JP6866240B2 - 改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトコンベアで搬送されてふるい機に投入される前の除染除去土壌などの土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置に関する。

除染除去土壌の中間貯蔵施設における貯蔵に先立って、除染除去土壌を受入・分別処理施設へ搬入し、当該施設において除染除去土壌の処理を行っている（例えば、非特許文献１参照）。受入・分別処理施設へ搬入される除染除去土壌は、膨大な量となる。このため、受入・分別処理施設での処理では除染除去土壌をベルトコンベアで搬送して連続処理を行い、処理能力を向上させている。
また、受入・分別処理施設での処理では、除染除去土壌をふるい機にかける工程があるため、ふるい機での目詰まりを防止して処理能力を向上させるために除染除去土壌に改質材を投入している。改質材は、除染除去土壌の単位重量あたりに一定量投入されている。

環境省、中間貯蔵施設の整備について、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２８年１２月、環境省、［平成２９年６月０８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｊｏｓｅｎ．ｅｎｖ．ｇｏ．ｊｐ／．．．／ｆａｃｉｌｉｔｙ／．．．／ｐｄｆ／ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ＿１６１２１２＿０４．ｐｄｆ＞

一般に、改質材は、投入対象となる土壌の重量および含水率に応じて最適な量を投入されることが望ましいとされている。このため、土壌の重量および含水率に応じた改質材の最適な投入量を算出できる改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置が望まれている。

そこで、本発明は、土壌の重量および含水率に応じた改質材の最適な投入量を算出できる改質材投入量算出方法および改質材投入量算出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、本発明に係る改質材投入量算出方法は、ベルトコンベアで搬送されてふるい機に投入される前の土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出方法において、前記土壌の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定工程と、前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において前記土壌の厚さ寸法を測定する厚さ寸法測定工程と、前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において含水率を測定する含水率測定工程と、前記ユニットごとに重量および含水率から前記改質材の投入量を算出する改質材投入量算出工程と、を有し、前記含水率測定工程では、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて前記土壌の前記複数の箇所において含水率を測定し、前記改質材投入量算出工程では、前記ユニットごとに前記重量測定工程で測定された前記土壌の重量と、前記含水率測定工程で測定された含水率のうちの前記土壌における前記複数の箇所のうちの前記厚さ寸法測定工程で測定された前記土壌の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて前記改質材の投入量を算出することを特徴とする。

また、本発明に係る改質材投入量算出装置は、ベルトコンベアで搬送されてふるい機に投入される前の土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出装置において、前記土壌の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定部と、前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において前記土壌の厚さ寸法を測定する厚さ寸法測定部と、前記ユニットごとに含水率を測定する含水率測定部と、前記ユニットごとに前記ユニットの重量および含水率から前記改質材の投入量を算出する改質材投入量算出部と、を有し、前記含水率測定部は、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて前記土壌の前記複数の箇所において含水率を測定し、前記改質材投入量算出部は、前記ユニットごとに前記重量測定部で測定された前記土壌の重量と、前記土壌における前記複数の箇所のうちの前記厚さ寸法測定部で測定された前記土壌の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて前記改質材の投入量を算出することを特徴とする。

本発明では、ユニットごとに土壌の重量および含水率を測定し、これらの重量および含水率をもとに改質材の投入量を算出するため、土壌に対する改質材の最適な投入量を算出することができる。
そして、本発明では、（含水率測定工程）含水率測定部で中性子線散乱反射式の含水率計を用いて土壌の複数の箇所において含水率を測定するとともに、改質材算出工程（改質材投入量算出部）でユニットごとに重量測定工程（重量測定部）で測定された土壌の重量と、土壌における複数の箇所のうちの厚さ寸法測定工程（厚さ寸法測定部）で測定された土壌の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて改質材の投入量を算出する。このため、より正確な含水率の値を採用して改質材の投入量を算出することができ、最適な改質材の投入量を算出することができる。
これにより、土壌に対して最適量の改質材を投入することができ、土壌に対して改質材が少ないことによってふるい機を目詰まりさせることを防止できるとともに、土壌に対して改質材を過剰に投入することを防止することができる。その結果、土壌を効率よく処理することができる。
本発明における土壌のユニットとは、土壌全体が連続してベルトコンベアに載置されている場合ではベルトコンベアの所定区間に載置された土壌を示し、土壌全体が明確に複数に区分されている場合は、その区分された１つの土壌を示すものとする。土壌のユニットは、必ずしも他のユニットと区分されていなくてもよい。

