JP6041433B2 - 汚染物質処理装置 - Google Patents
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Description
また、当該汚泥において、コロイド状微粒子や、藻類その他の植物体に取り込まれた浮遊物質が結合して、浮遊泥として下層部に浮遊する物が存在する。
その様な浮遊泥(セシウムの様な放射性物質を包含する汚泥)の処理も、従来の技術では困難である。
そのため、当該下層部の水についても、従来技術では処理が困難である。
しかし、係る従来技術(特許文献1)は、上述した様な放射性物質で汚染された汚泥や汚染水の処理には適用することは困難である。
そのため、(放射線量が所定の基準値以下ならば)高温乾燥装置(10)から排出された固体分を埋設処理することが出来る。
サイクロン(30)で分離された固体は、安定化処理(例えば、珪酸ソーダ水溶液とリン酸水溶液を添加してガラス状に固化する処理)を行った後、専用遮蔽容器(5)で保管することが出来る。
一方、サイクロンで分離された気体は、排気洗浄装置(70)において水中を移動する際に、セシウムが水により捕集されて、気体からは除去される。そのため、水を経由した気体は清浄化される。
そして、凝集沈殿槽(140)の沈殿物を、固液分離機(160)で固体と液体に分離して、分離された固体を、処理設備(図示せず)で安定化処理を行なう。
また、凝集沈殿槽(140)の上澄液と、固液分離機(160)で分離された液体は、排気洗浄装置(70)における排気洗浄用水として利用し、或いは、処理設備(図示せず)で安定化処理することが出来る。
そして、汚泥中から放射性物質(例えばセシウム)を除去する処理は、全て閉鎖系で実行することが出来るので、作業者が被爆すること無く、高濃度の放射性物質で汚染された汚泥を処理することが出来る。
そして、凝集沈殿槽(140)の沈殿物を、固液分離機(160)で固体と液体に分離して、分離された固体を、高温乾燥装置(10)で900℃程度まで加熱する。これにより、当該固体は、セシウムが気化して分離した固体と、飛灰や粉塵、気化したセシウムに分離される。
当該飛灰や粉塵、気化したセシウムは、サイクロン(30)で冷却され、固体と気体に分離され、サイクロン(30)で分離された固体は、安定化処理(例えば、珪酸ソーダ水溶液とリン酸水溶液を添加してガラス状に固化する処理)を行った後、専用遮蔽容器(5)で保管することが出来る。そして、サイクロン(30)で分離された気体は、排気洗浄装置(70)において水中を移動する際に、セシウムが水により捕集されて、気体からは除去することが出来る。
その結果、セシウムのような放射性物質を拡散させること無く、汚泥や汚染水から除去することが出来る。
先ず、図1〜図3を参照して、第1実施形態を説明する。
図1において、全体を符号1で示す汚染物質処理装置は、高温乾燥装置10と、処理後物保水混練機20と、サイクロン30と、サイクロン処理後の混練機40と、安定化処理混練機50と、冷却用熱交換器HXと、熱交換煙道60と、排気洗浄装置70と、水処理機構DVWを備えている。
図2において、高温乾燥装置10は、円筒状のケーシング11と、処理物投入口(図示せず)に連通した投入スクリュー12と、ドラムスクリーン13と、ドラムスクリーン回転軸14と、ドラム駆動モータ10Mと、回転力伝達機構15を備えている。
高温乾燥装置10において、円筒状のケーシング11、投入スクリュー12、ドラムスクリーン13及びドラムスクリーン回転軸14は、何れもその中心軸が水平方向に延在している。
高温乾燥装置10において、図示しない処理物投入口には、定量供給スクリューコンベア9が接続されている。
図1で示す様に、高温乾燥装置10には、ケーシング11内部の圧力を計測する圧力センサSRが設けられている。圧力センサSRは、入力信号ラインSiを介して、制御用コンピュータ300と接続されている。制御用コンピュータ300は、ブロワ駆動用モータ70Mと制御信号サインSoで接続されており、以って、ケーシング11内部の圧力に対応してモータ70Mの回転数が制御されるように構成されている。
