JP6235688B1 - 放射性物質含有土壌処理装置およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質を含む土壌を処理するにあたり、人手を極力要さない簡便な設備を提供する。【解決手段】放射性物質を含有する土壌を布型枠（Ｍ）に充填して固形化させるための装置であって、攪拌羽根（１１ｗ）、入口（１１ａ）、および出口（１１ｂ）を有し、入口（１１ａ）から放射性物質を含有する土壌が投入され、当該土壌に対する所定割合の水および固化材を土壌とともに攪拌羽根で混合してスラリーを作成し、当該スラリーを出口から排出する混合攪拌機（１１）と、上流端が混合攪拌機の出口と接続し下流端が布型枠の充填口と接続するスラリー経路（１２）と、スラリー経路上に設置されて上流端から下流端の方向にスラリーを圧送するポンプ（Ｐ１）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質を含有する土壌を、簡便に処理することができる装置、さらには当該装置を含むシステムに関する。

放射性物質を取り扱う施設から放射性物質が周辺に拡散して放射能汚染を巻き起こす場合がある。不幸なことに福島第一原子力発電所の事故では、ヨウ素、セシウムなどの放射性物質が大気中に放散され、風に乗って広範囲に降り注いだ。そして福島第一原子力発電所の周囲数十ｋｍの範囲に居住する住民は、退避および長期間の避難生活を余儀なくされた。

そこで住民が元どおりの健康的な生活を送ることができるよう、放射能汚染地域に対して除染作業を施すことが望まれる。具体的には、放射能で汚染された田畑や校庭の表土を剥ぎ取ることが行われる。これにより膨大な量の土壌を長期間かつ安全に再利用しながら保管する必要が生じる。

放射性物質を含有する土壌は、長期間に亘って放射能を放出するため、厳重に保管する必要がある。また風雨で当該土壌が漏出しないよう、保管設備の耐久性および継続管理も十分に考慮しなければならない。

放射性廃棄物を安全に保管する技術として例えば、特開２０１３−２１０２２１号公報（特許文献１）、および特開２０１５−１５２３３３号公報（特許文献２）、および特開２０１６−１７６７１６号公報（特許文献３）に記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術では、放射性廃棄物を焼却プラントで焼却した後に残る灰を、セメントと水と銅スラグと混ぜて混練物を生成し、次に混練物をブロック状に固化させ、輸送車で運搬し、所定箇所に積み上げておくというものである。特許文献２記載の技術では、放射性物質である核分裂性生成物を含む汚染土壌や焼却灰に、水を加えてスラリーを生成し、次に水槽内でスラリーに凝集剤を添加して沈殿物および浮上物を取り出し、次に沈殿物および浮上物をそれぞれ固形化させ、貯蔵あるいは再利用するというものである。特許文献３記載の技術では、放射性物質を含む土壌を洗浄槽内で洗浄して土壌中の放射性物質を洗浄水に溶離させ、次に放射性物質を含む洗浄水を吸着装置に通し吸着剤によって放射性物質を吸着除去するというものである。また洗浄後の土壌を脱水して得られる水を逆浸透膜処理装置で濃縮し、加熱して水分を蒸発させ、放射性物質を固化させるというものである。

特開２０１３−２１０２２１号公報 特開２０１５−１５２３３３号公報 特開２０１６−１７６７１６号公報

しかし、上記従来の技術にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。すなわち特許文献１に記載の技術では、上側が開口する箱型の型枠に混練物を投入したり、上側が開口するフレコンバッグに混練物を投入したり、重機を用いて地盤に混練物を敷き詰めたりする。このため、型枠解体、型枠掃除、重機の運転等に人手を要し、あるいは型枠およびフレコンバッグが傾かないように上向きに静置して固化するまで養生するための仮置き場が必要となる。特許文献１記載の混練物からの放射線は型枠を透過する虞があり、人体に有害であるため、健康被害防止のため人手を極力要しないことが好ましく、また仮置き場に型枠およびフレコンバッグを搬入および搬出するための人手と、仮置き場を確保することが困難である。

