JP6041578B2 - Treatment method of radioactive cesium contaminated soil - Google Patents

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Description

この発明は放射性セシウムで汚染された土を減容化する処理方法に関し、放射性セシウムで汚染された土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離してペレット等の塊(かたまり)として固めて処理する場合に、当該塊から放射性セシウムが放出されるのを抑制したものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a treatment method for reducing the volume of soil contaminated with radioactive cesium, in which fine particles containing clay minerals are separated from soil contaminated with radioactive cesium and solidified as a lump (pellet). Further, release of radioactive cesium from the lump is suppressed.

原子力発電所の事故で飛散した放射性セシウムにより汚染された土壌の除染対策として表層土の除去が行われているが、その保管場所の確保が問題となっている。その対策として放射性セシウムで汚染された土を減容化する処理方法が下記非特許文献1で提案されている。非特許文献1では、放射性セシウムで汚染された土に含まれている放射性セシウムが、土の中の粘土鉱物(特に2:1型層状ケイ酸塩)に吸着して固定され、一旦粘土鉱物に固定された放射性セシウムは水、酸、アルカリに溶けない性質があること、およびそのような粘土鉱物は土の中の粒径が30μm以下の粒子に多く含まれていること等が報告されている。そこで非特許文献1に記載の処理方法では、放射性セシウムで汚染された土を水洗浄で分級して粘土鉱物が含まれている微小粒子を分離するようにしている。微小粒子が分離された残りの大きい粒子には放射性セシウムはあまり残存していないので、例えば元の場所に埋め戻したり、高汚染土地などの表層カバー材等として再利用することができる。分離した微小粒子は放射性廃棄物として保管する必要があるが、元の土の容量に比べて小容量なので、放射性廃棄物として保管すべき土を減容化することができる。   Surface soil has been removed as a decontamination measure for soil contaminated with radioactive cesium scattered by nuclear power plant accidents, but securing the storage location is a problem. As a countermeasure, a non-patent document 1 proposes a treatment method for reducing the volume of soil contaminated with radioactive cesium. In Non-Patent Document 1, radioactive cesium contained in soil contaminated with radioactive cesium is adsorbed and fixed by clay minerals (especially 2: 1 type layered silicate) in the soil, It has been reported that fixed radioactive cesium is insoluble in water, acid and alkali, and that such clay minerals are often contained in particles with a particle size of 30 μm or less in the soil. . Therefore, in the treatment method described in Non-Patent Document 1, the soil contaminated with radioactive cesium is classified by washing with water to separate fine particles containing clay minerals. Since there is not much radioactive cesium remaining in the remaining large particles from which the microparticles have been separated, they can be backfilled to the original location or reused as a surface layer covering material such as highly contaminated land. The separated fine particles need to be stored as radioactive waste, but the volume of the soil to be stored as radioactive waste can be reduced because the volume is smaller than the original soil capacity.

「水洗浄による放射性セシウム汚染土壌の除染方法について」平成23年9月6日、第34回原子力委員会定例会議、資料第1号、東北大学大学院工学研究科 石井慶造、インターネット<URL:http://www.aec.go.jp/jicst/NC/iinkai/teirei/siryo2011/siryo34/siryo1.pdf>“Decontamination of Radioactive Cesium-Contaminated Soil by Water Washing” September 6, 2011, 34th Annual Meeting of the Atomic Energy Commission, Material No. 1, Keizo Ishii, Graduate School of Engineering, Tohoku University, Internet <URL: http://www.aec.go.jp/jicst/NC/iinkai/teirei/siryo2011/siryo34/siryo1.pdf>

非特許文献1では分離された微小粒子をさらに乾燥させてペレット化することを提案している。しかし微小粒子を乾燥させたペレットは、脆く容易に砕けて放射性セシウムを含んだ粉塵を撒き散らしたり、放射性セシウムがペレットから浸み出したり昇華して外部に飛散する恐れがあった。   Non-Patent Document 1 proposes that the separated fine particles are further dried and pelletized. However, the pellets from which the fine particles have been dried are fragile and easily crushed, and dust containing radioactive cesium may be scattered, or the radioactive cesium may ooze out from the pellet or sublimate and be scattered outside.

この発明は上記従来技術における問題点を解決して、放射性セシウムで汚染された土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離してペレット等の塊として固めて処理する場合に、当該塊から放射性セシウムが放出されるのを抑制した放射性セシウム汚染土の処理方法を提供しようとするものである。   This invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and when separating fine particles containing clay minerals from soil contaminated with radioactive cesium and solidifying them as a lump such as pellets, the radioactive cesium is removed from the lump. An object of the present invention is to provide a method for treating radioactive cesium-contaminated soil that is suppressed from being released.

この発明のセシウム汚染土の処理方法は、放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離する第1の工程と、前記分離された微小粒子を固めて、当該分離された微小粒子の塊にする第2の工程と、前記塊を焼き固めて焼結体にする工程とを具えるものである。この発明のセシウム汚染土の処理方法は、放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離する第1の工程と、前記分離された微小粒子を固めて、当該分離された微小粒子の塊にする第2の工程と、前記塊を素焼きする第3の工程と、前記素焼きされた塊に釉薬を塗布する第4の工程と、前記釉薬が塗布された塊を本焼きする第5の工程とを具えることができるこの発明のセシウム汚染土の処理方法は、前記第1の工程の前に、前記放射性セシウムで汚染された地域で前記表層土を掻き集める工程をさらに具えることができる。 The method for treating cesium-contaminated soil according to the present invention includes a first step of separating microparticles containing clay minerals from surface soil collected in a region contaminated with radioactive cesium, and solidifying the separated microparticles. The method includes a second step of forming the separated fine particle lump and a step of baking and solidifying the lump to form a sintered body. The method for treating cesium-contaminated soil according to the present invention includes a first step of separating microparticles containing clay minerals from surface soil collected in a region contaminated with radioactive cesium, and solidifying the separated microparticles . A second step for forming a lump of the separated microparticles , a third step for unglaring the lump, a fourth step for applying glaze to the unbaked lump, and a lump coated with the glaze the may comprise a fifth step of the fitting. The method for treating cesium-contaminated soil according to the present invention may further include a step of scraping the surface soil in an area contaminated with the radioactive cesium before the first step.

この発明によれば、放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から、放射性セシウムを吸着固定している粘土鉱物を含む微小粒子を分離することにより、放射性セシウムを濃縮回収することができ、これにより放射性廃棄物として保管すべき汚染土を減容化して、当該汚染土の貯蔵場所の減少を図ることができる。また分離した微小粒子を固めてペレット等の塊にして焼き固めて焼結体すなわちセラミックにすることにより、固めただけでは脆い塊が硬化されて砕けにくくなるので、放射性セシウムを含んだ粉塵が発生して撒き散らされるのを防止することができる。また素焼きだけでなく釉薬を塗布して本焼きすることにより、素焼きだけの場合に比べて放射性セシウムが塊から浸み出したり昇華して外部に飛散するのを防止して、放射性セシウムをより確実に塊内に封じ込めることができる。 According to the present invention, radioactive cesium can be concentrated and recovered by separating fine particles containing clay minerals adsorbing and fixing radioactive cesium from surface soil collected in an area contaminated with radioactive cesium. Thus, the volume of contaminated soil to be stored as radioactive waste can be reduced, and the storage location of the contaminated soil can be reduced. In addition, the separated fine particles are solidified into a lump such as a pellet, and then sintered into a sintered body or ceramic, so that the brittle lump is hardened and hard to break by simply hardening, thus generating dust containing radioactive cesium. And can be prevented from being scattered. Also, by applying glaze as well as unglazed baking, it is possible to prevent radioactive cesium from leaching out of the lump or sublimating and scattering to the outside compared to unglazed baking, making radioactive cesium more reliable. Can be contained in the mass.