定量供給スクリューコンベア9において、円筒状のケーシング92、スクリューコンベア本体93及び駆動モータ94は、何れもその中心軸が水平に延在している。ここで、定量供給スクリューコンベア9は、作業員の被爆を防止するため、遮蔽性を有する2重スクリューとして構成されるのが好ましい。
図1において、符号8は、例えばセシウムで汚染された汚泥(下水道汚泥、溜池や防火水槽の底部に貯留した汚泥等)や土壌を、定量供給スクリューコンベア9の投入口91まで搬送する搬送装置(例えば、カート、或いはベルトコンベア)を示している。
また、円筒状ケーシング11の後端近傍で、気体排出口10axよりも垂直方向下方には、固形物を排出するための固形物排出管10bが設けられている。固形物排出管10bは、第1の開閉弁V1を介して、排出口10bxに連通している。固形物排出口10bxは、第2の開閉弁V2を介して、処理後物保水混練機20の投入口21iに接続されている。
固形物排出管10bにおいて、高温乾燥装置10からの固体排出物(顆粒:多孔質体)が第1の開閉弁V1よりも上の領域に溜まり、第1のレベルセンサSR1に接触すると、第1の開閉弁V1が開放されるように構成されている。第1の開閉弁V1が開放される際に、第2の開閉弁V2は閉鎖している。
第2の開閉弁V2は閉鎖した状態で第1の開閉弁V1が開放されると、所定量の顆粒或いは多孔質体は、固形物排出管10bにおける第1の開閉弁V1と第2の開閉弁V2との間の領域に堆積する。
換言すれば、固形物排出管10b、第1の開閉弁V1、第2の開閉弁V2と、第1のレベルセンサSR1、第2のレベルセンサSR2が、処理後物保水混練機20に投入される処理物の計量計の役を負っている。なお、第1の開閉弁V1と第2の開閉弁V2が同時に開放することはなく、何れか一方のみが開放する様に構成されている。
加熱された処理物は、ドラムスクリーン13のスクリーンを透過して、ドラムスクリーン13とケーシング11内周面の間の円環状の空間に進入する。ここで、ドラムスクリーン13はドラム駆動モータ10Mで回転駆動されている。
ドラムスクリーン13の外周面には、スパイラル状の案内ビード13bが形成されている。ドラムスクリーン13が回転すると、円筒状ケーシング11の内周とドラムスクリーン13の外周とで形成される円環状空間に進入した処理物は、加熱されつつ、案内ビード13bに押圧されて搬送される。
当該火炎温度900℃は、セシウムの気化温度671℃に比較して遥かに高温である。そのため、高温乾燥装置10で加熱、搬送される汚染物質のセシウムは、ほとんどが気化して除去される。
そして、気化したセシウム及び高温乾燥装置10の飛灰や粉塵は、気体排出口10axから、熱交換器HX及び接続部材JDを介して、サイクロン30に搬送される。
処理後物保水混練機20は、円筒状ケーシング21と、スクリューコンベア22と、スクリューコンベア駆動モータ23とを備えている。円筒状ケーシング21、スクリューコンベア22及びスクリューコンベア駆動モータ23は、何れもその中心軸が水平に配置されている。
そして、円筒状ケーシング21の外周における右端近傍の垂直方向上方に投入口21iが形成され、左端近傍の垂直方向下方に排出口21oが形成されている。
円筒状ケーシング21の外周における投入口21i近傍には酸性水注入口21aが形成されており、酸性水注入口21aを経由して、セシウムを含まない酸性水溶水が円筒状ケーシング21内に注入される。酸性水溶水供給系統に関しては、水処理機構DVWに関連して後述する。
円筒状ケーシング21の外周における右端近傍の垂直方向下方に冷却水注入口21cが形成され、排出口21o近傍で垂直方向下方には冷却水の排出口21hが形成されている。
ここで、高温乾燥装置10の固形物排出管10bから排出された状態の顆粒は、pHが高く、強いアルカリ性である。処理後物保水混練機20において、顆粒に酸性水溶液を添加することにより、当該顆粒を中和して、埋設処理を可能にせしめ、或いは、土壌改良材として利用可能にしている。処理後物保水混練機20の酸性水注入口21aから注入される酸化水溶水としては、水処理機構DVWの酸化液貯留槽220(図1)で処理生成された水(酸化水溶水)を用いることが出来る。