特許文献２および特許文献３に記載の技術では、複雑な工程を要するため、人手が必要となり、上述した作業員の健康被害が懸念される。また放射性物質を含む水を常時使用する場合、水が漏れ出したりしないよう厳格に管理が困難になる。上述した福島第一原子力発電所の事故においても、事後の処理において多量のタンクを建造して放射性物質を含む水を貯水するところ、水がタンク外部へ漏出したりする等の二次災害および環境破壊が起こっている。

本発明は、上述の実情に鑑み、放射性物質を含む土壌を処理するにあたり、環境破壊を起こすことがなく、作業員の人手を極力要さない簡便な設備を提供することを目的とする。

この目的のため本発明による放射性物質含有土壌処理装置は、放射性物質を含有する土壌を布型枠に袋詰めして固形化させるための装置であって、入口および出口を有し、入口から放射性物質を含有する土壌が投入され、土壌に対する所定割合の水および固化材を土壌とともに混合してスラリーを作成し、スラリーを出口から排出する混合攪拌機と、上流端が混合攪拌機の出口と接続し、下流端が布型枠の充填口と接続するスラリー経路と、スラリー経路上に設置されてスラリー経路の上流端から下流端の方向にスラリーを圧送するポンプとを備える。

かかる本発明によれば、放射性物質を含む水を常時貯留する必要がない。また、予め蓋をされた布型枠にスラリーを袋詰めすることから、布型枠を傾けても布型枠からスラリーがこぼれることがない。したがって環境破壊が生じない。セシウムは高ｐＨのアルカリ性であり、ｐＨ値８．０以下では、放射能の数値が下がると云われている。本発明で使用する固化材は、スラリーの急速ゲル化と中性固化を実現する。かかる固化材として例えば、オートセット＃３１００Ｓ固化材が挙げられる。本発明によれば、セシウムを含むスラリーの中性固化を実現することにより、固化剤および布型枠によって固定化された放射性物質含有土壌の継続管理において、一定位置で放射線の数値を、簡易な手段で正確に長期間センサリングすることができる。

布型枠は使い捨てであり、繰り返し使用されない。布型枠にスラリーを充填してすぐに最終現場に搬入することができ、仮置き場を必要としない。したがって作業員の人手を介さず、簡便な方法で放射性物質を含む土壌を処理することができる。なお布型枠とは、布地を、閉塞した袋体に縫製したものであり、フレコンバッグのように上向きに開口しているものではなく、充填口以外の開口を有さない。そして充填口を閉じることでスラリーが布型枠の内部空間に密封される。本発明で使用する布型枠は膨らんだ状態で、好ましくは縦寸法および横寸法が１５０ｃｍ〜２００ｃｍ×１００ｃｍ〜１２０ｃｍであり、厚み寸法（高さ寸法）が１０〜３０ｃｍの布団形状あるいはマット形状である。布型枠は、上面および下面間が、間隔を空けて複数の要所で拘束糸により連結されている。このため一定厚さ以上に膨れない構造である。袋詰め作業に要する人手を省略するため、スラリー経路の下流端と布型枠の充填口の間には自動注入装置が介在することが好ましい。

静置によって固化するスラリーは、スラリー経路を流れる間は流動しているため固化しない。ところで昼等の休憩時間中に装置を一時停止させる必要がある。また１日の運転作業が終わる夕方から、翌日の朝まで、あるいは休日を挟む場合には休日明けまで装置を長時間停止させる必要がある。この場合、スラリー経路に溜まっているスラリーが固化しないよう、作業終了後に洗浄する必要がある。本発明の一実施形態として、上流端がポンプよりも下流側でスラリー経路と接続し、下流端が混合攪拌機と接続する還流経路と、ポンプから吐出されてスラリー経路を流下する水を還流経路あるいはスラリー経路の下流側へ選択的に導く還流用弁機構と、スラリー経路のうちポンプよりも下流側の区間から分岐して延びる貯留経路と、貯留経路の下流端と接続する貯留槽と、ポンプから吐出されてスラリー経路を流下する水を貯留経路あるいはスラリー経路の下流側へ選択的に導く貯留用弁機構と、貯留槽から混合攪拌機または還流経路まで延びる給水経路とをさらに備える。かかる実施形態によれば、混合攪拌機へ給水することにより、混合攪拌機およびスラリー経路を水で洗浄して、スラリーを取り除くことができる。また人手を要することなく、水を用いてスラリー経路に溜まっているスラリーを下流端へ圧送することができる。また混合攪拌機およびスラリー経路を洗浄した後の洗い水は放射性物質を含むところ、装置が停止する間に、洗い水を貯留槽に貯留し、装置の運転再開時に洗い水を用いてスラリーを製造することができる。したがって放射性物質を含む洗い水は貯留槽に常時溜まることなく、従来のように放射性物質を含む水が外部へ漏れ出す危険を解消することができる。

