JP5909096B2 - 放射性廃液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、高レベルの放射性物質を含む廃液処理全体に適用できる放射性廃液処理装置に関する。

従来、原子力発電所において発生する高レベルの放射性物質が溶解した汚染水（放射性廃液）を、緊急処理することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、放射性物質を吸着や沈殿によって除去することで、廃液中の線量を減らし、その後、脱塩処理によって更に浄化する方法である。この場合、浄化した処理水は，燃料の冷却水に再利用することで、高レベル廃液の総量の増加を抑制することを可能としている。

ところで、一般的な放射性廃液の一般的な処理フローとして、先ず放射性廃液を油分離装置に送り込み、油分を取り除いた後、セシウム吸着装置でゼオライト等の吸着材を使用してセシウムを吸着させるとともに、除染装置においてセシウム以外の核種を吸着、凝集沈殿させている。また、放射性廃液に海水が混じる場合には、その塩素を淡水化装置の逆浸透膜（ＲＯ）処理でイオン分を取り除き、処理水受けタンクを介して冷却水として再利用し、除去した塩素は蒸発濃縮して減量させることが行われている。

特表２００９−１８９７９８号公報

しかしながら、従来の廃液処理方式では、以下のような問題があった。
すなわち、上述した各処理段階において、放射能に汚染された二次廃棄物が大量に発生する。具体的には，セシウム吸着装置における放射性物質を吸着した廃吸着剤（ゼオライト等）、沈殿処理によって濃縮されたスラッジ、脱塩処理で分離された濃縮水等が発生している。そして、これら二次廃棄物は、更に適宜な処理が行われて最終処分場へ移動されることになるが、その最終処分方法が決定されるまでの間、長期的に所定の仮置き場に保管を必要とする場合がある。つまり、長期的に高レベル廃棄物を貯蔵する必要があり、しかもこれら二次廃棄物が固体、スラリー、液体と多様な形態であり、それぞれの貯蔵方法や管理が難しく、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、二次廃棄物の発生量を最小化することで、廃棄処分にかかるコストを低減することができる放射性廃液処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る放射性廃液処理装置では、放射性廃液を順次、蒸発凝縮させる複数段の蒸発濃縮部を備えた放射性廃液処理装置であって、最前段の前記蒸発濃縮部から生じる凝縮水を外部に導く凝縮水導出路と、前記最前段の蒸発濃縮部以外の前記蒸発濃縮部から生じる凝縮水を、該蒸発濃縮部よりも前段側の前記蒸発濃縮部に導入する凝縮水還流路と、を備え、前記凝縮水導出路には、セシウムおよびストロンチウムを吸着する第１吸着部と、無機イオン交換体を用いて吸着する第２吸着部と、イオン交換樹脂を用いて吸着する第３吸着部とを有する吸着設備が設けられ、前記凝縮水の放射線量および電気伝導度に応じて前記第１吸着部、第２吸着部、および第３吸着部のうち適宜な吸着塔を通過させる複数の吸着処理方式を選択的に切り替えることを特徴とする。

本発明では、最前段の蒸発濃縮部（以下、第１蒸発濃縮部という）において濃縮水（高放射性、高塩濃度）と凝縮水（低放射性，低塩濃度）に分離することができ、第１蒸発濃縮部から生じる凝縮水のみを凝縮水導出路を通過させて放流可能な水として外部に導出するとともに、第１蒸発濃縮部で蒸発濃縮された高放射性かつ高塩濃度な濃縮水は第１蒸発濃縮部以外の蒸発濃縮部（以下、第２蒸発濃縮部という）へ導入される。そして、第２蒸発濃縮部において、処理された凝縮水は外部へ導出せずに凝縮水還流路を介して第１蒸発濃縮部に導入されて再び該第１蒸発濃縮部で処理され、さらに蒸発濃縮された濃縮水は濃縮廃液（二次廃棄物）として処分することができる。
このように、本放射性廃液処理装置では、蒸発濃縮処理において逆浸透膜処理に比べて高塩濃度で高放射線量とする濃縮が可能なため、複数段の蒸発濃縮部によって最終的に生じる高放射性で高塩濃度の濃縮廃液の発生量を少なくすることができ、減容化することが可能となる。
さらに、この場合、凝縮水導出路より導出された凝縮水は吸着設備で放射性物質が除去され、その後、放流水として系外へ放出される。そして、吸着設備においては、凝縮水の放射線量および電気伝導度に応じて好適な吸着処理方式を選択して処理することが可能となるので、使用する吸着剤を必要最小限に管理することができ、二次廃棄物を低減することができる。また、凝縮水の水質条件によっては、例えば安価なイオン交換樹脂を用いて吸着する第３吸着部で積極的に処理することで、処理コストを低減することができる。

