JP6284864B2 - 汚染水処理方法及び汚染水処理システム - Google Patents
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Description
図1の汚染水処理システムは、原水槽10と、移動可能なポンプユニット20と、移動可能な吸着ユニット30と、吸着ユニット30から排出される処理水を貯留する処理水槽40とを備える。原水槽10、ポンプユニット20、吸着ユニット30及び処理水槽40は、流路を構成する配管を介して接続される。
原水槽10には、汚染原水に対し、SARRY(単純型汚染水処理システム)によって放射性セシウムを除去する一次処理、並びに鉄共沈処理によって有機物及びα核種を除去する二次処理を施した中間汚染水(以下、単に汚染水と呼ぶことがある)が貯留される。
ポンプユニット20は、原水槽10から汚染水を送出する1又は複数の給水ポンプ21と、この1又は複数の給水ポンプ21が載置される自走可能な台車(自動車)22とを有する。また、ポンプユニット20は、給水ポンプ21を駆動するためのエンジン、発電機等を有してもよく、外部から電力の供給を受けてもよい。給水ポンプ21の形式等は特に限定されないが、汚染水が外部に漏出しない完全密閉式のポンプであることが好ましい。また、複数のポンプユニット20を並列に接続してもよい。
吸着ユニット30は、自走可能な台車(自動車)31と、この台車31の上に配置される3つの吸着塔32a,32b,32cとを有する。吸着塔32a,32b,32cには、ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム用吸着剤が充填されている。複数の吸着ユニット30を並列又は直列に接続してもよい。
ストロンチウム用吸着剤としては、例えばカルシウム及びマグネシウムを透過せず、ストロンチウムを選択的に透過する膜を表面に有し、ストロンチウムを吸着する無機材料を内部に有するカプセル状の吸着剤が使用できる。
処理水槽40は、吸着ユニット30から排出される処理水を貯留する水槽である。この処理水槽40としては、汚染水の貯留に使用されたことのない新品のタンク、汚染水の排出後に除染されたタンク、又は原水槽10に貯留する汚染水と比べて十分に放射性元素の含有量が少ない汚染水を貯留したタンクが使用される。
これより、図1の汚染水処理システムを用いる汚染水処理方法について説明する。
ステップS1のセシウム除去工程では、SARRYによって、汚染原水から放射性セシウム(及び非放射性同位体)を吸着除去する。SARRYについては公知であるため、詳細な説明を省略する。このセシウム除去工程において放射性セシウムが少なくとも部分的に除去された中間汚染水は、不図示の水槽に貯留される。
ステップS2の有機物及びα核種除去工程では、鉄共沈処理により、有機物及びα核種を沈殿除去する。鉄共沈処理については公知であるため、詳細な説明を省略する。この有機物及びα核種除去工程においてさらに有機物及びα核種が除去された中間汚染水は、図1の原水槽10に貯留される。
ステップS3のストロンチウム除去工程は、当該汚染水処理システムを組み立てる工程と、吸着ユニット30の吸着塔32a,32b,32cへ汚染水を供給する工程と、排出される処理水の放射線量が増加したときに吸着ユニット30を交換する工程と、当該汚染水処理システムを撤去する工程とを有する。
汚染水処理システムの組み立ては、先ず、ポンプユニット20の台車22及び吸着ユニット30の台車31を自走させ、ポンプユニット20及び吸着ユニット30を原水槽10の近傍に駐車する。次いで、原水槽10とポンプユニット20との間、ポンプユニット20と吸着ユニット30との間、及び吸着ユニット30と処理水槽40との間の配管を接続する。
汚染水供給工程では、ポンプユニット20の給水ポンプ21を駆動することにより、原水槽10から汚染水を引き抜いて、吸着ユニット30の吸着塔32a,32b,32cへ供給する。例えば、原水槽10における放射能濃度が10万ベクレル程度である場合に、このストロンチウム除去工程において、吸着ユニット30から排出される処理水の放射能濃度が100ベクレル以下となると考えられる。
さらに、当該汚染水処理方法では、当該汚染水処理システムの処理流量を監視すると共に、排出流路36から処理水を定期的にサンプリングして処理水の放射線量を測定する。そして、処理流量が所定の下限値以下となったとき、及び処理水の放射線量が予め定めた上限値以上となったときには、給水ポンプ21の駆動を中断して、吸着ユニット30を新しいものに交換する。なお、放射線量の上限値は、サンプリング間隔及び放射線量の測定に要する時間を考慮して、十分に低い値に設定する。
原水槽10の汚染水をすべて処理できたならば、原水槽10とポンプユニット20との間、ポンプユニット20と吸着ユニット30との間、及び吸着ユニット30と処理水槽40との間の各配管を取り外し、ポンプユニット20及び吸着ユニット30を自走させて当該汚染水処理システムを撤去する。
ステップS4の残留放射性元素除去工程では、放射性元素を吸着する吸着剤を用いて処理水槽40に貯留する処理水から残留する放射性元素を除去する。使用する吸着剤等、残留放射性元素除去工程の条件は公知であるため、詳細な説明は省略する。なお、この残留放射性元素除去工程は、ステップS1のセシウム除去工程、ステップS2の有機物及びα核種除去工程、並びにステップS3のストロンチウム除去工程の能力が十分に高い場合には省略してもよい。
当該汚染水処理方法では、処理水に対して炭酸塩沈殿処理等の前処理を行うことなく、当該汚染水処理システムの吸着塔32a,32b,32cにおいて処理水中のストロンチウムを選択的に吸着するので、放射性廃棄物となる汚泥を生じさせることなく、処理水から放射性ストロンチウムを除去することができる。