この発明の処理方法は、前記本焼きされた塊から放射される放射線量を測定する第6の工程と、前記放射線量が測定された塊をその放射線量に応じて分別して保管容器に収容する第7の工程とをさらに具えることができる。これによれば塊を放射線量ごとに分別して保管することができる。線量別に保管することにより、放射性セシウムの放射能の減衰による管理処理を保管容器ごとに行うことができる。   The processing method of this invention is a sixth step of measuring the radiation dose emitted from the main-baked lump, and the lump whose radiation dose has been measured is separated according to the radiation dose and stored in a storage container. And a seventh step. According to this, a lump can be sorted and stored for each radiation dose. By storing by dose, management processing by attenuation of radiocesium radioactivity can be performed for each storage container.

この発明の処理方法は、前記第7の工程が、前記塊を個別に収容する収容空間を有するパレットを使用して該パレットの各収容空間に各塊を収容する工程と、それぞれ前記塊を収容した複数枚の前記パレットを前記保管容器内に積み重ねて収容する工程とを具え、もって前記各塊を前記保管容器内に相互に接触することなく収容するものとすることができる。これによればパレットを使用して塊を保管することにより、保管の効率化を図ることができ、また塊を収容した保管容器の運搬時等に塊どうしが接触して破損するのを防止することができる。   In the processing method of the present invention, the seventh step includes a step of storing each lump in each storage space of the pallet using a pallet having a storage space for individually storing the lump, and each storing the lump. And stacking and storing the plurality of pallets in the storage container so that the respective chunks can be stored in the storage container without contacting each other. According to this, by storing lumps using a pallet, it is possible to improve the efficiency of storage, and also prevent the lumps from coming into contact with each other and being damaged when transporting a storage container containing the lumps. be able to.

この発明の処理方法は、前記本焼きされた塊に個体識別情報を付ける第8の工程をさらに具えることができる。これによれば、塊ごとのトレーサビリティー管理が可能となる。個体識別情報としては例えば各塊の元となった土の採取地、採取日、個体番号等が挙げられる。個体識別情報を付ける方法としては例えば各塊に個体識別情報を数字、記号、バーコード等で直接印字する方法、あるいはこれらを印字したシールを各塊に貼り付ける方法、または個体識別情報を記憶したICチップを貼り付ける方法等が挙げられる。   The processing method of the present invention may further include an eighth step of attaching individual identification information to the main-baked lump. According to this, the traceability management for every lump becomes possible. The individual identification information includes, for example, the soil collection location, the collection date, the individual number, and the like that are the basis of each lump. As a method of attaching individual identification information, for example, individual identification information is directly printed on each lump with numbers, symbols, barcodes, etc., or a sticker on which these are printed is attached to each lump, or individual identification information is stored. For example, a method of attaching an IC chip.

この発明の処理方法は、前記放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から前記粘土鉱物を含む微小粒子を分離して残された小石および砂を含む粒状物を乾燥させる第9の工程をさらに具えることができる。これによれば、放射性セシウムを含んだ残存水分が、埋設保管、埋め戻し等の最終処分後に、汚染水として浸み出したり漏れ出したりして二次汚染を発生させるのを防止することができる。また乾燥により残存水分の容積および重量が減少するので、フレコンバッグ等に詰めて運搬、保管等をするのが容易となる。また乾燥することにより、水分による放射線の遮蔽効果の影響を受けずに真の放射線量を計測することができる。 The treatment method of the present invention is a ninth step of drying the granular material including pebbles and sand left after separating the fine particles including the clay mineral from the surface soil collected in the area contaminated with the radioactive cesium. Can further comprise. According to this, it is possible to prevent residual moisture containing radioactive cesium from leaking out and leaking out as contaminated water after final disposal such as buried storage and backfilling, and causing secondary contamination. . Further, since the volume and weight of residual moisture are reduced by drying, it becomes easy to pack, transport and store in a flexible container bag or the like. Further, by drying, the true radiation dose can be measured without being affected by the radiation shielding effect by moisture.

この発明の処理方法は、前記第1の工程が、前記放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土を水で洗浄して前記粘土鉱物を含む微小粒子を含む懸濁液を抽出する工程と、前記懸濁液から前記粘土鉱物を含む微小粒子を分離する工程とを具え、前記粘土鉱物を含む微小粒子の分離により残された水を放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められたほかの表層土の洗浄に再利用することができる。これによれば、粘土鉱物を含む微小粒子の分離により残された水に放射性元素が残存していても、汚染水が外部に漏洩するのを防止することができる。また洗浄水を再利用するので、新たに補給する水量を少なくすることができる。 In the treatment method of the present invention, in the first step, the surface soil collected in the area contaminated with the radioactive cesium is washed with water to extract a suspension containing fine particles containing the clay mineral. And separating the fine particles containing the clay mineral from the suspension, and the water left by the separation of the fine particles containing the clay mineral is scraped up in an area contaminated with radioactive cesium. It can be reused for surface soil cleaning. According to this, even if the radioactive element remains in the water left by the separation of the fine particles containing the clay mineral, the contaminated water can be prevented from leaking to the outside. Moreover, since the washing water is reused, the amount of water newly replenished can be reduced.

この発明の処理方法は、前記処理で発生するガスおよび排気を、セシウム吸着装置で浄化した後に大気に放出する第10の工程をさらに具えることができる。これによれば、塊の焼成時に水酸化セシウムの昇華が生じても、あるいは乾燥時の排気中の水分に水酸化セシウムが溶融していても、水酸化セシウムはセシウム吸着装置で浄化されるので、水酸化セシウムが大気に放出されるのが防止される。   The treatment method of the present invention may further include a tenth step of releasing the gas and exhaust generated in the treatment to the atmosphere after purifying with the cesium adsorption device. According to this, cesium hydroxide is purified by the cesium adsorption device even if sublimation of cesium hydroxide occurs during mass firing or cesium hydroxide is melted in the moisture in the exhaust gas during drying. The cesium hydroxide is prevented from being released into the atmosphere.

この発明の処理方法は、前記釉薬として、楽焼きに使用可能な釉薬を使用することができる。これによれば本焼きを比較的低い温度で行うことができるので、塊の焼成時に水酸化セシウムの昇華を抑制することができる。またこの発明の処理方法は、前記素焼きおよび本焼きを、楽焼きの温度で行うものとすることができる。これによれば素焼きおよび本焼きを比較的低い温度で行うので、塊の焼成時に水酸化セシウムの昇華を抑制することができる。   The processing method of this invention can use the glaze which can be used for a roasting as said glaze. According to this, since the main baking can be performed at a relatively low temperature, sublimation of cesium hydroxide can be suppressed at the time of firing the lump. Moreover, the processing method of this invention can perform the said unglazed baking and main baking at the temperature of easy baking. According to this, since uncoating and main baking are performed at a relatively low temperature, sublimation of cesium hydroxide can be suppressed at the time of mass firing.

この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法の実施の形態を示すフローダイアグラムである。It is a flow diagram which shows embodiment of the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention. 図1の処理方法による放射性セシウム汚染土の減容化の実験結果を示す図表である。It is a graph which shows the experimental result of volume reduction of radioactive cesium contaminated soil by the processing method of FIG. この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を示すフローダイアグラムで、図3〜図7で構成される全処理工程の一部の工程を示す図である。It is a flowchart which shows embodiment for implementing the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention on a large scale, and is a figure which shows a one part process of all the process steps comprised by FIGS. この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を示すフローダイアグラムで、図3〜図7で構成される全処理工程の他の一部の工程を示す図である。It is a flowchart which shows embodiment for implementing the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention on a large scale, and is a figure which shows another one part process of all the process steps comprised in FIGS. is there. この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を示すフローダイアグラムで、図3〜図7で構成される全処理工程の他の一部の工程を示す図である。It is a flowchart which shows embodiment for implementing the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention on a large scale, and is a figure which shows another one part process of all the process steps comprised in FIGS. is there. この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を示すフローダイアグラムで、図3〜図7で構成される全処理工程の他の一部の工程を示す図である。It is a flowchart which shows embodiment for implementing the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention on a large scale, and is a figure which shows another one part process of all the process steps comprised in FIGS. is there. この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を示すフローダイアグラムで、図3〜図7で構成される全処理工程の他の一部の工程を示す図である。It is a flowchart which shows embodiment for implementing the processing method of the radioactive cesium contaminated soil of this invention on a large scale, and is a figure which shows another one part process of all the process steps comprised in FIGS. is there. 図4の真空乾燥・成形機68の構成例を示す模式図で、(a)は断面図,(b)は(a)のA矢視図である。5A and 5B are schematic views showing a configuration example of the vacuum drying / forming machine 68 in FIG. 4, where FIG.

