JP3179422U

JP3179422U - 放射性物質の吸着装置

Info

Publication number: JP3179422U
Application number: JP2012005088U
Authority: JP
Inventors: 雄次福村; 正則高橋
Original assignee: 株式会社エコン; 庄建技術株式会社
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2012-11-01
Anticipated expiration: 2022-04-16

Abstract

【課題】セシウムの放射性物質を含んだ廃液から効果的に且つ安価に放射性物質を吸着し、又吸着材の交換が容易で、しかも放射性物質を高濃度に吸着した吸着材の２次処理を容易とした放射性物質の吸着装置を提供する。
【解決手段】放射性物質を含んだ廃液を送水管１６を介して容器３１の下方へ送り、容器３１の下方と上方にグレーチング３２，３４を配置し、その間に籾殻を吸着材３３ａとして袋詰めした網袋３３を複数個充填させ、容器の蓋３５の裏面の押え盤３５ａでグレーチング３４を押え、同グレーチング３４の上方から吸着処理された液を戻し管を介して排出する。
【選択図】図１

Description

本考案は、セシウム等の放射性物質を含んだ廃液から放射性物質を吸着して分離するための吸着装置に関する。

砂利状物の除染に応用可能な技術が特許文献１に開示されている。この技術は、パンチングメタル製の洗浄カゴに汚染された固形物を投入し、その洗浄かごをリン酸・硫酸・ショウ酸のいずれかの除染液で満たされた除染槽内で回転させて固形物を除染し、その後洗浄カゴを洗浄液が満たされたリンス槽内で回転させて固形物に付着している除染液を除去する、というものである。
ところで、前記技術では除染液として酸を使用するから、除染後に洗浄液で除去する必要があった。また、そのために洗浄液を入れるリンス槽とそのリンス槽に洗浄かごを移し替える昇降装置も別途必要で、設備が大型化してコストがかかるものであった。さらに、洗浄かごを移し替える工程によって除染を連続的に行うことができず、効率が悪いものであった。

又、除染液は除染毎にそれに含まれる放射性物質の濃度が高くなり、この除染液から放射性物質を更に分離して他の物質に吸着させる必要があった。

特開平９−２５７９９４号公報

本考案が解決しようとする課題は、従来の放射性物質の除染装置で分離されて放射性物質の濃度を高くした廃液から、放射性物質を効果的に吸着して分離回収でき、しかも吸着材が安価で交換も容易で、しかも使用済み吸着材の後処理が容易にできる放射性物質の吸着装置を提供することにある。

かかる課題を解決した本考案の構成は、
１）放射性物質を含んだ廃液を通過させる容器内に、籾殻又は稲わらあるいはそれらの混合物を袋詰めした網袋を取り出し可能に封入した放射性物質の吸着装置
２）容器が下方に廃液導入口を設け、上方に吸着処理された液の吐出口を設け、容器の上方が開口され同開口を網袋の出入口とし、同開口に開閉自在とする蓋を設けた、前記１）記載の放射性物質の吸着装置
３）容器内部の廃液導入口の上方位置に水平な下方グレーチングを設け、又同下方グレーチング上方に網袋を封止し、同網袋の上方で上方の吐出口の下方位置に上方グレーチングを設け、蓋の裏面には上方グレーチングを押える押え盤を設けた、前記２）記載の放射性物質の吸着装置
にある。

本考案によれば、放射性物質を含んだ廃液が容器内に送り込まれると、網袋内の籾殻又は稲わらあるいはそれらの混合物の植物性で安価な材料の吸着材で、セシウムの放射性物質を効果的に吸着して捕捉できる。

しかも、吸着材の交換は蓋を開いて使用済みの網袋を取り出し、新しい網袋を封入することで容易に出し入れできる。そして、放射性物質を高濃度に含有する吸着材の一時的保管も軽量でありコンパクトであるので、保管処理が容易である。

