JP5023247B1 - 放射性物質除去方法及び除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質を含んでいる処理対象水から効果的に放射性物質を除去できる放射性物質の除去方法及び除去装置を提案する。
【解決手段】
放射性物質を含んでいる処理対象水を第一次撹拌槽において蓚酸混合化合物凝集剤を添加しつつ撹拌して第一次処理する工程と、第一次処理工程を経た前記処理対象水を第二次撹拌槽において硫酸アルミニウム混合物凝集剤を添加しつつ撹拌して第二次処理する工程と、第二次処理工程を経た前記処理対象水について、分離槽において沈殿・凝集を行って汚泥及び浮泥を除去する第三次処理工程と、濾過槽において、第三次処理工程を経た前記処理対象水に対して濾過材を用い、前記放射性物質を当該濾過材に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させる濾過処理を行う第四次処理工程とを備えている放射性物質除去方法。
【選択図】図１

Description

この発明はセシウムなどの放射性物質の除去方法及び除去装置に関する。

河川、湖沼などの水を浄化し、魚類などの生息に適した環境に整えるための浄水方法、浄水装置に関しては従来から種々の提案が行われている。

例えば、本願特許出願人は、特許第３９４４８８１号として成立している浄水方法、浄水装置を提案している（特許文献１）。

特開２００３−１７５３９７号公報

本願出願人が提案した特許文献１記載の浄水方法、浄水装置は大きな効果を発揮するものであるが、今日では、自然界に放出されたセシウム等の放射性物質を効果的に除去できる浄水方法、浄水装置の提案が望まれている。

そこで、本願発明は、放射性物質を含んでいる処理対象水から効果的に放射性物質を除去できる放射性物質の除去方法及び除去装置を提案することを目的にしている。

請求項１記載の発明は、
放射性物質を含んでいる処理対象水を第一次撹拌槽において、蓚酸にカリウム及びゼオライト粉末と貝化石粉末とを混合した粉末状の混合化合物を添加しつつ撹拌して処理する第一次処理工程と、
第一次処理工程を経た前記処理対象水を第二次撹拌槽において、硫酸アルミニウムにゼオライト粉末と貝化石粉末とが混合されている粉末状の混合化合物を添加しつつ撹拌して処理する第二次処理工程と、
第二次処理工程を経た前記処理対象水について、分離槽において沈殿・凝集を行って汚泥及び浮泥を除去する第三次処理工程と、
濾過槽において、第三次処理工程を経た前記処理対象水に対して濾過材を用い、前記放射性物質を当該濾過材に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させる濾過処理を行う第四次処理工程と
を備えている放射性物質除去方法
である。

請求項２記載の発明は、
前記濾過材を洗浄する工程を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の放射性物質除去方法
である。

請求項３記載の発明は、
前記濾過材は、ゼオライト、貝化石、竹炭、もみ殻活性炭、ヤシ殻活性炭を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の放射性物質除去方法。
である。

請求項４記載の発明は、
放射性物質を含んでいる処理対象水を受け入れると共に、当該受け入れた処理対象水に、蓚酸にカリウム及びゼオライト粉末と貝化石粉末とを混合した粉末状の混合化合物を添加して撹拌・混合する第一次撹拌槽と、
前記第一次撹拌槽の下流側に配備されていて、前記第一次撹拌槽から流出してきた前記処理対象液水を受け入れると共に、当該受け入れた処理対象水に、硫酸アルミニウムにゼオライト粉末と貝化石粉末とが混合されている粉末状の混合化合物を添加して撹拌・混合する第二次撹拌槽と、
前記第二次撹拌槽の下流側に配備されていると共に第一の汚泥自動引抜バルブを備えていて、前記第二次撹拌槽から流出してきた前記処理対象水を受け入れ、当該受け入れた処理対象水から汚泥及び浮泥を沈殿・凝集させる分離槽と、
前記分離槽の下流側に配備されている濾過槽であって、内部に濾過材が敷き詰められていると共に、第二の汚泥自動引抜バルブを備えていて、前記分離槽から流出してきた前記処理対象水を受け入れ、当該受け入れた処理対象水に含まれている前記放射性物質を前記濾過材に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させ、濾過処理を行う濾過槽と
を備えている放射性物質除去装置
である。

