JP5732511B2 - Water treatment method and water treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、放射性物質を含有する被処理水を処理する水処理方法と水処理設備とに関し、より詳しくは、放射性物質を吸着可能な吸着材が用いられた水処理方法と水処理設備とに関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment facility for treating water to be treated containing a radioactive substance, and more particularly, to a water treatment method and a water treatment facility using an adsorbent capable of adsorbing a radioactive substance. .
近年、放射能の平和利用が盛んに行われており、平和利用によって生じた放射性廃棄物はガラス化されて埋設処理されたりしている。
このような放射能を利用する施設や、放射性物質により汚染された廃棄物の貯蔵施設や埋立処分場(最終処分場)においては、予期せぬ形で放射性物質を漏洩させてしまうことがあり、地下水及び周辺土壌等を放射能汚染させるおそれを有する。
そして、このような放射性物質に汚染された廃棄物の埋立処分場では降雨などが生じると放射性物質を含有する浸出水が生じ、該浸出水に適切な処理がされない場合には汚染領域をさらに拡大させてしまうおそれを有する。
In recent years, peaceful use of radioactivity has been actively performed, and radioactive waste generated by peaceful use has been vitrified and buried.
In facilities using such radioactivity, waste storage facilities contaminated with radioactive materials, and landfill sites (final disposal sites), radioactive materials may be leaked unexpectedly, There is a risk of radioactive contamination of groundwater and surrounding soil.
In addition, in the landfill site for waste contaminated with radioactive material, when rain occurs, leachate containing radioactive material is generated, and if the leachate is not properly treated, the contaminated area is further expanded. There is a risk of letting you.
この浸出水のような放射性物質を含有する水を処理するための水処理方法としては、吸着材を用いる方法が知られており、放射性物質を含有する水を被処理水とし、放射性物質を吸着可能な吸着材に前記被処理水を接触させて前記被処理水の放射性物質の濃度を低下させる水処理方法が従来知られている。 As a water treatment method for treating water containing radioactive substances such as leachate, a method using an adsorbent is known. Water containing radioactive substances is treated water and adsorbs radioactive substances. Conventionally known is a water treatment method in which the water to be treated is brought into contact with a possible adsorbent to reduce the concentration of radioactive substances in the water to be treated.
このような水処理方法に関して、例えば、下記特許文献1には吸着処理を実施させるための吸着処理部を吸着材充填塔によって構成させた水処理設備を用いることが記載されており、放射性物質を含有する被処理水を吸着材充填塔において吸着材に接触させて該被処理水の放射性物質の濃度を低下させることが記載されている。
また、下記特許文献1には被処理水の吸着処理を実施するための吸着材充填塔以外に、該吸着材充填塔の吸着材を再生する際に発生する再生液に対して吸着処理を行うための吸着材充填塔を備えた水処理設備が記載されている。
なお、下記特許文献1にも記載されているように、従来、この種の水処理方法においては、吸着材の使用量を低減させることが要望されている。
With regard to such a water treatment method, for example,
In addition to the adsorbent packed tower for carrying out the adsorbing treatment of the water to be treated, the following
In addition, as described in
ところで、厚生労働省によって定められた「電離放射線障害防止規則」(以下「電離則」ともいう)においては、例えばセシウムでは放射能濃度が10,000Bq/kgを超えるものに関しては放射性物質として特に厳しい管理が求められており、東京都において定められた放射線障害防止指針などにおいては8,000Bq/kgを超える飛灰等に関して特別な管理が求められている。 By the way, in the “Ionizing Radiation Hazard Prevention Regulation” (hereinafter also referred to as “ionization law”) established by the Ministry of Health, Labor and Welfare, for example, cesium with a radioactive concentration exceeding 10,000 Bq / kg is particularly strict as a radioactive substance In the radiation hazard prevention guidelines established in Tokyo, special management is required for fly ash exceeding 8,000 Bq / kg.
従って、前記のような水処理設備においては、設備の管理を容易にさせ得る点において、用いられた吸着材を、前記のような放射能濃度以下の状態で処分することが好ましい。
一方で、このような放射能濃度以下の状態で埋め立て処分するなどして吸着材を使い捨てにしたのでは、いまだ放射性物質の吸着性能を十分に有している吸着材を大量消費させることになり、前記のような要望を満足させることが困難になるという問題を有する。
Therefore, in the water treatment facility as described above, it is preferable to dispose the used adsorbent in a state having a radioactivity concentration or less as described above in that the facility can be easily managed.
On the other hand, if the adsorbent is disposed of by disposal in a state where the radioactive concentration is lower than this, the adsorbent that still has sufficient adsorption performance of radioactive substances will be consumed in large quantities. There is a problem that it becomes difficult to satisfy the above-mentioned demand.
本発明は、上記のような問題を解決することを課題としており、放射性物質を含有する被処理水の水処理方法において、管理が容易で且つ吸着材の大量消費を抑制させることを課題としている。 This invention makes it a subject to solve the above problems, and makes it a subject to control mass consumption of an adsorbent easily in the water treatment method of the to-be-processed water containing a radioactive substance. .
