WO2013186873A1 - 汚染土壌処理システム - Google Patents

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WO2013186873A1
WO2013186873A1 PCT/JP2012/065118 JP2012065118W WO2013186873A1 WO 2013186873 A1 WO2013186873 A1 WO 2013186873A1 JP 2012065118 W JP2012065118 W JP 2012065118W WO 2013186873 A1 WO2013186873 A1 WO 2013186873A1
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WO
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contaminated soil
water
clay
gas
ejector
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Application number
PCT/JP2012/065118
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English (en)
French (fr)
Inventor
和雄 平山
学敏 金
荘平 山内
夏郎 稲垣
Original Assignee
学校法人日本大学
株式会社Ｅｍｃｏｍホールディングス
株式会社Ｒ＆Ｄテクノ・コーポレーション
ネイテックシステム株式会社
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.)
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Publication date
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    • 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
    • G21F9/04—Treating liquids
    • 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
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a contaminated soil treatment system, and more particularly to a treatment system for soil contaminated with radioactive pollutants.
  • Patent Document 1 As a method for purifying soil contaminated with heavy metals, organic compounds, agricultural chemicals, oil, etc., in Patent Document 1, a sodium chloride solution is added to the contaminated soil as a reagent to make a slurry, pH is adjusted with sulfuric acid, and the mixture is slowly stirred. In addition, it is disclosed that the purified soil from which heavy metals and the like are eluted is allowed to stand and then separated from the aqueous solution containing the eluted heavy metals.
  • the surface layer of the contaminated soil is stripped and decontaminated, and the stripped soil is solidified with cement or the like and disposed of. .
  • the soil particles in the soil include sand, clay, and intermediate soil mixed with sand and clay.
  • these soil particles those that easily adsorb radioactive pollutants and those that are difficult to adsorb There is a thing. Therefore, if soil particles that easily adsorb contaminants can be separated and extracted from the contaminated soil, it is expected to reduce the amount of contaminated soil to be treated.
  • An object of the present invention is to provide a contaminated soil treatment system capable of treating soil contaminated with contaminants at high speed. Another object is to provide a contaminated soil treatment system capable of reducing the amount of contaminated soil to be treated. Yet another object is to provide a contaminated soil treatment system capable of treating contaminated soil contaminated with radioactive pollutants at high speed and reducing the amount of contaminated soil to be treated.
  • the following means contribute to at least one of the above objects.
  • a contaminated soil treatment system is a contaminated soil treatment system for treating contaminated soil in which sand that does not adsorb pollutants and clay that adsorbs contaminants are mixed, and is supplied by a pump.
  • a transport ejector having a nozzle that squeezes the transport water into a high-speed transport water stream, a gas introduction port that feeds in gas, and an ejection port that ejects gas-accompanied jet water that is a mixed fluid of the high-speed transport water stream and gas;
  • the air containing jet water collides with the contaminated soil sent to the tip of the ejector to separate the sand from the clay in the contaminated soil. It is characterized by including a peeling device for discharging the discharged discharge soil.
  • the contaminated soil treatment system according to the present invention may further include a separation device including a separation unit that separates the clay-mixed water and sand from the discharged soil, and a recovery unit that collects the separated sand. preferable.
  • an adsorption tank in which an adsorbent that re-adsorbs the pollutant is laid, and an adsorption treatment tank to which water mixed with clay separated by a separation device is supplied,
  • a suction ejector having a nozzle that squeezes the supply water supplied by the pump to form a high-speed circulating water flow, a gas introduction port for feeding gas, and an injection port from which the high-speed circulating water flow is injected, and a negative pressure due to the high-speed circulating water flow of the suction ejector
  • a circulation device including a suction part for sucking water mixed with clay, and a circulation path for re-adsorbing contaminants from the clay to the adsorbent by returning from the adsorption treatment tank to the adsorption treatment tank and returning to the adsorption treatment tank. It is preferable to provide.
  • the adsorbent is preferably phylite that adsorbs cesium, which is a radioactive pollutant.
  • the sandy material can be separated from the clay using the peeling device including the transport ejector, and the clay that easily adsorbs the pollutant can be separated and extracted. Soil can be processed at high speed.
  • the sand since the sand is peeled off from the clay in the contaminated soil, after that, it is only necessary to treat the clay that has adsorbed the pollutants, and to reduce the contaminated soil to be treated. Can do.
  • radioactive pollutants do not adsorb to sandy material but adsorb to clay, the above configuration can treat soil contaminated with radioactive pollutants at high speed and reduce the amount of contaminated soil to be treated. .
  • it is a block diagram of a contaminated soil processing system.
  • it is an expanded sectional view around the peeling apparatus containing the ejector for conveyance.
  • it is an expanded sectional view around the suction device containing the ejector for suction.
  • it is a flowchart which shows the procedure of a contaminated soil process.
  • it is a figure which shows the radioactive decontamination rate of recovered sandy substance.
  • it is a table
  • radioactive cesium will be described as a pollutant, but the present invention can also be applied to an appropriate pollutant other than radioactive cesium.
  • phylite will be described as an adsorbent, an appropriate substance other than phylite, such as zeolite, may be applied.
  • the atmosphere is supplied from the gas inlet, it may be a high-pressure air instead of an atmospheric pressure, or may be a gas other than air, for example, an inert gas such as nitrogen. .
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a contaminated soil treatment system 10.
  • the contaminated soil treatment system 10 is a system that treats contaminated soil 20 contaminated with cesium, which is a radioactive contaminant, at high speed. In high-speed processing, those that contain radioactive contaminants and those that do not contain radioactive contaminants are separated at high speed to reduce the amount of contaminated soil to be treated later. And re-adsorbing to the adsorbent at high speed.
  • Contaminated soil 20 includes clay 22 and sand 24. It is known that cesium, which is a radioactive pollutant, does not adsorb on the coarse sandy material 24 but adsorbs on the dense clayey material 22. In addition to the soil in which the clay 22 and the sand 24 exist alone, the soil actually includes what is called an intermediate soil in which the clay 22 and the sand 24 are mixed in a complex manner. ing. In the following, it is assumed that the soil constituents are represented by sand and clay, the contaminated soil 20 is composed of two clays 22 and 24, and radioactive pollutants are adsorbed on the clay 22. Continue the explanation.
  • the contaminated soil treatment system 10 uses the peeling device 40, the separation device 60, and the circulation device 70 to separate and separate the sand material 24 from the clay material 22 in the contaminated soil 20 and is adsorbed in the clay material 22.
  • the radioactive cesium is adsorbed again on the adsorbent 74, and the radioactive cesium is removed from the contaminated soil 20 to purify the soil.
  • the contaminated soil treatment system 10 includes a city water tank 14 for storing city water 12 supplied from a water pipe (not shown), a hopper 16 into which the contaminated soil 20 is charged, a peeling device 40, a separation device 60, and a circulation device 70. And a coagulation tank 92 and a clay 22, sand 24, and a plurality of pipes through which water flows.
  • the clay 22 is schematically illustrated as a black circle having a small diameter
  • the sandy material 24 is illustrated as a white circle having a large diameter.
  • sequence of a some thin line has shown water.
  • the peeling apparatus 40 is an apparatus that is provided between the transport water supply path 100 from the city water tank 14 and the peeling discharge path 102 toward the separating apparatus 60 and peels the sand 24 from the clay 22 in the contaminated soil 20. .
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a portion around the peeling device 40 in FIG.
  • the peeling device 40 includes a transfer ejector 48 and a peeling unit 50.
  • the transfer ejector 48 is an elongated pipe part in which the nozzle 36 is disposed, the upstream supply port 45 is connected to the transfer water supply channel 100, and the downstream injection port 46 is connected to the peeling unit 50. .
  • the nozzle 36 is a throttling device that squeezes the transport water 32 supplied by the pump shown as P in FIG. 1 to form a high-speed transport water flow 34.
  • the nozzle 36 is a tapered tube whose inner diameter is gradually narrowed from the supply side to the discharge side. is there.