更に、高濃度に含有した吸着剤は、閉鎖された焼却炉内での燃焼によって放射性物質をガス化して再回収し又は固形分は灰とすればその容積を大巾に低減でき、放射性物質の最終処分が容易となる。

実施例の吸着装置の一部切欠き説明図である。実施例の除染設備の平面図である。実施例の除染設備の側面図である。実施例の除染設備の側面図である。実施例の洗浄槽の断面図である。実施例の洗浄槽と回転ドラムの断面図である。

吸着する放射性物質がセシウムが主の場合は、セシウムを吸着した吸着剤の網袋を容器から取り出して、長期保管用容器内に移して保管する。その後に廃棄２次処理する。

本考案は、過酸化水素の水溶液を満たした洗浄槽内に一部が浸漬するように配置した回転ドラム式の除染設備で砂利状物を除染し、除染された放射性物質のセシウムを含んだ廃液からセシウムを吸着する吸着装置として本考案を使用した例である。

この除染設備は、図２〜４に示すように、過酸化水素の水溶液Ｗを満たした洗浄槽１と、その洗浄槽１内の水溶液Ｗに一部を浸漬してセシウムで汚染された砂利状物Ａを回転させる回転ドラム２と、その回転ドラム２の回転によって砂利状物Ａから剥離したセシウムが遊離している水溶液Ｗの上層液を洗浄槽１から取り出し、その取り出した水溶液Ｗを吸着材に通過させてセシウムを吸着させる図１で示す吸着装置３で構成し、これらを架台４に設置してトラック等で運搬可能にしている。
洗浄槽１は、図３，４に示すように、内部をＡ槽１１とＢ槽１２とＣ槽１３に仕切り１４，１５で区画し、仕切り１４には通水孔１４ａを上部に開口し、仕切り１５の高さは低くしてＢ槽１２からＣ槽１３へオーバーフローできるようにしている。Ａ槽１１の外壁には水溶液Ｗを供給する供給口１１ａを取り付け、Ｃ槽１３には送水管１６を底部から外部へ配管し、その送水管１６の始端に水溶液Ｗを送り出すポンプ１６ａを設けている。そのポンプ１６ａは、水位の変化で自動的にＯＮ・ＯＦＦするフロートスイッチ（図示は省略）を備えている。

回転ドラム２は、図３，４に示すように、横向きに配置され、水溶液Ｗ及びセシウムは通過できるが砂利状物Ａは通過できない大きさのメッシュを備え、前後に投入口２１と排出口２２を開口している。その排出口２２側の内面には砂利状物Ａを掬い上げて排出口２２へ移行させる掬い羽根２３を突設し、他の内面には砂利状物Ａを攪拌する攪拌羽根２４を突設し、内部の前後位置にはアーム２５ａを取り付けて回転軸２５を支持している。

その回転ドラム２を投入口２１側が上となるようにやや傾斜させて洗浄槽１のＡ槽１１に軸支し、そのＡ槽１１の外壁にモーター２６（回動手段）を設置し、そのモーター２６の出力軸に設けたスプロケット２６ａと回転軸２５の先端に設けたスプロケット２６ｂの間に駆動チェーン２６ｃを掛架している。排出口２２の位置には掬い羽根２３で掬い上げられた砂利状物Ａを排出する排出シュート２７を取り付け、投入口２１側の位置には砂利状物Ａを投入する投入シュート２８を取り付けている。

排出シュート２７の排出先には別の排出シュート１７を取り付け、その排出シュート１７の途中に水溶液Ｗ及びセシウムは通過できるが砂利状物Ａは通過できない大きさのメッシュ１７ａを設け、そのメッシュ１７ａの下方に水溶液Ｗを回収する回収槽１８を設置している。その回収槽１８の外壁には送水管１９を配管し、回収槽１８の内部に水溶液Ｗを送水管１９に送り出すポンプ１８ａを設けている。

