JP6675642B2 - 汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置 - Google Patents

汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置に関する。
原子力発電所などの原子力関連のコンクリート構造物において事故が発生した場合、コンクリート構造物の表面や事故によって発生したコンクリート塊の表面に放射性物質が付着して表層部に放射性物質が浸透することがある。
表層部に放射性物質が浸透した汚染コンクリート塊や、表層部に放射性物質が浸透したコンクリート構造物を解体した際に生じるコンクリートガラ(汚染コンクリート塊)を全て放射性廃棄物として処理すると、放射性廃棄物が莫大な量となり、処理に膨大な敷地や費用が必要となるという問題がある。
このような問題に対し、表面や表層部のみが放射性物質で汚染されている汚染コンクリート塊を対象として、汚染コンクリート塊をすりもみ装置に投入し、汚染コンクリート塊の表層部をすりもみして磨砕し、磨砕によって生じた磨砕粉(磨砕された汚染コンクリート塊の表層部)のみを放射性廃棄物として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2014−109559号公報
汚染コンクリート塊を磨砕することによって生じた磨砕粉は、吸引によってすりもみ装置から回収され放射性廃棄物として処理されるが、汚染コンクリート塊の表面に付着した磨砕粉は、うまく吸引されずに回収されない虞がある。
そこで、本発明は、表層部が放射性物質で汚染されたコンクリート塊の表層部を磨砕することで生じた磨砕粉を確実に回収することができる汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、表層部が放射性物質で汚染された汚染コンクリート塊を対象として除染処理を行う汚染コンクリート塊の除染処理方法において、密閉容器において除染処理対象の前記汚染コンクリート塊をすりもみ処理し、前記汚染コンクリート塊の表層部を磨砕する磨砕工程と、前記磨砕工程の後に前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊に気体を吹き付けて、前記汚染コンクリート塊から前記磨砕工程よって生じた磨砕粉を払落とす第1払落し工程と、該第1払落し工程の後に前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊の表面をブラシで擦り、前記汚染コンクリート塊から前記磨砕粉を払落とす第2払落し工程と、前記密閉容器から前記磨砕粉を回収する回収工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る汚染コンクリート塊の除染処理装置では、表層部が放射性物質で汚染された汚染コンクリート塊を対象として除染処理を行う汚染コンクリート塊の除染処理装置において、除染処理対象の前記汚染コンクリート塊を収容する密閉容器と、該密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊をすりもみ処理し、前記汚染コンクリート塊の表層部を磨砕する磨砕手段と、前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊に気体を吹き付けて、前記汚染コンクリート塊から前記汚染コンクリート塊の表層部が磨砕されたことによって生じた磨砕粉を払落とす第1払落し手段と、前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊をブラシで擦り前記汚染コンクリート塊から前記磨砕粉を払落とす第2払落し手段と、前記密閉容器から前記磨砕粉を回収する回収手段と、を有することを特徴とする。
本発明では、放射性物質で汚染された表層部を磨砕した汚染コンクリート塊に気体を吹き付けて汚染コンクリート塊から磨砕粉を払落した後に、汚染コンクリート塊をブラシで擦り汚染コンクリート塊から磨砕粉を払落としている。これにより、気体の吹付けだけでは落としきれなかった汚染コンクリート塊の表面に付着した磨砕粉をブラシで払落とすことができるため、磨砕粉を確実に回収することができる。その結果、汚染コンクリート塊から放射性物質で汚染された表層部を確実に除去することができる。
また、本発明に係る汚染コンクリート塊の除染処理方法では、前記第2払落し工程の後に前記密閉容器の内部において前記ブラシに気体を吹き付けて、前記ブラシから前記磨砕粉を払落とす第3払落し工程を有することが好ましい。
また、本発明に係る汚染コンクリート塊の除染処理装置では、前記密閉容器において前記ブラシに気体を吹き付けて前記磨砕粉を払落とす第3払落し手段を有することが好ましい。
このような構成とすることにより、ブラシに付着した磨砕粉も払落とされるため、磨砕粉を確実に回収することができる。
また、本発明に係る汚染コンクリート塊の除染処理装置では、前記第2払落し手段は、内部に前記汚染コンクリート塊が収容される筒形の篩網を有し、該篩網は、横向きに配置されて軸線を中心に回転可能に構成されるとともに、内周面に沿って前記ブラシが設けられていることが好ましい。
