(57)【要約】【課題】排液の処理を効率的に実行可能な排液処理方法などを提供する。【解決手段】実施形態の排液処理方法では、排液について放射性物質の測定を行うことによって放射性物質の核種を同定し、排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定する。つぎに、同定された核種と測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、固形分を凝集させる凝集剤を選択すると共に、同定された核種と測定されたｐＨとに基づいて、放射性物質を吸着する吸着剤を選択する。つぎに、選択された凝集剤と選択された吸着剤との少なくとも一方を排液に添加する。つぎに、凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加された排液について固液分離処理を実行する。【選択図】図３
2020056672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質および固形分を含む排液を処理する排液処理方法であって、
前記排液について前記放射性物質の測定を行うことによって前記放射性物質の核種を同定する放射性物質測定ステップと、
前記排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定するｐＨ・ゼータ電位測定ステップと、
前記放射性物質測定ステップで同定された核種と前記ｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、前記固形分を凝集させる凝集剤を選択する凝集剤選択ステップと、
前記放射性物質測定ステップで同定された核種と前記ｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定されたｐＨとに基づいて、前記放射性物質を吸着する吸着剤を選択する吸着剤選択ステップと、
前記凝集剤選択ステップで選択された前記凝集剤と前記吸着剤選択ステップで選択された前記吸着剤との少なくとも一方を前記排液に添加する添加ステップと、
前記添加ステップにおいて前記凝集剤と前記吸着剤との少なくとも一方が添加された前記排液について固液分離処理を実行する固液分離ステップと
を有する、
排液処理方法。
【請求項２】
前記ｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定された前記ゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲である場合には、前記凝集剤選択ステップでは正電荷を有する凝集剤と、負の電荷を有する凝集剤とのいずれか一方を選択し、
前記ｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定された前記ゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲以外の範囲である場合には、前記凝集剤選択ステップでは、正電荷を有する凝集剤と負の電荷を有する凝集剤との両者を選択し、前記添加ステップでは、正電荷を有する凝集剤と負の電荷を有する凝集剤とを混合した混合物を前記排液に添加する、
請求項１に記載の排液処理方法。
【請求項３】
前記排液が前記放射性物質の核種としてカルシウムを含む場合には、前記添加ステップにおいて前記凝集剤と前記吸着剤との少なくとも一方を前記排液に添加する前に、溶液調整剤を前記排液に添加することによって前記排液のｐＨを調整する溶液調整ステップを実行する、
請求項１または２に記載の排液処理方法。
【請求項４】
前記溶液調整剤は、炭酸塩である、
請求項３に記載の排液処理方法。
【請求項５】
前記溶液調整剤は、炭酸ガスである、
請求項３に記載の排液処理方法。
【請求項６】
放射性物質および固形分を含む排液を処理する排液処理装置であって、
前記排液を貯蔵する排液貯蔵部と、
前記排液貯蔵部に貯蔵された前記排液について前記放射性物質の測定を行うことによって前記放射性物質の核種を同定する放射性物質測定部と、
前記放射性物質測定部で前記放射性物質の測定が行われた前記排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定するｐＨ・ゼータ電位測定部と、
前記固形分を凝集させる凝集剤と前記放射性物質を吸着する吸着剤との少なくとも一方を、前記排液貯蔵部から供給された前記排液に添加される排液処理部と、
前記排液処理部において前記凝集剤および前記吸着剤が添加された前記排液について固液分離処理を実行する固液分離部と
を有し、
前記放射性物質測定部において前記放射性物質について同定された核種と、前記ｐＨ・ゼータ電位測定部において前記排液について測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、前記凝集剤を選択して前記排液に添加し、
前記放射性物質測定部において前記放射性物質について同定された核種と、前記ｐＨ・ゼータ電位測定部において前記排液について測定されたｐＨとに基づいて、前記吸着剤を選択して前記排液に添加する、
排液処理装置。
【請求項７】
前記ｐＨ・ゼータ電位測定部で測定された前記ゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲である場合には、正電荷を有する凝集剤と、負の電荷を有する凝集剤とのいずれか一方を前記排液処理部に添加し、
