JP3462969B2 - 廃棄イオン交換樹脂の減容化方法 - Google Patents

廃棄イオン交換樹脂の減容化方法

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JP3462969B2 JP09047397A JP9047397A JP3462969B2 JP 3462969 B2 JP3462969 B2 JP 3462969B2 JP 09047397 A JP09047397 A JP 09047397A JP 9047397 A JP9047397 A JP 9047397A JP 3462969 B2 JP3462969 B2 JP 3462969B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有害物質の分離・
除去に用いられた復水脱塩装置から廃棄されたイオン交
換樹脂を廃棄処理する際に減容化する技術に関し、詳し
くは超臨界水酸化（ＳＣＷＯ）法により減容化する際に
適した方法を提案するものである。
【０００２】
【従来技術】従来より、有害物質（有害金属や放射性物
質等）が水等の流体中に含まれる場合にイオン交換樹脂
で分離・除去することが行われている。また原子力発電
所の復水系では、復水を復水脱塩装置などで処理した際
に吸着・付着されるクラッド等に放射性物質が含まれ
る。これらの有害物質を吸着・付着したイオン交換樹脂
はその適切な廃棄処理が必要になり、例えば、放射性物
質を吸着しているイオン交換樹脂は一般にセメントやア
スファルトなどを用いてドラム缶内に封入し、固化体と
して保管施設で保管管理する方法が行われている。
【０００３】しかしこの方法は、セメント等の固化剤を
使用するため、もとのイオン交換樹脂容積に比べて、容
積が大幅に増加することになることが避けられないとい
う問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記問題の解決法とし
ては、有害物質を吸着・付着しているイオン交換樹脂の
容積自体を減容化することが、同時に固化剤の量を減ら
すことにつながるため、有効な方法と考えられる。
【０００５】しかし、イオン交換樹脂は一般に難分解性
の物質であってイオン交換樹脂の減容化技術として用い
られる技術には制約があり、また本願発明において処理
対象とする物質が有害物質を吸着・付着しているという
制約もあって、従来適当な方法が提案されていない。
【０００６】例えば、難分解性物質を分解処理する物理
化学的な処理方法として知られる直接燃焼法、湿式酸化
法などは、前者では、イオン交換樹脂の完全分解はでき
るもののＮＯX 、ＳＯX の発生があるだけでなく、燃焼
ガスを大気に放出する際に有害物質が廃ガスに含まれな
いようにする対策が必要になるという問題があり、後者
では、有害物質の大気放出はないものの、イオン交換樹
脂の分解には限界がある。
【０００７】上記の他、難分解性物質の分解処理技術と
しては、塩素化合物，窒素化合物あるいは硫黄化合物等
を含む難分解性物質を処理する超臨界水酸化処理技術が
注目される（例えば特公平１−３８５３２号公報参
照）。
【０００８】この超臨界水酸化による方法は、基本的に
は、装置概要をフローによって示した図３の装置で実施
される。すなわち、分解対象物貯槽２００から分解対象
物を含む流体を流体供給管２０１を介して反応容器２０
２に供給し、途中で酸素等の酸化剤流体及び超臨界水を
それぞれの供給管２０３，２０４から供給混合する。こ
れにより反応容器内において水の超臨界条件下で分解対
象物を酸化分解する。この反応で生成した水とガス（主
に炭酸ガスと一部の揮発性物質）となった生成流体（分
解生成物）を冷却し、減圧機構２０５で減圧したガスは
排気管２０６を通して大気に排出し、水は必要に応じて
これに含まれる無機物等を除去して凝縮水排水管２０７
を通して排出する。なお、分解対象物が酸を生成する物
質を含む場合には、アルカリ供給管２０８からアルカリ
を添加（注入）して酸を中和し、中和で生成した塩を、
ベッセル型反応容器２０２の底部に対して供給管２０９
で供給し排出管２１０で排出する塩移送水に溶解させて
排出するようにすることができる。
【０００９】この方法によれば、水の臨界条件すなわち
臨界温度３７４℃及び臨界圧力２２ＭＰａを越えた条件
下の水（超臨界水）はその極性が温度と圧力で制御可能