図4の汚染水処理システムは、原水槽10から汚染水を送出する移動可能なポンプユニット20と、ポンプユニット20により汚染水が供給される移動可能な吸着ユニット30とを備え、吸着ユニット30から排出される処理水が原水槽10に還流される。
図4の汚染水処理システムを使用する汚染水処理方法も、SARRYによるセシウム除去工程と、鉄共沈処理による有機物及びα核種除去工程と、当該汚染水処理システムによるストロンチウム除去工程と、吸着処理による残留放射性元素除去工程とを備える。
図4の汚染水処理システムによるストロンチウム除去工程は、当該汚染水処理システムを組み立てる工程と、汚染水を吸着ユニット30に供給する工程と、吸着塔32a,32b,32cのうち最上流に接続されている1つを取り外し、最下流に新しい吸着塔を追加する工程と、当該汚染水処理システムを撤去する工程とを有する。
当該汚染水処理システムの組み立ては、先ず、ポンプユニット20の台車22及び吸着ユニット30の台車31を自走させ、ポンプユニット20及び吸着ユニット30を原水槽10の近傍に駐車する。次いで、原水槽10とポンプユニット20との間、ポンプユニット20と吸着ユニット30との間、及び吸着ユニット30と原水槽10との間の配管を接続する。
汚染水供給工程では、ポンプユニット20の給水ポンプ21を駆動することにより、原水槽10から汚染水を引き抜いて、吸着ユニット30の吸着塔32a,32b,32cへ供給する。
この工程では、図5A乃至図5Cに示す手順で、吸着塔32a,32b,32cのうちの1つの交換を行う。
図4の汚染水処理システムでは、原水槽10に貯留する汚染水の放射性ストロンチウム濃度又は放射能濃度を測定し、汚染水中の放射性ストロンチウムを十分に除去できたと判断したなら、原水槽10とポンプユニット20との間、ポンプユニット20と吸着ユニット30との間、及び吸着ユニット30と処理水槽40との間の各配管を取り外し、ポンプユニット20及び吸着ユニット30を自走させて当該汚染水処理システムを撤去する。
図4の汚染水処理システムは、吸着ユニット30から処理水を原水槽10に還流させるので、汚染水を繰り返し吸着ユニット30に供給して原水槽10に貯留する汚染水の放射性ストロンチウム含有量を徐々に低下させる。つまり、当該汚染水処理システムは、吸着ユニット30から排出される処理水の放射性ストロンチウム濃度が一定である必要がなく、吸着塔32a,32b,32cのストロンチウム吸着能力が低くても時間をかけることによって、汚染水の放射性ストロンチウム濃度を目標濃度まで低下させられる。
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらはすべて本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
20 ポンプユニット
21 給水ポンプ
22 台車
30 吸着ユニット
31 台車
32a,32b,32c 吸着塔
33a,33b,33c 給水三方弁
34a,34b,34c 排水三方弁
35 供給流路
36 排出流路
37a,37b,37c 中間流路
40 処理水槽
Claims (7)
- 放射性ストロンチウム及びストロンチウム以外のアルカリ土類金属を含有する汚染水から上記放射性ストロンチウムを除去するための汚染水処理方法であって、
上記汚染水を貯留する水槽から上記汚染水を移動可能な吸着ユニットに供給する工程を備え、
上記吸着ユニットが、ストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤と、浮遊物質又は油分を濾し取る濾材とが充填されている複数の吸着塔を有し、
上記濾材が多孔質体であって上記吸着剤を担持し、
上記吸着ユニットから排出される処理水を、上記吸着ユニットに上記汚染水を供給する上記水槽に還流させ、さらに
上記複数の吸着塔の各々から排出される処理水のストロンチウム濃度を測定することによって吸着塔毎に上記吸着剤の飽和度を判定する汚染水処理方法。 - 上記複数の吸着塔が直列に接続される請求項1に記載の汚染水処理方法。
- 最上流の上記吸着塔を取り外して最下流に新しい吸着塔を追加する工程をさらに備える請求項2に記載の汚染水処理方法。
- 上記汚染水が放射性ストロンチウム以外の放射性元素をさらに含み、
上記吸着ユニットから排出される処理水中の上記放射性ストロンチウム以外の放射性元素を吸着剤により除去する工程をさらに備える請求項1、請求項2又は請求項3に記載の汚染水処理方法。 - 上記吸着塔にセシウムを選択的に吸着する吸着剤がさらに充填されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の汚染水処理方法。
- 放射性ストロンチウム及びストロンチウム以外のアルカリ土類金属を含有する汚染水から上記放射性ストロンチウムを除去するための汚染水処理システムであって、
移動可能な吸着ユニットと、
上記吸着ユニットに供給する上記汚染水を貯留する水槽とを備え、
上記吸着ユニットが、ストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤と、浮遊物質又は油分を濾し取る濾材とが充填されている複数の吸着塔を有し、
上記濾材が多孔質体であって上記吸着剤を担持し、
上記吸着ユニットから排出される処理水を、上記吸着ユニットに上記汚染水を供給する上記水槽に還流させ、さらに
上記複数の吸着塔の各々から排出される処理水のストロンチウム濃度を測定することによって吸着塔毎に上記吸着剤の飽和度を判定することを特徴とする汚染水処理システム。 - 上記複数の吸着塔へ汚染水を供給するポンプと、このポンプを載置する自走可能な台車とを有する移動可能なポンプユニットをさらに備える請求項6に記載の汚染水処理システム。
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