JP6198165B2 - 放射性物質汚染水の除染方法及びシステム - Google Patents

Description

この発明は、放射性物質によって汚染された水（海水、河川水等）の除染方法及びシステムに関する。

放射性物質によって汚染された水の除染にはついて多くの提案があり、例えば特許文献１では、ナノカーボン分散物とプルシャンブルーとからなる捕集剤により、放射性物質汚染水から放射性物質を除去する発明が提案されている。この特許文献１に係る発明では、捕集剤を汚染水タンク中に投入したり、あるいは捕集剤と発泡樹脂とを混合して発泡させた吸着スポンジからなるフィルタに汚染水を通すようにしている。

しかしながら、捕集剤を汚染水タンク中に投入するということはバッチ処理であり、放射性物質を吸着した捕集剤の回収も必要であり、連続処理ができないという問題点がある。

又、捕集剤を含む発泡樹脂をフィルタとして用いた場合、このフィルタは一定量の放射性物質汚染水をろ過すると（ろ過圧が高まり）目詰まりを生じるが、目詰まり発生の予測が困難であり、万一目詰まりが発生すると、ろ過圧が急上昇し、ろ材の劣化を早めてしまうことにより、放射性物質汚染水が漏れてしまうことがあるという問題点がある。このため早めに頻繁にフィルタを交換する必要があり、連続的に多量に放射性物質汚染水を処理したり、あるいは夜間無人で処理する場合は適していないという問題点がある。

更に、放射性物質汚染水中に希薄に残存する放射性物質を除去する場合は、ろ過圧力損失と消費動力を適性に保つために放射性物質汚染水をゆっくりと流さなければならず、大量の放射性物質汚染水の処理の際は、設備が大きくなり、不安定な運転となり、実際上困難であるという問題点がある。

特開２０１３−３３０１９号公報

本発明は、放射性物質によって汚染された海水や河川水中の放射性物質を、フィルタの目詰まりなどのトラブルを生じることなく、連続的に実用運転でき、且つ、９９％以上を除去できる放射性物質汚染水の除染方法及びシステムを提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意研究の結果、放射性物質汚染水中の放射性物質が希薄な場合でも、これを確実に、且つ、連続的大量に処理して減容・除染できることを見出し、以下の発明を完成した。

本発明は、放射性物質を含む原水に凝集剤を添加する工程と、前記原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、加圧浮上槽に注入することにより微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を１次処理水とする浮上物分離工程と、前記１次処理水と多数の吸着スポンジ片とを流動槽内に投入するとともに、投入された前記吸着スポンジ片を、気泡を吹込みながら前記１次処理水とともに流動させ、且つ、一定時間滞流させ、流動槽内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するとともに、前記吸着スポンジ片が分離された残りを２次処理水とする吸着分離工程と、を有してなり、前記１次処理水の、前記流動槽内の滞流時間を、前記原水の注入速度によって調整するようにし、前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、最大外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法により、上記課題を解決するものである。

また、本発明は、一端に流入口を備えた加圧浮上槽を含み、放射性物質を含むとともに凝集剤が添加された原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、前記加圧浮上槽内に前記流入口から注入することにより微細気泡を発生させて、前記加圧浮上槽内に、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を１次処理水として排出する第１の加圧浮上装置と、多数の吸着スポンジ片と、前記１次処理水と多数の前記吸着スポンジ片とが投入され得る投入口及び気泡発生装置を備え、投入された前記吸着スポンジ片を、発生した気泡を吹込みながら前記１次処理水とともに流動させ、且つ、前記１次処理水を一定時間滞流させる流動槽本体、この流動槽本体内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するスポンジ取出装置、及び、前記吸着スポンジ片が分離された残りを２次処理水として排出する排出口を備えた流動槽装置と、を有してなり、前記１次処理水の、前記流動槽本体内の滞流時間は、前記原水の注入速度によって調整するようにされ、前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染システムにより、上記課題を解決したものである。

上記において、微細気泡は最大外径が１００ｎｍ以下であればよく、好ましくは３０ｎｍ以下、更に好ましくは１０Å〜３Åの超微細気泡を含むものである。

本発明によれば、放射性物質を含むと共に凝集剤が添加された原水中の浮遊物や溶解している成分を、微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すことにより、大部分の放射性物質を除去することができる。

次に、流動槽装置に、１次処理水と多数の吸着スポンジ片とを投入して、気泡を吹込みながら一定時間流動させることにより、希薄に存在する放射性物質も吸着スポンジ片によって確実に吸着し、放射性物質の残存量をほとんどゼロとすることができる。又、吸着スポンジ片はフィルタ形状となっていないので、フィルタの目詰まりによる交換が不要であり、フィルタの目詰まりによる閉塞や、ろ材劣化によるろ層の破壊や漏水もなく、長時間無人でも連続的に自動制御で汚染水を処理することができる。

本発明の実施例に係る放射性物質汚染水の除染システムを模式的に示すブロック図 同実施例における凝集剤反応槽装置を模式的に示すブロック図 同実施例における微細気泡含有加圧水形成装置を示す管路図 本発明の実施例に用いる超微細気泡含有水の製造装置を示す正面図 同製造装置における気液混合部を拡大して示す一部断面とした正面図 同気液混合部におけるノズルを拡大して模式的に示す断面図 同ノズルに取付けた固定翼からなる旋回流形成装置を示す側面図 同超微細気泡含有水製造装置の一部を構成する加圧水タンクを示す一部断面とした正面図 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図 超微細気泡存在確認方法の他の例を示すフローチャート 凝集剤反応槽装置の前段に配置可能な固形物洗浄装置を示す模式図 土壌表面の放射性物質を分離する土壌除染装置を模式的に示す断面図 吸着スポンジ片をスポンジ取出装置から流動槽装置に再循環させるスポンジ再循環装置を模式的に示すブロック図

本発明に係る放射性物質汚染水の除染システムは、放射性物質を含むとともに凝集剤が添加された原水に微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を浮上させ、且つ、分離して取出して、放射性物質の大部分を除去する第１の加圧浮上装置と、この第１の加圧浮上装置によって大部分の放射性物質が除去された後の１次処理水に、吸着スポンジ片を投入して一定時間流動させ、気泡によって浮上した吸着スポンジ片を分離して、１次処理水中に希薄に存在する放射性物質も吸着除去する流動槽装置と、を備えて構成され、フィルタを交換する必要が無く、大量の汚染水を連続的に処理し、また、汚染水中に僅かに存在する放射性物質も除去するものである。また設備構成上もフェイルセーフ型の構造となっていて、放射能対策に適している。

次に、図１に示される放射性物質汚染水の除染システム１０について詳細に説明する。

実施例に係る放射性物質汚染水の除染システム１０は、第１の加圧浮上装置（以下第１浮上装置）２０と流動槽装置４０と、第２の加圧浮上装置６０（以下第２浮上装置）とを主たる構成要素として備えて構成されている。

