JP6359313B2

JP6359313B2 - 廃液処理システムおよび廃液処理方法

Info

Publication number: JP6359313B2
Application number: JP2014067174A
Authority: JP
Inventors: 暢介上川; 山田　周治; 周治山田; 小川　尚樹; 尚樹小川; 涼吉 ▲濱▼口; 上島　直幸; 直幸上島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015190813A

Description

本発明は、廃液処理システムおよび廃液処理方法に関する。

原子力発電プラントや使用済燃料の再処理工場などの放射線取扱い施設において、放射性物質を含む放射性廃液と接触する配管や機器などの構造部品は、放射線取扱い施設の運転に伴ってその内表面に放射性物質を含む酸化物や塩などの皮膜などが付着または生成する。施設の運転期間が長くなると、構造部品の周囲は放射線量が高まり、定期検査や保守工事あるいは廃棄物解体工事などにおいて作業員の被ばく線量が増大するおそれがある。作業員の被ばくを低減するため、構造部品に付着した放射性物質を除去（除染）する必要がある。

こうした放射線取扱い施設において設備の除染で発生する除染廃液は、例えば、無機イオン交換体やアニオン交換樹脂を用いて除染溶液中に含まれる金属イオンなどの放射性物質を化学的に吸着処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２２１８９８号公報

除染廃液の廃液処理方法において、無機イオン交換体は、所定の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着されているだけであり、無機物であるため、放射性物質を吸着して高線量となっても固化して固形物とすることで、処分場で埋設処分することができる。ただし、この除染廃液の廃液処理方法では、無機イオン交換体で殆どの放射性物質を除去する必要があるが、実際には難しく、現実的には有機物の交換樹脂を使用せざるを得ず、この有機物が二次廃棄物として発生することになる。有機物の二次廃棄物は、高線量になると、放射性分解により水素が発生し、爆発をするおそれがあるため処分ができず、プラント内で保管しておかなければならない。従って、有機物の二次廃棄物の放射線量を処分可能なレベルに低減することが望まれている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、有機物の二次廃棄物の放射線量を処分可能なレベルに低減することのできる廃液処理システムおよび除染廃液の処理方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明の廃液処理システムは、除染対象系統を除染した際に生じた除染廃液を流通させる除染廃液ラインと、前記除染廃液ラインに設けられて前記除染廃液中に含まれる所定の金属イオンを吸着する無機イオン交換体を備えた無機イオン交換体充填槽と、前記除染廃液ラインに設けられて前記無機イオン交換体充填槽を経た前記除染廃液中に含まれる前記所定の金属イオンの他の金属イオンを吸着するカチオン交換樹脂を備えたカチオン樹脂塔と、前記除染廃液ラインに設けられて前記カチオン樹脂塔を経た前記除染廃液中に含まれるアニオンを吸着するアニオン交換樹脂を備えたアニオン樹脂塔と、を有することを特徴とする。

この廃液処理システムによれば、除染対象系統を除染することで生じる除染廃液中の所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させて除去した後、除染廃液中のその他の金属イオンをカチオン交換樹脂で吸着して除去し、さらにその後、除染廃液中のアニオンをアニオン交換樹脂で吸着して除去する。このため、二次廃棄物として発生するカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の放射線量を低減することができる。この結果、無機イオン交換体は廃棄物として埋設処分し、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂は焼却処分することができる。

第２の発明の廃液処理システムは、第１の発明において、前記無機イオン交換体充填槽における無機イオン交換体は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを選択的に吸着することを特徴とする。

この廃液処理システムによれば、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルは除染により高線量となり、このコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体で選択的に吸着することで、高い除去率（およそ９０％〜９５％）で放射性物質を除去することができ、その後のカチオン交換樹脂で他の金属イオンを吸着することによるカチオン交換樹脂の放射線量を低く抑えることができる。この結果、所定の金属イオンを吸着することで無機イオン交換体を処分場で埋設処分可能な範囲の放射線量に抑えることができ、かつカチオン交換樹脂を焼却処分可能な範囲の放射線量に抑えることができる。

第３の発明の廃液処理システムは、第１または２の発明において、前記無機イオン交換体がゼオライトであることを特徴とする。

この廃液処理システムによれば、ゼオライトは所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを吸着するものであり、高い除去率（およそ９０％〜９５％）で放射性物質を除去することができ、その後のカチオン交換樹脂で他の金属イオンを吸着することによるカチオン交換樹脂の放射線量を低く抑えることができる。この結果、所定の金属イオンを吸着することでカチオン交換樹脂を焼却処分可能な範囲の放射線量に抑えることができる。

第４の発明の廃液処理システムは、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記除染廃液ラインと前記無機イオン交換体充填槽の入口側および出口側とを連結する無機イオン交換体充填槽ラインと、前記除染廃液ラインと前記カチオン樹脂塔の入口側および出口側とを連結するカチオン樹脂塔ラインと、前記除染廃液ラインと前記アニオン樹脂塔の入口側および出口側とを連結するアニオン樹脂塔ラインと、を有することを特徴とする。

この廃液処理システムによれば、無機イオン交換体充填槽の入口側および出口側、カチオン樹脂塔の入口側および出口側、アニオン樹脂塔の入口側および出口側が、それぞれ無機イオン交換体充填槽ライン、カチオン樹脂塔ライン、アニオン樹脂塔ラインで独立して除染廃液ラインに接続されることで、無機イオン交換体充填槽、カチオン樹脂塔、アニオン樹脂塔の保守をそれぞれ行えるので保守性を向上することができる。

第５の発明の廃液処理システムは、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記除染廃液ラインと前記無機イオン交換体充填槽の入口側とを連結する無機イオン交換体充填槽入口ラインと、前記無機イオン交換体充填槽の出口側と前記カチオン樹脂塔の入口側とを連結する中継ラインと、前記カチオン樹脂塔の出口側と前記除染廃液ラインとを連結するカチオン樹脂塔出口ラインと、前記除染廃液ラインと前記アニオン樹脂塔の入口側および出口側とを連結するアニオン樹脂塔ラインと、を有することを特徴とする。

