JPH11118990A - Method for treating radioactive liquid waste - Google Patents

Method for treating radioactive liquid waste

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JPH11118990A
JPH11118990A JP28005897A JP28005897A JPH11118990A JP H11118990 A JPH11118990 A JP H11118990A JP 28005897 A JP28005897 A JP 28005897A JP 28005897 A JP28005897 A JP 28005897A JP H11118990 A JPH11118990 A JP H11118990A
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JP
Japan
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waste liquid
alkali
boric acid
concentration
cement
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Application number
JP28005897A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Noshita
健司 野下
Takashi Nishi
高志 西
Atsushi Yukita
篤 雪田
Masami Matsuda
将省 松田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dissolve a large amount of boron by an evaporation condensation process, suppress the deposition of boric acid salt, and at the same time achieve a high- magnification condensation by increasing the pH of liquid waste in an alkali addition process larger than 12. SOLUTION: After a boric acid liquid waste is supplied to a pH adjustment tank 4, a valve 6 is opened and sodium hydroxide in an alkali storage tank 5 is supplied to the tank 4. In the meantime, an agitator 7 is driven, thus agitating the boric acid liquid waste and NaOH and making uniform the composition. Then, a solution where pH is adjusted to at least 13 is supplied into a total amount condenser 10 by opening a valve 9. After that, the solution is heated at 100 deg.C under the atmosphere by a heater 10a and is subjected to evaporation condensation treatment, thus setting a boron concentration to approximately 150 g/L. More specifically, the amount of the solution is condensed from 3,000 L to approximately 100 L, which is approximately 30 times larger. After the condensed liquid is supplied to a kneading machine 12, a specific amount of ordinary portland cement in a curing material tank 13 is supplied to the kneading machine 12. By setting pH to 13 or more before curing, the curing reaction of cement can be promoted preferentially due to the precipitation reaction caused by boric acid ion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射性廃液の処理
方法に係わり、特に、ホウ素を含む放射性廃液の減容固
化処理に好適な放射性廃液の処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating a radioactive liquid waste, and more particularly to a method for treating a radioactive liquid waste suitable for reducing and solidifying a radioactive liquid waste containing boron.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力発電所では、ホウ素を主としてホ
ウ酸の形態で含む放射性廃液(以下適宜、ホウ酸廃液と
いう)を発生する。その例としては、例えば、PWR
(加圧水型原子炉)において、炉水浄化用のイオン交換
樹脂を再生処理するときに、ホウ酸イオンによる洗浄を
行った後の洗浄廃液等がある。
2. Description of the Related Art Nuclear power plants generate radioactive waste liquid containing boron mainly in the form of boric acid (hereinafter referred to as boric acid waste liquid as appropriate). For example, for example, PWR
In a (pressurized water reactor), when regenerating an ion exchange resin for purifying reactor water, there is a washing waste liquid after washing with borate ions.

【0003】このようなホウ酸廃液の処理は、通常、セ
メントを固化材としたセメント固化法によって行われ
る。このとき、固化後の処分負担軽減の観点から固化体
の発生本数をできるだけ低減するため、ホウ酸廃液中の
ホウ素濃度を高くして減容性を向上することが重要であ
る。しかし、ホウ酸廃液中のホウ素濃度を高くすると、
ホウ酸イオンによる妨害作用のため、セメント固化時に
セメントの硬化遅延が生じ、健全なセメント固化体を得
るのが困難となっていた。
[0003] Such treatment of boric acid waste liquid is usually performed by a cement solidification method using cement as a solidifying material. At this time, it is important to improve the volume reduction by increasing the boron concentration in the boric acid waste liquid in order to reduce the number of solidified bodies as much as possible from the viewpoint of reducing the burden of disposal after solidification. However, when the boron concentration in boric acid waste liquid is increased,
Due to the disturbing action of borate ions, the setting of the cement is delayed during the solidification of the cement, and it has been difficult to obtain a sound cement solid.

【0004】そこで、この問題を解決する方法として、
ホウ酸廃液に可溶性のカルシウム化合物を加え、ホウ素
をセメントの硬化反応に無害な不溶性のホウ酸カルシウ
ムに変換する方法が提案されている。このような公知技
術例としては、例えば、特公昭63-51519号公報、特公昭
63-51520号公報、及び特公平6-31842号公報等がある。
Therefore, as a method for solving this problem,
A method has been proposed in which a soluble calcium compound is added to boric acid waste liquid to convert boron into insoluble calcium borate harmless to the hardening reaction of cement. Examples of such known techniques include, for example, JP-B-63-51519 and JP-B-63-51519.
There are JP-A-63-51520 and JP-B-6-31842.

【0005】特公昭63-51519号公報では、まず、ホウ酸
廃液にNaOHを加えてpHを中性またはアルカリ性に
調整する(アルカリ添加工程)。その後このpH調整さ
れたホウ酸廃液に可溶性のカルシウム化合物を所定割合
で加え、所定温度中で撹拌してホウ酸カルシウムを生成
・析出させ、ペースト状とする(カルシウム添加工
程)。そして、このペースト状物を冷却して数時間保持
し、ペースト状物を分離しやすいスラリー状とする(熟
成工程)。その後、このスラリー状物のうちスラリーと
その他のものとを分離し(分離工程)、スラリーを所定
圧力で所定の濃度まで蒸発濃縮し、再びペースト状とす
る(蒸発濃縮工程)。そして、このペースト状物にセメ
ントを加えてセメント固化処理を行う(固化工程)。
In Japanese Patent Publication No. Sho 63-51519, first, NaOH is added to boric acid waste liquid to adjust the pH to neutral or alkaline (alkali addition step). Thereafter, a soluble calcium compound is added at a predetermined ratio to the boric acid waste liquid whose pH has been adjusted, and the mixture is stirred at a predetermined temperature to generate and precipitate calcium borate to form a paste (calcium addition step). Then, the paste is cooled and held for several hours to form a slurry that can be easily separated (ripening step). Thereafter, the slurry and the other slurry are separated from each other (separation step), and the slurry is evaporated and concentrated to a predetermined concentration at a predetermined pressure to obtain a paste again (evaporation and concentration step). Then, cement is added to the paste to perform a cement solidification process (solidification step).

【0006】特公昭63-51520号公報では、上記同様の処
理を行う際、蒸発濃縮工程において遠心薄膜蒸発機等を
用いることにより乾燥粉末化を行う手法が開示されてい
る。
Japanese Patent Publication No. Sho 63-51520 discloses a method of performing dry powdering by using a centrifugal thin film evaporator or the like in the evaporation and concentration step when performing the same treatment as described above.

【0007】特公平6-31842号公報では、アルカリ添加
工程でのNaOH添加量を所定量に調整しておくことに
より、上記同様のアルカリ添加工程及びカルシウム添加
工程を行った後、熟成や分離を行うことなく、ホウ酸カ
ルシウムを含む廃液をそのまま乾燥処理して粉体化させ
る(粉体化工程)。そして、この粉体にセメントを加え
てセメント固化処理を行う(固化工程)。
[0007] In Japanese Patent Publication No. 6-31842, the amount of NaOH added in the alkali addition step is adjusted to a predetermined amount so that the same alkali addition step and calcium addition step as described above are performed, followed by aging and separation. Without performing the process, the waste liquid containing calcium borate is dried and powdered as it is (powdering step). Then, cement is added to the powder to perform a cement solidification treatment (solidification step).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術による処理方法では、以下のような課題がある。
すなわち、廃液を固化処理するための前処理として、廃
液にカルシウム化合物を添加するカルシウム添加工程が
不可欠であり、その分工程数が増える。特に、特公昭63
-51519号公報及び特公昭63-51520号公報では、カルシウ
ム添加工程後にも、析出工程、熟成工程、及び分離工程
が必要となり、さらに工程数が増える。
However, the processing method according to the above-mentioned known technique has the following problems.
That is, as a pretreatment for solidifying the waste liquid, a calcium addition step of adding a calcium compound to the waste liquid is indispensable, and the number of steps increases accordingly. In particular,
In JP-A-51519 and JP-B-63-51520, a precipitation step, an aging step, and a separation step are required even after the calcium addition step, and the number of steps is further increased.