  • the nozzle 36 is attached to the inside of the pipe line component constituting the transfer ejector 48 by an appropriate support 36a.
  • the central axis of the nozzle 36 is adjusted so as to substantially coincide with the central axis of the pipe line components constituting the conveying ejector 48.
  • the gas inlet 42 provided on the downstream side of the tip of the nozzle 36 is a hole communicating with the outside air.
  • the high-speed transport water stream 34 is ejected from the tip of the nozzle 36, and the gas introduction port 42 has a function of introducing the atmospheric gas 38 into the transport ejector 48 and causing the gas 38 to accompany the high-speed transport water stream 34.
  • Another function of the gas introduction port 42 is to prevent the negative pressure from becoming excessive while the inside of the pipe line of the transport ejector 48 becomes negative pressure by the jetted high-speed transport water flow 34.
  • the atmospheric gas 38 is naturally introduced from the gas inlet 42 by the negative pressure, thereby preventing the inside of the conduit of the transfer ejector 48 from becoming an excessive negative pressure.
  • cavitation or the like is prevented from occurring inside the transfer ejector 48.
  • gas-accompanied jet water 44 which is a mixed fluid of the high-speed transfer water flow 34 and the gas 38, is injected.
  • the transport ejector 48 has a function of generating the gas-accompanied jet water 44 by supplying the transport water 32 to the high-speed transport water stream 34 by the nozzle 36 and causing the gas 38 to accompany it to the separation unit 50. .
  • the peeling portion 50 is provided with a diffusion pipe 52 therein, an upstream supply port connected to the injection port 46 of the transfer ejector 48, and a downstream discharge port connected to the peeling discharge passage 102. It is. It is preferable that the inner diameter of the elongated pipe line component constituting the peeling portion 50 is set to be thicker than the tip diameter of the nozzle 36 because the high-speed transport water flow 34 ejected from the nozzle 36 spreads and flows.
  • the peeling unit 50 causes the gas-accompanied jet water 44 ejected from the conveying ejector 48 to collide with the contaminated soil sent from the hopper 16 to separate the sandy material 24 from the clay 22 in the contaminated soil 20. It has a function of discharging a discharge soil 26 containing water mixed with clayey 22 and sandy material 24.
  • the supply port 17 for the contaminated soil 20 from the hopper 16 is set between the injection port 46 and the upstream end of the diffusion tube 52. That is, the supply port 17 is provided at an arrangement position where the gas-accompanied jet water 44 injected from the injection port 46 collides with the contaminated soil 20 supplied from the supply port 17 and can flow into the diffusion pipe 52 while being mixed.
  • the diffusion pipe 52 is a pipe having an inner diameter D that is smaller than the inner diameter of the pipe line components that constitute the peeling portion 50 and an appropriate axial length L.
  • the diffusion tube 52 is attached to the inside of the pipe line component constituting the peeling portion 50 by an appropriate support 50a.
  • the central axis of the diffusion tube 52 is adjusted so as to substantially coincide with the central axis of the pipe parts constituting the peeling portion 50.
  • the diffusion tube 52 is a fluid discharged from the diffusion tube 52 when the gas-accompanied jet water 44 ejected from the ejection port 46 spreads in the radial direction of the pipeline and the periphery of the spread tip contacts the inner wall of the diffusion tube 52. It has the function of adjusting the head and flow rate.
  • the head of the fluid is a height at which the fluid can be raised, and the lower the D of the diffusion tube 52, the lower the flow rate and the higher the head.
  • D and L differ considerably depending on the flow velocity, flow rate, and desired head of the gas-accompanied jet water 44, D is about 50 mm and L is about 500 mm.
  • the gas-accompanied jet water 44 and the contaminated soil 20 in the peeling unit 50 interact as follows. That is, the gas-accompanied jet water 44 ejected from the ejection port 46 collides with the contaminated soil 20 introduced from the hopper 16. At this time, since the high-speed gas 38 enters the contaminated soil 20 more easily than water, the gas 38 enters between the sandy material 24 and the sandy material 24 of the contaminated soil 20 and widens the interval between the sandy materials 24. High speed water now enters the widened gap, and the clay 22 between the sand 24 and the sand 24 is washed away. Because of this washing away, the distance between the sands 24 is further expanded.
  • the peeling unit 50 uses the gas-accompanied jet water 44 to peel the contaminated soil 20 from the sandy material 24 on which the radioactive contaminants are not adsorbed from the clay 22 on which the radioactive contaminants are adsorbed, It has a function of washing away the clay 22 from the sand 24.
  • the sand material 24 is peeled off from the clay material 22 and the water mixed with the clay material 22 and the fluid that has become the sand material 24 are adjusted to an appropriate head by the diffusion pipe 52. Discharged soil 26 containing water mixed with clay 22 and sandy material 24 is discharged from the discharge port of the peeling unit 50 to the peeling discharge path 102 at an appropriate head.
  • the separation device 60 is provided at the tip of the peeling discharge path 102 and separates the discharged soil 26 discharged by the peeling device 40 into the clay 22 and the sand 24, and the radioactive pollutant is adsorbed. It has a function of collecting the sandy sand 24 that has not been used.
  • the separation device 60 includes a separation unit including a vibrating screen 62 and a cyclone 66, a recovery unit 64, and a storage tank 68.
  • the vibrating screen 62 is a particle size selection means that is disposed directly above the discharge port of the separation discharge path 102 and above the storage tank 68 and has a predetermined fine mesh screen.
  • the vibration sieve 62 is given a vibration in an appropriate direction in order to effectively perform particle size selection.
  • the fineness of the sieve is determined based on the particle size of the sandy material 24 to which the radioactive contaminants are not adsorbed in advance.
  • Discharge soil 26 containing water and sandy material mixed with clayey 22 is discharged from the discharge port of the peeling discharge path 102.
  • the sieve screen of the vibrating screen 62 is about 1 mm
  • the sandy material 24 having a size coarser than about 1 mm remains on the screen of the vibrating screen 62 and the sandy material 24 finer than about 1 mm.
  • the water mixed with clay 22 passes through the screen of the vibrating screen 62 and falls into the storage tank 68.
  • the value of about 1 mm is an illustrative example, and of course other values may be used.
  • the vibration sieve 62 is slightly inclined from the horizontal direction, the lower end of the inclination protrudes to the outside of the storage tank 68, and the collection unit 64 is disposed directly below the vibration sieve 62, the sandy material 24 having a size coarser than about 1 mm is vibrated. It moves on the vibrating screen 62 by such as, and falls to the collection unit 64. In this way, the sandy matter 24 on which the radioactive contaminants are not adsorbed can be collected by the collection unit 64 by the vibrating screen 62.
  • An unloading unit 69 such as a moving conveyor may be provided between the vibrating screen 62 and the collection unit 64 as necessary.
  • the pumping conveyance path 104 is a pipe that conveys, to the cyclone 66, water in which the fine sandy material 24 and the clayey material 22 are pumped up from the storage tank 68 via a pump indicated by P in FIG.
  • the cyclone 66 disposed on the vibrating screen 62 separates the sandy material 24 and the clayey material 22 by centrifugal force separation from the water in which the fine sandy material 24 and the clayey material 22 are mixed by falling into the storage tank 68 and stored. It is a device to do.
  • the cyclone 66 has a circular shape on a plan view, and is connected to the pumping conveyance path 104 from the storage tank 68 so as to be along the tangential direction.
  • the separation conveyance path 106 is connected to the separation tower provided in the circular center part on a top view.
  • the separation conveyance path 106 is arranged to extend right above the adsorption processing tank 72.
  • the cyclone 66 is a device that rotates a fluid at high speed in a circular cylinder. By rotating water mixed with sandy material 24 and clayey material 22 at high speed, particles of sandy material 24 with a large mass are collected on the outer peripheral side by centrifugal force, and particles of clayey material 22 with a small mass are collected at the center. It is done. In this way, the sandy material 24 and the clayey material 22 are separated.
