JP3105384B2 - シュウ酸含有水溶液の処理方法と放射性クラッド除染処理装置及び除染方法 - Google Patents
シュウ酸含有水溶液の処理方法と放射性クラッド除染処理装置及び除染方法Info
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Description
処理方法に係り、特に原子力発電プラントの稼働によっ
て配管や機器等に生ずる放射性のクラッドを、シュウ酸
を用いて化学的に除去する際のシュウ酸の処理方法と放
射性クラッド(金属の酸化物)除染処理装置及び化学除
染方法に関するものである。
ガン酸溶液を用いて化学的に溶解除去する方法は、既に
公知の方法である(特開平3−10919号公報)。実
際に使用されている方法では、ジカルボン酸としてはシ
ュウ酸を用い、シュウ酸の処理工程の次に過マンガン酸
による酸化処理工程を行い、次にシュウ酸の処理工程を
行う。これを繰り返すことにより洗浄効果を上げること
が特徴である。
処理工程→過マンガン酸処理工程の酸化処理工程に移行
するときに、シュウ酸を分解する必要がある。この処理
に用いる酸化剤として、古くから定量分析の方法として
用いられている過マンガン酸溶液を用いて80〜95℃
で処理して、シュウ酸を分解する。その後カチオン交換
樹脂などを用いて、ここで発生するMn2+を吸着除去す
る。ここで、Mn2+を除去しておかないと、あとで加え
る過マンガン酸が処理液中に存在しているMn2+とすぐ
反応してMnO2 に代表される不溶解性の複合酸化物
を生成し、過マンガン酸の酸化力が無力化する。
のMn2+をイオン交換樹脂などで除去する必要がある。
その後に酸化処理工程のための過マンガン酸を必要量加
えて、該酸化工程を行うことができる。次の工程はシュ
ウ酸による洗浄工程であるが、この場合は、前工程の終
了後、該過マンガン酸に当量のシュウ酸を添加し、過マ
ンガン酸を分解する。そのあと更に必要な量(0.2
%)相当のシュウ酸を加えることで、除染工程を実施し
ている。この方法は合理的であり、廃棄物の発生量も従
来法に比べて、かなり低減化を可能にしている。
ュウ酸を分解するために用いる過マンガン酸から発生す
る二次廃棄物であるMn2+が、この除染法の全廃棄物量
の60〜70%を占める点にある。確かに従来法に比べ
て廃棄物の発生量は少なくなっているが、これを更に削
減させることが望ましい。又、シュウ酸はキレート剤と
して認知されており、廃棄物の中に存在することは認め
られなくなってきている。つまり、キレート作用を持つ
物質を含む廃棄物は最終処分地での保管の観点から、規
制を受け、廃棄できないことになる。これらの物質を確
実で、安全に処理することができ、しかもその処理から
発生する廃棄物も最小限の量にすることが望まれてい
る。
ガン酸で分解処理するとき、反応は定量的に進行する
が、除染の工程中での循環しながらの分解では、完全
に、均等に処理するには、時間がかかる点である。そし
て、過剰に加えれば過マンガン酸はイオン交換樹脂をそ
の強い酸化力で無力化するので、該過マンガン酸を注入
する場合には非常に注意して行うことが必要である。そ
のためこの工程には5〜10時間を要している。
術の問題点を解決し、二次廃棄物が生ぜず、しかも短時
間にシュウ酸が分解除去できるシュウ酸含有水溶液の処
理方法と放射性クラッドの除染処理装置及び化学除染方
法を提供することを課題とする。
に、本発明では、シュウ酸を含む水溶液を酸素系の二次
廃棄物を発生させない酸化剤で酸化分解するに際し活性
炭を触媒として用いることを特徴とするシュウ酸含有水
溶液の処理方法としたものである。前記処理方法におい
て二次廃棄物を発生させない酸化剤としては、空気、酸
素ガス、オゾン、過酸化水素を用いることができる。ま
た、本発明では、放射性クラッドで汚染された対象物を
シュウ酸水溶液で除染する処理装置において、前記対象
物にシュウ酸水溶液を循環して通す、シュウ酸水溶液貯
槽とポンプ及び弁を備えた循環経路(A)と、前記対象
物をバイパスしてシュウ酸水溶液貯槽及びポンプを含む
経路に、イオン交換樹脂塔と活性炭充填反応塔と弁とを
備えた経路を接続して形成した循環経路(B)とを有
し、該循環経路(B)には活性炭充填反応塔を結ぶ経路
に弁を有する酸化剤導入路を接続すると共に、活性炭充
填反応塔から弁までの経路に弁を有する排水路を設けた
ものである。前記処理装置において、循環経路(A)に
は、経路内に加熱装置を備えることができ、また、循環
経路(B)には、活性炭充填反応塔の後にフィルタを設
けることができる。 また、除染処理装置はまず、循環経
路(A)にシュウ酸水溶液を循環しながら放射性クラッ