前記ｐＨ・ゼータ電位測定部で測定された前記ゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲以外の範囲である場合には、正電荷を有する凝集剤と負の電荷を有する凝集剤とを混合した混合物を前記排液処理部に添加する、
請求項６に記載の排液処理装置。
【請求項８】
前記排液が前記放射性物質の核種としてカルシウムを含む場合には、前記排液処理部において前記凝集剤と前記吸着剤との少なくとも一方を前記排液に添加する前に、溶液調整剤を前記排液に添加することによって前記排液のｐＨを調整する、
請求項６または７に記載の排液処理装置。
【請求項９】
前記排液貯蔵部に貯蔵された前記排液の放射線の測定値が、予め定めた値以上である場合に、前記排液貯蔵部から前記排液を前記排液処理部へ供給する、
請求項６から８のいずれかに記載の排液処理装置。
【請求項１０】
前記固液分離部において固体成分が分離された液体成分を受ける受けタンク
を有し、
前記受けタンクに貯蔵された前記液体成分について測定された放射線の値が、予め定めた値以上である場合に、前記受けタンクから前記液体成分を前記排液として前記排液処理部へ戻す、
請求項６から９のいずれかに記載の排液処理装置。
【請求項１１】
複数種の前記凝集剤のそれぞれを貯蔵する複数の凝集剤タンクおよび複数種の前記吸着剤のそれぞれを貯蔵する複数の吸着剤タンクを含む凝集剤・吸着剤貯蔵部と、
前記放射性物質測定部において前記放射性物質について同定された核種と、前記ｐＨ・ゼータ電位測定部において前記排液について測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、前記凝集剤・吸着剤貯蔵部において貯蔵された複数種の凝集剤から、前記凝集剤の選択を実行すると共に、前記放射性物質測定部において前記放射性物質について同定された核種と、前記ｐＨ・ゼータ電位測定部において前記排液について測定されたｐＨとに基づいて、前記凝集剤・吸着剤貯蔵部において貯蔵された複数種の前記吸着剤から、前記吸着剤の選択を実行する制御装置
を有する、
請求項６から１０のいずれかに記載の排液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排液処理方法、および、排液処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などの原子力施設を廃止する措置を行う際に、放射性のコンクリート廃棄物および放射性の金属廃棄物に関して切断および破砕などの処理を施すことが検討されている。コンクリート廃棄物などに関して切断などの処理を実行したときには、摩擦熱および粉塵の対策のために、水の散布が行われる。このため、放射性物質が付着した固形分（コンクリート片や金属片などの切削粉）を含む排液（排水）が大量に発生する可能性がある。この排液においては、放射性物質が付着した固形分と共に、その固形分から溶出した放射性物質を含むイオン成分が存在する。
【０００３】
放射性物質を含む排液の廃棄処理は、放射性物質の飛散を防止するために、一般的な建設現場のように開放系では実行できない。また、排液において固形分を沈降しやすくするために有機系高分子剤を添加した場合には、その有機系高分子剤が分解する場合があるため、長期の安全性を担保することが困難になる場合がある。
【０００４】
放射性物質を含む排液を処理するために、さまざまな方法が提案されている。たとえば、放射性コンクリートスラッジを含む排液について脱水処理（固液分離処理）を実行後、その脱水処理で分離された水溶液について中和処理を施す方法が提案されている。このような方法では、沈殿槽や濾過槽などの処理槽を複数設置する設備が用いられている。この一方で、懸濁水について凝集と濾過とを一つの槽で実行する水処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２６２８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１９９８２号公報
【特許文献３】特開２０１４−１０４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の処理方法では、放射性物質が付着した固形分、および、その固形分から溶出した放射性物質を含むイオン成分について、効率的に除去することが容易でない。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、排液の処理を効率的に実行可能な、排液処理方法および排液処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の排液処理方法は、放射性物質および固形分を含む排液を処理する排液処理方法であって、放射性物質測定ステップとｐＨ・ゼータ電位測定ステップと凝集剤選択ステップと吸着剤選択ステップと添加ステップと固液分離ステップとを有する。放射性物質測定ステップでは、排液について放射性物質の測定を行うことによって放射性物質の核種を同定する。ｐＨ・ゼータ電位測定ステップでは、排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定する。凝集剤選択ステップでは、放射性物質測定ステップで同定された核種とｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、固形分を凝集させる凝集剤を選択する。吸着剤選択ステップでは、放射性物質測定ステップで同定された核種とｐＨ・ゼータ電位測定ステップで測定されたｐＨとに基づいて、放射性物質を吸着する吸着剤を選択する。