  • the sandy material 24 collected on the outer peripheral side falls on the vibrating screen 62 below by gravity. As described above, the sandy material 24 dropped on the vibrating screen 62 is collected in the collecting unit 64 by collecting the sandy material 24 of about 1 mm or more.
  • the clay 22 mixed water collected in the central part and adsorbed with radioactive pollutants is transported to the circulation device 70 by the separation transport path 106.
  • the supply of the water containing the clay 22 from the separation device 60 to the circulation device 70 may be performed continuously, or may be performed batchwise using the valve shown in FIG.
  • the circulation device 70 includes an adsorption treatment tank 72, a circulation tank 76, a suction device 80, and adsorption circulation paths 110 and 111.
  • the suction device 80 includes a suction ejector 88 and a suction part 90.
  • the circulation device 70 circulates the water mixed with the clay 22 separated by the separation device 60 at a high speed using the adsorption circulation paths 110 and 111 passing through the adsorption treatment tank 72 where the adsorbent 74 is laid, and the clay 22 It has a function of causing the adsorbent 74 to re-adsorb the radioactive pollutant adsorbed on the adsorbent.
  • the adsorption treatment tank 72 is a tank in which an adsorbent 74 is laid on an appropriate mesh.
  • an adsorbent 74 a substance having a characteristic that it is easier to adsorb cesium as a radioactive pollutant than the clay 22 is used.
  • adsorbent 74 phylite or zeolite can be used.
  • the circulation tank 76 is a buffer tank that temporarily stores the circulating water 28 mixed with the clay 22.
  • the circulation tank 76 has another function, and the suction ejector 88 supplies suction water 82 for forming gas-accompanied jet water 86.
  • the adsorption circulation paths 110 and 111 pass from the adsorption treatment tank 72 through the suction device 80 and return to the adsorption treatment tank 72 again through the circulation tank 76 and are radioactive from the clay 22 in the circulating water 28. This is a circulation path for re-adsorbing the pollutant on the adsorbent 74.
  • the circulating water 28 is fed from the circulation tank 76 to the adsorption treatment tank 72 via a pump indicated by P in FIG.
  • a strainer 78 can be provided in the circulation tank 76.
  • the suction device 80 uses the suction ejector 88 to circulate the circulating water 28 mixed with the clay 22 at high speed through the adsorption treatment tank 72, the adsorption circulation path 110, the circulation tank 76, and the adsorption circulation path 111. Drive means.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a portion around the suction device 80 in FIG.
  • the suction device 80 has the same configuration as the peeling device 40 described with reference to FIG. 2, a suction ejector 88 is disposed corresponding to the transfer ejector 48, and a suction portion 90 is disposed corresponding to the peeling portion 50.
  • the suction ejector 88 can be structurally the same as the transport ejector 48.
  • the suction ejector 88 is an elongated pipe part in which the nozzle 36 is disposed, the upstream supply port 45 is connected to the suction water supply passage 108, and the downstream injection port 46 is connected to the suction portion 90.
  • the nozzle 36 is a constricting device for a tapered pipe that squeezes the suction water 82 supplied by a pump shown as P in FIG.
  • the gas inlet 42 is a hole that communicates with the outside air. From the injection port 46 of the suction ejector 88, gas-accompanied jet water 86, which is a mixed fluid of the high-speed transport water flow 84 and the gas 38, is injected.
  • the suction ejector 88 is configured to squeeze the suction water 82 by the nozzle 36 to form the high-speed transport water flow 84, and to cause the gas 38 to accompany it to form the gas-accompanied jet water 86 and supply it to the suction unit 90.
  • the suction part 90 is connected to the adsorption circulation path 110 instead of being connected to the hopper 16 to which the contaminated soil 20 is supplied.
  • the suction section 90 is provided with a diffusion pipe 52 therein, an upstream supply port is connected to the injection port 46 of the suction ejector 88, and a downstream discharge port is opened toward the circulation tank 76. It is a part.
  • the suction unit 90 has a function of sucking the circulating water 28 mixed with the clay 22 from the adsorption circulation path 110 at high speed by using the negative pressure generated by the gas-accompanied jet water 86 ejected from the suction ejector 88.
  • the supply port 87 for the circulating water 28 mixed with the clay 22 from the adsorption circulation path 110 is set between the injection port 46 and the tip on the upstream side of the diffusion pipe 52. That is, the supply port 87 is disposed at a position where the circulating water 28 mixed with the clay 22 can be sucked from the supply port 87 at a high speed by the negative pressure generated by the gas-accompanied jet water 86 injected from the injection port 46 and can flow into the diffusion pipe 52.
  • the circulation device 70 uses the suction ejector 88 to rapidly circulate the circulating water 28 mixed with the clay 22 in the adsorption treatment tank 72, the adsorption circulation path 110, the circulation tank 76, and the adsorption circulation path 111. Circulate. Thereby, the time interval for the circulating water 28 mixed with the clay 22 to pass through the adsorbent 74 is shortened, and the radioactive contaminant adsorbed on the clay 22 can be efficiently re-adsorbed to the adsorbent 74. In this way, the amount of radioactive contaminants attached to the clay 22 can be reduced.
  • the coagulation tank 92 is a treatment tank for extracting the circulating water 28 mixed with the clay 22 having a reduced amount of radioactive contaminants and coagulating and sedimenting using the coagulant 94.
  • the circulating water 28 mixed with the clay 22 can be continuously extracted by providing a pump indicated by P in the aggregating conveyance path 112 from the adsorption treatment tank 72 to the aggregating tank 92.
  • a valve may be provided in the middle of the aggregation conveyance path 112, and the batchwise operation may be performed by opening and closing the valve.
  • a flock material can be used as the agglomerate 94.
  • the coagulated and settled clay 96 and the supernatant 98 are separated in the coagulation tank 92. Since the coagulated sediment 96 contains radioactive contaminants, the disposal is performed according to a predetermined disposal method. Supernatant 98 is recovered with no radioactive contaminants present.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of contaminated soil treatment in the contaminated soil treatment system 10.
  • the processing procedure in the peeling device 40 from S10 to S18, the processing procedure in the peeling device 40, from S20 to S24, the processing procedure in the separation device 60, from S26 to S28, the processing procedure in the circulation device 70, and from S30 to S36, the coagulation tank.
  • the processing procedure at 92 is shown.
  • city water 12 supplied from a water pipe (not shown) is stored in the city water tank 14 (S10).
  • the city water 12 is sucked up from the city water tank 14 via the conveyance water supply path 100 using, for example, an electrically driven pump, and this is used as conveyance water 32 and supplied to the conveyance ejector 48 of the peeling device 40.
  • the supplied transport water 32 is squeezed by the nozzle 36 of the transport ejector 48 to become a high-speed transport water stream 34 (S12).
  • the gas 38 taken in from the gas inlet 42 and the high-speed conveyance water flow 34 are mixed, the gas accompanying jet water 44 is formed, and it sprays on the peeling part 50 (S14).
  • the contaminated soil 20 is introduced from the hopper 16 (S16).
  • the jetted gas-accompanied jet water 44 collides with the contaminated soil 20, and the sandy material 24 is peeled from the clay 22 (S18).
  • the discharged soil 26 containing the separated sandy material 24 and the clay material 22 is fed into the separation unit of the separation device 60 through the separated discharge channel 102 (S20).
  • the vibrating screen 62 and the cyclone 66 are used to separate the sandy material 24 not adsorbing radioactive contaminants and the water mixed with the clayey material 22 adsorbing radioactive contaminants (S22).
  • Sandy matter 24 not adsorbing radioactive contaminants is recovered by the recovery unit 64 (S24). This reduces the amount of soil to be treated thereafter.
  • the pressure condition of the transfer ejector 48 is used as a parameter.
  • the pressure condition of the transfer ejector 48 is the injection pressure of the gas-accompanied jet water 44 at the injection port 46 of the transfer ejector 48.
  • the radioactive decontamination rate of the sand after recovery reaches 90% to 95% regardless of the pressure condition of the ejector 48 for conveyance.