請求項５記載の発明は、
前記濾過槽には前記濾過材の洗浄に使用される洗浄水を前記濾過槽に供給する洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルからの前記洗浄水の供給を受けつつ前記濾過材を前記濾過槽内において撹拌する撹拌羽根を備えた濾過材攪拌機とが更に配備されていることを特徴とする請求項４記載の放射性物質除去装置
である。

請求項６記載の発明は、
前記濾過材は、ゼオライト、貝化石、竹炭、もみ殻活性炭、ヤシ殻活性炭を組み合わせたものであることを特徴とする請求項４又は５記載の放射性物質除去装置
である。

この発明によれば、放射性物質を含んでいる処理対象水から効果的に放射性物質を除去できる放射性物質の除去方法及び除去装置を提供することができる。

この発明の放射性物質除去装置の概略構成を表す図。 この発明の放射性物質除去装置における濾過槽の概略構成を表す側面図。 この発明の放射性物質除去装置における濾過槽の概略構成を表す平面図。 この発明の放射性物質除去方法のフロー図。 この発明の放射性物質除去方法の各工程における実施態様を説明する図。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

この発明の放射性物質除去装置は、放射性物質を含んでいる処理対象水を受け入れる上流側（図１の左側）から、処理後の水が排出されていく下流側（図１の右側）に向けて、第一次撹拌槽、第二次撹拌槽、分離槽、濾過槽がそれぞれ流動管を介して接続されているものである。

第一次撹拌槽、第二次撹拌槽としては、図１図示のようにＬ型撹拌槽１、Ｌ型撹拌槽２を採用することができる。

Ｌ型撹拌槽１は、放射性物質を含んでいる処理対象水（図１において「原水」と表示されている）を河川や湖沼などから受け入れる。このＬ型撹拌槽１は不図示の凝集剤添加機構を備えていて、当該凝集剤添加機構によって、Ｌ型撹拌槽１の中に受け入れられた前記処理対象水に蓚酸混合化合物凝集剤が添加される。また、Ｌ型撹拌槽１には不図示の撹拌機構が備えられていて、前述のように蓚酸混合化合物凝集剤が添加された処理対象水が撹拌・混合され、ここで、第一次処理が行われる。

第二次撹拌槽であるＬ型撹拌槽２は、第一次撹拌槽であるＬ型撹拌槽１の下流側に配備されていて、図１図示のポンプアップ手段などによってＬ型撹拌槽１から流出してきた、前述の第一次処理工程を経た処理対象液水を受け入れる。Ｌ型撹拌槽２は不図示の凝集剤添加機構を備えていて、当該凝集剤添加機構によって、Ｌ型撹拌槽２の中に受け入れられた前記処理対象水に硫酸アルミニウム混合物凝集剤が添加される。また、Ｌ型撹拌槽２には不図示の撹拌機構が備えられていて、前述のように硫酸アルミニウム混合物凝集剤が添加された処理対象水が撹拌・混合され、ここで、第二次処理が行われる。

第二次撹拌槽であるＬ型撹拌槽２の下流には分離槽３が配備されている。分離槽３は、Ｌ型撹拌槽２から流出してきた前述の第二次処理工程を経た処理対象水を受け入れ、この分離槽３で、当該受け入れた処理対象水から汚泥及び浮泥を沈殿・凝集させる処理が行われる。分離槽３には第一の汚泥自動引抜バルブ４が配備されており、沈殿・凝集された汚泥及び浮泥は第一の汚泥自動引抜バルブ４を介して分離槽３の外部に回収され、固形化処理される。この分離槽３で行われる工程が第三次処理となる。

分離槽３の下流には濾過槽５が配備されている。濾過槽５の内部には濾過材６が敷き詰められている。また、濾過槽５には第二の汚泥自動引抜バルブ７が配備されている。濾過槽５は分離槽３から流出してきた第三次処理工程を経た処理対象水を受け入れる。そして、濾過槽５では、この受け入れた処理対象水に含まれている放射性物質などを、濾過材６に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させる濾過処理が行われる。沈殿した汚泥は、第二の汚泥自動引抜バルブ７を介して濾過槽５の外部に回収され、固形化処理される。この濾過槽５で行われる工程が第四次処理となる。