この廃液処理システムによれば、無機イオン交換体充填槽の出口側と、カチオン樹脂塔の入口側とが中継ラインで接続されることで、無機イオン交換体充填槽からカチオン樹脂塔に連続して除染廃液を直接導入することができる。このため、無機イオン交換体充填槽やカチオン樹脂塔を独立して除染廃液ラインに接続する構成と比較して弁を省略することができ、かつ無機イオン交換体充填槽に供給された後の除染廃液を必ずカチオン樹脂塔に供給するため、処理効率を向上することができる。

上述の目的を達成するために、第６の発明の廃液処理方法は、除染対象系統を除染した際に生じた除染廃液中に溶解している所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させる無機イオン交換体透過工程と、前記無機イオン交換体透過工程の後に前記除染廃液中に溶解している所定の金属イオンの他の金属イオンをカチオン交換樹脂に吸着させるカチオン樹脂透過工程と、前記カチオン樹脂透過工程の後に前記除染廃液中のアニオンをアニオン交換樹脂に吸着させるアニオン樹脂透過工程と、を含むことを特徴とする。

この廃液処理方法によれば、除染対象系統を除染することで生じる除染廃液中の所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させて除去した後、除染廃液中のその他の金属イオンをカチオン交換樹脂で吸着して除去し、さらにその後、除染廃液中のアニオンをアニオン交換樹脂で吸着して除去する。このため、二次廃棄物として発生するカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の放射線量を低減することができる。この結果、無機イオン交換体は廃棄物として埋設処分し、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂は焼却処分することができる。

第７の発明の廃液処理方法は、第６の発明において、前記無機イオン交換体透過工程は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体に選択的に吸着させることを特徴とする。

この廃液処理方法によれば、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルは除染により高線量となり、このコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体で選択的に吸着することで、高い除去率（およそ９０％〜９５％）で放射性物質を除去することができ、その後のカチオン交換樹脂で他の金属イオンを吸着することによるカチオン交換樹脂の放射線量を低く抑えることができる。この結果、所定の金属イオンを吸着することでカチオン交換樹脂を焼却処分可能な範囲の放射線量に抑えることができる。

本発明によれば、有機物の二次廃棄物の放射線量を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る廃液処理システムの構成図である。図３は、本発明の実施形態に係る廃液処理システムの動作であって廃液処理方法の手順を示すフローチャートである。図４は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図５は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図６は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図８は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図９は、本発明の実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。図１０は、本発明の実施形態に係る廃液処理システムの他の構成図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［原子力発電プラント］
本実施形態に係る廃液処理システムは、原子力発電プラントに適用することが可能である。本実施形態において以下に説明する原子力発電プラントでは、原子炉は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。なお、本実施形態は、加圧水型原子炉に限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）、または沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Rector）に適用することができる。また、放射線取扱い施設にも適用可能である。

図１は、本実施形態に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの概略構成図である。図１に示すように、原子力発電プラント１０は、原子炉１１を含む原子炉冷却系（以下、一次系ともいう）１２と、原子炉冷却系１２と熱交換するタービン系（以下、二次系ともいう）１３とを有する。原子炉冷却系１２には、原子炉冷却材（一次冷却水）が流通し、タービン系１３には、二次冷却材（二次冷却水）が流通している。

原子炉冷却系（一次系）１２は、原子炉１１と、コールドレグ１５ａおよびホットレグ１５ｂを介して原子炉１１に接続された蒸気発生器１６とを有している。また、ホットレグ１５ｂは、加圧器１７が介在され、コールドレグ１５ａは、原子炉冷却材ポンプ１８が介在されている。そして、原子炉１１、コールドレグ１５ａ、ホットレグ１５ｂ、蒸気発生器１６、加圧器１７および原子炉冷却材ポンプ１８は、原子炉格納容器１９に収容されている。

原子炉１１は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材（一次冷却水）で満たされる。そして、原子炉１１は、多数の燃料集合体２１が収容される。また、原子炉１１は、燃料集合体２１の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒２２が、各燃料集合体２１に対し挿入可能に設けられている。

制御棒２２により核分裂反応を制御しながら燃料集合体２１の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、ホットレグ１５ｂを介して蒸気発生器１６へ送られる。一方、コールドレグ１５ａを介して各蒸気発生器１６から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉１１内に流入して、原子炉１１内を冷却する。

ホットレグ１５ｂに介設された加圧器１７は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制する。また、蒸気発生器１６は、高温高圧となった原子炉冷却材（一次冷却水）を二次冷却材（二次冷却水）と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却する。原子炉冷却材ポンプ１８は、原子炉冷却系１２において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器１６からコールドレグ１５ａを介して原子炉１１へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉１１からホットレグ１５ｂを介して蒸気発生器１６へ送り込む。

原子炉冷却材は、原子炉１１と蒸気発生器１６との間を循環する。なお、原子炉冷却材は、冷却材および中性子減速材として用いられる軽水である。

タービン系（二次系）１３は、蒸気管２４を介して各蒸気発生器１６に接続されたタービン２５と、タービン２５に接続された復水器２６と、復水器２６と各蒸気発生器１６とを接続する給水管２７に介設された給水ポンプ２８と、を有している。タービン２５は、発電機２９が接続されている。

タービン系１３における一連の動作について説明する。蒸気管２４を介して蒸気発生器１６から蒸気がタービン２５に流入すると、タービン２５は回転する。タービン２５が回転すると、タービン２５に接続された発電機２９は発電を行う。この後、タービン２５から排出した蒸気は復水器２６に流入する。復水器２６は、その内部に冷却管３０が配設されており、冷却管３０の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管３１が接続され、冷却管３０の他方には冷却水を排水するための排水管３２が接続されている。そして、復水器２６は、タービン２５から流入した蒸気を冷却管３０により冷却することで、蒸気を液体に戻す。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ２８により給水管２７を介して蒸気発生器１６に送られる。蒸気発生器１６に送られた二次冷却材は、蒸気発生器１６において原子炉冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。

このような原子力発電プラント１０において、原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する構造部品は、一般にステンレス鋼や炭素鋼などの鉄鋼材料で製作されている。この構造部品は、原子力発電プラント１０の稼働に伴い高温水（一次冷却水）との接触によって腐食作用を受け、酸化物の皮膜が形成される。皮膜は、ＲI、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉの少なくとも１種類の金属または酸化物などである。

