JPWO2015137483A1 - 放射性物質汚染水の除染方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
1.材料;
(1)試験用水・・・煮沸後除冷した純水(溶存空気のない水)
(2)人工ゼオライト・・・1nm未満サイズの細孔を有するもの1.5g
(3)1000mg/lのCS水溶液を600ml
2.装置;
(1)攪拌装置(4基)
(2)加圧水製造装置
(3)観賞魚水槽用エアバブル発生装置
(4)溶存酸素(DO)測定装置(溶存酸素計)
(5)Csイオン検出用原子吸光度計
II 手順
1.人工ゼオライト1.5gを、1000mg/l濃度のCs水溶液600mlに投入して攪拌装置(1基)により攪拌し、ゼオライトにCs微粒子を吸着させる。
2.Cs微粒子を吸着したゼオライトを試験用水により、よく洗浄する。
(Csイオンの原子吸光度分析により、洗浄水からCsイオンが検出されなくなるまで攪拌装置により洗浄する。)
3.洗浄後、ゼオライトを濾過して取り出し、水切りする。水切り後に3等分する。
4.次の3種類のサンプル水を作製する。
(1)加圧水製造装置により、試験用水に超微細気泡を加えて超微細気泡含有水を作製する。そのうちの100mlを1号サンプル水として採取する。
(2)観賞魚水槽用エアバブル発生装置により、試験用水にエアバブルを加えたバブル含有水を作製する。そのうちの100mlを2号サンプル水として採取する。
(3)試験用水にエアバブルを加えないでそのまま100mlを採取して3号サンプル水とする。
(注)(1)(2)は、それぞれ充分な時間、バブルを加える。
5.1〜3号サンプル水のDOを溶存酸素計により測定する。
6.4.(1)(2)の水中に、目視によりバブルを確認できなくなるまで一定時間静置する。
7.再度1〜3号サンプル水のDOを溶存酸素計により測定する。
これにより1号サンプル水により多くの酸素が溶存していることが解る。
8.1〜3号サンプル水を別個の攪拌装置に注入し、各々に、3.で水切りされたゼオライトを等量投入して、各々のDOを溶存酸素計により測定し、Csイオン濃度を原子吸光度計で測定する。
9.一定時間攪拌後に、ゼオライトを濾過した各サンプル水のDOを溶存酸素計により測定し、Csイオン濃度を原子吸光度計で測定する。
20…第1の加圧浮上装置(第1浮上装置)
21…加圧浮上槽
22A…原水流入管口(旋回吐出管)
22B…1次処理水排出口
22C…浮上物取出装置
23…上向き旋回流形成装置
23A…ガイド板
23B…隙間
24、64…微細気泡含有加圧水形成装置(加圧水装置)
25…循環管路
26…循環ポンプ(加圧ポンプ)
27…エジェクター
28…気泡含有水分離装置(加圧水タンク)
30、100…凝集剤反応槽装置(凝集装置)
30B…送水管
31…凝集反応槽
32A…放射性物質吸着剤自動溶解装置
32B…有機系凝集剤自動溶解装置
32C…無機系凝集剤自動溶解装置
36…固形化装置
37…送水管
40…流動槽装置
41…流動槽本体
42…気泡吹込装置
42A…投入口
42B…2次浄化水排出口
43…スポンジ取出装置
43A…スポンジ貯溜槽
43B…スポンジ投入装置
44…仕切壁
46…固形化装置
50…吸着スポンジ片
60…第2の加圧浮上装置(第2浮上装置)
61…第2加圧浮上槽
62A…2次処理水流入口
62B…最終処理水排出口
62C…浮上物取出装置
63…上向き旋回流形成装置
70…固形物洗浄装置
71…洗浄槽
72…洗浄用バブル吹込装置
80…土壌除染装置
82…加温装置
84…分別装置
86…水溶化装置
87A…土壌投入口
87B…浮遊粉塵出口
87C…処理済残土の搬出口
90…スポンジ再循環装置
92…計測手段
94…切替装置
110…気液混合部
112…水流路
114…流入ポート
116…吐出ポート
118…エジェクションポート
118A…気体導入管
118B…気体導入量制御弁
120…ノズル
120A…先端
120B…基端
130…旋回流形成装置
132…固定翼
134…気体ガイド装置
134A…テーパ内周面
140…加圧水供給系統
142…流入管
144…吐出管
147…原水供給管
148…圧送管
151…加圧水流入ポート
152…加圧水吐出ポート
153…中心部水排出ポート
154…旋回流形成パイプ
155…排出量制御弁
Claims (19)
- 放射性物質を含む原水に凝集剤を添加する工程と、前記原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、加圧浮上槽に注入することにより微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を1次処理水とする浮上物分離工程と、
前記1次処理水と多数の吸着スポンジ片とを流動槽内に投入するとともに、投入された前記吸着スポンジ片を、気泡を吹込みながら前記1次処理水とともに流動させ、且つ、一定時間滞流させ流動槽内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するとともに、前記吸着スポンジ片が分離された残りを2次処理水とする吸着分離工程と、
を有してなり、
前記流動槽内における前記吸着スポンジ片の滞流時間を、前記1次処理水の注入速度によって調整するようにし、
