JP6391633B2 - 高線量廃棄物の分離方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、高線量廃棄物の分離方法および装置、特に、使用済み燃料貯蔵池内の上澄み水の処理に際して発生する高線量廃棄物から廃砂と粒状廃樹脂とを、安価にかつ確実に分離することができる、高線量廃棄物の分離方法および装置に関するものである。

従来、使用済み燃料貯蔵池内の上澄み水は、砂ろ過塔にてろ過後、樹脂塔にてイオン交換し、検査後、例えば、海に放出される。この際、使用する砂は、川砂であり、樹脂は、粒状アニオン樹脂および粒状カチオン樹脂である。

上記上澄み水の処理に際して発生する廃砂と粒状廃樹脂とは、廃砂と粒状廃樹脂とにそれぞれ分離して、廃棄する必要がある。

特開２０１４−１７４１２９号公報

高線量廃棄物の分離には、遠心分離機による遠心分離法や重液による比重分離法があるが、使用機器は、原則として廃棄する必要があるので、遠心分離法は、コスト面で問題があった。一方、比重分離法は、化学薬品を使用するために、放射線管理上の問題があった。

特許文献１には、放射性樹脂系廃棄物の処理方法が開示されているが、この発明の分離法とは構成が異なる。

従って、この発明の目的は、使用済み燃料貯蔵池内の上澄み水の処理に際して発生する高線量廃棄物から廃砂と粒状廃樹脂とを安価にかつ確実に分離することができる、高線量廃棄物の分離方法および装置を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物を分離槽内に投入し、前記分離槽の底部から前記分離槽内に水を空気とともに送り込んで、前記分離槽内において、前記廃砂と前記粒状廃樹脂とを水とともに撹拌し、次いで、水と空気の送り込みを停止して、比重差により前記廃砂と前記粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離し、次いで、前記分離槽の底部から水を前記分離槽内に送り込んで、前記分離槽内の水をオーバーフローさせて、前記分離槽の上部から前記粒状アニオン廃樹脂と前記粒状カチオン廃樹脂とをこの順で取り出し、そして、最後に前記分離槽内から前記廃砂を取り出すことに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記分離槽内から前記廃砂を取り出す前に、前記分離槽内に残留した前記粒状カチオン廃樹脂を前記分離槽の側部から取り出すことに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物が投入される分離槽と、前記分離槽の底部に、第１多孔板を介して設けられた、空気が混入した水流を発生させる水流発生室と、前記水流発生室の底部に、第２多孔板を介して接続されたヘッダーと、前記水流発生室の底部に接続された空気注入管と、前記ヘッダーに接続された送水管とを備え、前記分離槽の上部には、前記粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とをこの順で前記分離槽内から取り出す粒状廃樹脂取出口が設けられ、前記分離槽の下部には、前記廃砂を前記分離槽内から取り出す廃砂取出口が設けられ、前記第１多孔板の開口の大きさは、前記第２多孔板の開口の大きさより小さいことに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記分離槽の側部には、前記分離槽内に残留した前記粒状カチオン廃樹脂を取り出す粒状カチオン廃樹脂取出口が設けられていることに特徴を有するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記水流発生室に微細粒子取出口が設けられていることに特徴を有するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項３から５の何れか１つに記載の発明において、前記ヘッダーは、複数本の導管を介して前記水流発生室の底部に接続されていることに特徴を有するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項３から６の何れか１つに記載の発明において、前記第１多孔板の開口の大きさは、８０メッシュから１５０メッシュの範囲内であることに特徴を有するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項３から７の何れか１つに記載の発明において、前記第１多孔板は、ゴーズワイヤからなることに特徴を有するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項３から８の何れか１つに記載の発明において、前記第２多孔板の開口の大きさは、φ４からφ８の範囲内であることに特徴を有するものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項３から９の何れか１つに記載の発明において、前記第２多孔板は、パンチングメタルからなることに特徴を有するものである。

この発明によれば、廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物を分離槽内に投入し、分離槽の底部から分離槽内に水を空気とともに送り込んで、分離槽内において、廃砂と粒状廃樹脂とを水とともに撹拌し、次いで、水と空気の送り込みを停止して、比重差により廃砂と粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離し、次いで、分離槽の底部から水を分離槽内に送り込んで、分離槽内の水をオーバーフローさせて、分離槽の上部から粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とをこの順で取り出し、そして、最後に分離槽内から廃砂を取り出すことによって、廃砂と粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを安価にかつ確実に分離することができる。