<<実施の形態1>>
この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法の実施の形態を図1を参照して説明する。図1において二重枠で示したブロックは作業員による作業を示し、一重枠で示したブロックは自動化による作業を示す。放射セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土や下水溝泥等の汚染土(S1)は、手作業による粗分離(S2)で大型ゴミおよび大型石が分離される(S3)。分離された大型ゴミおよび大型石は高圧水で洗浄され(S4)、付着している小石、砂、土等が洗い落とされる。洗浄された大型ゴミおよび大型石は、放射線量を計測して、放射線量が十分に低下していれば、廃棄することができる。放射線量が十分に低下していなければ再洗浄をして放射線量を低下させるなどの処理を行う。
<< Embodiment 1 >>
An embodiment of the method for treating radioactive cesium-contaminated soil of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, blocks indicated by double frames indicate work by workers, and blocks indicated by single frames indicate work by automation. Contaminated with radioactive cesium was Topsoil was scraped by region and sewers mud contaminated soil (S1), the large dust and large stones are separated in the coarse separation manual (S2) (S3). The separated large garbage and large stone are washed with high-pressure water (S4), and adhering pebbles, sand, soil, etc. are washed away. The washed large garbage and large stone can be discarded if the radiation dose is measured and the radiation dose is sufficiently reduced. If the radiation dose is not sufficiently reduced, re-cleaning is performed to reduce the radiation dose.

高圧洗浄(S4)で洗い落とされた小石、砂、土等は洗浄水とともに水槽に回収され、水槽中で沈降分離(沈殿分離)される(S5)。沈降分離された小石、砂、土等は水槽内から取り出される(S6)。水槽で分離された上水(S7)は洗浄分級(S8)に再利用される。   The pebbles, sand, soil, etc. washed off by the high-pressure washing (S4) are collected in the water tank together with the washing water, and settled and separated (precipitation separation) in the water tank (S5). The pebbles, sand, soil, and the like separated and separated are taken out from the water tank (S6). The clean water (S7) separated in the water tank is reused for washing classification (S8).

粗分離(S2)で大型ゴミや石から分離された小石、砂、土等、および沈降分離(S5)で分離された小石、砂、土等(S6)は、例えばふるいを用いた洗浄分級(S8)で粒径が53μm以上の小石および砂(S9)と、粒径が53μm以下の粘土鉱物を含む微小粒子が水中に分散した懸濁液(粘土水)(S10)とに分離される。分離された小石および砂は水切りおよび通風乾燥される(S11)。通風乾燥で排出される排気はセシウム吸着装置でセシウムが吸着除去されて(S12)、大気に放出される(S13)。乾燥された小石および砂はフレコンバッグ(Flexible container bag)に収納され(S14)、放射線量を確認して(S15)、放射線量が十分に低下していれば、フレコンバッグを元の場所(あるいは指定場所)に運搬し、フレコンバッグに入れたまま公園、校庭などに埋設保管したり、フレコンバッグから小石および砂を排出して埋め戻したり、高汚染土地などの表層カバー材等として再利用することにより最終処分を行う(S16)。万一放射線量が十分低下していない場合は、所定の放射性廃棄物保管場所に運搬して保管する。   The pebbles, sand, earth, etc. separated from large garbage and stones by coarse separation (S2), and the pebbles, sand, earth, etc. separated by sedimentation separation (S5) (S6) can be washed, for example, using a sieve ( In S8), the particles are separated into pebbles and sand (S9) having a particle size of 53 μm or more and suspension (clay water) (S10) in which fine particles containing clay mineral having a particle size of 53 μm or less are dispersed in water. The separated pebbles and sand are drained and ventilated (S11). Exhaust gas discharged by ventilation drying is adsorbed and removed by the cesium adsorption device (S12) and released to the atmosphere (S13). The dried pebbles and sand are stored in a flexible container bag (S14), the radiation dose is confirmed (S15), and if the radiation dose is sufficiently reduced, the flexible container bag is removed from the original place (or Transported to designated places), buried in a flexible container bag and stored in a park, schoolyard, etc., drained back pebbles and sand from the flexible container bag, or reused as a cover material for highly contaminated land, etc. The final disposal is performed (S16). If the radiation dose is not sufficiently reduced, transport to a designated radioactive waste storage location for storage.

一方、分離された粘土水(S10)は水槽内で凝集剤が加えられて粘土鉱物を含む微小粒子が凝集されて沈降する(S17)。このとき分離された上水(S18)は洗浄分級(S8)に再利用される。凝集されて沈降した微小粒子の沈殿物(粘土)は水槽内から取り出され(S19)、脱水装置で脱水される(S20)。これにより放射性セシウムが粘土に付着した状態で濃縮回収される。このとき分離された上水(S21)は洗浄分級(S8)に再利用される。   On the other hand, the separated clay water (S10) is added with a flocculant in the water tank, and fine particles containing clay minerals are aggregated and settled (S17). The separated water (S18) separated at this time is reused for washing classification (S8). The precipitate (clay) of the fine particles that has been agglomerated and settled is taken out of the water tank (S19) and dehydrated by a dehydrator (S20). As a result, the radioactive cesium is concentrated and recovered while adhering to the clay. The separated water (S21) separated at this time is reused for washing classification (S8).

脱水装置による脱水(S20)で得られた含水粘土(S22)は真空脱水および乾燥されて、押出成形が可能な程度の水分を残して水分が蒸発される(S23)。このとき分離された上水(S24)は洗浄分級(S8)に再利用される。また蒸発された蒸気は排気されて(S25)、セシウム吸着装置でセシウムが吸着除去されて(S12)、大気に放出される(S13)。   The hydrous clay (S22) obtained by the dehydration (S20) by the dehydrator is vacuum dehydrated and dried to evaporate the water leaving enough water for extrusion (S23). The separated water (S24) separated at this time is reused for washing classification (S8). The evaporated vapor is exhausted (S25), cesium is adsorbed and removed by the cesium adsorption device (S12), and released to the atmosphere (S13).

脱水乾燥された粘土はプレスされてペレットに成形される(S26)。成形されたペレットは乾燥後に素焼き焼成され(S27)、冷却後さらに全面に釉薬が塗布されて(S28)、本焼き焼成されて(S29)、陶器化(セラミック化)される。素焼きおよび本焼きの際に発生するガス(S30,S31)はセシウム吸着装置でセシウムが吸着除去されて(S12)、大気に放出される(S13)。   The dehydrated and dried clay is pressed and formed into pellets (S26). The formed pellets are dried and baked (S27), and after cooling, a glaze is further applied to the entire surface (S28), then baked and fired (S29), and ceramicized. Gases (S30, S31) generated during the uncoating and main baking are adsorbed and removed by the cesium adsorption device (S12) and released to the atmosphere (S13).

本焼きされたペレット(焼結ペレット)は冷却され(S32)、放射線量が測定され、放射線量に応じて分別される(S33)。分別された焼結ペレットは放射線量別に専用の収納トレイ(パレット)に収納される(S34)。さらに収納トレイは放射線量別に保管容器に密閉収納され(S35)、指定箇所に運搬されて放射性廃棄物として保管される(S36)。   The main-baked pellets (sintered pellets) are cooled (S32), the radiation dose is measured, and sorted according to the radiation dose (S33). The sorted sintered pellets are stored in a dedicated storage tray (pallet) for each radiation dose (S34). Further, the storage tray is hermetically stored in a storage container for each radiation dose (S35), transported to a designated location, and stored as radioactive waste (S36).