添加ステップでは、凝集剤選択ステップで選択された凝集剤と吸着剤選択ステップで選択された吸着剤との少なくとも一方を排液に添加する。固液分離ステップでは、添加ステップにおいて凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加された排液について固液分離処理を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排液の処理を効率的に実行可能な、排液処理方法および排液処理装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る排液処理装置１を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る排液処理装置１において、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０を模式的に示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る排液処理方法を示すフロー図である。
【図４】図４は、金属切削排水について測定されたｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。
【図５】図５は、凝集剤Ａと凝集剤Ｂとについて、ｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。
【図６】図６は、セメント切削排水について測定されたｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［１］排液処理装置
図１は、実施形態に係る排液処理装置１を模式的に示す図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の排液処理装置１は、排液貯蔵部１０と凝集剤・吸着剤貯蔵部２０と溶液調整剤貯蔵部３０と排液処理部４０と固液分離部５０と受けタンク７０とを含み、放射性物質および固形分を含む排液について廃棄処理を実行するように構成されている。
【００１３】
［１−１］排液貯蔵部１０
排液貯蔵部１０は、図１に示すように、放射性物質および固形分を含む排液を貯蔵するために設置されている。
【００１４】
ここでは、排液貯蔵部１０は、貯蔵タンクに排液を貯蔵しており、その貯蔵された排液について放射性物質の測定を行うために、放射性物質測定部１１が設けられている。放射性物質測定部１１は、排液に含まれる放射性物質の核種を同定すると共に、排液における放射線の測定を実施する。放射性物質測定部１１は、たとえば、ゲルマニウム半導体検出器、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器、オートガンマスペクトリなどの放射線検出器を含む。
【００１５】
そして、排液貯蔵部１０においては、排液貯蔵部１０で貯蔵された排液を排液処理部４０に送るように、ポンプＰ１０が設けられている。
【００１６】
［１−２］凝集剤・吸着剤貯蔵部２０
凝集剤・吸着剤貯蔵部２０は、図１に示すように、排液に含有する固形分を凝集させる凝集剤と、排液に含有する放射性物質を吸着する吸着剤との両者を、放射性物質除去剤として貯蔵するために設置されている。そして、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０においては、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０で貯蔵された凝集剤および吸着剤を排液処理部４０に送るように、ポンプＰ２０が設けられている。
【００１７】
図２は、実施形態に係る排液処理装置１において、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０を模式的に示す図である。
【００１８】
図２に示すように、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０は、複数の凝集剤タンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、および、複数の吸着剤タンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃを含む。
【００１９】
複数の凝集剤タンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃのそれぞれは、複数種の凝集剤のそれぞれを貯蔵している。ここでは、複数の凝集剤タンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃのそれぞれは、排液において正電荷を持つ凝集剤と、排液において負電荷を持つ凝集剤とのそれぞれを複数種の凝集剤として貯蔵しており、複数の弁Ｖ３１ａ，Ｖ３１ｂ，Ｖ３１ｃのそれぞれを介して、凝集剤を排液処理部４０へ供給するように構成されている。たとえば、４４重量％のＣａＯと２７重量％のＳＯ３と１６重量％のＳｉＯ２とを組成に含む凝集剤、３２重量％のＳｉＯ２と１９重量％のＣａＯと１９重量％のＦｅ２Ｏ３とを組成に含む凝集剤、３２重量％のＣａＯと２０重量％のＳＯ３と１７重量％のＳｉＯ２とを組成に含む凝集剤、６０重量％のＣａＯと１２重量％のＳＯ３と１９重量％のＳｉＯ２とを組成に含む凝集剤などのように、複数種の凝集剤を貯蔵している。たとえば、粉体、分散液などの形態で凝集剤が貯蔵されている。
【００２０】