【0009】また、カルシウム添加工程後、固化工程前
の工程では、溶液ではなく、スラリー状物や粉体を取り
扱うこととなるため、配管の目詰まり等を防止する手段
が別途必要となったりして処理システムが非常に複雑に
なる。また特に特公平6-31842号公報では、高価な粉体
化の設備が必要であり、コスト高となる。
In addition, in the step after the calcium addition step and before the solidification step, not the solution but the slurry or the powder is handled, so that a means for preventing clogging of the pipe is required separately. And the processing system becomes very complicated. In addition, in Japanese Patent Publication No. 6-31842, expensive powdering equipment is required, which increases the cost.

【0010】本発明の目的は、ホウ素を含む放射性廃液
に対し、少ない工程数でかつ簡素な処理システムで高減
容かつ健全なセメント固化を行うことができる放射性廃
液の処理方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for treating radioactive waste liquid which can perform high volume reduction and sound cement solidification with a simple processing system with a small number of steps for a radioactive waste liquid containing boron. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)上記目的を達成するために、本発明は、ホウ素を
含む放射性廃液にアルカリを加えてpHを所定範囲に調
整するアルカリ添加工程と、このpHが調整された廃液
を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程と、この濃縮された液をセ
メント系固化材と混和して固化処理する固化工程とを有
する放射性廃液の処理方法において、前記アルカリ添加
工程で、pHが12より大きくなるように調整する。ホ
ウ酸を含む放射性廃液の固化工程におけるセメント主成
分の硬化反応は、2(3Ca・SiO2)+6H20→3
CaO・2SiO2・3H2O+3Ca(OH)2で表さ
れる。ここで、廃液中のホウ素濃度を高くすると、例え
ばNa247+Ca2+→CaB47(沈澱)+2Na+
で表されるホウ酸イオンによる沈澱反応が生じ、セメン
ト硬化に消費されるべきCaがホウ酸イオンの沈澱に消
費されるため、セメント硬化が妨害されて硬化遅延が生
じる。しかし本発明においては、硬化の前にアルカリ添
加工程で廃液のpHを12より大きくしておくことによ
り、ホウ酸イオンによる沈澱反応よりもセメント主成分
の硬化反応を優先して促進することができるので、硬化
遅延を生じることなく健全なセメント固化体を形成する
ことができる。また、廃液中の飽和ホウ素濃度は、アル
カリ域(pH>7)で徐々に増加するが、pH12以下
ではそれほど増大しない。しかし、pHが12より大き
くなるにつれて急激に増大する傾向を示す。本発明にお
いては、上記のようにアルカリ添加工程で廃液のpHを
12より大きくしておくことにより、蒸発濃縮工程にお
いてより多くのホウ素を溶解できるので、ホウ酸塩の析
出を抑制しつつ高倍率の濃縮が可能となる。以上のよう
にして、ホウ素を含む放射性廃液に対して高減容かつ健
全なセメント固化を行うことができる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides an alkali addition step of adding an alkali to a boron-containing radioactive waste liquid to adjust the pH to a predetermined range, and evaporating and concentrating the pH-adjusted waste liquid. In the method for treating a radioactive waste liquid having a step and a solidifying step of mixing the concentrated liquid with a cement-based solidifying material and solidifying, the pH is adjusted to be higher than 12 in the alkali adding step. The hardening reaction of the cement main component in the solidification step of the radioactive waste liquid containing boric acid is 2 (3Ca · SiO 2 ) + 6H 2 0 → 3
Represented by CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O + 3Ca (OH) 2. Here, when the boron concentration in the waste liquid is increased, for example, Na 2 B 4 O 7 + Ca 2+ → CaB 4 O 7 (precipitation) + 2Na +
A precipitation reaction due to borate ions represented by the formula (1) occurs, and Ca to be consumed for cement hardening is consumed for precipitation of borate ions. Therefore, cement hardening is hindered and hardening is delayed. However, in the present invention, by setting the pH of the waste liquid to be higher than 12 in the alkali addition step before curing, the curing reaction of the cement main component can be accelerated in preference to the precipitation reaction by borate ions. Therefore, a sound cement solid can be formed without delay in hardening. The concentration of saturated boron in the waste liquid gradually increases in an alkaline region (pH> 7), but does not increase so much at pH 12 or lower. However, it tends to increase sharply as the pH becomes greater than 12. In the present invention, by setting the pH of the waste liquid to be higher than 12 in the alkali addition step as described above, more boron can be dissolved in the evaporative concentration step, so that high magnification while suppressing the precipitation of borate can be achieved. Can be concentrated. As described above, high volume reduction and sound cement solidification can be performed on the radioactive waste liquid containing boron.

【0012】(2)上記(1)において、好ましくは、
前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとして、水酸
化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化ルビジウム、及び水酸化セシウムのうち、少なくとも
1つを用いる。すなわち、アルカリとしてカルシウム、
マグネシウム、ストロンチウム等を含むものを用いる
と、カルシウムを添加する従来方法と同様になって、固
化工程前の工程でスラリー状物や粉体を取り扱うことと
なるため、処理システムの複雑化という同様の課題が生
じる。しかし、アルカリとして、アルカリ土類金属でも
それらではなく水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムを用
いることにより、そのような可能性をなくし、処理シス
テムを確実に簡素化することができる。
(2) In the above (1), preferably,
As the alkali added in the alkali addition step, at least one of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide is used. That is, calcium as alkali,
If a material containing magnesium, strontium, etc. is used, it becomes the same as the conventional method of adding calcium, and the slurry-like material or powder is handled in the step before the solidification step. Challenges arise. However, by using lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide instead of alkaline earth metals as alkalis, it is possible to eliminate such a possibility and to ensure a processing system. It can be simplified.

【0013】(3)上記(2)において、さらに好まし
くは、前記アルカリ工程で添加するアルカリとして、水
酸化カリウムを用いる。水産化カリウムは飽和ホウ素濃
度が最も高くなることにより、最も大きな減容効果を得
ることができる。
(3) In the above (2), more preferably, potassium hydroxide is used as the alkali to be added in the alkali step. Potassium marine products can achieve the largest volume reduction effect by having the highest saturated boron concentration.

【0014】(4)上記(1)において、また好ましく
は、前記アルカリ添加工程で、pHが13以上となるよ
うに調整する。廃液中の飽和ホウ素濃度は、廃液のpH
が13以上では12以下の場合より100g/L以上大
きくなる。また硬化のために要する硬化時間は、廃液の
pHが13以上では12以下の場合よりも1/100以
下になる。これらにより、アルカリ添加工程でpHが1
3以上となるように調整することにより、高減容かつ健
全なセメント固化をさらに確実に行うことができる。
(4) In the above (1), preferably, the pH is adjusted to 13 or more in the alkali addition step. The saturated boron concentration in the waste liquid is determined by the pH of the waste liquid.
Is 13 or more, 100 g / L or more than that of 12 or less. The curing time required for curing is 1/100 or less when the pH of the waste liquid is 13 or more than when it is 12 or less. With these, the pH becomes 1 in the alkali addition step.
By adjusting so as to be 3 or more, high volume reduction and sound cement solidification can be performed more reliably.