土壌、水、固化材の重量比を計量して混合攪拌機に投入することにより、適切な品質のスラリーが生成される。布型枠に充填する前にスラリーの品質をモニタすることが好ましい。スラリーは放射性物質を含むことから、人手に触れることなく管理されることが好ましい。そこで混合攪拌機および／またはスラリー経路にセンサを配置することが好ましい。これによって人手に触れることなくスラリーの状態を管理することができる。センサはスラリー経路を流れるスラリーの状態を電気的あるいは機械的に評価する。センサは例えば含水比、放射線量、粘度、温度、比重等をリアルタイムで検出することができる。本発明の好ましい実施形態として、一端が還流経路と接続し、他端がスラリー経路のうち上流端からポンプまでの区間と接続する短絡経路をさらに備える。かかる実施形態によれば、混合攪拌機に注水することなくスラリー経路内のスラリーを下流端へ押し出したり、スラリー経路の途中区間および還流経路に繰り返し水を循環させたりして、装置の洗浄を準備することができる。また本実施形態によれば、放射性物質を含む水が外部へ漏れることを防止できる。

還流用弁機構は例えば、スラリー経路に設けられる開閉弁と、還流経路に設けられる開閉弁の組み合わせである。あるいは還流用弁機構は例えば三方向弁である。貯留用弁機構は例えば、スラリー経路に設けられる開閉弁と、貯留経路に設けられる開閉弁の組み合わせである。あるいは貯留用弁機構は例えば三方向弁である。各弁には放射性物質を含む流体が流れる。このためこれらの弁は、人手で操作されるのではなく、アクチュエータ等の電気的機構あるいは機械的機構によって開け閉めされることが好ましい。本発明のさらに好ましい実施形態として、スラリー経路を流下する流体の状態を検出するセンサと、センサからの信号を受信して還流用弁機構および貯留用弁機構を制御する切換コントローラをさらに備える。かかる実施形態によれば、スラリー経路を流れる流体をモニタして、スラリー作成作業終了時に弁機構を自動的に切り替えることができる。また混合攪拌機およびスラリー経路の洗浄中に、貯留弁機構を適切なタイミングで自動的に切り替えることができる。

混合攪拌機に投入する土壌の計量は、特に限定されないが、１混練毎に必要重量を計量するバッチ式が挙げられる。固化材の計量も同様である。本発明の一実施形態として、給水経路に設置される給水ポンプと、給水経路に設置される開閉弁と、開閉弁を制御する給水コントローラをさらに備える。かかる実施形態によれば、混合攪拌機に投入する給水の計量をバッチ式ではなく、連続して行うことができる。

本発明の放射性物質含有土壌処理装置はスラリーを布型枠に袋詰めする。さらに本発明の放射性物質含有土壌処理システムは、上述した放射性物質含有土壌処理装置と、空の布型枠をスラリー経路の下流端へ搬入する搬入手段と、スラリーを充填された布型枠をスラリー経路の下流端から保管場所へ搬出する搬出手段とを備え、布型枠内のスラリーは保管場所で固化する。かかる実施形態によれば、固化していないスラリーを袋詰めされた布型枠を、固化するまで別な場所で仮置きする必要がなくなり、仮置き場を確保する手間および人手が解消される。好ましくは布型枠の保管場所は、長期間に亘って人為的に掘り返されることがない防潮堤の芯部分、あるいは道路の路盤を兼用する。これにより防潮堤の堤高および路面を嵩上げして、防災面で有利な効果を奏する。