<<実験例>>
発明者らは図1の処理方法による放射性セシウム汚染土の減容化の実験を行った。この実験について説明する。

《実験で使用した土サンプル、機器》
・実験に使用した土サンプル:福島県郡山市安積町で採取した庭土(乾燥前重量346g、乾燥前容積300立方cm、表面線量率1.57μSv/h)
・図1の洗浄分級(S8)で使用した分級器具:JIS Z8801−1に適合する、目開き寸法が500μm,75μm,53μmの金属製網ふるい
・表面線量率測定に使用した測定器:NaIシンチレーションサーベイメータ

《実験手順》
(1)上記3個のふるいを目開き寸法が小さいものを下に目開き寸法が大きいものを上に順に重ねて配置し、水で攪拌した土サンプルを、重ねたふるいの上から注ぎ込んで洗浄分級(図1の工程S8)を行う。
(2)各ふるいに残った小石および砂を乾燥し、重量と表面線量率をそれぞれ測定する。
(3)全ふるいを通過した懸濁液(粘土水)に凝集剤を加えて粘土を沈降させ(同工程S17)、沈殿した粘土を取り出し(同工程S19)、脱水を兼ねてプレス成形してペレットに加工する(同工程S26)。
(4)ペレットを乾燥して、重量および寸法と表面線量率を測定する。
(5)ペレットを素焼きする(室温から徐々に温度を上げて最高温度摂氏700度を10分間維持しその後徐々に温度を下げる)(同工程S27)。
(6)ペレットの温度が十分に下がったら、重量および寸法と表面線量率を測定する。
(7)ペレットの全面に釉薬を塗布する(釉薬として摂氏800度で焼成可能な市販の楽焼き用釉薬を使用)(同工程S28)。
(8)釉薬を乾燥して、本焼きする(室温から徐々に温度を上げて最高温度摂氏800度を10分間維持しその後徐々に温度を下げる)(同工程S29)。
(9)ペレット(焼結ペレット)の温度が十分に下がったら、重量および寸法と表面線量率を測定する。

《実験結果》
実験結果を図2に示す。なお表面線量率測定時のバックグラウンド線量率は0.11μSv/hであった。

《考察》
図2の実験結果によれば、次のことが言える。
・各ふるいに残った小石および砂の放射線量は十分に低下している。これに対しプレス後の粘土の放射線量は高いままである。したがって土サンプルに含まれていた放射性セシウムはその多くが粘土(ペレット)中に取り込まれた状態で抽出されている。
・素焼きおよび本焼きによっても放射性セシウムはその多くが焼結ペレット内に留まっている。
・土サンプルの最初の容積が300立方cmであるのに対して、本焼き後の焼結ペレットの容積は33.5立方cmであり、約1/9の容積に減容されている。各ふるいに残った小石および砂の放射線量は十分に低下しており埋設保管、元の場所等に埋め戻し等の最終処分を行えるので、放射性廃棄物として保管すべき量を大幅に減らすことができる。
<< Experimental example >>
The inventors conducted an experiment to reduce the volume of radioactive cesium-contaminated soil by the treatment method of FIG. This experiment will be described.

《Soil samples and equipment used in the experiment》
・ Soil sample used in the experiment: Garden soil collected in Azumi-cho, Koriyama City, Fukushima Prefecture (weight before drying 346 g, volume before drying 300 cubic cm, surface dose rate 1.57 μSv / h)
・ Classifier used in cleaning classification (S8) in FIG. 1: Metal mesh sieve with openings of 500 μm, 75 μm and 53 μm conforming to JIS Z8801-1 ・ Measurement device used for measuring surface dose rate: NaI scintillation Survey meter

《Experimental procedure》
(1) Place the above three sieves with a small mesh size on top and a large mesh size on top of each other in order, and pour and wash the soil sample stirred with water from the top of the screen. Classification (step S8 in FIG. 1) is performed.
(2) Dry the pebbles and sand remaining on each sieve and measure the weight and surface dose rate, respectively.
(3) A flocculant is added to the suspension (clay water) that has passed through the entire sieve to allow the clay to settle (same step S17), the precipitated clay is taken out (same step S19), and press-molded for dehydration. Processing into pellets (step S26).
(4) Dry pellets and measure weight and dimensions and surface dose rate.
(5) The pellet is unbaked (the temperature is gradually raised from room temperature and the maximum temperature of 700 degrees Celsius is maintained for 10 minutes, and then the temperature is gradually lowered) (step S27).
(6) When the temperature of the pellet is sufficiently lowered, measure the weight and dimensions and the surface dose rate.
(7) A glaze is applied to the entire surface of the pellet (a commercially available glaze for easy baking that can be baked at 800 degrees Celsius is used as the glaze) (step S28).
(8) The glaze is dried and burned (the temperature is gradually raised from room temperature and the maximum temperature of 800 degrees Celsius is maintained for 10 minutes, and then the temperature is gradually lowered) (step S29).
(9) When the temperature of the pellet (sintered pellet) is sufficiently lowered, the weight and dimensions and the surface dose rate are measured.

"Experimental result"
The experimental results are shown in FIG. The background dose rate at the time of measuring the surface dose rate was 0.11 μSv / h.

<Discussion>
According to the experimental results of FIG. 2, the following can be said.
・ The radiation dose of pebbles and sand remaining in each sieve is sufficiently reduced. In contrast, the radiation dose of the clay after pressing remains high. Therefore, most of the radioactive cesium contained in the soil sample is extracted in a state of being incorporated in clay (pellet).
・ Much of the radioactive cesium remains in the sintered pellets even in the unbaking and the main baking.
The initial volume of the soil sample is 300 cubic cm, whereas the volume of the sintered pellet after the main baking is 33.5 cubic cm, which is reduced to a volume of about 1/9. The amount of radiation of pebbles and sand remaining in each sieve is sufficiently reduced and can be buried and stored in the original place, etc., so that final disposal such as backfilling can be performed, greatly reducing the amount to be stored as radioactive waste. it can.

<<実施の形態2>>
この発明の放射性セシウム汚染土の処理方法を大規模に実施するための実施の形態を図3〜図7に示す。この実施の形態による一連の処理工程を説明する。
<< Embodiment 2 >>
Embodiments for carrying out the method for treating radioactive cesium-contaminated soil of the present invention on a large scale are shown in FIGS. A series of processing steps according to this embodiment will be described.

放射セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土や下水溝泥等の汚染土はフレコンバッグ10に入れて処理場に集められる(S101)。処理場では、フレコンバッグ10から汚染土12を排出して、ふるい付きの粗分離原料ホッパー14にかけ、大型ゴミおよび大型石18をふるい16で分離する(S102)。分離された大型ゴミおよび大型石18はふるい付きの洗浄ブース20に投入されて、回収水槽36(図6)から供給されて高圧洗浄機22から噴射される高圧水24で洗浄され、大型ゴミおよび大型石18の表面に付着している小石、砂、土等が洗い落とされる(S103)。洗浄ブース20内の空気は吸引されて排気セシウム吸着塔52(図7)へ供給される。洗浄された大型ゴミおよび大型石18’は放射線量を計測して、放射線量が十分低下していればそのまま廃棄することができる。放射線量が十分に低下していなければ再洗浄をして放射線量を低下させるなどの処理を行う。高圧洗浄で洗い落とされた小石、砂、土等は、ふるい26を通って洗浄水とともに下のホッパー28に集められる。ホッパー28に集められた小石、砂、土等を含む水はホッパー28の下部から排出され、移送ポンプ30(サンドポンプ)で原料洗浄槽32に移送される(S104)。一方、粗分離原料ホッパー14のふるい16を通った小石、砂、土等はその下のホッパー34に集められ、回収水槽36(図6)から供給される水と混合される。この混合水はホッパー34の下部から払出スクリュー38で排出されて原料洗浄槽32に移送される(S105)。 Contaminated soil, such as were scraped in contaminated with radioactive cesium local surface soil or sewers mud is collected in treatment plants placed in flexible container bag 10 (S101). In the treatment plant, the contaminated soil 12 is discharged from the flexible container bag 10 and applied to the coarsely separated raw material hopper 14 with a sieve to separate large trash and large stones 18 with the sieve 16 (S102). The separated large garbage and large stone 18 are put into a washing booth 20 equipped with a sieve, washed with high-pressure water 24 supplied from a recovery water tank 36 (FIG. 6) and sprayed from a high-pressure washing machine 22, and large garbage and Pebbles, sand, soil, etc. adhering to the surface of the large stone 18 are washed away (S103). The air in the cleaning booth 20 is sucked and supplied to the exhaust cesium adsorption tower 52 (FIG. 7). The washed large trash and large stone 18 ′ can be discarded as they are if the radiation dose is measured and the radiation dose is sufficiently reduced. If the radiation dose is not sufficiently reduced, re-cleaning is performed to reduce the radiation dose. The pebbles, sand, soil, etc. washed away by the high pressure washing are collected in the lower hopper 28 through the sieve 26 together with the washing water. The water containing pebbles, sand, soil and the like collected in the hopper 28 is discharged from the lower part of the hopper 28 and transferred to the raw material washing tank 32 by the transfer pump 30 (sand pump) (S104). On the other hand, pebbles, sand, soil, and the like that have passed through the sieve 16 of the coarsely separated raw material hopper 14 are collected in the hopper 34 thereunder and mixed with water supplied from the recovery water tank 36 (FIG. 6). The mixed water is discharged from the lower portion of the hopper 34 by the discharge screw 38 and transferred to the raw material cleaning tank 32 (S105).