そして、高温水（一次冷却水）に晒される構造部品に形成される皮膜に、炉水中の放射能が取り込まれると、被ばく線源となる。このため、定期検査や保守工事あるいは廃棄物解体工事などにおいて作業員の被ばく線量が増大するおそれがある。作業員の被ばくを低減するため、構造部品に付着した放射性物質を除染する必要がある。このような構造部品の除染対象系統は、本実施形態に係る廃液処理システムを用いて除染される。なお、除染とは、構造部品に付着した放射性物質を除去することをいう。

［廃液処理システムおよび廃液処理方法］
図２は、本実施形態に係る廃液処理システムの構成図である。図２に示すように、本実施形態に係る廃液処理システム４０は、原子炉設備の除染対象系統４１を除染するためのものであり、除染廃液ラインＬ１１に、無機イオン交換体充填槽４２と、カチオン樹脂塔４３と、アニオン樹脂塔４４と、薬液供給部４５と、紫外線塔（ＵＶ塔）４６と、を有する。なお、除染対象系統４１は、上述したように、原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する構造部品である。

除染廃液ラインＬ１１は、除染対象系統４１に供給される薬液（第一薬液５２、第二薬液５３、第三薬液５４）を、除染廃液５８として除染対象系統４１から抜き出すラインである。本実施形態において、除染廃液ラインＬ１１は、薬液（第一薬液５２、第二薬液５３、第三薬液５４）を除染対象系統４１に供給する一方で、この薬液を除染廃液５８として除染対象系統４１から抜き出し、除染対象系統４１に戻す循環ラインとして構成されている。除染廃液５８は、薬液（第一薬液５２、第二薬液５３、第三薬液５４）が除染対象系統４１を通過する際に生じた廃液である。

除染廃液ラインＬ１１は、除染対象系統４１から抜き出した除染廃液５８の流通方向に沿って、弁Ｖ１１、フィルタ５９、弁Ｖ１２、加温装置６０、ポンプＰ１、無機イオン交換体充填槽４２、カチオン樹脂塔４３、アニオン樹脂塔４４、薬液供給部４５、紫外線塔４６、弁Ｖ１３が設けられている。

弁Ｖ１１は、除染廃液ラインＬ１１において、除染廃液５８を除染対象系統４１から抜き出す側の端部に設けられた開閉弁であって、除染対象系統４１から除染廃液ラインＬ１１に抜き出される除染廃液５８の流通や、除染廃液ラインＬ１１から除染対象系統４１への除染廃液５８の逆流を開閉する。

フィルタ５９は、除染廃液ラインＬ１１を流通する除染廃液５８中の析出物を除去するものである。フィルタ５９は、例えば、ポアメットなどが挙げられる。

弁Ｖ１２は、調整弁であって、フィルタ５９から排出される除染廃液５８の排出量を調整する。

加温装置６０は、除染廃液５８を貯留する加温槽６１と、加温槽６１に設けられた加熱手段６２とを備える。加熱手段６２としては、例えば、ヒータなどが用いられる。加温装置６０は、加温槽６１に貯留された除染廃液５８を加熱手段６２により所定温度に加温する。

ポンプＰ１は、除染廃液ラインＬ１１に除染廃液５８を所定流量で圧送する。すなわち、ポンプＰ１は、除染廃液ラインＬ１１から除染対象系統４１に薬液を供給すると共に、除染対象系統４１から薬液である除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１に抜き出し循環させる。

無機イオン交換体充填槽４２は、除染廃液５８中に含まれる所定の金属イオンを吸着する無機イオン交換体を備える槽である。所定の金属イオンとは、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）である。本実施形態において、無機イオン交換体は、ゼオライトが用いられる。なお、無機イオン交換体は、ゼオライトに限定されるものではなく、例えば、リン酸ジルコニウム、粘土鉱物や、アンチモン系無機イオン交換体、ビスマス系無機イオン交換体といった非ゼオライト系無機イオン交換体など、除去すべき金属イオンの種類に応じて適宜選定できる。本実施形態では、図において無機イオン交換体充填槽４２を１つ示しているが、これに限定されるものではなく、複数を直列または並列して設けるようにしてもよい。

この無機イオン交換体充填槽４２は、除染廃液ラインＬ１１に対して無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２を介して接続されている。無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２は、無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１と、無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２とを有する。無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の上流側と無機イオン交換体充填槽４２の入口側とを接続する。無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の下流側と無機イオン交換体充填槽４２の出口側とを接続する。すなわち、除染廃液ラインＬ１１に流通される除染廃液５８は、除染廃液ラインＬ１１から無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１を経て無機イオン交換体充填槽４２に導入される。また、無機イオン交換体充填槽４２に導入される除染廃液５８は、無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２を経て除染廃液ラインＬ１１に排出される。

無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２の無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１、および無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２は、弁Ｖ２１および弁Ｖ２２が設けられている。弁Ｖ２１，Ｖ２２は、開閉弁であって、それぞれが無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１と、無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２とを開閉することで、無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１と、無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２とにおける除染廃液５８の流通を開閉する。

カチオン樹脂塔４３は、除染廃液５８中に含まれるカチオンである金属イオンであって、無機イオン交換体充填槽４２の無機イオン交換体が吸着する所定の金属イオンの他の金属イオンを吸着するカチオン交換樹脂を備えた塔である。本実施形態では、図においてカチオン樹脂塔４３を１つ示しているが、これに限定されるものではなく、複数を直列または並列して設けるようにしてもよい。

このカチオン樹脂塔４３は、除染廃液ラインＬ１１に対してカチオン樹脂塔ラインＬ１３を介して接続されている。カチオン樹脂塔ラインＬ１３は、カチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１と、カチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２とを有する。カチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の上流側とカチオン樹脂塔４３の入口側とを接続する。カチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の下流側とカチオン樹脂塔４３の出口側とを接続する。すなわち、除染廃液ラインＬ１１に流通される除染廃液５８は、除染廃液ラインＬ１１からカチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１を経てカチオン樹脂塔４３に導入される。また、カチオン樹脂塔４３に導入される除染廃液５８は、カチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２を経て除染廃液ラインＬ１１に排出される。