このような構成とすることにより、篩網を回転させることで篩網の内部の汚染コンクリート塊がブラシに擦られるため、汚染コンクリート塊の表面に付着した磨砕粉を汚染コンクリート塊から払落とすことができる。また、汚染コンクリート塊から払落とされた磨砕粉は、篩網の網目から下方に落下するため、払落とされた磨砕粉が再び汚染コンクリート塊の表面に付着することを防止できる。
本発明によれば、表層部が放射性物質で汚染されたコンクリート塊の表層部を磨砕することで生じた磨砕粉を確実に回収することができる。
本発明の実施形態による汚染コンクリート塊の除染処理装置の一例を示す図である。 図1のA−A線断面図である。 図1のB−B線断面図である。
以下、本発明の実施形態による汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置について、図1乃至図3に基づいて説明する。
本実施形態による汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置は、例えば原子力発電所等の原子力関連施設における事故あるいは原子力関連施設に対する解体工事や更新工事に伴って発生した表層部が放射性物質で汚染された汚染コンクリート塊を対象として除染処理を行うための方法および装置である。
汚染コンクリート塊は、放射性物質が内部深くにまで浸透していてその全体が汚染されているわけではなく、放射性物質が単にその表面に付着しているか、あるいは表層部のごく浅い部分(数mm程度)に浸透しているに留まるものである。したがって、このような汚染コンクリート塊を対象とする除染処理は、汚染コンクリート塊の表層部を少なくとも数mm程度の厚さで薄く除去して、この除去された表層部を放射性廃棄物として処理している。
本実施形態では、汚染コンクリート塊の表層部を磨砕して除去する。以下では、図1に示すように、磨砕された後の汚染コンクリート塊11の表層部を磨砕粉12としている。また、表層部が除去されることで放射性物質が除去された汚染コンクリート塊11をコンクリート塊13としている。
(汚染コンクリート塊の除染処理装置)
図1に示すように、汚染コンクリート塊の除染処理装置1は、所定量の汚染コンクリート塊11が収容される密閉容器2と、密閉容器2の内部において汚染コンクリート塊11を撹拌してすりもみ処理し汚染コンクリート塊11の表層部を磨砕する磨砕手段3と、密閉容器2の内部において汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を圧縮空気(気体)を吹き付けて払落とす第1払落し手段4と、密閉容器2の内部において汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12をブラシ52で擦って払落とす第2払落し手段5と、ブラシ52に付着した磨砕粉12を圧縮空気を吹き付けて払い落とす第3払落し手段8と、密閉容器2から磨砕粉12を回収する回収手段6と、コンクリート塊13を回収するコンクリート塊回収手段7と、を有する。
本実施形態では、密閉容器2は、磨砕手段3および第1払落し手段4が設けられた第1密閉容器21と、第2払落し手段5が設けられた第2密閉容器22と、を有している。回収手段6は、第1密閉容器21から磨砕粉12を回収する第1回収手段61と、第2密閉容器22から磨砕粉12を回収する第2回収手段62と、を有している。
第1密閉容器21は、内部に汚染コンクリート塊11を投入するための投入口211と、磨砕手段3および第1払落し手段4で処理された汚染コンクリート塊11を第2密閉容器22に送るための第1排出口212と、第1回収手段61で回収された磨砕粉12を外部に排出するための第2排出口213と、を有している。投入口211および第2排出口213は、それぞれ第1密閉容器21の密閉状態を保持可能な蓋体(不図示)が設けられていて、汚染コンクリート塊11や磨砕粉12の出し入れ時以外は閉鎖されている。
第1排出口212は、第2密閉容器22の投入口221と連結されている。
第2密閉容器22は、第1密閉容器21から送られた汚染コンクリート塊11が投入される投入口221と、第2払落し手段5で処理された汚染コンクリート塊11を排出するための第1排出口222と、第2回収手段62で回収された磨砕粉12を排出するための第2排出口223と、を有している。第1排出口222および第2排出口223は、それぞれ第2密閉容器22の密閉状態を保持可能な蓋体(不図示)が設けられていて、汚染コンクリート塊11や磨砕粉12の出し入れ時以外は閉鎖されている。
図1および図2に示すように、磨砕手段3は、汚染コンクリート塊11が投入される円筒状の第1篩網31と、第1篩網31を軸線を中心として回転させるモータ(不図示)と、を有している。第1篩網31は、軸線が水平となる向きに配置される。
磨砕手段3は、第1篩網31が軸線を中心に回転することにより、第1篩網31に投入された汚染コンクリート塊11を撹拌して互いに擦りあわせてすりもみ処理し、汚染コンクリート塊11の表層部を磨砕する。汚染コンクリート塊11の表層部が磨砕されることによって生じた磨砕粉12は、第1篩網31の網目311から第1篩網31の下方に落下する。