  • FIG. 6 shows the result of obtaining each value with the amount of contaminated soil 20 put into the hopper 16 as the amount of charged soil and the amount of sandy material 24 collected by the recovery unit 64 as the amount of recovered sandy material. It is shown.
  • the pressure condition of the transfer ejector 48 is used as a parameter. As shown here, when the pressure condition of the conveying ejector 48 is 5 MPa and 10 MPa, the recovery rate is about 40%. Therefore, the amount of soil to be treated thereafter is reduced by about 30%.
  • the remaining clay 22 mixed water from which the sandy material 24 has been collected passes through the separation conveyance path 106 and is introduced into the adsorption treatment tank 72 of the circulation device 70 (S26).
  • the adsorption treatment tank 72 an adsorbent 74 that allows radioactive contaminants to be adsorbed more easily than the clay 22 is laid. Then, high-speed circulation is performed using the suction ejector 88 of the suction device 80 (S28).
  • the circulating water 28 mixed with the clay 22 is circulated in the order of the adsorption treatment tank 72, the adsorption circulation path 110, the suction device 80 including the suction ejector 88, the circulation tank 76, the adsorption circulation path 111, and the adsorption treatment tank 72.
  • the time interval for the circulating water 28 mixed with the clay 22 to pass through the adsorbent 74 is shortened, and the radioactive contaminant adsorbed on the clay 22 can be efficiently re-adsorbed to the adsorbent 74. In this way, the amount of radioactive contaminants attached to the clay 22 can be reduced.
  • FIG. 7 shows the result of summarizing the measurement data of the radioactivity of the circulating water 28 mixed with the clay 22.
  • the parameter is the pressure condition of the transfer ejector 48.
  • the radioactivity of circulating water 28 has dropped to a level of 100 Bq / kg.
  • radioactive contaminants can be re-adsorbed to the adsorbent 74 in a very short time by high-speed circulation.
  • the circulating water 28 mixed with the clay 22 from which radioactive pollutants have been reduced by high-speed circulation is introduced into the agglomeration tank 92 through the agglomeration conveyance path 112 (S30), and agglomerated using the agglomerate 94. Sedimentation is performed (S32). Since the coagulated sediment 96 contains radioactive contaminants, the disposal is performed according to a predetermined disposal method (S34).
  • the circulating water 28 mixed with the clay 22 introduced into the agglomeration tank 92 has already been reduced in radioactivity to a level of 100 Bq / kg, and thus the amount of radioactive contaminants has been reduced. Thereby, the usage-amount of the aggregate 94 can be reduced significantly.
  • the supernatant 98 is collected after confirming that it does not contain radioactive contaminants (S36).
  • FIG. 8 shows the result of collecting the measurement data of the radioactivity of the supernatant liquid 98 after the coagulation sedimentation.
  • the circulating water 28 mixed with the clay 22 introduced into the agglomeration tank 92 the initial water before high-speed circulation and the water after the circulation time of 1, 10, 20, 30, 60 minutes are used. It was.
  • the radioactivity of the supernatant liquid 98 after coagulation sedimentation is a value (No Detective: ND) below the measurement limit. .
  • the supernatant liquid 98 after the coagulation sedimentation can be collected and returned to the city water tank 14 of FIG. 1, for example, and can be reused.
  • the transport ejector 48, the cyclone 66, and the suction ejector 88 are used for processing the contaminated soil 20, high-speed processing can be performed. Moreover, the sandy substance 24 to which the radioactive pollutant is not adsorbed is collected from the contaminated soil 20, and thereafter, the target to be treated with the radioactive pollutant can be reduced. Further, since the radioactive pollutant is re-adsorbed from the clayey material 22 to the adsorbent 74 by the adsorption circulation treatment, it is possible to reduce the target to be subjected to the subsequent coagulation sedimentation treatment.