濾過槽５は１台のみの設置でもよいが、複数台を設置することが除去の効果を向上させるうえで望ましい。この場合、数台を並列させて設置することもできるが、複数台を上流から下流に向けて直列に設置することがより望ましい。

前記の濾過材６は、ゼオライト、貝化石、竹炭、もみ殻活性炭、ヤシ殻活性炭を組み合わせたものである。

第四次処理工程を経て濾過槽５から排出される処理後の水は河川、湖沼などにそのまま放流することができる。

前述した蓚酸混合化合物凝集剤は、蓚酸にカリウム及びゼオライト粉末と貝化石粉末とを混合した粉末状の混合化合物である。

また、前述した硫酸アルミニウム混合物凝集剤は、硫酸アルミニウムにゼオライト粉末と貝化石粉末とが混合されている粉末状の混合化合物である。

河川や湖沼などから受け入れる処理対象水には、放射性物質のみならず、多くの汚染物質が含まれていることがある。前記蓚酸混合化合物凝集剤と、硫酸アルミニウム混合物凝集剤とは、分離槽３での沈殿・凝集工程によって放射性物質や汚染物質を処理対象水から汚泥や浮泥として分離・除去し、更に、濾過槽５での濾過材６に対する付着及び／又は吸着によって放射性物質や汚染物質を処理対象水から分離・除去する効率を高め、浄化処理を早めることに効果を発揮する。

また、湖沼の水（原水）の汚染を進行させる「アオコ」の除去、「アオコ」の元凶となるリンの除去に対する効果、アンモニア、窒素、ＢＯＤ、ＣＯＤ、等の富栄養化を防止する効果、病原菌である大腸菌などに対する消毒・殺菌作用や、水中に存在する油脂類の除去に効果を発揮する脱脂効果などが、前記蓚酸混合化合物凝集剤と、硫酸アルミニウム混合物凝集剤とによって発揮される。

このように、前記蓚酸混合化合物凝集剤と、硫酸アルミニウム混合物凝集剤とは、いわば、浄化即効剤として機能する。更に、水質のｐＨを調整する効力を有する調整剤（ｐＨ調整剤）として機能する。

本発明の装置、方法においては、分離槽３での沈殿・凝集工程、引き続く、濾過槽５での濾過材６に対する付着及び／又は吸着工程の前に、第一次撹拌槽であるＬ型撹拌槽１において蓚酸混合化合物凝集剤を添加して混合、撹拌し、更に、第二次撹拌槽であるＬ型撹拌槽２において硫酸アルミニウム混合物凝集剤を添加して混合、撹拌する点に特徴を有しており、しかも、この蓚酸混合化合物凝集剤及び硫酸アルミニウム混合物凝集剤のいずれにも、ゼオライト粉末及び貝化石粉末が混入している点に特徴を有する。

これによって、上述した作用・効果を発揮させ、原水が流入してくる上流から、処理後の水が排出されていく下流側に向けて、それぞれ、流動管を介して接続される第一次撹拌槽、第二次撹拌槽、分離槽、濾過槽からなる簡素な構成の放射性物質除去装置のみを用いて、一工程で、河川や湖沼などから受け入れる処理対象水に含まれている放射性物質のみならず、多くの汚染物質の分離、除去を行うことを可能にしている。

濾過槽５には、洗浄ノズル８と、濾過材攪拌機９とが備えられている。濾過材６の効果を持続させるために、前述した第四次処理工程を適宜中断し、分離槽３から濾過槽５への処理対象水の流入を停止させて、濾過材６を洗浄し、濾過材６に付着した放射性物質や汚染物質を含んでいる汚泥を取り除く処理が行われる。

洗浄ノズル８は、濾過材６の洗浄に使用される洗浄水を濾過槽５に供給するものである。この洗浄水としては、前述したように濾過槽５から排出される処理後の水の一部を用い、これを洗浄用ポンプ、洗浄用パイプを用いて洗浄ノズル８に供給するようにできる。

濾過材攪拌機９は、付設されているモーターなどの駆動手段によって駆動され、洗浄ノズル８からの洗浄水の供給を受けつつ濾過材６を濾過槽５内において撹拌する撹拌羽根を備えている。

洗浄ノズル８から洗浄水を濾過槽５に供給しつつ、濾過材攪拌機９の撹拌羽根を回転させ、濾過槽５内において濾過材６を洗浄水と共に撹拌させて、濾過材６に付着した汚泥を取り除くものである。