また、複数の吸着剤タンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃのそれぞれは、複数種の吸着剤のそれぞれを貯蔵しており、複数の弁Ｖ３２ａ，Ｖ３２ｂ，Ｖ３２ｃのそれぞれを介して、吸着剤を排液処理部４０へ供給するように構成されている。たとえば、チタン酸塩、ゼオライト系、ケイチタン酸塩などのように、複数種の吸着剤を貯蔵している。たとえば、粉体、分散液などの形態で吸着剤が貯蔵されている。
【００２１】
［１−３］溶液調整剤貯蔵部３０
溶液調整剤貯蔵部３０は、図１に示すように、排液のｐＨを調整する溶液調整剤を貯蔵するために設置されている。ここでは、溶液調整剤貯蔵部３０は、たとえば、炭酸ナトリウム水溶液を溶液調整剤として貯蔵タンクに貯蔵している。
【００２２】
そして、溶液調整剤貯蔵部３０においては、溶液調整剤貯蔵部３０で貯蔵された溶液調整剤を排液処理部４０に送るように、ポンプＰ３０が設けられている。
【００２３】
［１−４］排液処理部４０
排液処理部４０は、排液貯蔵部１０から排液が供給され、その排液について廃棄処理を実行するために設置されている。排液処理部４０では、排液貯蔵部１０から供給された排液に、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０から凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加されることによって、排液の廃棄処理が実行される。また、排液処理部４０では、必要に応じて、溶液調整剤を排液に添加した状態で上記の廃棄処理が実行される。
【００２４】
ここでは、排液処理部４０は、処理対象である排液が供給される処理タンクを含み、処理タンクに供給された排液を撹拌して混合する撹拌機４１を備えている。更に、排液処理部４０は、処理タンクに収容された排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定するために、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３が設けられている。つまり、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３は、ｐＨ測定器およびゼータ電位測定器を備えており、放射性物質測定部１１で放射性物質の測定が行われた排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定する。
【００２５】
そして、排液処理部４０においては、廃棄処理が実行された排液を固液分離部５０に送るように、ポンプＰ４０が設けられている。
【００２６】
［１−５］固液分離部５０
固液分離部５０は、たとえば、フィルターを備えており、排液処理部４０において凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加された排液について固液分離処理を実行し、その排液を液体成分と固体成分とに分離するために設置されている。
【００２７】
［１−６］受けタンク７０
受けタンク７０は、固液分離部５０において固体成分が分離された液体成分を受けて貯蔵するために設置されている。そして、受けタンク７０に貯蔵された液体成分について放射線を測定するために、受けタンク７０には放射線測定部７１が設けられている。放射線測定部７１は、放射性物質測定部１１と同様に、たとえば、ゲルマニウム半導体検出器、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器などの放射線検出器を含む。さらに、受けタンク７０から液体成分を排液として排液処理部４０へ戻すように、ポンプＰ７０が設置されている。
【００２８】
［１−７］制御装置８０
制御装置８０は、たとえば、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、排液処理装置１を構成する各部の動作を制御するように構成されている。
【００２９】
詳細については後述するが、本実施形態では、制御装置８０は、放射性物質測定部１１とｐＨ・ゼータ電位測定部４３と放射線測定部７１とのそれぞれにおいて測定された測定データに基づいて、各ポンプＰ１０〜Ｐ４０，Ｐ７０の動作と弁Ｖ３１ａ，Ｖ３１ｂ，Ｖ３１ｃ，Ｖ３２ａ，Ｖ３２ｂ，Ｖ３２ｃ（図２参照）の動作とを制御することによって、排液について廃棄処理を実行する。
【００３０】
［２］処理方法
上記した排液処理装置を用いて実行する排液処理方法に関して具体的に説明する。
【００３１】
図３は、実施形態に係る排液処理方法を示すフロー図である。
【００３２】
［２−１］放射線の測定値が所定値以下か否か（ＳＴ１０）
図３に示すように、まず、放射線の測定値が所定値以下か否かの判断を実行する（ＳＴ１０）。
【００３３】
ここでは、排液貯蔵部１０に貯蔵された排液について、放射性物質測定部１１が、放射性物質の核種を同定すると共に、排液における放射線の測定を実施する（放射性物質測定ステップ，図１参照）。そして、その各測定データを放射性物質測定部１１が制御装置８０へ出力信号として出力する。そして、放射線の測定値が、予め定めた所定値以下か否かの判断を制御装置８０が実行する。
【００３４】
このとき、放射線の測定値が所定値以下であると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御装置８０は、図３に示すように、処理を完了する。
【００３５】