となってパラフィン形炭化水素やベンゼン等の非極性物
質も溶解することができ、また酸素等のガスとも任意の
割合で単一相で混在するという有機物酸化分解用の反応
溶媒として極めて優れた特性を示すこと、分解対象物の
炭素含有率が数％あれば酸化熱だけで臨界温度以上に昇
温可能であるため、熱エネルギー的に非常に優れている
こと、ほとんどの難分解性有機物や有害有機廃棄物を超
臨界水中で加水分解反応や熱分解反応を適切にコントロ
ールすることにより完全に分解できること、特に処理を
閉鎖系の装置内で行えること、などの点で有害有機物の
分解処理に極めて適している。
【００１０】しかしながら、放射性物質や有害金属等の
系外に放出できない物質を吸着・付着したイオン交換樹
脂では、生成する塩の量が問題となる。すなわち、放射
性物質等を含む反応溶液は濃縮して保管するなどの処理
を行う必要があるため、液中に含まれる無機塩が多量で
あるとその後の濃縮減容化処理が十分に行えない。した
がって中和剤の添加量は生成する酸に対して極力当量に
近似して添加することが望まれる。
【００１１】本発明は、上記の使用済みの廃棄イオン交
換樹脂を減容化する際に、超臨界水酸化処理法を用い
て、最適な処理を実現することができる方法の提供を目
的としてなされたものである。
【００１２】また本発明は、上記処理のために採用する
超臨界水酸化処理法において、生成する酸の中和のため
添加する中和剤の量をできるだけ低減でき、したがって
廃棄物量をできるだけ減容できる方法を提供することを
目的とする。
【００１３】本発明の別の目的は、廃棄イオン交換樹脂
の減容化のために行う超臨界水酸化の処理をできるだけ
簡素な操作で行うことができるようにするところにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本願の特許
請求の範囲の各請求項に記載した発明により達成され
る。
【００１５】上記請求項１の廃棄イオン交換樹脂の減容
化方法の発明は、復水脱塩装置から廃棄されたカチオン
交換樹脂とアニオン交換樹脂を含む混合状態のイオン交
換樹脂を廃棄処理する前に減容化する方法であって、前
記混合状態のイオン交換樹脂から少なくともカチオン交
換樹脂を除去し、少なくともカチオン交換樹脂を除去し
た前記イオン交換樹脂を、超臨界水の存在下に、塩を生
成する物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸
化することを特徴とする。
【００１６】上記において「カチオン交換樹脂を除去」
というのは、できるだけカチオン交換樹脂が微量にも含
まれないようにすることをいう。すなわち、カチオン樹
脂は一般に硫黄が含まれて超臨界水酸化に伴って硫酸が
生成するので、アルカリによる中和が必要になるが、復
水脱塩装置から廃棄されるアニオン交換樹脂は、そのイ
オン形がＯＨ型（再生型）であるから酸を生成する物質
が含まれていないのでアルカリによる中和が必要ない。
このため、カチオン交換樹脂の除去した残りのイオン交
換樹脂は中和処理をすることなく超臨界水酸化を行うこ
とができる。このようなカチオン交換樹脂の除去は、例
えば、上記両樹脂を含む混合イオン交換樹脂を逆洗・沈
整して分離（いわゆる比重差分離）した際に、分離面近
傍で両樹脂が混在する部分より上側のアニオン交換樹脂
を取出す操作により行うことができる。したがってこの
比重差分離においては、両樹脂の混在領域とカチオン交
換樹脂領域を除去することをいう。
【００１７】また「塩を生成する物質を含まない酸化
剤」とは、分解に伴って無機塩（ＫＣｌ，ＮａＣｌ等）
を生成しない酸化剤、例えば酸素ガス、空気等を酸化剤
として用いることをいう。このような酸化剤を用いる理
由はＫＣｌＯ4 ，ＮａＣｌＯ2のような固体状含酸素化
合物を酸化剤として用いると上記の無機塩を多量に生成
する結果となり、有害物質にこれらの塩が含まれた廃棄
物となって廃棄物の減容化が不十分となるからである。
【００１８】この発明によれば、酸を生成する物質を含
まないアニオン交換樹脂を、アルカリの添加を必要とせ
ずに超臨界水酸化して減容化することができる。
【００１９】請求項２の廃棄イオン交換樹脂の減容化方
法の発明は、復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂を含む混合状態のイオン交換樹