このように本発明によれば、複雑な工程を経ることなく土壌を固形化でき、保守管理および運転が容易であるので、放射性物質を含む土壌を簡便に処理することができる。また放射性物質を含む水を常時溜めておく必要がない。したがって従来技術と比較して安全面健康面、および環境面で頗る有利である。すなわち装置の通常運転時から装置停止の際の洗浄運転時までに亘って、装置の外部に排水を一切出さないクローズドシステムが完成される。

本発明の一実施形態になる放射性物質含有土壌処理装置を示す模式図である。 同実施形態が土壌からスラリーを生成する通常運転状態を示す模式図である。 同実施形態を洗浄する準備運転状態を示す模式図である。 同実施形態を洗浄する運転状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になる放射性物質含有土壌処理装置を示す模式図である。本実施形態の装置は、混合攪拌機１１と、スラリー経路１２と、給水経路１３と、還流経路１４と、貯留経路１５と、貯留槽１６と、自動注入装置１７と、短絡経路１９と、コントローラ２１，２２とを有する。これらの経路はパイプであり、パイプ口径はスラリーや水といった流体の流量に応じて適宜選定される。

混合攪拌機１１は、１軸または多軸式のミキサーであり、容器１１ｃ内に回転軸１１ｔおよび攪拌羽根１１ｗを内蔵する。また容器１１ｃには入口１１ａおよび出口１１ｂが設けられる。入口１１ａおよび出口１１ｂは開閉式であることが望ましいが、常時開放式であってもよい。回転軸１１ｔは入口１１ａの直下から出口１１ｂまで横方向に延びる。攪拌羽根１１ｗは回転軸１１ｔのらせん状に設けられる。回転軸１１ｔの入口１１ａに近い方の端部は、容器１１ｃの壁を貫通し、容器１１ｃ外部に設置される駆動装置１１ｄと結合する。駆動装置１１ｄは回転数を自動制御される電動モータである。

スラリー経路１２は上流端および下流端を有し、上流端で出口１１ｂと接続し、下流端で自動注入装置１７と接続する。スラリー経路１２の途中にはポンプＰ１と、センサＧ１，Ｇ２，Ｇ３とがこの順序で直列的に設置される。センサＧ１は線量指示記録計である。センサＧ２は流量指示記録計である。センサＧ３は濃度指示記録計である。これらのセンサＧ１〜Ｇ３は、スラリー経路１２を流れる流体の放射線量と、単位時間当たりの流量と、含水比とをそれぞれリアルタイムで計測し、計測結果を表示するとともに、コントローラ２１，２２に送信する。各センサＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、計測結果のデータログを保管する機能も有するが、これに代えて別な手段によって計測結果のデータログを別途作成し保管してもよい。センサＧ３は含水比に代えて流体の比重を計測するものであってもよい。

ポンプＰ１はスラリー経路１２内の流体を上流端から下流端へ圧送する。

スラリー経路１２には開閉弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ８が設けられる。開閉弁Ｖ４，Ｖ５は、スラリー経路１２上流端とポンプＰ１との間に間隔を空けて配置される。開閉弁Ｖ８はポンプＰ１とセンサＧ１との間に配置される。

自動注入装置１７は、スラリー経路１２の下流端に予め接続されており、スラリー経路１２の下流端からスラリーを受け取り、注入場Ｅにセットされる布型枠Ｍに所定量のスラリーを注入する。自動注入装置１７は、特に限定されないが、例えば布型枠Ｍの充填口Ｍａと隙間なく連結および連結解除されるよう、所定規格に形成されるホースと、所定量のスラリーを排出する間は開状態にされ所定量のスラリーを排出し終えると閉状態となるよう自動的に開閉する弁との組み合わせである。これにより自動注入装置１７は、特段の人手を要することなく、布型枠Ｍに、布型枠Ｍの容量に対応する量のスラリーを充填する。自動注入装置１７は、充填口Ｍａと自動的に着脱交換する機構をさらに有してもよい。これにより多数の布型枠に次々にスラリーを充填することができる。