カチオン樹脂塔ラインＬ１３のカチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１、およびカチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２は、弁Ｖ２３および弁Ｖ２４が設けられている。弁Ｖ２３，Ｖ２４は、開閉弁であって、それぞれがカチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１と、カチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２とを開閉することで、カチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１と、カチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２とにおける除染廃液５８の流通を開閉する。

アニオン樹脂塔４４は、除染廃液５８中に含まれるアニオンを吸着するアニオン交換樹脂を備えた塔である。本実施形態では、図においてアニオン樹脂塔４４を１つ示しているが、これに限定されるものではなく、複数を直列または並列して設けるようにしてもよい。

このアニオン樹脂塔４４は、除染廃液ラインＬ１１に対してアニオン樹脂塔ラインＬ１４を介して接続されている。アニオン樹脂塔ラインＬ１４は、アニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１と、アニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２とを有する。アニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の上流側とアニオン樹脂塔４４の入口側とを接続する。アニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２は、除染廃液ラインＬ１１における流通方向の下流側とアニオン樹脂塔４４の出口側とを接続する。すなわち、除染廃液ラインＬ１１に流通される除染廃液５８は、除染廃液ラインＬ１１からアニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１を経てアニオン樹脂塔４４に導入される。また、アニオン樹脂塔４４に導入される除染廃液５８は、アニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２を経て除染廃液ラインＬ１１に排出される。

アニオン樹脂塔ラインＬ１４のアニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１、およびアニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２は、弁Ｖ２５および弁Ｖ２６が設けられている。弁Ｖ２５，Ｖ２６は、開閉弁であって、それぞれがアニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１と、アニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２とを開閉することで、アニオン樹脂塔入口ラインＬ１４−１と、アニオン樹脂塔出口ラインＬ１４−２とにおける除染廃液５８の流通を開閉する。

薬液供給部４５は、除染廃液５８に酸化剤と還元剤との何れか一方または両方を含む薬液を除染廃液ラインＬ１１に供給するものである。薬液供給部４５は、第一薬液５２を供給する第一薬液供給部５５と、第二薬液５３を供給する第二薬液供給部５６と、第三薬液５４を供給する第三薬液供給部５７と、を有する。

第一薬液供給部５５は、第一薬液供給ラインＬ１５−１が接続されている。第一薬液供給ラインＬ１５−１は、ポンプＰ２が設けられ、ポンプＰ２により第一薬液５２が第一薬液供給部５５から送り出される。また、第一薬液供給ラインＬ１５−１は、開閉弁である弁Ｖ３１が設けられ、弁Ｖ３１の開閉により第一薬液供給ラインＬ１５−１における第一薬液５２の流通を開閉する。また、第一薬液供給ラインＬ１５−１は、薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に接続されている。

第一薬液５２としては、過マンガン酸（ＨＭｎＯ_４）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ_４）、硝酸とフッ酸との硝フッ酸混合液などの何れか１つ以上含んでいるものが用いられる。過マンガン酸、過マンガン酸カリウムは酸化剤の一例として例示したものであり、同等の酸化力を有した薬品（酸化剤）であれば用いることができる。第一薬液５２は、第一薬液供給部５５からポンプＰ２により第一薬液供給ラインＬ１５−１および薬液供給共通ラインＬ１５−４を経て除染廃液ラインＬ１１に送り出され、除染対象系統４１に供給される。そして、第一薬液５２は、除染対象系統４１を構成する構造部品に付着しているクロム（Ｃｒ）系酸化物などをクロム酸として液中に溶解させ、構造部品から除去する。第一薬液５２の濃度としては、０．００５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以上０．１質量％以下である。

第二薬液供給部５６は、第二薬液供給ラインＬ１５−２が接続されている。第二薬液供給ラインＬ１５−２は、ポンプＰ３が設けられ、ポンプＰ３により第二薬液５３が第二薬液供給部５６から送り出される。また、第二薬液供給ラインＬ１５−２は、開閉弁である弁Ｖ３２が設けられ、弁Ｖ３２の開閉により第二薬液供給ラインＬ１５−２における第二薬液５３の流通を開閉する。また、第二薬液供給ラインＬ１５−２は、薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に接続されている。

第二薬液５３としては、シュウ酸（Ｈ_２Ｃ_２Ｏ_４）、クエン酸（Ｃ_６Ｈ_８Ｏ_７４）、硝フッ酸混合液などの何れか１つ以上含んでいるものが用いられる。シュウ酸、クエン酸、硝フッ酸混合液は還元剤の一例として例示したものであり、同等の還元力を有した薬品（還元剤）であれば用いることができる。第二薬液５３は、第二薬液供給部５６からポンプＰ３により第二薬液供給ラインＬ１５−２および薬液供給共通ラインＬ１５−４を経て除染廃液ラインＬ１１に送り出され、除染対象系統４１に供給される。そして、第二薬液５３は、除染対象系統４１を構成する構造部品に付着している鉄（Ｆｅ）系酸化物、ニッケル（Ｎｉ）系酸化物などを液中に溶解させ、構造部品から除去する。また、第二薬液５３は、Ｃｒ酸化物と未反応の過マンガン酸を還元する。第二薬液５３の濃度としては、０．００５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以上０．１質量％以下である。

第三薬液供給部５７は、第三薬液供給ラインＬ１５−３が接続されている。第三薬液供給ラインＬ１５−３は、ポンプＰ４が設けられ、ポンプＰ４により第三薬液５４が第三薬液供給部５７から送り出される。また、第三薬液供給ラインＬ１５−３は、開閉弁である弁Ｖ３３が設けられ、弁Ｖ３３の開閉により第三薬液供給ラインＬ１５−３における第三薬液５４の流通を開閉する。また、第三薬液供給ラインＬ１５−３は、薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に接続されている。

第三薬液５４としては、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）などが用いられる。Ｈ_２Ｏ_２は酸化剤の一例として例示したものであり、同等の酸化力を有した薬品（酸化剤）であれば用いることができる。第三薬液５４は、第三薬液供給部５７からポンプＰ４により第三薬液供給ラインＬ１５−３および薬液供給共通ラインＬ１５−４を経て除染廃液ラインＬ１１に送り出される。そして、第三薬液５４は、紫外線が照射されることで、除染廃液５８中に含まれるシュウ酸キレートのシュウ酸を分解する。