脂を廃棄処理する前に減容化する方法であって、前記混
合状態のイオン交換樹脂から少なくともアニオン交換樹
脂を除去し、少なくともアニオン交換樹脂を除去した前
記イオン交換樹脂を、超臨界水の存在下に、塩を生成す
る物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化す
ると共に、生成した酸をアルカリ剤で中和することを特
徴とする。
【００２０】上記において「アニオン交換樹脂を除去」
というのは、できるだけアニオン交換樹脂が混在しない
ようにすることをいうが、上記請求項１の発明における
カチオン交換樹脂の除去処理とは異なり、アニオン交換
樹脂の混入を厳密に除外することを必要とするものでは
ない。すなわち、一般に用いられるＡｍｂｅｒｌｉｔｅ
（登録商標）２００Ｃなどの強酸性カチオン交換樹脂は
酸を生成する物質を含むため、超臨界水酸化処理におい
て酸を生成するので、アルカリ添加による中和処理が必
要である。この場合に、中和処理の必要がないアニオン
交換樹脂が混入していても基本的には問題はない。しか
し、アニオン交換樹脂の混入量が不明の場合は、その容
量をすべてカチオン交換樹脂として計算した量のアルカ
リを添加する必要があり、そのため無駄なアルカリを添
加することになる。このような理由からアニオン交換樹
脂の混入はできるだけ少なくすることが望まれる。両樹
脂が混在する領域の樹脂の処理は、この方法により処理
することができる。したがって比重差分離においては、
両樹脂の混在領域を除くアニオン交換樹脂領域のみを除
去することをいう。
【００２１】上記において酸を中和するアルカリ剤とし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カル
シウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム等を例示でき
る。
【００２２】この発明によれば、塩を生成する物質を含
むカチオン交換樹脂を効率よく超臨界水酸化して減容化
することができる。
【００２３】請求項３の廃棄イオン交換樹脂の減容化方
法の発明は、復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂の混合状態のイオン交換樹脂を
廃棄処理する前に減容化する方法であって、カチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂を分離し、分離したアニオン
交換樹脂は、超臨界水の存在下に塩を生成する物質を含
まない酸化剤との反応により超臨界水酸化し、分離した
カチオン交換樹脂は、超臨界水の存在下に塩を生成する
物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化する
と共に、生成した酸をアルカリ剤で中和することを特徴
とする。
【００２４】上記構成においては、両樹脂の分離は請求
項１，２で説明したのと同様に行われ、両樹脂混在部分
はカチオン交換樹脂と一緒になるように分離される。
【００２５】この発明によれば、アニオン交換樹脂とカ
チオン交換樹脂の超臨界水酸化処理は、別々の装置で行
うこともできるし、同一の装置を用いて処理手順を変え
て行うこともでき、後者によれば、超臨界水酸化処理設
備が共用できるので設備コストの上で有利である。
【００２６】請求項４の廃棄イオン交換樹脂の減容化方
法の発明は、復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂の混合状態のイオン交換樹脂を
廃棄処理する前に減容化する方法であって、カチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂を分離した後、均一に混合
し、超臨界水の存在下に、塩を生成する物質を含まない
酸化剤との反応で超臨界水酸化する反応領域に供給（フ
ィード）すると共に、生成した酸をアルカリ剤で中和す
ることを特徴とする。
【００２７】この発明によれば、イオン交換樹脂を分離
した後、均一に混合して反応領域に供給するので、供給
流体中にカチオン交換樹脂が偏在せずに平均的濃度で混
合して存在し、生成した酸を中和するためのアルカリ剤
の添加を一定量で供給できて操作が簡素化できる。
【００２８】なお、上記構成における「分離」は上述し
