JP3537445B2 - 媒体を固形物含有成分と液状成分とに分離するための方法および装置 - Google Patents
媒体を固形物含有成分と液状成分とに分離するための方法および装置Info
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- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
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- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
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Description
本発明は、液状成分がフィルタを貫流するようにして
媒体を固形物含有成分と液状成分とに分離するための方
法に関し、特に原子力設備からの汚泥廃棄物を脱水およ
び乾燥するための方法に関する。本発明は更にこの方法
を実施するための装置に関する。 原子力設備においては例えば球状あるいは粉末状の汚
泥樹脂あるいはラップ剤懸濁液のような固形物を含有す
る種々の放射性汚泥廃棄物が生ずる。この種の汚泥廃棄
物は適切な中間貯蔵あるいは最終貯蔵を保証するため
に、再処理する前に、例えばビチューメンあるいは高圧
プレスで結合する前に、まず脱水および乾燥しなければ
ならない。乾燥に先立って脱水し、毛管水および／又は
圧搾水を分離して廃水系に導くことによって、僅かなエ
ネルギー用で高い生産量が得られ、従って廃棄物の効果
的な処理が達成できる。 この種の脱水工程に対して通常は吸引フィルタが使用
されている。その場合脱水すべき媒体は、フィルタ要素
が底部分に配置されている容器の中で過圧をかけられ
る。これによって媒体の液状成分例えば圧搾水がフィル
タ要素を通って押し出される。媒体の固形物含有成分は
フィルタ要素によって拘留される。この固形出物を含有
するフィルタ残滓は次いで通常は乾燥工程に導かれる。 しかしこの種の吸引フィルタのフィルタ要素は急速に
閉塞し、短い運転時間経過後に早くも浄化あるいは交換
しなければならない。 本発明の課題は、僅かな浄化費用あるいは保守点検費
用でもフィルタの閉塞が避けられるような媒体を固形物
含有成分と液状成分に分離する方法を提供することにあ
る。これは特に適切な装置で達成されなければならな
い。 この課題は方法に関しては本発明によれば、フィルタ
がフィルタ残滓を擦り取るために媒体に対して少なくと
も貫流方向に対してほぼ垂直に動かされ、媒体が攪拌さ
れることによって解決される。 その場合本発明は、フィルタが閉塞する際にまず媒体
に含まれる若干の固形物粒子がフィルタに付着するとい
う観察から出発している。この固形物粒子はその周囲に
おける他の固形物粒子と凝集する。この過程はフィルタ
が完全に閉塞するまで継続し得る。即ちフィルタの閉塞
は固形物粒子がフィルタに付着するのを抑えることによ
って避けられるか起り難くされる。固形物粒子がフィル
タに付着することを抑えるために、フィルターと分離す
べき媒体との貫流方向に対してほぼ垂直な相対運動が特
に効果的であることが判明している。 媒体の液状成分の固形物含有成分との分離を一層促進
するために、媒体は補助的に攪拌される。これによって
媒体の内部における熱の搬送が促進されるので、脱水あ
るいは乾燥を促進するための媒体の加熱が容易化され
る。 脱水工程を促進するためあるいは乾燥工程を促進する
ために、分離すべき媒体が加熱されると有利である。 放射性媒体の処理を特に容易化するために、媒体は最
初の脱水工程あるいは乾燥工程後に、これが第２の脱水
工程あるいは乾燥工程を受ける前に、非放射性水の導入
によって洗うことができる。 上記の課題は装置に関しては本発明によれば、容器の
