WO2013145237A1 - 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法 - Google Patents

放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013145237A1
WO2013145237A1 PCT/JP2012/058461 JP2012058461W WO2013145237A1 WO 2013145237 A1 WO2013145237 A1 WO 2013145237A1 JP 2012058461 W JP2012058461 W JP 2012058461W WO 2013145237 A1 WO2013145237 A1 WO 2013145237A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hot water
radioactive
radioactive material
contaminants
lignin
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/058461
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
稔 源田
寺倉　誠一
Original Assignee
三菱重工メカトロシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 filed Critical 三菱重工メカトロシステムズ株式会社
Priority to PCT/JP2012/058461 priority Critical patent/WO2013145237A1/ja
Priority to JP2014507202A priority patent/JP5769874B2/ja
Publication of WO2013145237A1 publication Critical patent/WO2013145237A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing

Definitions

  • the present invention relates to a decontamination apparatus and a decontamination method for radioactive material contaminants for decontaminating radioactivity from contaminants contaminated by contaminants such as radioactivity.
  • a plant having a high ability to accumulate harmful substances is planted in soil contaminated with the harmful substances, and the plants are planted after absorbing the harmful substances contained in the soil.
  • a method for purifying contaminated soil with a harmful substance or the like which performs a purification treatment of soil contaminated with a harmful substance by removing it from the plantation (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Documents 1 and 2 wastes containing harmful substances are generated in a large amount in the method of absorbing and treating harmful substances in plants.
  • an object of the present invention is to provide a decontamination apparatus and a decontamination method for radioactive material contaminants that decontaminate radioactivity from contaminants contaminated with contaminants such as radioactivity.
  • the first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is a supply means for supplying radioactive material contaminants including cellulose, hemicellulose, and lignin, and the supplied radioactive material contaminants are pressurized hot water and A hydrothermal decomposition device that makes the radioactive material move to the hot water side together with hemicellulose and lignin and makes hydrothermal decomposition treatment, and heat extracted from the hydrothermal decomposition device as a hot water soluble component of the hot water discharge liquid. It is characterized by comprising a water extraction part and a solid content extraction device for extracting a solid content containing cellulose from which radioactive substances have been removed as a hot water insoluble content from a side different from the discharge side of the hot water discharge liquid. In decontamination equipment for radioactive material contaminants.
  • a decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to the first aspect, further comprising a pulverizer for pulverizing the radioactive material contaminants contaminated with the radioactive material on a front side of the supply means. It is in.
  • the third invention is the decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to the first or second invention, further comprising a drying device for drying and reducing the volume of the hot water soluble matter.
  • a fourth invention is the decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to the first or second invention, further comprising a methane fermentation apparatus for methane fermentation of the hot water soluble component.
  • a fifth invention is the decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to the first or second invention, further comprising ion exchange means for removing the radioactive material in the hot water soluble component by ion exchange. .
  • the sixth invention is a decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to any one of the first to fifth inventions, further comprising a saccharification device for saccharifying the hot water insoluble matter.
  • a decontamination apparatus for radioactive material contaminants characterized by having combustion means for subjecting the hot water insoluble matter to combustion treatment.
  • radioactive substance contamination containing a cellulose, hemicellulose, and lignin is made to oppose and contact with a pressurized hot water, a radioactive substance is transferred to a hot water side with hemicellulose and lignin, and a hot water discharge
  • emission liquid Of the radioactive material pollutant characterized by extracting the solid matter containing cellulose from which radioactive substances have been removed as a hot water insoluble matter from a side different from the discharge side of the hot water discharge liquid. It is in the decontamination method.
  • contaminants contaminated with radioactive substances including cellulose, hemicellulose, and lignin are hydrothermally decomposed with a hydrothermal decomposition apparatus, and separated into a hot water soluble component and a hot water insoluble component.
  • the radioactive material is transferred to the hot water soluble component side together with lignin and the like, and the hot water soluble component is stored for decontamination.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of another radioactive material contaminant decontamination apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of another radioactive material contaminant decontamination apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the biomass hydrothermal decomposition apparatus.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of another configuration of the biomass hydrothermal decomposition apparatus.
  • FIG. 1 is a simplified diagram of a decontamination apparatus for radioactive material contaminants that removes radioactive materials from radioactive material contaminants containing radioactive materials.
  • a radioactive substance contaminant decontamination apparatus 10A includes a pulverizer 12 for pulverizing a radioactive substance contaminant 11 contaminated with a radioactive substance containing cellulose, hemicellulose, and lignin;
  • the radioactive material pollutant 11 pulverized by the pulverizer 12 is supplied and brought into contact with the pressurized hot water 14 so that the radioactive material is transferred to the hot water side together with hemicellulose and lignin to allow hot water discharge.
  • a hydrothermal decomposition apparatus 13 for extracting a solid content containing cellulose from which radioactive substances have been removed as a hot water insoluble content (solid content) 15 from a side different from the hot water discharge side is provided. To do.
  • a radioactive material contaminant 11 contaminated with a radioactive material is pulverized by a pulverizer 12 pulverized to a predetermined size and then supplied to a hydrothermal decomposition apparatus 13.
  • the radioactive substance contaminant 11 is brought into contact with the pressurized hot water 14 so that the radioactive substance is transferred to the pressurized hot water 14 side and extracted as the hot water soluble part 16 of the hot water discharge liquid.
  • the solid content from which the radioactive substance has been removed is extracted as a hot water insoluble content (solid content) 15 from a side different from the discharge side of the hot water discharge liquid.
  • a radioactive substance contaminant decontamination apparatus 10A hydrothermally decomposes a radioactive substance contaminant 11 contaminated with a radioactive substance containing cellulose, hemicellulose, and lignin with a hydrothermal decomposition apparatus 13 to generate heat.
  • the water-soluble component and the hot water-insoluble component 15 are separated, the radioactive material is transferred to the hot water-soluble component 16 side together with lignin and the like, and the hot water-soluble component 16 is stored for decontamination. is there.
  • radioactive material contaminant in this specification is a crop that contains cellulose, hemicellulose, and lignin that were cultivated before the contamination of the radioactive material, and was not contaminated when harvested. What was subsequently exposed to radioactive material to become contaminated crops contaminated with radioactivity, planted crops in the soil of the arable land before contamination, and then the soil was contaminated with radioactive materials Contaminated crops grown in soil and contaminated with radioactive substances during the growth process. Moreover, it is not limited to crops, but also includes all the growth products including cellulose other than crops, hemicellulose, and lignin.
