JP7102221B2 - 放射性廃水処理装置、および、放射性廃水処理方法 - Google Patents
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Description
[A]放射性廃水処理装置1
図1は、第1実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
凝集剤供給部10は、たとえば、タンクを備えており、無機凝集剤F10を貯蔵している。凝集剤供給部10において貯蔵された無機凝集剤F10は、配管を介して、凝集剤混合部11に供給される。
凝集剤混合部11は、固形分を含有する放射性廃水L0に無機凝集剤F10を混合することによって凝集液L11を形成するために設置されている。
濾過助剤添加部20は、凝集液L11が凝集剤混合部11から排出された後であって固液分離部21において固液分離処理が実行される前に、凝集液L11に濾過助剤F20を添加するために設置されている。
固液分離部21(第1固液分離部)は、凝集剤混合部11で形成された凝集液L11を分離固形分S21と清澄液L21とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部21は、たとえば、遠心脱水機、フィルタープレス、サイクロン分離機、中空糸フィルタ、ロータリーフィルタである。固液分離部21は、上記装置を適宜組合せて構成されていてもよい。
上記の放射性廃水処理装置1を用いて、放射性廃水L0を処理する方法(放射性廃水処理方法)について説明する。
図2に示すように、本実施形態において、放射性廃水L0を処理する際には、まず、凝集剤の混合を実行する(ST10)。
つぎに、図2に示すように、本実施形態では、濾過助剤の混合を実行する(ST20)。
つぎに、本実施形態では、固液分離を実行する(ST30)。
以上のように、本実施形態では、無機凝集剤F10が放射性廃水L0に混合した凝集液L11は、固液分離処理が実行される前に、濾過助剤F20が混合される。そして、凝集液L11は、濾過助剤F20が混合された後に、凝集液L11について固液分離処理が実行される。
図3は、第1実施形態の変形例に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
[A]放射性廃水処理装置1
図4は、第2実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
以上のように、本実施形態では、固液分離部21において固液分離処理が実施された直後に、その固液分離処理で分離された分離固形分S21について固化処理を実行することができる。このため、本実施形態では、分離固形分S21は、貯蔵の際に圧密化等がされないので、分離固形分S21と固化材(セメント、ジオポリマーなど)との混合を容易に実施することができる。したがって、本実施形態では、効率的に固液分離処理を行うことが可能であり、且つ、放射性廃棄物の増大を抑制することができる。
[A]放射性廃水処理装置1
図5は、第3実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
以上のように、本実施形態では、沈殿剤F50と、放射性廃水L0に溶解する溶解性の放射性核種とを反応させて、沈殿物を生成する。この生成された沈殿物は、固液分離処理によって回収される。このため、本実施形態では、清澄液L21における放射能濃度を効果的に低減可能である。
[A]放射性廃水処理装置1
図6は、第4実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
以上のように、本実施形態では、凝集剤混合部11において無機凝集剤F10の混合が実行される前に、固液分離部22が放射性廃水L0を分離固形分S22と清澄液L22とに分離する固液分離処理を実行する。このため、凝集剤混合部11に供給される清澄液L22は、分離固形分S21が分離され、粗大粒子が取り除かれた状態である。したがって、凝集剤混合部11において無機凝集剤F10の混合が実行される際に、無機凝集剤F10が粗大粒子に付着されにくい。その結果、本実施形態では、無機凝集剤F10の使用量を低減することができる。
[A]放射性廃水処理装置1
図7は、第5実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