また、本発明に係る改質材投入量算出方法では、前記含水率測定工程の前に前記土壌の厚さ寸法を均一とする厚さ均一成形工程を有していてもよい。
このような構成とすることにより、含水率測定工程の前に土壌の厚さが均一となり、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて含水率をより正確に測定することができる。

また、本発明に係る改質材投入量算出方法では、前記含水率測定工程では、前記ベルトコンベアを平坦に保持した状態で前記土壌の含水率を測定してもよい。
このような構成とすることにより、土壌が平坦な状態に保持されるため、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて土壌の含水率をより正確に測定することができる。

本発明によれば、土壌の重量および含水率に応じた改質材の最適な投入量を算出できる。

本発明の実施形態による改質材投入量算出方法を含む除染除去土壌の処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による改質材投入量算出装置の一例を説明する図である。 （ａ）は本発明の実施形態による改質材投入量算出装置の一部を説明する側面図、（ｂ）は本発明の実施形態による改質材投入量算出装置の一部を説明する平面図である。

以下、本発明の実施形態による改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置について、図１乃至図３に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置は、除染除去土壌（土壌）の中間貯蔵施設での貯蔵に先立って行われる、受入・分別処理施設での除染除去土壌の処理Ｓ−１の改質材投入量算出工程Ｓ−３に採用されている。

受入・分別処理施設で行われる除染除去土壌の処理Ｓ−１は、除染除去土壌を仮置き場などから受入・分別処理施設に搬入してベルトコンベアに載せる搬入工程Ｓ−２と、除染除去土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出工程Ｓ−３と、改質材投入量算出工程Ｓ−３で算出された投入量に基づいて除染除去土壌に改質材を投入する改質材投入工程Ｓ−４と、改質材投入工程Ｓ−４で改質材が投入されて改質された除染除去土壌をふるいにかけて分別する第１分別工程Ｓ−５と、第１分別工程Ｓ−５で分別された除染除去土壌を放射能濃度別に分別する第２分別工程Ｓ−６と、第２分別工程Ｓ−６で分別された除染除去土壌を受入・分別処理施設外に搬出する搬出工程Ｓ−７と、を有している。搬出工程Ｓ−７では、所定の規格の除染除去土壌を中間貯蔵施設に搬送している。

改質材投入工程Ｓ−４は、除染除去土壌に改質材を投入して除染除去土壌の塊をほぐしている。改質材投入工程Ｓ−４は、第１分別工程Ｓ−４におけるふるい機の誤分別および目詰まりを防止するために行われている。
第１分別工程Ｓ−５では、例えば、振動ふるいや回転ふるいなどを用いて、除染除去土壌から除染除去土壌を収容していたフレコンバックなどの容器の残渣や、粒径の大きな石などの不燃物、草木や根などの可燃物を分別して除去するように構成されている。
なお、第１分別工程Ｓ−５において除染除去土壌を比較的目の粗いふるい機に投入した後に、比較的目の細かいふるい機に投入する場合、比較的目の粗いふるい機に投入される前の除染除去土壌には改質材を投入せずに、比較的目の粗いふるい機を経て比較的目の細かいふるい機に投入される前の除染除去土壌に改質材を投入するようにして第１分別工程Ｓ−５の中に改質材投入工程Ｓ−４が組み込まれていてもよい。

本実施形態による改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置では、改質材投入量算出工程Ｓ−３において除染除去土壌に投入する改質材の投入量を算出している。本実施形態よる改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置では、ベルトコンベアで搬入された除染除去土壌をベルトコンベアの所定の１スパンごとに１つのユニットとし、１つのユニットごとに処理を行うように構成されている。