布型枠Ｍは、布地を縫製して作成される閉じた袋であり、充填口Ｍａのみで外部と連通する。縫製布地は少量の空気の透過を許容するが、水の透過は著しく制限される。布型枠Ｍは、スラリーを充填された状態で、小型の機械で運搬可能な重量となるように設定される。具体的には、横寸法１００ｃｍ〜１２０ｃｍ、縦寸法１５０ｃｍ〜２００ｃｍ、高さ（厚み）寸法１０ｃｍ〜３０ｃｍの範囲に含まれる形状にされる。布型枠Ｍは例えば布団形状、マット形状とされる。また布型枠Ｍには、運搬に便利なように掴み部（図示せず）が設けられるとよい。

ここで附言すると図２に示すように注入場Ｅには、パレットＬが設置されるとよい。パレットＬには布型枠Ｍが１枚ずつあるいは重なって載置され、１個の布型枠Ｍに対する充填が完了する都度、充填口Ｍａを閉じて、矢Ｈに示すようにパレットＬを上記厚み寸法だけ下方へ移動させることにより布型枠Ｍを注入場Ｅへ搬入および注入場Ｅから搬出する。布型枠ＭおよびパレットＬに対するこれら一連の作業は、繰り返し実行される袋詰め作業であるため、機械的手段によって自動的に行うとよい。

給水経路１３は、一端で貯留槽１６と接続し、他端で混合攪拌機１１と接続する。具体的には給水経路１３の一端は、貯留槽１６の底部に設置される給水ポンプＰ２と接続する。給水ポンプＰ２は貯留槽１６に貯留する水を汲み上げ混合攪拌機１１側へ圧送する。給水経路１３の他端は、後述する還流経路１４の途中箇所と接続し、還流経路１４を経て混合攪拌機１１と接続する。給水経路１３には流量計（図示せず）が設けられるとよい。また給水経路１３には、開閉弁Ｖ３が設けられる。

貯留槽１６には、放射性物質を含有しない水源から給水管１８を経て、水が貯留される。なお給水管１８には定水位弁Ｖ９が設けられ、貯留槽１６の水面は定水位とされる。給水管１８および給水経路１３には水が流れ、混合攪拌機１１に所定量の水を供給する。

還流経路１４は上流端および下流端を有し、上流端でスラリー経路１２の途中箇所と接続し、下流端で混合攪拌機１１と接続する。還流経路１４とスラリー経路１２の接続箇所はポンプＰ１と開閉弁Ｖ８との間に位置する。還流経路１４の途中には、混合攪拌機１１に近い下流側に開閉弁Ｖ１が設置され、スラリー経路１２に近い上流側に開閉弁Ｖ７が設置される。開閉弁Ｖ７，Ｖ８は、還流経路１４とスラリー経路１２との接続箇所近傍に設置されて流体の流れを還流経路１４あるいははスラリー経路１２下端側に選択的に切り替える弁機構である。各開閉弁Ｖ７，Ｖ８は、別々に設けられるが、図示しない変形例としてこれらをまとめて１個の三方向弁としてもよい。

貯留経路１５は上流端および下流端を有し、上流端でスラリー経路１２の途中箇所と接続し、下流端で貯留槽１６と接続する。貯留経路１５とスラリー経路１２の接続箇所はポンプＰ１と開閉弁Ｖ８との間に位置する。貯留経路１５の途中には、開閉弁Ｖ６が設置される。

開閉弁Ｖ６，Ｖ８は、貯留経路１５とスラリー経路１２との接続箇所近傍に設置されて流体の流れを貯留経路１５あるいははスラリー経路１２下端側に選択的に切り替える弁機構である。各開閉弁Ｖ６，Ｖ８は、別々に設けられるが、図示しない変形例としてこれらをまとめて１個の三方向弁としてもよい。あるいは他の変形例として開閉弁Ｖ７〜Ｖ８をまとめて１個の四方向弁としてもよい。

短絡経路１９は一端および他端を有し、一端で還流経路１４と接続し、他端でスラリー経路１２と接続する。なお短絡経路１９の一端は、還流経路１４のうち開閉弁Ｖ１と開閉弁Ｖ７との間の途中箇所と接続する。また短絡経路１９の他端は、スラリー経路１２のうち開閉弁Ｖ４と開閉弁Ｖ５との間の途中箇所と接続する。短絡経路１９の途中には開閉弁Ｖ２が設置される。