  • the agricultural product can include a so-called biomass raw material
  • the biomass raw material is not particularly limited, and is an organism incorporated in the material circulation system of the earth biosphere or an organic substance derived from the organism. Refers to accumulation (see JIS K 3600 1258).
  • Biomass includes cellulosic biomass raw materials, carbohydrate-based raw materials, and the like, and examples of biomass include woody lignocellulosic resources such as hardwoods and herbaceous materials, agricultural wastes, food wastes, and the like.
  • the cellulosic biomass raw material include rice straw, wheat straw, corn stover (corn stalk), corn cob (corn core), EFB (empty palm fruit bunches), and the like.
  • the carbohydrate-based raw material include cereals such as corn, rice, wheat, barley, and cassava.
  • the radioactive material contaminant 11 is pulverized to, for example, 5 mm or less by the pulverizer 12 to become a pulverized product.
  • the pulverized radioactive material contaminant 11 is hydrothermally treated by a hydrothermal decomposition apparatus 13.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13 hydrothermally decomposes the pulverized radioactive material contaminant 11 while facing the pressurized hot water 14 introduced therein, and the radioactive material, lignin component, and hemicellulose in the pressurized hot water 14.
  • the components are transferred, and the radioactive substance, the lignin component and the hemicellulose component are separated from the solid matter of the pulverized radioactive substance contaminant 11.
  • the pulverized radioactive material contaminant 11 is hydrothermally treated by the hydrothermal decomposition apparatus 13, and the hot water insoluble matter (solid content) 15, which is a solid content of biomass, and the radioactive material, lignin in the pressurized hot water 14. It becomes the hot water soluble part 16 which is the hydrothermal extraction fraction which transferred the component and the hemicellulose component.
  • the radioactive material contaminant 11 is a biomass raw material containing at least a hot water-insoluble solid cellulose and a hot water-soluble lignin and hemicellulose.
  • the hot water soluble component 16 is a liquid component containing a radioactive substance, it is then dried by a drying device 17 and subjected to volume reduction treatment, and the dried product 18 is strictly stored, for example, in a drum can.
  • the hot water insoluble content 15 becomes a decontaminated solid content, and since the cellulose content is contained in the solid content 15, for example, it is processed by a known saccharification processing means and an alcohol fermentation processing means, For example, it can be converted into a valuable material such as methanol or ethanol.
  • the hot water insoluble component (solid component) 15 is mainly composed of a cellulose component
  • an alcohol for example, methanol, ethanol or the like
  • the alcohol fermentation device 31 using this sugar solution.
  • 32 is manufactured and recovered as a valuable resource.
  • hot water insoluble matter (solid matter) 15 is supplied to the biomass boiler 33, used as boiler fuel, and recovered as heat or electricity.
  • FIG. 2 is a simplified diagram of another radioactive material contaminant decontamination apparatus equipped with a hydrothermal decomposition apparatus that removes radioactive material from radioactive material contaminants containing radioactive material.
  • the hot water soluble component 16 is stored, but in the radioactive substance contaminant decontamination apparatus 10B according to the present embodiment in FIG.
  • the methane 22 is recovered by being supplied to the fuel 21 and used as boiler fuel, etc., and converted into energy from heat to electricity.
  • fermentation residue 23 is dried and reduced in volume by the drying device 24 and stored as a dried product 25.
  • FIG. 3 is a simplified view of another radioactive contaminant decontamination apparatus equipped with a hydrothermal decomposition apparatus that removes radioactive contaminants from radioactive contaminants containing radioactive contaminants.
  • the hot water soluble component 16 is stored, but in the radioactive substance contaminant decontamination apparatus 10 ⁇ / b> C according to the present embodiment in FIG. 3, it is included in the hot water soluble component 16.
  • An ion exchange means 41 having an ion exchange resin (for example, zeolite or the like) that removes radioactive substances by ion exchange is provided, and the hot water soluble component 16 is rendered harmless by the ion exchange resin.
  • the detoxified hydrothermally soluble component 43 contains hemicellulose, it may be saccharified into C5 sugar by, for example, a saccharification apparatus, and alcohol may be obtained by alcohol fermentation or the like.
  • the ion exchange resin 42 broken through by the ion exchange means 41 contains a radioactive substance, it is strictly stored in a drum can or the like.
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram of an example of the configuration of the biomass hydrothermal decomposition apparatus 13.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13 ⁇ / b> A includes a biomass supply apparatus 51, a reaction apparatus 52, and a solid content extraction apparatus 53.
  • the biomass supply device 51 supplies the radioactive material contaminant 11 from under normal pressure to under pressure.
  • the reaction device 52 includes screw means 55 provided in the device main body 54 and a temperature jacket 56 provided on the outer periphery of the device main body 54.
  • the radioactive material contaminant 11 supplied into the reaction device 52 is conveyed from either one (lower side in the present embodiment) to the other (upward) by the screw means 55 inside the device main body 54 and is also radioactive material.
  • Pressurized hot water 14 and pressurized nitrogen (N 2 ) 57 are supplied to the inside of the apparatus main body 54 from the other (upper) side different from the supply location of the pollutant 11, and the radioactive material contaminant 11 and the pressurized hot water are supplied. 14 is hydrothermally decomposed while being opposed to each other.
  • a radioactive substance, a lignin component, and a hemicellulose component move in the pressurized hot water 14 and are separated from the radioactive substance pollutant 11, and the hot water extraction portion is formed from the lower end of the reaction device 52 as the hot water soluble component 16. 58 is discharged.
  • the solid content extraction device 53 extracts the hot water insoluble content (solid content) 15 that is a solid content from the other side of the reaction device 52.
  • the solid content extraction device 53 mixes the dehydrated liquid 59 generated by cooling the solid fraction with cooling water (CW) to the hot water soluble component 16 discharged from the reaction device 52.
  • CW cooling water
  • the radioactive material contaminant 11 is supplied from the lower end side.
  • the present embodiment is not limited to this and may be supplied from the upper end side.
  • the pressurized hot water 14 is supplied from the lower end side.
  • Examples of the supply device 51 that supplies from normal pressure to increased pressure include means such as a screw feeder, a piston pump, and a slurry pump.
  • the reaction device 52 is a vertical device in the present embodiment, but the present embodiment is not limited to this, and may be a tilted device or a horizontal device.
  • the vertical type and the inclined type are preferable because the gas generated in the hydrothermal decomposition reaction, the gas brought into the raw material, and the like can quickly escape from above.
  • the concentration of the extract increases from the upper side to the lower side in terms of extraction efficiency, which is preferable.