内部に設けられた円筒状のフィルタ要素が回転可能に配
置され、容器の内部に設けられた回転可能な揺動アーム
に混合機構が配置され、この混合機構が揺動アームの回
転時に容器の内側表面に沿って案内されることによって
解決される。 脱水および乾燥工程中にフィルタ要素がその円筒軸を
中心として回転し、それによってフィルタ要素を媒体に
対して貫流方向に対してほぼ垂直の方向に動かすことが
できる。これによって媒体内に含まれる固形物粒子のフ
ィルタ要素への付着は抑えられ、フィルタ要素の閉塞は
ほとんど排除される。 混合機構によって媒体を循環従って混合することがで
きるので、媒体の固形物含有成分と液状成分への分離が
促進され、媒体の内部における熱の搬送も促進される。
混合機構を容器の内側表面に沿って案内することによっ
て、例えば放射性媒体の場合において容器を追加的に汚
染してしまうような媒体内に含まれる固形物粒子の容器
壁への付着が避けられる。 容器の内部に存在する媒体を加熱できるようにするた
めに、容器は有利には二重壁構造に形成され、その容器
の二重壁に高温蒸気導入管が接続されている。容器には
更に圧縮空気の導入管および／又は排出管が配置され
る。 本発明の他の実施態様において、フィルタ要素は金属
織物を有している。この種の金属織物形フィルタは、放
射性汚泥廃棄物を脱水するために特に有効であることが
判明している。 容器の充填量が僅かな場合でも媒体から分離された液
状成分の排出を保証するために、フィルタ要素の内部に
ほぼその底部まで達する濾液出口管が配置されていると
有利である。またこの濾液出口管によって、容器に過圧
がかけられた際における濾液排出管への空気の突発が避
けられる。 本発明によって得られる利点は特に、液状成分がフィ
ルタを貫流するようにして媒体を固形物含有成分と液状
成分に分離する際、特に原子力設備の汚泥廃棄物を脱水
し乾燥する際、貫流方向に対して少なくともほぼ垂直に
フィルタを媒体に対して動かすことによって、僅かな浄
化費用あるいは保守点検費用においてもフィルタの閉塞
が回避されることにある。 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図は媒体を固形含有成分と液状成分に分離する装置を
示している。分離装置１は範囲３が円錐状に形成された
二重壁に構成されている容器２を有している。容器２の
円錐形状は蓋あるいは弁によって閉鎖できる狭い出口開
口４を通して容器２を完全に空にし易くする。容器２の
内部に円錐の中心線を中心として回転できる揺動アーム
６が配置され、その先端にそれ自体回転できる攪拌機８
が混合機構として設けられている。攪拌機８は、それが
揺動アーム６が回転する際に容器２の円錐状内周面10に
沿ってこれを擦って移動されるように配置されている。 容器２の内部に円錐軸に対して同軸的に円筒状フィル
タ要素12がその円筒軸線を中心として回転可能に配置さ
れている。フィルタ要素12は金属織物を有している。フ
ィルタ要素12の円筒軸線上に濾液出口管14が配置され、
これは容器２の外で濾液排出管16に接続されている。濾
液出口管14はフィルタ要素12の底の近くまで達してい
る。 容器２に弁17で閉鎖可能な圧縮空気導入管18および給
水管19並びに材料導入管20が接続されている。フィルタ
要素12の逆洗および／又は吹出しを可能にするために、
圧縮空気導入管18が弁21で閉鎖可能な配管22を介して濾
液排出管16に接続されている。 弁23で閉鎖可能な容器２の出口開口４の下側に定置形
あるいは移動可能なタンク24が設けられている。濾過工
程を促進するために、弁23並びに円錐状範囲３の下部を
フィルタとして形成できる。容器２の二重壁に構成され
た円錐状範囲３に高温蒸気導入管26およびその排出管28
が接続されている。 分離装置１を運転する際に容器２には、材料導入管20
を介して導入可能な液状成分と固形物含有成分に分離し