第１浮上装置２０は、加圧浮上槽２１と、微細気泡含有加圧水形成装置（以下加圧水装置）２４と、凝集剤反応槽装置（以下凝集装置）３０と、固形化装置３６とを備えている。凝集剤が添加された原水は、送水管３０Ｂを介して、後述の加圧浮上槽２１における原水流入管口２２Ａから加圧浮上槽２１内に流入するようにされている。

凝集装置３０は、加圧浮上槽２１への原水流入側に設けられ、原水に凝集剤を添加するように構成されている。詳細には、図２に示されるように、凝集反応槽３１と、放射性物質吸着剤自動溶解装置３２Ａと、有機系凝集剤自動溶解装置３２Ｂと、無機系凝集剤自動溶解装置３２Ｃとを有し、これら凝集剤を溶解して凝集反応槽３１内の原水中に添加するようにされている。放射性物質吸着材としては、例えばゼオライトスラリー、プルシアンブルー等があり、有機系凝集剤としては、アニオン系、ノニオン系、カチオン系あるいは両性系の有機高分子凝集剤があり、無機系凝集剤としては、塩化鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等がある。

加圧浮上槽２１は、図１において左端に原水流入管口２２Ａを、右端に１次処理水排出口２２Ｂを有し、更に、１次処理水排出口２２Ｂの上方位置に、浮上したフロス（浮上物）を取出す浮上物取出装置２２Ｃを備えていて、原水流入管口２２Ａから旋回しながら流入した微小気泡を含む加圧された原水中に微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて液面に浮上させ、浮上物取出装置２２Ｃにより浮上物を取り出し、残りの原水を１次処理水として１次処理水排出口２２Ｂから排出するように構成されている。

この浮上物取出装置２２Ｃは、浮上物を加圧浮上槽２１内の液面上から掻き出すような構成、例えば、機械式の掻き寄せスキマーやスクリューポンプ、ボルテックスポンプなど異物通過径の大きなポンプを用いた輸送手段であればよい。また、固形化装置３６は、浮上物取出装置２２Ｃにより取出された浮上物を脱水し、且つ、圧縮して、容積を１／１０程度にするものであり、例えばスクリュープレス、フィルタプレスあるいはフィルタプレスとシリンダプレス、多重円板式脱水機を単体あるいは組合せて構成する。

加圧水装置２４は、図３に示されるように、加圧浮上槽２１の１次処理水排出口２２Ｂから排出された１次処理水の一部を、原水流入管口２２Ａの前の、加圧水と原水が混合される位置にまで循環可能な循環管路２５と、この循環管路２５の途中に配置され、１次処理水の一部を吸入し、且つ、加圧水として圧送する循環ポンプ（加圧ポンプ）２６と、この循環ポンプ２６の吐出側に配置され、圧送されてくる１次処理水の一部を高速で流して、そのとき発生する負圧により空気を吸引して押込んで微細気泡を形成するエジェクター２７と、微細気泡を含む加圧水を旋回させながら空気を溶解して滞溜時間を持ち、含有する気泡の大きさにより水を分離する（分ける）気泡含有水分離装置（以下加圧水タンク）２８とを備えて構成されている。

加圧水タンク２８の内側では、流入してくる加圧水により旋回流が形成され、この旋回流の外周側には、比較的比重が大きい加圧水が、また、中心側には比較的比重が小さい加圧水が集まる。すなわち、中心側に比較的大径の気泡が集まり、また、外周側には比較的小径の気泡が集まる。大径の気泡は、他の気泡と合体して更に大きくなり、この大径の気泡を含む加圧水は上方に移動し、対応して、小径の気泡を含む加圧水は下方に移動する。

小径の気泡である微細気泡を含んだ加圧水は、加圧水タンク２８の内周面下部から循環管路２５を経て、凝集剤が添加された原水が通る送水管３０Ｂ内に供給されるように構成されている。

加圧浮上槽２１内には、微細気泡を含む原水を旋回しながら流入させる原水流入管口２２Ａと、この原水が衝突して、上向き旋回流となるようにするガイド板２３Ａとからなる上向き旋回流形成装置２３が設けられている。

詳細には、ガイド板２３Ａは、図３に示されるように、加圧浮上槽２１内で、下端が原水流入管口２２Ａ近くで、且つ、槽底面から隙間２３Ｂをもって配置され、図３において右上が原水流入管口２２Ａから離れるように傾斜して設けられ、原水流入管口２２Ａから旋回しながら流入した加圧水を含む原水がガイド板２３Ａに沿う、斜め上向きの旋回流が形成されるようにしたものである。ガイド板２３Ａは原水の旋回流を、斜め上向きにすると同時に、矢印Ｆで示されるように、隙間２３Ｂを通り、加圧浮上槽底部の掃流となる循環流を形成して、底部の沈殿物を巻き込みながら再び浮上させる。

流動槽装置４０は、上面が閉ざされた箱状の流動槽本体４１を有し、この流動槽本体４１に、図１において左端上側部分に１次処理水と多数の吸着スポンジ片５０とが投入され得る投入口４２Ａと、投入口４２Ａに吸着スポンジ片５０を投入するスポンジ投入装置４３Ｂと、流動槽本体４１の底面から気泡を吹込むための気泡吹込装置４２と、投入口４２Ａの反対側の上端位置に設けられたスポンジ取出装置４３と、このスポンジ取出装置４３の下側で、流動槽本体４１の底面近くに設けられた２次処理水排出口４２Ｂとを備えた構成となっている。

又、流動槽本体４１には、該流動槽本体４１の外周壁と共に、スポンジ取出装置４３と、その下方の２次処理水排出口４２Ｂを囲み、流動槽本体４１の中心側と隔てる仕切壁４４が設けられている。

この仕切壁４４の上端は、スポンジ取出口４３の近傍までであって、流動槽本体４１の蓋から下方に離間されていて、流動槽本体４１内の液体の液面高さを規定するようにされている。

従って、図１において、仕切壁４４よりも流動槽本体中心側部分の吸着スポンジ片５０を含む１次処理水は、吸着スポンジ片５０と共に、仕切壁４４の上端を乗り越えて流動槽本体４１の外周壁と仕切壁４４との間に流下するようにされている。吸着スポンジ片５０は、仕切壁４４を乗り越えたときスポンジ取出装置４３によって取り出される構成となっている。

ここで、吸着スポンジ片５０の詳細について説明する。

吸着スポンジ片５０は、プルシャンブルーを空隙内部に付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体を外径が５ｍｍ〜２０ｍｍに裁断したものである。連続気泡発泡体は、例えば、特開２０１３−３３０１９号公報に開示されたセシウム除去用ウレタン多孔質体から構成されている。このウレタン多孔質体は、両性イオン分子及びリグニンスルホン酸塩によって分散されたナノカーボン分散物とプルシャンブルーとからなる捕集剤、珪藻土、活性炭並びにイソシアネイトモノポリマーとダイオールを混合した後、重合開始剤、発泡剤を混合してポリウレタンを発泡させることで連続気泡型のポリウレタンの吸着スポンジを作成することができる。