なお、第1篩網31の軸線上に軸部材が設けられていて、この軸部材に汚染コンクリート塊11を撹拌する撹拌翼が設けられていてもよい。
第1払落し手段4は、磨砕手段3で処理された汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されている。
第1払落し手段4は、第1篩網31の上方から第1篩網31に向かって圧縮空気を噴出する圧縮空気噴出手段41を有している。圧縮空気噴出手段41は、圧縮空気を第1篩網31の網目311を介して第1篩網31の内部の汚染コンクリート塊11に吹き付け、汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されている。
また、第1払落し手段4は、圧縮空気噴出手段41から噴出された圧縮空気を第1篩網31にも吹き付けて、第1篩網31に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されている。
第1払落し手段4によって汚染コンクリート塊11および第1篩網31から払落とされた磨砕粉12は、第1篩網31の網目311から下方に落下する。
図1に示すように、第1払落し手段4によって表面に付着した磨砕粉12が払落とされた汚染コンクリート塊11は、第1密閉容器21の第1排出口212および第2密閉容器22の投入口221を介して第1密閉容器21から第2密閉容器22へ移動するように構成されている。第1密閉容器21の第1排出口212と、第2密閉容器22の投入口221とは連結されていて汚染コンクリート塊11が第1密閉容器21および第2密閉容器22の外部に露出しないように構成されている。
図1および図2に示すように、第1回収手段61は、第1篩網31の下側に設けられ第1篩網31の網目311から下方に落下した磨砕粉12が載るベルトコンベア611と、ベルトコンベア611に載った磨砕粉12を回収する回収容器612と、を有している。回収容器612に回収された磨砕粉12は、第2排出口213から第1密閉容器21の外部へ取り出され、放射性廃棄物として処理される。
図1および図3に示すように、第2払落し手段5は、第1密閉容器21の内部で磨砕手段3および第1払落し手段4で処理され、第1密閉容器21から第2密閉容器22に移動した汚染コンクリート塊11が投入される円筒状の第2篩網51と、第2篩網51を軸線を中心として回転させるモータ(不図示)と、第2篩網51の内周面に沿って設けられたブラシ52と、を有している。第2篩網51は、軸線が水平となる向きに配置される。
ブラシ52は、第2篩網51の内周面全体にわたり第2篩網51の網目を閉塞しないように設けられている。
第2払落し手段5は、第2篩網51が軸線を中心に回転することにより、第2篩網51に投入された汚染コンクリート塊11を撹拌して互いに擦りあわせてすりもみ処理し、汚染コンクリート塊11の表層部を更に磨砕するとともに、ブラシ52が汚染コンクリート塊11の表面を擦り、汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されている。汚染コンクリート塊11の表層部が磨砕されることによって生じた磨砕粉12およびブラシ52で擦られることで払落とされた磨砕粉12は、第2回収手段62によって回収される。
第3払落し手段8は、第2篩網51の上方からブラシ52に向かって圧縮空気を噴出する圧縮空気噴出手段81を有している。
圧縮空気噴出手段81は、圧縮空気を第2篩網51の網目511を介して第1篩網31の内部のブラシ52に吹き付け、ブラシ52の表面に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されている。ブラシ52から払落とされた磨砕粉12は第2回収手段62によって回収される。
第2回収手段62は、第2篩網51の網目から落下した磨砕粉12を吸引して回収する吸引手段621と、第2密閉容器22に設けられた空気供給口622と、を有している。空気供給口622は、吸引手段621で磨砕粉12を吸引した際に第2密閉容器22の内部が負圧とならないように第2密閉容器22の内部に空気を供給するように構成されている。第2回収手段62では、磨砕粉12を吸引して回収する構成であるため、磨砕粉12が第2密閉容器22の内部に飛散することを防止できる。
第2回収手段62で回収された磨砕粉12は、第2排出口223から第2密閉容器22の外部へ取り出されて放射性廃棄物として処理される。
コンクリート塊回収手段7は、第2密閉容器22の第1排出口222から排出された汚染コンクリート塊11の表層部が除去されることで放射性物質が除去されたコンクリート塊13を運ぶベルトコンベア71と、ベルトコンベア71で運ばれたコンクリート塊13を回収する回収容器(不図示)と、を有している。コンクリート塊13は、路盤材や再生コンクリート用骨材の材料などに再利用される。
(汚染コンクリート塊の除染処理方法)
次に、汚染コンクリート塊の除染処理方法について説明する。
(磨砕工程)