た請求項１，２と同様であり、また「均一に混合」と
は、カチオン交換樹脂の濃度を平均化することをいう。
均一混合の方法は、混合槽等において予め均一に混合し
た後に反応領域に供給するようにしてもよいし、分離し
たアニオン交換樹脂貯槽とカチオン交換樹脂貯槽とから
の送出し量を制御して、ラインミキサー等を介して反応
領域に均一混合して供給するようにしてもよい。均一の
比率は両樹脂が１：１の場合の他、１：２、２：１等の
適宜の比率とすることができる。
【００２９】請求項５の発明は、上記請求項４の発明に
おいて、均一混合イオン交換樹脂を超臨界水酸化の反応
領域に一定供給量で連続供給することを特徴とする。
【００３０】上記において「一定供給量」とは単位時間
当りの供給量を一定にすることをいう。ただし、本発明
がこれに限定されるものではなく、樹脂の供給量の変化
に応じてアルカリ剤の添加量を可変制御してもよい。
【００３１】この発明によれば、中和のためのアルカリ
剤添加の制御が一層容易となる。
【００３２】請求項６の発明は、上記の各発明において
おいて、イオン交換樹脂を粉砕することを特徴とする。
【００３３】この発明によれば、イオン交換樹脂の粒径
を小さくすることで、スラリー状態の流体を反応領域に
供給する操作がより円滑にできる。
【００３４】請求項７の発明は、上記の各発明におい
て、廃棄処理するイオン交換樹脂が原子力発電所で使用
されたイオン交換樹脂であることを特徴とする。
【００３５】この発明によれば、放射性廃棄物であるイ
オン交換樹脂を大幅に減容化できる。
【００３６】請求項８の廃棄イオン交換樹脂の減容化装
置の発明は、復水脱塩装置から廃棄された混合状態のカ
チオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離する分離装置
と、分離した両イオン交換樹脂を所定の割合で均一に混
合する混合装置と、得られた均一混合イオン交換樹脂
を、超臨界水の存在下に塩を生成する物質を含まない酸
化剤との反応により前記均一混合イオン交換樹脂を超臨
界水酸化する超臨界水酸化装置と、この超臨界水酸化装
置に前記均一混合イオン交換樹脂を一定量で連続供給す
る分解対象物流体の連続供給装置とを備えたことを特徴
とする。
【００３７】上記構成における「分離装置」としては、
例えば逆洗し沈整することで比重差分離する装置を挙げ
ることができる。「所定の割合」とは例えばカチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂を１：１等の割合とすること
をいうが、一般的には混合イオン交換樹脂として使用さ
れた時の混合割合の比とするのがよい場合が多い。
【００３８】上記構成における「混合装置」としては、
攪拌羽根等を備えた予め混合するための混合槽や、アニ
オン交換樹脂貯槽とカチオン交換樹脂貯槽とから両樹脂
を所定量づつ送出しながらラインミキサー等を混合する
装置等を挙げることができる。
【００３９】この装置発明によれば、カチオン交換樹脂
が偏在せずに平均的濃度で混合する供給流体を反応領域
に供給でき、例えば、生成した酸を中和するためのアル
カリ剤の添加を一定量で供給できるという簡易な操作が
行える。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態に基づいて更に詳細に説明する。
【００４１】実施形態１ 図１は、復水脱塩装置から排出される使用済みの混合イ
オン交換樹脂をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂に
分離して超臨界水酸化処理する方法の実施に用いる装置
の概要を示したものである。
【００４２】この図１において、１は例えば原子力発電
所の復水系の使用済み混合イオン交換樹脂を受け入れる
被処理（分解対象）樹脂貯槽であり、移送管２を介して
分離装置３に混合イオン交換樹脂を不図示のフィードポ
ンプで移送できるように設けられている。
【００４３】上記分離装置３に移送された被処理樹脂
は、分離装置の槽３１下部から分離水供給管３２を通し
て分離水が供給されかつ槽３１上部の分離水排出管３３
から排出することによって該槽３１内に上昇流を発生さ
せ、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の比重差を利
用して樹脂を分離する操作が行われる。そして一定時間