原料洗浄槽32はホッパー28,34から移送された小石、砂、土等に回収水槽36(図6)から供給される水を加えて攪拌機40で攪拌する(S106)。小石、砂、土等を攪拌した混合水は原料洗浄槽32の下部から排出され、移送ポンプ42(サンドポンプ)で一部(例えば原料洗浄槽32からの排出量の2割)が湿式分級機44に移送され(S107)、残りが循環ポンプ46(サンドポンプ)で原料洗浄槽32に戻される(S108)。この循環により混合水中の砂どうしが擦れ合うことにより、砂の表面に付着した土等を十分に払い落とすことができる。   In the raw material washing tank 32, water supplied from the recovery water tank 36 (FIG. 6) is added to pebbles, sand, soil, etc. transferred from the hoppers 28 and 34, and stirred by the stirrer 40 (S106). The mixed water in which pebbles, sand, soil, etc. are stirred is discharged from the lower part of the raw material washing tank 32, and a part (for example, 20% of the discharged amount from the raw material washing tank 32) is a wet classifier by the transfer pump 42 (sand pump). 44 (S107), and the remainder is returned to the raw material washing tank 32 by the circulation pump 46 (sand pump) (S108). By this rubbing of the sand in the mixed water with each other, the soil adhering to the surface of the sand can be removed sufficiently.

湿式分級機44は移送された混合水に回収水槽36(図6)から供給される水を加えてさらに混合し、混合水を小石および砂等の粒径が大きい粒状物と、粘土鉱物を含む微小粒子が水中に分散した懸濁液(粘土水)とに分級する(S109)。湿式分級機44には沈降分級、機械的分級、水力分級、遠心分級など各種方式のものを採用することができる。粘土水は凝集剤混合槽60に供給される。小石および砂等の粒状物は洗浄トロンメル48に供給される。洗浄トロンメル48は傾斜配置された回転網ドラムを内蔵し、小石および砂等の粒状物を当該回転網ドラムに投入して回転しながら回収水槽36(図6)から供給される水で洗浄する(S110)。洗浄された小石および砂等の粒状物はロータリードライヤー50に供給される。ロータリードライヤー50は回転ドラムを内蔵し、小石および砂等の粒状物を当該回転ドラムに投入して回転しながら該回転ドラム内に熱風を供給して当該小石および砂等の粒状物を乾燥させる(S111)。この乾燥により、放射性セシウムを含んだ残存水分が、埋設保管、埋め戻し等の最終処分後に、汚染水として浸み出したり漏れ出したりして二次汚染を発生させるのを防止することができる。ロータリードライヤー50からの排気(使用済みの熱風)は排気セシウム吸着塔52(図7)へ供給される。ロータリードライヤー50から排出される乾燥された小石および砂等の粒状物は、放射線量を測定して、放射線量が十分に低下していれば、フレコンバッグ51に詰め込まれて(S112)、運搬用トラック54で元の場所(あるいは指定場所)に運搬し、フレコンバッグに入れたまま公園、校庭などに埋設保管したり、フレコンバッグから小石および砂を排出して埋め戻したり、高汚染土地などの表層カバー材等として再利用して最終処分を行う(S113)。万一放射線量が十分低下していない場合は、所定の放射性廃棄物保管場所に運搬して保管する。   The wet classifier 44 adds the water supplied from the recovered water tank 36 (FIG. 6) to the transferred mixed water and further mixes the mixture, and the mixed water contains granular materials having a large particle size such as pebbles and sand, and clay minerals. Classification is made into a suspension (clay water) in which fine particles are dispersed in water (S109). As the wet classifier 44, various types such as sedimentation classification, mechanical classification, hydraulic classification, and centrifugal classification can be adopted. The clay water is supplied to the flocculant mixing tank 60. Granules such as pebbles and sand are supplied to the cleaning trombol 48. The cleaning trommel 48 incorporates an inclined rotating net drum, and is washed with water supplied from the recovery water tank 36 (FIG. 6) while putting granular materials such as pebbles and sand into the rotating net drum and rotating ( S110). The washed granular materials such as pebbles and sand are supplied to the rotary dryer 50. The rotary dryer 50 has a built-in rotating drum and feeds hot air into the rotating drum while rotating the granular material such as pebbles and sand into the rotating drum to dry the granular materials such as pebbles and sand ( S111). By this drying, it is possible to prevent the residual moisture containing radioactive cesium from leaking out and leaking out as contaminated water after final disposal such as burying storage and backfilling, and causing secondary contamination. The exhaust (used hot air) from the rotary dryer 50 is supplied to the exhaust cesium adsorption tower 52 (FIG. 7). The dried pebbles and sand and other particulate matter discharged from the rotary dryer 50 are measured for the radiation dose, and if the radiation dose is sufficiently reduced, they are packed in the flexible container bag 51 (S112) for transportation. Transported to the original location (or designated location) by truck 54, buried in a flexible container bag, stored in a park or school yard, backfilled by discharging pebbles and sand from the flexible container bag, highly contaminated land, etc. It is reused as a surface cover material or the like for final disposal (S113). If the radiation dose is not sufficiently reduced, transport to a designated radioactive waste storage location for storage.

洗浄トロンメル48での洗浄により小石および砂等の粒状物から洗い落とされた粘土鉱物を含む微小粒子は洗浄水とともに洗浄トロンメル48の回転網ドラムの網目を通って沈殿分離槽56に流れ落ちる。沈殿分離槽56は洗浄トロンメル48から落ちる水を溜めて、粘土鉱物を含む微小粒子を沈殿分離する(S114)。汚泥引抜ポンプ58は沈殿分離槽56内の底部から汚泥水を引き抜いて凝集剤混合槽60に供給する。上水ポンプ62は沈殿分離槽56内の上部から上澄み液を採取して別の沈殿分離槽64に供給する。沈殿分離槽64は供給される上澄み液に含まれている、より微小な粒子を沈殿分離槽56に比べて十分に時間をかけて沈殿分離するものである。沈殿分離槽64内の底部に汚泥が適当量沈殿したら、当該汚泥を凝集剤混合槽60に移送する。沈殿分離槽64内の上澄み液は回収水槽36(図6)に戻されて再利用される。   The fine particles containing clay minerals washed away from the granular materials such as pebbles and sand by washing with the washing trommel 48 flow into the precipitation separation tank 56 through the mesh of the rotating mesh drum of the washing trommel 48 together with the washing water. The sedimentation separation tank 56 accumulates the water falling from the washing trommel 48 and precipitates and separates the fine particles containing the clay mineral (S114). The sludge extraction pump 58 extracts sludge water from the bottom of the precipitation separation tank 56 and supplies it to the coagulant mixing tank 60. The water pump 62 collects the supernatant from the upper part in the precipitation separation tank 56 and supplies it to another precipitation separation tank 64. The precipitation separation tank 64 precipitates and separates finer particles contained in the supplied supernatant liquid by taking a longer time than the precipitation separation tank 56. When an appropriate amount of sludge is precipitated at the bottom of the settling tank 64, the sludge is transferred to the coagulant mixing tank 60. The supernatant liquid in the sedimentation separation tank 64 is returned to the recovered water tank 36 (FIG. 6) and reused.