なければならない媒体Ｍ、例えば原子力発電所の汚泥廃
棄物がレベル30まで充填される。媒体Ｍの液状成分を固
形成分から分離するために、容器２は圧縮空気導入管18
によって過圧がかけられる。これによって媒体Ｍの液状
成分はフィルタ要素12を通って押し出され、従って濾液
Ｆとしてフィルタ要素12の内室に到達する。そこから濾
液Ｆは圧力状態に基づいて濾液出口管14を介して濾液排
出管16に導かれ、この濾液排出管16を介して分離タンク
（図示せず）に導かれる、従って媒体Ｍの固有物含有成
分は、媒体Ｍが脱水されるので容器２の内部で濃縮され
る。濾液出口管14はフィルタ要素12の底の近くまで達し
ているので、レベル30が低い場合にも、過圧がかけられ
ている容器２から濾液排出管への空気の突発が阻止され
る。媒体Ｍ内に含まれる固形粒子によるフィルタ要素12
の閉塞を阻止するために、フィルタ要素12はその円筒軸
を中心として回転する。換言すれば、フィルタ要素12は
媒体Ｍに対して貫流方向に垂直に動かされる。 容器２の二重壁構造の円錐状範囲に高温蒸気導入管26
を介して高温蒸気が導入され、媒体Ｍが加熱される。こ
のような媒体Ｍの加熱は、媒体Ｍからの液状成分の分離
を促進し、従って媒体Ｍの脱水および固形物含有成分の
乾燥をも促進する。揺動アーム６はフィルタ要素12と共
に回転し、これに同様に回転する攪拌機８が配置されて
いる。これによって達成される容器２内における媒体Ｍ
の混合によって媒体Ｍの固形物含有成分と液状成分との
分離が促進される。これによって更に媒体Ｍの内部にお
ける熱の搬送が促進され、媒体Ｍの加熱が容易にされ
る。容器２の内壁10に沿って導かれる攪拌機８は媒体Ｍ
の固形物粒子が容器内壁10に付着することを阻止し、従
って放射性物質を処理する際の容器２の汚染を回避す
る。 媒体Ｍの固形物含有成分を脱水および乾燥した後、残
留する残滓Ｒは出口弁23を開いてタンク24に導かれる。
フィルタ要素12の内部が補助的に濾液排出管16に接続さ
れた圧縮空気導入管によって過圧にされると、フィルタ
要素12を逆方向に吹き出すことができる。 放射性媒体Ｍを処理する際、この媒体は最初の脱水工
程後に給水管19を通しての水の導入によってまず洗われ
る。これによって希釈効果が得られる。 分離装置１は、構造がコンパクトであり、唯一の容器
２の内部で脱水、洗浄あるいは乾燥のような種々の処理
工程を実施できるという追加的な利点を有する。これは
特に放射性汚泥廃棄物を処理する際に有利である。フィ
ルタ要素12の回転および回転する揺動アーム６に配置さ
れた攪拌機８の回転によって、効果的な分離工程が保証
され、その場合、安価な浄化費用あるいは保守点検費用
においてもフィルタ要素12の閉塞が避けられる。
媒体を固形物含有成分と液状成分とに分離するための方
法に関し、特に原子力設備からの汚泥廃棄物を脱水およ
び乾燥するための方法に関する。本発明は更にこの方法
を実施するための装置に関する。 原子力設備においては例えば球状あるいは粉末状の汚
泥樹脂あるいはラップ剤懸濁液のような固形物を含有す
る種々の放射性汚泥廃棄物が生ずる。この種の汚泥廃棄
物は適切な中間貯蔵あるいは最終貯蔵を保証するため
に、再処理する前に、例えばビチューメンあるいは高圧
プレスで結合する前に、まず脱水および乾燥しなければ
ならない。乾燥に先立って脱水し、毛管水および／又は
圧搾水を分離して廃水系に導くことによって、僅かなエ
ネルギー用で高い生産量が得られ、従って廃棄物の効果
的な処理が達成できる。 この種の脱水工程に対して通常は吸引フィルタが使用
されている。その場合脱水すべき媒体は、フィルタ要素
が底部分に配置されている容器の中で過圧をかけられ
る。これによって媒体の液状成分例えば圧搾水がフィル
タ要素を通って押し出される。媒体の固形物含有成分は
フィルタ要素によって拘留される。この固形出物を含有
するフィルタ残滓は次いで通常は乾燥工程に導かれる。 しかしこの種の吸引フィルタのフィルタ要素は急速に