ここで、吸着スポンジ片５０の大きさを、外径が５ｍｍ以上としたのは、これより小さいと、吸着スポンジ片同士がくっついたり、流動槽本体の周壁にくっついたりするという問題点を生じるからである。又、２０ｍｍ以下としたのは、これより外径が大きいと、流動槽本体内で、吸着スポンジ片の単位体積当りの、ナノ粒子状の放射性物質を含む１次処理水との接触面積が小さくなり、放射性物質を効率良く吸着できなくなるからである。

スポンジ投入装置４３Ｂは、例えばフィードスクリューからなり、吸着スポンジ片５０を連続的に、投入口４２Ａに向けて、一定量ずつ送り出すようにされている。

流動槽装置４０は、取り出した吸着スポンジ片５０を脱水して固形化するための、第１浮上装置２０における固形化装置３６と同様の固形化装置４６を備えている。

次に、第２の加圧浮上装置（以下第２浮上装置）６０について説明する。

この第２浮上装置６０は、第１浮上装置２０における加圧浮上槽２１、原水流入管口２２Ａ、１次処理水排出口２２Ｂ、浮上物取出装置２２Ｃ、上向き旋回流形成装置２３、加圧水装置２４、凝集装置３０、固形化装置３６と同様の、第２加圧浮上槽６１、２次処理水流入口６２Ａ、最終処理水排出口６２Ｂ、浮上物取出装置６２Ｃ、上向き旋回流形成装置６３、加圧水装置６４、凝集装置１００、固形化装置６６を備えている。なお、第２浮上装置６０において、加圧水装置６４は第２加圧浮上槽６１の最終処理水排出口６２Ｂから流出される最終処理水を微細気泡を含む加圧水とするようにされている。

第２浮上装置は放射性物質の特異性から、安全に処理システムを構成する、流動槽装置４０における万一の吸着漏れの放射性物質を捕集する、いわゆるフェイルセーフ式の装置構成となっているが、第１浮上装置２０におけるものと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。

実施例における加圧水装置２４の詳細について説明する。

この加圧水装置２４は、図４〜９に示されるように、気液混合部１１０と、この気液混合部１１０内に設けられたノズル１２０（図５参照）と、旋回流形成装置１３０（図６、７参照）と、加圧水供給系統１４０と、及び、気泡含有水分離装置（加圧水タンク）２８（図８、９参照）と、を有して構成されている。

気液混合部１１０は、図５に示されるように、水が流通可能な水流路１１２と、この水流路１１２の一端（図５において右端）に設けられた水の流入ポート１１４と、他端（図５において左端）に設けられた気泡含有水の吐出ポート１１６と、流入ポート１１４と吐出ポート１１６との間の位置で、側方（図５において上方）から水流路１１２に気体（空気）が流入可能に形成されたエジェクションポート１１８とを備えて構成されている。

流入ポート１１４からは、水流路１１２内に突出して、先端１２０Ａがエジェクションポート１１８の位置に開口される水噴出のための前記ノズル１２０が設けられている。

このノズル１２０の内側には、図６、図７に拡大して示されるように、円周方向に４枚の固定翼１３２からなる前記旋回流形成装置１３０がノズル１２０の基端１２０Ｂからノズル１２０内に挿入して固定されている。

ここでは、ノズル１２０内を流れる時に旋回流形成装置１３０によって旋回流とされた水は旋回流のまま先端１２０Ａから噴出される構成であるが、ノズル１２０の先端１２０Ａの位置は、該先端１２０Ａから先の旋回流により形成される負圧によってエジェクションポート１１８から吸い出される気体の吐出流が、旋回流に流入されるように決定されている。

ノズル１２０は、その先端１２０Ａを間隔を空けて囲む円筒形状ガイドにより構成された気体ガイド装置１３４を備えている。

気体ガイド装置１３４は、エジェクションポート１１８から水流路１１２内に吸い出される気体の吐出流を、ノズル１２０の先端１２０Ａから噴出される水の旋回流に流入すべく導くようにされている。

更に詳細には、ノズル１２０は先細りのテーパ形状とされ、気体ガイド装置１３４は、水の噴出方向に先細りのテーパ内周面１３４Ａを有し、且つ、テーパ内周面１３４Ａの軸方向中間部分が、ノズル１２０の先端１２０Ａの位置となるようにノズル１２０にねじ（図示省略）により、取り付けられている。

気液混合部１１０の、流入ポート１１４には、図５に示されるように、流入管１４２がねじ込みにより接続されている。又、吐出ポート１１６には、吐出管１４４が流入管１４２と同様にねじ込みにより接続されている。更に、エジェクションポート１１８にも、気体導入管１１８Ａがねじ込みにより接続されている。この気体導入管１１８Ａの途中には、気体導入量制御弁１１８Ｂが設けられている。

加圧水供給系統１４０は、前記流入管１４２及び吐出管１４４と、流入管１４２に微細気泡を含む加圧水を供給可能の循環ポンプ２６と、循環ポンプ２６の吸入側に接続され、気体が混合されるべき水を供給する原水供給管１４７と、循環ポンプ２６の吐出側に接続され、加圧された水を送り出す圧送管１４８とを備えている。原水供給管１４７、圧送管１４８は、循環管路２５の一部を構成している。

圧送管１４８の途中には、流入管１４２が接続され、原水供給管１４７には吐出管１４４が接続され、気液混合部１１０で形成された超微細気泡含有水の一部を、吐出管１４４、原水供給管１４７、循環ポンプ２６、圧送管１４８、流入管１４２を経て気液混合部１１０の流入ポート１１４に還流するように構成されている。図１の符号２６Ａは循環ポンプ２６を駆動するためのモータを示す。

加圧水供給系統１４０の圧送管１４８は、図８、９に示される加圧水タンク２８に接続されて、ここに超微細気泡含有水を加圧状態で供給するようにされている。

加圧水タンク２８は、断面円形の蓄積型加圧水タンクからなり、タンク上部側面に設けられ、圧送管１４８を経て圧送されてくる超微細気泡含有水が流入する加圧水流入ポート１５１と、タンク下部側面に設けられた加圧水吐出ポート１５２と、タンク上端に設けられた中心部水排出ポート１５３と、加圧水流入ポート１５１の内側に設けられ、流入する加圧水をタンク内円周面に沿う下向きの旋回流とする旋回流形成パイプ１５４とを備えて構成されている。

旋回流形成パイプ１５４は、図９に示されるように、加圧水流入ポート１５１から、円形のタンク断面において半径方向に流入する加圧された超微細気泡含有水を、円形断面のタンクの内周面に沿って反時計廻りで、且つ、やや斜め下向きの螺旋流となるように、加圧水を導くように構成されている。

加圧水流入ポート１５１から流入した水は、タンク下部側面に設けられた加圧水吐出ポート１５２と中心部水排出ポート１５３とからタンク外に吐出され、それぞれの排出量は、中心部水排出ポート１５３近傍に設けられた排出量制御弁１５５によって制御されるようになっている。

タンクに流入する加圧水は、旋回流形成パイプ１５４により旋回流とされるが、中心部水排出ポート１５３は、タンク上端面中心部位置に設けられているので、タンク内の旋回流における中心部分の水が該中心部水排出ポート１５３から排出され、又、旋回流の外側部分の水は、加圧水吐出ポート１５２から排出される。