ドで汚染された対象物を除染し、除染後に循環経路
(B)にシュウ酸水溶液を循環してシュウ酸を分解する
ように運転する。
配管や機械類に付着した放射性クラッドをシュウ酸と過
マンガン酸を用いて処理する化学除染方法において、洗
浄剤であるシュウ酸を用いた処理工程の後に、処理後の
シュウ酸を活性炭を触媒として、酸素系の二次廃棄物を
発生させない酸化剤で酸化分解した後に、過マンガン酸
を用いて処理することとしたものである。上記のよう
に、本発明は、原子力発電プラントの稼働により、その
配管や機器類に付着する放射性クラッド(金属の酸化
物)を、シュウ酸と過マンガン酸を用いてこれらを交互
に繰り返して化学的に溶解・除去する化学除染方法にお
いて、一方の洗浄剤であるシュウ酸を用いた処理工程の
次に過マンガン酸を用いて処理する工程で、液を更新す
ること無しに、同一液で交互に繰り返し処理工程を行う
ためには、シュウ酸や過マンガン酸をその都度分解する
必要があり、このシュウ酸の酸化分解に活性炭を触媒と
して二次廃棄物を発生させない酸素系の酸化剤を用いる
ことにより、該シュウ酸を分解処理するものであり、二
次廃棄物の発生がない方法である。
去するのに、活性炭を触媒として、酸素ガスや過酸化水
素のような酸素を主剤にした酸化剤を用いて行ってい
る。この処理法では、酸化剤として用いる物自体及び分
解生成物は廃棄物とはならなく、水と炭酸ガスになる。
また、過剰の過酸化水素などは活性炭と接触することで
自らは、次に示す反応式に従って水と酸素ガスとにな
るので二次的廃棄物を発生しない。 H2O2→H2O+1/20 2 ・・・・
活性炭層において該シュウ酸を分解すると共に過剰の過
酸化水素を分解するので、過剰分は確実に除去され、イ
オン交換樹脂などへの影響を及ぼすこともない。循環す
る流量は、除染液の全体量との比によって変わるがS/
V比で20〜30h-1程度で十分処理できるので、実質
的には3〜4時間で同工程を終了することが可能で、処
理工程の確実な短縮につながる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 図1に本発明の化学除染方法を実施するための工程図を
示す。図1において、1はポンプ、3は洗浄対象物、4
は流量計、6はカチオン交換樹脂塔、7は活性炭充填反
応塔、12はヒーター、13はタンク、15はフィルタ
であり、2、5、8、9、10、11、14、16はバ
ルブである。
浄対象物3を通り、バルブ10を介してタンク13に戻
る循環フローがあり、除染の洗浄の主ラインに当たる。
これをフローAとする。次いで、ポンプ1から流量計
4、バルブ5を介してカチオン交換樹脂塔6を通り、反
応塔7に導かれ、フィルタ15とバルブ8を介してタン
ク13に戻る循環廃液処理フローが構成されている。こ
れをフローBとする。更に、循環フローBの途中からバ
ルブ9を介して系外に導く、廃液の一過処理ラインがあ
る。これをフローCとする。廃液の処理に当たっては酸
化剤の連続注入はバルブ14を介して行う。
%(0.022モル)の水溶液(15リットル)を準備
し、フローAで循環し、温度を80℃に保持する。所定
の温度に達したらフローCで同液の分解処理を行った。
このときのフローCの流量を20リットル/hとし、バ
ルブ14から過酸水化水素水を比例注入しシュウ酸の分
解処理を行った。同一の条件で、実験例−1では、当量
(0.022モル)相当の過酸化水素水を、実験例−2
では1.2当量(0.027モル)相当の過酸化水素水
を、実験例−3では、硫酸を約0.05%を添加したの
ちに1.2当量(0.027モル)相当の過酸化水素水
を用いた。それぞれバルブ9を介して排出される処理さ
れた廃液を定時的(10分、30分後)に測定した。そ
のときの測定項目は、pH、シュウ酸濃度、残存過酸化
水素、電気伝導度である。結果は表1に示す通りであ
る。分解反応は当量で完結することを示している。
ーAで循環し温度を80℃に保持する。ここではシュウ
酸の濃度を5,000mg/lとして、フローCの流量
を8リットル/h(S/V=13h -)のケースを実験
例−4とし、流量を15リットル/h(S/V=25h
-)のケースを実験例−5とした。その結果を表2に示
す。
ーAで循環し温度を80℃に保持する。所定の温度に達
したなら、バルブ5,8を開いてフローBも循環させ
る。このときのフローBの流量を20リットル/hと
し、実施例1と同様にバルブ14から過酸化水素水を比
例注入しシュウ酸の酸化分解を行った。フローAの循環
液を定時的にバルブ16からサンプリングして、その液
を測定した。その結果を表3に示す。
トル準備し、フローAで循環し、80℃に保持した後、
過酸化水素水を該シュウ酸に対して1.2倍当量の0.
