JP6626680B2 - 浄化シート及び廃棄物の保管方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば放射性物質や重金属などで汚染された汚染水を浄化する浄化シート及び当該浄化シートを利用した廃棄物の保管方法に関する。

一般に、建造物などが地震や津波などによって破壊されて生じる瓦礫などの廃棄物は、屋外に放置されているため、雨水や海水などを含んでいたり、泥や土などが付着したりしている。このような廃棄物は、所定の場所に集めて仮置きされた後、順次に処分される。この場合、廃棄物に放射性物質などの環境汚染物が付着している場合には、廃棄物に含まれた水分が環境汚染物を取り込んで汚染水となって廃棄物から染み出し、この染み出した汚染水によって土壌が汚染される。

そこで、従来は、こうした仮置きされる廃棄物の下に敷いて、廃棄物から染み出す汚染水中の放射性セシウム（放射性物質）を吸着させて除去するシートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなシートは、放射性セシウムを吸着する粉末のゼオライトを２枚の不織布で挟んだ後、これら２枚の不織布をニードルパンチによって絡み合わせることによって形成されている。

特開２０１３−２１７６８７号公報

ところで、上述のようなシートは、一般に透水性が高い同じ２枚の不織布間に粉末のゼオライトを挟んだ構成であるため、汚染水が短時間で通り抜けてしまう。このため、上述のようなシートでは、汚染水中の放射性セシウムがゼオライトに十分に吸着されず、汚染水を効果的に浄化することができないという問題がある。

本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、汚染水を効果的に浄化することができる浄化シート及び廃棄物の保管方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する浄化シートは、透水性を有する第１層と、前記第１層よりも低い透水性を有する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、汚染物によって汚染された汚染水に含まれる前記汚染物を吸着可能な透水性を有する吸着層とを備え、前記第２層は、前記第１層よりも低い透水性を有する低透水性層と、前記低透水性層よりも高い透水性を有する高透水性層とを備え、前記低透水性層は、前記高透水性層よりも前記吸着層側に配置されている。

この構成によれば、外部から第１層を透過して浸入した汚染水が第２層を透過して外部に排出されにくくなるので、汚染水を吸着層に晒す時間を稼ぐことができる。このため、汚染水中の汚染物を吸着層で十分に吸着することができるので、汚染水を効果的に浄化することができる。また、低透水性層によって汚染水を吸着層に晒す時間を稼ぎつつ、吸着層で汚染物が吸着された後の汚染水を高透水性層から速やかに排出させることができる。

上記浄化シートにおいて、前記第１層、前記吸着層、前記低透水性層及び前記高透水性層を積層状態でニードルパンチによって絡み合わせた前記第１層及び前記高透水性層は、ニードルパンチ不織布によって構成されていることが好ましい。

この構成によれば、第１層と高透水性層とをニードルパンチによって絡み合わせることで、第１層と高透水性層とを容易に接合することができる。また、第１層と高透水性層とを全体的にニードルパンチによって絡み合わせることで、吸着層を粉粒体で構成した場合に、粉粒体が流動して偏ることを抑制できる。

上記浄化シートにおいて、前記低透水性層は、織布によって構成されていることが好ましい。
この構成によれば、低透水性層が一般的に不織布よりも形状保持能力の高い織布によって構成されているので、浄化シートに引っ張り力が作用した場合の変形を抑制できる。

上記浄化シートにおいて、前記織布は、扁平糸によって織られていることが好ましい。
この構成によれば、扁平糸は、ある程度の幅を有しているため、第１層と高透水性層とをニードルパンチによって絡み合わせる際にニードルパンチ用の棘付きの針で突き刺されても、当該針の棘に引っ掛かり難い。このため、ニードルパンチ用の針を突き刺すことによって織布の構造が破壊されることを抑制できる。

上記課題を解決する廃棄物の保管方法は、透水性を有した容器の内底面を覆うように上記構成の浄化シートを敷く工程と、前記容器内に前記汚染水を含む廃棄物を入れる工程と、前記廃棄物が収容された前記容器を保管場所に配置する工程と、を備えた。