上記課題を解決するための水処理方法に係る本発明は、放射性物質を吸着可能な吸着材に放射性物質を含有する被処理水を接触させて該被処理水の放射性物質の濃度を低下させる水処理方法であって、
吸着材を堆積させてなる吸着材層を備えた吸着処理部において前記被処理水を前記吸着材に接触させて放射性物質の濃度を低下させる第一の吸着処理を実施した後に、該第一の吸着処理がされた被処理水を別の吸着材に接触させて前記濃度をさらに低下させる第二の吸着処理を実施し、該第二の吸着処理に用いた吸着材の放射能濃度が10,000Bq/kgを超える前に該吸着材を新たな吸着材に取替える吸着材取替工程を実施し、取替えられた前記吸着材を前記吸着材層の吸着材に加えて当該吸着材取替工程以降の前記第一の吸着処理に利用することを特徴としている。
The present invention according to the water treatment method for solving the above-described problem is a method for reducing the concentration of radioactive material in the water to be treated by bringing the water to be treated into contact with the adsorbent capable of adsorbing the radioactive material. A processing method,
After performing a first adsorption process for reducing the concentration of radioactive substances by bringing the water to be treated into contact with the adsorbent in an adsorption treatment unit having an adsorbent layer on which an adsorbent is deposited , A second adsorbing process for further reducing the concentration by bringing the water to be treated that has been adsorbed into contact with another adsorbent is performed, and the radioactive concentration of the adsorbent used in the second adsorbing process is 10, An adsorbent replacement step is performed in which the adsorbent is replaced with a new adsorbent before exceeding 000 Bq / kg, and the replaced adsorbent is added to the adsorbent in the adsorbent layer and thereafter the adsorbent replacement step In the first adsorption process.
また、上記課題を解決するための水処理設備に係る本発明は、放射性物質を吸着可能な吸着材が収容され、放射性物質を含有する被処理水が導入されて前記放射性物質が前記吸着材に吸着されて前記被処理水の放射性物質の濃度が低下される吸着処理部が少なくとも2つ備えられている水処理設備であって、
前記吸着処理部の内の第一の吸着処理部が、堆積された吸着材によって形成された吸着材層を備え、該第一の吸着処理部において前記吸着材に放射性物質を吸着させる吸着処理が行われた前記被処理水を第二の吸着処理部に導入させてさらなる吸着処理を実施させるべく用いられ、且つ、前記第二の吸着処理部の吸着材の放射能濃度が10,000Bq/kgを超える前に該吸着材が新たな吸着材に取替えられて用いられ、該取替えられた前記吸着材を前記第一の吸着処理部の吸着材に加えて該第一の吸着処理部での吸着処理に利用し得るように、前記第一の吸着処理部には、さらに吸着材を収容させるためのスペースが前記吸着材層の上方に設けられていることを特徴としている。
Further, the present invention relating to a water treatment facility for solving the above-described problems is that an adsorbent capable of adsorbing a radioactive substance is accommodated, water to be treated containing the radioactive substance is introduced, and the radioactive substance is applied to the adsorbent. A water treatment facility provided with at least two adsorption treatment units that are adsorbed to reduce the concentration of radioactive substances in the water to be treated,
The first adsorption processing unit of the adsorption processing unit includes an adsorbent layer formed by the deposited adsorbent, and the first adsorption processing unit performs an adsorption process for adsorbing a radioactive substance on the adsorbent. The used water to be treated is introduced into the second adsorption treatment unit to be used for further adsorption treatment, and the radioactive concentration of the adsorbent in the second adsorption treatment unit is 10,000 Bq / kg. The adsorbent is replaced with a new adsorbent before use, and the replaced adsorbent is added to the adsorbent of the first adsorption processing section and adsorbed by the first adsorption processing section. In order to be used for processing, the first adsorption processing unit is further provided with a space for accommodating the adsorbent material above the adsorbent layer .
本発明によれば、処理後段側における第二の吸着処理に用いた吸着材を取り換える取り換え作業を吸着材の放射能濃度が10,000Bq/kgを超える前に実施することから、この取り換え作業を電離則等に定められた厳しい管理をすることなく実施することができる。
また、本発明によれば、この取り換えた吸着材を第一の吸着処理に利用し得ることからこの吸着材が有している吸着性能を十分に活用させ得る。
従って、吸着材が大量消費されることを抑制させ得る。
なお、取り換えた吸着材を第一の吸着処理の吸着材に加えて利用することで、この第一の吸着処理に用いる吸着材量を増大させることができるため、それまでに比べてこの第一の吸着処理を終えて第二の吸着処理へと流下する被処理水の放射性物質の含有量をそれまでに比べて低減させ得る。
従って、第二の吸着処理に用いる吸着材が取替えを要する放射能濃度に到達するまでの期間の延長を図ることもでき、このことからも吸着材が大量消費されることを抑制させ得る。
According to the present invention, the replacement work for replacing the adsorbent used in the second adsorption process on the post-treatment side is performed before the radioactive concentration of the adsorbent exceeds 10,000 Bq / kg. It can be implemented without strict management as stipulated in the ionization law.
Further, according to the present invention, since the replaced adsorbent can be used for the first adsorbing treatment, the adsorbing performance of the adsorbent can be fully utilized.
Accordingly, it is possible to suppress the mass consumption of the adsorbent.
In addition, since the amount of the adsorbent used for the first adsorption process can be increased by using the replaced adsorbent in addition to the adsorbent of the first adsorption process, The content of radioactive material in the water to be treated flowing down to the second adsorption process after finishing the adsorption process can be reduced as compared with that before.
Therefore, it is possible to extend the period until the adsorbent used for the second adsorption treatment reaches the radioactivity concentration that requires replacement, and this can also suppress the mass consumption of the adsorbent.
以下に、本発明の水処理方法に係る第一の実施の形態について、放射性物質の埋設処理された埋立処分場(最終処分場)からの浸出水を被処理水とする場合を例にして、図を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
図1は、第一実施形態において用いる水処理設備の概略構成を示すブロック図であり図中の符号1は、被処理水を浸出させるおそれのある埋立処分場を表し、符号2は、当該埋立処分場1から排出された浸出水を貯留するための受け槽を表している。
そして、符号10、20がそれぞれ放射性物質を吸着可能な吸着材が収容された吸着処理部であり、10が水処理の前段側において被処理水を吸着処理するための第一の吸着処理部(以下「第一吸着処理部」ともいう)であり、20が水処理の後段側において前記第一吸着処理部で第一の吸着処理がなされた被処理水に対して第二の吸着処理を実施させるための第二の吸着処理部(以下「第二吸着処理部」ともいう)である。
さらに、破線Aは、本実施形態の水処理設備において放射能濃度及び数量に基づく管理を行う管理区域を表している。
この図にも示されているように、本実施形態においては、第一吸着処理部10が管理区域内に設置されており、第二吸着処理部20などのその他のものは管理区域外に設けられている。
In the following, for the first embodiment of the water treatment method of the present invention, the leachate from the landfill disposal site (final disposal site) where the radioactive material has been buried is treated water as an example, This will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a water treatment facility used in the first embodiment.