  • the contaminated soil treatment system according to the present invention is used for treating soil contaminated with radioactive pollutants.

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Abstract

　汚染土壌処理システム（１０）は、市水タンク（１４）、汚染土壌（２０）が投入されるホッパ（１６）、剥離装置（４０）、分離装置（６０）、循環装置（７０）、凝集槽（９２）、これらの間に配置される複数の配管を含んで構成される。剥離装置（４０）は、気体伴走ジェット水（４４）を噴射させる搬送用エジェクタ（４８）と、搬送用エジェクタ（４８）の先端部に送り込まれた汚染土壌（２０）に気体伴走ジェット水（４４）を衝突させて、汚染土壌（２０）中の粘土質（２２）から砂質（２４）を剥離する剥離部（５０）を含む。循環装置（７０）は、吸込用エジェクタ（８８）が噴射する気体伴走ジェット水（８６）の負圧を利用して粘土質（２２）混じりの循環水（２８）を循環させて、粘土質（２２）に吸着している汚染物質を吸着材（７４）に再吸着させる。

Description

汚染土壌処理システム
　本発明は、汚染土壌処理システムに係り、特に、放射性汚染物質で汚染された土壌の処理システムに関する。
　工業の発達により、工場からの排出、タンクからの漏洩、埋め立て廃棄物からの溶出、不適切な排水の地下浸透などが原因で、汚染物質である重金属、有機化合物、農薬、油などにより土壌汚染されることがある。この場合に、汚染土壌から汚染物質を分離して浄化することが行われている。
　例えば、重金属、有機化合物、農薬、油などで汚染された土壌の浄化方法として、特許文献１では、汚染土壌に試薬として塩化ナトリウム溶液を加えてスラリー化し、硫酸でｐＨ調整を行い、ゆっくりと攪拌した後放置して、重金属等を溶出させた浄化土壌を沈殿させ、溶出重金属を含む水溶液から分離することが開示されている。
　また、特許文献２では、油や重金属で汚染された汚染土壌に水を注入し混合流体を作り、圧力水を駆動源とする水エジェクタで混合流体を吸引し、土粒子間を分離させて土粒子から油や重金属を剥離させ、注入水と圧力水とを希釈水として、汚染物質を希釈水等に分散させることが開示されている。このようにしてスラリー化したものを、沈降分離層の上下及び左右方向のほぼ中央部に注入して、浄化した土粒子からなる下降流と、油や重金属を含む希釈水からなる上昇流に分流して連続的に沈降分離することが述べられている。
特開２００４－１２１９９３号公報 特開２００７－０９８３０１号公報
　従来のように、土壌中の汚染物質を除去するため、汚染土壌を水で希釈し、攪拌や沈降によって分離するのは、水で希釈するため処理対象を増量させることとなり、また、攪拌や沈降による分離に長時間を要していた。
　また、放射性汚染物質によって土壌が汚染された場合には、汚染された土壌の表層を剥ぎ取ることで除染作業とし、剥ぎ取った土壌をセメント等で固化して埋設処分すること等が行われる。
　ところで、土壌中の土粒子には砂質、粘土質、砂質と粘土質が混在した中間土等が含まれており、これら土粒子の中でも放射性汚染物質を吸着しやすいものと、吸着しにくいものとがある。そこで、汚染土壌のうちで汚染物質を吸着しやすい土粒子を分離抽出できれば、処理すべき汚染土壌を減量することが期待される。
　広範囲に土壌が放射性汚染物質で汚染された場合に、汚染された土壌の表層を剥ぎ取る除染作業では剥ぎ取るのに長時間を要し、また埋設処分に広大な処理場を要する。従来技術の水中分級は粒子の大きさの選別であり、水中分散処理は水に分散される汚染物質に適用させるので、これらは放射性汚染物質の分離に適していない。仮に従来技術で放射性汚染物質の分離が可能であるとしても、膨大な量の土壌を水で希釈するため処理する土壌の量が増大するし、処理にかかる時間が長時間を要する。そこで、汚染土壌の高速処理や、処理すべき汚染土壌の減量が望まれる。
　本発明の目的は、汚染物質で汚染された土壌を高速で処理することが可能な汚染土壌処理システムを提供することである。他の目的は、処理すべき汚染土壌を減量することが可能な汚染土壌処理システムを提供することである。さらに他の目的は、放射性汚染物質で汚染された汚染土壌を高速で処理し、処理すべき汚染土壌を減量することが可能な汚染土壌処理システムを提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも１つに貢献する。
　本発明に係る汚染土壌処理システムは、汚染物質を吸着していない砂質と汚染物質を吸着している粘土質とが混在する汚染土壌を処理する汚染土壌処理システムであって、ポンプによって供給された搬送水を絞って高速搬送水流とするノズル、気体を送り込む気体導入口、および高速搬送水流と気体との混合流体である気体伴走ジェット水が噴射する噴射口を有する搬送用エジェクタと、搬送用エジェクタの先端部に送り込まれた汚染土壌に、気体伴走ジェット水を衝突させて、汚染土壌中の粘土質から砂質を剥離する剥離部と、を含み、粘土質混じりの水と砂質とを含む吐出土壌を吐出する剥離装置を備えることを特徴とする。
　また本発明に係る汚染土壌処理システムにおいて、吐出土壌から粘土質混じりの水と砂質とを分離する分離部と、分離された砂質を回収する回収部と、を含む分離装置を備えることが好ましい。
　また、本発明に係る汚染土壌処理システムにおいて、汚染物質を再吸着する吸着材が敷設される吸着槽であって、分離装置によって分離された粘土質混じりの水が供給される吸着処理槽と、ポンプによって供給された供給水を絞って高速循環水流とするノズル、気体を送り込む気体導入口、および高速循環水流が噴射する噴射口を有する吸込用エジェクタと、吸込用エジェクタの高速循環水流による負圧により粘土質混じりの水を吸い込む吸込部と、吸着処理槽から吸込部を通り、再び吸着処理槽へ戻ることで粘土質から汚染物質を吸着材に再吸着させる循環路と、を含む循環装置を備えることが好ましい。
　また、本発明に係る汚染土壌処理システムにおいて、吸着材は、放射性汚染物質であるセシウムを吸着するフィライトであることが好ましい。
　上記構成の汚染土壌処理システムによれば、搬送用エジェクタを含む剥離装置を用いて粘土質から砂質を剥離し、汚染物質を吸着しやすい粘土質を分離抽出できるので、汚染物質で汚染された土壌を高速で処理できる。また上記構成によれば、汚染土壌中の粘土質から砂質を剥離するので、それ以後は、汚染物質が吸着している粘土質のみを処理すればよく、処理すべき汚染土壌を減量することができる。また、放射性汚染物質は砂質には吸着せず、粘土質に吸着するので、上記構成によって、放射性汚染物質で汚染された土壌を高速で処理し、処理すべき汚染土壌を減量することができる。
本発明に係る実施の形態において、汚染土壌処理システムの構成図である。 本発明に係る実施の形態において、搬送用エジェクタを含む剥離装置のまわりの拡大断面図である。 本発明に係る実施の形態において、吸込用エジェクタを含む吸込装置のまわりの拡大断面図である。 本発明に係る実施の形態において、汚染土壌処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、回収砂質の放射能除染率を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、圧力条件と回収砂質の量との関係を示す表である。 本発明に係る実施の形態において、粘土質混じりの循環水の放射能を示す表である。 本発明に係る実施の形態において、凝集沈降処理を行った上澄み液の放射能を示す表である。
　以下に図面を用いて、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。以下において述べる材料、寸法、物体の形状、成形条件等は、説明のための一例であり、製品の仕様に合わせ、適当な他の材料、寸法、物体の形状、成形条件等を採用することができる。
　以下では、汚染物質として放射性セシウムを説明するが、放射性セシウム以外の適当な汚染物質に適用することもできる。また、吸着材としてフィライトを説明するが、フィライト以外の適当な物質、例えばゼオライト等を適用することもできる。気体導入口からは大気が供給されるものとして説明するが、大気圧でなく高圧化した空気であってもよく、また空気以外の気体、例えば、窒素等の不活性ガス等であってもよい。