  • the radioactive material contaminant 11 is pretreated using the pulverizer 12 as a pretreatment device before being supplied to the hydrothermal decomposition apparatus 13A.
  • this embodiment is limited to this. If the particle size of the radioactive material contaminant 11 is sufficiently small, the pulverizer 12 may not be provided. Further, when the radioactive substance contaminant 11 is, for example, rice husk or the like, it may be supplied as it is to the supply device 51 without being pulverized by the pulverizer 12 or the like before being supplied to the hydrothermal decomposition device 13A.
  • the reaction temperature is preferably 180 ° C. or higher and 240 ° C. or lower. More preferably, it is 200 degreeC or more and 230 degrees C or less. This is because at a low temperature of less than 180 ° C., the hydrothermal decomposition rate is low, a long decomposition time is required, leading to an increase in the size of the apparatus, which is not preferable.
  • the temperature exceeds 240 ° C. the decomposition rate becomes excessive, the cellulose component increases the transition from the solid to the liquid side, and the excessive decomposition of the hemicellulose saccharide is promoted, which is not preferable.
  • the hemicellulose component is dissolved from about 140 ° C., the cellulose is dissolved from about 230 ° C., and the lignin component is dissolved from about 140 ° C., but the cellulose is left on the solid side, and the radioactive substance is added to the pressurized hot water 14. It is good to set it as the range of 180 degreeC or more and 240 degrees C or less with which a hemicellulose component and a lignin component have a sufficient decomposition rate while melt
  • the above temperature may be about 60 to 140 ° C.
  • the treated one is not suitable for saccharification, but can be used as a fuel for a biomass boiler or the like.
  • the reaction pressure is preferably set to a pressure higher by 0.1 MPa or more and 0.5 MPa or less than the saturated vapor pressure of water at each temperature at which the inside of the apparatus main body 54 is in the state of pressurized hot water 14.
  • the reaction time is preferably 20 minutes or less, more preferably 3 minutes or more and 10 minutes or less. This is because if the reaction is carried out too long, the proportion of the overdecomposed product increases, which is not preferable.
  • the flow of the pressurized hot water 14 and the radioactive material contaminant 11 in the apparatus main body 54 of the reaction device 52 is a so-called counter flow in which the radioactive material contaminant 11 and the pressurized hot water 14 are brought into contact with each other. It is preferable to contact, agitate and flow.
  • the solid content of the radioactive material contaminant 11 is supplied from the bottom side, the pressurized hot water 14 is supplied from the top side, and the pressurized hot water (hot water, hot water, The solution 14 in which the decomposed product is dissolved moves while oozing between the solid radioactive particles 11 and the counter flow between the solid particles.
  • pressurized nitrogen (N 2 ) 57 is supplied to the inside, but this embodiment is limited to this. However, the pressurized nitrogen (N 2 ) 57 may not be supplied into the reaction device 52.
  • the temperature of the radioactive material contaminant 11 in the reaction device 52 can be increased by bringing the heated material 14 into contact with the pressurized hot water 14 in the reaction device 52 and directly exchanging heat. In addition, you may make it heat using water vapor
  • the radioactive material contaminant 11 and the pressurized hot water 14 are brought into contact with each other, so that components that are easily solubilized in the pressurized hot water 14 are discharged sequentially. Since a temperature gradient is generated from the charging part to the hot water charging part, excessive decomposition of the hemicellulose component is suppressed, and as a result, the pentose component can be efficiently recovered. Furthermore, heat recovery can be achieved by making the opposite contact, which is preferable from the viewpoint of system efficiency.
  • the radioactive material contaminant 11 supplied to the hydrothermal decomposition apparatus 13A is hydrothermally processed from the hydrothermal decomposition apparatus 13A with the hot water insoluble part 15 and the hot water soluble part 16 of the solid fraction (mainly cellulose). Discharged as.
  • the radioactive substance pollutant 11 is brought into contact with the pressurized hot water 14 in countercurrent (counter flow) and hydrothermally decomposed to thereby produce a solid fraction containing cellulose as a raw material for sugar and alcohol.
  • the hot water insoluble component 15 and the hot water soluble component 16 containing the radioactive substance can be efficiently separated by one-stage treatment.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13 concerning a present Example is not limited to a structure as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of another configuration of the biomass hydrothermal decomposition apparatus.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13 ⁇ / b> B includes a biomass supply apparatus 61, a reaction apparatus 62, a solid content extraction apparatus 63, and a liquid content extraction section 68.
  • V 11 to V 15 indicate differential pressure regulating valves (ON-OFF valves).
  • the biomass supply device 61 is a device that supplies the radioactive material contaminant 11 of the biomass raw material (in this embodiment, for example, straw in a radioactive material absorbing plant) from normal pressure to pressure.
  • Examples of the biomass supply device 61 include pump means such as a piston pump or a slurry pump.
  • the reaction apparatus 62 has a fixed stirring means 65 provided in the apparatus main body 64 and a temperature jacket 66 provided on the outer periphery of the apparatus main body 64.
  • the radioactive material contaminant 11 supplied into the apparatus main body 64 is compressed in the vertical apparatus main body (hereinafter referred to as “apparatus main body”) from one of the upper and lower end sides (the lower end side in this embodiment). While gradually moving, pressurized hot water 14 is supplied into the apparatus main body 64 from the end side (in this embodiment, the upper end side) different from the supply of the radioactive material contaminants 11 to pressurize the radioactive material contaminants 11.
  • Hydrothermal decomposition is carried out while facing the hot water 14, the radioactive substance, the lignin component and the hemicellulose component are transferred into the pressurized hot water 14, and the lignin component and the hemicellulose component are separated from the radioactive substance contaminant 11. It is a reactor.
  • the biomass extraction device 63 extracts the hot water insoluble matter (solid content) 15 which is a biomass solid content from the supply portion side of the pressurized hot water 14 of the device main body 64.
  • a fixed stirring means 65 for stirring the radioactive material contaminant 11 in a so-called plug flow compaction state is provided inside the apparatus main body 64.
  • the radioactive substance contaminant 11 rotates around the fixed agitating means 65, the radioactive substance contaminant 11 is agitated by the agitation action when the radioactive substance contaminant 11 fed inside is moved in the axial direction.
  • the fixed stirring means 65 By providing the fixed stirring means 65 inside the apparatus main body 64, mixing of the solid surface and the pressurized hot water 14 in the solid proceeds in the apparatus main body 64, and the reaction is promoted.
