 1). The obtained powder has had most of the long half-life alpha nuclides removed in the processing up to step S9.

その後、乾燥粉体化装置20で生成された粉体は、固化設備21(または充填設備)に移送される。固化設備21では、その粉体が固化容器内に充填され、その固化容器内に固化材(例えば、セメント)が注入される。固化容器内の粉体は、固化材によって固化される(容器充填または固化工程S11)。 The powder produced by the dry powder generator 20 is then transferred to the solidification equipment 21 (or filling equipment). In the solidification equipment 21, the powder is filled into a solidification container, and a solidification material (e.g., cement) is injected into the solidification container. The powder in the solidification container is solidified by the solidification material (container filling or solidification step S11).

固化容器は、密封され、保管場所に保管される。また、充填設備を用いる場合には、容器内に粉体を充填し、粉体を充填した容器を密封した後、その容器が保管場所に保管される。 The solidification container is sealed and kept in a storage area. If filling equipment is used, the container is filled with powder, sealed, and then kept in a storage area.

なお、フィルタ処理装置131において分離した吸着材およびスラリーは、別途用意した受けタンクに供給(保管)してもよいし、上記工程同様、乾燥粉体化装置20に別途供給して減容工程S10を行った後、固化設備21(または充填設備)に移送して容器充填または固化工程S11を行ってもよい(図示せず)。 The adsorbent and slurry separated in the filter processing device 131 may be supplied (stored) in a separate receiving tank, or, as in the above process, may be supplied separately to the drying and powdering device 20 for the volume reduction process S10, and then transferred to the solidification equipment 21 (or filling equipment) for container filling or solidification process S11 (not shown).

本実施例によれば、イオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子の両方を、α核種除去材の吸着性能が十分に発揮されるpH条件で除去でき、α核種を含む放射性廃棄物を低減することができる。 According to this embodiment, both ionic alpha nuclides and fine particles with ionic alpha nuclides attached can be removed under pH conditions that fully demonstrate the adsorption performance of the alpha nuclide removal material, and radioactive waste containing alpha nuclides can be reduced.

なお、本実施例では、電荷判定装置15により電荷判定(微粒子の電荷判定)を行っているが、微粒子の材料特有のゼロ電荷点(pzc)についての文献値をデータベースに保存しておき、これを参照してpH調整などの上記処理を実施してもよい。 In this embodiment, the charge determination (charge determination of the fine particles) is performed by the charge determination device 15, but literature values for the point of zero charge (pzc) specific to the fine particle material may be stored in a database, and the above-mentioned processes such as pH adjustment may be performed by referring to these values.

また、微粒子としてゲータイト(FeOOH)を例に説明したが、適用可能な微粒子は、マグネタイト(Fe)やフェライト(Fe)、シリカ微粒子やアルミナ微粒子等が挙げられる。 Further, goethite (FeOOH) has been used as an example of fine particles in the above description, but other applicable fine particles include magnetite (Fe 3 O 4 ), ferrite (Fe 2 O 3 ), silica fine particles, alumina fine particles, and the like.

本開示の好適な他の実施例として、実施例2の放射性廃液処理システムを説明する。 As another preferred embodiment of the present disclosure, a radioactive waste liquid treatment system according to Example 2 will be described.

実施例2も、沸騰水型原子力プラントで発生する放射性有機廃棄物の処理に適用される放射性廃液処理システムである。 Example 2 is also a radioactive waste liquid treatment system applied to the treatment of radioactive organic waste generated in a boiling water nuclear power plant.

実施例2の放射性廃液処理システムでは、電荷判定S6の電荷判定装置15で得られた図4の電荷測定結果からpH調整剤量を判定し、pH調整剤注入装置112によりpH調整剤を注入してpH調整を行った後、α核種除去装置16を用いてα核種を除去する方法である。なお、構成図に関しては、実施例1で示す図3と同様である。 In the radioactive waste liquid treatment system of Example 2, the amount of pH adjuster is determined from the charge measurement results of FIG. 4 obtained by the charge determination device 15 in charge determination S6, and the pH is adjusted by injecting a pH adjuster using the pH adjuster injector 112, and then alpha nuclides are removed using the alpha nuclide removal device 16. Note that the configuration diagram is the same as that of FIG. 3 shown in Example 1.