なお、上記顆粒は多孔質体であり、単位体積あたりの表面積が大きいため、良好な吸着性能を発揮して、汚染土壌内の放射性物質を吸着することができ、吸着した放射性物質を溶出しない。従って、土壌改良材として土壌に埋め戻すことにより、放射能汚染処理を行うことが出来る。
図1で示すように、二重管の環状部に注入された冷却水は、ケーシング21内部を搬送中の顆粒を所定の温度まで冷却した後、排出口21hから排出され、後述するラインLr17経由で冷却循環槽240に戻される。
熱交換器HXでは、冷却流体(例えば、冷却循環槽240で冷却された冷却水)が注入され(Fcの流れ)、熱交換器HXを流下する気体状のセシウムと熱交換をして温まった冷却水が再び冷却循環槽240に戻される。冷却流体の流れは、図2において、矢印Fhで示されている。
円錐状の渦室31は、部分円錐形状の管を二重にして(いわゆる「ジャケット」として)構成され、図示の例では垂直方向で4層に分割されている。円錐状の渦室31の4層の各々(のジャケット)には、冷却水注入孔3ciと、冷却水排出孔3coとが設けられている。
円筒部32は渦室31の上端に接続している。そして排出管34は、天蓋35を貫通している。
明示されていないが、円錐状の渦室31の4層の各々のジャケットにおける冷却水注入孔3ciには、冷却循環槽240で冷却された冷却水が注入される。当該冷却水は、各ジャケットの半径方向内方の領域に存在する高温乾燥装置10の排気と熱交換して昇温される。昇温された冷却水は、冷却水排出孔3coから冷却循環槽240(図1参照:図2では図示せず)に戻される。
気体排出管34は、排気洗浄装置70に設けたブロワ70Bと(間接的に)連通しており、ブロワ70Bの作動によってサイクロン30の内部(渦室31)が負圧となり、吸入部33から吸入される気化したセシウムが渦流をなし、渦室31を勢いよく流下する。
セシウムを吸着した微粉塵(固形物)は比重量が大きいため、サイクロンの円錐状の渦室31内で遠心分離され、渦室31の内壁に沿って下降する。そしてセシウムを吸着した微粉塵(固形物)は、固形物排出口31oから、サイクロン処理後の混練機40の円筒状ケーシング41に投入される。
渦室31で固化しなかった気体のセシウムは、ブロワ70Bの吸引力によって、サイクロン30の気体排出管34及び熱交換煙道60を経由して、排気洗浄装置70の吸入口72iに吸い込まれる。
円筒状ケーシング41、スクリューコンベア42及びスクリューコンベア駆動モータ43は、何れもその中心軸が水平方向に延在している。
円筒状ケーシング41における左端近傍の垂直方向上方には、サイクロン30の固形物排出口31oが配置されている。そして、ケーシング41の右端近傍の垂直方向下方には微粉塵(固形物)の排出管44が形成されている。そして、排出管44は、安定化処理混練機50に連通している。
図2において、セシウムを吸着した微粉塵は、高温であり、固形物排出口31oから混練機40のケーシング41に投入される。ケーシング41に投入された微粉塵は、ケーシング41内をスクリューコンベア42によって図2の右方(排出管44の側)に搬送される。
スクリューコンベア42で搬送されている最中に、冷却循環槽240(図1)で冷却された冷却水が冷却水注入口41cから注入され、搬送中の高温の微粉塵から熱を奪い(冷却水は)昇温して、冷却水排出口41hから冷却循環槽240(図1)に戻される。
図3の例では、先ず、メインサイクロン30Aの気体排出管34Aは、3基のサイクロン30B、30C、30Dの各々の吸入部と接続している。3基のサイクロン30B、30C、30Dの各々の気体排出管は、1本の気体排出管に合流しており、図3では図示しない熱交換煙道60と接続されている。
サイクロン30を多段で構成することにより、固体と気体の分離効率を向上することが出来る。