また、複数段の蒸発濃縮部を設けることで、最前段の蒸発濃縮部での蒸発濃縮処理の濃縮率を抑えることができ、この第１蒸発濃縮部より導出される凝縮水の飛沫から持ち込まれる不純物の混入量を抑制することができる。例えば、第１蒸発濃縮部による濃縮率を１０倍程度に抑えることで、蒸発時の飛沫に含まれる不純物濃度が１０倍程度に抑えられるため、飛沫による濃縮水への放射能の移行量は低く抑えることができる。
なお、仮に第１蒸発濃縮部で生じる凝縮水に放射能が混入していても、その凝縮水は低放射性、低塩濃度であるため、例えば吸着設備で放射性物質を除去した後、放流水として系外へ放出することができ、この際に発生する放水可能なレベルに低減させるための吸着剤の使用量を低減することができる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、凝縮水還流路は、１段前の蒸発濃縮部に導入することも可能である。

この場合、最前段以外の蒸発濃縮部（第２蒸発濃縮部）が複数段設けられていても、それらすべての凝縮水が最前段の蒸発濃縮部（第１蒸発濃縮部）に導入されることがないので、第１蒸発濃縮部における処理量を抑えることができる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、吸着設備の入口には、放射線量および電気伝導度を検出する測定部が設けられていてもよい。

この場合には、吸着設備に導入される直前の凝縮水の放射線量および電気伝導度を測定部で検出することができるので、より適切且つ確実な吸着処理方式の選定を行うことができる。測定部の検出値をリアルタイムで監視し、その検出値に基づいて自動で吸着処理方式を選定する制御を行うことも可能となる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、蒸発濃縮部の後段側には放射性物質を吸着する吸着塔が設けられていても良い。

このような構成とすることで、蒸発濃縮部で生じる濃縮水の放射性物質を吸着塔で吸着することができ、吸着塔から次の蒸発濃縮部に導入される濃縮水の放射線量を低減することができる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、蒸発濃縮部の後段側には、蒸発濃縮部によって濃縮された高濃度放射性廃液から塩素イオンを除去する脱塩素部が設けられていても良い。

本発明に係る放射性廃液処理装置によると、濃縮廃液中、あるいは凝縮水導出路より導出された凝縮水中の塩素イオン濃度を低下することができ、腐食による材料の耐久性を高めることができるとともに、機器に使用する高価な材料（金属）を少なくすることが可能となるので、二次廃棄物の長期的な保存が可能となり、総合的な処理コストの低減を図ることができる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、脱塩素部は、電解によって塩素を発生させて気相中に除去する電解処理部と、塩化銀の沈殿を生成させて固相として除去する沈殿処理部と、の少なくとも一方を有することが好ましい。

本発明では、電解処理部を有する場合には、電解によって濃縮廃液中、あるいは凝縮水導出路より導出された凝縮水中の塩素イオンを塩素ガスとして系外に排出するため、濃縮水中の塩素イオン濃度を下げることができる。また、沈殿処理部を有する場合には、塩化銀の溶解度が非常に低いため、数ｍｇ／Ｌの塩化物イオン濃度にまで低減することができる。

また、本発明に係る放射性廃液処理装置では、電解処理部には、陽イオン交換膜またはナトリウム選択透過性のイオン交換膜が設けられていても良い。

本発明では、陽イオン交換膜またはナトリウム選択透過性のイオン交換膜の陽極側に蒸発濃縮部から生じた濃縮水を投入することで、その濃縮水中の塩素イオンは塩素ガスとして除去され、残存するナトリウムを主体とする陽イオンは陽イオン交換膜ナトリウム選択透過性のイオン交換膜を通過して陰極側へ移動する。このとき、陽極側では金属イオンが減少するため、濃縮水の液ｐＨの上昇が抑制されるため、ｐH調整剤（酸）の添加量を減らすことができる。そして、陰極では、水が分解して水素が発生し、水酸化物イオンが残存する。さらに、陽イオン交換膜またはナトリウム選択透過性のイオン交換膜を通過したナトリウムと電解で生成した水酸化物イオンより、陰極では水酸化ナトリウム水が生成することができ、塩素回収として利用することができ、塩素回収で使用する水酸化ナトリウム試薬の添加量を削減できる。
また、沈殿処理部へ向けて排出する電解処理液のナトリウムの陽イオン濃度が低下するため、廃液の最終処分量を低減することができる。