【0015】(5)上記(4)において、さらに好まし
くは、前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとし
て、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジ
ウム、及び水酸化セシウムのうち、少なくとも1つを用
い、かつ、前記蒸発濃縮工程で、濃縮液中のホウ素濃度
が150g/L以下となるように廃液の蒸発濃縮を行
う。アルカリとして水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムを用いるときの
廃液中の飽和ホウ素濃度は、廃液のpHが13のとき約
150g/Lとなり、pHが13より大きくなるにつれ
て増大する。したがって、蒸発濃縮工程で、濃縮液中の
ホウ素濃度が150g/L以下となるように廃液の蒸発
濃縮を行うことにより、蒸発濃縮時のホウ酸塩の析出を
ほぼ確実に防止することができる。
(5) In the above (4), more preferably, at least one of lithium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide is used as the alkali added in the alkali adding step. In the evaporative concentration step, the waste liquid is evaporated and concentrated so that the concentration of boron in the concentrated liquid is 150 g / L or less. When using lithium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide, or cesium hydroxide as the alkali, the saturated boron concentration in the waste liquid becomes about 150 g / L when the pH of the waste liquid is 13, and increases as the pH becomes higher than 13. I do. Therefore, by performing the evaporative concentration of the waste liquid in the evaporative concentration step so that the boron concentration in the concentrated liquid is 150 g / L or less, the precipitation of the borate during the evaporative concentration can be almost surely prevented.

【0016】(6)上記(4)において、また好ましく
は、前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとして、
水酸化カリウムを用い、かつ、前記蒸発濃縮工程で、濃
縮液中のホウ素濃度が200g/L以下となるように廃
液の蒸発濃縮を行う。アルカリとして水酸化カリウムを
用いるときの廃液中の飽和ホウ素濃度は、廃液のpHが
13のとき約200g/Lとなり、pHが13より大き
くなるにつれて増大する。したがって、蒸発濃縮工程
で、濃縮液中のホウ素濃度が200g/L以下となるよ
うに廃液の蒸発濃縮を行うことにより、蒸発濃縮時のホ
ウ酸塩の析出をほぼ確実に防止することができる。
(6) In the above (4), preferably, as the alkali added in the alkali addition step,
Evaporation and concentration of the waste liquid is performed using potassium hydroxide and in the evaporation and concentration step, such that the boron concentration in the concentrated liquid is 200 g / L or less. When potassium hydroxide is used as the alkali, the saturated boron concentration in the waste liquid becomes about 200 g / L when the pH of the waste liquid is 13, and increases as the pH becomes higher than 13. Therefore, by performing the evaporative concentration of the waste liquid in the evaporative concentration step so that the boron concentration in the concentrated liquid is 200 g / L or less, it is possible to almost certainly prevent borate precipitation during the evaporative concentration.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本発明の第1の実施形態を図1〜
図4により説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.

【0018】本実施形態による処理方法を実施する処理
システムのフローを図1に示す。この図1に示す処理シ
ステムは、原子力発電所等の放射性物質取扱施設から発
生するホウ酸廃液の処理を行うものであり、ホウ酸廃液
が貯蔵される廃液貯蔵タンク1と、廃液中のホウ素濃度
とpHを求めるため廃液の一部をサンプリングするサン
プリング装置2と、廃液貯蔵タンク1からの出口配管に
設けられたバルブ3と、pH調整用のアルカリとして水
酸化ナトリウム(NaOH)が十分に濃い水溶液の形態
で貯蔵されているアルカリ貯蔵タンク5と、このアルカ
リ貯蔵タンク5の出口配管に設けられたバルブ6と、廃
液廃液貯蔵タンク1からのホウ酸廃液とアルカリ貯蔵タ
ンク5からのアルカリがバルブ3,6を介してそれぞれ
供給されるpH調整タンク4と、このpH調整タンク4
内のpH値を検出するpHモニタ8と、pH調整タンク
4の出口配管に設けられたバルブ9と、pH調整タンク
4内の溶液がバルブ9を介し導かれ、ヒータ10aによ
って加熱し蒸発濃縮を行う濃縮器10と、この濃縮器1
0の出口配管に設けられたバルブ11と、固化材として
の普通ポルトランドセメントが貯蔵される固化材タンク
13と、固化材タンク13の出口配管に設けられタンク
13内のセメントを所望の量だけ供給可能な定量移送装
置14と、濃縮器10内の濃縮液がバルブ11を介し導
かれるとともに固化材タンク13からのセメントが定量
移送装置14を介し導かれる混練機12と、混練機12
内に設けられ濃縮液とセメントとを撹拌する撹拌器15
と、混練機12の出口配管に設けられたバルブ16とを
備えている。
FIG. 1 shows a flow of a processing system for executing the processing method according to the present embodiment. The treatment system shown in FIG. 1 is for treating boric acid waste liquid generated from a radioactive substance handling facility such as a nuclear power plant, and a waste liquid storage tank 1 for storing boric acid waste liquid, and a boron concentration in the waste liquid. , A sampling device 2 for sampling a part of the waste liquid to obtain a pH value, a valve 3 provided at an outlet pipe from the waste liquid storage tank 1, and an aqueous solution containing sodium hydroxide (NaOH) sufficiently concentrated as an alkali for pH adjustment. And a valve 6 provided at the outlet pipe of the alkali storage tank 5, and a boric acid waste liquid from the waste liquid waste storage tank 1 and an alkali from the alkali storage tank 5 , 6 and the pH adjusting tank 4 supplied through the
A pH monitor 8 for detecting the pH value in the inside, a valve 9 provided at an outlet pipe of the pH adjustment tank 4, and a solution in the pH adjustment tank 4 are guided through the valve 9, and heated by a heater 10a to evaporate and concentrate. Concentrator 10 to be performed and this concentrator 1
0, a solidified material tank 13 for storing ordinary Portland cement as solidified material, and a desired amount of cement in the tank 13 provided in the solidified material tank 13 outlet pipe. A kneading machine 12 in which the condensate in the concentrator 10 is guided through the valve 11 and the cement from the solidified material tank 13 is guided through the knitting machine 14;
Stirrer 15 provided inside to stir the concentrate and the cement
And a valve 16 provided at an outlet pipe of the kneader 12.

【0019】本実施形態による処理方法は、以上のよう
な構成のシステムにおいて実施するものであり、その手
順を概略的に言うと、図2に示すように、ホウ酸廃液に
アルカリを加えてpHを13以上に調整するアルカリ添
加工程101と、このpHが調整された廃液を蒸発濃縮
する蒸発濃縮工程102と、この濃縮された液をセメン
ト系固化材と混和して固化処理する固化工程103とを
有している。以下これらの工程を詳細に説明する。
The treatment method according to the present embodiment is carried out in a system having the above-described configuration. The procedure is roughly described as shown in FIG. An alkali addition step 101 for adjusting the pH to 13 or more; an evaporative concentration step 102 for evaporating and concentrating the waste liquid whose pH has been adjusted; and a solidification step 103 for mixing the concentrated liquid with a cement-based solidifying material for solidification treatment. have. Hereinafter, these steps will be described in detail.