まず、対象となる汚染コンクリート塊11を第1密閉容器21の内部の磨砕手段3の第1篩網31の内部に所定量投入する。モータを駆動させて第1篩網31を回転させ、第1篩網31の内部の汚染コンクリート塊11を互いに擦り合わせてすりもみ処理し、汚染コンクリート塊11の表層部を磨砕する。磨砕されて生じた磨砕粉12は、第1篩網31の網目311から第1回収手段61のベルトコンベア611の上に落下する。
(第1払落し工程)
続いて、第1払落し手段4の圧縮空気噴出手段41から噴出された圧縮空気によって汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12第1篩網31の下方に払落とすとともに、第1篩網31に付着した磨砕粉12を第1篩網31の下方に払落とす。払落とされた磨砕粉12は、第1回収手段61のベルトコンベア611の上に落下する。
(回収手段)
汚染コンクリート塊11および第1篩網31から払落とされてベルトコンベア611に落下した磨砕粉12を回収する。第1回収手段61で回収された磨砕粉12は、放射性廃棄物として処理する。
(第2払落し工程)
続いて、第1払落し工程で処理された汚染コンクリート塊11を、第1密閉容器21から第2密閉容器22へ移動させ、第2密閉容器22の第2払落し手段5の第2篩網51の内部に投入する。モータを駆動させて第2篩網51を回転させ、第2篩網51の内部の汚染コンクリート塊11を互いに擦り合わせてすりもみ処理し、汚染コンクリート塊11の表層部を再度磨砕するとともに、汚染コンクリート塊11の表面をブラシ52で擦り汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を汚染コンクリート塊11から払落とす。
(第3払落し工程)
第3払落し手段8の圧縮空気噴出手段81の圧縮空気によって、ブラシ52付着した磨砕粉12を払落とす。このとき、圧縮空気噴出手段81の圧縮空気によって、汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12、および第2篩網51に付着した磨砕粉12を払落としてもよい。
(回収工程)
第2払落し工程および第3払落し工程で払落とされた磨砕粉12を第2回収手段62の吸引手段621で吸引して回収する。第2回収手段62で回収された磨砕粉12は、放射性廃棄物として処理する。
(コンクリート塊回収工程)
コンクリート塊回収手段7で第2篩網51の内部の放射性物質が除去されたコンクリート塊13を回収する。コンクリート塊回収手段7で回収されたコンクリート塊13は、放射性物質が除去されているため、骨材として再利用することができる。
次に、上述した汚染コンクリート塊11の除染処理方法および汚染コンクリート塊11の除染処理装置の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による汚染コンクリート塊11の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置1では、第1払落し工程において汚染コンクリート塊11に圧縮空気を吹き付けて汚染コンクリート塊11から磨砕粉12を払落した後に、第2払落し工程において汚染コンクリート塊11をブラシ52で擦り汚染コンクリート塊11から磨砕粉12を払落としている。これにより、第1払落し工程における圧縮空気の吹付けだけでは落としきれなかった汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を、第2払落し工程においてブラシ52で払落とすことができるため、磨砕粉12を確実に回収することができる。その結果、汚染コンクリート塊11から放射性物質で汚染された表層部を確実に除去することができる。
また、第3払落し工程においてブラシ52に付着した磨砕粉12を払落とすことにより、ブラシ52に付着した磨砕粉12も回収することができ、磨砕粉12を確実に回収することができる。
また、ブラシ52は、円筒形の第2篩網51の内周面に沿って設けられていることにより、第2篩網51を回転させることで第2篩網51の内部の汚染コンクリート塊11がブラシ52に擦られるため、汚染コンクリート塊11の表面に付着した磨砕粉12を汚染コンクリート塊11から容易に払落とすことができる。また、汚染コンクリート塊11から払落とされた磨砕粉12は、第2篩網51の網目から下方に落下するため、払落とされた磨砕粉12が汚染コンクリート塊11の表面に付着することを防止できる。
以上、本発明による汚染コンクリート塊11の除染処理方法および汚染コンクリート塊11の除染処理装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、第3払落し手段8の圧縮空気噴出手段81は、ブラシ52に圧縮空気を吹き付けてブラシ52に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されているが、ブラシ52に圧縮されていない気体を吹き付けてブラシ52に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されていてもよいし、気体を吹き付ける以外の方法でブラシ52に付着した磨砕粉12が払い落とされてもよい。また、第3払落し手段8が設けられていなくてもよい。