本発明の放射性廃液処理装置によれば、複数段の蒸発濃縮部を設けることで、最終的に生じる高放射性で高塩濃度の濃縮廃液のみとし、濃縮廃液の発生量を少なくすることができるため、二次廃棄物を減容化することが可能となり、廃棄処分にかかるコストを低減することができる。

本発明の第１の実施の形態による放射性廃液処理装置の処理工程を模式的に示すフロー図である。 吸着設備の処理工程を模式的に示すフロー図である。 図２の吸着設備における吸着処理方式の吸着系統を示す模式図である。 第２の実施の形態による放射性廃液処理装置の処理工程を模式的に示すフロー図である。 塩素ガス回収部の処理工程を模式的に示すフロー図である。 第３の実施の形態による脱塩素装置の処理工程を模式的に示すフロー図である。 第４の実施の形態による脱塩素装置の電解処理部の構成を示す図である。 第５の実施の形態による放射性廃液処理装置の処理工程を模式的に示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態による放射性廃液処理装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本実施の形態による放射性廃液処理装置１は、セシウムなどの放射性物質を含有する廃液やセシウムなどの放射性物質を含有する汚染土壌を洗浄して発生した洗浄液などから放射性物質を分離、除去する方法に関するものである。

すなわち、放射性廃液処理装置１は、放射性廃液Ｗを順次、蒸発凝縮させる複数段（ここでは２段）の蒸発濃縮装置２（２Ａ、２Ｂ）（蒸発濃縮部）を備えており、放射性廃液Ｗが濃縮廃液になる過程において、上流側より下流側に向けて油分除去設備３、ろ過設備４、上記第１蒸発濃縮装置２Ａ、第２蒸発濃縮装置２Ｂがその順で連結されて配置された構成となっている。そして、放射性廃液処理装置１には、最前段の第１蒸発濃縮装置２Ａから生じる第１凝縮水Ｇ１を放射性廃液処理装置１の外部に導く凝縮水導出路２１と、後段の第２蒸発濃縮装置２Ｂ（最前段の第１蒸発濃縮装置２Ａ以外の蒸発濃縮装置）から生じる第２凝縮水Ｇ２を第１蒸発濃縮装置２Ａに導入する凝縮水還流路２２と、を備えている。

油分除去設備３は、供給された放射性廃液Ｗに対して油分やゴミ（浮遊性懸濁物）を分離し、これを回収して除去する一般的な構成のものである。以下、分離された油分等を単に「油分Ｋ」という。つまり、浮上した油分Ｋを除去するとともに、槽底部から水（油分Ｋが取り除かれた放射性廃液Ｗ）を抜き出してろ過設備４に向けて送出する。なお、ここで分離されて回収された油分Ｋは、放射性物質が含有された二次廃棄物となる。
なお、油分除去設備３の具体例として、ＣＩＰセパレータや加圧浮上分離装置がある。

ろ過設備４は、例えば膜分離式、あるいは砂ろ過式のものを採用することができ、砂やゴミ（油分除去設備３で除去できないゴミ）を分離し除去し、その水（ろ過後の放射性廃液Ｗ）を第１蒸発濃縮装置２Ａに向けて送出する。なお、ろ過して回収された固形物Ｍ（砂やゴミ等）は、放射性物質が含有された二次廃棄物となる。

蒸発濃縮装置２（２Ａ、２Ｂ）は、例えば真空蒸気圧縮型を採用することができ、放射性廃液Ｗを濃縮し、濃縮水Ｎ（高放射性、高塩濃度）と凝縮水Ｇ（低放射性，低塩濃度）とに分離する。
前段に配置される第１蒸発濃縮装置２Ａは、第１濃縮水Ｎ１が第２蒸発濃縮装置２Ｂへ送られ、第１凝縮水Ｇ１が凝縮水導出路２１を通過して冷却水として使用され、或いは放流されるようになっている。一方、後段に配置される第２蒸発濃縮装置２Ｂは、第２濃縮水Ｎ２が濃縮廃水として抽出され、第２凝縮水Ｇ２が上述したように凝縮水還流路２２を通過して第１蒸発濃縮装置２Ａ内に戻される。この第１蒸発濃縮装置２Ａに戻された第２凝縮水Ｇ２は、濃縮前の放射性廃液Ｗと混合され、再び第１蒸発濃縮装置２Ａで濃縮工程にさらされる。