【0020】(1)アルカリ添加工程 この工程では、まず、廃液貯蔵タンク1に貯蔵されたホ
ウ酸廃液の一部をサンプリング装置2により抜き出して
分析し、ホウ素濃度とpHを求める。そして求めたホウ
素濃度に応じて、pH調整タンク4に供給するホウ酸廃
液の量を決定する。このときの決定は、図3に示すよう
な、ホウ酸廃液中に溶け得る飽和ホウ素濃度とホウ酸廃
液のpH値との関係に基づき決定される。図3は、予め
本願発明者等が、アルカリとして、水酸化カリウム(K
OH)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化リチウ
ム(LiOH)、水酸化セシウム(CsOH)、水酸化
ルビジウム(RbOH)をそれぞれ用いた場合における
飽和ホウ素濃度とホウ酸廃液pH値との関係を検討した
実験結果を表す図である。図3に示されるように、飽和
ホウ素濃度はアルカリ域(pH>7)で徐々に増加する
が、pH12以下ではそれほど増大しない。しかしpH
が12を超えると飽和ホウ素濃度は急激に増大し、pH
が13以上になるとpHが12以下の場合よりも各アル
カリで100g/L以上大きくなる。すなわちアルカリ
として水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化リチウム
(LiOH)、水酸化セシウム(CsOH)、水酸化ル
ビジウム(RbOH)を用いる場合には、pHが13の
ときの飽和ホウ素濃度は約150g/Lとなり、特に、
アルカリとして水酸化カリウム(KOH)を用いる場合
には、pHが13のときの飽和ホウ素濃度は約200g
/L以上に達する。ここで、本実施形態ではアルカリと
してNaOHを用いており、後述のようにpHが13と
なるまで濃縮を行うが、図3よりpH=13での飽和ホ
ウ素濃度は約150g/Lであるので、この値まで濃縮
を行うようにする。すなわち、タンク1内のホウ酸廃液
中のホウ素濃度が例えば5g/Lである場合には、約1
50g/Lとなるまで約30倍の濃縮を行うこととな
る。したがって、この場合、最終的に混練機12でセメ
ントと混和させたい濃縮液を100Lとすると、ここで
廃液貯蔵タンク1からpH調整タンク4に供給すべき廃
液量は100L×30=3000Lとなるため、バルブ
3を手動操作して3000Lの廃液をPH調整タンク4
に供給する。なお、サンプリング装置2で検出されたp
H値は、後述するアルカリ供給時におけるバルブ6の手
動操作時の参考に供される。
(1) Alkali Addition Step In this step, first, a part of the boric acid waste liquid stored in the waste liquid storage tank 1 is extracted by the sampling device 2 and analyzed to determine the boron concentration and the pH. Then, the amount of boric acid waste liquid to be supplied to the pH adjustment tank 4 is determined according to the obtained boron concentration. The determination at this time is determined based on the relationship between the concentration of saturated boron that can be dissolved in the boric acid waste liquid and the pH value of the boric acid waste liquid as shown in FIG. FIG. 3 shows that the inventors of the present invention have previously made potassium hydroxide (K
OH), sodium hydroxide (NaOH), lithium hydroxide (LiOH), cesium hydroxide (CsOH) and rubidium hydroxide (RbOH) were used, and the relationship between the saturated boron concentration and the pH value of the boric acid waste liquid was examined. It is a figure showing the experiment result. As shown in FIG. 3, the saturated boron concentration gradually increases in the alkaline region (pH> 7), but does not increase so much at pH 12 or lower. But pH
Exceeds 12, the saturated boron concentration sharply increases,
Is 13 or more, each alkali becomes 100 g / L or more larger than the case where the pH is 12 or less. That is, when sodium hydroxide (NaOH), lithium hydroxide (LiOH), cesium hydroxide (CsOH), or rubidium hydroxide (RbOH) is used as the alkali, the saturated boron concentration at a pH of 13 is about 150 g / L. And, in particular,
When potassium hydroxide (KOH) is used as the alkali, the saturated boron concentration at a pH of 13 is about 200 g.
/ L or more. Here, in this embodiment, NaOH is used as the alkali, and the concentration is performed until the pH becomes 13 as described later. However, since the saturated boron concentration at pH = 13 is about 150 g / L from FIG. Concentrate to this value. That is, when the boron concentration in the boric acid waste liquid in the tank 1 is, for example, 5 g / L, about 1 g
It will be concentrated about 30 times until it becomes 50 g / L. Therefore, in this case, assuming that the concentrated liquid to be finally mixed with the cement in the kneader 12 is 100 L, the amount of waste liquid to be supplied from the waste liquid storage tank 1 to the pH adjustment tank 4 is 100 L × 30 = 3000 L. , And manually operate the valve 3 to remove 3000 L of waste liquid into the PH adjustment tank 4.
To supply. Note that p detected by the sampling device 2
The H value is used for reference during manual operation of the valve 6 during alkali supply described later.

【0021】このようにしてpH調整タンク4にホウ酸
廃液を供給した後、バルブ6を手動で徐々に開き、アル
カリ貯蔵タンク5内の水酸化ナトリウムをpH調整タン
ク4に徐々に供給する。この間、撹拌器7を駆動してホ
ウ酸廃液とNaOHを撹拌し、タンク4内の溶液中の組
成が均一になるようにする。またこのとき、溶液のpH
をpHモニタ8で常時測定し、pHが13以上になるま
ではバルブ6を開いてNaOHの供給を継続し、pHが
13以上の所定値になったらバルブ6を閉じてNaOH
の供給を停止する。
After the boric acid waste liquid is supplied to the pH adjusting tank 4 in this manner, the valve 6 is gradually opened manually to gradually supply sodium hydroxide in the alkaline storage tank 5 to the pH adjusting tank 4. During this time, the stirrer 7 is driven to stir the boric acid waste liquid and NaOH so that the composition in the solution in the tank 4 becomes uniform. Also, at this time, the pH of the solution
Is constantly measured by the pH monitor 8, and the valve 6 is opened to continuously supply NaOH until the pH becomes 13 or more. When the pH reaches a predetermined value of 13 or more, the valve 6 is closed and the NaOH is supplied.
Stop supplying.

【0022】(2)蒸発濃縮工程 この工程では、まず、上記(1)でpHが13以上に調
整された溶液を、バルブ9を開いて全量濃縮器10内に
供給する。その後、大気圧下においてヒータ10aで1
00℃に加熱して蒸発濃縮処理を行い、ホウ素濃度を約
150g/Lとする。前述の例でいうと溶液の量を30
00Lから約100Lに約30倍に濃縮する。
(2) Evaporation and Concentration Step In this step, first, the solution whose pH has been adjusted to 13 or more in the above (1) is supplied into the concentrator 10 by opening the valve 9. Then, at atmospheric pressure, 1
The mixture is heated to 00 ° C. and subjected to an evaporative concentration treatment to adjust the boron concentration to about 150 g / L. In the previous example, the amount of solution was 30
Concentrate about 30-fold from 00L to about 100L.

【0023】(3)固化工程 この工程では、まず、上記(2)でホウ素濃度が約15
0g/Lととなるまで濃縮された溶液を、バルブ11を
手動で開いて全量混練機12内に供給する。このとき、
濃縮溶液は室温まで冷却した後に供給してもよいが、濃
縮後の高温状態であってもよい。これは、温度が高い方
がホウ酸塩の溶解度が増すため析出がさらに起こりにく
くなり、かつセメントの硬化反応も促進されるためであ
る。但し、濃縮溶液が沸騰しているような場合には、逆
にセメントが急結してしまう場合もあるため、この意味
で少なくとも80℃以下とするのが好ましい。
(3) Solidification Step In this step, first, in the above (2), when the boron concentration is about 15
The solution concentrated to 0 g / L is supplied into the kneader 12 by manually opening the valve 11. At this time,
The concentrated solution may be supplied after cooling to room temperature, or may be in a high temperature state after concentration. This is because the higher the temperature, the more the solubility of the borate increases, so that precipitation hardly occurs and the hardening reaction of the cement is accelerated. However, in the case where the concentrated solution is boiling, the cement may be quickly set up on the contrary. Therefore, in this sense, the temperature is preferably at least 80 ° C. or less.