  • the flow of the pressurized hot water 14 and the radioactive material contaminants 11 in the device main body 64 of the reaction device 62 of the hydrothermal decomposition apparatus 13B efficiently mixes the radioactive material contaminants 11 and the pressurized hot water 14, From the viewpoint of promoting the reaction, it is preferable that the radioactive material contaminant 11 and the pressurized hot water 14 are brought into contact with each other so as to be stirred and fluidized by a so-called counter flow.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13B is a plug flow type hydrothermal decomposition, the structure is simple, and the radioactive substance contaminant 11 which is a solid is stirred in a direction perpendicular to the pipe center axis and parallel to the pipe center axis. Will move.
  • the pressurized hot water 14 hot water, a solution in which a decomposition product is dissolved moves while oozing between solid particles in a counter flow with respect to the solid.
  • a uniform flow of the pressurized hot water 14 can be realized.
  • the decomposition product is dissolved on the hot water side.
  • the vicinity of the decomposition part becomes highly viscous, hot water moves preferentially to the vicinity of the undecomposed part, and the undecomposed part continues to decompose. Thereby, a uniform flow of hot water is formed, and uniform decomposition is realized.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13B Since the hydrothermal decomposition apparatus 13B has the fixed stirring means 65 in the apparatus main body 64, radioactive substance contaminants are generated in the apparatus main body 64 due to the resistance of the tube wall on the inner surface of the apparatus main body 64 in the hydrothermal decomposition apparatus 13B. 11, the solid density on the outlet side of the radioactive material contaminant 11 decreases, and the hot water insoluble matter (solid content) 15 that is a solid content decreases due to the decomposition of the radioactive material contaminant 11. For this reason, the ratio for which the pressurized hot water 14 accounts increases, and the liquid residence time increases, whereby the decomposition components in the liquid are excessively decomposed.
  • the hydrothermal decomposition apparatus 13B is provided with at least the fixed stirring means 65 in the apparatus main body 64, thereby suppressing the proportion of the pressurized hot water 14 and reducing the liquid residence time, thereby decomposing in the liquid. It can suppress that a component overdecomposes.
  • the radioactive material contaminant 11 supplied to the hydrothermal decomposition apparatus 13B is obtained by hydrothermally treating the hydrothermally insoluble portion 15 of the solid fraction and the hot water soluble portion 16 of the hydrothermal extraction fraction from the hydrothermal decomposition device 13B. As discharged.
  • the radioactive material 11 is brought into contact with the pressurized hot water 14 in countercurrent (counter flow), and water is removed by the hydrothermal decomposition apparatus 13.
  • the radioactive substance contained in the radioactive substance contaminant 11 can be efficiently transferred to the hot water soluble part 16 of the hydrothermal extraction fraction by one-stage treatment.
  • the hot water insoluble content 15 of the solid fraction used as a raw material of sugar and alcohol and the hot water soluble content 16 of the hydrothermal extraction fraction containing the radioactive substance can be efficiently separated in one step. it can.
  • the decontamination apparatus for radioactive material contaminants according to the present embodiment, even when crops that were not originally contaminated with radioactivity were subsequently contaminated with radioactivity and became radioactive material contaminants.
  • the radioactive substance can be transferred to the hot water side by hydrothermal decomposition and decontaminated.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

　セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質に汚染された放射性物質汚染物１１を粉砕する粉砕機１２と、該粉砕機１２で粉砕された放射性物質汚染物１１を供給し、加圧熱水１４と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて熱水排出液の熱水可溶分１６として抜き出すと共に、放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分（固形分）１５として抜き出す水熱分解装置１３とを具備する。