第１蒸発濃縮装置２Ａによって生じた第１凝縮水Ｇ１を導出する凝縮水導出路２１は、冷却水として再利用される第１導水路２３と、余剰分として放流される第２導水路２４と、に分岐されている。第２導水路２４には、第１凝縮水Ｇ１に含まれる放射性物質を吸着して放射線量を設定されている放流基準値以下（略０．０１〜０．００１以下など）に下げるための吸着設備５が設けられている。

次に、吸着設備５の構成について図２に基づいて具体的に説明する。
図２に示すように、吸着設備５は、セシウム吸着塔およびストロンチウム吸着塔を有する第１吸着塔５１（第１吸着部）と、無機イオン交換体を用いて吸着する第２吸着塔５２（第２吸着部）と、イオン交換樹脂を用いて吸着する第３吸着塔５３（第３吸着部）と、第１蒸発濃縮装置２Ａで得られる第１凝縮水Ｇ１の放射線量と電気伝導度を適宜な頻度で計測する計測部５４と、が設けられている。
そして、図３に示すように、測定部５４での検出値に応じて、前記第１吸着塔５１、第２吸着塔５２、および第３吸着塔５３のうち適宜な吸着塔を通過させる複数（７つ）の吸着処理方式（第１吸着系統５Ａ〜第７吸着系統５Ｇ）を選択的に切り替え可能な構成となっている。吸着処理方式の切替えは、図２に示すように、第１吸着塔５１、第２吸着塔５２、および第３吸着塔５３を接続する配管に設けられている切替え弁５５、５６、５７の開閉によって行われる。
なお、測定部５４で検出した第１凝縮水Ｇ１に放射能が混入していない場合には、上記吸着塔５１、５２、５３を通過させずに、直接放流することも可能である。

第１吸着塔５１は、ゼオライト等が採用され、セシウムやストロンチウムを吸着して除去するものである。第２吸着塔５２は、無機イオン交換体によって残存したセシウムやストロンチウムおよび他の核種を吸着し、放射能を低減させるものである。また、第３吸着塔５３は、吸着容量の大きなイオン交換樹脂によって全イオンを吸着し、二次廃棄物の発生量を低減するものである。

図３に示すように、第１吸着系統５Ａは、第１吸着塔５１、第２吸着塔５２、および第３吸着塔５３の３つの吸着塔を通過させるルートである。第２吸着系統５Ｂは、第１吸着塔５１、および第３吸着塔５３の２つの吸着塔を通過させるルートである。第３吸着系統５Ｃは、第１吸着塔５１、および第２吸着塔５２の２つの吸着塔を通過させるルートである。第４吸着系統５Ｄは、第２吸着塔５２、および第３吸着塔５３の２つの吸着塔を通過させるルートである。そして、第５吸着系統５Ｅは第１吸着塔５１のみ、第６吸着系統５Ｆは第２吸着塔５２のみ、第７吸着系統Ｇは第３吸着塔５３のみに通過させるルートである。
これら吸着系統５Ａ〜５Ｇを適宜選定することで、最小限の二次廃棄物の発生量で第１凝縮水Ｇ１中の塩濃度、放射線量を放流水レベルまで低減することができる。

ここで、測定部５４で検出した第１凝縮水Ｇ１の検出値に基づく上記吸着処理方式の切り替えの判断方法について説明する。
第１凝縮水Ｇ１においてセシウムやストロンチウムの放射線量が高く、且つ電気伝導度が高い場合には、例えば第１吸着系統５Ａを選択し、第１吸着塔５１で放射線量の高いセシウムやストロンチウムを吸着し、第１吸着塔５１で除去しきれないものを第２吸着塔５２の無機イオン交換体で除去し、さらに他の雑多な放射能は第３吸着塔５３のイオン交換樹脂で除去する。この場合、高レベル放射性廃棄物に該当する廃イオン交換樹脂の発生量を少なくすることができる。つまり、イオン交換樹脂はイオンの吸着容量が高いため、放射能量の高い第１凝縮水Ｇ１を第３吸着塔５３に直接投入すると、イオン交換樹脂に蓄積される放射能量が高くなり、処分が困難な上記廃棄物となる。先に第１吸着塔５１、第２吸着塔５２を通すことによって、第１凝縮水Ｇ１中の放射能量を下げることで、イオン交換樹脂に蓄積する放射能量を低く抑えることができる。