安定化処理されセシウムを吸着した(封じ込めた)微粉塵(固形物)が、排出管44における第3の開閉弁V3よりも上方の領域に溜まり、第3のレベルセンサSR3に接触すると、第3の開閉弁V3が開放されるように構成されている。この時、第4の開閉弁V4は閉鎖している。
換言すれば、排出管44と、第3の開閉弁V3と、第4の開閉弁V4と、第3のレベルセンサSR3と、第4のレベルセンサSR4が、安定化処理混練機50に投入される処理物(微粉塵)を計量する計量手段としての機能を奏する。
図2において、安定化処理混練機50の二重管構造の円筒状ケーシング51内にスクリューコンベア52が収容され、ケーシング51における右端にスクリューコンベア駆動モータ53が配置されている。
そして、円筒状ケーシング51における左端近傍の垂直方向上方にセシウムを封じ込めた微粉塵をケーシング51内に投入する微粉塵投入口51iが配置されている。また、右端近傍の垂直方向下方には、安定化処理を終えた処理物を排出するための排出口51oが形成されている。
安定化処理混練機50では、セシウムが封じ込められた微粉塵に、珪酸ソーダ水及びリン酸ソーダ水を注入・添加することにより、当該微粉塵を水ガラス状に固化する。そして図1で示すように、水ガラス状に固化した安定化固形物を専用遮蔽容器5に格納して、当該専用遮蔽容器5を、例えば、国が定める地下の深部に所定期間保管する。
処理流体通過ダクト61における右端側には、処理流体通過ダクト61と直交する方向で下向きに排気口61oが形成されている。
熱交換ジャケット62の図2における右端は、排気洗浄装置70によって洗浄された排気(既に降温している)が流入する排気流入孔62iが形成されている。
一方、熱交換ジャケット62の左端近傍には排気排出口62oが形成されており、排気排出口62oは熱交換ジャケット62と直交して垂直上方に延在している。
熱交換煙道60における排気口61oは排気洗浄装置70の吸入口72iに接続され、排気流入孔62iは排気洗浄装置70の排気ダクト7D2の排出孔7D2iに接続されている。
熱交換煙道60では、熱交換ジャケット62を流過する排気Fxが、処理流体通過ダクト61を流過するサイクロン30からの気体(冷却サイクロン30で固化しなかった気体のセシウムを包含する気体)と熱交換を行い、サイクロン30からの気体は冷却され、排気洗浄装置70の排気Fxは昇温して排気排出口62oを介して大気に排出される。
垂直導入管72は、洗浄槽71の図2における左端上方に延在するように配置されている。
傾斜仕切り板75は、水平仕切り板74の下方で且つ垂直導入管72と洗浄槽71との境界部に配置されている。そして、傾斜仕切り板75の端部は垂直下方に折り曲げられている。
隣り合う垂直仕切り板76のほぼ中央には、端部が直角に折り曲げられた傾斜板77が、複数(図示の例では3箇所)、傾斜して設けられている。その直角に折り曲げられた端部と天蓋71cの下面との間には、気体が流過するのに十分な隙間が形成されている。傾斜仕切り板77の下端も、洗浄槽71内の水面より下方まで到達している。
ここで、適正数設けられた傾斜仕切り板77は、後述するブロワ70Bが作動した際に液面WLが上下動して波立つのを促進させて、気体のセシウムが洗浄槽71内の水に取り込まれることを促進している。
第1のダクト7D1における洗浄槽71と離隔する側の端部は、ブロワ70Bの吸入口70Biと接続されている。ブロワ70Bの吐出口70Boは、第2のダクト7D2の一方の端部と接続されている。
第2のダクト7D2は垂直部7D21と水平部7D22を有しており、水平部7D22の端部は熱交換ジャケット62の排気流入孔62iと接続されている。
サイクロン30側からの気体が洗浄槽71内の水を通過することにより、当該水に気体のセシウムが溶け込んでいる。
ブロワ70Bがブロワモータ70Mによって作動して負圧を発生することにより、排気洗浄装置70と連通している上流側の機器内部を負圧にせしめる。そして、熱交換煙道60から排気洗浄装置70の吸入口72iに、気化セシウムを包含する気体を吸引する。