の分離水通水の後に通水を停止し、沈整させることで、
分離装置３の槽３１内には、上層部に比重の小さい樹脂
（アニオン交換樹脂Ａ）、下層部に比重の大きい樹脂
（カチオン交換樹脂Ｋ）が分離し、また中間位置に両樹
脂が混在した混在層Ｍの三層が分離する。
【００４４】分離された上層部のアニオン交換樹脂Ａ
は、アニオン樹脂移送管３４を介してアニオン交換樹脂
貯溜タンク４に移送されて貯溜され、本例では、中間の
混在層Ｍの樹脂は返送管３５を介して被処理樹脂貯槽１
に返送され、残ったカチオン交換樹脂Ｋは移送管３６を
介してカチオン交換樹脂貯溜タンク５に移送されて貯溜
される。２１，３３１，３２１，３３１，３４１，３５
１，３６１はそれぞれ必要時に開路される開閉切換弁で
ある。
【００４５】なお、この例では中間の混在層Ｍの樹脂を
被処理樹脂貯槽１に返送するようにしているが、この混
在層Ｍとカチオン交換樹脂層Ｋの樹脂を一緒にカチオン
交換樹脂貯溜タンク５に移送するようにしてもよい。
【００４６】上記において説明した分離装置３の構成及
び分離の操作は、例えば、従来より発電所の復水脱塩装
置のイオン交換樹脂の再生装置で採用されている信頼性
の高いシステムに準じて構成することができる。
【００４７】以上のようにして分離されたカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂のそれぞれの樹脂は、単独に、
あるいは一定の割合に均一混合して被処理樹脂供給管７
を介し超臨界水酸化装置の反応容器８に供給され、超臨
界水酸化処理が行なわれる。以下分離されたイオン交換
樹脂について行われる超臨界水酸化処理をいくつかのパ
ターンに分けて説明する。
【００４８】（１）アニオン交換樹脂単独の超臨界水酸
化処理 本例においては、アニオン交換樹脂貯溜タンク４に貯溜
された一般に粒径０．３〜０．５ｍｍ程のアニオン交換
樹脂（カチオン交換樹脂粒径も略同様）を、所定量の水
で懸濁しスラリー化して供給管４１，開閉弁４２から被
処理樹脂供給管７を介して超臨界水酸化の反応を行う反
応容器８へ供給する。なお該樹脂はタンク４への貯溜前
又は貯溜後に一層微細な粒子に粉砕，破砕処理する装置
を用いて粉砕してもよい（カチオン交換樹脂においても
同じ）。
【００４９】本例の超臨界水酸化反応では、被処理樹脂
がＯＨ型のアニオン交換樹脂であるから分解しても無機
酸を生じないので酸中和のためのアルカリ剤の注入を必
要としない。また仮にアニオン交換樹脂が塩化物イオン
等の塩を吸着しているために分解処理に伴って酸を生ず
る場合であっても、復水系で使用されたアニオン交換樹
脂は塩化物イオン型のような塩型のものは極めて少ない
のが普通であるから酸の発生量も少なく、したがって酸
中和のためのアルカリ剤の注入は実質的に必要がない。
また例えば使用時の特殊状況（海水リーク等）によって
アニオン交換樹脂の吸着塩化物イオン量が異常に多い場
合には、必要に応じて下記（２）の操作と同様にして中
和適量のアルカリ剤を添加すればよい。
【００５０】本例においては、酸化反応に必要な酸化剤
は酸化剤供給管８１から供給される。この場合に用いら
れる酸化剤は、上述のように、塩を生成する物質を含ま
ないものであることが必須であり、例えば空気，酸素ガ
ス等が好ましいものとして挙げられる。
【００５１】被処理樹脂流体、酸化剤は、本例において
は被処理樹脂供給管７の途中であらかじめ混合するよう
にしているが、これに限定されるものではなく、一部の
流体を別にして反応容器８に供給してもよい。なお反応
溶媒である超臨界水は、本例では樹脂を懸濁する水が超
臨界温度以上に加熱されることで得る例として説明して
おり、このために既知の超臨界水酸化処理技術を用いて
構成できる適宜必要な加熱手段や高圧化手段（いずれも
図示せず）が設けられるが、これに限定されず、別途に
調製した超臨界水を反応容器８又は被処理樹脂供給管７
に導入するようにしてもよい。４２，５２，７１，１０
１，１１１，８１１，８２１は、それぞれ必要時に開路
される開閉切換弁である。
【００５２】本例の反応容器８は、縦筒型形状のベッセ
ル型と称される装置構造をなしていて、反応容器８の上
部中央からノズルによって被処理樹脂，酸化剤，超臨界
水を含む流体が連続的に吹き込まれて容器内で超臨界水
酸化反応を生じ、酸化分解した生成流体を（水，ガス）