凝集剤混合槽60は湿式分級機44および沈殿分離槽56,64から供給される粘土水および汚泥水に凝集剤を混合して攪拌し、粘土水および汚泥水に含まれる粘土鉱物を含む微小粒子を凝集して粒径を大きくし、粘土鉱物を含む微小粒子を分離しやすくする(S115)。凝集剤混合槽60の底部から排出される粘土水は図4の自動遠心分離器66に供給される。自動遠心分離器66は内蔵する回転筒に供給される粘土水を濾布で濾過して脱水し、粘土鉱物を含む微小粒子を分離する(S116)。分離された粘土鉱物を含む微小粒子(脱水粘土)21はナイフで掻き取られて真空乾燥・成形機68に投入される。   The flocculant mixing tank 60 mixes and stirs the flocculant with the clay water and sludge water supplied from the wet classifier 44 and the precipitation separation tanks 56 and 64, and fine particles containing clay minerals contained in the clay water and sludge water. To increase the particle size and facilitate separation of fine particles containing clay mineral (S115). The clay water discharged from the bottom of the flocculant mixing tank 60 is supplied to the automatic centrifuge 66 shown in FIG. The automatic centrifuge 66 filters the clay water supplied to the built-in rotary cylinder with a filter cloth to dehydrate it, and separates the fine particles containing clay mineral (S116). The fine particles (dehydrated clay) 21 containing the separated clay mineral are scraped off with a knife and put into a vacuum drying / forming machine 68.

真空乾燥・成形機68は脱水粘土21を脱気し、押出成形し、カットして、ペレット76に加工する(S117)。真空乾燥・成形機68の構成例を図8(a)に模式断面図で示す。真空乾燥・成形機68はいわゆる真空押出成形機で構成されている。脱水粘土21は原料投入口23投入されて上段押出機25に供給される。上段押出機25は減速機付きモータ27で駆動される押し出しスクリュー29を備え、脱水粘土21を押し出しスクリュー29の軸方向前方に搬送する。搬送された脱水粘土21は上段押出機25の端部に配置された多孔板(抵抗用蜂の巣板)31の各穴から押し出されて、小塊21aにばらされる。多孔板31の出口は脱気槽33の真空室35の上部に連通し、小塊21aは真空室35に投入される。真空室35は真空ポンプ(図示せず)で真空引きされて減圧されている。真空ポンプで吸引された真空室35からの排気は排気セシウム吸着塔52(図7)へ供給される。脱気槽33は真空室35をケーシング37で包囲した二重構造を有し、真空室35とケーシング37との間の空間39にスチームまたは温水が流される。真空室35に投入された小塊21aは真空室35の下部に堆積し、スチームまたは温水の熱で加熱されながら、減速機付きモータ43で駆動される攪拌パドル45で攪拌されて、小塊21a内に含まれていた空気が脱気される。なお攪拌パドル45は必ずしも必要なものではなく、無くてもよい。脱気された粘土(脱気粘土)21bは真空室35の下部に連通する下段押出機47に供給される。下段押出機47は減速機付きモータ49で駆動される押し出しスクリュー53を備え、脱気粘土21bを押し出しスクリュー53の軸方向前方に搬送する。搬送された脱気粘土21bは下段押出機47の端部に配置された切り出しダイス(単孔板)55の丸穴55aから押し出されて連続した円柱状に成形される。切り出しダイス55の丸穴55aの出口には旋回カッター57が配置されている。旋回カッター57はモータ59で所定時間間隔ごとに間欠的に、半回転ずつ回転駆動されて、円柱状に成形された脱気粘土21bを所定寸法ずつカットして、所定の直径および厚さを有する円形のペレット76に加工する。   The vacuum drying / molding machine 68 deaerates the dehydrated clay 21, extrudes it, cuts it, and processes it into pellets 76 (S117). A structural example of the vacuum drying / forming machine 68 is shown in a schematic sectional view in FIG. The vacuum drying / molding machine 68 is a so-called vacuum extrusion molding machine. The dehydrated clay 21 is supplied to the raw material inlet 23 and supplied to the upper extruder 25. The upper stage extruder 25 includes an extrusion screw 29 driven by a motor 27 with a speed reducer, and conveys the dehydrated clay 21 in the axial direction of the extrusion screw 29. The transported dehydrated clay 21 is pushed out from each hole of a perforated plate (resistive honeycomb plate) 31 disposed at the end of the upper extruder 25 and separated into small blocks 21a. The outlet of the perforated plate 31 communicates with the upper part of the vacuum chamber 35 of the deaeration tank 33, and the small blob 21 a is put into the vacuum chamber 35. The vacuum chamber 35 is evacuated and decompressed by a vacuum pump (not shown). The exhaust from the vacuum chamber 35 sucked by the vacuum pump is supplied to the exhaust cesium adsorption tower 52 (FIG. 7). The deaeration tank 33 has a double structure in which the vacuum chamber 35 is surrounded by a casing 37, and steam or hot water is caused to flow into a space 39 between the vacuum chamber 35 and the casing 37. The small lump 21a put into the vacuum chamber 35 is accumulated in the lower part of the vacuum chamber 35, and is stirred by the stirring paddle 45 driven by the motor 43 with a speed reducer while being heated by the heat of steam or hot water, and the small lump 21a The air contained inside is deaerated. The stirring paddle 45 is not always necessary and may be omitted. The deaerated clay (deaerated clay) 21 b is supplied to a lower extruder 47 communicating with the lower part of the vacuum chamber 35. The lower extruder 47 includes an extrusion screw 53 driven by a motor 49 with a speed reducer, and conveys the degassed clay 21b forward in the axial direction of the extrusion screw 53. The conveyed degassed clay 21b is extruded from a round hole 55a of a cutting die (single hole plate) 55 arranged at the end of the lower extruder 47 and formed into a continuous cylindrical shape. A turning cutter 57 is disposed at the exit of the round hole 55 a of the cutting die 55. The revolving cutter 57 is rotationally driven by a motor 59 intermittently every half rotation by a motor 59, and cuts the deaerated clay 21b formed into a columnar shape by a predetermined size, and has a predetermined diameter and thickness. It is processed into a round pellet 76.

真空乾燥・成形機68から排出される脱気粘土21bのペレット76は整列ロボット78により1個ずつ拾い上げられて、ペレットトレイ80上に整列される(S118)。ペレット76を整列したペレットトレイ80は図5の素焼き焼成炉82に投入され、徐々に温度を上げて所定温度で所定時間(例えば摂氏700度で10分間)素焼きされる(S119)。素焼き焼成炉82から出る排気は排気セシウム吸着塔52(図7)へ供給される。素焼きを終了したペレット76’は冷却後にベルトコンベアー84に載せて搬送され、釉薬塗布装置86の下を通過する際に、釉薬塗布装置86から噴射されている釉薬(例えば楽焼き用釉薬)がペレット76’の上面および側面に塗布され、さらに乾燥ヒーターブース88を通過する間に釉薬が手で持っても付かない程度に乾燥される(S120)。その後ペレット76’は表裏を反転して再度ベルトコンベアー84に載せて搬送され、釉薬塗布装置86の下を通過する際に、釉薬塗布装置86から噴射されている釉薬がペレット76’の上面(前回の塗布の際の下面)および側面に塗布され、さらに乾燥ヒーターブース88を通過する間に釉薬が手で持っても付かない程度に乾燥される。これによりペレット76’の全面に釉薬が塗布された状態となる。   The pellets 76 of the deaerated clay 21b discharged from the vacuum drying / forming machine 68 are picked up one by one by the alignment robot 78 and aligned on the pellet tray 80 (S118). The pellet tray 80 in which the pellets 76 are arranged is put into the unfired baking furnace 82 of FIG. 5, and the temperature is gradually raised and unbaked at a predetermined temperature for a predetermined time (for example, 700 degrees Celsius for 10 minutes) (S119). The exhaust from the unfired baking furnace 82 is supplied to the exhaust cesium adsorption tower 52 (FIG. 7). The pellet 76 ′ after the unglazed baking is cooled and transported on the belt conveyor 84, and when passing under the glaze application device 86, the glaze sprayed from the glaze application device 86 (for example, glaze for easy baking) is pellet 76. It is applied to the upper surface and side surface of 'and further dried to the extent that no glaze is attached even if it is held by hand while passing through the drying heater booth 88 (S120). Thereafter, the pellet 76 ′ is reversed and placed on the belt conveyor 84 and conveyed again. When passing under the glaze application device 86, the glaze sprayed from the glaze application device 86 is the upper surface of the pellet 76 ′ (previous time). Is applied to the lower surface and the side surface of the coating and further dried to the extent that the glaze does not stick even if it is held by hand while passing through the drying heater booth 88. As a result, the glaze is applied to the entire surface of the pellet 76 '.