Description

放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法
　本発明は、例えば放射能等の汚染物質に汚染された汚染物から放射能を除染する放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法に関するものである。
　放射性物質により土壌、汚液、底泥等が汚染された場合、放射性物質の飛散量によっては生物、植物、環境などに深刻な悪影響を与える可能性が高い。そのため、土壌中に存在する放射性物質を除去して土壌等を浄化し、汚染土壌の回復を図るための更なる開発は、生物、植物、環境の将来の保全を図る上で重要な課題である。
　放射性物質に汚染された土壌の浄化を行う場合、土の入れ替えや水等により洗浄する方法があるが、こうした土の入れ替えや水等により洗浄する方法では、対象とする土の量が多く、広域に汚染された土壌の浄化には莫大な費用を要する。
　そこで、放射性物質や有害金属などの有害物質で汚染された土壌から有害物質のみを選択的に除去し、除去された有害物質が新たな汚染源とならない恒久的な土壌浄化法として、有害物質の蓄積能力の高い植物を利用するファイトレメディエーション（土壌修復）が提案されている。これは、特定の植物が有害物質を吸収し、大量に蓄積できることに着目し、このような植物を有害物質で汚染された土壌に植栽し、植物に有害物質を吸収し蓄積させる方法である。
　こうした有害物質の除去方法として、例えば、有害物質で汚染された土壌に有害物質の蓄積能力の高い植物を植栽し、この植物に土壌中に含まれる有害物質を吸収させた後、植物を植栽地より除去することにより、有害物質で汚染された土壌の浄化処理を行う有害物質等による汚染土壌の浄化方法が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４－１１３８５８号公報 特開２００４－２９０８２０号公報
　しかしながら、特許文献１、２のように、植物に有害物質を吸収させて処理する方法では、有害物質を含む廃棄物が大量に発生する。
　すなわち、例えば、放射性物質を吸収させた植物を収穫し、処理する際には、放射性物質を含む廃棄物（放射性廃棄物）が大量に発生する。また、放射性廃棄物を管理し保管するためには莫大な費用を要するため、放射性廃棄物が大量に発生すると放射性廃棄物の処理費用が更に増大してしまう。また、有害金属を吸収させた植物を収穫し、処理する際には、有害金属を含む固形物（廃棄物）が大量に発生するため、同様に、廃棄物の管理・保管費用が増大する。
　また、既に放射能に汚染された汚染物を処理する場合には、焼却処分して、減容化することの提案もあるが、焼却処理の際に、高温に晒されるので、気化した放射能物質が大気に拡散し、再度農地等へ飛散するおそれがある、という問題がある。また、この飛散を防止するための除去手段を設置する場合には、付帯設備がさらに必要となる。
　よって、既に放射能に汚染された汚染物質を、再飛散がなく、効率的に処理する方法の出現が切望されている。
　本発明は、前記問題に鑑み、例えば放射能等の汚染物質に汚染された汚染物から放射能を除染する放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法を提供することを課題とする。
　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質汚染物を供給する供給手段と、供給された放射性物質汚染物を、加圧熱水と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて水熱分解処理する水熱分解装置と、該水熱分解装置から、熱水排出液の熱水可溶分として抜き出す熱水抜出部と、放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分として抜き出す固形分抜出装置とを具備することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第２の発明は、第１の発明において、前記供給手段の前段側に、放射性物質に汚染された放射性物質汚染物を粉砕する粉砕機を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第３の発明は、第１又は２の発明において、前記熱水可溶分を乾燥して減容化する乾燥装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第４の発明は、第１又は２の発明において、前記熱水可溶分をメタン発酵するメタン発酵装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第５の発明は、第１又は２の発明において、前記熱水可溶分中の放射性物質をイオン交換により除去するイオン交換手段を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記熱水不溶分を糖化する糖化装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第７の発明は、第１乃至５のいずれか一つにおいて、前記熱水不溶分を燃焼処理する燃焼手段を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置にある。
　第８の発明は、セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質汚染物を供給し、加圧熱水と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて熱水排出液の熱水可溶分として抜き出すと共に、放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分として抜き出すことを特徴とする放射性物質汚染物の除染方法にある。
　本発明によれば、セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質に汚染された汚染物を、水熱分解処理装置で水熱分解処理し、熱水可溶分と熱水不溶分とに分離し、熱水可溶分側に放射性物質をリグニン等と共に移行させ、この熱水可溶分を保管することにより、除染するものである。
図１は、実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置の概略図である。 図２は、実施例に係る他の放射性物質汚染物の除染装置の概略図である。 図３は、実施例に係る他の放射性物質汚染物の除染装置の概略図である。 図４は、バイオマスの水熱分解装置の構成の一例を示す概念図である。 図５は、バイオマスの水熱分解装置の他の構成の一例を示す概念図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
　図１は、放射性物質を含む放射性物質汚染物から放射性物質を除去する放射性物質汚染物の除染装置の簡略図である。
　図１に示すように、本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置１０Ａは、セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質に汚染された放射性物質汚染物１１を粉砕する粉砕機１２と、該粉砕機１２で粉砕された放射性物質汚染物１１を供給し、加圧熱水１４と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて熱水排出液の熱水可溶分１６として抜き出すと共に、放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分（固形分）１５として抜き出す水熱分解装置１３とを具備するものである。
　図１において、放射性物質に汚染された放射性物質汚染物１１は、所定の大きさに粉砕する粉砕機１２で粉砕された後、水熱分解装置１３に供給される。
　水熱分解装置１３では、放射性物質汚染物１１を加圧熱水１４と対向接触させて、放射性物質を加圧熱水１４側に移行させて熱水排出液の熱水可溶分１６として抜き出すと共に、放射性物質が除去された固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分（固形分）１５として抜き出すものである。
　本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置１０Ａは、セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質に汚染された放射性物質汚染物１１を、水熱分解装置１３で水熱分解処理し、熱水可溶分と熱水不溶分１５とに分離し、熱水可溶分１６側に放射性物質をリグニン等と共に移行させ、この熱水可溶分１６を保管することにより、除染するものである。
　ここで、本明細書で「放射性物質汚染物」とは、放射性物質の汚染前に栽培されていたセルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む農作物であって、収穫された際には汚染されていなかったものが、その後放射性物質に晒されて放射能に汚染された汚染農作物となったもの、汚染前の耕作地の土壌に農作物を作付けし、その後土壌が放射性物質に汚染され、この汚染されたた土壌で生育され、生育の過程において放射性物質に汚染された汚染農作物をいう。
　また、農作物に限定されず農作物以外のセルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む全ての生育物も含まれる。