タンク内水は旋回流によって、超微細気泡を含んで比較的比重の大きい部分が旋回の外側に、又これより大きい気泡を含む水は比較的比重が小さく、旋回流の中心部分に集まるので、タンク内に流入した水の、比較的大きな気泡を含む部分が中心部水排出ポート１５３から排出され、残りの水は超微細気泡をより多く含む状態で加圧水吐出ポート１５２から排出されることになる。

次に、上記加圧水製造装置２４により、超微細気泡含有水を製造する過程について説明する。

まず、循環ポンプ２６により、気体が混合されるべき原液として第１浮上装置２０からの１次処理水を、原水供給管１４７から吸入して、圧送管１４８から加圧水タンク２８へ加圧して送り出す。

圧送管１４８内の水は一部が流入管１４２、流入ポート１１４を経て気液混合部１１０に至る。又、残りは、加圧水タンク２８の加圧水流入ポート１５１に至る。

気液混合部１１０の流入ポート１１４から流入された水は、ノズル１２０の基端１２０Ｂに設けられた旋回流形成装置１３０によって旋回流とされたまま、ノズル１２０の先端１２０Ａから水流路１１２内に噴出される。噴出から一定時間経過後の定常状態では、気液混合部１１０内の圧力が外部の圧力よりも高くされ、例えば２．５〜６．０ｋｇ／ｃｍ²となるようにする。

噴出された水は、水流路１１２内での流れの方向の速度に加えて、旋回流の速度成分が大きいので、エジェクションポート１１８にかかる負圧は通常の直線状に水を流す場合と比較して２〜３倍以上の大きさとなり、気液混合部１１０内の圧力が外部の圧力より高くても、エジェクションポート１１８から確実に気体を吐出させることができる。

ノズル１２０の先端１２０Ａから噴出される水の螺旋流は水流路１１２内の水やエジェクションポート１１８からの気体を巻き込んで螺旋流を成型する。

エジェクションポート１１８から吸い出された気体は、ノズル１２０のテーパ外周面１２１に沿って、気体ガイド装置１３４のテーパ内周面１３４Ａとの間に螺旋流として巻き込まれ、ここで、ノズル１２０から噴出された水の螺旋流に強く混合される。

その過程で、気体が混合された螺旋流内ではキャビテーションの発生、破壊が繰り返され、その都度、気体が形成する気泡は小さく分裂され、大きさがほとんど１００ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、更には１０Å〜３Åの超微細気泡となる。

超微細気泡を含む水は気液混合部１１０の吐出ポート１１６、吐出管１４４を経て、原水供給管１４７に至り、ここから、循環ポンプ２６によって吸引され、且つ、加圧されて、圧送管１４８から送り出される。送り出された加圧水の一部には、前述と同様に、気液混合部１１０に供給されて、キャビテーションによる気泡の発生、破壊を繰り返し、残っていた大きい気泡も、更に小さい超微細気泡とされる。

超微細気泡含有水における、含有される気泡のサイズはほとんど１００ｎｍ以下であるが、気液混合部１１０を複数回通過させることによって３０ｎｍ以下の割合が増加する。又、気泡の全部ではないが１０Å未満、３Å以上の気泡を確認することができた。例えば、予め空隙の大きさが３Å以上に設計された人工ゼオライトを利用して、次のように測定することができる。

空隙の大きさが各々３Å、４Å、５Å、７Å、１０Åの人工ゼオライトにマグネシウム、セシウム陽イオンを吸着させてから、これを繰り返し純水で洗浄し、ろ過液の溶出する陽イオン量が一定となった段階で、超微細気泡を含む水と混合攪拌したとき、マグネシウム、セシウム陽イオンが顕著に溶出したことを確認した。

また、空隙にマグネシウム、セシウム陽イオンが入り込んでいるゼオライトは、そのままでは水中に沈むが、超微細気泡含有水に接触させると、人工ゼオライトは比重が小さくなって浮き上がることが確認できた。これは、上記のマグネシウム、セシウム陽イオンが顕著に溶出したことと合わせると、超微細気泡が人工ゼオライトの空隙内のマグネシウム、セシウム陽イオンを排出して入り込んだためと推定できる。なお、ゼオライトの空隙の大きさよりも大きい気泡は空隙に入ることができない。

上記と同様の方法の繰り返しによって、本発明者は、製造された超微細気泡含有水中に、大きさが１０Å未満〜３Å以上の気泡があることを確認できた。

ここで、１０Å未満と確認したのは、超微細気泡を水に混合した場合、大きさが１０Å未満となると、可視光の波長以下となり、透明な超微細気泡は目視では確認できなくなるが、この微細気泡と人工ゼオライトの細孔径１０Å以下で上記の現象が惹起したので、これをもって、１０Å未満であるとした。なお、超微細気泡は、その大きさが、従来測定不能であるとされた３０ｎｍ以下の大きさの場合を言うものとする。

液体を水、気体を空気とした実験によれば、目視により確認できなかった、大きさが１０Å未満の気泡を含む超微細気泡を、圧送管１４８の出口から吐出された超微細気泡含有水６００ｔ／日から１２５０ｔ／日の水量について、１５から２０リットル／分の速度で溶解させることができた。

上記実施例では、水の旋回流をエジェクターに作用させて、気体を吸い出すようにした気液混合部１１０を用いているが、直進する水の流れを単にポートに作用させる構造の一般的なエジェクターであっても、わずかに超微細気泡が発生するので、上記のような加圧水タンクを用いて時間をかけて超微細気泡を選別するか、加圧水タンクを多段に設けて選別すれば、超微細気泡の含有量の多い水を製造できる。

超微細気泡含有水は、圧送管１４８を経て、加圧水タンク２８の加圧水流入ポート１５１に供給される。

加圧水流入ポート１５１から供給された加圧水は、タンク形状の加圧水タンク２８内に常時充満され、加圧水の流入量に見合うだけ、中心部水排出ポート１５３と加圧水吐出ポート１５２から外部に排出される。

加圧水タンク２８内に充満された加圧水中に、圧送管１４８から加圧水流入ポート１５１を経て供給された加圧水は、旋回流形成パイプ１５４によって、加圧水タンク２８を構成するタンクの内周面に沿う斜め下向きの旋回流となってタンク内に流れ込む。

これによって、タンク内では下向きで反時計回りの大きな旋回流が形成され、その中心部には、比較的大きい気泡を含む比重の小さい水が集まり、タンク内周面に沿う部分には、比較的小さな超微細気泡を含んで比重が大きい超微細気泡含有水が集まり、前者は、中心部水排出ポート１５３から排出され、後者は加圧水吐出ポート１５２から排出される。

微細気泡は大きさが小さくなるほど、上昇速度が遅くなることが物性として判っており、この旋回流を利用した機構により、大きな気泡と小さな微細気泡の分離が進む結果として旋回流中に超微細気泡の割合が増えた水が加圧水吐出ポート１５２から流出する。比較的大きな気泡は旋回中に遠心力により超微細気泡群から分離され上昇し、タンク上部の中心部付近に集まり、効率的に排出される。