実施例1では、図5及び6に示すイオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子の両方を吸着性能が十分に発揮されるpH条件で除去するため、図4より、α核種除去材と微粒子の電荷が異符号となる条件の範囲でアルカリ側(本実施例の場合、pH8程度)となるようにpH調整をした後、α核種除去材によりα核種を除去した。 In Example 1, in order to remove both the ionic α-nuclides and the fine particles with ionic α-nuclides attached shown in Figures 5 and 6 under pH conditions that fully demonstrate the adsorption performance, the pH was adjusted to be on the alkaline side (about pH 8 in this example) within the range of conditions in which the charges of the α-nuclides removal material and the fine particles have opposite signs as shown in Figure 4, and then the α-nuclides were removed by the α-nuclides removal material.

これに対して、実施例2では、図4の結果を用いてpHの範囲で制御するのではなく、pH調整剤の添加量でpHを調整する。図4の結果から、α核種除去材と微粒子の電荷が異符号となる条件の0.1M NaOH添加量の範囲は、0.2mLから2mLである(図4で図示されているのは1mLまで)。そこで、液中の微粒子の有無にかかわらず、上記の範囲でNaOHを添加すればイオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子の両方を吸着性能が十分に発揮されるpH条件で除去できる。 In contrast, in Example 2, the pH is not controlled by the range of pH using the results in Figure 4, but by adjusting the amount of pH adjuster added. From the results in Figure 4, the range of 0.1 M NaOH added under conditions where the charges of the alpha nuclide removal material and the fine particles have opposite signs is 0.2 mL to 2 mL (Figure 4 shows up to 1 mL). Therefore, regardless of the presence or absence of fine particles in the liquid, by adding NaOH in the above range, both ionic alpha nuclides and fine particles with ionic alpha nuclides attached can be removed under pH conditions where the adsorption performance is fully demonstrated.

例えば、0.1M NaOHを0.3mL添加した場合、微粒子が分散されていない液においては、pHが約10となり、図5に示すように高pH(アルカリ性)の条件にpHが調整され、α核種除去材のイオン状α核種吸着量が増加する。一方、液中に微粒子が分散されている場合、微粒子のpH緩衝作用によりpHが約6となる。このため、図6に示すように、α核種除去材と微粒子の電荷が異符号となる条件にpHが調整され、α核種除去材のイオン状α核種が付着した微粒子吸着量が増加する。α核種除去材と微粒子の電荷が異符号の場合、α核種除去材と微粒子とが電気的に親和することにより凝集しやすくなるからである。これにより、沈澱分離、ろ過分離等の処理が容易となる。 For example, when 0.3 mL of 0.1 M NaOH is added, the pH of the liquid in which the fine particles are not dispersed is about 10, and the pH is adjusted to a high pH (alkaline) condition as shown in FIG. 5, and the amount of ionic alpha nuclides adsorbed by the alpha nuclide removal material increases. On the other hand, when fine particles are dispersed in the liquid, the pH becomes about 6 due to the pH buffering effect of the fine particles. Therefore, as shown in FIG. 6, the pH is adjusted to a condition in which the charges of the alpha nuclide removal material and the fine particles are opposite signs, and the amount of fine particles adsorbed by the alpha nuclide removal material with ionic alpha nuclides attached increases. This is because when the charges of the alpha nuclide removal material and the fine particles are opposite signs, the alpha nuclide removal material and the fine particles are easily coagulated due to electrical affinity between them. This makes it easier to perform processes such as precipitation separation and filtration separation.

本実施例によれば、液中の微粒子の有無にかかわらず、イオン状α核種およびイオン状α核種が付着した微粒子の両方を、α核種除去材の吸着性能が十分に発揮されるpH条件で除去でき、α核種を含む放射性廃棄物を低減することができる。 According to this embodiment, regardless of the presence or absence of fine particles in the liquid, both ionic alpha nuclides and fine particles with ionic alpha nuclides attached can be removed under pH conditions that fully demonstrate the adsorption performance of the alpha nuclide removal material, thereby reducing radioactive waste containing alpha nuclides.