セシウムを含んだ冷却水は、傾斜仕切り板75を伝わって洗浄槽71内に滴下する。そして、洗浄槽71内ではブロワ70Bの負圧により、隣り合う仕切り板76で形成される空間のセシウムが水中を通過して、水に溶解する。
セシウムを溶解した水は、水排出口71boから排出され(71aoから排出することも可能)、水処理機構DVWの粗取り原水槽80に搬送される。
したがって、ブロワ70Bをモータ70Mによって作動させれば、セシウムを包含しない気体が、空間ERから第1のダクト7D1、第2のダクト7D2を経由して、熱交換煙道60における熱交換ジャケット62に流入する。熱交換ジャケット62に流入した冷却空気は、処理流体通過ダクト61を流下する高温の気体(サイクロン30からの気体:気化セシウムを包含している)と熱交換を行い、昇温して、排気排出口62oから大気に排出される。
個々の機器を明示するため、図4では、各機器の左右の向きや配置、ラインの長さや延在している方向が、図1とは必ずしも一致していない。しかし、処理の手順或いは経路については、図1と図4は同一である。
図4において、水処理機構DVWは、粗取り原水槽80と、一次攪拌反応槽90と、二次攪拌反応槽110と、凝集沈殿槽140と、固液分離機160と、補給水タンク180と、清水槽190と、上澄水槽200と、バグフィルター槽210を備えている。
固液分離部81の上端には処理液投入口81iが設けられている。
固液分離部81を形成する傾斜部81aは、固形物を処理液から分離するごみの粗取り篩として作用する。
処理液投入口81iには、排気洗浄装置70で洗浄処理された排気洗浄汚染水(処理液)が、ラインL1を介して投入される。ラインL1において、排気洗浄装置70側の領域に、搬送ポンプ70Pが介装されている。
傾斜部81aにおいて、ごみ等の比較的大きな異物(例えば、4mm以上)が処理液から取り除かれる。異物が取り除かれた処理液は、固液分離部81の下方の処理液貯留槽82に落下する。
一次攪拌反応槽90は、反応槽91と、攪拌翼92と、攪拌翼を回転するモータ93と、液面センサ94と、反応槽91の底部に設置された搬送ポンプ90Pを備えている。
また、反応槽91の上方には第1の凝集剤を定量的に反応槽91に供給する一次定量供給機100が配置されている。図示では明示していないが、一次定量供給機100の供給用スクリューコンベアの駆動モータは、粗取り原水槽80の搬送ポンプ80Pと連動するように構成されている。なお、攪拌翼92及びそれを回転するモータ93は、常時、作動している。
一次攪拌反応槽90の液面センサ94が液面を検知すると、搬送ポンプ90Pが作動して、ラインL3を介して反応槽91内の処理液(は第1の凝集剤が投入されて攪拌された処理液)は、二次攪拌反応槽110に搬送される。
反応槽111の底部には、処理液を排出する排出口110oが形成されている。
反応槽111の上方には、第2の凝集剤を定量的に反応槽111に供給する二次定量供給機120が配置されている。
明示していないが、二次定量供給機120は、第2の凝集剤を定量的に供給するための供給用スクリューコンベアを有している。一次攪拌反応槽90の搬送ポンプ90Pによって処理液が二次攪拌反応槽110に投入されると、二次定量供給機120から第2の凝集剤が自動的に反応槽111に供給され、同時に攪拌翼112が回転するように構成されている。拌翼112が回転すると反応槽111内の処理液と第2の凝集剤との間でイオン反応が生じ、セシウムを含む不純物はさらに凝集する。
二次攪拌反応槽110の液面センサ114が所定量を検知すると、圧送ポンプ130が作動して、反応槽111内の処理液は凝集沈殿槽140に搬送される。
沈殿槽本体141の底部において、図4の右端部近傍には第1の排出口141aが形成されており、第1の排出口141aを介して、沈殿槽本体141における処理液の沈殿物が排出される。
一方、沈殿槽本体141の右側面には第2の排出口141bが形成されており、第2の排出口141bを介して、沈殿槽本体141における処理液の上澄液が排出される。