次に本実施形態の土壌処理装置の運転状態につき説明する。図２は、本実施形態が土壌からスラリーを生成する通常運転状態を示す模式図である。放射性物質を含む土壌（以下、汚染土壌ともいう）は、図示しない計量器によってバッチ毎に計量されて、図２に矢で示すように入口１１ａから混合攪拌機１１に供給される。固化材も同様である。固化材は例えばセメント系または石灰系である。このように固化材はアルカリ性であるが、環境面に配慮して中性の固化材を選定してもよい。

水は図２に二重線で示すように貯留槽１６から給水経路１３と還流経路１４とを経て混合攪拌機１１に供給される。このとき開閉弁Ｖ１，Ｖ３は開状態にされる。容器１１ｃ内で回転軸１１ｔおよび攪拌羽根１１ｗが回転することにより、汚染土壌と固化材と水はスラリーになるまで均一に混練される。

ポンプＰ１の圧送作用により、スラリーは図２に二重線で示すようにスラリー経路１２を上流端から下流端まで流下する。このとき開閉弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ８は開状態にされる。またスラリーがスラリー経路１２から分岐して流れないよう、開閉弁Ｖ２，Ｖ７，Ｖ６は閉じ状態にされる。参考のため通常運転における各弁の開閉状態を表１に表す。スラリー経路１２を流れるスラリーあるいは水といった流体の性状はセンサＧ１〜Ｇ３によってセンシングされる。

切換コントローラ２１はセンサＧ１〜Ｇ３の検査結果に応じて開閉弁Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８の開閉を表１に示すように自動的に制御する。給水コントローラ２２もセンサＧ１〜Ｇ３の検査結果に応じて開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉を表１に示すように自動制御する。

スラリー経路１２の下流端に達したスラリーは、自動注入装置１７に流入し、複数の布型枠Ｍに順次袋詰めされる。空の布型枠Ｍは搬入手段Ｄによって注入場Ｅへ次々あるいは複数まとめて搬入される。スラリーを充填された布型枠Ｍは、搬出手段Ｆによって次々あるいは複数まとめて搬出される。搬入手段Ｄおよび搬出手段Ｆは、なるべく人手を要しないよう省力化、無人化されることが好ましい。

充填された布型枠Ｍは、搬出手段Ｆによって、あるいは搬出手段Ｆおよび他の輸送手段の組み合わせによって、所定の保管場所まで運搬されて保管される。ここでいう保管場所は例えば防潮堤の基礎、路盤である。

本発明のシステムによれば、防潮堤の堤高を高くし、防潮堤自身を堅牢にし得て、高潮や津波を効果的に遮断することができる。また路面を高くして、自然災害時に路面が冠水することを回避することが可能になる。しかも保管場所の問題を解決することができる。さらに管理の困難な放射性物質を含む土壌を固形化することから、放射性物質が飛散することがなく安全である。

装置の通常運転が完了すると、洗浄準備運転に移行する。図３は同実施形態にかかる装置の洗浄準備運転状態を示す模式図である。図３に示すように洗浄準備運転では、貯留槽１６から水のみを混合攪拌機１１に供給し、汚染土壌および固化材の供給を止め、この水でスラリー経路１２内のスラリーを下端まで押し流し、自動注入装置１７で布型枠Ｍに注入する。図３に示すように洗浄準備運転では、開閉弁Ｖ３，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ８を開状態とし、開閉弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ７を閉じ状態とし、ポンプＰ１の作用により矢で示すように水を一方向に流す。水はスラリー経路１２と、還流経路１４とを順次流れて、これら内部のスラリーを押し流す。参考のため洗浄準備運転における各弁の開閉状態を前述した表１に表す。スラリーを押し流しが完了したか否かの確認はセンサＧ１〜Ｇ３により行う。

装置の洗浄準備運転が完了すると、洗浄運転に移行する。図４は同実施形態にかかる装置の洗浄運転状態を示す模式図である。図４に示すように洗浄運転では、開閉弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ１を開状態とし、開閉弁Ｖ８を閉じ状態とする。ポンプＰ１の作用により矢および二重実線で示すように水を循環させる。水は混合攪拌機１１と、スラリー経路１２と、還流経路１４とを繰り返し流れて、これらの内壁面に付着したスラリーを洗い流す。参考のため洗浄運転における各弁の開閉状態を前述した表１に表す。

