JPS5872099A - 放射性有機廃機物の処理方法 - Google Patents

放射性有機廃機物の処理方法

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JPS5872099A
JPS5872099A JP56171880A JP17188081A JPS5872099A JP S5872099 A JPS5872099 A JP S5872099A JP 56171880 A JP56171880 A JP 56171880A JP 17188081 A JP17188081 A JP 17188081A JP S5872099 A JPS5872099 A JP S5872099A
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ions
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 湿式酸化分解による処理方法の改良に関する。
原子力発電所か原子力研究施設において発生する放射性
核種を含有する廃水は、p過およびイオン交換衝脂によ
り処理されており、その結果生じる放射性のフィルター
スラッジおよび使用ずみイオン交換樹脂の処理が問題に
なる。
この種の放射性有機質固体廃棄物の減容処理法としては
、乾式では焼却法および熱分解法、湿式では酸分解法や
ジンプロ法などが挙げられるが、いずれも固有の問題が
あシ、実用化には至っていない。
焼岬法は、多量の腐食性廃ガスを発生するので、その処
理系統が大規模になる上に、放射性廃棄物の処理に適用
する上で、なお解決すべき問題が残っている。 熱分解
法は、分解ガスの側への放射性核種の飛散が少ないため
、廃ガス処理が容易であるという利点をもつが、分解ガ
スの処理には焼却法を組み合わせなければならないから
、プロセスが複雑になる。
濃硫酸を使用する酸分解法は、湿式酸化の特徴として、
放射性物質の大部分が液中に残り廃ガス処理に問題がな
いという有利さがある一方で、装置の腐食が著しいので
、タンタルのような高価な材料が必要であるという悩み
がある。 ジンプロ法も同様な長所をもつが、高温高圧
の操業条件を採用しつつ安全を確保するためには、設備
面だけからいっても、多大の配慮を余儀なくされる。
本発明はこのような事情にかんがみ、廃ガスの処理が容
易であるという湿式法の利点を生かし、しかも装置材料
の制約を免れ、爆発などの危険も皆無である酸化分解処
理法を提供しようとの意図の下に、過酸化水素の使用に
着目して研究を1ねた結果到達したものである。
本発明の放射性有機廃棄物の処理方法は、アニオン交換
樹脂、キレート型樹脂および有機質フィルタースラッジ
の1種、2棟または3棟を含む放射性の有機質固体廃棄
物を、水性媒体中で、鉄イオンおよび(または)カチオ
ン交換樹脂の存在下に過酸化水素を作用させて酸化分解
することからなる。 使用ずみカチオン交換樹脂の処理
に過酸化水素水を使用することはすでに試みられており
、その際第二鉄イオンFe”+が触媒的な作用をして、
酸化分解反応を促進することが報告された。(昭和56
年3月28日の原子力学会における久保田らの研究発表
1−イオン交換樹脂の過酸化水素による分解」) 本発明者らは、妖イオン( Fe  またはFe3+)
の存在下において、過酸化水素を用い、イオン交換樹脂
以外の有機質廃棄物であるキレート型樹脂や有機系、た
とえばセルロース質のフィルタースラッジを好適に酸化
分解できること、従来は過酸化水素では、たとえFe3
+イオンが存在しても困難と考えられていたアニオン交
換樹脂の酸化分解が、少量のカチオン交換樹脂の共存に
より容易に進行すること、そしてカチオン交換樹脂のも
つ有機質物酸化分解反応促進の効果は、上記のキレート
型樹脂や有機質フィルタースラッジに対しても及ぶこと
、を見出したのである。
従って本発明の代表的な態様の第一は、処理すべき放射
性有機固体廃棄物がアニオン交換樹脂またはこれを含有
する場合であって、鉄イオンおよびカチオン交換樹脂の
存在下に過酸化水素を作用させるものであシ、第二は、
処理すべき対象がキレート型樹脂、有機質フィルタース
ラッジ捷たはこれらの混合物の場合であって、鉄イオン
、カチオン交換樹脂、または両者の存在下に過酸化水素
を作用させるものである。
鉄イオンは、第一鉄イオンFe2+として加えても、第
二鉄イオンFe”+の形であっても、どちらで    
もよい。 その濃度は、水性媒体中0.01モル/l以
上あれば有効であfi、0.05モル/を以上は不必要
ないしかえって効果が低下する。 この範囲において、
濃度に対する依存性は11とんどないことがわかった。
鉄イオン源としては、可溶性の塩類を任意にえらんで用
いることができる。 たとえば、Fe2+イオンを与え
るものにはFeS04、( NH4 ) 2Fe ( 
SO4)2、FeCl2、Fe(CH3CHOHC00
)2、FeC204などがあシ、Fe3+を与えるもの
としては、Fe2(SO4)、Fe(NO3)3、Fe
Cl3、(NH4)2Fe2 (S O,)4などが挙
げられる。 しかし、装置の腐食の観点からいえば、C
I−を含むものは好ましくないし、アンモニウム塩もガ