Furthermore, the broken line A represents the management area which performs management based on the radioactive concentration and quantity in the water treatment facility of the present embodiment.
As shown in this figure, in the present embodiment, the first
本実施形態の水処理設備には、図1に示すように、前記第一吸着処理部10から順に、一次処理水貯留部30、pH調整部40、硝化部50、脱窒部60、凝集沈殿部70、中和部80、砂濾過部90、及び、キレート処理部100が備えられており、該キレート処理部100の下流側に前記第二吸着処理部20が備えられている。
また、本実施形態の水処理設備には、該第二吸着処理部20の下流側に、順に、限外濾過部110、及び、消毒部120が備えられており、本実施形態の水処理設備は、該消毒部120における処理を終えた水を処理水として系外に放出しうるように構成されている。
In the water treatment facility of the present embodiment, as shown in FIG. 1, in order from the first
In addition, the water treatment facility of this embodiment includes an ultrafiltration unit 110 and a disinfection unit 120 in this order on the downstream side of the second
前記第二吸着処理部20は、吸着材を収容するための容器と、該容器に収容させた吸着材とを有する吸着塔によって構成されており、該吸着塔は、前記容器の一方から導入された被処理水を、該容器内部の吸着材に接触させながら容器の他方側に移動させて排出すべく構成されている。
また、前記吸着塔は、この被処理水と吸着材との接触によって被処理水に含有される放射性物質が前記吸着材に吸着されて該被処理水の放射性物質の濃度が低下されるように構成されている。
The second
Further, the adsorption tower is configured so that the radioactive substance contained in the water to be treated is adsorbed by the adsorbent due to the contact between the water to be treated and the adsorbent, thereby reducing the concentration of the radioactive substance in the water to be treated. It is configured.
なお、この第二吸着処理部20においては、吸着させる放射性物質が、放射性セシウム、放射性ヨウ素、放射性ストロンチウムなどの場合には、前記容器に収容させるための吸着材としては、ゼオライトなどのアルミノケイ酸塩鉱物;雲母やセリサイトなどのフィロケイ酸塩鉱物;フェロシアン化カリウム、フェロシアン化コバルト、フェロシアン化鉄などのフェロシアン化合物などを好適に採用することができる。
なお、これらの物質は、吸着材として利用する際には、単独で用いても、複数混合して用いてもよい。
その場合には、これらを粉末や該粉末を焼結させた多孔質材の形態で利用することができる。
一方で、容器については、放射線によって大きな物性低下を生じないようなものであれば特にその材質が限定されるものではない。
In the second
In addition, when using these substances as an adsorbent, they may be used alone or in combination.
In that case, these can be used in the form of a powder or a porous material obtained by sintering the powder.
On the other hand, the material of the container is not particularly limited as long as it does not cause a significant decrease in physical properties due to radiation.
このような吸着塔によって構成される第二吸着処理部20に対し、前記第一吸着処理部10は、前記第二吸着処理部20の吸着塔において吸着材を収容している容器の数倍から数十倍以上の容積を有するコンクリート製の槽(以下「コンクリート槽」ともいう)によって構成されている。
なお、第一吸着処理部10のコンクリート槽は、前記埋立処分場の一部に一定厚みを有するコンクリートによって周壁と底面壁とを形成させる形で設けられており、その内外が完全に隔離されるようにして設けられている。
また、第一吸着処理部10は、コンクリート槽中に一定の堆積厚みとなるように吸着材を収容させて内部に前記吸着材による吸着材層を形成させているとともに、地上部から前記吸着材層を通る形でコンクリート槽の槽底に向かって延びる吸引管を有している。
なお、前記吸着材層を形成させるための吸着材としては、第二吸着処理部20に関して説明したものと同じような材質のものを採用することができる。
ただし、第一吸着処理部10において用いる吸着材は、第二吸着処理部20において用いる吸着材と同じである必要はなく、形状や材質等を第二吸着処理部20において用いる吸着材と異ならせていてもよい。
また、逆に、第二吸着処理部20と用いる吸着材を共通させて、第二吸着処理部20と全く同じ吸着材で前記吸着材層を形成させてもよい。
In contrast to the second
In addition, the concrete tank of the 1st
In addition, the first
In addition, as an adsorbent for forming the adsorbent layer, a material similar to that described with respect to the second
However, the adsorbent used in the first
Conversely, the adsorbent used with the second
そして、本実施形態においては、第一吸着処理部10は、前記埋立処分場から降雨等によって浸出した浸出水を被処理水とし、該被処理水を前記受け槽2を経由させて前記コンクリート槽の上部から導入させるとともに前記吸着材層を通過した被処理水を前記コンクリート槽の底部から前記吸引管を通じて地上に汲み上げて一次処理水として前記一次処理水貯留部30に流下させ得るように構成されている。
即ち、第一吸着処理部10は、前記吸着材層を通過する被処理水中の放射性物質を前記吸着材に吸着させて該被処理水の放射性物質の濃度を低下させ得るように構成されている。
In the present embodiment, the first
That is, the first
また、当該第一吸着処理部10を構成しているコンクリート槽は、前記吸着材層の上側に十分な収容スペースを有しており、後述するように前記第二吸着処理部20の吸着材を新しいものに入れ替えた際にそれまで第二吸着処理部20で用いていた吸着材をこの吸着材層の上に新たに堆積させてこのコンクリート槽中での吸着処理に利用し得るようになっている。
Moreover, the concrete tank which comprises the said 1st adsorption |
なお、本実施形態においては、放射性物質を吸着材に吸着させた後の吸着処理水をコンクリート槽内に設けた吸引管を通じてコンクリート槽から汲み上げるような態様を第一吸着処理部10における第一の吸着処理の具体的な方法として例示しているが、前記コンクリート槽の底部に排出口を設けてコンクリート槽の底部から吸着処理された水を排出させてもよい。
ただし、当該第一吸着処理部は、最終的には完全に外界と遮断された閉鎖空間となるように構成されることが好ましい点において、底部に排出口などを設けない方が好ましく、前記のような上部側にのみ開口を有するコンクリート槽を採用することが好ましい。
In the present embodiment, the first
However, it is preferable that the first adsorption processing unit is configured so as to be a closed space that is finally completely cut off from the outside, and it is preferable not to provide a discharge port or the like at the bottom. It is preferable to employ a concrete tank having an opening only on the upper side.