この発明の、高線量廃棄物の分離装置を示す正面図である。 この発明における第１多孔板を示す平面図である。 この発明における第２多孔板を示す平面図である。

この発明の、高線量廃棄物の分離装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の、高線量廃棄物の分離装置を示す正面図、図２は、この発明における第１多孔板を示す平面図、図３は、この発明における第２多孔板を示す平面図である。

図１において、１は、高線量廃棄物である廃砂とカチオン樹脂とアニオン樹脂とを含む粒状廃樹脂が投入される分離槽である。なお、高線量廃棄物は、使用済み燃料貯蔵池内の上澄み水の処理に際して発生するものである。分離槽１の天板には、高線量廃棄物の投入口２と粒状廃樹脂取出口４とが設けられている。分離槽１の側部には、分離槽１の下部から上部にかけて所定間隔をあけて、廃砂取出口３と２つの粒状カチオン廃樹脂取出口５とが設けられている。

６は、分離槽１の底部に、第１多孔板７を介して設けられた、空気が混入した水流を発生させる水流発生室である。第１多孔板７は、例えば、図２に示すように、ゴーズワイヤからなり、その開口の大きさは、８０メッシュから１５０メッシュ、好ましくは、１００メッシュであり、後述する第２多孔板１０の開口の大きさより小さい。第１多孔板７の開口の大きさを小さくすることによって、水流発生室６からの水流を微細にし、これによって、分離槽１内における廃砂と粒状廃樹脂の撹拌を促進させることができる。また、廃砂と粒状廃樹脂の微粒子の逆流を阻止するためでもある。水流発生室６の側部には、水流発生室６内に混入した廃砂や粒状廃樹脂の微細粒子を取り出す微細粒子取出口８が設けられている。

９は、水流発生室６の底部に、第２多孔板１０を介して接続されたヘッダーである。ヘッダー９は、複数本（この例では、４本）の導管１１（ノズル）を介して水流発生室６の底部に接続されている。第２多孔板１０は、例えば、図３に示すように、パンチングメタルからなり、水流を水流発生室６の全体に粗く行き渡らせるために、その開口の大きさは、φ４からφ８、好ましくは、φ６であり、第１多孔板７の開口の大きさより大きい。なお、複数本の導管１１をそれぞれ同一方向に傾斜させれば、旋回流を発生させることができるので、分離槽１内における廃砂と粒状廃樹脂との撹拌効果が増大する。

１２は、水流発生室６の底部に接続された空気注入管、１３は、ヘッダー９に接続された送水管である。

上述したように構成されている、この発明の、高線量廃棄物の分離装置によれば、以下のようにして、高線量廃棄物から廃砂と粒状廃樹脂を構成する粒状カチオン廃樹脂と粒状アニオン廃樹脂とを分離することができる。

先ず、廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物を投入口２から分離槽１内に投入する。次いで、送水管１３から水をヘッダー９に送水するとともに、空気注入管１２から空気を水流発生室６に送り込む。ヘッダー９内の水は、導管１１から第２多孔板１０を介して水流発生室６に送り込まれるので、水流発生室６には、空気が混入した大きな水流が発生する。この大きな水流は、高線量廃棄物が投入された分離槽１内に流れ込むが、第１多孔板７を通る結果、微細な空気が混入した水流となって分離槽１内に流れ込む。これによって、廃砂と粒状廃樹脂とは、分離槽１内において水とともに確実に撹拌される。

この後、空気注入管１２からの空気の送り込みと送水管１３からの送水を停止する。これによって、分離槽１内の廃砂と粒状廃樹脂とは、これらの比重差に応じて、分離槽１内に溜まる。すなわち、比重の一番大きい廃砂は、分離槽１の底部に溜まり、次に比重の大きい粒状カチオン廃樹脂は、廃砂の上部に溜まり、一番比重が小さい粒状アニオン廃樹脂は、粒状カチオン廃樹脂の上部に溜まる。

このようにして、分離槽１内において、廃砂と粒状カチオン廃樹脂と粒状アニオン廃樹脂とが分離したら、送水管１３から水を分離槽１内に送り込んで、分離槽１内の水をオーバーフローさせる。オーバーフロー水は、粒状廃樹脂取出口４から取り出されるが、初期のオーバーフロー水には、分離槽１の上部に溜まっている粒状アニオン廃樹脂が混入しているので、粒状アニオン廃樹脂を分離することができる。この後のオーバーフロー水には、粒状カチオン廃樹脂が混入しているので、粒状カチオン廃樹脂を分離することができる。