　以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じて以前に述べた符号を用いるものとする。
　図１は、汚染土壌処理システム１０の構成図である。汚染土壌処理システム１０は、放射性汚染物質であるセシウムで汚染された汚染土壌２０を高速で処理するシステムである。高速処理には、放射性汚染物質を含むものと含まないものとを高速に分離処理して、以後において処理すべき汚染土壌を減量化する処理と、放射性汚染物質を含むものから放射性汚染物質を他の吸着材に高速で再吸着させる処理とを含む。
　汚染土壌２０は、粘土質２２と砂質２４とを含む。放射性汚染物質であるセシウムは、粗い砂質２４には吸着せず、ち密な粘土質２２に吸着することが知られている。土壌は、粘土質２２と砂質２４とが単体で存在しているものの他に、実際には、粘土質２２と砂質２４とが複雑に混じり合った状態の中間土と呼ばれるものが存在している。以下では、土壌の構成成分を砂質と粘土質に代表させて、汚染土壌２０が粘土質２２と砂質２４の２つで構成され、放射性汚染物質は粘土質２２に吸着しているものとして説明を続ける。
　汚染土壌処理システム１０は、剥離装置４０と、分離装置６０と、循環装置７０とを用いて、汚染土壌２０中の粘土質２２から砂質２４を剥離分離し、粘土質２２内に吸着されている放射性セシウムを吸着材７４に再吸着させ、汚染土壌２０から放射性セシウムを取り除き土壌を浄化する機能を有する。
　汚染土壌処理システム１０は、図示されない水道管より供給される市水１２を溜める市水タンク１４と、汚染土壌２０が投入されるホッパ１６と、剥離装置４０と、分離装置６０と、循環装置７０と、凝集槽９２と、これらの間に配置されて粘土質２２、砂質２４、水を流す複数の配管を含んで構成される。図１では、粘土質２２を径の小さめの黒丸とし、砂質２４を径の大きめの白丸として模式的に示した。なお、複数の細い線の並びは、水を示している。
　剥離装置４０は、市水タンク１４からの搬送水供給路１００と分離装置６０へ向かう剥離吐出路１０２の間に設けられ、汚染土壌２０中の粘土質２２から砂質２４を剥離する装置である。
　図２は、図１における剥離装置４０まわりの部分を抜き出して示す拡大断面図である。剥離装置４０は、搬送用エジェクタ４８と、剥離部５０を含んで構成される。
　搬送用エジェクタ４８は、内部にノズル３６が配置され、上流側の供給口４５が搬送水供給路１００に接続され、下流側の噴射口４６が剥離部５０に接続される細長い管路部品である。
　ノズル３６は、図１でＰとして示されるポンプによって供給される搬送水３２を絞って高速搬送水流３４とする絞り装置で、供給側から排出側に向かって内径が次第に細く形成された先細り管である。ノズル３６は、適当な支持体３６ａによって、搬送用エジェクタ４８を構成する管路部品の内部に取り付けられる。ノズル３６の中心軸は、搬送用エジェクタ４８を構成する管路部品の中心軸とほぼ一致するように合わせられる。
　搬送用エジェクタ４８において、ノズル３６の先端よりも下流側に設けられる気体導入口４２は、外気に連通する穴である。ノズル３６の先端からは高速搬送水流３４が噴出するが、気体導入口４２は、大気の気体３８を搬送用エジェクタ４８の内部に導入し、この高速搬送水流３４に気体３８を伴走させる機能を有する。気体導入口４２のもう１つの機能は、噴出する高速搬送水流３４によって、搬送用エジェクタ４８の管路の内部は負圧となるが、その負圧が過度とならないようにすることである。すなわち、その負圧によって気体導入口４２から大気の気体３８が自然と導入されることで、搬送用エジェクタ４８の管路の内部が過度の負圧になることが防止される。これによって、例えば、搬送用エジェクタ４８の内部にキャビテーション等が発生することが未然に防止される。
　搬送用エジェクタ４８の噴射口４６からは、高速搬送水流３４と気体３８との混合流体である気体伴走ジェット水４４が噴射する。このように、搬送用エジェクタ４８は、搬送水３２をノズル３６によって高速搬送水流３４とし、これに気体３８を伴走させて、気体伴走ジェット水４４を生成し、剥離部５０に供給する機能を有する。
　剥離部５０は、内部に拡散管５２が設けられ、上流側の供給口が搬送用エジェクタ４８の噴射口４６に接続され、下流側の排出口が剥離吐出路１０２に接続される細長い管路部品である。剥離部５０を構成する細長い管路部品の内径は、ノズル３６から噴射される高速搬送水流３４が広がって流れるため、ノズル３６の先端径よりも太く設定されることが好ましい。剥離部５０は、ホッパ１６から送り込まれた汚染土壌に、搬送用エジェクタ４８から噴射される気体伴走ジェット水４４を衝突させて、汚染土壌２０の中の粘土質２２から砂質２４を剥離し、粘土質２２混じりの水と砂質２４とを含む吐出土壌２６を吐出する機能を有する。
　剥離部５０において、ホッパ１６からの汚染土壌２０の供給口１７は、噴射口４６と、拡散管５２の上流側の先端との間に設定される。すなわち、噴射口４６から噴射される気体伴走ジェット水４４が供給口１７から供給される汚染土壌２０に衝突し、混ざり合いながら拡散管５２に流れ込むことができる配置位置に供給口１７が設けられる。
　拡散管５２は、剥離部５０を構成する管路部品の内径よりも小さい内径Ｄと、適当な軸方向長さＬを有するパイプである。拡散管５２は、適当な支持体５０ａによって剥離部５０を構成する管路部品の内部に取り付けられる。拡散管５２の中心軸は、剥離部５０を構成する管路部品の中心軸とほぼ一致するように合わせられる。
　拡散管５２は、噴射口４６から噴射される気体伴走ジェット水４４が管路の径方向に広がり、広がりの先端周辺が拡散管５２の内壁に接触することにより、拡散管５２から吐出される流体の揚程と流量を調整する機能を有する。流体の揚程とは、流体を上げ得る高さのことで、拡散管５２のＤを小さくするほど流量を小さくして揚程を大きくできる。気体伴走ジェット水４４の流速、流量、所望揚程によってＤ，Ｌはかなり異なるが、一例を上げると、Ｄが約５０ｍｍ程度、Ｌが５００ｍｍ程度である。
　剥離部５０における気体伴走ジェット水４４と汚染土壌２０は、以下のように相互作用する。すなわち、噴射口４６より噴射された気体伴走ジェット水４４が、ホッパ１６から投入された汚染土壌２０に衝突する。このとき、高速の気体３８は水よりも汚染土壌２０の中に入りやすいので、汚染土壌２０の砂質２４と砂質２４の間に入り込み、砂質２４同士の間隔を広げる。その拡がった隙間に今度は高速の水が入りこみ、砂質２４と砂質２４の間の粘土質２２を洗い流す。この洗い流しのため、砂質２４同士の間隔がさらに広がる。さらに広がった隙間に高速の水がさらに入り込んで、粘土質２２をさらに洗い流す。この繰り返しで、汚染土壌２０は、粘土質２２から砂質２４が剥離される。このように、剥離部５０は、気体伴走ジェット水４４を用いて、汚染土壌２０を、放射性汚染物質が吸着していない砂質２４を放射性汚染物質が吸着している粘土質２２から剥離し、砂質２４から粘土質２２を洗い流す機能を有する。
　粘土質２２から砂質２４が剥離されて粘土質２２混じりの水と砂質２４となった流体は、拡散管５２によって適当な揚程に調整される。粘土質２２混じりの水と砂質２４を含む吐出土壌２６は、適当な揚程で、剥離部５０の排出口から剥離吐出路１０２に吐出される。
　再び図１に戻り、分離装置６０は、剥離吐出路１０２の先に設けられ、剥離装置４０によって吐出された吐出土壌２６を、粘土質２２と砂質２４とに分離し、放射性汚染物質が吸着していない砂質２４を回収する機能を有する。分離装置６０は、振動ふるい６２とサイクロン６６を含む分離部と、回収部６４と、貯留槽６８とを含んで構成される。
　振動ふるい６２は、剥離吐出路１０２の吐出口の真下であって、貯留槽６８の上に配置され、予め定めた細かさのふるいの目を有する粒度選別手段である。振動ふるい６２は、粒度選別を効果的に行うために、適当な方向の振動が与えられる。ふるいの目の細かさは、放射性汚染物質が吸着しない砂質２４の粒度を事前に確認し、それに基づいて設定される。
　剥離吐出路１０２の吐出口からは、粘土質２２混じりの水と砂質を含む吐出土壌２６が吐出される。例えば、振動ふるい６２のふるいの目を約１ｍｍとすると、約１ｍｍよりも粗い大きさの砂質２４は、振動ふるい６２のふるいの目の上に残り、約１ｍｍよりも細かい砂質２４と、粘土質２２混じりの水は振動ふるい６２のふるいの目を通って貯留槽６８に落ちる。約１ｍｍの値は説明のための例示であって、勿論、これ以外の値であってもよい。
　振動ふるい６２を水平方向からやや傾斜させて、その傾斜の下端を貯留槽６８の外側に突出し、その真下に回収部６４を配置すれば、約１ｍｍよりも粗い大きさの砂質２４は、振動等によって振動ふるい６２の上を移動し、回収部６４に落下する。このようにして、振動ふるい６２によって、放射性汚染物質が吸着していない砂質２４を回収部６４に回収することができる。振動ふるい６２と回収部６４との間に、必要に応じ、移動コンベヤ等の搬出部６９を設けてもよい。
　汲上搬送路１０４は、貯留槽６８から図１においてＰとして示されるポンプを経由して汲み上げられた細かい砂質２４と粘土質２２が混ざった水をサイクロン６６に搬送する配管である。