前記一次処理水貯留部30は、前記第一吸着処理部10で吸着処理された吸着処理水を次段以降の処理に供するのに際してその流量や水質を安定化させるための調整槽を備えている。
また、前記pH調整部40は、前記一次処理水貯留部30から導入される被処理水を一旦貯留するためのpH調整槽と、該pH調整槽中の被処理水を生物学的な硝化脱窒処理を実施するのに適したpHとなるように調整するためのpH調整機構とを有している。
そして、前記硝化部50は、前記pH調整部40から導入される被処理水中に含まれている有機性窒素やアンモニア性窒素などを生物学的に酸化して硝酸性窒素や亜硝酸性窒素に変化させるための硝化槽を備えており、前記脱窒部60は、前記硝化部50から導入される被処理水中の硝酸性窒素や亜硝酸性窒素を還元して窒素ガスに変化させるための脱窒槽を備えている。
The primary treated
The
The
前記凝集沈殿部70は、前記脱窒部60において生物学的な処理に用いた活性汚泥などの浮遊物を凝集沈殿させるための沈殿槽を備えている。
そして、前記中和部80は、前記凝集沈殿部70から導入された被処理水を中和処理するための処理水槽を備え、前記砂濾過部90は、前記中和部80から導入された被処理水の懸濁物質をさらに除去するために設けられている。
前記キレート処理部100は、前記第二吸着処理部20に導入させる被処理水に重金属イオン等が含有されている場合にこれをキレート剤で捕捉させるために前記第二吸着処理部20の前段側に設けられている。
The
The
The chelate treatment unit 100 is a front side of the second
前記第二吸着処理部20の下流側に設けられた前記限外濾過部110は、仮に第二吸着処理部20から吸着材粒子が漏洩した場合でもこれを限外濾過膜によって捕捉し、被処理水の放射性物質濃度をより確実に基準値以下に抑制させるべく備えられている。
本実施形態に係る水処理設備は、この限外濾過部110の限外濾過膜を通過した透過水に前記消毒部120で消毒処理を行って消毒後の水を処理水として系外に放流し得るように構成されている。
The ultrafiltration unit 110 provided on the downstream side of the second
The water treatment facility according to the present embodiment disinfects the permeated water that has passed through the ultrafiltration membrane of the ultrafiltration unit 110 with the disinfection unit 120 and discharges the disinfected water out of the system as treated water. Configured to get.
このような水処理設備を用い、前記浸出水を被処理水として処理することで、該被処理水を前記第一吸着処理部10から前記消毒部120まで順に流下させる間に前記第一吸着処理部10において前記吸着材層を形成している吸着材に接触させて放射性物質の濃度を低下させる第一の吸着処理を実施させることができ、該第一の吸着処理がされた被処理水を前記第二吸着処理部20の吸着塔において再び第一吸着処理部10とは別の吸着材に接触させて前記濃度をさらに低下させる第二の吸着処理を実施させることができる。
しかも、本実施形態においては、被処理水を前記第一吸着処理部10から前記消毒部120まで順に流下させる間に前記浸出水に含有されている放射性物質とは別の重金属や有機性窒素等を除去させることができる。
Using such a water treatment facility, by treating the leachate as treated water, the first adsorption treatment is performed while the treated water flows down from the first
Moreover, in the present embodiment, heavy metal or organic nitrogen other than the radioactive substance contained in the leachate while the water to be treated flows down from the first
このような水処理方法においては、前記第二吸着処理部20の吸着材が、その放射能濃度が10,000Bq/kg以下、好ましくは8,000Bq/kg以下の状態で新たな吸着材に取替える吸着材取替工程を実施することが当該水処理方法を簡便なものとする上において重要である。
即ち、上記のような放射能濃度を示す状態において第二吸着処理部20の吸着材を取り扱うことで、この吸着材の取り扱いに厳重な管理を行う必要性を低減させることができる。
なお、第二吸着処理部20の吸着材が過度に放射能濃度が低い状態で前記吸着材取替工程を実施すると当該吸着材取替工程を頻繁に実施しなければならなくなり、水処理を実施する上での効率面から好ましいものではない。
従って、前記吸着材取替工程は、第二吸着処理部20の吸着材の放射能濃度が6,400Bq/kg以上の状態で実施することが好ましい。
In such a water treatment method, the adsorbent of the second
That is, by handling the adsorbent of the second
In addition, if the adsorbent replacement process is performed in a state where the adsorbent of the second
Therefore, the adsorbent replacement step is preferably performed in a state where the radioactive concentration of the adsorbent in the second
なお、第二吸着処理部20の吸着材が、どの程度の放射能濃度となっているかについては、例えば、一次処理水貯留部30において調整槽に貯留されている吸着処理水の水質を定期的に分析して放射性物質の含有量をモニタリングするとともに、該調整槽から流下される水量をモニタリングして予測することができる。
即ち、第二吸着処理部20を通過する水には、殆ど放射性物質が含有されていない状態となるため、前記調整槽から流下する被処理水に含まれる放射性物質の略全量が第二吸着処理部の吸着材に吸着されることになる。
従って、この放射性物質の全量を前記吸着塔に収容されている吸着材の合計質量で割れば当該吸着材の放射能濃度を求めることができ、吸着材取替工程を実施するタイミングを把握することができる。
In addition, about what radioactivity density | concentration the adsorbent of the 2nd
That is, since the water passing through the second
Therefore, by dividing the total amount of this radioactive substance by the total mass of the adsorbent accommodated in the adsorption tower, the radioactivity concentration of the adsorbent can be obtained, and the timing for carrying out the adsorbent replacement process can be grasped. Can do.