（改質材投入量算出装置）
図２および図３に示すように、本実施形態による改質材投入量算出装置１は、除染除去土壌１１（図３参照）の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定部２（図２参照）と、ユニットごとに含水率を測定する含水率測定部３と、除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一とする厚さ均一成形部４（図３参照）と、ユニットごとに改質材の投入量を算出する改質材投入量算出部６と、除染除去土壌１１の厚さ寸法を測定し、測定された厚さ寸法のデータを改質材投入量算出部６に送信する厚さ寸法測定部８と、を有している。

重量測定部２は、重量計を用いてユニットごとに除染除去土壌１１の重量をオンラインで測定し、測定された重量のデータを改質材投入量算出部６に送信するように構成されている。

厚さ均一成形部４は、含水率測定部３で含水率を測定する前、および厚さ寸法測定部８で除染除去土壌１１の厚さ寸法を測定する前の除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一に成形するように構成されている。
図３に示すように、厚さ均一成形部４は、ベルトコンベア１２の上側に配置された成形用ローラ４１を有している。成形用ローラ４１は、軸線の延びる方向がベルトコンベア１２の搬送方向と直交する方向となる向きで配置されている。成形用ローラ４１は、均一にした後の除染除去土壌１１の厚さ寸法と略同じ寸法をあけるようにしてベルトコンベア１２よりも上側に配置されている。
厚さ均一成形部４は、ベルトコンベア１２で搬送されて成形用ローラ４１の下側を通過した除染除去土壌１１が、成形用ローラ４１に均されて厚さ寸法が均一になるように構成されている。

厚さ寸法測定部８は、厚さ均一成形部４の成形用ローラ４１を通過した除染除去土壌１１の厚さ寸法を非接触距離計８１で測定するように構成されている。非接触距離計８１としては、例えば、超音波距離計、レーザー距離計、ＬＥＤ距離計などが採用されている。
厚さ寸法測定部８は、１つのユニットの除染除去土壌１１において複数の異なる箇所において除染除去土壌１１の厚さ寸法をそれぞれ測定し、これらの厚さ寸法のデータを改質材投入量算出部６に送信するように構成されている。

含水率測定部３は、中性子線散乱反射式の含水率計３１によって除染除去土壌１１の含水率を測定するように構成されている。含水率測定部３は、１つのユニットの除染除去土壌１１における厚さ寸法測定部８が測定する複数の異なる箇所において除染除去土壌１１の含水率をそれぞれ測定し、これらの含水率のデータを改質材投入量算出部６に送信するように構成されている。

含水率測定部３は、含水率計３１がベルトコンベア１２の下側に厚さ寸法の均一な鉄板１３などを介して配置されている。鉄板１３は、ベルトコンベア１２の下側に重なるように配置され、鉄板１３の上を移動するベルトコンベア１２を平坦な状態に支持している。
鉄板１３は、厚さ均一成形部４の成形用ローラ４１よりもベルトコンベア１２の搬送方向の下流側に配置されている。これにより、鉄板１３の上方を移動する除染除去土壌１１は、均一な厚さ寸法かつ平坦な状態に維持されている。このため、含水率計３１で測定される除染除去土壌１１は、均一な厚さ寸法であるとともに、含水率計３１からの距離が一定に維持されている。

これにより、含水率測定部３の中性子線散乱反射式の含水率計３１によって除染除去土壌１１の含水率を容易にかつ正確に測定することができる。
なお、鉄板１３とベルトコンベア１２との間には、超高分子量樹脂などの高摺動性材が配置され、鉄板１３とベルトコンベア１２との摩擦が低減されるように構成されていることが好ましい。このようにすることにより、鉄板１３が配置されることによるベルトコンベア１２の摩耗防止や、破断リスクの低減を図ることができる。