分離された比較的大きい気泡は、超微細気泡を加えた全気泡量の約５％であったが、これをぼぼ全量分離除去できた。

従って、加圧水吐出ポート１５２から排出される超微細気泡含有水には、１００ｎｍ以下あるいは３０ｎｍ以下、１０Å以上の微細気泡の存在量がわずかになり、１０Å以下のサイズの超微細気泡の含有割合が大きくなる。

上記作用機序により、超微細気泡が、わずかに存在する大きさが１０Å以上の比較的大きな微細気泡に合一して失われることが無くなり、超微細気泡独特の機能を後段で発揮させることができるようになる。

また、次のようにしても、超微細気泡の存在を確認することができた。

I 材料・装置
１．材料；
（１）試験用水・・・煮沸後除冷した純水（溶存空気のない水）
（２）人工ゼオライト・・・１ｎｍ未満サイズの細孔を有するもの１．５ｇ
（３）１０００ｍｇ／ｌのＣＳ水溶液を６００ｍｌ
２．装置；
（１）攪拌装置（４基）
（２）加圧水製造装置
（３）観賞魚水槽用エアバブル発生装置
（４）溶存酸素（ＤＯ）測定装置（溶存酸素計）
（５）Ｃｓイオン検出用原子吸光度計
II 手順
１．人工ゼオライト１．５ｇを、１０００ｍｇ／ｌ濃度のＣｓ水溶液６００ｍｌに投入して攪拌装置（１基）により攪拌し、ゼオライトにＣｓ微粒子を吸着させる。
２．Ｃｓ微粒子を吸着したゼオライトを試験用水により、よく洗浄する。
（Ｃｓイオンの原子吸光度分析により、洗浄水からＣｓイオンが検出されなくなるまで攪拌装置により洗浄する。）
３．洗浄後、ゼオライトを濾過して取り出し、水切りする。水切り後に３等分する。
４．次の３種類のサンプル水を作製する。
（１）加圧水製造装置により、試験用水に超微細気泡を加えて超微細気泡含有水を作製する。そのうちの１００ｍｌを１号サンプル水として採取する。
（２）観賞魚水槽用エアバブル発生装置により、試験用水にエアバブルを加えたバブル含有水を作製する。そのうちの１００ｍｌを２号サンプル水として採取する。
（３）試験用水にエアバブルを加えないでそのまま１００ｍｌを採取して３号サンプル水とする。
（注）（１）（２）は、それぞれ充分な時間、バブルを加える。
５．１〜３号サンプル水のＤＯを溶存酸素計により測定する。
６．４．（１）（２）の水中に、目視によりバブルを確認できなくなるまで一定時間静置する。
７．再度１〜３号サンプル水のＤＯを溶存酸素計により測定する。
これにより１号サンプル水により多くの酸素が溶存していることが解る。
８．１〜３号サンプル水を別個の攪拌装置に注入し、各々に、３．で水切りされたゼオライトを等量投入して、各々のＤＯを溶存酸素計により測定し、Ｃｓイオン濃度を原子吸光度計で測定する。
９．一定時間攪拌後に、ゼオライトを濾過した各サンプル水のＤＯを溶存酸素計により測定し、Ｃｓイオン濃度を原子吸光度計で測定する。

１号サンプル水では、より多くの酸素がゼオライトに移行し、また、ゼオライトからＣｓイオンが流出したことが解る。

図１０に上記確認手順のフローチャートを示す。

上記において、気液混合部１１０には、繰り返し超微細気泡含有水が循環される構成となっているが、本発明はこれに限定されるものでなく、気液混合部１１０において最終的に超微細気泡が形成される前段階で、少なくとも超微細気泡よりもやや大きい気泡を含む微細気泡含有水の状態で気液混合部１１０に供給される構成であっても良い。

例えば、前記気液混合部１１０に相当する第１の気液混合部と、この第１の気液混合部に微細気泡含有水を供給する前記気液混合部に相当する第２の気液混合部とを２段構成として設け、第１の気液混合部からの超微細気泡含有水を循環させる必要が無いようにする。

また、加圧水タンクを複数段設けて、順次、段階的に小さい気泡を含有する水を抽出して、３０ｎｍ以下あるいは１０Å〜３Åの気泡の含有割合を大きくした加圧水を用いてもよい。

なお、加圧水に含まれる気泡は、その最大径が１００ｎｍ以下であれば、凝集剤と協同して微細な粒子を捕捉できるが、３０ｎｍ以下であれば大部分の微細粒子を、１０Å〜３Åであればほとんど１００％の微細粒子を捕捉できる。

ただ、後段の流動槽装置でも更に微細な粒子を捕捉できるので汚染水の高速大量除染のためには、加圧浮上装置で１００ｎｍ以下、３０ｎｍを越える気泡を用い、これで捕捉できなかった微細粒子を流動層装置で捕捉するようにしてもよい。

また、第２浮上装置をシステムに設ける場合、ここでは３０ｎｍ以下あるいは１０Å〜３Åの微細気泡を用いるとよい。

次に、上記放射性物質汚染水の除染システム１０による、放射性物質によって汚染された原水を除染する過程について説明する。

放射性物質を含む原水には、凝集装置３０における、放射性物質吸着剤自動溶解装置３２Ａ、有機系凝集剤自動溶解装置３２Ｂ及び無機系凝集剤自動溶解装置３２Ｃによって自動的に溶解された各吸着剤、凝集剤が、凝集反応槽３１内で添加される。

吸着剤、凝集剤が添加された原水は、送水管３０Ｂを経て原水流入管口２２Ａから加圧浮上槽２１内に送られる。

このとき、送水管３０Ｂには、加圧水装置２４の循環管路２５から、微細気泡を含有する加圧水が加えられる。加圧浮上槽２１内に注入された微細気泡を含む加圧原水は、ガイド板２３Ａに衝突することによって、ガイド板２３Ａの表面に沿って斜め上向きに、螺旋状の微細気泡流を形成し、これにより微細気泡と原水とは効率的に混合される。また、板状のガイド板２３Ａの下端と加圧浮上槽２１の底面との間の隙間２３Ｂには、微細気泡流（旋回流）によって吸い込まれた原水が掃流として流入して、底面における沈殿物を巻き上げられる。

加圧浮上槽２１内において、原水中の、凝集剤によって凝集された状態の浮遊物や溶解していた成分は、微細気泡の界面に吸着され、あるいは凝集されずに微細気泡に吸着されてから凝集されて浮上させられ、フロス（浮上物）となり、浮上物は、浮上物取出装置２２Ｃによって加圧浮上槽２１外に取り出される。

浮上物取出装置２２Ｃによって取り出された浮上物は、固形化装置３６において脱水の後に固形化されて、固体状となる過程で、容積が約１／１０に圧縮されて、搬出される。

浮上物を除去した後の１次処理水は、１次処理水排出口２２Ｂから送水管３７により流動槽本体４１の投入口４２Ａに送られる。

この投入口４２Ａには、スポンジ貯溜槽４３Ａからスポンジ投入装置４３Ｂを経て、吸着スポンジ片５０が連続的に投入される。又、投入口４２Ａには、固形化装置４６において吸着スポンジ片５０の脱水によって生じた脱水液が戻されるようになっている。