また、上記の実施形態では、ブラシ52は、円筒状の第2篩網51の内周面に沿って設けられているが、汚染コンクリート塊11の表面を擦ることが可能であれば、ブラシ52が設けられる位置は適宜設定されてよい。
また、上記の実施形態では、第1篩網31および第2篩網51はそれぞれ円筒形であるが、いずれかまたはその両方は断面が三角形、または四角形等の矩形、あるいは楕円形であってもよい。第1篩網31および第2篩網51は、それぞれが回転する際に汚染コンクリート塊11が内部に保持される形状であればよい。
また、上記の実施形態では、第1払落し手段4の圧縮空気噴出手段41は、汚染コンクリート塊11に圧縮空気を吹き付けて汚染コンクリート塊11に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されているが、汚染コンクリート塊11に圧縮されていない気体を吹き付けて汚染コンクリート塊11に付着した磨砕粉12を払落とすように構成されていてもよい。
また、上記の実施形態では、磨砕手段3および第1払落し手段4が第1密閉容器21に設けられていて、第2払落し手段5が第2密閉容器22に設けられているが、磨砕手段3、第1払落し手段4、および第2払落し手段5が同一の密閉容器に設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、第1回収手段61は、第1篩網31から落下した磨砕粉12をベルトコンベア611で回収しているが、例えば、吸引手段によって磨砕粉12を回収するなど上記以外の方法で回収するように構成されていてもよい。
また、上記の実施形態では、第2回収手段62は、第2密閉容器22から磨砕粉12を吸引手段621で吸引して回収しているが、例えば、磨砕粉12を第2篩網51から落下させてベルトコンベアで回収するなど、上記以外の方法で回収するように構成されていてもよい。
1 汚染コンクリート塊の除染処理装置
2 密閉容器
3 磨砕手段
4 第1払落し手段
5 第2払落し手段
6 回収手段
8 第3払落し手段
11 汚染コンクリート塊
12 磨砕粉
13 コンクリート塊
21 第1密閉容器(密閉容器)
22 第2密閉容器(密閉容器)
51 第2篩網(篩網)
52 ブラシ
61 第1回収手段(回収手段)
62 第2回収手段(回収手段)

Claims (5)

  1. 表層部が放射性物質で汚染された汚染コンクリート塊を対象として除染処理を行う汚染コンクリート塊の除染処理方法において、
    密閉容器において除染処理対象の前記汚染コンクリート塊をすりもみ処理し、前記汚染コンクリート塊の表層部を磨砕する磨砕工程と、
    前記磨砕工程の後に前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊に気体を吹き付けて、前記汚染コンクリート塊から前記磨砕工程よって生じた磨砕粉を払落とす第1払落し工程と、
    該第1払落し工程の後に前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊の表面をブラシで擦り、前記汚染コンクリート塊から前記磨砕粉を払落とす第2払落し工程と、
    前記密閉容器から前記磨砕粉を回収する回収工程と、を有することを特徴とする汚染コンクリート塊の除染処理方法。
  2. 前記第2払落し工程の後に前記密閉容器の内部において前記ブラシに気体を吹き付けて、前記ブラシから前記磨砕粉を払落とす第3払落し工程を有することを特徴とする請求項1に記載の汚染コンクリート塊の除染処理方法。
  3. 表層部が放射性物質で汚染された汚染コンクリート塊を対象として除染処理を行う汚染コンクリート塊の除染処理装置において、
    除染処理対象の前記汚染コンクリート塊を収容する密閉容器と、
    該密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊をすりもみ処理し、前記汚染コンクリート塊の表層部を磨砕する磨砕手段と、
    前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊に気体を吹き付けて、前記汚染コンクリート塊から前記汚染コンクリート塊の表層部が磨砕されたことによって生じた磨砕粉を払落とす第1払落し手段と、
    前記密閉容器の内部において前記汚染コンクリート塊をブラシで擦り前記汚染コンクリート塊から前記磨砕粉を払落とす第2払落し手段と、
    前記密閉容器から前記磨砕粉を回収する回収手段と、を有することを特徴とする汚染コンクリート塊の除染処理装置。
  4. 前記密閉容器において前記ブラシに気体を吹き付けて前記磨砕粉を払落とす第3払落し手段を有することを特徴とする請求項3に記載の汚染コンクリート塊の除染処理装置。
  5. 前記第2払落し手段は、内部に前記汚染コンクリート塊が収容される筒形の篩網を有し、
    該篩網は、横向きに配置されて軸線を中心に回転可能に構成されるとともに、内周面に沿って前記ブラシが設けられていることを特徴とする請求項3または4に記載の汚染コンクリート塊の除染処理装置。
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