　振動ふるい６２の上に配置されるサイクロン６６は、貯留槽６８に落下して貯留される細かい砂質２４と粘土質２２が混ざった水から、砂質２４と粘土質２２を遠心力分離によって分離する装置である。サイクロン６６は平面図上の形状が円形で、その接線方向に沿うようにして、貯留槽６８からの汲上搬送路１０４が接続される。そして、平面図上の円形の中心部に設けられる分離塔に分離搬送路１０６が接続される。分離搬送路１０６は、吸着処理槽７２の真上まで延びて配置される。
　サイクロン６６は、円形形状の筒の中で流体を高速に回転させる装置である。砂質２４と粘土質２２が混ざった水を高速で回転させることで、質量の大きい砂質２４の粒子は遠心力で外周側に集められ、質量の小さい粘土質２２の粒子は中央部に集められる。このようにして、砂質２４と粘土質２２が分離される。
　外周側に集められた砂質２４は、重力で下方の振動ふるい６２の上に落下する。振動ふるい６２の上に落下した砂質２４は、上記のように、約１ｍｍ以上の砂質２４が回収されて回収部６４に集められる。中央部に集められ、放射性汚染物質が吸着している粘土質２２混じりの水は、分離搬送路１０６によって循環装置７０に運ばれる。分離装置６０から循環装置７０への粘土質２２混じりの水の供給は、連続的に行ってもよいが、図１に示したバルブを用いてバッチ的に行ってもよい。
　循環装置７０は、吸着処理槽７２と、循環槽７６と、吸込装置８０と、吸着循環路１１０，１１１とを含んで構成される。吸込装置８０は、吸込用エジェクタ８８と吸込部９０を含んで構成される。循環装置７０は、吸着材７４が敷設される吸着処理槽７２を通る吸着循環路１１０，１１１を用いて、分離装置６０によって分離された粘土質２２混じりの水を高速で循環させ、粘土質２２に吸着している放射性汚染物質を吸着材７４に再吸着させる機能を有する。
　吸着処理槽７２は、適当な網目の上に吸着材７４が敷設された槽である。吸着材７４としては、粘土質２２よりも放射性汚染物質としてのセシウムを吸着しやすい特性を有する物質が用いられる。かかる吸着材７４としては、フィライトやゼオライトを用いることができる。
　循環槽７６は、粘土質２２混じりの循環水２８を一時的に貯留するバッファタンクである。循環槽７６にはもう１つの機能があり、吸込用エジェクタ８８において、気体伴走ジェット水８６を形成させるための吸込水８２を供給する。
　吸着循環路１１０，１１１は、吸着処理槽７２から吸込装置８０を通り、途中で循環槽７６を経由して、再び吸着処理槽７２へ戻ることで、循環水２８の中の粘土質２２から放射性汚染物質を吸着材７４に再吸着させる循環路である。吸着循環路１１１では、循環槽７６から吸着処理槽７２への循環水２８の送液は、図１においてＰと示されるポンプを経由して行われる。なお、循環槽７６には、ストレーナ７８を設けることができる。
　吸込装置８０は、吸込用エジェクタ８８を用いて、吸着処理槽７２、吸着循環路１１０、循環槽７６、吸着循環路１１１の経路で、粘土質２２混じりの循環水２８を高速で循環させる高速循環駆動手段である。
　図３は、図１における吸込装置８０まわりの部分を抜き出して示す拡大断面図である。吸込装置８０は、図２で説明した剥離装置４０と同様の構成で、搬送用エジェクタ４８に対応して吸込用エジェクタ８８が配置され、剥離部５０に対応して吸込部９０が配置される。
　吸込用エジェクタ８８は、構造的には搬送用エジェクタ４８と同じものを用いることができる。吸込用エジェクタ８８は、内部にノズル３６が配置され、上流側の供給口４５が吸込水供給路１０８に接続され、下流側の噴射口４６が吸込部９０に接続される細長い管路部品である。ノズル３６は、図１でＰとして示されるポンプによって供給される吸込水８２を絞って高速搬送水流８４とする先細り管の絞り装置である。気体導入口４２は、外気に連通する穴である。吸込用エジェクタ８８の噴射口４６からは、高速搬送水流８４と気体３８との混合流体である気体伴走ジェット水８６が噴射する。このように、吸込用エジェクタ８８は、吸込水８２をノズル３６によって絞って高速搬送水流８４とし、これに気体３８を伴走させて、気体伴走ジェット水８６が形成され、吸込部９０に供給する機能を有する。
　吸込部９０は、剥離部５０とは異なり、汚染土壌２０が供給されるホッパ１６が接続されず、代わって、吸着循環路１１０が接続される。吸込部９０は、内部に拡散管５２が設けられ、上流側の供給口が吸込用エジェクタ８８の噴射口４６に接続され、下流側の排出口が循環槽７６に向かって開放される細長い管路部品である。吸込部９０は、吸込用エジェクタ８８から噴射される気体伴走ジェット水８６により発生する負圧を利用して、吸着循環路１１０から粘土質２２混じりの循環水２８を高速で吸い込む機能を有する。
　吸込部９０において、吸着循環路１１０からの粘土質２２混じりの循環水２８の供給口８７は、噴射口４６と、拡散管５２の上流側の先端との間に設定される。すなわち、噴射口４６から噴射される気体伴走ジェット水８６による負圧によって供給口８７から粘土質２２混じりの循環水２８を高速で吸込み、拡散管５２に流れ込むことができる配置位置に供給口８７が設けられる。
　このように、循環装置７０は、吸込用エジェクタ８８を用いて、吸着処理槽７２、吸着循環路１１０、循環槽７６、吸着循環路１１１の経路で、粘土質２２混じりの循環水２８を高速で循環させる。これにより、粘土質２２混じりの循環水２８が吸着材７４を通過する時間間隔が短くなり、粘土質２２に吸着している放射性汚染物質を吸着材７４に効率よく再吸着させることができる。このようにして、粘土質２２に付着した放射性汚染物質の量を少なくすることができる。
　再び図１に戻り、凝集槽９２は、放射性汚染物質の量が少なくなった粘土質２２混じりの循環水２８を抜き出し、凝集材９４を用いて凝集沈降させる処理槽である。粘土質２２混じりの循環水２８を抜き出すのは、吸着処理槽７２から凝集槽９２に至る凝集搬送路１１２にＰと示されるポンプを設けて連続的に行うことができる。また、凝集搬送路１１２の途中にバルブを設け、その開閉によってバッチ的に行ってもよい。
　凝集材９４としては、フロック材を用いることができる。これによって、凝集槽９２において、凝集沈降した粘土質９６と、その上澄み液９８が分離される。凝集沈降した粘土質９６は放射性汚染物質が含まれるので、予め定めた廃棄方法に従って廃棄処理が行われる。上澄み液９８は、放射性汚染物質が含まれていないことを確かめて回収される。
　上記構成の作用について、図４以下を用いて詳細に説明する。図４は、汚染土壌処理システム１０における汚染土壌処理の手順を示すフローチャートである。図４において、Ｓ１０からＳ１８までは剥離装置４０における処理手順を、Ｓ２０からＳ２４までは分離装置６０における処理手順を、Ｓ２６からＳ２８までは循環装置７０における処理手順を、Ｓ３０からＳ３６までは凝集槽９２における処理手順が示されている。
　汚染土壌処理の手順では、まず、市水タンク１４に図示されない水道管より供給される市水１２を溜める（Ｓ１０）。次に、市水タンク１４から搬送水供給路１００を経由し、例えば電動により駆動するポンプを用いて市水１２を吸い上げ、これを搬送水３２とし、剥離装置４０の搬送用エジェクタ４８に供給する。供給された搬送水３２は、搬送用エジェクタ４８のノズル３６で絞られ、高速搬送水流３４となる（Ｓ１２）。そして、気体導入口４２より取り込まれた気体３８と高速搬送水流３４とが混合されて気体伴走ジェット水４４が形成され、剥離部５０に噴射される（Ｓ１４）。
　次に、剥離部５０において、ホッパ１６から汚染土壌２０が投入される（Ｓ１６）。剥離部５０では、噴射された気体伴走ジェット水４４が汚染土壌２０に衝突し、粘土質２２から砂質２４が剥離される（Ｓ１８）。
　剥離された砂質２４と粘土質２２を含む吐出土壌２６は、剥離吐出路１０２を通って分離装置６０の分離部に投入される（Ｓ２０）。分離部では、振動ふるい６２とサイクロン６６を用いて、放射性汚染物質を吸着していない砂質２４と放射性汚染物質を吸着している粘土質２２混じりの水に分離される（Ｓ２２）。放射性汚染物質を吸着していない砂質２４は、回収部６４に回収される（Ｓ２４）。これにより、以後、処理すべき土壌の量が減量される。
　図５には、ホッパ１６に投入された汚染土壌２０の放射能と、回収部６４に回収された回収後砂質２４の放射能を測定し、放射能除染率＝［｛（汚染土壌放射能）－（回収後砂質放射能）｝／（汚染土壌放射能）］×１００％として計算した結果が示される。ここでは、搬送用エジェクタ４８の圧力条件をパラメータとした。搬送用エジェクタ４８の圧力条件とは、搬送用エジェクタ４８の噴射口４６における気体伴走ジェット水４４の噴射圧力である。図５に示すように、搬送用エジェクタ４８の圧力条件にあまり関係せず、回収後砂質の放射能除染率は９０％から９５％に達している。
　なお、土壌の放射能の許容基準としては、４００Ｂｑ／ｋｇ以下が目安とされている。回収後砂質放射能の値は、この許容基準よりもはるかに小さい値となっている。
　図６は、ホッパ１６に投入された汚染土壌２０の量を仕込土壌の量とし、回収部６４で回収された砂質２４の量を回収砂質の量として、それぞれの値を求めた結果が示されている。ここでは、搬送用エジェクタ４８の圧力条件をパラメータとした。ここに示されるように、搬送用エジェクタ４８の圧力条件が５ＭＰａと１０ＭＰａのときは、回収率が４０％程度となる。したがって、これ以後の処理すべき土壌の量が３０％程度減量されることになる。