つぎに、図4に示すゼロ電荷点の判定装置及び判定方法について説明する。 Next, we will explain the zero charge point determination device and method shown in Figure 4.

図7は、図3の電荷判定装置を示す構成図である。 Figure 7 is a diagram showing the configuration of the charge determination device in Figure 3.

図7においては、電荷判定装置15(ゼロ電荷点の判定装置)は、フィルタ部201と、アルカリ処理槽211、212(pH調整処理槽)と、演算部220と、を備えている。ここで、アルカリ処理槽211は「第一のpH調整処理槽」、アルカリ処理槽212は「第二のpH調整処理槽」とも呼ぶ。 In FIG. 7, the charge determination device 15 (zero charge point determination device) includes a filter unit 201, alkaline treatment tanks 211 and 212 (pH adjustment treatment tanks), and a calculation unit 220. Here, the alkaline treatment tank 211 is also called the "first pH adjustment treatment tank," and the alkaline treatment tank 212 is also called the "second pH adjustment treatment tank."

アルカリ処理槽211、212は、配管45から分岐した配管を介して、α核種を含む放射性廃液を採取することができるようになっている。アルカリ処理槽211、212には、0.1M NaOH等のpH調整剤(アルカリ剤)を添加することができるようになっている。 The alkaline treatment tanks 211 and 212 are capable of collecting radioactive waste liquid containing alpha nuclides through a pipe branched off from the pipe 45. A pH adjuster (alkaline agent) such as 0.1 M NaOH can be added to the alkaline treatment tanks 211 and 212.

配管45とアルカリ処理槽211との間には、フィルタ部201が設けられている。アルカリ処理槽211に導入される放射性廃液は、フィルタ部201においてゲータイト(FeOOH)等の微粒子が除去されるようになっている。 A filter section 201 is provided between the pipe 45 and the alkaline treatment tank 211. The radioactive waste liquid introduced into the alkaline treatment tank 211 is filtered out of fine particles such as goethite (FeOOH) in the filter section 201.

演算部220は、アルカリ処理槽211、212において得られる計測データ(図4に示すようなデータ等)を取得し、上記の微粒子のゼロ電荷点を算出する。また、演算部220は、pH調整剤の添加量を制御する機能を有することが望ましい。 The calculation unit 220 acquires the measurement data (such as the data shown in FIG. 4) obtained in the alkaline treatment tanks 211 and 212, and calculates the zero charge point of the above-mentioned fine particles. In addition, it is preferable that the calculation unit 220 has a function of controlling the amount of pH adjuster added.

図8は、本開示に係る電荷判定方法(ゼロ電荷点の判定方法)の一例を示すフローチャートである。 Figure 8 is a flowchart showing an example of a charge determination method (a method for determining the zero charge point) according to the present disclosure.

本図に示すように、α核種を含む放射性廃液の電荷を判定する際には、廃液サンプル(放射性廃液)を2つに分けて採取する(工程S50)。廃液サンプルの一方をろ過し、固形分(ゲータイト(FeOOH)等の微粒子)を除去する(工程S51)。廃液サンプルの両方をアルカリ処理し、pHを測定する(工程S52)。アルカリ処理は、0.1M NaOH等のpH調整剤(アルカリ剤)を添加することにより行う。そして、アルカリ添加量に対するpHの曲線の交点から上記の微粒子のゼロ電荷点を算出する(工程S53)。 As shown in this figure, when determining the charge of radioactive waste liquid containing alpha nuclides, two waste liquid samples (radioactive waste liquid) are collected (step S50). One of the waste liquid samples is filtered to remove solids (fine particles such as goethite (FeOOH)) (step S51). Both waste liquid samples are treated with alkali and the pH is measured (step S52). The alkali treatment is performed by adding a pH adjuster (alkaline agent) such as 0.1 M NaOH. The zero charge point of the fine particles is then calculated from the intersection of the curve of pH versus the amount of alkali added (step S53).