を上部側に接続した上記排出管９から反応容器８外に排
出する。
【００５３】以上により、反応容器８に供給された被処
理樹脂（分解対象物）であるアニオン交換樹脂は、超臨
界水の存在条件下で酸化分解されて水とガスに分解さ
れ、この分解生成された流体は、排出管９の途中で冷却
後に減圧機構９１で減圧し、凝縮水とガスに分離し、ガ
スは排気管１０より系外に排出され、凝縮水は凝縮水排
出管１１より系外に排出される。
【００５４】この例の超臨界水酸化処理においては、酸
を生成する物質を含まないアニオン交換樹脂を中和剤を
添加することなく簡易な操作制御で酸化分解処理するこ
とができる。
【００５５】（２）カチオン交換樹脂単独の超臨界水酸
化処理 この例は、カチオン交換樹脂貯溜タンク５に貯溜された
カチオン交換樹脂を、上記例（１）の場合と同様に所定
量の水で懸濁しスラリー化して供給管５１，開閉弁５２
から被処理樹脂供給管７を介して上記反応容器８に供給
して超臨界水酸化処理する場合を説明する。
【００５６】本例の場合には、被処理樹脂が分解反応に
より無機酸を生ずる物質を含むカチオン交換樹脂（例え
ばＡｍｂｅｒｌｉｔｅ２００Ｃ（前出））であるので、
反応容器８ないしその後段の配管等における腐蝕を防止
するために、分解生成する硫酸の中和のためにアルカリ
剤をアルカリ供給管８２から供給する点で上記（１）と
は異なる。またこの違いに伴って上記例（１）とは使用
する装置に必要な構成及び操作が異なる。これを除く他
の点は上記例（１）同じである。
【００５７】以下上記例（１）と装置に必要な構成と操
作が相違する点を説明すると、本実施形態１を示す図１
において用いられているベッセル型の反応容器８の底部
に対して、塩移送水である超臨界温度以下の水を塩移送
水供給管８３より供給すると共に、塩排出管８４より排
出する操作を行うようにしている構成を採用している。
すなわち、これらの構成は、カチオン交換樹脂を超臨界
水酸化するこの例（２）で生ずる無機酸を中和すること
によって、反応容器８内に析出する無機塩を該反応容器
８に供給する超臨界温度以下の水（機能的には塩移送の
ための水）に溶解させて排出するものである。本例の構
成によれば、ベッセル型反応容器８内での超臨界水酸化
反応によって生じた比重の大きな無機塩は、装置構造上
から反応容器８下部の塩移送水に落下して溶解する。こ
れにより、生成流体（水，ガス）を反応容器８から後段
に送る管路とは別に、該管路を閉塞する虞の大きい付着
性の強い塩を分離し系外に除去できるので、結果とし
て、カチオン交換樹脂の連続した分解処理を達成でき
る。
【００５８】なお、超臨界水酸化反応で生成される酸を
中和するためのアルカリ剤の添加位置は、必ずしも反応
容器８に対して被処理樹脂を供給する始端側に限定され
るものではなく、反応容器８ないしその後段の配管等の
酸腐食を防止できる位置であればよい。
【００５９】（３）アニオン交換樹脂とカチオン交換樹
脂を均一混合して行う超臨界水酸化処理 この例の場合には、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹
脂の樹脂は、一定の割合で均一に混合しながら被処理樹
脂供給管７を介して超臨界水酸化装置３に供給する。
【００６０】本例においては、上記例（２）と同様に、
被処理樹脂（アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混
合物）は分解して無機酸を生じる有機物を含むので、反
応容器の腐蝕を防止するため酸中和のためのアルカリ剤
をアルカリ剤供給管８２から供給する。その他の装置に
必要な構成及び操作は上記（２）と同じである。
【００６１】なお、カチオン交換樹脂に混入しているア
ニオン交換樹脂の量は既知であるから、中和剤としての
アルカリ量はカチオン交換樹脂に見合って添加すればよ
く、したがって無駄なアルカリを添加することがなくな
る。
【００６２】以上の（１）〜（３）で説明した実施形態
１によれば、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂をそ
れぞれに適した超臨界水酸化処理で各独立にすることに
よって、原子力発電所で使用された結果発生するイオン
交換樹脂を適切に減容化することができ、放射性物質を
含む物質の処理においては極めて有益である。
【００６３】なお本例は超臨界水酸化処理装置としてベ