このようにして、粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離したら、最後に分離槽１内に空気注入管１２から空気を送り込んで、バブリングさせながら、分離槽１の底部に溜まっている廃砂を取り出す。

以上のようにして、高線量廃棄物から廃砂と粒状廃樹脂を構成する粒状カチオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離することができる。

以上説明したように、この発明によれば、廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物を分離槽１内に投入し、分離槽１の底部から分離槽１内に水を空気とともに送り込んで、分離槽１内において、廃砂と粒状廃樹脂とを水とともに撹拌し、次いで、水と空気の送り込みを停止して、比重差により廃砂と粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離し、次いで、分離槽１の底部から水を分離槽１内に送り込んで、分離槽１内の水をオーバーフローさせて、分離槽１の上部から粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とをこの順で取り出し、そして、最後に分離槽内から廃砂を取り出すことによって、廃砂と粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを確実に分離することができる。

また、この発明によれば、遠心分離機等の高価な装置を使用しないので、安価に廃砂と粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離することができる。

また、この発明によれば、化学薬品を使用しないので、放射線管理上の問題も生じない。

１：分離槽
２：高線量廃棄物投入口
３：廃砂取出口
４：粒状廃樹脂取出口
５：粒状カチオン廃樹脂取出口
６：水流発生室
７：第１多孔板
８：微細粒子取出口
９：ヘッダー
１０：第２多孔板
１１：導管
１２：空気流入管
１３：送水管

Claims (10)

1. 廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物を分離槽内に投入し、前記分離槽の底部から前記分離槽内に水を空気とともに送り込んで、前記分離槽内において、前記廃砂と前記粒状廃樹脂とを水とともに撹拌し、次いで、水と空気の送り込みを停止して、比重差により前記廃砂と前記粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とを分離し、次いで、前記分離槽の底部から水を前記分離槽内に送り込んで、前記分離槽内の水をオーバーフローさせて、前記分離槽の上部から前記粒状アニオン廃樹脂と前記粒状カチオン廃樹脂とをこの順で取り出し、そして、最後に前記分離槽内から前記廃砂を取り出すことを特徴とする、高線量廃棄物の分離方法。
2. 前記分離槽内から前記廃砂を取り出す前に、前記分離槽内に残留した前記粒状カチオン廃樹脂を前記分離槽の側部から取り出すことを特徴とする、請求項１に記載の、高線量廃棄物の分離方法。
3. 廃砂と粒状廃樹脂とを含む高線量廃棄物が投入される分離槽と、前記分離槽の底部に、第１多孔板を介して設けられた、空気が混入した水流を発生させる水流発生室と、前記水流発生室の底部に、第２多孔板を介して接続されたヘッダーと、前記水流発生室の底部に接続された空気注入管と、前記ヘッダーに接続された送水管とを備え、前記分離槽の上部には、前記粒状廃樹脂を構成する粒状アニオン廃樹脂と粒状カチオン廃樹脂とをこの順で前記分離槽内から取り出す粒状廃樹脂取出口が設けられ、前記分離槽の下部には、前記廃砂を前記分離槽内から取り出す廃砂取出口が設けられ、前記第１多孔板の開口の大きさは、前記第２多孔板の開口の大きさより小さいことを特徴とする、高線量廃棄物の分離装置。
4. 前記分離槽の側部には、前記分離槽内に残留した前記粒状カチオン廃樹脂を取り出す粒状カチオン廃樹脂取出口が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の、高線量廃棄物の分離装置。
5. 前記水流発生室に微細粒子取出口が設けられていることを特徴とする、請求項３または４に記載の、高線量廃棄物の分離装置。
6. 前記ヘッダーは、複数本の導管を介して前記水流発生室の底部に接続されていることを特徴とする、請求項３から５の何れか１つに記載の、高線量廃棄物の分離装置。
7. 前記第１多孔板の開口の大きさは、８０メッシュから１５０メッシュの範囲内であることを特徴とする、請求項３から６の何れか１つに記載の、高線量廃棄物の分離装置。
8. 前記第１多孔板は、ゴーズワイヤからなることを特徴とする、請求項３から７の何れか１つに記載の、高線量廃棄物の分離装置。
9. 前記第２多孔板の開口の大きさは、φ４からφ８の範囲内であることを特徴とする、請求項３から８の何れか１つに記載の、高線量廃棄物の分離装置。
10. 前記第２多孔板は、パンチングメタルからなることを特徴とする、請求項３から９の何れか１つに記載の、高線量廃棄物の分離装置。

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