前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、外径が5mm〜20mmであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。 - 請求項1において、
前記浮上物分離工程での前記1次処理水の一部を、前記加圧浮上槽の入り側での、前記加圧水と原水が混合される位置まで循環させ、
この循環途中で、前記1次処理水の一部を、前記加圧水として圧送し、圧送されてくる1次処理水中に空気を吹込んで微細気泡を形成する微細気泡含有加圧水形成工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。 - 請求項1又は2において、
前記加圧浮上槽内に注入された、微細気泡を含む原水が、旋回流となるようにする工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記気泡を含む加圧された2次処理水を第2の加圧浮上装置に流入させて、発生した気泡により、2次処理水中の吸着スポンジ片の欠片を浮上させて、2次処理水から分離して取出すとともに、残りの2次処理水を最終処理水として排出する最終処理工程を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
攪拌されている状態の土壌の表面に火炎を吹き付けて土壌表面の放射性物質に衝撃を与えて、土壌から分離し気化させて、気化放射性物質とする分離気化工程と、
前記分離気化工程により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別工程と、
前記浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化工程と、
を有する土壌除染工程を有し、
前記水溶液を前記凝集剤を添加する工程へ、原水として供給するようにしたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染方法。 - 一端に流入口を備えた加圧浮上槽を含み、放射性物質を含むとともに凝集剤が添加された原水に、微細気泡を含む加圧水を混合して、前記加圧浮上槽内に前記流入口から注入することにより微細気泡を発生させて、前記加圧浮上槽内に、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて浮上させ、原水から分離して取り出すとともに、残りの原水を1次処理水として排出する第1の加圧浮上装置と、
多数の吸着スポンジ片と、
前記1次処理水と多数の前記吸着スポンジ片とが投入され得る投入口及び気泡発生装置を備え、投入された前記吸着スポンジ片を、発生した気泡を吹込みながら前記1次処理水とともに流動させ、且つ、前記1次処理水を一定時間滞流させる流動槽本体、この流動槽本体内で液面に浮上した前記吸着スポンジ片を分離するスポンジ取出装置、及び、前記吸着スポンジ片が分離された残りを2次処理水として排出する排出口を備えた流動槽装置と、
を有してなり、
前記1次処理水の、前記流動槽本体内の滞流時間は、前記原水の注入速度によって調整するようにされ、
前記吸着スポンジ片は、プルシャンブルーを充填した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、1次処理水中の、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であって、外径が5mm〜20mmであることを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6において、
前記加圧浮上槽への原水の入側に設けられ、前記加圧水の注入前に、前記原水に前記凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置が設けられ、
この凝集剤反応槽装置は、有機系凝集剤、無機系凝集剤、前記原水中の放射性物質の核種に応じて選択された放射性物質吸着剤を、凝集剤として添加するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6又は7において、
前記第1の加圧浮上装置から排出された前記1次処理水の一部を、前記流入口の前の、前記加圧水と原水が混合される位置まで循環可能な循環管路と、
この循環管路の途中に配置され、前記1次処理水の一部を吸入し、且つ、前記加圧水として圧送する循環ポンプと、
この循環ポンプの吐出側に配置され、圧送されてくる1次処理水中に空気を吹込んで微細気泡を形成するとともに微細気泡を含む1次処理水を前記循環ポンプ吸込み側に供給するエジェクターと、
微細気泡を含む加圧水を蓄積する加圧水タンクと、
を有してなる微細気泡含有加圧水形成装置を設けたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至8のいずれかにおいて、
前記第1の加圧浮上装置は、
前記加圧浮上槽の前記一端の反対側である他端位置の、液面より高い位置に設けられた、前記浮上した浮遊物を取出す浮上物取出装置と、
前記加圧浮上槽内に注入された、微細気泡を含む原水の旋回流を斜め上向きとなるようにする上向き旋回流形成装置と、