ッセル型の反応容器を用いた場合を説明したが、本発明
の処理方法は反応容器の型式に限定されるものではな
く、例えばパイプ式と称される反応容器を用いた超臨界
水酸化に適用することもできる。
【００６４】実施形態２ 図２に示した本例は、上記実施形態１においてカチオン
交換樹脂を含むイオン交換樹脂を超臨界水酸化処理する
場合（上記（２）及び（３））に、塩の生成量を一層低
減，抑制させるのに適した例を示すものである。
【００６５】例えば、廃棄イオン交換樹脂が再生型と塩
型のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合物であ
る場合、これらの混合状態を正確に把握して、中和剤と
してのアルカリをあらかじめ添加することは困難であ
る。この場合、中和の不十分さによって酸による装置の
耐久性低下を招いたり、排出管等の閉塞を招く虞れを避
ける必要から、一般的には中和剤の添加量は多めにする
ことになるが、一般的難燃性有機物の酸化分解処理と異
なり、本発明が対象とする放射性物質や有害金属等を吸
着・付着したイオン交換樹脂の処理にあっては、単純に
中和剤の添加量を増すことは、廃棄物の減容化という目
的を損なう別の問題がある。
【００６６】そこで本例においては、超臨界水酸化装置
の塩移送水排出管８４のラインにｐＨ計８４２を設置し
て、塩移送水のｐＨを計測し、この計測値をアルカリ供
給管８２の注入ポンプ８２２の駆動制御にフィードバッ
クして添加量をコントロールするように構成している。
他の構成は図１と同じである。
【００６７】これによって、酸中和に必要なアルカリ剤
の量が変動してもこれに追従して添加量を追従変化させ
て、塩の発生量を抑制することができる。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本願の各発明によ
れば、復水脱塩装置からの放射性物質や有害金属を吸着
・付着した使用済み廃棄イオン交換樹脂を、塩の生成を
極力少なくしながら減容化することができ、最終的に固
化保管する廃棄物量を低減できるという効果を奏する。
【００６９】また本願の請求項４，５の発明によれば、
超臨界水酸化処理により生成する酸の中和のために添加
する中和剤の添加量を、一定量で添加できるので操作が
簡素化されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の方法発明を実施するために用いられる廃
棄イオン交換樹脂の実施形態１の減容化装置の構成概要
をフローで示した図。
【図２】本願の方法発明を実施するために用いられる廃
棄イオン交換樹脂の実施形態２の減容化装置の構成概要
の一部をフローで示した図。
【図３】従来の超臨界水酸化装置の構成概要をフローで
示した図。
【符号の説明】
１・・・被処理樹脂貯槽 ２・・・移送管 ２１・・・開閉切換弁 ３・・・分離装置 ３１・・・槽 ３２・・・分離水供給管 ３２１・・・開閉切換弁 ３３・・・分離水排出管 ３３１・・・開閉切換弁 ３４・・・アニオン交換樹脂移送管 ３４１・・・開閉切換弁 ３５・・・返送管 ３５１・・・開閉切換弁 ３６・・・カチオン交換樹脂移送管 ３６１・・・開閉切換弁 ４・・・アニオン交換樹脂貯溜タンク ４１・・・供給管 ４２・・・開閉切換弁 ５・・・カチオン交換樹脂貯溜タンク ５１・・・供給管 ５２・・・開閉切換弁 ７・・・被処理樹脂供給管 ７１・・・開閉切換弁 ８・・・反応容器（超臨界水酸化装置） ８１・・・酸化剤供給管 ８１１・・・開閉切換弁 ８２・・・アルカリ供給管 ８２１・・・開閉切換弁 ８２２・・・ポンプ ８３・・・塩移送水供給管 ８３１・・・開閉切換弁 ８４・・・塩移送水排出管 ８４１・・・開閉切換弁 ８４２・・・ｐＨ計 ９・・・排出管 １０・・・排気管 １０１・・・開閉切換弁 １１・・・凝縮水排出管 １１１・・・開閉切換弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 11/04 B09B 3/00 G21F 9/30

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交
    換樹脂とアニオン交換樹脂を含む混合状態のイオン交換
    樹脂を廃棄処理する前に減容化する方法であって、前記
    混合状態のイオン交換樹脂から少なくともカチオン交換