釉薬が全面に塗布されたペレット76’を再度ペレットトレイ80上に整列する。ペレット76’を整列したペレットトレイ80は本焼き焼成炉90に投入され、徐々に温度を上げて所定温度で所定時間(例えば摂氏700度で10分間)本焼きされる(S121)。本焼き焼成炉90から出る排気は排気セシウム吸着塔52(図7)へ供給される。なお本焼き焼成炉90は素焼き焼成炉82と兼用することができる。   The pellets 76 ′ coated with the glaze are aligned on the pellet tray 80 again. The pellet tray 80 in which the pellets 76 'are arranged is put into the main baking furnace 90, and the temperature is gradually raised and main baking is performed at a predetermined temperature for a predetermined time (for example, 700 degrees Celsius for 10 minutes) (S121). Exhaust gas discharged from the main baking and firing furnace 90 is supplied to an exhaust cesium adsorption tower 52 (FIG. 7). Note that the main baking furnace 90 can also be used as the unfired baking furnace 82.

本焼きが終了して陶器化されたペレット(焼結ペレット)76”は整列ロボット92で1個ずつペレットトレイ80から拾い上げられて、ベルトコンベアー94に載せて搬送される。ベルトコンベアー94で搬送される焼結ペレット76”は途中で個体識別印字装置96を通過する間に個体識別情報が上面等に印字される(S122)。個体識別情報としては、例えば、各焼結ペレット76”の元となった土の採取地、採取日、個体番号等が挙げられる。個体識別情報が印字された焼結ペレット76”は引き続きベルトコンベアー94で搬送されて、自動線量測定振り分け機98を通過する間に焼結ペレット76”ごとの放射線量が測定される(S123)。自動線量測定振り分け機98は放射線量の測定と並行してその焼結ペレット76”の個体識別情報を読み取り、測定した放射線量を個体識別情報と組み合わせて整列ロボット100に送信する。整列ロボット100は自動線量測定振り分け機98から排出される焼結ペレット76”の識別情報を読み取り、その焼結ペレット76”について測定された放射線量に応じて線量別ドラム缶102(例えば高線量、中線量、低線量の3種類)に分別して格納する(S124)。線量別に保管することにより、放射性セシウムの放射能の減衰による管理処理を保管容器(線量別ドラム缶102)ごとに行うことができる。   Pellets (sintered pellets) 76 ", which have been baked after completion of the main baking, are picked up one by one from the pellet tray 80 by the alignment robot 92 and transported on the belt conveyor 94. The pellets are transported by the belt conveyor 94. The individual identification information is printed on the upper surface or the like while the sintered pellet 76 "passes through the individual identification printing device 96 on the way (S122). The individual identification information includes, for example, the soil collection location, the collection date, the individual number, etc., from which each sintered pellet 76 ″ is based. The sintered pellet 76 ″ on which the individual identification information is printed continues to the belt conveyor. 94, the radiation dose for each sintered pellet 76 "is measured while passing through the automatic dose measurement sorter 98 (S123). The automatic dose measurement sorter 98 is used in parallel with the radiation dose measurement. The individual identification information of the sintered pellet 76 ″ is read, and the measured radiation dose is combined with the individual identification information and transmitted to the alignment robot 100. The alignment robot 100 reads the identification information of the sintered pellets 76 ″ discharged from the automatic dose measurement sorter 98, and according to the radiation dose measured for the sintered pellets 76 ″, the drum cans 102 (for example, high dose, medium dose) The dose is classified and stored (three types of dose and low dose) (S124). By storing by dose, management processing by attenuation of radiocesium radioactivity can be performed for each storage container (drum drum 102 by dose).

線量別ドラム缶102には、樹脂、金属等で作られたパレット状のドラムセパレータ104が収容されており、焼結ペレット76”はドラムセパレータ104内の個別の収容空間に1枚ずつ整列して配列される。1枚のドラムセパレータ104の全収容空間に焼結ペレット76”が1個ずつ収容されてドラムセパレータ104が一杯になると、その上に空のドラムセパレータ104が収納されてさらに焼結ペレット76”の格納が行われる。上のドラムセパレータ104は下のドラムセパレータ104の上に支持され、その間の空間に焼結ペレット76”が収容される。各焼結ペレット76”をドラムセパレータ104の個別の収納空間に収容して保管することにより保管の効率化が図れ、また焼結ペレット76”どうしは接触しないので焼結ペレット76”の破損が防止される。焼結ペレット76”で一杯になった線量別ドラム缶102は密封されて、放射性廃棄物運搬車106に載せられて、所定の放射性廃棄物保管場所に運搬されて保管される(S125)。   The dose-dependent drum can 102 contains a pallet-shaped drum separator 104 made of resin, metal, etc., and the sintered pellets 76 ″ are arranged in a line in the individual storage spaces in the drum separator 104 one by one. When the sintered pellets 76 ″ are accommodated one by one in the entire accommodating space of one drum separator 104 and the drum separator 104 becomes full, an empty drum separator 104 is accommodated thereon, and further sintered pellets are stored. 76 "is stored. The upper drum separator 104 is supported on the lower drum separator 104, and a sintered pellet 76" is accommodated in the space therebetween. Each sintered pellet 76 "can be stored and stored in a separate storage space of the drum separator 104, and storage efficiency can be improved, and since the sintered pellets 76" are not in contact with each other, the sintered pellets 76 "are prevented from being damaged. The dose-dependent drum can 102 filled with the sintered pellets 76 ″ is sealed, placed on the radioactive waste transporting vehicle 106, and transported to a predetermined radioactive waste storage place for storage (S125). .

図6に示す回収水槽36は沈殿分離槽64(図3)内の上澄み液を回収して貯留し、貯留水を回収水供給ポンプ108を経て粗分離原料ホッパー14、高圧洗浄機22、原料洗浄槽32、湿式分級機44、洗浄トロンメル48(いずれも図3)へ供給する。このようにして処理水は処理系統内で循環して再利用され、処理系統外には排出されない。ただし処理系統内で蒸発する分は処理水が減少するので、回収水槽36の水位を監視して、減少した分の水を回収水槽36に補充する。また循環水の放射線量を常時監視して、放射線量が所定値よりも高くなった場合は循環水をセシウム吸着装置で浄化してから、再利用または外部放流する。   The recovered water tank 36 shown in FIG. 6 recovers and stores the supernatant liquid in the precipitation separation tank 64 (FIG. 3), and the stored water passes through the recovered water supply pump 108 to the coarsely separated raw material hopper 14, the high pressure washer 22, and the raw material cleaning. It supplies to the tank 32, the wet classifier 44, and the washing | cleaning trommel 48 (all are FIG. 3). In this way, the treated water is circulated and reused in the treatment system and is not discharged outside the treatment system. However, since the amount of water to be evaporated in the processing system decreases, the water level in the recovered water tank 36 is monitored, and the recovered water tank 36 is replenished with the reduced amount of water. Moreover, the radiation amount of circulating water is constantly monitored, and when the radiation amount becomes higher than a predetermined value, the circulating water is purified by a cesium adsorption device and then reused or discharged externally.