閉塞し、短い運転時間経過後に早くも浄化あるいは交換
しなければならない。 本発明の課題は、僅かな浄化費用あるいは保守点検費
用でもフィルタの閉塞が避けられるような媒体を固形物
含有成分と液状成分に分離する方法を提供することにあ
る。これは特に適切な装置で達成されなければならな
い。 この課題は方法に関しては本発明によれば、フィルタ
がフィルタ残滓を擦り取るために媒体に対して少なくと
も貫流方向に対してほぼ垂直に動かされ、媒体が攪拌さ
れることによって解決される。 その場合本発明は、フィルタが閉塞する際にまず媒体
に含まれる若干の固形物粒子がフィルタに付着するとい
う観察から出発している。この固形物粒子はその周囲に
おける他の固形物粒子と凝集する。この過程はフィルタ
が完全に閉塞するまで継続し得る。即ちフィルタの閉塞
は固形物粒子がフィルタに付着するのを抑えることによ
って避けられるか起り難くされる。固形物粒子がフィル
タに付着することを抑えるために、フィルターと分離す
べき媒体との貫流方向に対してほぼ垂直な相対運動が特
に効果的であることが判明している。 媒体の液状成分の固形物含有成分との分離を一層促進
するために、媒体は補助的に攪拌される。これによって
媒体の内部における熱の搬送が促進されるので、脱水あ
るいは乾燥を促進するための媒体の加熱が容易化され
る。 脱水工程を促進するためあるいは乾燥工程を促進する
ために、分離すべき媒体が加熱されると有利である。 放射性媒体の処理を特に容易化するために、媒体は最
初の脱水工程あるいは乾燥工程後に、これが第２の脱水
工程あるいは乾燥工程を受ける前に、非放射性水の導入
によって洗うことができる。 上記の課題は装置に関しては本発明によれば、容器の
内部に設けられた円筒状のフィルタ要素が回転可能に配
置され、容器の内部に設けられた回転可能な揺動アーム
に混合機構が配置され、この混合機構が揺動アームの回
転時に容器の内側表面に沿って案内されることによって
解決される。 脱水および乾燥工程中にフィルタ要素がその円筒軸を
中心として回転し、それによってフィルタ要素を媒体に
対して貫流方向に対してほぼ垂直の方向に動かすことが
できる。これによって媒体内に含まれる固形物粒子のフ
ィルタ要素への付着は抑えられ、フィルタ要素の閉塞は
ほとんど排除される。 混合機構によって媒体を循環従って混合することがで
きるので、媒体の固形物含有成分と液状成分への分離が
促進され、媒体の内部における熱の搬送も促進される。
混合機構を容器の内側表面に沿って案内することによっ
て、例えば放射性媒体の場合において容器を追加的に汚
染してしまうような媒体内に含まれる固形物粒子の容器
壁への付着が避けられる。 容器の内部に存在する媒体を加熱できるようにするた
めに、容器は有利には二重壁構造に形成され、その容器
の二重壁に高温蒸気導入管が接続されている。容器には
更に圧縮空気の導入管および／又は排出管が配置され
る。 本発明の他の実施態様において、フィルタ要素は金属
織物を有している。この種の金属織物形フィルタは、放
射性汚泥廃棄物を脱水するために特に有効であることが
判明している。 容器の充填量が僅かな場合でも媒体から分離された液
状成分の排出を保証するために、フィルタ要素の内部に
ほぼその底部まで達する濾液出口管が配置されていると
有利である。またこの濾液出口管によって、容器に過圧
がかけられた際における濾液排出管への空気の突発が避
けられる。 本発明によって得られる利点は特に、液状成分がフィ
ルタを貫流するようにして媒体を固形物含有成分と液状
成分に分離する際、特に原子力設備の汚泥廃棄物を脱水
し乾燥する際、貫流方向に対して少なくともほぼ垂直に
フィルタを媒体に対して動かすことによって、僅かな浄
化費用あるいは保守点検費用においてもフィルタの閉塞