以下、本開示に係る望ましい実施形態についてまとめて説明する。 Below, we summarize preferred embodiments of this disclosure.

放射性廃液処理システムは、α核種除去材が注入された放射性廃液からα核種をろ過により除去するフィルタ処理装置を備える。 The radioactive liquid waste treatment system is equipped with a filter treatment device that removes alpha nuclides by filtration from radioactive liquid waste into which an alpha nuclide removal material has been injected.

微粒子のゼロ電荷点は、α核種濃度が所定濃度以上の場合に判定される。 The zero charge point of a microparticle is determined when the alpha nuclide concentration is equal to or greater than a predetermined concentration.

pH調整剤注入装置は、放射性廃液のpHが、微粒子のゼロ電荷点に対応するpHの値以上で、かつ、α核種除去材のゼロ電荷点に対応するpHの値以下の範囲となるように、pH調整を行う。 The pH adjuster injection device adjusts the pH of the radioactive waste liquid so that it is in a range equal to or greater than the pH value corresponding to the zero charge point of the microparticles and equal to or less than the pH value corresponding to the zero charge point of the alpha nuclide removal material.

pH調整剤注入装置は、放射性廃液のpHが7より大きい値となるようにpH調整剤を注入する。 The pH adjuster injection device injects a pH adjuster so that the pH of the radioactive waste liquid is greater than 7.

電荷判定装置は、中和滴定を行い、その結果に基いて微粒子のゼロ電荷点を判定する。 The charge determination device performs a neutralization titration and determines the zero charge point of the microparticles based on the results.

電荷判定装置は、放射性廃液から微粒子を除去するフィルタ部と、フィルタ部から送られる液であって放射性廃液から微粒子が除去されたものに対してpH調整剤を注入する構成を有する第一のpH調整処理槽と、微粒子を含む放射性廃液に対してpH調整剤を注入する構成を有する第二のpH調整処理槽と、演算部と、を備え、演算部は、第一のpH調整処理槽及び第二のpH調整処理槽において得られる計測データから微粒子のゼロ電荷点を算出する。 The charge determination device includes a filter unit that removes fine particles from the radioactive waste liquid, a first pH adjustment treatment tank configured to inject a pH adjuster into the liquid sent from the filter unit from which the fine particles have been removed, a second pH adjustment treatment tank configured to inject a pH adjuster into the radioactive waste liquid containing the fine particles, and a calculation unit, and the calculation unit calculates the zero charge point of the fine particles from the measurement data obtained in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank.

ゼロ電荷点は、計測データに基いて作成される第一のpH調整処理槽及び第二のpH調整処理槽におけるpH調整剤の添加量に対するpHを示す二つの曲線の交点から算出される。 The zero charge point is calculated from the intersection of two curves that show the pH versus the amount of pH adjuster added in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank, which are created based on the measurement data.

pH調整剤注入装置は、放射性廃液のpHが、微粒子の電荷とα核種除去材の電荷とが異符号となるように、pH調整を行う。 The pH adjuster injection device adjusts the pH of the radioactive waste liquid so that the charge of the microparticles and the charge of the alpha nuclide removal material have opposite signs.

pH調整剤注入装置は、放射性廃液のpHが7より大きい値となるように、言い換えると、放射性廃液がアルカリ性となるように、pH調整剤を注入する。 The pH adjuster injection device injects a pH adjuster so that the pH of the radioactive waste liquid is greater than 7, in other words, so that the radioactive waste liquid becomes alkaline.

pH調整剤は、塩酸、硫酸若しくは硝酸を含む無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム若しくは水酸化マグネシウムを含む無機アルカリ、カルボン酸若しくはアスコルビン酸を含む有機酸及びアンモニウム系の有機アルカリのうち、少なくとも一種類の物質を含む。 The pH adjuster includes at least one of the following substances: inorganic acids including hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid; inorganic alkalis including sodium hydroxide, calcium hydroxide, or magnesium hydroxide; organic acids including carboxylic acid or ascorbic acid; and ammonium-based organic alkalis.