027モル量を添加し、そのまま循環処理を行った。上
記実施例と同様に定時的に該シュウ酸濃度、過酸化水素
の濃度を測定したが、3時間経過後においてもこれらの
いずれにも変化が認められ無かった。従って活性炭がこ
の反応の酸化触媒の効果があることが明らかである。
ガン酸を用いた場合の廃棄物の形態は、Mn2+のように
金属イオンであるが、これをイオン交換体によって捕獲
するので、イオン交換体に吸着させた形で廃棄物とな
る。つまり、イオンの重量の10倍ぐらいの廃棄物量の
値になるので、大きくなる。したがって、本法を用いれ
ば従来法の全廃棄物の60〜70%が削減でき、該洗浄
法で生じる廃棄物の1/2〜1/3の発生量に削減出来
る。
必要がなく、また繰返し使用してもその活性は変化する
ことなく、半永久的に使用出来る。また、触媒作用によ
るので特段にエネルギーを用いることもなく、洗浄時の
温度(80〜95℃)であれば反応は瞬時におこり、複
雑な装置は必要なく、ただ触媒である活性炭の充填塔だ
けで良い。反応は単純で機構も簡単であるから、不測の
装置の破損や故障の発生が起こり難く、信頼性の高い処
理方法であると言える。
利用ができ、また、過酸化水素やオゾンの余剰が反応塔
出口で存在していると、系統の腐食の原因やイオン交換
樹脂をその強い酸化力が無力化するなどの不都合が生じ
る。本法によれば、これら余剰の強酸化剤は、活性炭に
よって分解されるので、このようなことも未然に防止す
ることができる。実際には、過酸化水素との反応ではシ
ュウ酸の分解当量の過酸化水素で反応は完結するが、安
全確実の手段として1.2倍程度の過剰量で処理する。
原子力発電所内での作業時間は、可能な限り短縮するの
が、安全衛生上、重要な問題であり、本法はこの点でも
従来法を一歩進めることに効果が期待できる。
ある。
6:バルブ、3:洗浄対象物、4:流量計、6:カチオ
ン交換樹脂塔、7:活性炭充填反応塔、12:ヒータ
ー、13:タンク、15:フィルタ
Claims (7)
- 【請求項1】 シュウ酸を含む水溶液を酸素系の二次廃
棄物を発生させない酸化剤で酸化分解するに際し、活性
炭を触媒として用いることを特徴とするシュウ酸含有水
溶液の処理方法。 - 【請求項2】 前記二次廃棄物を発生させない酸化剤
が、空気、酸素ガス、オゾン、過酸化水素であることを
特徴とする請求項1記載のシュウ酸含有水溶液の処理方
法。 - 【請求項3】 放射性クラッドで汚染された対象物をシ
ュウ酸水溶液で除染する処理装置において、前記対象物
にシュウ酸水溶液を循環して通す、シュウ酸水溶液貯槽
とポンプ及び弁を備えた循環経路(A)と、前記対象物
をバイパスしてシュウ酸水溶液貯槽及びポンプを含む経
路に、イオン交換樹脂塔と活性炭充填反応塔と弁とを備
えた経路を接続して形成した循環経路(B)とを有し、
該循環経路(B)には活性炭充填反応塔を結ぶ経路に弁
を有する酸化剤導入路を接続すると共に、活性炭充填反
応塔から弁までの経路に弁を有する排水路を設けたこと
を特徴とする除染処理装置。 - 【請求項4】 前記循環経路(A)には、経路内に加熱
装置を備えたことを特徴とする請求項3記載の除染処理
装置。 - 【請求項5】 前記循環経路(B)には、活性炭充填反
応塔の後にフィルタを設けることを特徴とする請求項3
又は4記載の除染処理装置。 - 【請求項6】 請求項3、4又は5記載の除染処理装置
の運転方法において、まず循環経路(A)にシュウ酸水
溶液を循環しながら放射性クラッドで汚染された対象物
を除染し、除染後に循環経路(B)にシュウ酸水溶液を
循環してシュウ酸を分解することを特徴とする除染処理
装置の運転方法。 - 【請求項7】 放射性クラッドをシユウ酸と過マンガン
酸を用いて処理する化学除染方法において、洗浄剤であ
るシユウ酸を用いた処理工程の後に、処理後のシュウ酸
を活性炭を触媒として、酸素系の二次廃棄物を発生させ
ない酸化剤で酸化分解した後に、過マンガン酸を用いて
処理することを特徴とする放射性クラッドの化学除染方
法。
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JP05232266A JP3105384B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | シュウ酸含有水溶液の処理方法と放射性クラッド除染処理装置及び除染方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH0763893A JPH0763893A (ja) | 1995-03-10 |
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ID=16936560
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JP05232266A Expired - Lifetime JP3105384B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | シュウ酸含有水溶液の処理方法と放射性クラッド除染処理装置及び除染方法 |
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-
1993
- 1993-08-26 JP JP05232266A patent/JP3105384B2/ja not_active Expired - Lifetime
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