洗浄運転では、開閉弁Ｖ３，Ｖ６を適宜開閉する。開閉弁Ｖ６を開くことにより装置内の洗い水が貯留槽１６に移動する。この洗い水は少量のスラリー、すなわち放射性物質、を含んでいるが、貯留槽１６に収容されるので、外部へ漏れ出すことがなく環境被害が回避される。しかも作業再開時には、放射性物質を含む洗い水が給水ポンプＰ２で汲み上げられて混合攪拌機１１へ供給され、次回のスラリー作成に用いられる。

本実施形態の放射性物質含有土壌処理装置は、攪拌羽根１１ｗ、入口１１ａ、および出口１１ｂを有し、入口１１ａから放射性物質を含有する土壌が投入され、汚染土壌に対する所定割合の水および固化材を汚染土壌とともに攪拌羽根１１ｗで混合してスラリーを作成し、該スラリーを出口１１ｂから排出する混合攪拌機１１と、上流端が混合攪拌機１１の出口１１ｂと接続し下流端が自動注入装置１７を介して布型枠Ｍの充填口Ｍａと接続するスラリー経路１２と、スラリー経路１２上に設置されて上流端から下流端の方向にスラリーを圧送するポンプＰ１とを備える。これにより人手を要することなく簡便な構成で汚染土壌を固化させることができる。したがって作業員の人手が殆どかからず健康被害が解消される。

また本実施形態の装置によれば、放射性物質を含有する土壌を布型枠に充填して固形化させることができる。したがって土壌中の放射性物質は外部へ漏れ出すことがなく、そのまま固化されて半永久的に保管され、環境汚染がなく、安全である。しかも従来のプラントのように放射性物質を含む水を長時間大量に溜め置くものでないため、従来のように汚染水の偶発的な漏出が考えられず、二次的な環境被害が抑止される。

また本実施形態によれば、上流端がポンプＰ１よりも下流側でスラリー経路１２と接続し下流端が混合攪拌機１１と接続する還流経路１４と、ポンプＰ１から吐出されてスラリー経路１２を流下する水を還流経路１４あるいはスラリー経路１２の下流側へ選択的に導く還流用弁機構としての開閉弁Ｖ７，Ｖ８と、スラリー経路１２のうちポンプＰ１よりも下流側の区間から分岐して延びる貯留経路１５と、貯留経路１５の下流端と接続する貯留槽１６と、ポンプＰ１から吐出されてスラリー経路を流下する水を貯留経路１５あるいはスラリー経路１２の下流側へ選択的に導く貯留用弁機構としての開閉弁Ｖ６，Ｖ８と、貯留槽１６から混合攪拌機１１または還流経路１４まで延びる給水経路１３とをさらに備える。これにより、装置内部を洗浄した後に発生する洗い水を一時的に貯留し、スラリー作成を再開する際に、この洗い水を用いることができる。したがって放射性物質を含む水を余すことなく固化させることができる。

また本実施形態によれば、一端が還流経路１４と接続し、他端がスラリー経路１２のうち上流端からポンプＰ１までの区間と接続する短絡経路１９をさらに備える。これにより混合攪拌機１１に注水することなく、スラリー経路１２内のスラリーを下流端へ押し出したり、スラリー経路１２の途中区間および還流経路１４に繰り返し水を流したりして、装置の洗浄を準備することができる。

また本実施形態によれば、スラリー経路１２を流下する流体の状態を検出するセンサＧ１〜Ｇ３と、センサからの信号を受信して還流用弁機構としての開閉弁Ｖ７，Ｖ８および貯留用弁機構としての開閉弁Ｖ６，Ｖ８を制御する切換コントローラ２１をさらに備える。これにより人手を要することなく通常運転から洗浄準備運転へ移行することができ、また洗浄準備運転から洗浄運転へ移行することができる。

また本実施形態によれば、給水経路１３に設置される給水ポンプＰ２と、給水経路に設置される開閉弁Ｖ３と、開閉弁Ｖ３を制御する給水コントローラをさらに備える。これにより人手を要することなく、混合攪拌機１１に適切な量の水を供給することができる。特に放射性物質を含む洗い水をスラリー生成用に再利用する際に実益がある。