改質材投入量算出部６は、除染除去土壌１１のユニットごとに重量測定部２で測定された重量、および含水率測定部３で測定された含水率のデータを受信し、これらの除染除去土壌１１の重量および含水率から改質材の投入量を算出するように構成されている。
改質材投入量算出部６は、算出した改質材の投入量のデータを、除染除去土壌１１に改質材を投入する改質材投入手段７に送信するように構成されている。
改質材投入手段７は、改質材投入量算出部６から受信した改質材の投入量のデータに基づいて改質材を投入するように構成されている。

（改質材投入量算出方法）
本実施形態による改質材投入量算出方法（改質材投入量算出工程Ｓ−３）は、除染除去土壌１１の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定工程Ｓ−１１と、除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一とする厚さ均一成形工程（第１厚さ均一成形工程）Ｓ−１２と、厚さ寸法測定部８で除染除去土壌１１の厚さ寸法をユニットごとに測定する厚さ寸法測定工程Ｓ−１３と、ユニットごとに含水率を測定する含水率測定工程Ｓ−１４と、ユニットごとに改質材の投入量を算出する改質材投入量算出工程Ｓ−１５と、を有している。

重量測定工程Ｓ−１１では、重量測定部２でユニットごとに除染除去土壌１１の重量をオンラインで測定し、測定された重量のデータを改質材投入量算出部６に送信する。
厚さ均一成形工程Ｓ−１２では、厚さ均一成形部４で除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一に成形する。厚さ均一成形工程Ｓ−１２は、含水率測定工程Ｓ−１４の前に行う。なお、厚さ均一成形工程Ｓ−１２は、重量測定工程Ｓ−１１の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。

厚さ寸法測定工程Ｓ−１３では、厚さ均一成形工程Ｓ−１２の後に、厚さ寸法測定部８で除染除去土壌１１の厚さ寸法を複数個所それぞれで測定し、それぞれ測定された除染除去土壌１１の厚さ寸法のデータを改質材投入量算出部６に送信する。
含水率測定工程Ｓ−１４では、ユニットごとに除染除去土壌１１における厚さ寸法測定部８が厚さ寸法を測定した複数の異なる箇所それぞれにおいて測定し、それぞれ測定された除染除去土壌１１の含水率をオンラインで測定し、測定された含水率のデータを改質材投入量算出部６に送信する。

改質材投入量算出工程Ｓ−１５では、改質材投入量算出部６で、重量測定工程Ｓ−１１で測定された重量のデータ、厚さ寸法測定工程Ｓ−１３で測定された厚さ寸法のデータ、および含水率測定工程Ｓ−１４で測定された含水率のデータを受信し、これらの重量、厚さ寸法および含水率のデータからユニットごとの改質材の投入量を算出する。
改質材投入量算出工程Ｓ−１５では、改質材の投入量を算出する際に考慮する含水率を、している。
改質材投入量算出工程Ｓ−１５では、算出した改質材の投入量のデータを除染除去土壌１１に改質材を投入する改質材投入手段７に送信する。
改質材投入手段７が改質材投入量算出部６から改質材の投入量のデータを受信すると、受信した改質材の投入量のデータに基づいて改質材を投入する改質材投入工程Ｓ−４が行われる。

次に、上述した本発明の実施形態による改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置１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改質材投入量算出方法および改質材投入量算出装置１では、ユニットごとに除染除去土壌１１の重量および含水率を測定し、これらの重量および含水率をもとに改質材の投入量を算出するため、除染除去土壌１１に対する改質材の最適な投入量を算出することができる。
そして、含水率測定部３が中性子線散乱反射式の含水率計３１を用いて除染除去土壌１１の複数の箇所において含水率を測定するとともに、改質材投入量算出工程ではユニットごとに重量測定工程で測定された除染除去土壌１１の重量と、除染除去土壌１１における複数の箇所のうちの厚さ寸法測定工程で測定された除染除去土壌１１の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて改質材の投入量を算出する。このため、より正確な含水率の値を採用して改質材の投入量を算出することができ、最適な改質材の投入量を算出することができる。
これにより、除染除去土壌１１に対して最適量の改質材を投入することができ、除染除去土壌１１に対して改質材が少ないことによってふるい機を目詰まりさせることを防止できるとともに、除染除去土壌１１に対して改質材を過剰に投入することを防止することができる。その結果、除染除去土壌１１を効率よく処理することができる。