この構成によれば、容器に収容された廃棄物に含まれる汚染水が浄化シートの第２層を透過して外部に排出されにくくなるので、汚染水を浄化シートの吸着層に晒す時間を稼ぐことができる。このため、汚染水中の汚染物を吸着層で十分に吸着することができるので、汚染水を効果的に浄化することができる。

本発明によれば、汚染水を効果的に浄化することができる。

一実施形態の浄化シートの断面模式図。 同浄化シートの低透水性層を構成する織布の平面模式図。 同浄化シートの一使用形態を示す断面模式図。 同浄化シートの他の使用形態を示す断面模式図。 変更例の浄化シートの断面模式図。 変更例の浄化シートの断面模式図。 変更例の浄化シートの断面模式図。 変更例の浄化シートの断面模式図。

以下、浄化シートの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、浄化シート１１は、透水性を有する第１層１２と、第１層１２よりも低い透水性を有する第２層１３と、第１層１２と前記第２層１３との間に配置され、環境を汚染する汚染物によって汚染された汚染水に含まれる汚染物を吸着可能な透水性を有する吸着層１４とを備えている。

第２層１３は、第１層１２よりも低い透水性を有する低透水性層１５と、低透水性層１５よりも高い透水性を有する高透水性層１６とを備えている。低透水性層１５は、高透水性層１６よりも吸着層１４側に配置されている。したがって、本実施形態の浄化シート１１は、上から順に第１層１２、吸着層１４、低透水性層１５、及び高透水性層１６が積層されることによって構成されている。

吸着層１４は、粉粒体状の吸着剤によって構成される。吸着層１４は、汚染水に含まれる汚染物が放射性セシウムなどの放射性物質である場合にゼオライトで構成することが好ましく、汚染水に含まれる汚染物がヒ素やクロムなどの重金属である場合に株式会社ＡＺＭＥＣ製の吸着剤であるカテナチオＡＢ−ｃ（登録商標）で構成することが好ましい。カテナチオＡＢ−ｃの主成分は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳＯ_３などである。

第１層１２及び高透水性層１６は、ニードルパンチ法によって形成されたニードルパンチ不織布によって構成されている。このニードルパンチ不織布の目付は、コスト、重量、及び吸着層１４を構成する粉粒体状の吸着剤の漏れ難さ等を考慮すると、１平方メートルあたり２００〜６００ｇ程度に設定することが好ましい。

第１層１２及び高透水性層１６を構成するニードルパンチ不織布の材質としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び反毛などを採用することができる。特に、ポリプロピレン（ＰＰ）は、アルカリに耐性があるため、汚染物が重金属である場合にニードルパンチ不織布の材質として採用することが好ましい。また、汚染物が放射性セシウムなどの放射性物質である場合には、ニードルパンチ不織布の材質としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が採用される。

低透水性層１５は、織布によって構成される。この織布は、図２に示すように、経糸１５ａと緯糸１５ｂとを平織りすることによって形成されている。この場合、経糸１５ａ及び緯糸１５ｂは、扁平糸（フラットヤーン）によって構成されている。扁平糸は、帯状をなしており、通常の糸よりも平たくて幅広になっている。

そして、浄化シート１１は、第１層１２、吸着層１４、低透水性層１５、及び高透水性層１６を積層した状態で、ニードルパンチによって第１層１２及び高透水性層１６の繊維同士を絡み合わせることで各層の積層状態が保持される。この場合、ニードルパンチによる棘付きの針の打ち込み数（ペネ数）は、１平方センチメートルあたり２５本程度であることが好ましい。さらにこの場合、ニードルパンチは、浄化シート１１の片側からのみ行うようにしてもよいし、浄化シート１１の両側から行うようにしてもよい。

また、浄化シート１１のニードルパンチを行う際には低透水性層１５を構成する織布も棘付きの針で突き刺されるが、この織布を構成する経糸１５ａと緯糸１５ｂが帯状の扁平糸によって構成されている。このため、ニードルパンチ用の針の棘が経糸１５ａ及び緯糸１５ｂに引っ掛かり難いので、浄化シート１１のニードルパンチを行う際に低透水性層１５を構成する織布の構造が破壊されることが抑制される。