    樹脂を除去し、少なくともカチオン交換樹脂を除去した
    前記イオン交換樹脂を、超臨界水の存在下に、塩を生成
    する物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化
    することを特徴とする廃棄イオン交換樹脂の減容化方
    法。
  2. 【請求項２】 復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交
    換樹脂とアニオン交換樹脂を含む混合状態のイオン交換
    樹脂を廃棄処理する前に減容化する方法であって、前記
    混合状態のイオン交換樹脂から少なくともアニオン交換
    樹脂を除去し、少なくともアニオン交換樹脂を除去した
    前記イオン交換樹脂を、超臨界水の存在下に、塩を生成
    する物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化
    すると共に、生成した酸をアルカリ剤で中和することを
    特徴とする廃棄イオン交換樹脂の減容化方法。
  3. 【請求項３】 復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交
    換樹脂とアニオン交換樹脂の混合状態のイオン交換樹脂
    を廃棄処理する前に減容化する方法であって、カチオン
    交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離し、分離したアニオ
    ン交換樹脂は、超臨界水の存在下に塩を生成する物質を
    含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化し、分離し
    たカチオン交換樹脂は、超臨界水の存在下に塩を生成す
    る物質を含まない酸化剤との反応により超臨界水酸化す
    ると共に、生成した酸をアルカリ剤で中和することを特
    徴とする廃棄イオン交換樹脂の減容化方法。
  4. 【請求項４】 復水脱塩装置から廃棄されたカチオン交
    換樹脂とアニオン交換樹脂の混合状態のイオン交換樹脂
    を廃棄処理する前に減容化する方法であって、カチオン
    交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離した後、均一に混合
    し、超臨界水の存在下に、塩を生成する物質を含まない
    酸化剤との反応で超臨界水酸化する反応領域に供給する
    と共に、生成した酸をアルカリ剤で中和することを特徴
    とする廃棄イオン交換樹脂の減容化方法。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記均一混合イオン
    交換樹脂を超臨界水酸化の反応領域に一定供給量で連続
    供給することを特徴とする廃棄イオン交換樹脂の減容化
    方法。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
    イオン交換樹脂を粉砕することを特徴とする廃棄イオン
    交換樹脂の減容化方法。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
    廃棄処理するイオン交換樹脂が原子力発電所の復水脱塩
    装置で使用されたイオン交換樹脂であることを特徴とす
    る廃棄イオン交換樹脂の減容化方法。
  8. 【請求項８】 復水脱塩装置から廃棄された混合状態の
    カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を分離する分離装
    置と、分離した両イオン交換樹脂を所定の割合で均一に
    混合する混合装置と、得られた均一混合イオン交換樹脂
    を、超臨界水の存在下に塩を生成する物質を含まない酸
    化剤との反応により前記均一混合イオン交換樹脂を超臨
    界水酸化する超臨界水酸化装置と、この超臨界水酸化装
    置に前記均一混合イオン交換樹脂を一定量で連続供給す
    る分解対象物流体の連続供給装置と、を備えたことを特
    徴とする廃棄イオン交換樹脂の減容化装置。
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