凝集沈殿槽140における第2の排出口141bはラインL10に接続され、ラインL10は上澄水槽200に連通している。
液面センサ144によって沈殿槽本体141内の液面が所定以上になったことを検知すると、スクリューコンベア142が作動して、ラインL5に介装された開閉弁V5、V6が開放され、圧送ポンプ150も作動して、沈殿槽本体141内の底部に貯留された沈殿物が固液分離機160に圧送される。
一時貯留槽161は、底部がV字状に形成され、沈殿槽本体141から搬送された沈殿物を貯留する機能を有する。そして一時貯留槽161の下端近傍には、沈殿槽本体141から搬送された沈殿物を取り込む処理液投入口160iが形成されている。
回転ドラム162は、その表面の約1/3の領域が、一時貯留槽161の沈殿物中に浸漬されている。回転ドラム162の外周面は、沈殿物を補足し易いように表面処理されている。そして、回転ドラム162の外周面は、液体は透過するが固体は透過しない様に構成されている。
固形物掻き取り斜板163は、上端がドラム162の表面に接する様に配置されており、回転ドラム162表面に付着した固形物を掻き取るように構成されている。
一方、沈殿物中の固体も負圧により吸引されるが、ドラム162の表面を透過することが出来ないので、ドラム162の表面に付着する。ドラム162の表面に付着した固体は、固形物掻き取り斜板163で掻き取られる。
固形物掻き取り斜板163で掻き取った固体(セシウムが凝集した固形分)は、明確には図示されていないが、例えば、ベルトコンベア8や専用のカートによって高温乾燥装置10(図1、図2参照)に搬送され、高温乾燥装置10の投入口91(図1、図2参照)に投入される。
補給水タンク180は、タンク本体181の上端に処理水の吸入口182が形成され、底部近傍には処理水の排出口183が形成され、タンク180内部の底部には搬送用のポンプ180Pが設置されている。
タンク180内部に設置された搬送用のポンプ180PはラインL9に接続され、ラインL9は清水槽190に連通している。補給水タンク180に貯留された水は、搬送用のポンプ180P、ラインL9を経由して、清水槽190に搬送される。
上澄槽200は、凝集沈殿槽140からラインL10経由で送られた上澄液を一時貯留する機能を有している。
ポンプ200Pは、ラインL11を介して接続されているバグフィルター槽210の稼働状況により作動して、上澄槽200内の上澄液を、ラインL11を経由してバグフィルター槽210へ供給する。
貯留タンク213内には、処理液搬送用のポンプ210Pが設置されている。
バグフィルター槽210では、上澄槽200から搬送された処理液(凝集沈殿槽140の上澄液)に含まれる不純物を、フィルターハウジング211内に配置したフィルタ(濾材)212でろ過する。ろ過された処理液は、搬送用ポンプ210Pにより、ラインL12を経由して、清水槽190に搬送される。
搬送用ポンプ210Pは、液面センサ214によって、フィルタ212でろ過された処理液の液面が、所定の第1の所定値を超えたことを感知した場合に作動する。
一方、上澄槽200の搬送ポンプ200Pは、バグフィルター槽210の液面センサ214によって、フィルタ212でろ過された処理液の液面が、所定の第2の所定値以下となったことを感知した場合に作動して、上澄槽200内の処理液をバグフィルター槽210の投入口211iに投入する。
ラインL14には開閉弁V7が介装されており、ラインL14は酸化液貯留槽220に連通している(図1参照)。
図4において、ラインL15は分岐点B1側から、ラインポンプLP2、開閉弁V8を介して、複数のラインに分岐している。当該分岐したラインの各々は、排気洗浄装置70の複数の排気洗浄水注入部73の各々に連通している。
明示されていないが、開閉弁V7、V8の開閉制御は、集中制御盤(制御用コンピュータ300:図1)によって行われる。