なお、上述した第一薬液５２、第二薬液５３、第三薬液５４は、除染対象系統４１を構成する構造部品に付着している皮膜の種類に応じて付着物を溶解する薬品を適宜組み合わせて用いることが好適である。

紫外線塔４６は、除染廃液５８を貯留する貯留槽６５と、貯留槽６５に紫外線を照射する紫外線照射装置６６とを備え、除染廃液５８に紫外線を照射するものである。

紫外線塔４６は、除染廃液ラインＬ１１から迂回して分岐した除染廃液抜き出しラインＬ１６に設けられている。除染廃液抜き出しラインＬ１６は、紫外線塔４６を介して除染廃液ラインＬ１１に接続された一端側および他端側に、開閉弁である弁Ｖ４１，Ｖ４２が設けられている。そして、弁Ｖ４１，Ｖ４２の開閉により除染廃液抜き出しラインＬ１６における除染廃液５８の流通を開閉する。また、除染廃液ラインＬ１１において、除染廃液抜き出しラインＬ１６が接続された一端および他端の間に、開閉弁である弁１４が設けられ、弁Ｖ１４の開閉により除染廃液抜き出しラインＬ１６の位置での除染廃液ラインＬ１１における除染廃液５８の流通を開閉する。

弁Ｖ１３は、除染廃液ラインＬ１１において、除染廃液５８を除染対象系統４１に導入する側の端部に設けられた開閉弁であって、除染廃液ラインＬ１１から除染対象系統４１に導入される除染廃液５８の流通や、除染対象系統４１から除染廃液ラインＬ１１への除染廃液５８の逆流を開閉する。

なお、除染対象系統４１は、除染廃液排出ラインＬ１７が設けられている。除染廃液排出ラインＬ１７は、除染対象系統４１から除染廃液５８を廃棄するラインである。すなわち、除染対象系統４１内の除染廃液５８は、除染廃液排出ラインＬ１７を介して排出された後、ドラム缶などの廃棄容器に入れられて廃棄される。除染廃液排出ラインＬ１７は、開閉弁である弁Ｖ１５が設けられ、弁Ｖ１５の開閉により除染廃液排出ラインＬ１７における除染廃液５８の流通を開閉する。

また、本実施形態の廃液処理システム４０は、図２に示すように、制御部４７を有する。制御部４７は、弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ４１，Ｖ４２、およびポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４、紫外線照射装置６６と電気的に接続され、これらを統括的に制御する。すなわち、制御部４７は、以下に説明する廃液処理システムの動作を自動制御し、以下に説明する廃液処理方法の工程を自動的に行うものである。

図３は、本実施形態に係る廃液処理システムの動作であって廃液処理方法の手順を示すフローチャートである。図４〜図９は、本実施形態に係る廃液処理方法の工程を示す説明図である。なお、図４〜図９において、弁Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ４１，Ｖ４２は、白塗りが開作動状態であり、黒塗りが閉作動状態を示す。

図３に示すように、本実施形態に係る廃液処理システムの動作であって廃液処理方法は、以下の工程を有する。

過マンガン酸を含む第一薬液５２を除染対象系統４１に供給し、除染対象系統４１内の構造部品に付着した付着物に含まれるＣｒを少なくとも第一薬液５２中に溶解させ、除染対象系統４１内の構造部品を除染する（第一薬液供給工程：ステップＳ１１）。

シュウ酸を含む第二薬液５３を除染対象系統４１（第一薬液５２が供給された除染廃液５８）に供給し、除染対象系統４１内の構造部品に付着した付着物に含まれるＦｅ、Ｎｉを少なくとも第二薬液５３中に溶解させ、除染対象系統４１内の構造部品を除染する（第二薬液供給工程：ステップＳ１２）。

第一薬液５２および第二薬液５３が供給されて除染対象系統４１を除染した除染廃液５８を、無機イオン交換体充填槽４２に供給し、除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させる（無機イオン交換体透過工程：ステップＳ１３）。

無機イオン交換体充填槽４２を経て所定の金属イオンが除去された除染廃液５８を、カチオン樹脂塔４３に供給し、除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオンの他の金属イオンをカチオン交換樹脂に吸着させる（カチオン樹脂透過工程：ステップＳ１４）。

無機イオン交換体充填槽４２およびカチオン樹脂塔４３を経て金属イオンが除去された除染廃液５８にＨ_２Ｏ_２を含む第三薬液５４を供給した後、この第三薬液５４を供給した除染廃液５８を紫外線塔４６に供給し、紫外線を照射して除染廃液５８中に含まれるシュウ酸を分解する（第三薬液供給・ＵＶ照射工程：ステップＳ１５）。

紫外線塔４６を経てシュウ酸が除去された除染廃液５８をアニオン樹脂塔４４に供給し、除染廃液５８に残留するアニオンである金属イオンやシュウ酸をアニオン交換樹脂に吸着させる（アニオン樹脂透過工程：ステップＳ１６）。

図４に示すように、ステップＳ１１の第一薬液供給工程は、過マンガン酸を含む第一薬液５２を第一薬液供給部５５から第一薬液供給ラインＬ１５−１および薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に送り出し、この第一薬液５２を除染廃液ラインＬ１１に流通させて除染対象系統４１に供給する。

これにより、除染対象系統４１内の構造部品に付着していた付着物に含まれるＣｒ酸化物などを少なくともクロム酸として第一薬液５２中に溶解させ、除染対象系統４１内の構造部品から除去することで、構造部品を除染する。

除染対象系統４１中の第一薬液５２は、ポンプＰ１により除染対象系統４１から除染廃液ラインＬ１１に抜き出した後、除染廃液ラインＬ１１を循環して除染対象系統４１に戻すようにしている。具体的には、除染対象系統４１内の第一薬液５２は、除染廃液５８として除染廃液ラインＬ１１に抜き出され、フィルタ５９で除染廃液５８中の不純物を除去した後、加温槽６１で所定温度に加温される。そして、除染廃液５８は加温されつつ除染対象系統４１に再度供給される。

なお、フィルタ５９で除染廃液５８中の不純物を除去する際や、加温槽６１で加温することで除染廃液５８の液量が減少する場合は、除染対象系統４１内に第一薬液５２が十分供給できるように、除染廃液５８には第一薬液供給部５５から第一薬液５２を追加供給してもよい。