スの発生が問題になることがある。
有機塩類も、本発明者らの実験によれば活性が低いよう
なので、結局、Fe50.、F e 2 (’S O4
) 3、Fe (N O3) 3などが適当ということ
になる。
一方、カチオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂など、そ
れ以外の有機廃棄物に対して、重量で1%以上存在すれ
ばその影響が認められる。 効果が顕著に得られるのは
10チまだはそれ以上である。 実際上、原子力施設の
廃水処理からは、有機廃棄物として使用ずみのカチオン
交換樹脂とアニオン交換樹脂とが同時に発生するから、
それらを−緒に処理すればよいわけである。
過酸化水素は、通常30〜35%濃度の水溶液が市販さ
れているので、それを使用すればよい。
液性はとくに調整を要しないが、どちらかといえばpH
7以下の中性〜酸性域が好ましい。
酸化分解は、約70℃以上の温度で行なうと、速やかに
進む。 発熱反応であるから、いったん進行すれば、以
後の加熱は不要が、または要するとしてもわずかである
。 圧力をかけなければ、水性媒体の沸点近く、っま#
)100℃近辺で反応が継続する。 むろん加圧下の、
より高い温度の採用も可能であるが、常圧で実施できる
ことが本発明の利点の一つでちゃ、加圧は得策でない。
操業は、回分式連続式のいずれによることもできる。
前述の鉄イオンのもつ酸化分解反応への接触的効果は、
少量のコバルトイオン(たとえはCo、” )またはマ
ンガンイオン(たとえばMn”)の共存によシ、一層促
進されることも本発明者らの研究によシ明らかになった
。 従って、これらのイオンの存在下における実施もま
た、本発明の範囲に属する。 co2+やMn”+イオ
ンを与える塩としては、Co (CHs COO) 2
、CoSO4、Mn(CH3COO)2、MnSO4な
どがある。 これらイオンは、鉄イオンと同様に、00
1〜0.05モル/を程度の濃度領域で使用するのが適
当である。
有機廃棄物を過酸化水素を用いて酸化分解するとき、生
成物は主として炭酸ガスおよび水であって、全く無害で
ある。 つまり、廃ガス処理の問題がないという湿式法
の利点が、最大限に発揮される。 しかも反応は常圧で
70〜100℃という穏和な条件で進行するから、大規
模な加熱手段を必要としない。 装置の腐食の心配もほ
とんどないから、ありふれた材料で足シる。 従って、
設備の建設も運転も低コストですみ、きわめて安全であ
る。
実施例 l Fe  またはFe  の濃度が0.02Mとなるよう
にFeSO4・7H20またはFe(NO3)3・9H
2゜を溶解した水溶液50mtに、種々のイオン交換樹
脂の粉末を懸濁させておき、80℃に加熱して、攪拌下
に′30チ過酸化水素水を加えた。
樹脂が完全に溶解するまでに必要とした30%過酸化水
素水の量と、TOC(全有機炭素量)減少率とを、第1
表に示す。
試験したイオン交換樹脂は下記のとお如であり、表中に
は番号で示しだ。
パウデックス −PCHRAO 7ンバーライ) −IR−120B    IRA−4
00200CIRA−900 ダイヤイオ7 −8KN−I     5AN−1表の
データから、カチオン交換樹脂の存在にょシ、単独では
酸化分解されにくいアニオン交換樹脂が容易に処理でき
ることがわかる。
第  1  表 (カチオン交換樹脂単独) 1、PCHI    Fe2+11   742、PC
HI       Fe”+    13      
773、  IR−120B  I    Fe2+1
3   734、  200CI       Fe2
+    24     835、 200CI   
 Fe2+11   826、 5KN−11Fe2+
11   75(アニオン交換樹脂単独) 7、PAo   1    Fe”+63   458
、PAOI    Fe”   75   449、 
 IRA−4001Fe”   85   6910、
  IRA−9001Fe”   74   65I1
.  IRA−9001Fe”+89   6312、
 5AN−11Fe2+40   74第  1  表
(続き) (両者混合) PAOI IR−120B  0.33 14−           Fe2”−2677IR
A−4001 200CO,34 2十 15、                  Fe  
     24     77IRA−9001 SKN−10,55 16、Fe2+   28    71SAN−11 一実施例 ?。
酸化分解に除して水性媒体中のFe2+イオンの濃度が
TOC分解率に与える影響を知るため、上記カチオン交
換樹脂およびアニオン交換樹脂パウデックスPCHおよ
びPAOを、単独または混合して用い、Fe2SO4・
7H20の濃度を0.01 Mから0.05Mtで変化
させた。
その結果を図面に示す。 TOC分解率はFe2+が0
.01〜0.02M程度あればよく、濃度の増加によっ
てあまシ変化せず、0.05Mを超える高濃度はかえっ
て好ましくないことがわかった。
叉1−例−−J カチオン交換樹脂の存在による酸化分解の促進効果を確
認する目的で、下記の対象有機質wJ1fに対して、棟
々のカチオン交換樹脂0.12を混合して、実施例1と
同じ条件で酸化分解した。