これに対して、放射線の測定値が所定値以下でないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御装置８０は、排液貯蔵部１０から排液を排液処理部４０へ供給するように、ポンプＰ１０の動作を制御する（図１参照）。
【００３６】
［２−２］ｐＨ・ゼータ電位測定（ＳＴ２０）
つぎに、図３に示すように、ｐＨとゼータ電位とを測定する（ＳＴ２０，ｐＨ・ゼータ電位測定ステップ）。
【００３７】
ここでは、排液処理部４０へ供給された排液についてｐＨ・ゼータ電位測定部４３がｐＨとゼータ電位とを測定するように、制御装置８０がｐＨ・ゼータ電位測定部４３の動作を制御する（図１参照）。
【００３８】
［２−３］Ｃａを放射性核種として含有しているか（ＳＴ３０）
つぎに、図３に示すように、カルシウム（Ｃａ）を放射性核種として含有しているか否かの判断を実行する。（ＳＴ３０）
【００３９】
ここでは、上記ステップ（ＳＴ１０）において放射性物質測定部１１が同定した放射性物質の核種としてカルシウム（Ｃａ）が含まれるか否かの判断を制御装置８０が実行する（図１参照）。
【００４０】
［２−３−１］溶液調整剤の添加（ＳＴ３１）
このとき、放射性物質の核種としてカルシウム（Ｃａ）が含まれる場合（Ｙｅｓ）には、溶液調整剤の添加を実行する（ＳＴ３１，溶液調整ステップ）。
【００４１】
ここでは、溶液調整剤貯蔵部３０が貯蔵する溶液調整剤を排液処理部４０の排液に添加するように、制御装置８０がポンプＰ３０の動作を制御する（図１参照）。たとえば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩水溶液を溶液調整剤として排液に添加する。添加後、撹拌機４１を駆動させて撹拌を実行する。これにより、排液処理部４０の排液のｐＨが調整され、カルシウム（Ｃａ）の炭酸塩が沈殿する。炭酸塩水溶液の他に、炭酸ガスを溶液調整剤として排液に添加してもよい。そして、図３に示すように、溶液調整剤の添加後、凝集剤と吸着剤との選択（ＳＴ４０）を実行する。
【００４２】
これに対して、放射性物質の核種としてカルシウム（Ｃａ）が含まれない場合（Ｎｏ）には、図３に示すように、溶液調整剤の添加（ＳＴ３１）を実行せずに、凝集剤と吸着剤との選択（ＳＴ４０）を実行する。
【００４３】
［２−４］凝集剤・吸着剤選択（ＳＴ４０）
凝集剤と吸着剤との選択（ＳＴ４０）は、制御装置８０において実行される。
【００４４】
［２−４−１］凝集剤選択
凝集剤の選択（凝集剤選択ステップ）は、放射性物質測定部１１において放射性物質について同定された核種と、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３において排液について測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて実行される。本実施形態では、放射性物質について同定された核種と、排液について測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０において貯蔵された複数種の凝集剤から、凝集剤の選択を実行する。たとえば、放射性物質の核種、ｐＨ、および、ゼータ電位と、凝集剤の種類とが関連付けられたルックアップテーブルを用いて制御装置８０が凝集剤の選択を実行する。
【００４５】
具体的には、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３で測定されたゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲である場合には、ゼータ電位が小さい（電気的に中性）領域であるので、正電荷を有する凝集剤と、負の電荷を有する凝集剤とのいずれか一方を排液処理部４０に選択する。この一方で、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３で測定されたゼータ電位が、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲以外の範囲である場合には、ゼータ電位が大きい（電気的に粒子が電荷を帯びている）領域であるので、正電荷を有する凝集剤と負の電荷を有する凝集剤とを混合した混合物を排液処理部４０に選択する。
【００４６】
［２−４−２］吸着剤の選択
吸着剤の選択（吸着剤選択ステップ）は、放射性物質測定部１１において放射性物質について同定された核種と、ｐＨ・ゼータ電位測定部４３において排液について測定されたｐＨとに基づいて実行される。本実施形態では、放射性物質について同定された核種と、排液について測定されたｐＨとに基づいて、凝集剤・吸着剤貯蔵部２０において貯蔵された複数種の吸着剤から、吸着剤の選択を実行する。たとえば、放射性物質の核種、および、ｐＨと、吸着剤の種類とが関連付けられたルックアップテーブルを用いて制御装置８０が吸着剤の選択を実行する。
【００４７】
［２−５］凝集剤・吸着剤添加（ＳＴ５０）
つぎに、図３に示すように、凝集剤と吸着剤との添加を実行する（ＳＴ５０，添加ステップ）。
【００４８】
ここでは、上記のステップ（ＳＴ４０）において選択した凝集剤を排液処理部４０の排液に添加するように、複数の弁Ｖ３１ａ，Ｖ３１ｂ，Ｖ３１ｃ（図２参照）の動作およびポンプＰ２０の動作を制御装置８０が制御する。
【００４９】
また、上記のステップ（ＳＴ４０）において選択した吸着剤を排液処理部４０の排液に添加するように、複数の弁Ｖ３２ａ，Ｖ３２ｂ，Ｖ３２ｃ（図２参照）の動作およびポンプＰ２０の動作を制御装置８０が制御する。
【００５０】