投入口４２Ａから投入された吸着スポンジ片５０と１次処理水と脱水液とは、流動槽本体４１内で所定時間気泡によって攪拌されつつ滞溜し、この間に、流動槽本体４１内の１次処理水中に希薄に存在する例えば放射性セシウム等の放射性物質が吸着スポンジ片５０にほとんど吸着される。

この吸着過程について詳細に説明する。

流動槽本体４１内には、その底面から気泡吹込装置４２によって吹込まれた気泡が常時液面に向かって上昇し、上昇流を形成し、又、上昇流が弱い箇所では、下降流が形成される。

ここで、投入口４２Ａから投入される１次処理水の水量がゼロであれば、吸着スポンジ片５０を上昇あるいは下降させる水流は同じ箇所で上下するのみであるが、１次処理水を一定の流入量で流入させることによって、流動槽本体４１内の１次処理水は、全体として投入口４２Ａ側から仕切壁４４方向に、流入量に対応した速度で移動する。

従って、１次処理水は流動槽本体４１内に所定時間滞溜後に排出される。この滞溜時間中、１次処理水が吸着スポンジ片５０と接触することによって、１次処理水中に希薄に存在する放射性物質も吸着スポンジ片５０に確実に吸着されることになる。

上記の滞溜時間は、具体的には、流動槽本体４１の容積、１次処理水の時間当たりの流入量、１次処理水中の放射性物質の濃度、吸着スポンジの吸着能力（単位時間当たりの投入量及び表面面積）の関係によって実験的に決定することになるが、この滞溜時間は、２時間から４時間が適当である。

なお、投入した吸着スポンジ片５０と１次処理水との、流動槽本体４１内での滞溜時間は、必ずしも一致しない。又、１次処理水と同時に投入した吸着スポンジ片５０が例えば投入口４２Ａから液面に沿って仕切壁４４に早く移動してスポンジ取出装置４３に取り出されたとしても、流動槽本体４１内の多数の吸着スポンジ片５０による放射性物質吸着能はほとんど変わらず、１個当たりの吸着スポンジ片５０の吸着能力が十分であれば、１次処理水の、流動槽本体４１内の滞溜時間の調整によって、放射性物質を確実に吸着スポンジ片５０に吸着させることができる。このとき、気泡吹込装置４２から吹込まれる気泡のサイズは吸着スポンジ片５０と同程度であってもよいが、より小さく、例えばナノサイズとするとセシウムイオン等と接触して、これに付着する機会が大きくなる。

流動槽本体４１内に一定時間滞溜した１次処理水と吸着スポンジ片５０は、投入口４２Ａからの１次処理水と吸着スポンジ片５０の供給量に対応して、仕切壁４４を乗り越える。仕切壁４４を乗り越えた１次処理水は、２次処理水として２次処理水排出口４２Ｂから排出される。又、このとき、仕切壁４４を乗り越えた吸着スポンジ片５０はスポンジ取出装置４３によって、落下することなく、捕捉され、且つ、固形化装置４６に送られて、ここで脱水・固形化される。

２次処理水排出口４２Ｂから排出された２次処理水は、ほとんど放射性物質を含まないが、流動槽本体４１内に滞溜する間に、吸着スポンジ片５０の一部が欠けて欠片が発生することがある。この欠片には、放射性物質が吸着されている可能性があるので、これを除去するために、第２浮上装置６０に送られてここで２次処理水から分離される。

第２浮上装置６０は、前述のように、第１浮上装置２０とほぼ同一の構成であり、２次処理水流入口６２Ａから第２加圧浮上槽６１内に流入される前に、微細気泡形成装置６４によって形成された微細気泡が２次処理水中に混合されて、２次処理水流入口６２Ａから流入され、上向き旋回流形成装置２３と同様の上向き旋回流形成装置６３に衝突して、微細気泡の旋回流を形成し、これによって、２次処理水に均一に微細気泡が混合される。

混合された微細気泡は、その界面に、吸着スポンジ片５０の欠片を吸着させて浮上させ、これを浮上物とする。浮上物である吸着スポンジ片５０の欠片は、浮上物取出装置６２Ｃによって外部に取り出され、固形化装置６６により脱水後固形化されて、搬出される。又、吸着スポンジ片５０の欠片が除去された後、２次処理水は、最終処理水排出口６２Ｂから最終処理水として外部に放流される。

実験によれば、第１浮上装置２０及び第２浮上装置６０の（第１）加圧浮上槽２１、第２加圧浮上槽６１のそれぞれの容積を５０ｔ、流動槽本体４１の容積を１５０ｔ、として、原水を５０ｔ／Ｈの流量で凝集装置３０を経て加圧浮上槽２１に流入させて処理したところ、発生した浮上物の量は、２ｋｇ／Ｈであった。又、１次処理水は５０ｔ／Ｈの流量で、流動槽本体４１に送り、吸着スポンジ片５０は、３．２５ｔ／Ｈの割合で投入口４２Ａから投入し、１次処理水の滞溜時間を３時間として処理したところ、スポンジ取出装置４３によって取り出された吸着スポンジ片５０の量は３．２５ｔ／Ｈであり、この圧縮固形化された後の容積は３．２５ｍ³であった。

２次処理水は５０ｔ／Ｈの流量で第２浮上装置６０に供給されて、ここで、吸着スポンジ片５０の欠片が浮上物として分離されるが、その欠片の分離量は１ｋｇ／Ｈであった。

又、上記原水（放射線量不明）を第１浮上装置２０で処理した後の浮上物（固形化後）の放射線量は、６３０００〜１１２０００Ｂｑ／ｌであり、また１次処理水の放射線量は、３４０〜５６０Ｂｑ／ｌであり浮上物と比較して大幅に少なく、大部分の放射性物質が原水から除去されたことが分かる。

流動槽装置４０によって１次処理水中の放射性物質は９８％以上吸着された。具体的には、吸着スポンジのセシウム吸着能は、３時間で、吸着スポンジ１ｇ当たり約８６ｍｇのＣｓを吸着するものであった。従って、第２浮上装置６０の最終処理水排出口６２Ｂから排出される最終処理水は、ほとんど放射性物質を含んでいない。

上記実施例の除染システム１０においては、放射性物質を含む原水を、直ちに凝集装置３０に導き、凝集反応をさせた後に、第１浮上装置２０に送り込むようにされているが、放射性物質を含む原水が、土砂、植物、瓦礫等の固形物を含んでいる場合は、これを除去する必要がある。

この場合は、図１１に示されるように、第１浮上装置２０における凝集装置３０の前段側に、固形物洗浄装置７０を設ける。

この固形物洗浄装置７０は、放射性物質が付着した土砂、植物、瓦礫等の固形物を収容する洗浄槽７１と、この洗浄槽７１内で前記の固形物を水に浸した状態で、洗浄槽７１の底面から、微細気泡を吹込む洗浄用バブル吹込装置７２と、を有してなり、微細気泡の吹込み後の上澄み水を原水として、凝集装置３０において凝集剤を添加してから、第１浮上装置２０に供給するように構成されている。