(アニオン交換樹脂) パウデツクスPAO,ダイヤイオン5KN−1(キレー
ト樹脂) R−30 (有機質フィルタースラッジ) KCフロックW−50、ツルカフロックBW−40必要
な30チ過酸化水素水の量とTOC減少率とを、第2表
に掲げる。 カッコ内は、比較のためカチオン交換樹脂
を混合しなかった場合のデータである。
第  2  表 対象有  カチオン  過酸化水  TOC減篇 PCI(3076 1、PAO (なし)   (90)   (72)SKN’−14
095 2、5AN−1 (なし)   (130)   (86)IR−120
B   100    733、    UR−30 (なし)    (135)   (72)IR−12
0B    90    934、    W−50 (なし)   (120)   (95)IR−120
B   100    965、BW−40 (なし>    (127)   (95)実施1】 0.02MのFe”−を含有する水溶液501neに、
0.02MのCo2−+iたけMn”+を添加し、1m
lの98チ硫酸を加えた液に、前記のキレート樹脂捷た
はフィルタースラッジ12を懸濁させて、実施例1と同
様に30%過酸化水素水を加えて酸化分解した。
懸濁物の完全な溶解までに要した過酸化水素水の量を、
TOC減少率とともに第3表に示す。
第  3  表 IUR−30な  し       135     
 722、         硫酸コバルト   10
0     703、    W−50な  し   
    120      954、        
酢酸コバルト    70   985、      
  酢酸マンガン    80   996    〃
   硫酸コバルト   100    957、  
  BW−40な  し       127    
  958        酢酸コバルト    90
   939、        硫酸マンガン   1
00    98実施例 5 アニオン交換樹脂または有機質フィルタースラッジの各
12に対して、カチオン交換樹脂を12添加して、30
%過酸化水素水により酸化分解した0 完全溶解に必要な過酸化水素水の量と、TOC減少率と
を、第4表に掲げる。 表中の記号は、前記諸物のそれ
と同じである。
カチオン交換樹脂を加えれば、鉄イオンが存在しなくて
も、アニオン交換樹脂や有機質フィルタースラッジが酸
化分解できることがわかる。 なお、カチオン交換樹脂
が存在しないと、過酸化水素水を多量に加えても溶解で
きない。
第  4  表 対象布  カチオン  過酸化水  TOC減扁 1、PAOPCH21555 2、5AN−I  5KN−1130643、IRA−
400IR−120B   227    ’ 624
、  IRA−900200C244435、UR−5
0IR−120B   115    316、  W
−50IR−120B   243  、  937、
  BW−40IR−120B   267    8
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の有機廃棄物の過酸化水素による酸化分
解処理における、Fe”″−イオンの濃度とTOC分解
率との関係を示すグラフである。 特許出願人 日揮株式会社

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アニオン交換樹脂、キレート型樹脂および有機質
    フィルタースラッジの1種、2種または3棟を含む放射
    性の有機質固体廃棄物を、水性媒体中で、鉄イオンおよ
    び(または)カチオン交換樹脂の存在下に過酸化水素を
    作用させて酸化分解することからなる放射性有機廃棄物
    の処理方法。
  2. (2)有機質固体廃棄物がアニオン交換樹脂であり、鉄
    イオンおよびカチオン交換樹脂の存在下に酸化分解を行
    なう特許請求の範囲第1項の処理方法。
  3. (3)有機質固体廃棄物がキレート型樹脂または有機質
    フィルタースラッジであって、鉄イオンまたはカチオン
    交換樹脂、または両者の存在下に酸化分解を行なう特許
    請求の範囲第1項の処理方法。
  4. (4)水性媒体中の鉄イオン濃度が0.01〜0.05
    モル/lである特許請求の範囲第1項々いし第3項のい
    ずれかの処理方法。
  5. (5)  カチオン交換樹脂の量が、処理すべき有機質
    固体廃棄物に対する重量で、1%以上、好ましくは10
    チ以上である特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
    れかの処理方法。
  6. (6)水性媒体中に、さらにコバル)またはマンガンの
    イオン0.01〜0.05モル/lの存在下に酸化分解
    を行なう特許請求の範囲第4項の処理方法。 (力 酸化分解反応を約70〜100℃の温度において
    行なう特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかの
    処理方法。
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