添加後、撹拌機４１を駆動させて撹拌を実行する。これに伴い、排液に含有する固形分が凝集剤によって凝集すると共に、排液に含有する放射性物質が吸着剤によって吸着される。
【００５１】
なお、制御装置８０は、放射能が放出基準より低い場合には、凝集剤を添加し、吸着剤については添加しない。これに対して、放射能が放出基準より高く、ろ過性量が設計値より高い場合には、吸着剤を添加し、凝集剤については添加しない。そして、放射能が放出基準より高く、ろ過性量が設計値より低い場合には、凝集剤および吸着剤の両者を添加する。
【００５２】
［２−６］固液分離処理（ＳＴ６０）
つぎに、図３に示すように、固液分離処理を実行する（ＳＴ６０，固液分離ステップ）。
【００５３】
ここでは、排液処理部４０において凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加された排液について固液分離部５０が固液分離処理を実行するために、制御装置８０がポンプＰ４０の駆動を実行する。固液分離部５０において排液について固液分離処理が実行されることによって、排液が液体成分（ろ液）と固体成分（ろ物）とに分離される。固液分離部５０で分離された液体成分は、受けタンク７０に流れ、受けタンク７０で貯蔵される（図１参照）。
【００５４】
［２−７］放射線の測定値が所定値以下か否か（ＳＴ７０）
つぎに、図３に示すように、放射線の測定値が所定値以下か否かの判断を実行する（ＳＴ７０）。
【００５５】
ここでは、受けタンク７０に貯蔵された排液について、放射線測定部７１が放射線の測定を行い、その放射線の測定値を制御装置８０へ出力信号として出力する。そして、その放射線の測定値が、予め定めた所定値以下か否かの判断を制御装置８０が実行する。
【００５６】
そして、放射線の測定値が所定値以下である場合（Ｙｅｓ）には、図３に示すように、処理を完了する。
【００５７】
これに対して、放射線の測定値が所定値以下でない場合（Ｎｏ）には、受けタンク７０に貯蔵された排液を排液処理部４０へ移送するようにポンプＰ７０の駆動を実行する。その後、図３に示すように、ｐＨとゼータ電位とを測定（ＳＴ２０）以降の動作を順次実行する。
【００５８】
［３］まとめ
以上のように、本実施形態において、放射性物質および固形分を含む排液について廃棄処理を実行する際には、その排液について放射性物質の測定を行うことによって放射性物質の核種を同定すると共に、その排液についてｐＨおよびゼータ電位を測定する。そして、凝集剤と吸着剤との少なくとも一方を排液に添加する。その後、凝集剤と吸着剤との少なくとも一方が添加された排液について固液分離処理を実行する。
【００５９】
ここでは、凝集剤については、同定された核種と、測定されたｐＨおよびゼータ電位とに基づいて選択する。また、吸着剤については、同定された核種と、測定されたｐＨとに基づいて選択する。このため、本実施形態では、放射性物質が付着した固形分、および、その固形分から溶出した放射性物質を含むイオン成分について、効率的に除去することができる。本実施形態においては、排液の処理を効率的に実行可能である。
【００６０】
なお、上記においては、排液処理装置の制御装置８０が排液処理方法の各ステップを自動的に実行する場合を例示しているが、これに限らない。操作者の操作によって各ステップを実行してもよい。
【００６１】
［４］実施例
以下より、上記の実施形態に関する実施例について表１および表２を用いて説明する。
【００６２】
【表１】
2020056672.tif 000003
【００６３】
【表２】
2020056672.tif 000004
【００６４】
［４−１］例Ａ１から例Ａ６について
例Ａ１から例Ａ６では、まず、放射性物質および固形分を含む排液として模擬排液を準備した。ここでは、表１に示すように、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが模擬的な放射性核種として含有する金属切削排水を、模擬排液として準備した。具体的には、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが１００ｐｐｂの濃度で含有するように、硫酸鉄七水和物、硝酸セシウム、硝酸コバルト六水和物のそれぞれを金属切削排水に添加した。表１に示すように、模擬排液は、ｐＨが８．１であった。
【００６５】
図４は、金属切削排水について測定されたｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。表１に示すようにｐＨが８．１である模擬排液は、図４から判るように、ゼータ電位が−１０ｍＶ以上、０ｍＶ以下の範囲にあると推定される。この推定は、たとえば、最小二乗法などで求められる近似式を用いて実行可能である。
【００６６】
上記結果から、模擬排液のゼータ電位は、−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲内にあると推定される。このため、表１に示すように、負の電荷を有する下記の凝集剤Ａと、正電荷を有する下記の凝集剤Ｂとを選択した。
【００６７】
・凝集剤Ａ：ＣａＯ（４４重量％）−ＳＯ３（２７重量％）−ＳｉＯ２（１６重量％）
・凝集剤Ｂ：ＳｉＯ２（３２重量％）−ＣａＯ（１９重量％）−Ｆｅ２Ｏ３（１９重量％）
【００６８】
上記した凝集剤Ａ，Ｂの他に、下記の凝集剤を選択してもよい。
・ＣａＯ（３２重量％）−ＳＯ３（２０重量％）−ＳｉＯ２（１７重量％）、
・ＣａＯ（６０重量％）−ＳＯ３（１２重量％）−ＳｉＯ２（１９重量％）、
・ＣａＯ（５３重量％）−ＳＯ３（１９重量％）−ＳｉＯ２（１６重量％）、