第一薬液５２（除染廃液５８）を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させる循環回数は、１回でもよいし、複数回でもよい。

このように、第一薬液５２が加温されながら除染廃液ラインＬ１１を循環することで、除染対象系統４１内の構造部品に付着した付着物に含まれるＣｒ酸化物などは、除染対象系統４１内の構造部品から除去され、除染対象系統４１内の構造部品は除染される。

図５に示すように、ステップＳ１２の第二薬液供給工程は、第一薬液供給工程の後、第一薬液５２が供給された除染廃液５８にシュウ酸を含む第二薬液５３を第二薬液供給部５６から第二薬液供給ラインＬ１５−２および薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に送り出し、この第二薬液５３を除染廃液ラインＬ１１に流通させて除染対象系統４１に供給する。

これにより、除染対象系統４１内の構造部品に付着した付着物に含まれるＦｅ酸化物、Ｎｉ酸化物などを第二薬液５３中に溶解させ、除染対象系統４１内の構造部品から除去することで、構造部品を除染する。また、Ｃｒ酸化物と未反応の過マンガン酸を還元される。

除染対象系統４１中の第二薬液５３は、ポンプＰ１により除染対象系統４１から除染廃液ラインＬ１１に抜き出した後、除染廃液ラインＬ１１を循環して除染対象系統４１に戻すようにしている。具体的には、除染対象系統４１内の第二薬液５３は、除染廃液５８として除染廃液ラインＬ１１に抜き出され、フィルタ５９で除染廃液５８中の不純物を除去した後、加温槽６１で所定温度に加温される。そして、除染廃液５８は加温されつつ除染対象系統４１に再度供給される。

なお、フィルタ５９で除染廃液５８中の不純物を除去する際や、加温槽６１で加温することで除染廃液５８の液量が減少する場合は、除染対象系統４１内に第二薬液５３が十分供給できるように、除染廃液５８には第二薬液供給部５６から第二薬液５３を追加供給してもよい。

第二薬液５３（除染廃液５８）を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させる循環回数は、１回でもよいし、複数回でもよい。

このように、第二薬液５３が加温されながら除染廃液ラインＬ１１を循環することで、除染対象系統４１内の構造部品に付着した付着物に含まれるＦｅ酸化物、Ｎｉ酸化物などは、除染対象系統４１内の構造部品から除去され、除染対象系統４１内の構造部品は除染される。

図６に示すように、ステップＳ１３の無機イオン交換体透過工程は、第一薬液供給工程および第二薬液供給工程で除染対象系統４１内の構造部品を除染した際に生じた除染廃液５８を、無機イオン交換体充填槽４２に供給し、除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオン（Ｃｏ，Ｎｉ）を無機イオン交換体に吸着させる。

また、図６に示すように、ステップＳ１４のカチオン樹脂透過工程は、無機イオン交換体透過工程で除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオン（Ｃｏ，Ｎｉ）を無機イオン交換体に吸着させて除去した後の除染廃液５８を、カチオン樹脂塔４３に供給し、除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオンの他の金属イオンをカチオン交換樹脂に吸着させる。

このステップＳ１３の無機イオン交換体透過工程と、ステップＳ１４のカチオン樹脂透過工程とは、図６に示すように同時に行い、無機イオン交換体透過工程およびカチオン樹脂透過工程において除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させる。この循環回数は、１回以上行い、無機イオン交換体充填槽４２およびカチオン樹脂塔４３で除染廃液５８から金属イオンを除去する。

また、ステップＳ１３の無機イオン交換体透過工程と、ステップＳ１４のカチオン樹脂透過工程とは、別に行ってもよい。この場合、無機イオン交換体透過工程において除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させ、この循環回数を１回以上行って無機イオン交換体充填槽４２で除染廃液５８から所定の金属イオンを除去する。その後、カチオン樹脂透過工程において除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させ、この循環回数を１回以上行ってカチオン樹脂塔４３で除染廃液５８から所定の金属イオンの他の金属イオンを除去する。

図７に示すように、ステップＳ１５の第三薬液供給・ＵＶ照射工程は、カチオン樹脂透過工程の後、Ｈ_２Ｏ_２を含む第三薬液５４を第三薬液供給部５７から第三薬液供給ラインＬ１５−３および薬液供給共通ラインＬ１５−４を介して除染廃液ラインＬ１１に送り出し、除染廃液５８に混合する。その後、除染廃液５８を除染廃液抜き出しラインＬ１６を介して紫外線塔４６の貯留槽６５に供給する。貯留槽６５で紫外線照射装置６６から除染廃液５８にＵＶを照射し、除染廃液５８中に含まれるシュウ酸を還元して分解する。

その後、シュウ酸が分解された除染廃液５８は、貯留槽６５から排出されて除染廃液抜き出しラインＬ１６から除染廃液ラインＬ１１を通って除染対象系統４１に供給される。

第三薬液５４（除染廃液５８）を除染廃液ラインＬ１１で循環させ、除染廃液抜き出しラインＬ１６を通して貯留槽６５に供給させる循環回数は、１回でもよいし、複数回でもよい。

この第三薬液供給・ＵＶ照射工程は、本実施形態において、図７に示すように、無機イオン交換体透過工程およびカチオン樹脂透過工程を同時に行ってもよいが、第三薬液供給・ＵＶ照射工程は、無機イオン交換体透過工程およびカチオン樹脂透過工程の後に、別途行ってもよい。

図８に示すように、ステップＳ１６のアニオン樹脂透過工程は、第三薬液供給・ＵＶ照射工程の後、除染廃液５８をアニオン樹脂塔４４に供給し、シュウ酸が除去された除染廃液５８をアニオン樹脂塔４４に通し、除染廃液５８に残留するアニオンである金属イオン、紫外線塔４６で分解しきれなかったシュウ酸などをアニオン交換樹脂に吸着させて処理する。

ステップＳ１６のアニオン樹脂透過工程は、ステップＳ１３の無機イオン交換体透過工程と、ステップＳ１４のカチオン樹脂透過工程とを、図８に示すように同時に行い、無機イオン交換体透過工程、カチオン樹脂透過工程およびアニオン樹脂透過工程において除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させる。この循環回数は、１回以上行い、無機イオン交換体充填槽４２およびカチオン樹脂塔４３で除染廃液５８から金属イオンを除去しつつ、アニオン樹脂塔４４で除染廃液５８に残留するアニオンである金属イオンやシュウ酸などを除去する。