タンク本体221の底部近傍には排出口221oが形成されており、排出口221oは、定量ポンプ230を介装したラインL16を介して、処理後物保水混練機20の酸性水注入口21aに連通している。そして定量ポンプ230が作動すれば、酸化液貯留槽220から酸性の処理水が、処理後物保水混練機20に供給される。なお、定量ポンプ230の作動制御も集中制御盤(制御コンピュータ300)によって行われる。
冷却循環槽240は、循環する水を冷却する循環槽241と、循環槽241の底部に設けた循環ポンプ240Pを有している。
循環槽241の底部及び底部近傍の3箇所に吸入口242、243、244が形成されている。
循環ポンプ240Pは、ラインL18とも接続しており、ラインL18は分岐点B2でラインL19とラインL20とに分岐している。そして、ラインL19は、サイクロン処理後の混練機40における冷却水注入口41cと連通している。また、ラインL20は、安定化処理混練機50における冷却水注入口51cと連通している。
冷却循環槽240の吸入口243は、ラインLr20を介して、安定化処理混練機50における冷却水排出口51hと連通している。
冷却循環槽240の吸入口244は、ラインLr17を介して、処理後物保水混練機20の冷却水排出口21hに連通している。
すなわち、冷却循環槽240で冷却された冷却水は、処理後物保水混練機20、サイクロン処理後の混練機40、安定化処理混練機50における処理対象物の冷却に用いられている。処理後物保水混練機20、サイクロン処理後の混練機40、安定化処理混練機50で熱交換により昇温した冷却水は、冷却循環槽240に戻されて、冷却されて、再び冷却に用いられる。
そのため、当該固形物は(放射線量が所定の基準値以下ならば、)埋設処理が可能であり、土壌改良材として利用することも出来る。
サイクロン30で分離された固体(固形物)は、安定化処理(例えば、珪酸ソーダ水溶液とリン酸水溶液を添加してガラス状に固化する処理)を行った後、専用遮蔽容器5で保管することが出来る。すなわち、サイクロン30で分離された固体(固形物)は、安全に処理される。
一方、サイクロン30で分離された気体は、排気洗浄装置70において水中を移動する際に、気化したセシウムが水により捕集されて、気体からは除去される。そのため、排気洗浄装置70を経由した気体は清浄化されている。
そして、凝集沈殿槽140の沈殿物を、固液分離機160で固体と液体に分離して、分離された固体を、高温乾燥装置10等の処理設備(図示せず)で処理する。
また、凝集沈殿槽140の上澄液と、固液分離機160で分離された液体は、排気洗浄装置70における排気洗浄用水として利用し、或いは、処理設備(図示せず)で安定化処理することが出来る。
そして、汚泥中から放射性物質(例えばセシウム)を除去する処理は、全て閉鎖系で実行することが出来るので、作業者が被爆すること無く、高濃度の放射性物質で汚染された汚泥を処理することが出来る。
図1〜図4の第1実施形態では、先ず、高温乾燥装置10で汚泥を加熱している。
それに対して、第2実施形態の汚染物質処理装置1Aでは、先ず、水処理機構DVWにより、処理するべき汚泥や汚染水を固液分離して、分離された固形物を高温乾燥装置10で加熱している。
以下、主として、図5の第2実施形態が、図1〜図4の第1実施形態とは異なっている点について説明する。
図5において、第2実施形態に係る汚染物質処理装置1Aは、混合槽5を備えている。混合槽5は、汚泥MDと汚染水PWを混合するため、搬送用ポンプ5Pに加えて、攪拌用ポンプ5MPを有している。
混合槽5で汚泥MDと汚染水PWを混合する際に、汚染水PWの量が不足している場合には、清水槽190からの水をラインL13、ラインL15、分岐点B3、ラインL162を経由して、供給ノズル6によって混合槽5内の処理液に添加して(図5における符号N)、混合槽5の底部に設置した搬送ポンプ5Pによって粗取り原水槽80に送出することが出来る。
また、図5における左上方の矢印X、Y、Z、Nは、ひとつの混合槽5の異なる状態を便宜上同時に示したものであり、矢印Xは混合槽5が攪拌されていない状態を示し、矢印Yは攪拌用ポンプ5MPで混合槽5が攪拌されている状態を示し、矢印Zは攪拌用ポンプ5MPで混合槽5を攪拌しつつ、ラインL25で粗取り原水槽80に供給している状態を示す。