α核種除去材は、陽イオン交換樹脂、Fe酸化物、チタン酸化合物、チタン酸塩化合物、フェロシアン化合物、キレート樹脂、活性炭、オキシン添着活性炭及びゼオライトのうち、少なくとも一種類を含む。 The alpha nuclide removal material includes at least one of the following: cation exchange resin, Fe oxide, titanic acid compound, titanate compound, ferrocyanide compound, chelating resin, activated carbon, oxine-impregnated activated carbon, and zeolite.

微粒子は、ゲータイト、マグネタイト若しくはフェライトを含む鉄酸化物微粒子、シリカ微粒子及びアルミナ微粒子のうち、少なくとも一種類を含む。 The fine particles include at least one of iron oxide fine particles, including goethite, magnetite, or ferrite, silica fine particles, and alumina fine particles.

フィルタ処理装置は、1μm以下の孔径を有する膜を用いたクロスフローフィルタ方式の構成を有する。 The filter processing device is configured as a cross-flow filter using a membrane with a pore size of 1 μm or less.

なお、本開示の内容は、上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施例は、本開示の内容を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The contents of this disclosure are not limited to the above-mentioned embodiments and examples, but include various modified examples. For example, the above-mentioned examples are described in detail to easily explain the contents of this disclosure, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described.

1:放射性廃液処理システム、4:化学反応槽、7:有機酸槽、8:有機酸塩槽、9:移送水槽、10:化学洗浄部、12:焼却設備、13:廃液分解装置、14:α核種濃度測定装置、15:電荷判定装置、16:α核種除去装置、19:廃液処理部、20:乾燥粉体化装置、21:固化設備、112:pH調整剤注入装置、121:吸着材注入装置、131:フィルタ処理装置、201:フィルタ部、211、212:アルカリ処理槽、220:演算部、S1:第一洗浄工程、S2:第二洗浄工程、S4:廃液分解工程、S5:α核種濃度測定、S6:電荷判定、S7:pH調整工程、S8:放射性核種の吸着除去、S9:フィルタ処理工程。 1: Radioactive liquid waste treatment system, 4: Chemical reaction tank, 7: Organic acid tank, 8: Organic acid salt tank, 9: Water transfer tank, 10: Chemical cleaning section, 12: Incineration equipment, 13: Liquid waste decomposition equipment, 14: Alpha nuclide concentration measurement device, 15: Charge determination device, 16: Alpha nuclide removal device, 19: Liquid waste treatment unit, 20: Drying powder device, 21: Solidification equipment, 112: pH adjuster injection device, 121: Adsorbent injection device, 131: Filter treatment device, 201: Filter section, 211, 212: Alkaline treatment tank, 220: Calculation unit, S1: First cleaning process, S2: Second cleaning process, S4: Liquid waste decomposition process, S5: Alpha nuclide concentration measurement, S6: Charge determination, S7: pH adjustment process, S8: Adsorption and removal of radioactive nuclides, S9: Filter treatment process.

Claims (15)