なお、固形物洗浄装置は、上記の他に、土砂等をロータリースクリーンで移動させつつ、上方から気泡水（気泡を含んだ水）や加圧水を噴出させて、土砂等の表面に付着した放射性物質を洗い落とすようにしてもよい。この場合は、連続処理が出来る。

放射性物質が付着した土壌が、シルトや粘土を含む場合には、水で洗浄しても、放射性物質を簡単には洗い落とすことができない。

この場合は、図１２に示されるような、土壌除染装置８０を用いる。土壌除染装置８０は、土壌を攪拌しつつ加温して、土壌及びこれに付着した粉塵から、放射性物質を含む浮遊粉塵を発生、あるいは遊離させる加温装置８２と、例えばサイクロンからなり、加温装置８２により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別装置８４と、分別装置８４により分離された浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却すると共に捕捉して、浮遊粉塵の水溶液とする水溶化装置８６と、を有して構成されている。

水溶化装置８６において形成された浮遊粉塵の水溶液は、凝集装置３０において凝集剤を添加されて、原水として、第１浮上装置２０に供給するようにされている。

この土壌除染装置においては、放射性物質を含む浮遊粉塵が、水溶化装置８６において冷却され且つ水溶液化されるので、放射性物質が外部に漏れる恐れがなく、確実に処理することができる。

更に又、上記実施例において、流動槽装置４０で用いる吸着スポンジ片５０は、流動槽本体４１内で１次処理水と接触して放射性物質を吸着するが、スポンジ取出装置４３によって取出されたときに、吸着スポンジ片５０の吸着余力がかなり大きいこともある。

この場合は、図１３に示されるように、スポンジ取出装置４３により取出された吸着スポンジ片５０を、流動槽本体４１の投入口４２Ａに、２次処理水の一部を利用して循環させるスポンジ再循環装置９０を設ける。

スポンジ再循環装置９０は、スポンジ取出装置４３により取出された吸着スポンジ片５０を、流動槽本体４１の投入口４２Ａに循環させるようにする切替装置９４を備えて構成されている。ここで、吸着スポンジ片５０の放射線量を計測する計測手段９２と、この計測手段９２による計測値が、吸着スポンジ片５０の最大吸着状態の放射線量より小さく、吸収余地がある場合にのみ、切替装置９４を作動させるようにしてもよい。

参考データではあるが、吸着スポンジの吸着能力は、放射性セシウムの場合に、最大吸着時の放射能が１４００００Ｂｑ／ｃｍ^３程度となるまでとされている。

なお、上記実施例の除染システム１０は、第１浮上装置２０、流動槽装置４０及び第２浮上装置６０を備えているが、本発明はこれに限定されるものでなく、放射性物質の除去能力が高ければ、第１浮上装置２０のみで除染システムを構成しても良い。

又、処理される原水の放射性物質が非常に希薄な場合は、流動槽装置４０のみで除染システムを構成しても良い。

更に、吸着スポンジ片５０の、流動槽装置４０における滞溜時間中における欠片の発生が無い場合あるいは非常に少ない場合は、第２浮上装置６０を設けることなく除染システムを構成しても良い。

放射性物質によって汚染された海水や河川水等に含まれる放射性物質を除去するために利用可能である。

１０…除染システム
２０…第１の加圧浮上装置（第１浮上装置）
２１…加圧浮上槽
２２Ａ…原水流入管口（旋回吐出管）
２２Ｂ…１次処理水排出口
２２Ｃ…浮上物取出装置
２３…上向き旋回流形成装置
２３Ａ…ガイド板
２３Ｂ…隙間
２４、６４…微細気泡含有加圧水形成装置（加圧水装置）
２５…循環管路
２６…循環ポンプ(加圧ポンプ)
２７…エジェクター
２８…気泡含有水分離装置（加圧水タンク）
３０、１００…凝集剤反応槽装置（凝集装置）
３０Ｂ…送水管
３１…凝集反応槽
３２Ａ…放射性物質吸着剤自動溶解装置
３２Ｂ…有機系凝集剤自動溶解装置
３２Ｃ…無機系凝集剤自動溶解装置
３６…固形化装置
３７…送水管
４０…流動槽装置
４１…流動槽本体
４２…気泡吹込装置
４２Ａ…投入口
４２Ｂ…２次浄化水排出口
４３…スポンジ取出装置
４３Ａ…スポンジ貯溜槽
４３Ｂ…スポンジ投入装置
４４…仕切壁
４６…固形化装置
５０…吸着スポンジ片
６０…第２の加圧浮上装置（第２浮上装置）
６１…第２加圧浮上槽
６２Ａ…２次処理水流入口
６２Ｂ…最終処理水排出口
６２Ｃ…浮上物取出装置
６３…上向き旋回流形成装置
７０…固形物洗浄装置
７１…洗浄槽
７２…洗浄用バブル吹込装置
８０…土壌除染装置
８２…加温装置
８４…分別装置
８６…水溶化装置
８７Ａ…土壌投入口
８７Ｂ…浮遊粉塵出口
８７Ｃ…処理済残土の搬出口
９０…スポンジ再循環装置
９２…計測手段
９４…切替装置
１１０…気液混合部
１１２…水流路
１１４…流入ポート
１１６…吐出ポート
１１８…エジェクションポート
１１８Ａ…気体導入管
１１８Ｂ…気体導入量制御弁
１２０…ノズル
１２０Ａ…先端
１２０Ｂ…基端
１３０…旋回流形成装置
１３２…固定翼
１３４…気体ガイド装置
１３４Ａ…テーパ内周面
１４０…加圧水供給系統
１４２…流入管
１４４…吐出管
１４７…原水供給管
１４８…圧送管
１５１…加圧水流入ポート
１５２…加圧水吐出ポート
１５３…中心部水排出ポート
１５４…旋回流形成パイプ
１５５…排出量制御弁

Claims (19)