ただし、通常、水質の測定には時間を要することから、別の方法として、第二吸着処理部近傍の空間線量を測定することで、予め準備した吸着量と空間線量の関係性のデータと比較することによって吸着塔内部の放射能濃度を推定する方法を採用することもできる。
この方法によれば、空間線量はすぐに測定することができるため、当該測定時点の吸着量を反映でき、交換のタイミングを正確に管理出来る。
なお、吸着量と空間線量の関係は吸着材毎に異なる場合があるため、それぞれの吸着材毎にデータを測定しておくことが好ましい。
However, since it usually takes time to measure water quality, another method is to measure the air dose in the vicinity of the second adsorption processing unit and compare it with the data on the relationship between the adsorption amount and the air dose prepared in advance. Thus, a method for estimating the radioactivity concentration inside the adsorption tower can also be adopted.
According to this method, since the air dose can be measured immediately, the amount of adsorption at the time of the measurement can be reflected, and the replacement timing can be managed accurately.
In addition, since the relationship between the amount of adsorption and the air dose may be different for each adsorbent, it is preferable to measure data for each adsorbent.
また、本実施形態の水処理方法においては、この吸着材取替工程において取替えられた第二吸着処理部20の前記吸着材を前記第一吸着処理部10での吸着処理に利用することが吸着材の消費量を抑制させる上において重要である。
即ち、第二の吸着処理に用いられた吸着材は、放射能濃度が10,000Bq/kg以下、場合によっては、8,000Bq/kg以下で新たなものに取り換えられるが、通常、この程度の放射能濃度であれば、いまだに十分な吸着性能を有しているために、これを第一の吸着処理において有効に活用することが本実施形態の水処理方法において重要な要素となる。
Moreover, in the water treatment method of this embodiment, it is adsorbed that the adsorbent of the second
That is, the adsorbent used in the second adsorption treatment is replaced with a new one at a radioactivity concentration of 10,000 Bq / kg or less, and in some cases 8,000 Bq / kg or less. Since the radioactivity concentration still has sufficient adsorption performance, it is an important factor in the water treatment method of this embodiment to effectively utilize this in the first adsorption treatment.
本実施形態においては、前記第一吸着処理部10における吸着材の収容スペースが、前記第二吸着処理部20における吸着材の収容スペースに比べて格段に大きいことから、数回、あるいは、数十回の吸着材取替工程を実施しても該吸着材取替工程前に吸着塔に収容されていた古い吸着材を第一吸着処理部10のコンクリート槽に収容させることができる。
ここで、第二吸着処理部20においてそれまで用いられていた吸着材を前記第一吸着処理部10の吸着材に加えて該第一吸着処理部の吸着材層の厚みを増大させることで、それまでに比べて第一吸着処理部10における放射性物質の吸着量を増大させることができ、同じような放射性物資の濃度の浸出水が発生していた場合でも、吸着材取替工程後(取り換えた吸着材の第一吸着処理部への収容後)において一次処理水貯留部30に向けて流下される被処理水の放射性物資の濃度を低減させることができる。
In this embodiment, the storage space for the adsorbent in the first
Here, by adding the adsorbent used so far in the second
即ち、第一吸着処理部10は吸着材取替工程後に吸着処理に利用される時間の経過とともに放射性物質の吸着性能が低下するが、その後、吸着材取替工程により吸着材が追加されるので第一吸着処理部全体としての吸着性能がこの吸着材取替工程時点で向上されることになる。 In other words, the adsorption performance of the radioactive material decreases with the passage of time used for the adsorption process after the adsorbent replacement process, but the adsorbent is added in the adsorbent replacement process thereafter. The adsorption performance of the entire first adsorption processing unit is improved at the time of the adsorbent replacement process.
なお、この第一吸着処理部10のコンクリート槽に第二吸着処理部20から吸着材を持ち込めなくなった場合には、コンクリート槽内にコンクリートを導入し、吸着材とコンクリートとを混合して不溶化処理を施すとともにコンクリート槽の上部もコンクリートで蓋をして完全に外界と遮断された閉鎖空間とさせればよい。
そして、埋立処分場に、(例えば、閉鎖させた第一吸着処理部の隣の区画に)新たに第一吸着処理部を設けて水処理を継続させればよい。
このように、本実施形態においては、基本的に第一吸着処理部のみを管理区域として水処理を行うことができ、放射能濃度が10,000Bq/kgを超える状態で第二吸着処理部の吸着材を取り換える場合に比べて管理を容易にすることができる。
In addition, when it becomes impossible to bring an adsorbent into the concrete tank of the first
Then, a new first adsorption treatment unit may be provided in the landfill site (for example, in a section adjacent to the closed first adsorption treatment unit) to continue the water treatment.
Thus, in this embodiment, water treatment can be performed basically using only the first adsorption treatment unit as a management area, and the second adsorption treatment unit is in a state where the radioactivity concentration exceeds 10,000 Bq / kg. Management can be facilitated as compared with the case of replacing the adsorbent.