また、ステップＳ１６のアニオン樹脂透過工程は、ステップＳ１３の無機イオン交換体透過工程およびステップＳ１４のカチオン樹脂透過工程とは別に行ってもよい。この場合、除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１で循環させて除染対象系統４１に供給させ、この循環回数を１回以上行ってアニオン樹脂塔４４で除染廃液５８に残留するアニオンである金属イオンやシュウ酸などを除去する。

アニオン樹脂透過工程の後、除染対象系統４１の構造部品の除染が完了する。この場合、図９に示すように、除染廃液５８は除染廃液排出ラインＬ１７から排出され、廃液処理される。廃液処理された除染廃液５８はドラム缶などに入れて廃棄処分される。

なお、上述した実施形態において、無機イオン交換体充填槽４２とカチオン樹脂塔４３とは、無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２とカチオン樹脂塔ラインＬ１３とで独立してそれぞれ除染廃液ラインＬ１１に接続されているが、この限りではない。具体的に、図１０に示すように、無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２の無機イオン交換体充填槽出口ラインＬ１２−２と、カチオン樹脂塔ラインＬ１３のカチオン樹脂塔入口ラインＬ１３−１とを、除染廃液ラインＬ１１に接続せず、中継ラインＬ１８で接続してもよい。

また、上述した実施形態において、ステップＳ１５の第三薬液供給・ＵＶ照射工程は、必須ではない。従って、この場合、第三薬液供給部５７に係る構成、および紫外線塔４６に係る構成は設けなくてもよい。

また、上述した実施形態において、除染廃液５８を除染廃液ラインＬ１１の循環中で各工程を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、除染対象系統４１内の構造部府品や除染廃液５８の除染具合に応じてそれぞれのラインを通じて各工程を行ってもよい。

また、上述した実施形態において、原子力発電プラントに設置された構造部品を除染する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、放射性物質を含む有害物質を処理した設備に用いられた構造部品を除染する場合においても同様に用いることができる。

以上、説明したように、本実施形態の廃液処理システム４０は、除染対象系統４１を除染した際に生じた除染廃液５８を流通させる除染廃液ラインＬ１１と、除染廃液ラインＬ１１に設けられて除染廃液５８中に含まれる所定の金属イオンを吸着する無機イオン交換体を備えた無機イオン交換体充填槽４２と、除染廃液ラインＬ１１に設けられて無機イオン交換体充填槽４２を経た除染廃液５８中に含まれる所定の金属イオンの他の金属イオンを吸着するカチオン交換樹脂を備えたカチオン樹脂塔４３と、除染廃液ラインＬ１１に設けられてカチオン樹脂塔４３を経た除染廃液５８中に含まれるアニオンを吸着するアニオン交換樹脂を備えたアニオン樹脂塔４４と、を有する。

また、本実施形態の廃液処理方法は、除染対象系統４１を除染した際に生じた除染廃液５８中に溶解している所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させる無機イオン交換体透過工程と、無機イオン交換体透過工程の後に除染廃液中に溶解している所定の金属イオンの他の金属イオンをカチオン交換樹脂に吸着させるカチオン樹脂透過工程と、カチオン樹脂透過工程の後に除染廃液５８中のアニオンをアニオン交換樹脂に吸着させるアニオン樹脂透過工程と、を含む。

この廃液処理システム４０および廃液処理方法は、除染対象系統４１を構成する構造部品を除染することで生じる除染廃液５８中の所定の金属イオンを無機イオン交換体充填槽４２で除去した後、除染廃液５８中のその他の金属イオンをカチオン樹脂塔４３で除去し、さらにその後、除染廃液５８中の残留した金属イオンやシュウ酸などをアニオン樹脂塔４４で除去する。

すなわち、除染対象系統４１を構成する構造部品を除染することで生じる除染廃液５８には放射性物質が含まれているため、無機イオン交換体充填槽４２の無機イオン交換体に所定の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着され、カチオン樹脂塔４３のカチオン交換樹脂にその他の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着され、アニオン樹脂塔４４のアニオン交換樹脂に、除染廃液５８に残留したアニオンに同伴する放射性物質が吸着され、無機イオン交換体、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂は、放射性物質で汚染された二次廃棄物となる。しかし、無機イオン交換体は、所定の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着されているだけであり、無機物であるため、有機物のように放射性分解による水素ガスが生成することはないため、放射性物質を吸着して高線量となっても固化して固形物とすることで、処分場で埋設処分することができる。また、カチオン交換樹脂は、金属イオン同伴する放射性物質が吸着され、かつ有機物であるが、無機イオン交換体に所定の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着されているため、放射線量は低く焼却処分することができる。また、アニオン交換樹脂は、金属イオンやシュウ酸などに同伴する放射性物質が吸着され、かつ有機物であるが、無機イオン交換体に所定の金属イオンに同伴する放射性物質が吸着され、さらにカチオン交換樹脂に所定の金属イオンの他の金属イオン同伴する放射性物質が吸着されているため、放射線量は低く焼却処分することができる。

よって、本実施形態に係る廃液処理システム４０および廃液処理方法を用いれば、二次廃棄物として発生するカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の放射線量を低減することができる。この結果、無機イオン交換体は廃棄物として埋設処分し、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂は焼却処分することができる。従って、本実施形態の廃液処理システム４０は、従来から用いられている除染溶液の処理方法を用いた場合では処分できなかった廃棄物を処分することができる。

また、本実施形態の廃液処理システム４０にあっては、以下の構成とすることが好ましい。

すなわち、本実施形態の廃液処理システム４０では、無機イオン交換体充填槽４２における無機イオン交換体は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを選択的に吸着する。

この廃液処理システム４０によれば、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルは除染により高線量となり、このコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体で選択的に吸着することで、高い除去率（およそ９０％〜９５％）で放射性物質を除去することができ、その後のカチオン交換樹脂で他の金属イオンを吸着することによるカチオン交換樹脂の放射線量を低く抑えることができる。この結果、所定の金属イオンを吸着することでカチオン交換樹脂を焼却処分可能な範囲の放射線量に抑えることができる。