α核種を含む放射性廃液を処理する廃液処理部を備え、
前記廃液処理部は、
前記放射性廃液に含まれるα核種濃度を測定するα核種濃度測定装置と、
前記放射性廃液に分散されている微粒子のゼロ電荷点を判定する電荷判定装置と、
前記微粒子の前記ゼロ電荷点に基いてpH調整を行うpH調整剤注入装置と、
前記pH調整が行われた前記放射性廃液にα核種除去材を注入する吸着材注入装置と、を有する、放射性廃液処理システム。
A waste liquid treatment unit is provided for treating radioactive waste liquid containing alpha nuclides,
The waste liquid treatment unit includes:
an α nuclide concentration measuring device for measuring the α nuclide concentration contained in the radioactive liquid waste;
a charge determination device for determining a zero charge point of the particles dispersed in the radioactive waste liquid;
a pH adjuster injection device for adjusting the pH based on the point of zero charge of the microparticle;
an adsorbent injection device that injects an alpha nuclide removal material into the radioactive waste liquid after the pH adjustment has been performed.
前記廃液処理部は、前記α核種除去材が注入された前記放射性廃液から前記α核種をろ過により除去するフィルタ処理装置を更に有する、請求項1記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 1, wherein the waste liquid treatment unit further comprises a filter treatment device that removes the alpha nuclides by filtration from the radioactive waste liquid into which the alpha nuclide removal material has been injected. 前記微粒子の前記ゼロ電荷点は、前記α核種濃度が所定濃度以上の場合に判定される、請求項1記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 1, wherein the zero charge point of the microparticle is determined when the alpha nuclide concentration is equal to or greater than a predetermined concentration. 前記pH調整剤注入装置は、前記放射性廃液のpHが、前記微粒子の前記ゼロ電荷点に対応するpHの値以上で、かつ、前記α核種除去材のゼロ電荷点に対応するpHの値以下の範囲となるように、前記pH調整を行う、請求項3記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 3, wherein the pH adjuster injection device adjusts the pH of the radioactive waste liquid to a value equal to or higher than the pH value corresponding to the zero charge point of the microparticles and equal to or lower than the pH value corresponding to the zero charge point of the alpha nuclide removal material. 前記pH調整剤注入装置は、前記放射性廃液の前記pHが7より大きい値となるようにpH調整剤を注入する、請求項4記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 4, wherein the pH adjuster injection device injects a pH adjuster so that the pH of the radioactive waste liquid is greater than 7. 前記電荷判定装置は、中和滴定を行い、その結果に基いて前記微粒子の前記ゼロ電荷点を判定する、請求項1記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 1, wherein the charge determination device performs neutralization titration and determines the zero charge point of the microparticles based on the results. 前記電荷判定装置は、
前記放射性廃液から前記微粒子を除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部から送られる液であって前記放射性廃液から前記微粒子が除去されたものに対してpH調整剤を注入する構成を有する第一のpH調整処理槽と、
前記微粒子を含む前記放射性廃液に対して前記pH調整剤を注入する構成を有する第二のpH調整処理槽と、
演算部と、を有し、
前記演算部は、前記第一のpH調整処理槽及び前記第二のpH調整処理槽において得られる計測データから前記微粒子のゼロ電荷点を算出する、請求項1記載の放射性廃液処理システム。
The charge determining device is
A filter unit for removing the fine particles from the radioactive liquid waste;
a first pH adjustment treatment tank configured to inject a pH adjuster into the liquid sent from the filter unit from which the fine particles have been removed from the radioactive liquid waste;
A second pH adjustment treatment tank configured to inject the pH adjuster into the radioactive waste liquid containing the fine particles;
A calculation unit,
2. The radioactive waste liquid treatment system according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the zero charge point of the particles from measurement data obtained in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank.
前記ゼロ電荷点は、前記計測データに基いて作成される前記第一のpH調整処理槽及び前記第二のpH調整処理槽における前記pH調整剤の添加量に対するpHを示す二つの曲線の交点から算出される、請求項7記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 7, wherein the zero charge point is calculated from the intersection of two curves that show the pH versus the amount of the pH adjuster added in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank, which are created based on the measurement data. 前記pH調整剤注入装置は、前記放射性廃液のpHが、前記微粒子の電荷と前記α核種除去材の電荷とが異符号となるように、前記pH調整を行う、請求項3記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 3, wherein the pH adjuster injection device adjusts the pH of the radioactive waste liquid so that the charge of the fine particles and the charge of the alpha nuclide removal material have opposite signs. 前記pH調整剤注入装置は、前記放射性廃液の前記pHが7より大きい値となるようにpH調整剤を注入する、請求項9記載の放射性廃液処理システム。 The radioactive waste liquid treatment system according to claim 9, wherein the pH adjuster injection device injects a pH adjuster so that the pH of the radioactive waste liquid is greater than 7. α核種を含む放射性廃液を処理する方法であって、