　一例として、農作物としては、いわゆるバイオマス原料を挙げることができ、バイオマス原料としては、特に限定されるものではなく、地球生物圏の物質循環系に組み込まれた生物体又は生物体から派生する有機物の集積をいう（ＪＩＳ　Ｋ　３６００　１２５８参照）。バイオマスは、セルロース系バイオマス原料や炭水化物系原料などを含み、バイオマスとしては、特に、木質系の例えば広葉樹、草本系等のリグノセルロース資源や農業系廃棄物、食品廃棄物等を挙げることができる。また、セルロース系バイオマス原料としては、例えば稲藁、麦稈、コーンストーバー（トウモロコシの茎）、コーンコブ（トウモロコシの芯）、ＥＦＢ（アブラヤシの空果房）等を例示することができる。また、炭水化物系原料としては、例えばトウモロコシ、米、小麦、大麦、キャッサバなどの穀物類を挙げることができる。
　放射性物質汚染物１１は、粉砕機１２で、例えば５ｍｍ以下に粉砕され、粉砕物となる。粉砕された放射性物質汚染物１１は、水熱分解装置１３で水熱処理される。水熱分解装置１３は、粉砕された放射性物質汚染物１１を内部に投入される加圧熱水１４と対向接触させつつ水熱分解し、加圧熱水１４中に放射性物質、リグニン成分及びヘミセルロース成分を移行し、粉砕された放射性物質汚染物１１の固体中から放射性物質、リグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなるものである。
　こうして、粉砕された放射性物質汚染物１１は、水熱分解装置１３で水熱処理され、バイオマスの固形分である熱水不溶分（固形分）１５と、加圧熱水１４中に放射性物質、リグニン成分及びヘミセルロース成分を移行した水熱抽出画分である熱水可溶分１６とになる。
　放射性物質汚染物１１は、少なくとも熱水不溶の固形分のセルロースと、熱水可溶分のリグニン、ヘミセルロースを含むバイオマス原料である。
　熱水可溶分１６は、放射性物質を含む液体分であるので、その後乾燥装置１７で乾燥して減容化処理し、その乾燥物１８は、例えばドラム缶等により厳重に保管される。
　これに対し、熱水不溶分１５は、除染された固形分となり、この固形分１５にはセルロース成分が含まれているので、例えば公知の糖化処理手段及びアルコール発酵処理手段により処理を行い、例えばメタノール又はエタノール等の有価物に変換処理することができる。
　また、熱水不溶分（固形分）１５は、セルロール成分が主体であるので、糖化装置３０で糖液を得た後、この糖液を用いてアルコール発酵装置３１によりアルコール（例えばメタノールやエタノール等）３２を製造し、有価物として回収するようにしている。
　また、熱水不溶分（固形分）１５をバイオマスボイラ３３に供給し、ボイラ燃料に利用され、熱や電気として熱回収される。
　図２は、放射性物質を含む放射性物質汚染物から放射性物質を除去する水熱分解装置を備えた他の放射性物質汚染物の除染装置の簡略図である。
　図１に示す実施例では、熱水可溶分１６を保管しているが、図２の本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置１０Ｂでは、熱水可溶分１６をメタン発酵装置２１に供給してメタン２２を回収し、ボイラ燃料等に利用し、熱から電気へのエネルギーに変換している。
　また、発酵残渣２３は、乾燥装置２４で乾燥して減容化し、乾燥物２５として保管される。
　図３は、放射性物質を含む放射性物質汚染物から放射性物質を除去する水熱分解装置を備えた他の放射性物質汚染物の除染装置の簡略図である。
　図１に示す実施例では、熱水可溶分１６を保管しているが、図３の本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置１０Ｃでは、熱水可溶分１６中に含まれる放射性物質をイオン交換により除去するイオン交換樹脂（例えばゼオライト等）を有するイオン交換手段４１を設け、イオン交換樹脂により熱水可溶分１６を無害化処理している。
　この無害化処理された熱水可溶分４３は、ヘミセルロースを含むので、例えば糖化装置によりＣ５糖へ糖化し、これをアルコール発酵等してアルコールを得るようにしてもよい。
　また、イオン交換手段４１で破過したイオン交換樹脂４２は、放射性物質を含むので、ドラム缶等により厳重に保管される。
（水熱分解装置）
　次に、バイオマスの水熱分解装置１３の構成の一例の概念図を図４に示す。
　図４に示すように、水熱分解装置１３Ａは、バイオマス供給装置５１と、反応装置５２と、固形分抜出装置５３とを有するものである。バイオマス供給装置５１は、放射性物質汚染物１１を常圧下から加圧下に供給するものである。
　反応装置５２は、装置本体５４内に設けられるスクリュー手段５５と、装置本体５４の外周に設けられる温度ジャケット５６とを有する。反応装置５２内に供給された放射性物質汚染物１１を、いずれか一方（本実施例では下方側）から装置本体５４の内部にて、スクリュー手段５５により他方（上方）へ搬送すると共に、放射性物質汚染物１１の供給箇所とは異なる他方（上方）の側から加圧熱水１４、加圧窒素（Ｎ2）５７を装置本体５４の内部に供給し、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４とを対向接触させつつ水熱分解するものである。これにより、放射性物質、リグニン成分及びヘミセルロース成分は加圧熱水１４中に移行し、放射性物質汚染物１１中から分離され、熱水可溶分１６として反応装置５２の下端から熱水抜出部５８により排出される。
　固形分抜出装置５３は、反応装置５２の他方から固形分である熱水不溶分（固形分）１５を抜出すものである。固形分抜出装置５３は、固形画分を冷却水(ＣＷ)で冷却して生じた脱水液５９を反応装置５２から排出される熱水可溶分１６に混合する。
　本実施例では、放射性物質汚染物１１を下端部側から供給しているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、これとは逆に上端部側から供給するようにしてもよく、この際には、加圧熱水１４は下端部側から供給する。
　常圧下から加圧下に供給する供給装置５１としては、例えばスクリューフィーダー、ピストンポンプ又はスラリーポンプ等の手段を挙げることができる。
　反応装置５２は、本実施例では、縦型の装置としているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、傾斜型の装置や、水平型の装置としてもよい。ここで、縦型や傾斜型とするのは、水熱分解反応において発生したガスや原料中に持ち込まれたガス等が上方から速やかに抜けることができ、好ましいからである。また、加圧熱水１４で分解生成物を抽出するので、抽出効率の点から上方から下方に向かって抽出物の濃度が高まることとなり、好ましいものとなる。
　本実施例では、放射性物質汚染物１１を水熱分解装置１３Ａに供給する前に、前処理装置として、粉砕機１２を用いて前処理するようにしているが、本実施例は、これに限定されるものではなく、放射性物質汚染物１１の粒径が十分小さい場合には粉砕機１２を設けなくてもよい。また、放射性物質汚染物１１が例えば籾殻等の場合には、水熱分解装置１３Ａに供給する前に粉砕機１２等で粉砕処理することなく、そのまま供給装置５１に供給してもよい。
　反応装置５２における、熱水不溶分を糖化する場合においては、反応温度は１８０℃以上２４０℃以下とするのが好ましい。さらに好ましくは２００℃以上２３０℃以下とするのがよい。これは、１８０℃未満の低温では、水熱分解速度が小さく、長い分解時間が必要となり、装置の大型化につながり、好ましくないからである。一方２４０℃を超える温度では、分解速度が過大となり、セルロース成分が固体から液体側への移行を増大すると共に、ヘミセルロース系糖類の過分解が促進され、好ましくないからである。また、ヘミセルロース成分は約１４０℃付近から、セルロースは約２３０℃付近から、リグニン成分は１４０℃付近から各々溶解するが、セルロースを固形分側に残し、且つ放射性物質を加圧熱水１４中に溶解すると共に、ヘミセルロース成分及びリグニン成分が十分な分解速度を持つ１８０℃以上２４０℃以下の範囲とするのがよい。
　一方、汚染物が単にバイオマスの表面に付着している場合は、上記の温度は６０～１４０℃程度でもよい。なお、この場合、ヘミセルロース、リグニンの分解が十分に進行しないため、処理されたものは、糖化には、適さないが、バイオマスボイラ等の燃料として使用することが可能である。
　反応圧力は装置本体５４の内部が加圧熱水１４の状態となる、各温度の水の飽和蒸気圧より更に０．１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下の高い圧力とするのが好ましい。
　反応時間は、２０分以下とするのが好ましく、３分以上１０分以下とするのがより好ましい。これはあまり長く反応を行うと過分解物の割合が増大し、好ましくないからである。
　本実施例では、反応装置５２の装置本体５４内の加圧熱水１４と放射性物質汚染物１１との流動は、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４とを対向接触させる、いわゆるカウンターフローで接触・撹拌・流動するようにすることが好ましい。
　反応装置５２では、放射性物質汚染物１１の固形分は底部側から供給され、加圧熱水１４は頂部側から供給され、相互が対向して移動することにより、加圧熱水（熱水、分解物が溶解した液）１４は、固体である放射性物質汚染物１１とカウンターフローに固体粒子間に滲みながら移動することとなる。
　本実施例においては、反応装置５２の内部には気体部分が存在することとなるので、加圧窒素（Ｎ2）５７を内部に供給するようにしているが、本実施例は、これに限定されるものではなく、反応装置５２の内部に加圧窒素（Ｎ2）５７を供給しなくてもよい。
　反応装置５２内における放射性物質汚染物１１の昇温は、反応装置５２内で加圧熱水１４と接触させ、直接熱交換することにより可能である。なお、必要に応じて、外部から水蒸気等を用いて加温するようにしてもよい。