凝集沈殿槽140で沈殿した汚泥はセシウムを高濃度で包含しており、当該汚泥を、圧送ポンプ150を介して、固液分離機160へ圧送する。固液分離機160は、第1実施形態で説明したのと同様である。
固液分離機160で分離された固形物は、搬送装置8や、符号LSで示す搬送手段を介して、定量供給スクリューコンベア9へ送られる。
凝集沈殿槽140の上澄液も、第1実施形態と同様に、上澄水槽200、バグフィルター槽210を介して、清水槽190へ送られる。
固液分離機160で分離された固体は、高濃度のセシウムを包含しており、定量供給スクリューコンベア8を介して、高温乾燥装置10に投入される。
高温乾燥装置10で加熱された後は、第1実施形態と同様に、処理後物保水混練機20において酸性水溶液を添加されて中和されつつ、(例えば含水率15〜20%の)固形物として排出する。排出された固形物は、セシウムが完全に気化して分離しているので、放射線量が所定の基準値以下ならば、埋設処理することが出来る。また、土壌改良材(土改材)として、埋設することも可能である。
そして、サイクロン30で分離された固形物は、安定化処理混練機50を経由して、珪酸ソーダ水溶液とリン酸水溶液を添加されて、ガラス状に固化されて、専用遮蔽容器5で保管される。
一方、気化したセシウムを含む気体は、排気洗浄装置70に搬送されて、冷却され、一部は再び固化する。そして、気化セシウム及び固化したセシウムは排気洗浄装置70の洗浄槽71に貯留した水中を通過することにより、水に溶け込む。そのため、排気洗浄装置70に送られた気体からはセシウムが除去される。
図5の第2実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1〜図4の第1実施形態と同様である。
5・・・混合槽
8・・・搬送装置/ベルトコンベア
9・・・定量供給スクリューコンベア
10・・・高温乾燥装置
20・・・処理後物保水混練機
30・・・サイクロン
40・・・サイクロン処理後の混練機
50・・・安定化処理混練機
60・・・熱交換煙道
70・・・排気洗浄装置
80・・・粗取り原水槽
90・・・一次攪拌反応槽
100・・・一次定量供給機
110・・・二次攪拌反応槽
120・・・二次定量供給機
160・・・固液分離機
200・・・上澄水槽
210・・・バグフィルター槽
Claims (2)
- 所定温度まで内部を加熱する機能を有する高温乾燥装置(10)と、該高温乾燥装置(10)の排気口(10ax)に連通し、そして前記高温乾燥装置(10)からの排気を冷却する機能および前記高温乾燥装置(10)からの排気中の固体と気体とに分離する機能を有するサイクロン(30)と、該サイクロン(30)で分離された気体を水中に流過させて気体を浄化する機能を有する排気洗浄装置(70)と、前記サイクロン(30)の固形物排出口(31o)からの微粉塵が投入され混練されて冷却される混練機(40)とを備え、該混練機(40)からの微粉塵に計量手段(V3、V4、SR4)を介して安定化処理混練機(50)に投入され、該安定化処理混練機(50)では微粉塵が冷却されて水ガラス状に固化され安定化固形物となって排出口(51o)から排出され、前記排気洗浄装置(70)は冷却水を散布する排気洗浄水注入部(73)と、該排気洗浄水注入部(73)で洗浄され溶け込んだ気体を含む冷却水の洗浄槽(71)とを備え、さらに前記洗浄槽(71)の冷却水を処理する水処理機構(DVw)を備え、該水処理機構(DVw)は冷却水中に溶解した汚染物質を沈殿させる凝集沈殿槽(140)を備えていることを特徴とする汚染物質処理装置。
- 前記凝集沈殿槽(140)の沈殿物を固液分離する固液分離機(160)を備え、該固液分離機(160)で分離された固体を前記高温乾燥装置(10)に投入する搬送装置(9)を設けた請求項1記載の汚染物質処理装置。
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