が回避されることにある。 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図は媒体を固形含有成分と液状成分に分離する装置を
示している。分離装置１は範囲３が円錐状に形成された
二重壁に構成されている容器２を有している。容器２の
円錐形状は蓋あるいは弁によって閉鎖できる狭い出口開
口４を通して容器２を完全に空にし易くする。容器２の
内部に円錐の中心線を中心として回転できる揺動アーム
６が配置され、その先端にそれ自体回転できる攪拌機８
が混合機構として設けられている。攪拌機８は、それが
揺動アーム６が回転する際に容器２の円錐状内周面10に
沿ってこれを擦って移動されるように配置されている。 容器２の内部に円錐軸に対して同軸的に円筒状フィル
タ要素12がその円筒軸線を中心として回転可能に配置さ
れている。フィルタ要素12は金属織物を有している。フ
ィルタ要素12の円筒軸線上に濾液出口管14が配置され、
これは容器２の外で濾液排出管16に接続されている。濾
液出口管14はフィルタ要素12の底の近くまで達してい
る。 容器２に弁17で閉鎖可能な圧縮空気導入管18および給
水管19並びに材料導入管20が接続されている。フィルタ
要素12の逆洗および／又は吹出しを可能にするために、
圧縮空気導入管18が弁21で閉鎖可能な配管22を介して濾
液排出管16に接続されている。 弁23で閉鎖可能な容器２の出口開口４の下側に定置形
あるいは移動可能なタンク24が設けられている。濾過工
程を促進するために、弁23並びに円錐状範囲３の下部を
フィルタとして形成できる。容器２の二重壁に構成され
た円錐状範囲３に高温蒸気導入管26およびその排出管28
が接続されている。 分離装置１を運転する際に容器２には、材料導入管20
を介して導入可能な液状成分と固形物含有成分に分離し
なければならない媒体Ｍ、例えば原子力発電所の汚泥廃
棄物がレベル30まで充填される。媒体Ｍの液状成分を固
形成分から分離するために、容器２は圧縮空気導入管18
によって過圧がかけられる。これによって媒体Ｍの液状
成分はフィルタ要素12を通って押し出され、従って濾液
Ｆとしてフィルタ要素12の内室に到達する。そこから濾
液Ｆは圧力状態に基づいて濾液出口管14を介して濾液排
出管16に導かれ、この濾液排出管16を介して分離タンク
（図示せず）に導かれる、従って媒体Ｍの固有物含有成
分は、媒体Ｍが脱水されるので容器２の内部で濃縮され
る。濾液出口管14はフィルタ要素12の底の近くまで達し
ているので、レベル30が低い場合にも、過圧がかけられ
ている容器２から濾液排出管への空気の突発が阻止され
る。媒体Ｍ内に含まれる固形粒子によるフィルタ要素12
の閉塞を阻止するために、フィルタ要素12はその円筒軸
を中心として回転する。換言すれば、フィルタ要素12は
媒体Ｍに対して貫流方向に垂直に動かされる。 容器２の二重壁構造の円錐状範囲に高温蒸気導入管26
を介して高温蒸気が導入され、媒体Ｍが加熱される。こ
のような媒体Ｍの加熱は、媒体Ｍからの液状成分の分離
を促進し、従って媒体Ｍの脱水および固形物含有成分の
乾燥をも促進する。揺動アーム６はフィルタ要素12と共
に回転し、これに同様に回転する攪拌機８が配置されて
いる。これによって達成される容器２内における媒体Ｍ
の混合によって媒体Ｍの固形物含有成分と液状成分との
分離が促進される。これによって更に媒体Ｍの内部にお
ける熱の搬送が促進され、媒体Ｍの加熱が容易にされ
る。容器２の内壁10に沿って導かれる攪拌機８は媒体Ｍ
の固形物粒子が容器内壁10に付着することを阻止し、従
って放射性物質を処理する際の容器２の汚染を回避す
る。 媒体Ｍの固形物含有成分を脱水および乾燥した後、残
留する残滓Ｒは出口弁23を開いてタンク24に導かれる。
フィルタ要素12の内部が補助的に濾液排出管16に接続さ
れた圧縮空気導入管によって過圧にされると、フィルタ
要素12を逆方向に吹き出すことができる。 放射性媒体Ｍを処理する際、この媒体は最初の脱水工