　水熱分解装置１３Ａにおいて、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４とを対向接触させることにより、加圧熱水１４に可溶化され易い成分から順次排出されると共に、放射性物質汚染物１１の投入部から熱水投入部まで温度勾配が生じるため、ヘミセルロース成分の過分解が抑制され、結果的に５炭糖成分を効率よく回収することができる。さらに、対向接触させることで、熱回収ができ、システム効率の観点から好ましいものとなる。
　よって、水熱分解装置１３Ａに供給された放射性物質汚染物１１は、水熱分解装置１３Ａから固形画分（主にセルロース)の熱水不溶分１５および熱水可溶分１６とが水熱処理物として排出される。
　水熱分解装置１３Ａにおいて放射性物質汚染物１１を加圧熱水１４と向流（カウンターフロー）で対向接触させて水熱分解することにより、糖やアルコールの原料となるセルロースを含む固形画分の熱水不溶分１５と、放射性物質を含有する熱水可溶分１６とを一段処理で効率的に分離することができる。
　このように、本実施例にかかる水熱分解装置１３は、図４に示すような構成に限定されるものではない。
　図５は、バイオマスの水熱分解装置の他の構成の一例を示す概念図である。図５に示すように、水熱分解装置１３Ｂは、バイオマス供給装置６１と、反応装置６２と、固形分抜出装置６３と、液体分抜出部６８とを有する。なお、Ｖ11～Ｖ15は、差圧調整弁（ＯＮ－ＯＦＦ弁）を示す。
　バイオマス供給装置６１は、バイオマス原料（本実施例では、例えば放射性物質吸収植物のうちの麦わら等）の放射性物質汚染物１１を常圧下から加圧下に供給する装置である。バイオマス供給装置６１としては、例えば、ピストンポンプ又はスラリーポンプ等のポンプ手段を挙げることができる。
　反応装置６２は、装置本体６４内に設けられる固定撹拌手段６５と、装置本体６４の外周に設けられる温度ジャケット６６とを有する。装置本体６４内に供給された放射性物質汚染物１１を、上下のいずれかの端部側（本実施例では下端側）から垂直型装置本体（以下「装置本体」という）の内部を圧密状態で徐々に移動させると共に、放射性物質汚染物１１の供給とは異なる端部側（本実施例では上端側）から加圧熱水１４を装置本体６４内部に供給し、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４とを対向接触させつつ水熱分解し、加圧熱水１４中に放射性物質、リグニン成分及びヘミセルロース成分を移行し、放射性物質汚染物１１中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなる反応装置である。
　バイオマス抜出装置６３は、上述の通り、装置本体６４の加圧熱水１４の供給部側からバイオマス固形分である熱水不溶分（固形分）１５を抜出すものである。
　装置本体６４の内部には、放射性物質汚染物１１をいわゆるプラグフローの圧密状態で撹拌するための固定撹拌手段６５が設けられている。固定撹拌手段６５の周囲を放射性物質汚染物１１が回転することにより、内部に送り込まれる放射性物質汚染物１１を軸方向に移動する際に、その撹拌作用により放射性物質汚染物１１は撹拌される。固定撹拌手段６５を装置本体６４の内部に設けることにより、装置本体６４内で固体表面、固体中の加圧熱水１４の混合が進み、反応が促進される。
　水熱分解装置１３Ｂの反応装置６２の装置本体６４内の加圧熱水１４と放射性物質汚染物１１との流動は、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４との混合を効率よく行い、反応を促進する観点から、放射性物質汚染物１１と加圧熱水１４とを対向接触させる、いわゆるカウンターフローで撹拌・流動するようにすることが好ましい。
　水熱分解装置１３Ｂは、プラグフロー型による水熱分解であるので、構造が簡易であり、固体である放射性物質汚染物１１は、管中心軸と垂直に攪拌されながら、管中心軸と平行に移動することとなる。一方、加圧熱水１４（熱水、分解物が溶解した液）は、固体に対しカウンターフローにて固体粒子間に滲みながら移動する。
　また、プラグフローでは、加圧熱水１４の均一な流れを実現することができる。固体の放射性物質汚染物１１が加圧熱水１４により分解すると、分解物が熱水側に溶解する。分解部近傍は高粘度となり、未分解部近傍へ優先的に熱水が移動し、未分解部が続いて分解する。これにより、均一な熱水の流れが形成され、均一な分解が実現される。
　水熱分解装置１３Ｂは、装置本体６４内に固定撹拌手段６５を有しているため、水熱分解装置１３Ｂにおける装置本体６４内面の管壁の抵抗により、装置本体６４内において、放射性物質汚染物１１の入口側に比べ、放射性物質汚染物１１の出口側の固体密度が減少すると共に、放射性物質汚染物１１の分解により固形分である熱水不溶分（固形分）１５が減少する。このため、加圧熱水１４の占める割合が増加し、液滞留時間が増加することにより、液中の分解成分が過分解する。このため、水熱分解装置１３Ｂは、装置本体６４内に少なくとも固定撹拌手段６５を設けることで、加圧熱水１４の占める割合を抑制し、液滞留時間を減少することにより、液中の分解成分が過分解することを抑制することができる。
　よって、水熱分解装置１３Ｂに供給された放射性物質汚染物１１は、水熱分解装置１３Ｂから固形画分の熱水不溶分１５および水熱抽出画分の熱水可溶分１６が水熱処理物として排出される。
＜放射性物質保管又は処理＞
　熱水可溶分１６として抜き出した後、熱水可溶分１６をそのまま保管するか、イオン交換処理等により放射性物質を処理する。
　このように、本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置によれば、放射性物質物１１を加圧熱水１４と向流（カウンターフロー）で対向接触させて水熱分解装置１３で水熱分解することにより、放射性物質汚染物１１に含まれていた放射性物質を一段処理で効率的に水熱抽出画分の熱水可溶分１６へ移行させることができる。これにより、糖やアルコールの原料となる固形画分の熱水不溶分１５と、放射性物質を含有する水熱抽出画分の熱水可溶分１６とを一段処理で効率的に分離することができる。
　したがって、本実施例に係る放射性物質汚染物の除染装置によれば、当初は放射能に汚染されていなかった作物等が、その後放射能に汚染されて放射性物質汚染物になった場合においても、放射性物質を水熱分解により熱水側へ移行させて、除染処理することができる。
　１０Ａ～１０Ｃ　放射性物質汚染物の除染装置
　１１　放射性物質汚染物
　１２　粉砕機
　１３　水熱分解装置
　１４　加圧熱水
　１５　熱水不溶分（固形分）
　１６　熱水可溶分
　１７　乾燥装置
　１８　乾燥物
　２１　メタン発酵装置
　３０　糖化装置
　３１　アルコール発酵装置
　３２　アルコール
　３３　バイオマスボイラ
　４１　イオン交換手段　

Claims (8)

  1. 　セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質汚染物を供給する供給手段と、
    　供給された放射性物質汚染物を、加圧熱水と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて水熱分解処理する水熱分解装置と、
    　該水熱分解装置から、熱水排出液の熱水可溶分として抜き出す熱水抜出部と、
    　放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分として抜き出す固形分抜出装置とを具備することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記供給手段の前段側に、放射性物質に汚染された放射性物質汚染物を粉砕する粉砕機を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記熱水可溶分を乾燥して減容化する乾燥装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  4. 　請求項１又は２において、
    　前記熱水可溶分をメタン発酵するメタン発酵装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  5. 　請求項１又は２において、
    　前記熱水可溶分中の放射性物質をイオン交換により除去するイオン交換手段を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
    　前記熱水不溶分を糖化する糖化装置を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  7. 　請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
    　前記熱水不溶分を燃焼処理する燃焼手段を有することを特徴とする放射性物質汚染物の除染装置。
  8. 　セルロースとヘミセルロースとリグニンとを含む放射性物質汚染物を供給し、加圧熱水と対向接触させて、放射性物質をヘミセルロースとリグニンと共に熱水側に移行させて熱水排出液の熱水可溶分として抜き出すと共に、放射性物質が除去されたセルロースを含む固形分を熱水排出液の排出側とは異なる側から熱水不溶分として抜き出すことを特徴とする放射性物質汚染物の除染方法。　
PCT/JP2012/058461 2012-03-29 2012-03-29 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法 WO2013145237A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/058461 WO2013145237A1 (ja) 2012-03-29 2012-03-29 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法