次いで、図2を参照しつつ、本発明の水処理方法に係る第二の実施の形態について説明する。
なお、第一実施形態と共通する構成等に関しては、ここでは説明を割愛する。
(第二実施形態)
この第二実施形態においては、前記第一吸着処理部10と、前記第二吸着処理部20との間に逆浸透膜分離装置を備えた膜分離部200と、該膜分離部200の前段側に設けられた保安フィルター部130とが備えられている点において第一実施形態とは用いる水処理設備を異ならせている。
また、この第二実施形態においては、水中に含まれる塩類や放射性物質が水を蒸発させることによって濃縮される蒸発濃縮部160と該蒸発濃縮部160で蒸発された水が凝縮された凝縮水を貯留する凝縮水貯留部170がさらに備えられている点において第一実施形態とは用いる水処理設備を異ならせている。
そして、本実施形態においては、前記第一吸着処理部10で吸着処理がされた吸着処理水を、前記放射性物質の濃度を向上させた濃縮水と、前記濃度を低下させた透過水とに逆浸透膜を用いて膜分離する膜分離工程を2段構えに設けられた逆浸透膜分離装置で実施させうるように前記膜分離部200が構成されている。
即ち、本実施形態においては、前記第一吸着処理部10で吸着処理がされた吸着処理水を濃縮水と透過水とに分離するための第一膜分離装置140と、該第一膜分離装置140の透過水を逆浸透膜を用いてさらに濃縮水と透過水とに膜分離するための第二膜分離装置150の2つの逆浸透膜分離装置を備えた膜分離部200が備えられている。
Next, a second embodiment according to the water treatment method of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the structure etc. which are common in 1st embodiment, description is omitted here.
(Second embodiment)
In the second embodiment, a
Further, in the second embodiment, the
In the present embodiment, the adsorption-treated water that has been subjected to the adsorption treatment in the first
That is, in the present embodiment, the first
そして、この第二実施形態においては、前記第二膜分離装置150の透過水を処理水として系外に放出させ得るように水処理設備が構成されており、該第二膜分離装置150の濃縮水は、前記第一膜分離装置140の濃縮水とともに前記第二吸着処理部20において吸着処理が行われるように前記水処理設備が構成されている。
なお、本実施形態の水処理設備は、第二吸着処理20において吸着処理が行われた後の吸着処理水が、前記蒸発濃縮部160において塩類や放射性物質が除去された後に、前記凝縮水として系外に排出されるか、再び、第一吸着処理部10か、又は、その上流側に返送されるように構成されている。
In this second embodiment, the water treatment facility is configured so that the permeated water of the second
In the water treatment facility of the present embodiment, the adsorption-treated water that has been subjected to the adsorption treatment in the
前記第一膜分離装置140は、平面膜型モジュールを有し、膜分離を行う被処理水によって平面状の逆浸透膜の表面に乱流が形成されるような逆浸透膜分離装置であることが好ましく、前記第二膜分離装置150は、スパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置であることが好ましい。
The first
この平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置としては、図3に例示されるような、複数のスペーサー7が配され、それぞれのスペーサー7間に逆浸透膜(平面膜6)が介装された平面膜型モジュール4を備えたものが挙げられる。 As the reverse osmosis membrane separation device having this planar membrane type module, a plurality of spacers 7 are arranged as illustrated in FIG. 3, and a reverse osmosis membrane (plane membrane 6) is interposed between the spacers 7. What is provided with the planar membrane type module 4 made.
図3に示される平面膜型モジュール4は、ディスクタイプの平面膜と、ディンプルの付いたスペーサーとが、交互に積層された構造からなるものである。
具体的には、平面膜型モジュール4は、円筒状の逆浸透膜モジュール本体5内に、円板状の平面膜(逆浸透膜)6が同じく円板状のスペーサー7の間に設けられた逆浸透膜部8が複数組積層されて構成されている。
前記逆浸透膜分離装置は、逆浸透膜モジュール本体5の内周面に被処理水を導入する被処理水流路9が設けられており、被処理水流路9から逆浸透膜の周囲に被処理水が導入され、該被処理水の導入によって平面膜6の表面において前記被処理水による乱流が形成されるように構成されている。
また、逆浸透膜部8の上部にはエンドプレート3が設けられ、浸透圧以上の圧力に耐えられるようになっている。
図3に示される平面膜型モジュール4において、透過水パイプ11は、逆浸透膜部8の中央部に貫通されている。
該平面膜型モジュール4は、前記透過水パイプ11により、逆浸透膜によって分離された透過水が排出され、濃縮水パイプ12により、各逆浸透膜によって濃縮された濃縮水がモジュール本体5外へ排出されるように構成されている。
The planar membrane type module 4 shown in FIG. 3 has a structure in which disk type planar membranes and spacers with dimples are alternately laminated.
Specifically, in the planar membrane type module 4, a disk-like planar membrane (reverse osmosis membrane) 6 is provided between the disc-like spacers 7 in a cylindrical reverse osmosis
The reverse osmosis membrane separation device is provided with a treated
In addition, an
In the planar membrane type module 4 shown in FIG. 3, the permeated
In the flat membrane type module 4, the permeated water separated by the reverse osmosis membrane is discharged by the
二段構えとした膜分離装置の前段側にこのような平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置を設けるのが好ましいのは、後段側のスパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置に比べて膜面への付着物の形成が抑制されるためである。
一方で、後段側においては平面膜型モジュールを有する前記逆浸透膜分離装置の透過水が導入されるため、膜面に付着物が形成されるおそれが低く、装置の大きさに対して膜面積を広く確保することが容易なスパイラル型逆浸透膜モジュール、中空糸型逆浸透膜モジュール又はプリーツ型逆浸透膜モジュールを有する逆浸透膜分離装置を用いることが好ましい。
It is preferable to provide the reverse osmosis membrane separation device having such a planar membrane type module on the front stage side of the two-stage membrane separation apparatus, the latter side spiral type reverse osmosis membrane module, hollow fiber type reverse osmosis This is because the formation of deposits on the membrane surface is suppressed as compared with a reverse osmosis membrane separation device having a membrane module or a pleated reverse osmosis membrane module.