また、本実施形態の廃液処理システム４０では、無機イオン交換体がゼオライトである。

この廃液処理システム４０によれば、ゼオライトは所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを吸着するものであり、高い除去率（およそ９０％〜９５％）で放射性物質を除去することができ、その後のカチオン交換樹脂で他の金属イオンを吸着することによるカチオン交換樹脂の放射線量を低く抑えることができる。この結果、所定の金属イオンを吸着することで無機イオン交換体を処分場で埋設処分可能な範囲の放射線量に抑えることができ、かつカチオン交換樹脂を焼却処分可能な範囲の放射線量に抑えることができる。

また、本実施形態の廃液処理システム４０では、除染廃液ラインＬ１１と無機イオン交換体充填槽４２の入口側および出口側とを連結する無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２と、除染廃液ラインＬ１１とカチオン樹脂塔４３の入口側および出口側とを連結するカチオン樹脂塔ラインＬ１３と、除染廃液ラインＬ１１とアニオン樹脂塔４４の入口側および出口側とを連結するアニオン樹脂塔ラインＬ１４と、を有する。

この廃液処理システム４０によれば、無機イオン交換体充填槽４２の入口側および出口側、カチオン樹脂塔４３の入口側および出口側、アニオン樹脂塔４４の入口側および出口側が、それぞれ無機イオン交換体充填槽ラインＬ１２、カチオン樹脂塔ラインＬ１３、アニオン樹脂塔ラインＬ１４で独立して除染廃液ラインＬ１１に接続されることで、無機イオン交換体充填槽４２、カチオン樹脂塔４３、アニオン樹脂塔４４の保守をそれぞれ行えるので保守性を向上することができる。

また、本実施形態の廃液処理システム４０では、除染廃液ラインＬ１１と無機イオン交換体充填槽４２の入口側とを連結する無機イオン交換体充填槽入口ラインＬ１２−１と、無機イオン交換体充填槽４２の出口側とカチオン樹脂塔４３の入口側とを連結する中継ラインＬ１８と、カチオン樹脂塔４３の出口側と除染廃液ラインＬ１１とを連結するカチオン樹脂塔出口ラインＬ１３−２と、除染廃液ラインＬ１１とアニオン樹脂塔４４の入口側および出口側とを連結するアニオン樹脂塔ラインＬ１４と、を有する。

この廃液処理システム４０によれば、無機イオン交換体充填槽４２の出口側と、カチオン樹脂塔４３の入口側とが中継ラインＬ１８で接続されることで、無機イオン交換体充填槽４２からカチオン樹脂塔４３に連続して除染廃液５８を直接導入することができる。このため、無機イオン交換体充填槽４２やカチオン樹脂塔４３を独立して除染廃液ラインＬ１１に接続する構成と比較して弁を省略することができ、かつ無機イオン交換体充填槽４２に供給された後の除染廃液５８を必ずカチオン樹脂塔４３に供給するため、処理効率を向上することができる。

また、本実施形態の廃液処理方法にあっては、以下のようにすることが好ましい。

すなわち、本実施形態の廃液処理方法では、無機イオン交換体透過工程は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体に選択的に吸着させる。

４０廃液処理システム
４１除染対象系統
４２無機イオン交換体充填槽
４３カチオン樹脂塔
４４アニオン樹脂塔
５８除染廃液
Ｌ１１除染廃液ライン
Ｌ１２無機イオン交換体充填槽ライン
Ｌ１２−２無機イオン交換体充填槽出口ライン
Ｌ１２−１無機イオン交換体充填槽入口ライン
Ｌ１３カチオン樹脂塔ライン
Ｌ１３−２カチオン樹脂塔出口ライン
Ｌ１３−１カチオン樹脂塔入口ライン
Ｌ１４アニオン樹脂塔ライン
Ｌ１４−２アニオン樹脂塔出口ライン
Ｌ１４−１アニオン樹脂塔入口ライン
Ｌ１８中継ライン

Claims

除染対象系統を除染した際に生じた除染廃液を流通させる除染廃液ラインと、
前記除染廃液ラインに設けられて前記除染廃液中に含まれる所定の金属イオンを吸着する無機イオン交換体を備えた無機イオン交換体充填槽と、
前記除染廃液ラインに設けられて前記無機イオン交換体充填槽を経た前記除染廃液中に含まれる前記所定の金属イオンの他の金属イオンを吸着するカチオン交換樹脂を備えたカチオン樹脂塔と、
前記除染廃液ラインに設けられて前記カチオン樹脂塔を経た前記除染廃液中に含まれるアニオンを吸着するアニオン交換樹脂を備えたアニオン樹脂塔と、
前記除染廃液ラインと前記無機イオン交換体充填槽の入口側とを連結する無機イオン交換体充填槽入口ラインと、
前記無機イオン交換体充填槽の出口側と前記カチオン樹脂塔の入口側とを連結する中継ラインと、
前記カチオン樹脂塔の出口側と前記除染廃液ラインとを連結するカチオン樹脂塔出口ラインと、
前記除染廃液ラインと前記アニオン樹脂塔の入口側および出口側とを連結するアニオン樹脂塔ラインと、
を有することを特徴とする廃液処理システム。
前記無機イオン交換体充填槽における無機イオン交換体は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを選択的に吸着することを特徴とする請求項１に記載の廃液処理システム。
前記無機イオン交換体がゼオライトであることを特徴とする請求項１または２に記載の廃液処理システム。
除染対象系統を除染した際に生じた除染廃液中に溶解している所定の金属イオンを無機イオン交換体に吸着させる無機イオン交換体透過工程と、
前記無機イオン交換体透過工程の後に前記除染廃液中に溶解している所定の金属イオンの他の金属イオンをカチオン交換樹脂に吸着させるカチオン樹脂透過工程と、
前記カチオン樹脂透過工程の後に前記除染廃液中のアニオンをアニオン交換樹脂に吸着させるアニオン樹脂透過工程と、
を含み、
前記無機イオン交換体透過工程と前記カチオン樹脂透過工程とを同時に行うことを特徴とする廃液処理方法。
前記無機イオン交換体透過工程は、所定の金属イオンであるコバルトおよびニッケルを無機イオン交換体に選択的に吸着させることを特徴とする請求項４に記載の廃液処理方法。