JP2014507202A JP5769874B2 (ja) 2012-03-29 2012-03-29 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/058461 WO2013145237A1 (ja) 2012-03-29 2012-03-29 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013145237A1 true WO2013145237A1 (ja) 2013-10-03

Family

ID=49258602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/058461 WO2013145237A1 (ja) 2012-03-29 2012-03-29 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5769874B2 (ja)
WO (1) WO2013145237A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016221458A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社ピーシーエス 農林資源の肥料化減容システム
DE102018114550A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-19 Nukem Technologies Engineering Services Gmbh Verfahren zum Vorreinigen von Radionuklide enthaltenden Lösungen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107450A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Toshiba Corp 使用済みイオン交換樹脂の処理方法及び処理システム
JP3173713U (ja) * 2011-12-05 2012-02-16 東京セメント工業株式会社 容器
WO2012029182A1 (ja) * 2010-09-03 2012-03-08 三菱重工業株式会社 バイオマスの分解装置及び方法、バイオマス原料を用いた糖液製造システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013063395A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有害物質の処理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107450A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Toshiba Corp 使用済みイオン交換樹脂の処理方法及び処理システム
WO2012029182A1 (ja) * 2010-09-03 2012-03-08 三菱重工業株式会社 バイオマスの分解装置及び方法、バイオマス原料を用いた糖液製造システム
JP3173713U (ja) * 2011-12-05 2012-02-16 東京セメント工業株式会社 容器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016221458A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社ピーシーエス 農林資源の肥料化減容システム
DE102018114550A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-19 Nukem Technologies Engineering Services Gmbh Verfahren zum Vorreinigen von Radionuklide enthaltenden Lösungen
EP3584800A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-25 Nukem Technologies Engineering Services GmbH Verfahren zum vorreinigen von radionuklide enthaltenden lösungen
JP2019219397A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 ヌケム・テヒノロギース・エンジニアリング・サービシーズ・ゲーエムベーハーＮｕｋｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｇｍｂｈ 放射性核種を含む溶液を予備浄化する方法
JP7043458B2 (ja) 2018-06-18 2022-03-29 ヌケム・テヒノロギース・エンジニアリング・サービシーズ・ゲーエムベーハー 放射性核種を含む溶液を予備浄化する方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5769874B2 (ja) 2015-08-26
JPWO2013145237A1 (ja) 2015-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Hydrothermal liquefaction of typical livestock manures in China: Biocrude oil production and migration of heavy metals
CN100384526C (zh) 生物质预水解的方法
Kong et al. Biochar from oil palm biomass: A review of its potential and challenges
AU2012350345B2 (en) Process, apparatus and system for treatment of animal effluent
Ziegler-Devin et al. Steam explosion pretreatment of willow grown on phytomanaged soils for bioethanol production
US11034905B2 (en) Process and products using a rotary compression unit
CN100579649C (zh) 一种酶解制备天然吸附剂的方法及用途
US8425635B2 (en) Systems, methods and compositions relating to combustible biomaterials
CN109575929A (zh) 重金属污染土壤复合修复剂及其修复土壤的方法
KR101787683B1 (ko) 매몰 가축 사체 및 오염된 토양의 혼합폐기물 처리시스템 및 이를 이용한 처리방법
CN104368306A (zh) 一种用于重金属污染土壤修复的类生物炭的制备方法
JP2013063395A (ja) 有害物質の処理方法
JP4866689B2 (ja) リグノセルロース系植物材料の糖化方法
JP5769874B2 (ja) 放射性物質汚染物の除染装置及び除染方法
Bezerra et al. Chemical treatment of sugarcane bagasse and its influence on glyphosate adsorption
CN107583933B (zh) 废弃物无害处理及资源化利用生态循环系统
JP5534309B2 (ja) ソフト水熱プロセスによる廃きのこ培地再生処理方法と新しいバイオマス活用方法
AU2016378939A1 (en) Biomass, thermal pressure hydrolysis and anaerobic digestion
CN116529344A (zh) 用于洗涤生物废物以回收该生物废物作为固体生物燃料的系统
WO2013076789A1 (ja) 糖液製造装置、発酵システム、糖液製造方法及び発酵方法
US20120180962A1 (en) Apparatus and process for treatment of fibers
JP4930939B2 (ja) リグノセルロース系植物材料の固液混合物を用いる糖化方法
CN112745857B (zh) 一种修复多环芳烃污染土壤的生物制剂
US8444810B2 (en) Apparatus and process for treatment of fibers
JP6715235B2 (ja) 汚染による環境的荒廃地を浄化するための方法と装置、特に放射能汚染による環境的荒廃地の放射能被曝を低減するための方法と装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12872773

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014507202

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12872773

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1