を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至9のいずれかにおいて、
前記第1の加圧浮上装置は、前記原水から分離して取出された浮遊物を脱水した後に圧縮固形化する固形化装置を備えたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至10のいずれかにおいて、
前記流動槽装置における前記投入口は、前記流動槽本体の一端部の上方位置に設けられ、前記排出口は前記一端部と反対側の他端部の下方位置に設けられ、前記スポンジ取出装置は、前記他端部の上方位置に設けられており、
前記流動槽本体内には、前記流動槽本体の外周壁とともに、前記スポンジ取出装置の下方部とその外側部とを隔てる仕切壁が設けられていて、
前記スポンジ取出装置は、前記仕切壁を乗り越え、もしくは乗り越えようとする吸着スポンジ片を取出すようにされ、
前記排出口は、前記仕切壁を乗り越えて、この仕切壁と前記外周壁の間に流下した2次処理水を排出するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項11において、
前記気泡発生装置は、前記仕切壁の外側における前記流動槽本体内の底面から1次処理水中に、気泡を吹込むように構成されていることを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至12のいずれかにおいて、
前記流動槽装置は、前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片を脱水した後に圧縮固形化する固形化装置を備えたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至13のいずれかにおいて、
第2の加圧浮上槽を備え、前記流動槽装置からの2次処理水を処理して、最終処理水とする第2の加圧浮上装置を設けてなり、
前記第2の加圧浮上装置は、微細気泡含有加圧水形成装置により形成された微細気泡を含む加圧された2次処理水を流入させて、前記第2の加圧浮上槽内の2次処理水中に微細気泡を発生させ、この微細気泡により、2次処理水中の前記吸着スポンジ片の欠片を浮上させて、2次処理水から分離して取出すとともに、残りの2次処理水を最終処理水として排出するように構成されたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項14において、
前記第2の加圧浮上槽への原水の入側に設けられ、前記加圧水の注入前に、前記原水に前記凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置が設けられ、
この凝集剤反応槽装置は、有機系凝集剤、無機系凝集剤、前記原水中の放射性物質の核種に応じて選択された放射性物質吸着剤を、凝集剤として添加するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至15のいずれかにおいて、
前記第1の加圧浮上槽の前段側に、固形物洗浄装置を設けてなり、
この固形物洗浄装置は、放射性物質が付着した土砂、植物、瓦礫等の固形物を収容する洗浄槽と、この洗浄槽内で前記固形物を水に浸した状態で前記洗浄槽の底面から、微細気泡を吹き込む洗浄用バブル吹込装置と、を有してなり、微細気泡の吹込み後の上澄み水を原水とし、凝集剤を添加して前記第1の加圧浮上槽に供給するようにされたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至16のいずれかにおいて、
前記第1の加圧浮上槽の前段側に、
土壌を攪拌しつつ加温して、土壌及びこれに付着した粉塵から放射性物質を含む浮遊粉塵を発生、あるいは遊離させる加温装置と、
前記加温装置により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別装置と、
前記分別装置により分離された浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化装置と、
を有する土壌除染装置を設けてなり、
前記水溶液に含有される浮遊粉塵を凝集させる凝集剤を添加し、原水として、前記第1の加圧浮上装置に供給するようにしたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項6乃至17のいずれかにおいて、
前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片を、
前記2次処理水により、前記流動槽本体の前記投入口に循環させるスポンジ再循環装置を設けたことを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。 - 請求項17において、
前記スポンジ再循環装置は、前記スポンジ取出装置により取出された吸着スポンジ片の放射線量を計測する計測手段と、この計測手段による計測値が、吸着スポンジ片の最大吸着状態の放射線量より小さく、吸収余地がある場合は、吸着スポンジ片を前記流動槽本体の前記投入口に循環させるようにする切替装置を有することを特徴とする放射性物質汚染水の除染システム。
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