・ＣａＯ（４２重量％）−ＳＯ３（３５重量％）−Ａｌ２Ｏ３（９重量％）
【００６９】
図５は、凝集剤Ａと凝集剤Ｂとについて、ｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。図５に示すように、凝集剤Ａは、ｐＨが約８以上の場合にはゼータ電位がマイナスであり、ｐＨが約８よりも小さい場合にはゼータ電位がプラスである。このため、排液のｐＨが８．１である場合には、凝集剤Ａは、「負」の電荷を有する凝集剤として用いられる。これに対して、凝集剤Ｂは、ｐＨに関わらずに、ゼータ電位がプラスである。このため、排液のｐＨが８．１である場合には、凝集剤Ｂは、「正」の電荷を有する凝集剤として用いられる。
【００７０】
そして、凝集剤の選択と共に、表１に示すように、下記の吸着剤Ａ〜Ｃを選択した。ここでは、ゼータ電位が不明であって添加により生じる凝集の予測が困難な吸着剤については選択しない。
【００７１】
・吸着材Ａ：チタン酸塩
・吸着材Ｂ：ゼオライト系
・吸着材Ｃ：ケイチタン酸塩
【００７２】
そして、表１に示すように、凝集剤Ａ，Ｂと吸着剤Ａ〜Ｃとを模擬排液に添加した。ここでは、固体の凝集剤２００ｍｌを１ｇの模擬排液に添加する割合で、凝集剤の添加を実行した。その後、強い撹拌を１分間実行した後に、弱い撹拌を３分間実行した。つぎに、固体の吸着材２００ｍｌを１ｇの模擬排液に添加する割合で、吸着材の添加を実行した。その後、強い撹拌を１分間実行した後に、弱い撹拌を３分間実行した。
【００７３】
具体的には、例Ａ１では、凝集剤Ａと吸着剤Ａとを模擬排液に順次添加した。例Ａ２では、凝集剤Ａと吸着剤Ｂとを模擬排液に順次添加した。例Ａ３では、凝集剤Ａと吸着剤Ｃとを模擬排液に順次添加した。例Ａ４では、凝集剤Ｂと吸着剤Ａとを模擬排液に順次添加した。例Ａ５では、凝集剤Ｂと吸着剤Ｂとを模擬排液に順次添加した。例Ａ６では、凝集剤Ｂと吸着剤Ｃとを模擬排液に順次添加した。
【００７４】
そして、濾過度が０．４５μｍであるフィルタを用いて、各例の模擬排液について固液分離処理を実行した。
【００７５】
上記のように、各ステップの実行を完了した後には、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが除去された除去率Ｘを求めた。除去率Ｘに関しては、下記の式（１）に示すように、処理後の元素濃度Ｙ１と、処理前の元素濃度Ｙ０とを用いて算出した。処理後の元素濃度Ｙ１と、処理前の元素濃度Ｙ０とについては、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて測定した。
【００７６】
Ｘ＝１００−（Ｙ１／Ｙ０）×１００      ・・・（１）
【００７７】
表１に示すように、例Ａ１〜例Ａ５では、複数の放射線核種について高い除去率Ｘで除去することができた。つまり、正電荷を有する凝集剤を添加する場合（例Ａ１〜例Ａ３）、および、負の電荷を有する凝集剤を添加する場合（例Ａ４〜例Ａ６）のいずれにおいても、複数の放射線核種について高い除去率Ｘを実現することができた。特に、例Ａ３（凝集剤Ａと吸着剤Ｃとの組み合わせ）、および、例Ａ６（凝集剤Ｂと吸着剤Ｃとの組み合わせ）においては、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）との全てに関して、除去率Ｘが高かった。
【００７８】
［４−２］例Ｂ１から例Ｂ５について
例Ｂ１から例Ｂ５では、表２に示すように、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが模擬的な放射性核種として含有するセメント切削排水を、模擬排液として準備した。具体的には、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが１００ｐｐｂの元素濃度になるように、硫酸鉄七水和物、硝酸セシウム、硝酸コバルト六水和物のそれぞれをセメント切削排水に添加した。表２に示すように、模擬排液は、ｐＨが１２．９であった。
【００７９】
図６は、セメント切削排水について測定されたｐＨとゼータ電位との関係を示す図である。表２に示すようにｐＨが１２．９である模擬排液は、図６から判るように、ゼータ電位が−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲外にあると推定される。この推定は、たとえば、最小二乗法などで求められる近似式を用いて実行可能である。
【００８０】
上記のように模擬排液のゼータ電位が負の領域であると推定される。このため、表２に示すように、負の電荷を有する凝集剤Ａと、正電荷を有する凝集剤Ｂと混合して用いることを選択した。
【００８１】
そして、凝集剤の選択と共に、表２に示すように、下記の吸着剤Ｄ，Ｅを選択した。
【００８２】
・吸着材Ｄ：チタン酸塩（ケイチタン酸含む）
・吸着材Ｅ：ゼオライト系
【００８３】
そして、表２に示すように、凝集剤Ａ，Ｂと吸着剤Ｄ，Ｅとを模擬排液に順次添加した。
具体的には、例Ｂ１では、凝集剤Ａと吸着剤Ｄとを模擬排液に順次添加した。例Ｂ２では、凝集剤Ａと吸着剤Ｅとを模擬排液に順次添加した。例Ｂ３では、凝集剤Ｂと吸着剤Ｄとを模擬排液に順次添加した。例Ｂ４では、凝集剤Ｂと吸着剤Ｅとを模擬排液に順次添加した。例Ｂ５では、５０重量％の凝集剤Ａと５０重量％の凝集剤Ｂとを混合した混合物を模擬排液に添加した後に、吸着剤Ｂを模擬排液に添加した。
【００８４】
そして、濾過度が０．４５μｍであるフィルタを用いて、各例の模擬排液について固液分離処理を実行した。各ステップの実行を完了した後には、例Ａ１から例Ａ６の場合と同様に、例Ｂ１〜例Ｂ５の模擬排液について除去率Ｘを求めた。