On the other hand, since the permeated water of the reverse osmosis membrane separation device having a flat membrane type module is introduced on the rear stage side, there is a low risk of deposits forming on the membrane surface, and the membrane area relative to the size of the device It is preferable to use a reverse osmosis membrane separation apparatus having a spiral type reverse osmosis membrane module, a hollow fiber type reverse osmosis membrane module, or a pleated type reverse osmosis membrane module that can easily secure a large amount of water.
なお、本実施形態においては、膜分離により塩類及び放射性物質が濃縮水側に濃縮される。
そのため、本実施形態においては、系内の塩類循環を防止するために、前記蒸発濃縮部160において第二吸着処理部20通過後の水についての蒸発濃縮処理を行い、塩分を固化処理することで、系内の塩類循環を防止するようにしている。
ただし、ここで固化される成分に放射性物質が10,000Bq/kgを超える濃度で含有されると、特別な管理が必要になるおそれがあることから、蒸発濃縮処理は得られる固体が10,000Bq/kg以下、より好ましくは8,000Bq/kg以下の放射能濃度となるように実施することが好ましい。
このような処理を実施する場合、蒸発した水分は前記凝縮水貯留部170を通じて排出しても良いし、前記第一吸着処理部10、前記一次処理水貯留部30などのいずれか、又は、これらを含む複数個所に返送して循環させても良い。
また、第二吸着処理部20通過後の水は、一部をそのまま循環させて、残りの一部を蒸発濃縮処理しても良い。
In this embodiment, salts and radioactive substances are concentrated on the concentrated water side by membrane separation.
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent salt circulation in the system, the
However, if the component to be solidified contains a radioactive substance at a concentration exceeding 10,000 Bq / kg, special management may be required, so that the solid obtained by the evaporation concentration process is 10,000 Bq. / Kg or less, more preferably 8,000 Bq / kg or less.
When performing such a process, the evaporated water may be discharged through the condensed
Moreover, a part of the water after passing through the second
第一実施形態においては、浸出水に含まれる有機性窒素等を生物学的に処理させていたために、余剰汚泥等が生じた際にその処理を必要とするが、本実施形態のごとく、逆浸透膜分離装置140,150を設けて十分に放射性物質の濃度が低下された透過水や凝縮水のみを系外に放出させるようにすることで、余剰汚泥等の余分な処理対象物が生じることを抑制させ得る。
In the first embodiment, since organic nitrogen or the like contained in the leachate has been biologically treated, it needs to be treated when excess sludge or the like is generated. By providing the osmotic
(その他の実施形態)
本発明は、上記の第一実施形態や第二実施形態のみにその実施形態が限定されるものではない。
これらの実施形態に対して従来公知の技術事項を適宜付加したり、これらの実施形態において例示した各構成の内、本発明の本質的な部分ではないものについてはこれを適宜削除することもできる。
さらには、上記の第一実施形態や第二実施形態の構成を同種の機能を有するものに変更したり、処理の流れにおける各構成の順番を入れ替えたりすることも可能である。
例えば第一実施形態においてはキレート処理部を第二吸着処理部の前段に配置しているが、キレート剤が放射能物質を吸着して汚染する可能性が高く、またキレート剤が汚染されることが好ましくない場合は、前記キレート処理部を第二吸着処理部の後段に設置しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the first embodiment and the second embodiment described above.
Conventionally known technical matters can be appropriately added to these embodiments, or, among the configurations exemplified in these embodiments, those not essential parts of the present invention can be appropriately deleted. .
Furthermore, it is possible to change the configurations of the first embodiment and the second embodiment to those having the same type of function, or to change the order of the components in the processing flow.
For example, in the first embodiment, the chelate processing unit is arranged in the front stage of the second adsorption processing unit, but the chelating agent is likely to adsorb and contaminate the radioactive material, and the chelating agent is contaminated. May not be preferable, the chelate treatment unit may be installed at a stage subsequent to the second adsorption treatment unit.
また、例えば、第二実施形態においては、第二膜分離装置150の濃縮水を第一膜分離装置140の濃縮水とともに第二吸着処理部20に導入させているが、この第二膜分離装置150の濃縮水には、通常、放射性物質が極僅かにしか含有されないことからこの濃縮水を第二吸着処理部20に導入させることなく、一次処理水貯留部30の調整槽に返送したりしてもよい。
Further, for example, in the second embodiment, the concentrated water of the second
さらに、第二実施形態において、逆浸透膜が放射性物質によって劣化して通常よりも過度に耐用期間が短くなるようなおそれがある場合には、図4に例示するように第二吸着処理部20を膜分離部200の前段側に設けるようにしてもよい。
また、第二実施形態において、第一膜分離装置140によって十分に放射性物質を除去しうる場合は、第二膜分離装置150を設けない構成としても良い。
一方で、実際の使用において、安全のために膜分離部の後段においてセーフティーネットとして第三の吸着処理部を設けて排出される透過水を処理するようにしても良い。
即ち、逆浸透膜に予期せぬ破損等が生じて透過水側に放射性物質が漏洩した場合を想定して前記第三の吸着処理部によってセーフティーネットを構成させてもよい。
さらに、図2や図4の実施形態のように逆浸透膜を利用する場合、濃縮水に対して蒸発濃縮処理を行う構成としているが、この構成は必須では無い。即ち、濃縮水中の塩濃度が問題とならない場合、蒸発濃縮処理を行わずに返送する構成としても良い。
Furthermore, in the second embodiment, when there is a possibility that the reverse osmosis membrane is deteriorated by the radioactive substance and the service life is excessively shortened than usual, the second
In the second embodiment, when the radioactive material can be sufficiently removed by the first
On the other hand, in actual use, the permeated water discharged may be treated by providing a third adsorption treatment unit as a safety net in the subsequent stage of the membrane separation unit for safety.