以上のように、本実施形態では、沈殿剤混合部51において沈殿剤F50の添加が実行される前に、固液分離部22が放射性廃水L0を分離固形分S22との清澄液L22とに分離する固液分離処理を実行する。このため、沈殿剤混合部51に供給される清澄液L22は、分離固形分S21が分離され、粗大粒子が取り除かれた状態である。したがって、沈殿剤混合部51において沈殿剤F50の添加が実行された際には、清澄液L22に溶解している溶解性の放射性核種と、沈殿剤F50との混合が容易になる。沈殿剤F50と粗大粒子との反応が生じにくくなるので、本実施形態では、沈殿剤F50の使用量を低減することができる。
[A]放射性廃水処理装置1
図8は、第6実施形態に係る放射性廃水処理装置1を模式的に示すブロック図である。
固液分離部23(第3固液分離部)は、凝集剤混合部11と、下流に位置する他の固液分離部21(第1固液分離部)との間に設けられた流路に設けられている。固液分離部23は、上流に位置する他の固液分離部22(第2固液分離部)で分離された分離固形分S22が混合した凝集液L11を、分離固形分S23(第3の分離固形分)と清澄液L23(第3の清澄液)とに分離する固液分離処理を実行するために設置されている。固液分離部23は、上流側に位置する他の固液分離部22と同様に、たとえば、液体サイクロンである。
固形分受槽71は、固液分離部21で分離された分離固形分S21と、固液分離部23で分離された分離固形分S23とを貯蔵固形分S71として貯蔵するために設置されている。沈殿物が生ずることを防止するために、固形分受槽71は、たとえば、撹拌機を有しており、タンクに貯蔵された貯蔵固形分S71を撹拌機で撹拌するように構成されている。固形分受槽71は、撹拌機に代えてポンプを有していてもよく、ポンプを用いて貯蔵固形分S71を循環させるように構成されていてもよい。固形分受槽71で貯蔵された貯蔵固形分S71は、脱水処理部81に排出される。
脱水処理部81は、固形分受槽71で貯蔵された貯蔵固形分S71について脱水処理を実行するために設置されている。脱水処理部81は、脱水機を有し、貯蔵固形分S71から脱離水L81を脱離させる。これにより、貯蔵固形分S71は、脱離水L81と、貯蔵固形分S71から脱離水L81が脱離した脱水固形分S81とに分離される。脱離水L81は、固液分離部21で分離された清澄液L21と共に、吸着塔91へ排出される。脱水固形分S81は、含水率が貯蔵固形分S71よりも低減した状態で、固化処理部40へ排出される。
吸着塔91は、固液分離部21において分離された清澄液L21に含まれる放射性物質、および、脱水処理部81で実行された脱水処理によって脱離された脱離水L81に含まれる放射性物質とを吸着するために設置されている。吸着塔91は、放射性物質を吸着する吸着剤が充填されている。吸着剤は、たとえば、けいチタン酸、ゼオライト、活性炭であって、固液分離部21で分離された清澄液L21、および、脱水処理部81で脱離された脱離水L81に残存する放射性物質を吸着する。吸着塔91において放射性物質が吸着されて除去された清澄液L91は、たとえば、コンクリートを切削する際に散布する散布水として用いられる。
固化処理部40は、脱水処理部81で得られた脱水固形分S81について固化処理を実行するために設置されている。固化処理部40は、ラム缶などの容器が載置される載置台を含み、脱水固形分S81および固化材(セメント、ジオポリマーなど)が容器において混合され固化させる。これにより、脱水固形分S81を含む固化体が形成される。
本実施形態では、第5実施形態の場合と同様に、放射性廃水L0は、沈殿剤混合部51において沈殿剤F50が添加されることで、放射性廃水L0に溶解する溶解性の放射性核種が、放射性廃水L0に不溶な固形分に変わる。その放射性廃水L0に不溶になった固形分は、固液分離部23と、他の固液分離部21とによって分離されるため、吸着塔91に供給される清澄液L21および脱水固形分S81には含まれない。このため、本実施形態では、吸着塔91でに必要な吸着剤の量を低減させることが可能である。その結果、本実施形態では、放射性廃水L0の処理で生ずる二次廃棄物の量を低減することができる。
[例1]
例1では、コンクリートのビルを解体することによって生じた切削廃水に対して、下記に示す条件で、無機系凝集剤を添加した。
・無機系凝集剤(商品名「水澄まいる」(登録商標) 標準型、スバル興業株式会社製)・・・0.5g
例2では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材との両者を同時に添加して混合した。そして、例1と同様に、固液分離処理として加圧濾過を実行した。
・無機系凝集剤(商品名「水澄まいる」(登録商標) 標準型、スバル興業株式会社製)・・・0.5g
・粉粒状吸着材(ゼオライト)・・・0.5g
例3では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材と濾過助剤の全てを同時に添加して混合した。そして、例1と同様に、固液分離処理として加圧濾過を実行した。