また本実施形態は、これまで説明してきた放射性物質含有土壌処理装置と、空の布型枠をスラリー経路の下流端の注入場Ｅへ搬入する搬入手段Ｄと、スラリーを充填された布型枠Ｍをスラリー経路１２下流端の注入場Ｅから保管場所（図示せず）へ搬出する搬出手段Ｆとを備え、布型枠Ｍ内のスラリーは保管場所で固化する放射性物質含有土壌処理システムを構成する。これにより固化していないスラリーを袋詰めされた布型枠を別な場所に仮置きする必要がなくなり、仮置き場を確保する手間および人手が解消される。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になる放射性物質含有土壌処理装置および放射性物質含有土壌処理システムは、プラント、土木分野、環境面において有利に利用される。

１１ 混合攪拌機、 １１ａ 入口、 １１ｂ 出口、
１１ｃ 容器、 １１ｔ 回転軸、 １１ｗ 攪拌羽根、
１２ スラリー経路、 １３ 給水経路、 １４ 還流経路、
１５ 貯留経路、 １６ 貯留槽、 １７ 自動注入装置、
１８ 給水管、 １９ 短絡経路、 ２１ 切換コントローラ、
２２ 給水コントローラ、 Ｄ 搬入手段、 Ｅ 注入場、
Ｆ 搬出手段、 Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ センサ、 Ｍ 布型枠、
Ｍａ 充填口、 Ｐ１ ポンプ、 Ｐ２ 給水ポンプ、
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８ 開閉弁、
Ｖ９ 定水位弁。

Claims (6)

1. 放射性物質を含有する土壌を布型枠に袋詰めして固形化させるための装置であって、
   入口および出口を有し、前記入口から放射性物質を含有する土壌が投入され、前記土壌に対する所定割合の水および固化材を前記土壌とともに混合してスラリーを作成し、前記スラリーを前記出口から排出する混合攪拌機と、
   上流端が前記混合攪拌機の前記出口と接続し、下流端が前記布型枠の充填口と接続するスラリー経路と、
   前記スラリー経路上に設置されて前記上流端から前記下流端の方向に前記スラリーを圧送するポンプとを備える、放射性物質含有土壌処理装置。
2. 上流端が前記ポンプよりも下流側で前記スラリー経路と接続し、下流端が前記混合攪拌機と接続する還流経路と、
   前記ポンプから吐出されて前記スラリー経路を流下する水を前記還流経路あるいは前記スラリー経路の下流側へ選択的に導く還流用弁機構と、（前記還流経路と前記スラリー経路との接続箇所に設置される）
   前記スラリー経路のうち前記ポンプよりも下流側の区間から分岐して延びる貯留経路と、
   前記貯留経路の下流端と接続する貯留槽と、
   前記ポンプから吐出されて前記スラリー経路を流下する水を前記貯留経路あるいは前記スラリー経路の下流側へ選択的に導く貯留用弁機構と、
   前記貯留槽から前記混合攪拌機または前記還流経路まで延びる給水経路とをさらに備える、請求項１に記載の放射性物質含有土壌処理装置。
3. 一端が前記還流経路と接続し、他端が前記スラリー経路のうち前記上流端から前記ポンプまでの区間と接続する短絡経路をさらに備える、請求項２に記載の放射性物質含有土壌処理装置。
4. 前記スラリー経路を流下する流体の状態を検出するセンサと、
   前記センサからの信号を受信して前記還流用弁機構および前記貯留用弁機構を制御する切換コントローラをさらに備える、請求項３に記載の放射性物質含有土壌処理装置。
5. 前記給水経路に設置される給水ポンプと、
   前記給水経路に設置される開閉弁と、
   前記開閉弁を制御する給水コントローラをさらに備える、請求項３または４に記載の放射性物質含有土壌処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の放射性物質含有土壌処理装置と、
   空の前記布型枠を前記スラリー経路の前記下流端へ搬入する搬入手段と、
   スラリーを充填された前記布型枠を前記スラリー経路の前記下流端から保管場所へ搬出する搬出手段とを備え、
   前記布型枠内のスラリーは前記保管場所で固化する、放射性物質含有土壌処理システム。

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