That is, a safety net may be configured by the third adsorption processing unit on the assumption that the reverse osmosis membrane is unexpectedly damaged and the radioactive material leaks to the permeate side.
Furthermore, when using a reverse osmosis membrane like embodiment of FIG.2 and FIG.4, although it is set as the structure which performs an evaporative concentration process with respect to concentrated water, this structure is not essential. In other words, when the salt concentration in the concentrated water is not a problem, it may be returned without performing the evaporation concentration process.
また、第一吸着処理部10から流下した被処理水を調整槽に貯留させるのではなく、第一吸着処理部10の上流側に調整槽を設け、浸出水を予め当該調整槽に導入させて第一吸着処理部10へ流下させる被処理水の量や水質を調整させるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、処理対象物を放射性物質の埋設処理された土壌からの浸出水としているが、本発明はこのような被処理水以外の水処理にも有用なものである。
なお、埋立処分地においては、上述した通り当該敷地の一角を管理区域として管理すると共に、当該区域に第一吸着処理部を設置することによって、管理を安全かつ容易に行えるという利点がある。
In addition, instead of storing the water to be treated flowing down from the first
Moreover, in this embodiment, although a process target object is made into the leaching water from the soil by which the radioactive substance was embedded, this invention is useful also for water treatment other than such to-be-processed water.
In addition, in the landfill site, as described above, there is an advantage that one corner of the site is managed as a management area and the first adsorption processing unit is installed in the area so that the management can be performed safely and easily.
さらには、ここではこれ以上の詳述を行わないが、上記例示以上の変更を加え得ることは説明するまでもなく当然の事柄である。 Further, although no further detailed description will be given here, it goes without saying that it is possible to make changes beyond the above examples.
4 平面膜型モジュール
6 平面膜
7 スペーサー
9 被処理水流路
10 第一吸着処理部
20 第二吸着処理部
30 一次処理水貯留部
40 pH調整部
50 硝化部
60 脱窒部
70 凝集沈殿部
80 中和部
90 砂濾過部
100 キレート処理部
110 限外濾過部
120 消毒部
140 第一膜分離装置
150 第二膜分離装置
200 膜分離部
4 Flat membrane type module 6 Flat membrane 7
Claims (6)
吸着材を堆積させてなる吸着材層を備えた吸着処理部において前記被処理水を前記吸着材に接触させて放射性物質の濃度を低下させる第一の吸着処理を実施した後に、該第一の吸着処理がされた被処理水を別の吸着材に接触させて前記濃度をさらに低下させる第二の吸着処理を実施し、該第二の吸着処理に用いた吸着材の放射能濃度が10,000Bq/kgを超える前に該吸着材を新たな吸着材に取替える吸着材取替工程を実施し、取替えられた前記吸着材を前記吸着材層の吸着材に加えて当該吸着材取替工程以降の前記第一の吸着処理に利用することを特徴とする水処理方法。 A water treatment method for reducing the concentration of the radioactive substance in the water to be treated by bringing the treated water containing the radioactive substance into contact with an adsorbent capable of adsorbing the radioactive substance,
After performing a first adsorption process for reducing the concentration of radioactive substances by bringing the water to be treated into contact with the adsorbent in an adsorption treatment unit having an adsorbent layer on which an adsorbent is deposited , A second adsorbing process for further reducing the concentration by bringing the water to be treated that has been adsorbed into contact with another adsorbent is performed, and the radioactive concentration of the adsorbent used in the second adsorbing process is 10, An adsorbent replacement step is performed in which the adsorbent is replaced with a new adsorbent before exceeding 000 Bq / kg, and after the adsorbent replacement step, the replaced adsorbent is added to the adsorbent in the adsorbent layer. The water treatment method is used for the first adsorption treatment.
前記吸着処理部の内の第一の吸着処理部が、堆積された吸着材によって形成された吸着材層を備え、該第一の吸着処理部において前記吸着材に放射性物質を吸着させる吸着処理が行われた前記被処理水を第二の吸着処理部に導入させてさらなる吸着処理を実施させるべく用いられ、且つ、前記第二の吸着処理部の吸着材の放射能濃度が10,000Bq/kgを超える前に該吸着材が新たな吸着材に取替えられて用いられ、該取替えられた前記吸着材を前記第一の吸着処理部の吸着材に加えて該第一の吸着処理部での吸着処理に利用し得るように、前記第一の吸着処理部には、さらに吸着材を収容させるためのスペースが前記吸着材層の上方に設けられていることを特徴とする水処理設備。 An adsorption process in which an adsorbent capable of adsorbing a radioactive substance is accommodated, treated water containing the radioactive substance is introduced, and the radioactive substance is adsorbed on the adsorbent to reduce the concentration of the radioactive substance in the treated water A water treatment facility provided with at least two parts,
The first adsorption processing unit of the adsorption processing unit includes an adsorbent layer formed by the deposited adsorbent, and the first adsorption processing unit performs an adsorption process for adsorbing a radioactive substance on the adsorbent. The used water to be treated is introduced into the second adsorption treatment unit to be used for further adsorption treatment, and the radioactive concentration of the adsorbent in the second adsorption treatment unit is 10,000 Bq / kg. The adsorbent is replaced with a new adsorbent before use, and the replaced adsorbent is added to the adsorbent of the first adsorption processing section and adsorbed by the first adsorption processing section. The water treatment facility is characterized in that the first adsorption processing unit is further provided with a space for accommodating an adsorbent so as to be used for the treatment above the adsorbent layer .
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