・無機系凝集剤(商品名「水澄まいる」(登録商標) 標準型、スバル興業株式会社製)・・・0.5g
・粉粒状吸着材(ゼオライト)・・・0.5g
・濾過助剤(珪藻土、商品名「RADIOLITE#500」(登録商標)、昭和化学工業製)・・・0.5g
[例4]
例4では、下記に示す条件で、切削廃水に対して無機系凝集剤と粉粒状吸着材との両者を同時に添加して混合した(例2と同様)。
・無機系凝集剤(商品名「水澄まいる」(登録商標) 標準型、スバル興業株式会社製)・・・0.5g
・粉粒状吸着材(ゼオライト)・・・0.5g
表1に示すように、各例で固液分離処理として実行した加圧濾過における濾過比抵抗を求めた。濾過比抵抗αについては、下記式(A)に基づいて、算出を行った。
・ΔP:濾過圧力(kg/cm2)
・A:濾過面積(cm2)
・K:濾過量X(cm3)と、濾過速度y(cm3/s)の逆数Y(s/cm3)(つまり、Y=1/y)とのグラフの傾きdY/dX(s/cm6)
・gc:重力加速度(m/s2)
・SS:SS濃度(ppm)
・μ:粘性係数(kg/m・s)
Claims (8)
- 固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合し凝集液を形成する凝集剤混合部と、
前記凝集剤混合部で形成された前記凝集液を第1の分離固形分と第1の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第1固液分離部と
前記凝集剤混合部において前記放射性廃水に前記無機凝集剤が混合される前に、前記放射性廃水に溶解する溶解性の放射性核種と反応することで沈殿物を生成する沈殿剤を前記放射性廃水に混合する沈殿剤混合部と、
前記凝集剤混合部から前記凝集液が排出された後であって前記第1固液分離部において固液分離処理が実行される前に、前記凝集液に濾過助剤を添加する濾過助剤添加部と
を有する、
放射性廃水処理装置。 - 前記凝集剤混合部は、放射性物質を吸着する吸着剤を前記無機凝集剤と共に前記放射性廃水に混合する、
請求項1に記載の放射性廃水処理装置。 - 前記第1固液分離部によって分離された前記第1の分離固形分について固化処理を実行する固化処理部
を有する、
請求項1または2に記載の放射性廃水処理装置。 - 前記沈殿剤は、カルボキシル基を有する物質である、
請求項1から3のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。 - 前記沈殿剤混合部において前記沈殿剤の添加が実行される前に、前記放射性廃水を第2の分離固形分と第2の清澄液とに分離する固液分離処理を実行する第2固液分離部
を更に有し、
前記沈殿剤混合部は、前記第2固液分離部において分離された第2の清澄液に前記沈殿剤を混合する、
請求項1から4のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。 - 前記第1固液分離部において分離された第1の分離固形分を少なくとも貯蔵固形分として貯蔵する固形分受槽と、
前記固形分受槽で貯蔵する貯蔵固形分について脱水処理を実行する脱水処理部と、
前記第1固液分離部において分離された第1の清澄液に含まれる放射性物質、および、前記脱水処理部で実行された脱水処理によって脱離された脱離水に含まれる放射性物質を吸着する吸着塔と
を更に備える、
請求項1から5のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。 - 前記濾過助剤添加部は、前記凝集剤混合部よりも下流であって前記第1固液分離部よりも上流で、または、第1固液分離部で前記凝集液に濾過助剤を添加する、
請求項1から6のいずれかに記載の放射性廃水処理装置。 - 固形分を含有する放射性廃水に無機凝集剤を混合することによって凝集液を形成する凝集剤混合ステップと、
前記凝集剤混合ステップで形成された前記凝集液を分離固形分と清澄液とに分離する固液分離処理を実行する固液分離ステップと
を有する放射性廃水処理方法であって、
前記放射性廃水に前記無機凝集剤が混合される前に、前記放射性廃水に溶解する溶解性の放射性核種と反応することで沈殿物を生成する沈殿剤を前記放射性廃水に混合する沈殿剤混合ステップと、
前記凝集剤混合ステップの実施後であって前記固液分離ステップの実施前に、前記凝集液に濾過助剤を混合する濾過助剤混合ステップと
を更に有し、
前記固液分離ステップでは、前記濾過助剤を添加された前記凝集液について固液分離処理を実行する、
放射性廃水処理方法。
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