【0024】濃縮溶液を混練機12に供給した後、固化
材タンク13内の普通ポルトランドセメントを定量移送
装置14を介して所定量(例えば180kg)だけ混練
機12内に供給する。このとき必要に応じて補充用の混
練水も混練機12内に供給してもよい。そして、混練機
12内に供給された濃縮溶液とセメントとを撹拌器15
で均一に混合して良好なペーストを作製した後、バルブ
16を介して固化容器17に充填する。
After supplying the concentrated solution to the kneader 12, a predetermined amount (for example, 180 kg) of the ordinary Portland cement in the solidifying material tank 13 is supplied to the kneader 12 via the quantitative transfer device 14. At this time, kneading water for replenishment may be supplied into the kneader 12 as needed. Then, the concentrated solution and the cement supplied into the kneader 12 are mixed with the stirrer 15.
After mixing to prepare a good paste, the mixture is filled into a solidification container 17 via a valve 16.

【0025】次に、上記(1)〜(3)の工程で表され
る本実施形態による処理方法の作用を以下に説明する。 (A)硬化遅延防止作用 ホウ酸を含む放射性廃液の固化工程におけるセメント主
成分の硬化反応は、以下の式で表されることが知られて
いる。
Next, the operation of the processing method according to the present embodiment represented by the steps (1) to (3) will be described below. (A) Prevention action of curing delay It is known that the curing reaction of the main component of cement in the solidification step of the radioactive waste liquid containing boric acid is represented by the following formula.

【0026】 2(3Ca・SiO2)+6H20 →3CaO・2SiO2・3H2O+3Ca(OH)2 …(式1) ここで、廃液中のホウ素濃度を高くすると、例えば、 Na247+Ca2+→CaB47(沈澱)+2Na+ …(式2) で表されるホウ酸イオンによる沈澱反応が生じ、セメン
ト硬化に消費されるべきCaがホウ酸イオンの沈澱に消
費されるため、セメント硬化が妨害されて硬化遅延が生
じる。ここで、本実施形態においては、このような硬化
遅延を生じることなく健全なセメント固化体を形成する
ことができる。このことを図4を用いて説明する。図4
は、ホウ酸廃液のpHとセメントの硬化時間の関係を検
討するために、本願発明者等が硬化実験を行った結果を
示している。この図4に示すように、ホウ酸廃液のpH
を12以下とする場合と13以上にする場合とでは、硬
化までの時間に著しい格差がある。詳細には、後者の場
合の硬化時間は、前者の場合の硬化時間の1/100以
下となっており、式2で表されるホウ酸イオンによる沈
澱反応よりも式1で表されるセメント主成分の硬化反応
を優先して促進していることがわかる。また硬化後の硬
さについても、ホウ酸廃液のpHを12以下とする場合
では、どんなに長期間放置しても遊離水がなくなる程度
までしか硬くならないのに対し、pHを13以上にする
場合は、例えば1日後には150kg/cm2以上の強
度を得ることができることがわかった。本実施形態にお
いては、硬化の前にアルカリ添加工程で廃液のpHを1
3以上にしておくことにより、ホウ酸イオンによる沈澱
反応よりもセメント主成分の硬化反応を優先して促進す
ることができるので、硬化遅延を生じることなく健全な
セメント固化体を形成することができる。 (B)高減容作用等 先に図3を用いて説明したように、ホウ酸廃液中の飽和
ホウ素濃度は、pHが13以上となるとpHが12以下
の場合よりも100g/L以上大きくなる。本実施形態
では、アルカリ添加工程におけるNaOHの添加により
廃液のpHを13より大きくして飽和要素濃度を約15
0g/Lと大きくし、しかも蒸発濃縮工程でその飽和要
素濃度である約150g/Lまでホウ素を溶解させる。
これにより、ホウ酸塩の析出をほぼ確実に防止しつつ高
倍率の濃縮が可能となるので、高い倍率の減容化を図る
ことができる。また、濃縮溶液中にスラリー等の析出物
が含まれずホウ酸塩等の固体の析出等が起こらないこと
により、蒸発濃縮工程で濃縮器10へのスケール付着等
の不具合発生を大幅に軽減できるとともに、固化工程の
混練時において混練の負荷が小さくすばやく均一に混合
することが可能である。
2 (3Ca · SiO 2 ) + 6H 2 0 → 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O + 3Ca (OH) 2 (Equation 1) Here, when the boron concentration in the waste liquid is increased, for example, Na 2 B 4 O 7 + Ca 2+ → CaB 4 O 7 (precipitated) + 2Na + ... (2) A precipitation reaction occurs due to borate ions, and Ca to be consumed for cement hardening is consumed for borate ion precipitation. Therefore, the hardening of the cement is hindered and the hardening is delayed. Here, in the present embodiment, a sound cement solidified body can be formed without such a hardening delay. This will be described with reference to FIG. FIG.
Fig. 3 shows the results of a hardening experiment performed by the present inventors in order to examine the relationship between the pH of boric acid waste liquid and the hardening time of cement. As shown in FIG. 4, the pH of the boric acid waste liquid is
Is not more than 12 and not less than 13, there is a remarkable difference in the time until curing. More specifically, the curing time in the latter case is 1/100 or less of the curing time in the former case, and the cement reaction represented by the formula 1 is more effective than the precipitation reaction by borate ion represented by the formula 2. It can be seen that the curing reaction of the component is preferentially accelerated. Also, regarding the hardness after curing, when the pH of the boric acid waste liquid is set to 12 or less, it hardens only to the extent that free water disappears even if left for a long time, whereas when the pH is set to 13 or more. For example, it was found that a strength of 150 kg / cm 2 or more can be obtained after one day. In the present embodiment, the pH of the waste liquid is set to 1 in the alkali addition step before curing.
By setting the ratio to 3 or more, the hardening reaction of the cement main component can be promoted preferentially over the precipitation reaction by borate ions, so that a sound cement solid can be formed without delay of hardening. . (B) High Volume Reduction Action, etc. As described above with reference to FIG. 3, the saturated boron concentration in the boric acid waste liquid becomes 100 g / L or more when the pH is 13 or more than when the pH is 12 or less. . In the present embodiment, the pH of the waste liquid is increased to more than 13 by adding NaOH in the alkali addition step, and the saturated element concentration is reduced to about 15
The concentration is increased to 0 g / L, and boron is dissolved in the evaporative concentration step up to the saturated element concentration of about 150 g / L.
This makes it possible to concentrate at a high magnification while almost certainly preventing the precipitation of borate, so that the volume at a high magnification can be reduced. In addition, since the concentrated solution does not include precipitates such as slurry and does not cause precipitation of solids such as borate and the like, it is possible to greatly reduce the occurrence of problems such as scale adhesion to the concentrator 10 in the evaporative concentration step. In addition, during the kneading in the solidification step, the kneading load is small and mixing can be performed quickly and uniformly.