　再び図４に戻り、砂質２４が回収された残りの粘土質２２混じりの水は、分離搬送路１０６を通って、循環装置７０の吸着処理槽７２に投入される（Ｓ２６）。吸着処理槽７２には、放射性汚染物質が粘土質２２よりも吸着しやすい吸着材７４が敷設されている。そして、吸込装置８０の吸込用エジェクタ８８を用いて高速循環が行われる（Ｓ２８）。高速循環は、吸着処理槽７２、吸着循環路１１０、吸込用エジェクタ８８を含む吸込装置８０、循環槽７６、吸着循環路１１１、吸着処理槽７２の順に、粘土質２２混じりの循環水２８が循環する。これによって粘土質２２混じりの循環水２８が吸着材７４を通過する時間間隔が短くなり、粘土質２２に吸着している放射性汚染物質を吸着材７４に効率よく再吸着させることができる。このようにして、粘土質２２に付着した放射性汚染物質の量を少なくすることができる。
　図７は、粘土質２２混じりの循環水２８の放射能の測定データをまとめた結果が示されている。ここでは、高速循環の効果を見るために、循環時間と循環水２８の放射能の関係が整理されている。パラメータは、搬送用エジェクタ４８の圧力条件である。図７に示されるように、最初の１分で、循環水２８の放射能は、１００Ｂｑ／ｋｇのレベルまで低下している。このように、高速循環によって、きわめて短時間で、放射性汚染物質を吸着材７４に再吸着させることができる。
　再び図４に戻り、高速循環によって放射性汚染物質が減らされた粘土質２２混じりの循環水２８は、凝集搬送路１１２を通って凝集槽９２に投入され（Ｓ３０）、凝集材９４を用いて凝集沈降が行われる（Ｓ３２）。凝集沈降した粘土質９６は放射性汚染物質を含むので、予め定めた廃棄方法に従って廃棄処理が行われる（Ｓ３４）。凝集槽９２に投入される粘土質２２混じりの循環水２８は既に１００Ｂｑ／ｋｇレベルに放射能が低下し、したがって放射性汚染物質が減量されている。これにより、凝集材９４の使用量を大幅に削減できる。上澄み液９８は、放射性汚染物質が含まれていないことを確かめて回収される（Ｓ３６）。
　図８は、凝集沈降後の上澄み液９８の放射能の測定データをまとめた結果が示されている。ここでは、凝集槽９２に投入される粘土質２２混じりの循環水２８として、高速循環前の初期水、循環時間が１分、１０分、２０分、３０分、６０分経過後の水を用いた。図８に示されるように、いずれの粘土質２２混じりの循環水２８も、凝集沈降後の上澄み液９８の放射能は、測定限界以下の値（Ｎｏ　Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ：Ｎ．Ｄ．）となっている。このように、凝集沈降後の上澄み液９８は、回収可能で、例えば、図１の市水タンク１４に戻して再利用することができる。
　このように、上記構成によれば、汚染土壌２０の処理に搬送用エジェクタ４８とサイクロン６６と吸込用エジェクタ８８を用いるので、高速処理を行うことができる。また、汚染土壌２０から放射性汚染物質が吸着していない砂質２４が回収され、以後において、放射性汚染物質の処理を行うべき対象を減量することができる。また、吸着循環処理によって、粘土質２２から放射性汚染物質を吸着材７４に再吸着させるので、その後の凝集沈降処理すべき対象を減量することができる。
　本発明に係る汚染土壌処理システムは、放射性汚染物質で汚染された土壌の処理等に利用される。
　１０　汚染土壌処理システム、１２　市水、１４　市水タンク、１６　ホッパ、１７　上流側の供給口、２０　汚染土壌、２２　粘土質、２４　砂質、２６　吐出土壌、２８　循環水、３２　搬送水、３４，８４　高速搬送水流、３６　ノズル、３６ａ，５０ａ　支持体、３８　気体、４０　剥離装置、４２　気体導入口、４４，８６　気体伴走ジェット水、４５，８７　供給口、４６　噴射口、４８　搬送用エジェクタ、５０　剥離部、５２　拡散管、６０　分離装置、６２　振動ふるい、６４　回収部、６６　サイクロン、６８　貯留槽、６９　搬出部、７０　循環装置、７２　吸着処理槽、７４　吸着材、７６　循環槽、７８　ストレーナ、８０　吸込装置、８２　吸込水、８８　吸込用エジェクタ、９０　吸込部、９２　凝集槽、９４　凝集材、９６　（凝集沈降した）粘土質、９８　上澄み液、１００　搬送水供給路、１０２　剥離吐出路、１０４　汲上搬送路、１０６　分離搬送路、１０８　吸込水供給路、１１０，１１１　吸着循環路、１１２　凝集搬送路。

Claims (4)

  1. 　汚染物質を吸着していない砂質と汚染物質を吸着している粘土質とが混在する汚染土壌を処理する汚染土壌処理システムであって、
    　ポンプによって供給された搬送水を絞って高速搬送水流とするノズル、気体を送り込む気体導入口、および高速搬送水流と気体との混合流体である気体伴走ジェット水が噴射する噴射口を有する搬送用エジェクタと、
    　搬送用エジェクタの先端部に送り込まれた汚染土壌に、気体伴走ジェット水を衝突させて、汚染土壌中の粘土質から砂質を剥離する剥離部と、
    　を含み、粘土質混じりの水と砂質とを含む吐出土壌を吐出する剥離装置を備えることを特徴とする汚染土壌処理システム。
  2. 　請求項１記載の汚染土壌処理システムにおいて、
    　吐出土壌から粘土質混じりの水と砂質とを分離する分離部と、
    　分離された砂質を回収する回収部と、
    　を含む分離装置を備えることを特徴とする汚染土壌処理システム。
  3. 　請求項２に記載の汚染土壌処理システムにおいて、
    　汚染物質を再吸着する吸着材が敷設される吸着槽であって、分離装置によって分離された粘土質混じりの水が供給される吸着処理槽と、
    　ポンプによって供給された供給水を絞って高速循環水流とするノズル、気体を送り込む気体導入口、および高速循環水流が噴射する噴射口を有する吸込用エジェクタと、
    　吸込用エジェクタの高速循環水流による負圧により粘土質混じりの水を吸い込む吸込部と、
    　吸着処理槽から吸込部を通り、再び吸着処理槽へ戻ることで粘土質から汚染物質を吸着材に再吸着させる循環路と、
    　を含む循環装置を備えることを特徴とする汚染土壌処理システム。
  4. 　請求項３に記載の汚染土壌処理システムにおいて、
    　吸着材は、放射性汚染物質であるセシウムを吸着するフィライトであることを特徴とする汚染土壌処理システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014070997A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Ihi Corp 土壌連続処理システム
JP2016043332A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 株式会社安藤・間 汚染土壌の洗浄方法及びシステム
US11059082B2 (en) 2018-03-12 2021-07-13 Korea Atomic Energy Research Institute Method for removing cesium in clay mineral using hydrogen peroxide

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5234577U (ja) * 1975-09-03 1977-03-11
JPS5886498A (ja) * 1981-11-18 1983-05-24 株式会社日立製作所 除染装置
JP4970627B1 (ja) * 2012-02-13 2012-07-11 株式会社フレスコーヴォ 汚染物質分離除去方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5234577U (ja) * 1975-09-03 1977-03-11
JPS5886498A (ja) * 1981-11-18 1983-05-24 株式会社日立製作所 除染装置
JP4970627B1 (ja) * 2012-02-13 2012-07-11 株式会社フレスコーヴォ 汚染物質分離除去方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014070997A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Ihi Corp 土壌連続処理システム
JP2016043332A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 株式会社安藤・間 汚染土壌の洗浄方法及びシステム
US11059082B2 (en) 2018-03-12 2021-07-13 Korea Atomic Energy Research Institute Method for removing cesium in clay mineral using hydrogen peroxide

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