図7に示す排気セシウム吸着塔52内にはゼオライト、プルシアンブルー等のセシウム吸着剤が充填されている。排風機111は処理系統から排出される排気(具体的には図3の洗浄ブース20およびロータリードライヤー50、図4の真空乾燥・成形機68、図5の素焼き焼成炉82および乾燥ヒーターブース88および本焼き焼成炉90等から排出されるガス、蒸気等)の全部または大部分を回収して排気セシウム吸着塔52に通すことで、この排気中に含まれるセシウムをセシウム吸着剤に吸着させて除去して排気を浄化する。浄化された排気は排気口113から大気に放出される。また図3〜図7に示す処理設備全体を密閉された屋内に配置し、屋内の空気をセシウム除去フィルターで濾過して大気に放出し、屋外の新鮮な空気を屋内に導入して全体換気を行うことにより、屋内環境の保全を図る。   The exhaust cesium adsorption tower 52 shown in FIG. 7 is filled with a cesium adsorbent such as zeolite or Prussian blue. The exhaust fan 111 is exhausted from the processing system (specifically, the cleaning booth 20 and the rotary dryer 50 in FIG. 3, the vacuum drying / forming machine 68 in FIG. 4, the unglazed firing furnace 82 and the drying heater booth 88 in FIG. 5) All or most of the gas, steam, etc. discharged from the main baking and firing furnace 90 etc. are recovered and passed through the exhaust cesium adsorption tower 52 to adsorb and remove the cesium contained in the exhaust by the cesium adsorbent. To purify the exhaust. The purified exhaust gas is discharged from the exhaust port 113 to the atmosphere. Moreover, the whole processing equipment shown in FIGS. 3 to 7 is placed in a sealed indoor space, the indoor air is filtered through a cesium removal filter and released to the atmosphere, and fresh outdoor air is introduced indoors for overall ventilation. By doing so, we will try to preserve the indoor environment.

10,51…フレコンバッグ、12…放射セシウムで汚染された土、14…粗分離原料ホッパー、18…大型ゴミおよび大型石、20…洗浄ブース、32…原料洗浄槽、36…回収水槽、44…湿式分級機、48…洗浄トロンメル、50…ロータリードライヤー、52…排気セシウム吸着塔(セシウム吸着装置)、56…沈殿分離槽、60…凝集剤混合槽、64…沈殿分離槽、66…自動遠心分離器、68…真空乾燥・成形機、76…ペレット(塊)、76’…素焼きされたペレット(塊)、76”…本焼きされたペレット(塊)(焼結ペレット)、82…素焼き焼成炉、86…釉薬塗布装置、90…本焼き焼成炉、96…個体識別印字装置、98…自動線量測定振り分け機、102…線量別ドラム缶(保管容器)、104…ドラムセパレータ(パレット) 10,51 ... flexible container bag, 12 ... soil contaminated with radioactive cesium, 14 ... rough separation material hopper, 18 ... large dust and large stones, 20 ... washing booth, 32 ... raw material cleaning tank, 36 ... recovery water tank, 44 ... wet classifier, 48 ... washing trommel, 50 ... rotary dryer, 52 ... exhaust cesium adsorption tower (cesium adsorption device), 56 ... precipitation separation tank, 60 ... flocculant mixing tank, 64 ... precipitation separation tank, 66 ... automatic centrifugation Separator 68 ... Vacuum drying / molding machine 76 ... Pellets (lumps) 76 '... Unbaked pellets (lumps) 76 "... Mainly baked pellets (lumps) (sintered pellets) 82 ... Unglazed firing Furnace, 86 ... Glaze coating device, 90 ... Main baking oven, 96 ... Individual identification printing device, 98 ... Automatic dose measurement sorter, 102 ... Drum can (storage container) by dose, 104 ... Drum separator (Pallet)

Claims (11)

放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離する第1の工程と、
前記分離された微小粒子を固めて、当該分離された微小粒子の塊にする第2の工程と、
前記塊を素焼きする第3の工程と、
前記素焼きされた塊に釉薬を塗布する第4の工程と、
前記釉薬が塗布された塊を本焼きする第5の工程と
を具えるセシウム汚染土の処理方法。
A first step of separating microparticles containing clay minerals from surface soil scraped in an area contaminated with radioactive cesium;
A second step of solidifying the separated microparticles into a mass of the separated microparticles ;
A third step of uncooking the mass;
A fourth step of applying glaze to the unbaked mass;
A method for treating cesium-contaminated soil, comprising: a fifth step of subjecting the lump coated with the glaze to main baking.
前記本焼きされた塊から放射される放射線量を測定する第6の工程と、
前記放射線量が測定された塊をその放射線量に応じて分別して保管容器に収容する第7の工程と
をさらに具える請求項1に記載のセシウム汚染土の処理方法。
A sixth step of measuring the amount of radiation emitted from the main-baked mass;
The cesium-contaminated soil treatment method according to claim 1, further comprising: a seventh step of separating the lump whose radiation dose has been measured according to the radiation dose and storing the lump in a storage container.
前記第7の工程が、
前記塊を個別に収容する収容空間を有するパレットを使用して該パレットの各収容空間に各塊を収容する工程と、
それぞれ前記塊を収容した複数枚の前記パレットを前記保管容器内に積み重ねて収容する工程とを具え、
もって前記各塊を前記保管容器内に相互に接触することなく収容する請求項2に記載のセシウム汚染土の処理方法。
The seventh step includes
Using a pallet having an accommodation space for individually accommodating the lumps, and storing each lumps in each accommodation space of the pallet;
A step of stacking and storing the plurality of pallets each containing the lump in the storage container,
3. The method for treating cesium-contaminated soil according to claim 2, wherein the respective lump is accommodated in the storage container without contacting each other.
前記本焼きされた塊に個体識別情報を付ける第8の工程をさらに具える請求項1から3のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。   The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of claims 1 to 3, further comprising an eighth step of adding individual identification information to the main-baked lump. 前記放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から前記粘土鉱物を含む微小粒子を分離して残された小石および砂を含む粒状物を乾燥させる第9の工程をさらに具える請求項1から4のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。 9. The method according to claim 1, further comprising drying a granular material including pebbles and sand left after separating the fine particles including the clay mineral from the surface soil scraped in the area contaminated with the radioactive cesium. To 4. The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of items 1 to 4. 前記第1の工程が、前記放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土を水で洗浄して前記粘土鉱物を含む微小粒子を含む懸濁液を抽出する工程と、前記懸濁液から前記粘土鉱物を含む微小粒子を分離する工程とを具え、
前記粘土鉱物を含む微小粒子の分離により残された水を放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められたほかの表層土の洗浄に再利用する請求項1から5のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。
The first step is a step of extracting a suspension containing fine particles containing the clay mineral by washing the surface soil collected in the radioactive cesium-contaminated area with water, and from the suspension. Separating the fine particles containing the clay mineral,
The cesium according to any one of claims 1 to 5, wherein the water left by the separation of the fine particles including the clay mineral is reused for cleaning other surface soils collected in an area contaminated with radioactive cesium. How to treat contaminated soil.
前記処理で発生するガスおよび排気を、セシウム吸着装置で浄化した後に大気に放出する第10の工程をさらに具える請求項1から6のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。   The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of claims 1 to 6, further comprising a tenth step of releasing the gas and exhaust gas generated in the treatment into the atmosphere after being purified by a cesium adsorption device. 前記釉薬が楽焼きに使用可能な釉薬である請求項1から7のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。   The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of claims 1 to 7, wherein the glaze is a glaze usable for easy baking. 前記素焼きおよび本焼きが、楽焼きの温度で行われる請求項1から8のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。   The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of claims 1 to 8, wherein the unglazed baking and the main baking are performed at a temperature of easy baking. 放射性セシウムで汚染された地域で掻き集められた表層土から粘土鉱物を含む微小粒子を分離する第1の工程と、  A first step of separating microparticles containing clay minerals from surface soil scraped in an area contaminated with radioactive cesium;
前記分離された微小粒子を固めて、当該分離された微小粒子の塊にする第2の工程と、  A second step of solidifying the separated microparticles into a mass of the separated microparticles;
前記塊を焼き固めて焼結体にする工程と  A step of baking and solidifying the mass to form a sintered body;
を具えるセシウム汚染土の処理方法。  A method for treating cesium-contaminated soil.
前記第1の工程の前に、前記放射性セシウムで汚染された地域で前記表層土を掻き集める工程をさらに具える請求項1から10のいずれか1つに記載のセシウム汚染土の処理方法。  The method for treating cesium-contaminated soil according to any one of claims 1 to 10, further comprising a step of scraping the surface soil in an area contaminated with the radioactive cesium before the first step.
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