さらに、ニードルパンチを浄化シート１１の全域に行うことで、吸着層１４を構成する粉粒体の流動が規制され、浄化シート１１を傾けた場合でも当該粉粒体が偏ることが抑制される。なお、図１のＶ字状の線は、浄化シート１１におけるニードルパンチによって針を突き刺した位置を模式的に示している。

次に、浄化シート１１の作用について説明する。
ここでは、吸着層１４がゼオライトによって構成された浄化シート１１により、放射性セシウムで汚染された汚染水を浄化する場合の作用について説明する。

図３に示すように、浄化シート１１は、放射性セシウムで汚染された汚染水が付着した瓦礫が収容されたフレキシブルコンテナバッグＦＢを保管する場合に、第１層１２が上側となるようにフレキシブルコンテナバッグＦＢの下に敷いて使用される。こうしたフレキシブルコンテナバッグＦＢは、例えば雨風の凌げる地中などに保管される。また、フレキシブルコンテナバッグＦＢを上下に積み重ねる場合には、上下のフレキシブルコンテナバッグＦＢ間にも浄化シート１１が配置される。

そして、フレキシブルコンテナバッグＦＢから汚染水が染み出した場合、この染み出した汚染水は浄化シート１１の第１層１２を透過して吸着層１４へと浸入する。この浸入した汚染水は、吸着層１４を透過する過程で放射性セシウムが吸着されて除去された後、低透水性層１５を透過しようとする。このとき、汚染水は、低透水性層１５を透過しにくいので、吸着層１４に晒される時間が長くなる。このため、汚染水中の放射性セシウムが吸着層１４によって十分に吸着されて除去される。その後、放射性セシウムが除去された汚染水は、低透水性層１５及び高透水性層１６を透過して外部の土壌Ｄへと排出される。

このように、フレキシブルコンテナバッグＦＢから染み出した汚染水は、浄化シート１１によって放射性セシウムが十分に除去されてから土壌Ｄへと排出されるので、土壌Ｄが放射性セシウムによって汚染されることが効果的に抑制される。

次に、浄化シート１１を利用した廃棄物の保管方法を図４に基づいて説明する。
ここでは、吸着層１４がゼオライトによって構成された浄化シート１１を利用して、放射性セシウムで汚染された汚染水を含む廃棄物Ｈ（例えば、土、生木、瓦礫など）を保管する方法について説明する。

図４に示すように、廃棄物Ｈを保管する場合には、まず、容器の一例としてのフレキシブルコンテナバッグＦＢを広げる。このフレキシブルコンテナバッグＦＢは、例えばバサルト繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維などによって構成された糸で織った織物によって形成されているため、その織り目により透水性及び通気性を有している。

続いて、好ましくはフレキシブルコンテナバッグＦＢの内底面２５よりも一回り大きいサイズに浄化シート１１を切断するが、内底面２５と同サイズに浄化シート１１を切断してもよい。このとき、切断した浄化シート１１の切断面から吸着層１４を構成するゼオライトが漏れ出さないように、当該切断面を合成樹脂、接着剤、粘着テープなどで塞ぐ。続いて、フレキシブルコンテナバッグＦＢの内底面２５の全体を覆うように浄化シート１１を敷く。

このとき、浄化シート１１のサイズは内底面２５よりも一回り大きいため、フレキシブルコンテナバッグＦＢの内側面２６の一部（具体的には、内側面２６における内底面２５に連なる部分）も浄化シート１１によって覆われる。続いて、フレキシブルコンテナバッグＦＢ内に廃棄物Ｈを入れる。その後、廃棄物Ｈが収容されたフレキシブルコンテナバッグＦＢを所定の保管場所に配置して保管する。この保管場所としては、例えば雨風の凌げる地中や専用の建物内などが挙げられる。

そして、フレキシブルコンテナバッグＦＢに入れて所定の保管場所で保管された廃棄物Ｈ中の汚染水は、重力によってフレキシブルコンテナバッグＦＢの底部に流れ、浄化シート１１によって放射性セシウムが十分に除去されてからフレキシブルコンテナバッグＦＢの外部へと排出される。このため、フレキシブルコンテナバッグＦＢの周囲（土壌Ｄなど）が放射性セシウムによって汚染されることが効果的に抑制される。