本実施例の吸着装置３は、図１に示すように、円筒状の容器３１の所定深さにグレーチング３２を配置し、そのグレーチング３２の上方空間に吸着材３３ａ（籾殻や稲わら）を袋詰めした網袋３３を挿入し、その網袋３３の上面にグレーチング３４を被せて押え盤３５ａを備えた蓋３５をボルト又はクランプ等で閉めている。下側のグレーチング３２より下方の位置には送水管１６と送水管１９を接続し、上側のグレーチング３４より上方の位置に戻し管３６を配管して洗浄槽１のＡ槽１１に接続している。

以下、本実施例の除染設備を用いた砂利状物Ａの処理工程について説明する。まず、３５％の濃度に調整した過酸化水素の水溶液Ｗを作製し、これを洗浄槽１の供給口１１ａに注水し、回転ドラム２の下部が浸漬される水位にＡ槽１１とＢ槽１２を満たす。ポンプ１６ａは停止している。

次に、モーター２６を駆動して回転ドラム２を毎分９回転でゆっくり回転させ、セシウムで汚染された砂利状物Ａを重機（図示は省略）で投入シュート２８に投入する。回転ドラム２内には水溶液Ｗがメッシュを通じて流入している。砂利状物Ａの１回分の投入量は、回転ドラム２内において水溶液Ｗ中に水没される量が望ましい。投入された砂利状物Ａは、投入口２１から回転ドラム２内に落下して水溶液Ｗ中に浸漬し、回転ドラム２の回転と傾斜によって少しずつ後方へ移行する。

砂利状物Ａは移行中、回転ドラム２の内面及び砂利状物Ａ同士の摩擦、攪拌羽根２４による攪拌、過酸化水素の殺菌漂白作用によって洗浄され、砂利状物Ａの表面に付着しているセシウムが剥離する。除染されて後端まで移行した砂利状物Ａは掬い羽根２３によって掬い上げられ、排出口２２を通じて排出シュート２７で排出される。最初に投入した砂利状物Ａが排出され始めると、次の砂利状物Ａを並行して投入し、以後排出量に合せながら投入を繰り返す。

排出シュート２７で排出された砂利状物Ａは、メッシュ１７ａ上を通過中、表面に付着している水溶液Ｗが回収槽１８に落下して回収され、排出シュート１７で排出される。排出された砂利状物Ａは表面が水溶液Ｗで濡れているが、直ぐに蒸発して洗浄等の作業を行う必要はなく、そのまま再利用することができる。回収槽１８内の水溶液Ｗが一定水位に溜まると、ポンプ１８ａで吸着装置３に送水する。回収槽１８内に溜まる水溶液Ｗは少量であるため、送り出しは作業者がその都度手動で行う。

洗浄槽１では、剥離したセシウムが回転ドラム２のメッシュを通過したゴミ等とともに気泡の上昇によって水溶液Ｗの上層に遊離する。砂利状物Ａの除染をある程度繰り返し、水溶液Ｗの上層に多量のセシウム等が溜まると、供給口１１ａに水溶液Ｗを追加してＡ槽１１の上層の水溶液ＷをＢ槽１２に移行させ、そのＢ槽１２の上層の水溶液ＷをＣ槽１３にオーバーフローさせる。Ａ槽１１への水溶液Ｗの追加によってＣ槽１３では水位が上昇していき、ポンプ１６ａのフロートスイッチが所定水位以上を検知すると、ポンプ１６ａが作動して水溶液Ｗが送水管１６で送り出され、その後水位が下降してフロートスイッチが所定水位以下を検知すると、ポンプ１６ａは停止する。