また、第１凝縮水Ｇ１においてセシウムやストロンチウムの放射線量が高くなく（放流できるレベルよりは高い）、且つ電気伝導度が低い場合には、例えば第４吸着系統５Ｄ、或いは第７吸着系統５Ｇを選択し、全イオンを吸着除去する。
さらに、セシウムやストロンチウムの濃度が低いにもかかわらず、放射線量が高い場合には、他の核種が存在していることになるので、第１吸着塔５１を通過させない吸着系統、すなわち図３で第４吸着系統５Ｄや第６吸着系統５Ｆを選択することができる。
さらにまた、第１凝縮水Ｇ１において雑多な放射能が無い場合には、例えば第３吸着系統５Ｃを選択することができる。

ここで、測定部５４で検出した第１凝縮水Ｇ１の判定基準としては、セシウムの放射濃度で例えば１〜１００ベクレル／ｍｌ以上に設定し、電気伝導度で例えば１００μジーメンス／ｃｍ以下を基準とする。

また、吸着設備３に導入される直前の凝縮水の放射線量および電気伝導度を測定部５４で検出することができるので、より適切且つ確実な吸着処理方式の選定を行うことができる。測定部５４の検出値をリアルタイムで監視し、その検出値に基づいて自動で吸着処理方式を選定する制御を行うことも可能となる。

次に、放射性廃液処理装置１の作用について図面に基づいて具体的に説明する。
図１に示すように、本実施の形態の放射性廃液処理装置１では、第１蒸発濃縮装置２Ａにおいて第１濃縮水Ｎ１（高放射性、高塩濃度）と第１凝縮水Ｇ１（低放射性，低塩濃度）に分離することができ、第１蒸発濃縮装置２Ａから生じる第１凝縮水Ｇ１のみを凝縮水導出路２１を通過させて放流可能な水として外部に導出するとともに、第１蒸発濃縮装置２Ａで蒸発濃縮された低放射性かつ低塩濃度な第１濃縮水Ｎ１は第２蒸発濃縮装置２Ｂへ導入される。そして、第２蒸発濃縮装置２Ｂにおいて、処理された第２凝縮水Ｇ２は外部へ導出せずに凝縮水還流路２２を介して第１蒸発濃縮装置２Ａに導入されて再び該第１蒸発濃縮装置２Ａで処理され、さらに蒸発濃縮された第２濃縮水Ｎ２は濃縮廃液（二次廃棄物）として処分することができる。
このように、放射性廃液処理装置１では、蒸発濃縮処理において逆浸透膜処理に比べて高塩濃度で高放射線量とする濃縮が可能なため、複数段（２段）の蒸発濃縮部２Ａ、２Ｂによって最終的に生じる高放射性で高塩濃度の濃縮廃液（第２濃縮水Ｎ２）の発生量を少なくすることができ、減容化することが可能となる。

また、２段の蒸発濃縮装置２Ａ、２Ｂを設けることで、第１蒸発濃縮装置２Ａでの蒸発濃縮処理の濃縮率を抑えることができ、この第１蒸発濃縮装置２Ａより導出される第１凝縮水Ｇ１に放射能混じりの不純物が混入するのを抑制することができる。例えば、第１蒸発濃縮装置２Ａによる濃縮率を１０倍程度に抑えることで、蒸発時の飛沫に含まれる不純物濃度が１０倍程度に抑えられるため、飛沫による濃縮水への放射能の移行量は低く抑えることができる。
なお、第１蒸発濃縮装置２Ａで生じる第１凝縮水Ｇ１に放射能が混入している場合、その第１凝縮水Ｇ１は低放射性、低塩濃度であるため、吸着設備３で放射性物質を除去した後、放流水として系外へ放出することができ、この際に発生する放水可能なレベルに低減させるための吸着剤の使用量を低減することができる。