なお、図４の二点鎖線で示すように、フレキシブルコンテナバッグＦＢの内側面２６を、放射性セシウムを吸着するセシウム吸着繊維材２７によって覆うようにしてもよい。このようにすれば、フレキシブルコンテナバッグＦＢの側面から汚染水が漏れ出すことがあっても当該汚染水中の放射性セシウムをセシウム吸着繊維材２７によって好適に除去することができる。

セシウム吸着繊維材２７としては、例えば、ユニチカトレーディング株式会社製のＣｓＣＡＴＣＨＥＲ（シーエスキャッチャー；登録商標）が挙げられる。ＣｓＣＡＴＣＨＥＲは、放射性セシウムを選択的に吸着するプルシアンブルーがナノ粒子化された状態で表面に強固に担持された繊維をシート状（例えば、織物、編物、不織布などの形態）にしたもので、浄化シート１１よりも薄くて軽く、柔軟性も高い。

以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）浄化シート１１は、透水性を有する第１層１２と、第１層１２よりも低い透水性を有する第２層１３と、第１層１２と第２層１３との間に配置され、汚染水に含まれる放射性セシウムを吸着可能な透水性を有する吸着層１４とを備えている。このため、外部から第１層１２を透過して浸入した汚染水が第２層１３を透過して外部に排出されにくくなるので、汚染水を吸着層１４に晒す時間を稼ぐことができる。このため、汚染水中の放射性セシウムを吸着層１４で十分に吸着して除去することができるので、汚染水を効果的に浄化することができる。

（２）浄化シート１１において、第２層１３は、第１層１２よりも低い透水性を有する低透水性層１５と、低透水性層１５よりも高い透水性を有する高透水性層１６とを備え、低透水性層１５は、高透水性層１６よりも吸着層１４側に配置されている。このため、低透水性層１５によって汚染水を吸着層１４に晒す時間を稼ぎつつ、吸着層１４で汚染物が吸着された後の汚染水を高透水性層１６から速やかに排出させることができる。

（３）浄化シート１１において、第１層１２及び高透水性層１６は、ニードルパンチ不織布によって構成されている。このため、第１層１２と高透水性層１６とをニードルパンチによってそれらの繊維同士を絡み合わせることで、第１層１２と高透水性層１６とを容易に接合することができる。また、第１層１２と高透水性層１６とを全体的にニードルパンチによって絡み合わせることで、浄化シート１１を傾けた場合でも吸着層１４を構成する粉粒体であるゼオライトが流動して偏ることを抑制できる。

（４）織布は、一般的に不織布よりも形状保持能力が高い。そして、本実施形態の浄化シート１１では、低透水性層１５が織布によって構成されている。このため、浄化シート１１に引っ張り力が作用した場合に変形することを低透水性層１５によって抑制することができる。

（５）浄化シート１１において、低透水性層１５を構成する織布を構成する経糸１５ａ及び緯糸１５ｂには、帯状の扁平糸が用いられている。このため、第１層１２と高透水性層１６とをニードルパンチによって絡み合わせる際に、低透水性層１５を構成する織布がニードルパンチ用の針で突き刺されても、織布を構成する経糸１５ａ及び緯糸１５ｂは当該針の棘に引っ掛かり難い。このため、ニードルパンチ用の針を突き刺すことによって低透水性層１５を構成する織布の構造が破壊されることを抑制することができる。

（６）フレキシブルコンテナバッグＦＢの内底面２５の全体を覆うように浄化シート１１が敷かれるため、フレキシブルコンテナバッグＦＢ内に配置される遮水用の内袋を不要にできる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図５に示すように、浄化シート１１は、第１層１２と吸着層１４との間に低透水性層１５をさらに形成するようにしてもよい。このようにすれば、浄化シート１１全体としての透水率を調節しやすくすることができる。この場合、第１層１２と吸着層１４との間の低透水性層１５は、吸着層１４と高透水性層１６との間の低透水性層１５よりも若干透水性を高くすることが好ましい。