また、含水率測定工程Ｓ−２４の前に行う厚さ均一成形工程Ｓ−２２において除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一にするとともに、含水率測定工程Ｓ−２４においてベルトコンベア１２を鉄板１３で平坦に保持した状態でベルトコンベア１２に載置された除染除去土壌１１の含水率を測定している。これらのことにより、含水率測定部３の中性子線散乱反射式の含水率計３１によって除染除去土壌１１の含水率を容易にかつ正確に測定することができる。

以上、本発明による改質材投入量算出方法および改質材投入量算出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、改質材投入量算出装置１および改質材投入量算出方法によって、除染除去土壌１１に投入する改質材の投入量を算出しているが、改質材投入量算出装置１および改質材投入量算出方法によって、除染除去土壌１１以外の土壌に投入する改質材の投入量を算出してもよい。
また、上記の実施形態では、除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一とする厚さ均一成形工程Ｓ−１２，Ｓ−２２を有しているが、除染除去土壌１１の厚さ寸法を均一としなくても含水率の測定が可能であれば、厚さ均一成形工程Ｓ−１２，Ｓ−２２を行わなくてもよい。

１ 改質材投入量算出装置
２ 重量測定部
３ 含水率測定部
４ 厚さ均一成形部
６ 改質材投入量算出部
３１ 含水率計
１１ 除染除去土壌（土壌）
Ｓ−１１ 重量測定工程
Ｓ−１２ 厚さ均一成形工程
Ｓ−１３ 厚さ寸法測定工程
Ｓ−１４ 含水率測定工程
Ｓ−１５ 改質材投入量算出工程

Claims (4)

1. ベルトコンベアで搬送されてふるい機に投入される前の土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出方法において、
   前記土壌の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定工程と、
   前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において前記土壌の厚さ寸法を測定する厚さ寸法測定工程と、
   前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において含水率を測定する含水率測定工程と、
   前記ユニットごとに重量および含水率から前記改質材の投入量を算出する改質材投入量算出工程と、を有し、
   前記含水率測定工程では、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて前記土壌の前記複数の箇所において含水率を測定し、
   前記改質材投入量算出工程では、前記ユニットごとに前記重量測定工程で測定された前記土壌の重量と、前記含水率測定工程で測定された含水率のうちの前記土壌における前記複数の箇所のうちの前記厚さ寸法測定工程で測定された前記土壌の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて前記改質材の投入量を算出することを特徴とする改質材投入量算出方法。
2. 前記含水率測定工程の前に前記土壌の厚さ寸法を均一とする厚さ均一成形工程を有する請求項１記載の改質材投入量算出方法。
3. 前記含水率測定工程では、前記ベルトコンベアを平坦に保持した状態で前記土壌の含水率を測定する請求項１または２に記載の改質材投入量算出方法。
4. ベルトコンベアで搬送されてふるい機に投入される前の土壌に投入する改質材の投入量を算出する改質材投入量算出装置において、
   前記土壌の重量を所定のユニットごとに測定する重量測定部と、
   前記ユニットごとに前記土壌の複数の箇所において前記土壌の厚さ寸法を測定する厚さ寸法測定部と、
   前記ユニットごとに含水率を測定する含水率測定部と、
   前記ユニットごとに前記ユニットの重量および含水率から前記改質材の投入量を算出する改質材投入量算出部と、を有し、
   前記含水率測定部は、中性子線散乱反射式の含水率計を用いて前記土壌の前記複数の箇所において含水率を測定し、
   前記改質材投入量算出部は、前記ユニットごとに前記重量測定部で測定された前記土壌の重量と、前記土壌における前記複数の箇所のうちの前記厚さ寸法測定部で測定された前記土壌の厚さ寸法が所定値以上である箇所の含水率と、を用いて前記改質材の投入量を算出することを特徴とする改質材投入量算出装置。

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