前記放射性廃液に含まれるα核種濃度を測定する工程と、
前記放射性廃液に分散されている微粒子のゼロ電荷点を判定する工程と、
前記微粒子の前記ゼロ電荷点に基いてpH調整を行う工程と、
前記pH調整が行われた前記放射性廃液にα核種除去材を注入する工程と、を含む、放射性廃液処理方法。
A method for treating radioactive liquid waste containing alpha nuclides, comprising the steps of:
Measuring the concentration of alpha nuclides contained in the radioactive liquid waste;
determining a zero charge point of particulates dispersed in the radioactive liquid waste;
adjusting the pH based on the point of zero charge of the microparticle;
and injecting an alpha nuclide removal material into the radioactive waste liquid after the pH adjustment.
α核種を含む放射性廃液であって微粒子が分散されているものにおける前記微粒子のゼロ電荷点を判定する装置であって、
前記放射性廃液から前記微粒子を除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部から送られる液であって前記放射性廃液から前記微粒子が除去されたものに対してpH調整剤を注入する構成を有する第一のpH調整処理槽と、
前記微粒子を含む前記放射性廃液に対して前記pH調整剤を注入する構成を有する第二のpH調整処理槽と、
演算部と、を備え、
前記演算部は、前記第一のpH調整処理槽及び前記第二のpH調整処理槽において得られる計測データから前記微粒子のゼロ電荷点を算出する、電荷判定装置。
An apparatus for determining a zero charge point of a particle in a radioactive waste liquid containing an alpha nuclide and in which the particle is dispersed, comprising:
A filter unit for removing the fine particles from the radioactive liquid waste;
a first pH adjustment treatment tank configured to inject a pH adjuster into the liquid sent from the filter unit from which the fine particles have been removed from the radioactive liquid waste;
A second pH adjustment treatment tank configured to inject the pH adjuster into the radioactive waste liquid containing the fine particles;
A calculation unit,
The calculation unit calculates the zero charge point of the particles from measurement data obtained in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank.
前記ゼロ電荷点は、前記計測データに基いて作成される前記第一のpH調整処理槽及び前記第二のpH調整処理槽における前記pH調整剤の添加量に対するpHを示す二つの曲線の交点から算出される、請求項12記載の電荷判定装置。 The charge determination device according to claim 12, wherein the zero charge point is calculated from the intersection of two curves that show the pH versus the amount of the pH adjuster added in the first pH adjustment treatment tank and the second pH adjustment treatment tank, which are created based on the measurement data. α核種を含む放射性廃液であって微粒子が分散されているものにおける前記微粒子のゼロ電荷点を判定する方法であって、
前記放射性廃液から前記微粒子を除去する工程と、
前記放射性廃液から前記微粒子が除去された液に対してpH調整剤を注入する第一のpH調整工程と、
前記微粒子を含む前記放射性廃液に対して前記pH調整剤を注入する第二のpH調整工程と、
前記第一のpH調整工程及び前記第二のpH調整工程において得られる計測データから前記微粒子のゼロ電荷点を算出する、電荷判定方法。
1. A method for determining a point of zero charge of a particle in a radioactive waste liquid containing an alpha nuclide, the particle being dispersed therein, comprising:
removing the particulates from the radioactive liquid waste;
a first pH adjustment step of injecting a pH adjuster into the liquid from which the fine particles have been removed from the radioactive liquid waste;
A second pH adjustment step of injecting the pH adjuster into the radioactive waste liquid containing the fine particles;
A charge determination method, comprising: calculating a zero charge point of the microparticle from measurement data obtained in the first pH adjustment step and the second pH adjustment step.
前記ゼロ電荷点は、前記計測データに基いて作成される前記第一のpH調整工程及び前記第二のpH調整工程における前記pH調整剤の添加量に対するpHを示す二つの曲線の交点から算出される、請求項14記載の電荷判定方法。 The charge determination method according to claim 14, wherein the zero charge point is calculated from the intersection of two curves that show the pH versus the amount of the pH adjuster added in the first pH adjustment process and the second pH adjustment process, the curves being created based on the measurement data.
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