【0027】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ホウ酸廃液に対して高減容かつ健全なセメント固化
を行うことができる。本願発明者等は、この効果を確認
するために、pH8でかつホウ素濃度5g/Lのホウ酸
廃液を3000Lから100Lに30倍濃縮し、これを
ポルトランドセメント180kgと混練して固化したと
ころ、蒸発濃縮時及び室温までの冷却時にも廃液中に析
出物は生じず、かつ固化体は1日後には150kg/c
2の十分な強度を得たことを確認した。また本実施形
態によれば、このとき、従来のようなカルシウム添加工
程が不要となるので、工程数を少なくすることができ
る。さらにこのとき、従来のようにスラリー状物や粉体
を取り扱うことがなく、固化工程の前まではすべて溶液
状態のままとすることができるので、処理システムを簡
素化することができる。
As described above, according to the present embodiment, high volume and sound solidification of the boric acid waste liquid can be performed. In order to confirm this effect, the inventors of the present application concentrated a boric acid waste liquid having a pH of 8 and a boron concentration of 5 g / L from 3000 L to 100 L by 30 times, kneaded it with 180 kg of Portland cement, and solidified. No precipitate is formed in the waste liquid even at the time of concentration and cooling to room temperature, and the solidified substance is 150 kg / c after one day.
It was confirmed that a sufficient strength of m 2 was obtained. Further, according to the present embodiment, at this time, the conventional calcium addition step is not required, so that the number of steps can be reduced. Further, at this time, since the slurry-like material and the powder are not handled as in the related art, and all of them can be kept in a solution state before the solidification step, the processing system can be simplified.

【0028】なお、上記第1の実施形態においては、ア
ルカリ添加工程でホウ酸廃液のpHが13以上となるよ
うに調整したが、少なくとも12より大きくなるように
してもよい。これは、以下の2つの理由による。 図4において、前述したように、ホウ酸廃液のpHを
12以下とする場合には、pHを13以上にする場合に
比べて100倍以上の硬化時間を要するが、詳細には、
図示されるようにpHが12を超えると硬化時間は急激
に短くなり、例えばpHが12.5ではpHが12の場
合に比べて硬化時間は1/10程度となる。これに対し
て、pHが12以下の場合では硬化時間はそれほどは変
わらず、例えばpHが11.5の場合と、pHが12の
場合との硬化時間の差は1.2倍以下である。したがっ
て、少なくともpHを12より大きくすれば、pHが1
2以下の場合よりは硬化時間を大きく短縮することがで
き、健全な固化体を作成することができる。 図3において、前述したように、ホウ酸廃液のpHを
13以上とする場合には、pHを12以下にする場合に
比べて飽和ホウ素濃度が100g/L以上大きくなる
が、詳細には、図示されるように、pHが12を超える
と飽和ホウ素濃度は急激に増大し、例えばpHが12.
5ではpHが12の場合に比べて飽和ホウ素濃度は50
g/L以上大きくなる。これに対して、pHが12以下
の場合では飽和ホウ素濃度はそれほどは変わらず、例え
ばpHが7の場合と、pHが12の場合との飽和ホウ素
濃度の差は20g/L程度、最も大きいKOHでも60
g/L程度である。したがって、少なくともpHを12
より大きくすれば、pHが12以下の場合よりは飽和ホ
ウ素濃度を大きく増大させることができ、固化の際の析
出を抑制することができる。
In the first embodiment, the pH of the boric acid waste liquid is adjusted to be 13 or more in the alkali addition step, but may be adjusted to be at least larger than 12. This is for the following two reasons. In FIG. 4, as described above, when the pH of the boric acid waste liquid is set to 12 or less, a curing time 100 times or more is required as compared with the case where the pH is set to 13 or more.
As shown in the figure, when the pH exceeds 12, the curing time is sharply shortened. For example, when the pH is 12.5, the curing time is about 1/10 as compared with the case where the pH is 12. On the other hand, when the pH is 12 or less, the curing time does not change much. For example, the difference in curing time between the case where the pH is 11.5 and the case where the pH is 12 is 1.2 times or less. Therefore, if the pH is at least higher than 12, the pH becomes 1
The curing time can be greatly reduced as compared with the case of 2 or less, and a sound solidified body can be produced. In FIG. 3, as described above, when the pH of the boric acid waste liquid is 13 or more, the saturated boron concentration becomes 100 g / L or more as compared with the case where the pH is 12 or less. As described above, when the pH exceeds 12, the saturated boron concentration increases sharply, for example, when the pH is 12.
At 5 the saturated boron concentration is 50 compared to when the pH is 12.
g / L or more. On the other hand, when the pH is 12 or less, the saturated boron concentration does not change so much. For example, the difference in the saturated boron concentration between the case where the pH is 7 and the case where the pH is 12 is about 20 g / L, and the largest KOH But 60
g / L. Therefore, at least pH 12
If it is larger, the concentration of saturated boron can be increased more than when the pH is 12 or less, and precipitation during solidification can be suppressed.

【0029】また、上記第1の実施形態においては、ア
ルカリ添加工程において、廃液貯蔵タンク1内の廃液を
サンプリング装置2でサンプリングすることにより廃液
中のホウ素濃度とpHとを検出したが、これに限られ
ず、例えばpH調整タンク4内で廃液をサンプリングし
てもよい。また、アルカリとしてのNaOHは、アルカ
リ貯蔵タンク5内に水溶液の形で貯蔵されたものを添加
したが、タブレット、粉体、スラリー等の形態での添加
も可能である。さらにこのとき、pHモニタ8で廃液の
pHを測定しながら徐々にNaOHを添加したが、これ
に限られず、廃液の組成分析からpHが必ず13以上に
なるようにアルカリ添加量を求めておき、所定量を添加
するようにしても良い。また、添加するアルカリも水酸
化ナトリウムに限られるものではなく、水酸化リチウ
ム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ム等やそれら2種以上の混合物でもよい。これらの場合
も同様の効果を得る(水酸化カリウムを用いた場合につ
いては、後述の第2の実施形態参照)。この場合、同じ
アルカリ土類金属でも、カルシウム、マグネシウム、ス
トロンチウム等を含むアルカリを用いると、カルシウム
を添加する従来方法と同様になって、固化工程前の工程
でスラリー状物や粉体を取り扱うこととなるため、処理
システムの複雑化という同様の課題が生じる。そこで、
それらではなく水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムを用
いることにより、そのような可能性をなくし、処理シス
テムを確実に簡素化することができる。
In the first embodiment, in the alkali addition step, the waste liquid in the waste liquid storage tank 1 is sampled by the sampling device 2 to detect the boron concentration and the pH in the waste liquid. The present invention is not limited to this. For example, the waste liquid may be sampled in the pH adjustment tank 4. Further, NaOH as an alkali is stored in the form of an aqueous solution in the alkali storage tank 5, but may be added in the form of a tablet, powder, slurry or the like. Further, at this time, NaOH was gradually added while measuring the pH of the waste liquid with the pH monitor 8, but the present invention is not limited to this. A predetermined amount may be added. The alkali to be added is not limited to sodium hydroxide, but may be lithium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, or a mixture of two or more thereof. In these cases, a similar effect is obtained (for the case where potassium hydroxide is used, see the second embodiment described later). In this case, even with the same alkaline earth metal, if an alkali containing calcium, magnesium, strontium, or the like is used, it becomes the same as the conventional method of adding calcium, and the slurry or powder is handled in the step before the solidification step. Therefore, a similar problem that the processing system becomes complicated occurs. Therefore,
By using lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide instead of them, such a possibility can be eliminated and the treatment system can be reliably simplified.

【0030】また、上記第1の実施形態においては、蒸
発濃縮工程において、大気圧下において100℃まで加
熱することにより蒸発濃縮を行ったが、これに限られ
ず、減圧下で行ってもよい。この場合、100℃未満で
も十分に蒸発濃縮可能であることはいうまでもない(後
述の第3の実施形態参照)。
Further, in the first embodiment, in the evaporative concentration step, the evaporative concentration is performed by heating to 100 ° C. under the atmospheric pressure. However, the present invention is not limited to this, and may be performed under reduced pressure. In this case, it goes without saying that evaporation and concentration can be sufficiently performed even at a temperature lower than 100 ° C. (see a third embodiment described later).