【００８５】
表２に示すように、例Ｂ１〜例Ｂ５では、複数の放射線核種について比較的高い除去率Ｘで除去することができた。特に、例Ｂ５においては、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）との全てに関して、除去率Ｘが極めて高かった。つまり、例Ｂ５の結果から判るように、負の電荷を持つ凝集剤Ａおよび正電荷を持つ凝集剤Ｂの混合物を模擬排液に添加した後に、吸着剤を模擬排液に添加することによって、複数の放射線核種を高い効率で除去することができた。これから判るように、模擬排液のゼータ電位が大きい場合には、負の電荷を持つ凝集剤Ａおよび正電荷を持つ凝集剤Ｂのそれぞれを用いて凝集を生じさせることが好ましい。
【００８６】
［４−３］例Ｃ１，例Ｃ２について
例Ｃ１，例Ｃ２では、表２に示すように、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、および、セシウム（Ｃｓ）の他に、カルシウム（Ｃａ）が模擬的な放射性核種として含有するセメント切削排水を、模擬排液として準備した。具体的には、コバルト（Ｃｏ）と鉄（Ｆｅ）とセシウム（Ｃｓ）とのそれぞれが１００ｐｐｂの元素濃度になるように、硫酸鉄七水和物、硝酸セシウム、硝酸コバルト六水和物のそれぞれをセメント切削排水に添加した。カルシウム（Ｃａ）は、セメントから溶出したものを、模擬的な放射性核種として使用した。表２に示すように、模擬排液は、ｐＨが１２．９であった。
【００８７】
上記したように、例Ｃ１，例Ｃ２では、模擬排液は、模擬的な放射性核種としてカルシウム（Ｃａ）を含有している。そして、例Ｃ１においては、凝集剤および吸着剤を模擬排液に添加する前に、溶液調整剤の添加を実行した。具体的には、濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌである炭酸ナトリウム水溶液を溶液調整剤として添加した。溶液調整剤の添加によって、模擬排液のｐＨが９になった。これに対して、例Ｃ２では、溶液調整剤の添加は実行しなかった。
【００８８】
表２に示すようにｐＨが９である模擬排液は、前述の図６から判るように、ゼータ電位が−１０ｍＶ以上、＋１０ｍＶ以下の範囲外にあると推定される。このため、表２に示すように、例Ｂ１から例Ｂ５の場合と同様に、負の電荷を有する凝集剤Ａと、正電荷を有する凝集剤Ｂとを選択した。
【００８９】
そして、表２に示すように、下記の吸着剤Ｆを選択した。
【００９０】
・吸着材Ｆ：ケイチタン酸
【００９１】
そして、表２に示すように、例Ｃ１および例Ｃ２では、例Ｂ５の結果を踏まえて、５０重量％の凝集剤Ａと５０重量％の凝集剤Ｂとを混合した混合物を模擬排液に添加した後に、吸着剤Ｆを模擬排液に添加した。
【００９２】
そして、濾過度が０．４５μｍであるフィルタを用いて、各例の模擬排液について固液分離処理を実行した。各ステップの実行を完了した後には、上記した各例の場合と同様に、例Ｃ１，例Ｃ２の模擬排液について除去率Ｘを求めた。例Ｃ１においては、下記の式（２）に示すように、処理後の元素濃度Ｙ１と、処理前の元素濃度Ｙ０とを用いて、ＤＦを算出し、表２に併記した。処理後の元素濃度Ｙ１と、処理前の元素濃度Ｙ０とについては、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて測定した。
【００９３】
ＤＦ＝Ｙ０／Ｙ１      ・・・（２）
【００９４】
表２に示すように、例Ｃ１では、複数の放射線核種について比較的高い除去率Ｘで除去することができた。具体的には、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、および、セシウム（Ｃｓ）の他に、カルシウム（Ｃａ）に関しても、除去率Ｘが極めて高かった。これに対して、例Ｃ２では、カルシウムに関して、例Ｃ１の場合よりも除去率が低かった。この結果から、溶液調整剤の添加を実行した場合（例Ｃ１）の方が、溶液調整剤の添加を実行しない場合（例Ｃ２）よりもカルシウムに関して高い効率で除去可能であることが判った。
【００９５】
＜その他＞
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することができる。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１…排液処理装置、１０…排液貯蔵部、１１…放射性物質測定部、２０…凝集剤・吸着剤貯蔵部、３０…溶液調整剤貯蔵部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…凝集剤タンク、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…吸着剤タンク、４０…排液処理部、４１…撹拌機、４３…ｐＨ・ゼータ電位測定部、５０…固液分離部、７０…受けタンク、７１…放射線測定部、８０…制御装置、Ｐ１０…ポンプ、Ｐ２０…ポンプ、Ｐ３０…ポンプ、Ｐ４０…ポンプ、Ｐ７０…ポンプ、Ｖ３１ａ，Ｖ３１ｂ，Ｖ３１ｃ，Ｖ３２ａ，Ｖ３２ｂ，Ｖ３２ｃ…弁
【図１】
2020056672.tif 000005
【図２】
2020056672.tif 000006
【図３】
2020056672.tif 000007
【図４】
2020056672.tif 000008
【図５】
2020056672.tif 000009
【図６】
2020056672.tif 000010