1. 放射性物質を含む原水に凝集剤を添加する工程と、前記原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、加圧浮上槽に注入することにより微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を１次処理水とする浮上物分離工程と、
   前記１次処理水と多数の吸着スポンジ片とを流動槽内に投入するとともに、投入された前記吸着スポンジ片を、気泡を吹込みながら前記１次処理水とともに流動させ、且つ、一定時間滞流させ流動槽内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するとともに、前記吸着スポンジ片が分離された残りを２次処理水とする吸着分離工程と、
   を有してなり、
   前記流動槽内における前記吸着スポンジ片の滞流時間を、前記１次処理水の注入速度によって調整するようにし、
   前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。
2. 請求項１において、
   前記浮上物分離工程での前記１次処理水の一部を、前記加圧浮上槽の入り側での、前記加圧水と原水が混合される位置まで循環させ、
   この循環途中で、前記１次処理水の一部を、前記加圧水として圧送し、圧送されてくる１次処理水中に空気を吹込んで微細気泡を形成する微細気泡含有加圧水形成工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記加圧浮上槽内に注入された、微細気泡を含む原水が、旋回流となるようにする工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記気泡を含む加圧された２次処理水を第２の加圧浮上装置に流入させて、発生した気泡により、２次処理水中の吸着スポンジ片の欠片を浮上させて、２次処理水から分離して取出すとともに、残りの２次処理水を最終処理水として排出する最終処理工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   土壌を攪拌しつつ加温して、土壌及びこれに付着した粉塵から放射性物質を含む浮遊粉塵を発生、あるいは遊離させる加温工程と、
   前記加温工程により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別工程と、
   前記浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化工程と、
   を有する土壌除染工程を有し、
   前記水溶液を前記凝集剤を添加する工程へ、原水として供給するようにしたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。
6. 一端に流入口を備えた加圧浮上槽を含み、放射性物質を含むとともに凝集剤が添加された原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、前記加圧浮上槽内に前記流入口から注入することにより微細気泡を発生させて、前記加圧浮上槽内に、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を１次処理水として排出する第１の加圧浮上装置と、
   多数の吸着スポンジ片と、
   前記１次処理水と多数の前記吸着スポンジ片とが投入され得る投入口及び気泡発生装置を備え、投入された前記吸着スポンジ片を、発生した気泡を吹込みながら前記１次処理水とともに流動させ、且つ、前記１次処理水を一定時間滞流させる流動槽本体、この流動槽本体内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するスポンジ取出装置、及び、前記吸着スポンジ片が分離された残りを２次処理水として排出する排出口を備えた流動槽装置と、
   を有してなり、
   前記１次処理水の、前記流動槽本体内の滞流時間は、前記原水の注入速度によって調整するようにされ、
   前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、１次処理水中の、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
7. 請求項６において、
   前記加圧浮上槽への原水の入側に設けられ、前記加圧水の注入前に、前記原水に前記凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置が設けられ、
   この凝集剤反応槽装置は、有機系凝集剤、無機系凝集剤、前記原水中の放射性物質の核種に応じて選択された放射性物質吸着剤を、凝集剤として添加するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
8. 請求項６又は７において、
   前記第１の加圧浮上装置から排出された前記１次処理水の一部を、前記流入口の前の、前記加圧水と原水が混合される位置まで循環可能な循環管路と、
   この循環管路の途中に配置され、前記１次処理水の一部を吸入し、且つ、前記加圧水として圧送する循環ポンプと、
   この循環ポンプの吐出側に配置され、圧送されてくる１次処理水中に空気を吹込んで微細気泡を形成するとともに微細気泡を含む１次処理水を前記循環ポンプ吸込み側に供給するエジェクターと、
   微細気泡を含む加圧水を蓄積する加圧水タンクと、
   を有してなる微細気泡含有加圧水形成装置を設けたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
9. 請求項６乃至８のいずれかにおいて、
   前記第１の加圧浮上装置は、
   前記加圧浮上槽の前記一端の反対側である他端位置の、液面より高い位置に設けられた、前記浮上した浮遊物を取出す浮上物取出装置と、
   前記加圧浮上槽内に注入された、微細気泡を含む原水の旋回流を斜め上向きとなるようにする上向き旋回流形成装置と、
   を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
10. 請求項６乃至９のいずれかにおいて、
    前記第１の加圧浮上装置は、前記原水から分離して取出された浮遊物を脱水した後に圧縮固形化する固形化装置を備えたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
11. 請求項６乃至１０のいずれかにおいて、
    前記流動槽装置における前記投入口は、前記流動槽本体の一端部の上方位置に設けられ、前記排出口は前記一端部と反対側の他端部の下方位置に設けられ、前記スポンジ取出装置は、前記他端部の上方位置に設けられており、
    前記流動槽本体内には、前記流動槽本体の外周壁とともに、前記スポンジ取出装置の下方部とその外側部とを隔てる仕切壁が設けられていて、
    前記スポンジ取出装置は、前記仕切壁を乗り越え、もしくは乗り越えようとする吸着スポンジ片を取出すようにされ、
    前記排出口は、前記仕切壁を乗り越えて、この仕切壁と前記外周壁の間に流下した２次処理水を排出するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
12. 請求項１１において、
    前記気泡発生装置は、前記仕切壁の外側における前記流動槽本体内の底面から１次処理水中に、気泡を吹込むように構成されていることを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
13. 請求項６乃至１２のいずれかにおいて、
    前記流動槽装置は、前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片を脱水した後に圧縮固形化する固形化装置を備えたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
14. 請求項６乃至１３のいずれかにおいて、
    第２の加圧浮上槽を備え、前記流動槽装置からの２次処理水を処理して、最終処理水とする第２の加圧浮上装置を設けてなり、
    前記第２の加圧浮上装置は、微細気泡含有加圧水形成装置により形成された微細気泡を含む加圧された２次処理水を流入させて、前記第２の加圧浮上槽内の２次処理水中に微細気泡を発生させ、この微細気泡により、２次処理水中の前記吸着スポンジ片の欠片を浮上させて、２次処理水から分離して取出すとともに、残りの２次処理水を最終処理水として排出するように構成されたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
15. 請求項１４において、
    前記第２の加圧浮上槽への原水の入側に設けられ、前記加圧水の注入前に、前記原水に前記凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置が設けられ、
    この凝集剤反応槽装置は、有機系凝集剤、無機系凝集剤、前記原水中の放射性物質の核種に応じて選択された放射性物質吸着剤を、凝集剤として添加するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
16. 請求項６乃至１５のいずれかにおいて、
    前記第１の加圧浮上槽の前段側に、固形物洗浄装置を設けてなり、
    この固形物洗浄装置は、放射性物質が付着した土砂、植物、瓦礫等の固形物を収容する洗浄槽と、この洗浄槽内で前記固形物を水に浸した状態で前記洗浄槽の底面から、微細気泡を吹き込む洗浄用バブル吹込装置と、を有してなり、微細気泡の吹込み後の上澄み水を原水とし、凝集剤を添加して前記第１の加圧浮上槽に供給するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
17. 請求項６乃至１６のいずれかにおいて、
    前記第１の加圧浮上槽の前段側に、
    土壌を攪拌しつつ加温して、土壌及びこれに付着した粉塵から放射性物質を含む浮遊粉塵を発生、あるいは遊離させる加温装置と、
    前記加温装置により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別装置と、
    前記分別装置により分離された浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化装置と、
    を有する土壌除染装置を設けてなり、
    前記水溶液に含有される浮遊粉塵を凝集させる凝集剤を添加し、原水として、前記第１の加圧浮上装置に供給するようにしたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
18. 請求項６乃至１７のいずれかにおいて、
    前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片を、
    前記２次処理水により、前記流動槽本体の前記投入口に循環させるスポンジ再循環装置を設けたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
19. 請求項１８において、
    前記スポンジ再循環装置は、前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片の放射線量を計測する計測手段と、この計測手段による計測値が、吸着スポンジ片の最大吸着状態の放射線量より小さく、吸収余地がある場合は、吸着スポンジ片を前記流動槽本体の前記投入口に循環させるようにする切替装置を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。

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