・図６に示すように、浄化シート１１は、高透水性層１６における低透水性層１５側とは反対側の面に、コーティング層２０をさらに形成するようにしてもよい。この場合、コーティング層２０は、透水性を有するものであれば、高透水性層１６における低透水性層１５側とは反対側の面全体を覆うように形成することが好ましく、透水性を有さないものであれば、高透水性層１６における低透水性層１５側とは反対側の面に対して部分的に形成することが好ましい。このようにすれば、コーティング層２０により、浄化シート１１全体としての透水率を調節しやすくすることができるとともに、吸着層１４を構成する粉粒体状の吸着剤が漏れることを効果的に抑制できる。

・図７に示すように、浄化シート１１は、高透水性層１６における低透水性層１５側とは反対側の面に、吸着層１４、低透水性層１５、及び高透水性層１６をさらに形成するようにしてもよい。このようにすれば、浄化シート１１の吸着層１４が２層になるので、汚染物の吸着性を向上させることができる。

・図８に示すように、浄化シート１１は、第１層１２及び第２層１３を共に織布によって構成し、第１層１２と第２層１３との間に吸着層１４を挟んだ状態で、第１層１２と第２層１３とを縫い目が格子状となるように縫製糸２１で縫い合わせることによって形成したものであってもよい。この場合、第２層１３は、第１層１２よりも透水性が低くなるように設定される。

・浄化シート１１において、低透水性層１５を構成する織布を構成する経糸１５ａ及び緯糸１５ｂは、必ずしも扁平糸によって構成する必要はない。
・浄化シート１１において、低透水性層１５は、必ずしも織布によって構成する必要はなく、例えば反毛によって構成してもよい。

・浄化シート１１において、第１層１２及び高透水性層１６は、必ずしもニードルパンチ不織布によって構成する必要はなく、例えばスパンボンド法によって形成されたスパンボンド不織布によって構成してもよい。但し、この場合、スパンボンド不織布に透水性を持たせる加工を施す必要がある。

・浄化シート１１において、第１層１２及び高透水性層１６は、ポリプロピレンなどのバインダーを使用したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のニードルパンチ不織布で構成してもよい。この場合、第１層１２及び高透水性層１６の透水性を確保するべく、バインダーの含有率は１０％以下であることが好ましい。

・浄化シート１１において、高透水性層１６を省略し、第２層１３を低透水性層１５のみによって構成するようにしてもよい。
・吸着層１４は、ゼオライトに、綿、粘土、ゴミ屑等を混合したもので構成するようにしてもよい。

・容器は、フレキシブルコンテナバッグＦＢだけでなく、定形性を有したものであってもよい。

１１…浄化シート、１２…第１層、１３…第２層、１４…吸着層、１５…低透水性層、１６…高透水性層、２５…内底面、ＦＢ…容器の一例としてのフレキシブルコンテナバッグ、Ｈ…廃棄物。

Claims (5)

1. 透水性を有する第１層と、
   前記第１層よりも低い透水性を有する第２層と、
   前記第１層と前記第２層との間に配置され、汚染物によって汚染された汚染水に含まれる前記汚染物を吸着可能な透水性を有する吸着層とを備え、
   前記第２層は、前記第１層よりも低い透水性を有する低透水性層と、前記低透水性層よりも高い透水性を有する高透水性層とを備え、
   前記低透水性層は、前記高透水性層よりも前記吸着層側に配置されていることを特徴とする浄化シート。
2. 前記第１層、前記吸着層、前記低透水性層及び前記高透水性層を積層状態でニードルパンチによって絡み合わせた前記第１層及び前記高透水性層は、ニードルパンチ不織布によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化シート。
3. 前記低透水性層は、織布によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の浄化シート。
4. 前記織布は、扁平糸によって織られていることを特徴とする請求項３に記載の浄化シート。
5. 透水性を有した容器の内底面を覆うように請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の浄化シートを敷く工程と、
   前記容器内に前記汚染水を含む廃棄物を入れる工程と、
   前記廃棄物が収容された前記容器を保管場所に配置する工程と、
   を備えたことを特徴とする廃棄物の保管方法。

Images