程後に給水管19を通しての水の導入によってまず洗われ
る。これによって希釈効果が得られる。 分離装置１は、構造がコンパクトであり、唯一の容器
２の内部で脱水、洗浄あるいは乾燥のような種々の処理
工程を実施できるという追加的な利点を有する。これは
特に放射性汚泥廃棄物を処理する際に有利である。フィ
ルタ要素12の回転および回転する揺動アーム６に配置さ
れた攪拌機８の回転によって、効果的な分離工程が保証
され、その場合、安価な浄化費用あるいは保守点検費用
においてもフィルタ要素12の閉塞が避けられる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 リソン、ヨハン
ドイツ連邦共和国 デー−64291 ダル
ムシユタツト ハンス−ザクス−ヴエー
ク 16
(72)発明者 ブリン、クラウス
ドイツ連邦共和国 デー−63322 レー
ダーマルク フインケンシユトラーセ
８
(72)発明者 ソウカ、ヨーゼフ
ドイツ連邦共和国 デー−30457 ハノ
ーフアー ロイニンガーシユトラーセ
87
(56)参考文献 特開 平７−55996（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−7500（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−131268（ＪＰ，Ａ)
米国特許4773997（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G21F 9/06
C02F 11/12
Claims (9)
- 【請求項１】液状成分がフィルタを貫流し、フィルタが
フィルタ残滓を擦り取るために媒体（Ｍ）に対して少な
くとも貫流方向に対してほぼ垂直に動かされ、媒体
（Ｍ）が攪拌されることを特徴とする媒体を固形物含有
成分と液状成分とに分離するための方法。 - 【請求項２】媒体（Ｍ）が加熱されることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】媒体（Ｍ）が最初の脱水工程あるいは乾燥
工程後に洗われることを特徴とする請求項１又は２記載
の方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
方法を実施するための媒体（Ｍ）を固形物含有成分と液
状成分とに分離する装置において、容器（２）の内部に
設けられ回転可能に配置された円筒状のフィルタ要素
（12）と、容器（２）の内部に設けられた回転可能な揺
動アーム（６）に配置された混合機構（８）とを有し、
この混合機構（８）が揺動アーム（６）の回転時に容器
（２）の内側表面（10）に沿って案内されることを特徴
とする媒体を固形物含有成分と液状成分とに分離するた
めの装置。 - 【請求項５】容器（２）が二重壁に構成されていること
を特徴とする請求項４記載の装置。 - 【請求項６】容器（２）の二重壁に構成された範囲
（３）に高温蒸気導入管（26）が接続されていることを
特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】フィルタ要素（12）が金属織物を有してい
ることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに
記載の装置。 - 【請求項８】フィルタ要素（12）の内部に濾液出口管
（14）が配置されていることを特徴とする請求項４ない
し７のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項９】容器（２）に圧縮空気の導入管（18）およ
び／又は排出管（16）が配置されていることを特徴とす
る請求項４ないし８のいずれか１つに記載の装置。
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