そして、図３に示すように、吸着設備５においては、第１凝縮水Ｇ１の放射線量および電気伝導度に応じて好適な吸着処理方式（第１〜７吸着系統５Ａ〜５Ｇ）を選択して処理することが可能となるので、使用する吸着剤を必要最小限に管理することができ、二次廃棄物を低減することができる。また、第１凝縮水Ｇ１の水質条件によっては、例えば安価なイオン交換樹脂を用いて吸着する第３吸着塔５３で積極的に処理することで、処理コストを低減することができる。

上述した本第１の実施の形態による放射性廃液処理装置では、２段の蒸発濃縮装置２Ａ、２Ｂを設けることで、最終的に生じる高放射性で高塩濃度の濃縮廃液のみとし、この濃縮廃液の発生量を少なくすることができるため、二次廃棄物を減容化することが可能となり、廃棄処分にかかるコストを低減することができる。

次に、本発明の放射性廃液処理装置による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。

（第２の実施の形態）
図４に示す第２の実施の形態による放射性廃液処理装置１では、上述した第１の実施の形態の第１蒸発濃縮装置２Ａと第２蒸発濃縮装置２Ｂとの間に脱塩素装置６（脱塩素部）を介在させ、濃縮廃液中の塩化物イオン濃度を低下させる構成となっている。脱塩素装置６は、塩素イオンを含有する放射性廃液Ｗを蒸発凝縮させる第１蒸発濃縮部２Ａによって濃縮された高濃度放射性廃液から塩素イオンを除去する。脱塩素装置６は、電解によって塩素を発生させて気相中に除去する電解処理部６１と、塩化銀の沈殿を生成させて固相として除去する沈殿処理部６２と、を有している。塩素イオンの除去工程は、電解工程と沈殿工程の順で処理される。

電解処理部６１では、第１蒸発濃縮２Ａから出た第１濃縮水Ｎ１に対してｐＨ調整剤を供給することで、電解によって塩素を発生させて気相中に除去する。なお、発生した塩素イオン（塩素ガス）は、図５に示す塩素ガス回収部６０に回収され、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などのアルカリ性の材料に吸収させて無害化される。
沈殿処理部６２では、沈殿法によって電解処理部６１で塩素イオンを除去した濃縮水に対して硝酸銀や硫酸銀などを供給して反応させることで、塩化銀の沈殿を生成させて固相として除去する。

本脱塩素装置６では、電解処理部６１における電解によって第１濃縮水Ｎ１中の塩素イオンを塩素ガスとして系外（放射性廃液処理装置１の外）に排出するため、第１濃縮水Ｎ１中の塩素イオン濃度を下げることができる。また、沈殿処理部６２では、塩化銀の溶解度が非常に低いため、数ｍｇ／Ｌの塩化物イオン濃度にまで低減することができる。
一般的に、電解法では効果的な電解を行う条件として、塩素濃度で略５０００ｐｐｍ以上が必要とされている。これに対して、本第２の実施の形態では、第１蒸発濃縮装置２Ａで蒸発濃縮され、第１濃縮水Ｎ１の上記塩素濃度を５０００ｐｐｍ以上に高めることができ、この第１濃縮水Ｎ１に対して電解法により効率よく塩素イオンを減らす工程を行うことができる。これにより、濃縮廃液中の塩素イオン濃度を低下することができ、腐食による材料の耐久性を高めることができるとともに、機器に使用する高価な材料（金属）を少なくすることが可能となるので、二次廃棄物の長期的な保存が可能となり、総合的な処理コストの低減を図ることができる。

（第３の実施の形態）
図６に示すように、第３の実施の形態による放射性廃液処理装置１は、上述した第２の実施の形態の脱塩素装置６において、沈殿処理部６２で発生した塩化銀をアンモニア等で再溶解した後、電解処理により銀を回収する銀回収部６３を設け、この銀回収部６３の電解処理により塩化物イオンを除去する構成としたものである。この銀回収部６３で発生した塩素ガスは、塩素回収部６０において無毒化する。そして、銀回収部６３において、電解により析出した銀は硝酸等に再溶解した後、沈殿工程に送って再利用される。

本第３の実施の形態では、高価な銀を回収し、再利用することで、硝酸銀などの薬品の使用量を少なくすることができ、ランニングコストを低減することができる。
そして、本脱塩素装置６で発生するものは塩素ガスのみであり、回収後、系外へ放出できるため、新たな二次廃棄物が発生しないという利点がある。
また、銀回収部６３で発生する塩素ガスは既設置の塩素回収工程で処理できるため、塩素処理のための追加の設備が不要になるという利点もある。