この洗浄処理の際の濾過槽５からの排水は、濾過槽５と、第一次撹拌槽（Ｌ型撹拌槽１）、第二次撹拌槽（Ｌ型撹拌槽２）、あるいは分離槽３とを連結する、不図示の連結パイプ及びポンプ手段を介して、濾過槽５から、第一次撹拌槽（Ｌ型撹拌槽１）へ、あるいは第二次撹拌槽（Ｌ型撹拌槽２）へ、若しくは分離槽３へ流入させて、上述した処理を受けるようにすることができる。

また、濾過材６から取り除かれた、放射性物質や汚染物質を含んでいる汚泥は、第二の汚泥自動引抜バルブ７を介して濾過槽５の外部に回収され、固形化処理される。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限られず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

１ Ｌ型撹拌槽（第一次撹拌槽）
２ Ｌ型撹拌槽（第二次撹拌槽）
３ 分離槽
４ 第一の汚泥自動引抜バルブ
５ 濾過槽
６ 濾過材
７ 第二の汚泥自動引抜バルブ
８ 洗浄ノズル
９ 濾過材攪拌機

Claims (6)

1. 放射性物質を含んでいる処理対象水を第一次撹拌槽において、蓚酸にカリウム及びゼオライト粉末と貝化石粉末とを混合した粉末状の混合化合物を添加しつつ撹拌して処理する第一次処理工程と、
   第一次処理工程を経た前記処理対象水を第二次撹拌槽において、硫酸アルミニウムにゼオライト粉末と貝化石粉末とが混合されている粉末状の混合化合物を添加しつつ撹拌して処理する第二次処理工程と、
   第二次処理工程を経た前記処理対象水について、分離槽において沈殿・凝集を行って汚泥及び浮泥を除去する第三次処理工程と、
   濾過槽において、第三次処理工程を経た前記処理対象水に対して濾過材を用い、前記放射性物質を当該濾過材に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させる濾過処理を行う第四次処理工程と
   を備えている放射性物質除去方法。
2. 前記濾過材を洗浄する工程を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の放射性物質除去方法。
3. 前記濾過材は、ゼオライト、貝化石、竹炭、もみ殻活性炭、ヤシ殻活性炭を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の放射性物質除去方法。
4. 放射性物質を含んでいる処理対象水を受け入れると共に、当該受け入れた処理対象水に、蓚酸にカリウム及びゼオライト粉末と貝化石粉末とを混合した粉末状の混合化合物を添加して撹拌・混合する第一次撹拌槽と、
   前記第一次撹拌槽の下流側に配備されていて、前記第一次撹拌槽から流出してきた前記処理対象液水を受け入れると共に、当該受け入れた処理対象水に、硫酸アルミニウムにゼオライト粉末と貝化石粉末とが混合されている粉末状の混合化合物を添加して撹拌・混合する第二次撹拌槽と、
   前記第二次撹拌槽の下流側に配備されていると共に第一の汚泥自動引抜バルブを備えていて、前記第二次撹拌槽から流出してきた前記処理対象水を受け入れ、当該受け入れた処理対象水から汚泥及び浮泥を沈殿・凝集させる分離槽と、
   前記分離槽の下流側に配備されている濾過槽であって、内部に濾過材が敷き詰められていると共に、第二の汚泥自動引抜バルブを備えていて、前記分離槽から流出してきた前記処理対象水を受け入れ、当該受け入れた処理対象水に含まれている前記放射性物質を前記濾過材に付着及び／又は吸着させると共に、汚泥を沈殿させ、濾過処理を行う濾過槽と
   を備えている放射性物質除去装置。
5. 前記濾過槽には前記濾過材の洗浄に使用される洗浄水を前記濾過槽に供給する洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルからの前記洗浄水の供給を受けつつ前記濾過材を前記濾過槽内において撹拌する撹拌羽根を備えた濾過材攪拌機とが更に配備されていることを特徴とする請求項４記載の放射性物質除去装置。
6. 前記濾過材は、ゼオライト、貝化石、竹炭、もみ殻活性炭、ヤシ殻活性炭を組み合わせたものであることを特徴とする請求項４又は５記載の放射性物質除去装置。