【0031】さらに、上記第1の実施形態においては、
固化工程において、固化材として普通ポルトランドセメ
ントを使用したが、これに限られない。すなわち、高炉
セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、
アルミナセメント等の通常用いられるセメント固化材は
いずれも使用でき、これらの場合も同様の効果を得る。
Further, in the first embodiment,
In the solidification step, ordinary Portland cement was used as a solidification material, but is not limited to this. That is, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement,
Any commonly used cement solidifying material such as alumina cement can be used, and in these cases, the same effect is obtained.

【0032】本発明の第2の実施形態を図5により説明
する。本実施形態は、図1に示した第1の実施形態の処
理システムにおいて、pH調整タンク4と凝縮器10の
機能を合体するとともに、アルカリ貯蔵タンク5内に貯
蔵するアルカリとして水酸化カリウム(KOH)を用い
た場合の実施形態である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment combines the functions of the pH adjustment tank 4 and the condenser 10 in the processing system of the first embodiment shown in FIG. 1 and uses potassium hydroxide (KOH) as the alkali stored in the alkali storage tank 5. This is an embodiment in the case of using ()).

【0033】図5は、本実施形態による処理方法を実施
する処理システムのフローである。図1と同一の部材に
は同一の符号を付し、説明を省略する。図5において、
この処理システムは、図1におけるpH調整タンク4及
び凝縮器10を、両方の機能を備えたpH調整機能つき
凝縮器210に置き換えている。すなわち、アルカリ添
加工程で、バルブ3を介し廃液貯蔵タンク1内のホウ酸
廃液をpH調整機能つき凝縮器210に供給した後、バ
ルブ6を介しアルカリ貯蔵タンク5内の水酸化カリウム
をpH調整機能つき凝縮器210にpHが13以上にな
るまで供給する。その他のシステム構成及び動作は、図
1とほぼ同様である。
FIG. 5 is a flow chart of a processing system for executing the processing method according to the present embodiment. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG.
In this processing system, the pH adjustment tank 4 and the condenser 10 in FIG. 1 are replaced with a condenser 210 having a pH adjustment function having both functions. That is, in the alkali addition step, after the boric acid waste liquid in the waste liquid storage tank 1 is supplied to the condenser 210 with a pH adjusting function via the valve 3, the potassium hydroxide in the alkali storage tank 5 is adjusted through the valve 6 to the pH adjusting function. To the condenser 210 until the pH becomes 13 or more. Other system configurations and operations are almost the same as those in FIG.

【0034】本実施形態によっても、第1の実施形態と
同様、ホウ酸廃液に対して高減容かつ健全なセメント固
化を行うことができる。また、アルカリとして飽和ホウ
素濃度が最も高い(図3参照)水酸化カリウムを用いる
ので、最も大きな減容効果を得ることができる。本願発
明者等は、これらの効果を確認するために、pH8でか
つホウ素濃度5g/Lのホウ酸廃液を4000Lから1
00Lに40倍濃縮し、これをポルトランドセメント1
80kgと混練して固化したところ、蒸発濃縮時及び室
温までの冷却時にも廃液中に析出物は生じず、かつ固化
体は1日後には150kg/cm2の十分な強度を得た
ことを確認した。また本実施形態によれば、タンクを1
つ減らすことができるので、システムのさらなる簡素化
を図れる効果もある。
According to this embodiment, similarly to the first embodiment, a high-volume and sound cement solidification can be performed on boric acid waste liquid. Further, since potassium hydroxide having the highest saturated boron concentration (see FIG. 3) is used as the alkali, the greatest volume reduction effect can be obtained. In order to confirm these effects, the inventors of the present application prepared a boric acid waste solution having a pH of 8 and a boron concentration of 5 g / L from 4000 L to 1 L.
Concentrate 40 fold to 00L and mix this with Portland cement 1
When kneaded with 80 kg and solidified, it was confirmed that no precipitate was formed in the waste liquid even at the time of evaporative concentration and cooling to room temperature, and that the solidified body had a sufficient strength of 150 kg / cm 2 after one day. did. Further, according to the present embodiment, one tank is used.
As a result, the system can be further simplified.

【0035】本発明の第3の実施形態を図6により説明
する。本実施形態は、図5に示した第2の実施形態の処
理システムにおいて、pH調整機能つき凝縮器210と
混練機12の機能を合体するとともに、大気圧より低い
減圧下で蒸発濃縮を行う場合の実施形態である。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a case where, in the processing system of the second embodiment shown in FIG. 5, the functions of the condenser 210 with the pH adjustment function and the kneader 12 are combined and the evaporation and concentration are performed under reduced pressure lower than the atmospheric pressure. FIG.

【0036】図6は、本実施形態による処理方法を実施
する処理システムのフローである。図1及び図5と同一
の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。図6に
おいて、この処理システムは、図5のpH調整機能つき
凝縮器210及び混練機12を、両方の機能を備えたp
H調整・凝縮機能つき混練機312に置き換えている。
なおアルカリとしては第1の実施形態と同様に水酸化ナ
トリウムを用いている。すなわち、アルカリ添加工程
で、バルブ3を介し廃液貯蔵タンク1内のホウ酸廃液を
pH調整・凝縮機能つき混練機312に供給した後、バ
ルブ6を介しアルカリ貯蔵タンク5内の水酸化ナトリウ
ムをたpH調整・凝縮機能つき混練機312にpHが1
3以上になるまで供給する。そして、蒸発濃縮工程で
は、図示しない減圧手段で混練機312内の圧力を大気
圧より低い所定の圧力に減圧するとともに、混練機31
2に付設されたヒータ312aで100℃より低い所定
の温度(例えば80℃)に加熱して蒸発濃縮処理を行
い、ホウ素濃度を約150g/Lとする。その後、固化
工程において、固化材タンク13内の普通ポルトランド
セメントを定量移送装置14を介して所定量(例えば1
80kg)だけ混練機312内に供給し、撹拌器15で
混合する。その他のシステム構成及び動作は、図1とほ
ぼ同様である。
FIG. 6 is a flow chart of a processing system for executing the processing method according to the present embodiment. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 6, the processing system includes a condenser 210 having a pH adjustment function and a kneader 12 shown in FIG.
The kneading machine 312 with H adjustment / condensing function is replaced.
Note that sodium hydroxide is used as the alkali as in the first embodiment. That is, in the alkali addition step, after supplying the boric acid waste liquid in the waste liquid storage tank 1 through the valve 3 to the kneading machine 312 with the pH adjusting / condensing function, the sodium hydroxide in the alkali storage tank 5 is discharged through the valve 6. pH 1 in kneader 312 with pH adjustment / condensing function
Supply until 3 or more. In the evaporative concentration step, the pressure in the kneader 312 is reduced to a predetermined pressure lower than the atmospheric pressure by a pressure reducing means (not shown), and the kneader 31
Heating to a predetermined temperature lower than 100 ° C. (for example, 80 ° C.) by the heater 312a attached to the heating unit 2 to perform the evaporative concentration treatment, and the boron concentration is set to about 150 g / L. Thereafter, in the solidification step, a predetermined amount of the ordinary Portland cement in the solidified material tank 13 (for example, 1
(80 kg) into the kneader 312 and mixed by the stirrer 15. Other system configurations and operations are almost the same as those in FIG.