吸着装置３では、送水管１６から流入した水溶液Ｗが容器３１内を上昇して網袋３３を通過し、水溶液Ｗ中のセシウムが網袋３３内の吸着材３３ａに吸着され、水溶液Ｗが容器３１内に溜まっていく。容器３１内が水溶液Ｗで満水になると、ポンプ１６ａの送り出しによる水圧で押し出され、戻し管３６で洗浄槽１のＡ槽１１に戻される。また、回収槽１８から送水管１９で送水された水溶液Ｗも同様にセシウムが除去され、洗浄槽１のＡ槽１１に戻される。その水溶液Ｗの戻りによってがＢ槽１２の水溶液ＷがＣ槽１３にオーバーフローして循環するようになると、その後新たな水溶液Ｗは追加しない。

吸着材３３ａの吸着能力が飽和すると、蓋３５を開けて網袋３３を容器３１から取り出し、新しい吸着材３３ａが袋詰めされた網袋３３を容器３１に封入して処理を再開する。使用済みの網袋３３は放射能が影響の無いレベルに下がるまで保管する。以上の工程が繰り返されて砂利状物Ａが除染される。網袋３３の交換は頻繁に行うものではないから、基本的に無停止で連続的に除染することができる。また、洗浄槽１において、セシウム等が遊離している上層の水溶液Ｗのみを吸着装置３に送り出すことで、水溶液Ｗを多量に循環させることなく効率的にセシウムを回収することができる。

以下、吸着材３３ａとして籾殻を用いた場合のセシウムの除去率等について試験した。砂利状物Ａとしては庭の敷砂利を用いた。測定方法はγ線スペクトロメーター（ゲルマニウム半導体検出器）法で、測定時間は３０００秒である。結果を表１〜３に示す。表１は、除染前の砂利状物Ａと除染後の砂利状物Ａの放射能濃度の比較である。表２は、除染に使用した水溶液Ｗの放射能濃度とその水溶液Ｗを吸着装置３に通過させた後の放射能濃度の比較である。表３は、使用済みの吸着材３３ａの放射能濃度である。このように、本実施例の除染設備によれば９０％以上の除去率を発揮した。

本考案の技術は、庭に敷設される敷砂利・造園に使用される小径の敷石・道路用砕石・鉄道の線路に敷設されるバラスト等、直径１〜５ｃｍ程度の砂利に含まれるセシウム等の放射性物質の吸着ばかりでなく、家屋、建物の水洗で排出される土砂・泥あるいは側溝中の土砂・泥あるいは山林の落葉した葉、畑の土壌の放射性物質の吸着にも使用できる。

１洗浄槽
１１Ａ槽
１１ａ供給口
１２Ｂ槽
１３Ｃ槽
１４仕切り
１４ａ通水孔
１５仕切り
１６送水管
１６ａポンプ
１７排出シュート
１７ａメッシュ
１８回収槽
１８ａポンプ
１９送水管
２回転ドラム
２１投入口
２２排出口
２３掬い羽根
２４攪拌羽根
２５回転軸
２５ａアーム
２６モーター
２６ａスプロケット
２６ｂスプロケット
２６ｃ駆動チェーン
２７排出シュート
２８投入シュート
３吸着装置
３１容器
３２グレーチング
３３網袋
３３ａ吸着材
３４グレーチング
３５蓋
３５ａ押え盤
３６戻し管
４架台
Ａ砂利状物
Ｗ水溶液

Claims

放射性物質を含んだ廃液を通過させる容器内に、籾殻又は稲わらあるいはそれらの混合物を袋詰めした網袋を取り出し可能に封入した放射性物質の吸着装置。
容器が下方に廃液導入口を設け、上方に吸着処理された液の吐出口を設け、容器の上方が開口され同開口を網袋の出入口とし、同開口に開閉自在とする蓋を設けた、請求項１記載の放射性物質の吸着装置。
容器内部の廃液導入口の上方位置に水平な下方グレーチングを設け、又同下方グレーチング上方に網袋を封止し、同網袋の上方で上方の吐出口の下方位置に上方グレーチングを設け、蓋の裏面には上方グレーチングを押える押え盤を設けた、請求項２記載の放射性物質の吸着装置。