（第４の実施の形態）
図７に示す第４の実施の形態は、上述した第３の実施の形態の脱塩素装置６の電解処理部６１において、内部に陽イオン交換膜６５を取付けた構成となっている。
この場合、陽イオン交換膜６５の陽極６５ａ側に第１蒸発濃縮装置２Ａから生じた第１濃縮水Ｎ１を投入することで、第１濃縮水Ｎ１中の塩素イオンは塩素ガスとして除去され、残存するナトリウム（Ｎａ＋）を主体とする陽イオンは陽イオン交換膜６５を通過して陰極６５ｂ側へ移動する。このとき、陽極６５ａ側では金属イオンが減少するため、第１濃縮水Ｎ１の液ｐＨの上昇が抑制されるため、ｐH調整剤（酸）の添加量を減らすことができる。そして、陰極６５ｂでは、水が分解して水素が発生し、水酸化物イオン（ＯＨ−)が残存する。さらに、陽イオン交換膜６５を通過したナトリウム（Ｎａ＋）と電解で生成した水酸化物イオン（ＯＨ−）より、陰極６５ｂでは水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水が生成される。

このように本第４の実施の形態では、陰極６５ｂで生成したＮａＯＨ水は塩素回収部６０のＮａＯＨとして利用することができ、塩素回収部６０（図６参照）で使用する水酸化ナトリウム試薬の添加量を削減できる。
また、沈殿処理部６２へ向けて排出する電解処理液のナトリウム（Ｎａ＋）の陽イオン濃度が低下するため、廃液の最終処分量を低減することができる。

なお、本第４の実施の形態では、陽イオン交換膜６５に代えて、ナトリウム選択透過性のイオン交換膜を設けるようにしても良い。この場合も、第１濃縮水Ｎ１中の塩素イオンは塩素ガスとして除去され、残存するナトリウム（Ｎａ＋）を主体とする陽イオンのうち、Ｎａ＋が選択的にナトリウム選択透過性のイオン交換膜を通過して陰極側へ移動する。このとき、陽極６５ａ側では金属イオンが減少するため、第１濃縮水Ｎ１の液ｐＨの上昇が抑制されるため、ｐH調整剤（酸）の添加量を減らすことができる。陽極側はＮａ＋イオンが減少するため、液ｐHの上昇が抑えられる。

この場合、第４の実施の形態と同様の作用、効果が得られるとともに、陽極からはＮａ＋のみが透過するため、放射性物質（セシウムＣｓ、ストロンチウムＳｒなどの陽イオン）の陰極側への流出を抑えることができる。そして、陰極側の液は放射能量を低く維持することができる。

（第５の実施の形態）
図８に示す第５の実施の形態による放射性廃液処理装置１では、上述した第１の実施の形態の第１蒸発濃縮装置２Ａと第２蒸発濃縮装置２Ｂとの間にセシウム吸着塔７（および／またはストロンチウム吸着塔）を設置した構成となっている。
この場合、第１蒸発濃縮装置２Ａから出た第１濃縮水Ｎ１に対してセシウム吸着塔７で放射線量を下げた後、さらに第２蒸発濃縮装置２Ｂによって蒸発濃縮することにより、放射性廃液の放射線量が一定レベル以下のままで塩濃度を濃縮することができる。つまり、第１蒸発濃縮装置２Ａを通過した濃縮率の高い第１濃縮水Ｎ１は塩化物イオン濃度が上昇することから、上述した第２〜４の実施の形態の脱塩素装置６における塩化物イオンの除去率を向上させることができる。
また、電解処理でより多くの塩化物イオンを除去するため、第２〜４の実施の形態の沈殿処理で使用する銀（硝酸銀など）の量を削減することができる。

以上、本発明による放射性廃液処理装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では蒸発濃縮装置２Ａ、２Ｂの段数を２段としているが、この数量に限定されることはなく、３段以上を設ける構成とすることも可能である。なお、３段以上の蒸発濃縮装置を設ける場合には、２段目以降の蒸発濃縮装置２の凝縮水還流路２２を最前段の第１蒸発濃縮装置２Ａに接続して、それら凝縮水を第１蒸発濃縮装置２Ａに戻すようにしてもよいし、２段目以降の蒸発濃縮装置２の凝縮水還流路２２を１段前の蒸発濃縮装置に戻すようにしてもよい。