【0037】本実施形態によっても、第1及び第2の実
施形態と同様、ホウ酸廃液に対して高減容かつ健全なセ
メント固化を行うことができる。本願発明者等は、これ
らの効果を確認するために、pH8でかつホウ素濃度5
g/Lのホウ酸廃液を80℃に加熱して3000Lから
100Lに30倍濃縮し、これをポルトランドセメント
180kgと混練して固化したところ、蒸発濃縮時及び
室温までの冷却時にも廃液中に析出物は生じず、かつ固
化体は1日後には150kg/cm2の十分な強度を得
たことを確認した。また、本実施形態によれば、第2の
実施形態よりもさらにタンクを1つ減らすことができる
ので、システムのさらなる簡素化を図れる。さらに、減
圧下で蒸発濃縮を行うので、100℃未満で蒸発させる
ことができ、加熱に要する電気エネルギーが少なくて済
む効果もある。
According to this embodiment, similarly to the first and second embodiments, high volume reduction and sound solidification of boric acid waste liquid can be performed. In order to confirm these effects, the inventors of the present invention set the pH at 8 and the boron concentration at 5%.
g / L boric acid waste liquid was heated to 80 ° C. and concentrated 30 times from 3000 L to 100 L, kneaded with 180 kg of Portland cement and solidified, and precipitated in the waste liquid during evaporation and concentration and cooling to room temperature. No product was produced, and it was confirmed that the solidified material had a sufficient strength of 150 kg / cm 2 after one day. Further, according to the present embodiment, the number of tanks can be reduced by one more than in the second embodiment, so that the system can be further simplified. Furthermore, since evaporation and concentration are performed under reduced pressure, evaporation can be performed at a temperature lower than 100 ° C., and there is also an effect that less electric energy is required for heating.

【0038】なお、上記第1〜第3の実施形態において
は、すべてのバルブを手動操作としたが、少なくとも一
部を自動制御による操作としてもよいことはいうまでも
ない。例えば、pHモニタ8からの検出結果に応じてバ
ルブ6の開度を自動的に制御し、ちょうどpHが13と
なったところでバルブ6が閉じ状態にしてもよい。この
ような場合も、同様の効果を得る。
In the first to third embodiments, all valves are manually operated. However, it goes without saying that at least a part of the valves may be operated by automatic control. For example, the opening degree of the valve 6 may be automatically controlled according to the detection result from the pH monitor 8 and the valve 6 may be closed just when the pH becomes 13. In such a case, a similar effect is obtained.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、ホウ素を含む放射性廃
液に対して高減容かつ健全なセメント固化を行うことが
できる。またこのとき、従来のようなカルシウム添加工
程が不要となるので、工程数を少なくすることができ
る。またスラリー状物や粉体を取り扱うことがなく、固
化工程の前まではすべて溶液状態のままとすることがで
きるので処理システムを簡素化することができる。
According to the present invention, high volume and sound solidification of a radioactive waste liquid containing boron can be performed. Also, at this time, the number of steps can be reduced because the calcium addition step as in the related art becomes unnecessary. Further, since the slurry-like material and the powder are not handled and all of them can be kept in a solution state before the solidification step, the processing system can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による処理方法を実施
する処理システムのフローである。
FIG. 1 is a flowchart of a processing system that executes a processing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】処理方法を実施する手順を概略的に示した図で
ある。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a procedure for performing a processing method.

【図3】飽和ホウ素濃度とホウ酸廃液pH値との関係を
検討した実験結果を表す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an experimental result of examining a relationship between a saturated boron concentration and a pH value of a boric acid waste liquid.

【図4】ホウ酸廃液のpHとセメントの硬化時間の関係
を検討するために硬化実験を行った結果を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the results of a hardening experiment performed to examine the relationship between the pH of boric acid waste liquid and the hardening time of cement.

【図5】本発明の第2の実施形態による処理方法を実施
する処理システムのフローである。
FIG. 5 is a flowchart of a processing system that executes a processing method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態による処理方法を実施
する処理システムのフローである。
FIG. 6 is a flowchart of a processing system that performs a processing method according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 廃液貯蔵タンク 4 pH調整タンク 5 アルカリ貯蔵タンク 8 pHモニタ 9 バルブ 10 濃縮器 12 混練機 13 固化材タンク 101 アルカリ添加工程 102 蒸発濃縮工程 103 固化工程 210 pH調整機能つき凝縮器 312 pH調整・凝縮機能つき混練機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste liquid storage tank 4 pH adjustment tank 5 Alkaline storage tank 8 pH monitor 9 Valve 10 Concentrator 12 Kneader 13 Solidification material tank 101 Alkali addition process 102 Evaporation concentration process 103 Solidification process 210 Condenser with pH adjustment function 312 pH adjustment / condensation Kneading machine with function

フロントページの続き (72)発明者 松田 将省 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内Continued on the front page (72) Inventor: Shoichi Matsuda 3-1-1, Sakaimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Plant

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ホウ素を含む放射性廃液にアルカリを加え
てpHを所定範囲に調整するアルカリ添加工程と、この
pHが調整された廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程と、
この濃縮された液をセメント系固化材と混和して固化処
理する固化工程とを有する放射性廃液の処理方法におい
て、 前記アルカリ添加工程で、pHが12より大きくなるよ
うに調整することを特徴とする放射性廃液の処理方法。
1. An alkali addition step of adding an alkali to a boron-containing radioactive waste liquid to adjust the pH to a predetermined range, an evaporative concentration step of evaporating and concentrating the pH-adjusted waste liquid,
A solidifying step of mixing the concentrated liquid with a cement-based solidifying material and performing a solidifying treatment, wherein the alkali adding step adjusts the pH to be greater than 12. How to treat radioactive liquid waste.
【請求項2】請求項1記載の放射性廃液の処理方法にお
いて、前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとし
て、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウムのうち、少
なくとも1つを用いることを特徴とする放射性廃液の処
理方法。
2. The method for treating a radioactive waste liquid according to claim 1, wherein the alkali added in the alkali addition step is selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. A method for treating a radioactive liquid waste, comprising using at least one of them.
【請求項3】請求項2記載の放射性廃液の処理方法にお
いて、前記アルカリ工程で添加するアルカリとして、水
酸化カリウムを用いることを特徴とする放射性廃液の処
理方法。
3. The method for treating a radioactive waste liquid according to claim 2, wherein potassium hydroxide is used as an alkali to be added in said alkali step.
【請求項4】請求項1記載の放射性廃液の処理方法にお
いて、前記アルカリ添加工程で、pHが13以上となる
ように調整することを特徴とする放射性廃液の処理方
法。
4. The method for treating a radioactive liquid waste according to claim 1, wherein the pH is adjusted to 13 or more in the alkali addition step.
【請求項5】請求項4記載の放射性廃液の処理方法にお
いて、前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとし
て、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジ
ウム、及び水酸化セシウムのうち、少なくとも1つを用
い、かつ、前記蒸発濃縮工程で、濃縮液中のホウ素濃度
が150g/L以下となるように廃液の蒸発濃縮を行う
ことを特徴とする放射性廃液の処理方法。
5. The method for treating a radioactive waste liquid according to claim 4, wherein at least one of lithium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide is used as the alkali added in the alkali adding step. A method for treating radioactive waste liquid, wherein the waste liquid is evaporated and concentrated so that the concentration of boron in the concentrated liquid is 150 g / L or less in the evaporation and concentration step.
【請求項6】請求項4記載の放射性廃液の処理方法にお
いて、前記アルカリ添加工程で添加するアルカリとし
て、水酸化カリウムを用い、かつ、前記蒸発濃縮工程
で、濃縮液中のホウ素濃度が200g/L以下となるよ
うに廃液の蒸発濃縮を行うことを特徴とする放射性廃液
の処理方法。
6. The method for treating a radioactive waste liquid according to claim 4, wherein potassium hydroxide is used as an alkali to be added in said alkali adding step, and a boron concentration in the concentrated liquid is 200 g / A method for treating a radioactive waste liquid, comprising evaporating and concentrating the waste liquid so as to be L or less.
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