また、上述した第２〜４の実施の形態による脱塩素装置６は、１段目と２段目の蒸発濃縮装置２Ａ、２Ｂの間に設けているが、その位置は限定されることはない。例えば、３以上の複数段の蒸発濃縮装置２が設けられている場合には、脱塩素装置６を例えば２段目と３段目の蒸発濃縮装置の間に配置することが可能である。

さらに、蒸発濃縮装置として、真空蒸気圧縮型に限らず、減圧型、焚き上げ型の濃縮装置であってもかまわない。

本実施の形態では、脱塩素装置６として、電解処理部６１と沈殿処理部６２とを備えているが、これに限定されず、電解処理部６１と沈殿処理部６２のうちいずれか一方のみとする構成であってもよい。

また、本第５の実施の形態ではセシウム吸着塔を第１蒸発濃縮装置２Ａの後に設けているが、この位置に限定されることはない。例えば、第１蒸発濃縮装置２Ａの前段にセシウム吸着塔７（および／またはストロンチウム吸着塔）を設置して放射線量を下げた後、蒸発濃縮することにより、凝縮水の放射能レベルを維持したまま、濃縮率を高めることができる。そして、濃縮率が高まると、処理水の回収率も増加することになるので，濃縮廃液量を減らすことができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。

１ 放射性廃液処理装置
２ 蒸発濃縮装置（蒸発濃縮部）
２Ａ 第１蒸発濃縮装置（蒸発濃縮部）
２Ｂ 第１蒸発濃縮装置（蒸発濃縮部）
３ 油分除去設備
４ ろ過設備
５ 吸着設備
５Ａ〜５Ｇ 第１〜７吸着系統
６ 脱塩素装置（脱塩素部）
７ セシウム吸着塔
２１ 凝縮水導出路
２２ 凝縮水還流路
２３ 第１導水路
２４ 第２導水路
５１ 第１吸着塔（第１吸着部）
５２ 第２吸着塔（第２吸着部）
５３ 第３吸着塔（第３吸着部）
５４ 計測部５４
５５、５６、５７ 切替え弁
６０ 塩素回収部
６１ 電解処理部
６２ 沈殿処理部
６３ 銀回収部
６５ 陽イオン交換膜

Claims (7)

1. 放射性廃液を順次、蒸発凝縮させる複数段の蒸発濃縮部を備えた放射性廃液処理装置であって、
   最前段の前記蒸発濃縮部から生じる凝縮水を外部に導く凝縮水導出路と、
   前記最前段の蒸発濃縮部以外の前記蒸発濃縮部から生じる凝縮水を、該蒸発濃縮部よりも前段側の前記蒸発濃縮部に導入する凝縮水還流路と、
   を備え、
   前記凝縮水導出路には、セシウムおよびストロンチウムを吸着する第１吸着部と、無機イオン交換体を用いて吸着する第２吸着部と、イオン交換樹脂を用いて吸着する第３吸着部とを有する吸着設備が設けられ、
   前記凝縮水の放射線量および電気伝導度に応じて前記第１吸着部、第２吸着部、および第３吸着部のうち適宜な吸着塔を通過させる複数の吸着処理方式を選択的に切り替えることを特徴とする放射性廃液処理装置。
2. 前記凝縮水還流路は、１段前の前記蒸発濃縮部に導入することを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液処理装置。
3. 前記吸着設備の入口には、前記放射線量および電気伝導度を検出する測定部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液処理装置。
4. 前記蒸発濃縮部の後段側には放射性物質を吸着する吸着塔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射性廃液処理装置。
5. 前記蒸発濃縮部の後段側には、該蒸発濃縮部によって濃縮された高濃度放射性廃液から塩素イオンを除去する脱塩素部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射性廃液処理装置。
6. 前記脱塩素部は、
   電解によって塩素を発生させて気相中に除去する電解処理部と、
   塩化銀の沈殿を生成させて固相として除去する沈殿処理部と、
   の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項５に記載の放射性廃液処理装置。
7. 前記電解処理部には、陽イオン交換膜またはナトリウム選択透過性のイオン交換膜が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の放射性廃液処理装置。

Images