(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性核種及び重金属を含有する飛灰の洗浄液の処理方法を提供する。【解決手段】対象物からの溶出物のｐＨを調整しＳ３、次いで重金属を硫化物として除去した後、放射性核種を吸着材に接触させて除去するＳ５。【選択図】図２
2014235130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物からの溶出物、水を主成分とする液体、およびｐＨを低減させるｐＨ調整剤を含有する混合液を吸着材に接触させる放射性核種吸着ステップを有する廃液処理方法。
【請求項２】
前記対象物と前記液体との混合物を第１の固相と第１の液相に分離する第１の固液分離ステップと、
前記第１の液相に前記ｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整ステップと、
前記第１の液相と前記ｐＨ調整剤との混合物を第２の液相と第２の固相に分離させる第２の固液分離ステップとを、前記放射性核種吸着ステップよりも前に有する請求項１に記載の廃液処理方法。
【請求項３】
前記ｐＨ調整剤を含有する前記液体と前記対象物との混合物を液相と固相に分離させる分離させる固液分離ステップを、前記放射性核種吸着ステップよりも前に有する請求項１に記載の廃液処理方法。
【請求項４】
前記第１の固液分離ステップの後であって、前記ｐＨ調整ステップよりも前に、
硫化物と前記第１の液相を混合する硫化物添加ステップを有する請求項２に記載の廃液処理方法。
【請求項５】
前記対象物とは放射性核種を含有する物質を焼却または溶融させる際に発生する飛灰である請求項１乃至４に記載の廃液処理方法。
【請求項６】
前記ｐＨ調整剤とは、塩酸、硝酸、炭酸および硫酸のうち、少なくともいずれか一種を含有する水溶液である請求項１乃至請求項５に記載の廃液処理方法。
【請求項７】
前記硫化物とは、硫化水素、 硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム、硫化カリウム、硫化水素カリウムのうち、少なくともいずれか一種を含有するものである請求項４に記載の廃液処理方法。
【請求項８】
前記放射性核種吸着材とは、フェロシアン化物、ケイチタン酸塩およびゼオライトのうち少なくとも一種を含有するものであり、
前記混合液はｐＨが５〜８である請求項１乃至請求項７に記載の廃液処理方法。
【請求項９】
放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物と水を主成分とする液体とが供給される重金属放射性核種溶出槽と、
前記重金属放射性核種溶出相の内容物を第１の固相と第１の液相に分離させる第１の固液分離装置と、
前記第１の液相及びｐＨを低減させるｐＨ調整剤混合するｐＨ調整槽と、
前記第１の液相および前記ｐＨ調整剤の混合物を第２の液相と第２の固相に分離させる第２の固液分離装置と、
吸着材に前記第２の液相を接触させる放射性核種吸着カラムと、
を備える廃液処理システム。
【請求項１０】
前記ｐＨ調整槽は、硫化剤を収容し前記硫化剤を前記ｐＨ調整槽に添加する硫化剤貯槽を備える請求項９に記載の廃液処理システム。
【請求項１１】
放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物、水を主成分とする液体およびｐＨを低減させるｐＨ調整剤が供給される放射性核種溶出槽と、
前記放射性核種溶出槽の内容物を液相と固相に分離させる固液分離装置と、
放射性核種吸着材に前記液相を接触させる放射性核種吸着カラムと、
を備える廃液処理システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、廃液処理方法及び廃液処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において、放射性物質が建屋外に飛散するようなシビアアクシデントが発生すると、広域に渡り放射能汚染される。こうした放射能汚染の影響は、土壌や下水処理場で発生する汚泥、この汚泥を焼却処理した汚泥焼却灰、及び各地の一般廃棄物焼却場で発生する焼却灰や飛灰等にまでおよぶ。
【０００３】
原子力発電所のシビアアクシデントに由来する放射能汚染物に含有される放射性核種の大部分は、放射性セシウムの１３４Ｃｓや１３７Ｃｓであり、汚染された対象はこれらの核種を含む。放射性セシウムのうち、特に１３７Ｃｓは半減期が３０．２年であって、比較的高強度の放射線を長期間にわたり環境に放出することが懸念される核種である。そのため、放射性核種を含有する廃棄物は長期間管理する必要があり、その管理には多大な労力とコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射性汚染物は、放射性核種を除去され放射線量を低減された後に放射線量が低い放射性廃棄物として管理、または放射性核種を含有しない廃棄物として処理されることが好ましい。また、除去された放射性核種はできるだけ濃縮し、放射性廃棄物として管理される量を低減することが好ましい。放射性汚染物から放射性核種を除去する方法として、放射性汚染物から放射性核種を水溶液に溶出させる方法があり、溶出した放射性核種は濃縮された後、放射性廃棄物として管理、保管される。
【０００６】
例えば焼却施設等で発生し放射性核種を含有する飛灰は、水との混合物がアルカリ性を示し、鉛や水銀などの重金属を含有している。この飛灰から放射性核種を除去するために水と混合させると、水溶液中には放射性核種だけでなく重金属類も溶出する。放射性廃棄物量の低減という観点から、放射性核種は重金属類とは別に回収され濃縮されることが好ましい。
【０００７】
そこで上記事由に鑑み本発明は、放射性核種及び重金属を含有し、放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物を除染する際に生じる廃液から放射性核種を除去し濃縮する前に、廃液中の重金属濃度を低減させる方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、実施形態の廃液処理方法は、放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物からの溶出物、水を主成分とする液体、およびｐＨを低減させるｐＨ調整剤を含有する混合液を吸着材に接触させる放射性核種吸着ステップを有するものとする。
【０００９】
また、上記課題を達成するため、実施形態の廃液処理システムは、放射性核種及び重金属を含有し純水との混合物の液相のｐＨが所定値以上のアルカリ性を示す対象物と水を主成分とする液体とが供給される重金属放射性核種溶出槽と、重金属放射性核種溶出槽の内容物を第１の固相と第１の液相に分離させる第１の固液分離装置と、第１の液相及びｐＨを低減させるｐＨ調整剤を混合するｐＨ調整槽と、第１の液相およびｐＨ調整剤の混合物を第２の液相と第２の固相に分離させる第２の固液分離装置と、放射性核種吸着材に第２の液相を接触させる放射性核種吸着カラムと、を備えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における廃液処理システムのブロック図。
【図２】第１の実施形態における廃液処理方法のフローチャート。
【図３】第１の実施形態における吸着材の放射性核種吸着性能を現すグラフ
【図４】第１の実施形態において硫化剤貯槽を有していない廃液処理システムのブロック図。
【図５】第１の実施形態におけて硫化ステップを有していない廃液処理方法のフローチャート。
【図６】第２の実施形態における廃液処理システムのブロック図。
【図７】第２の実施形態における廃液処理方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、第１の実施形態における廃液処理システムのブロック図である。図２は、第１の実施形態における廃液処理方法のフローチャートである。図３は、第１の実施形態における吸着材の放射性核種吸着能力を表すグラフである。
【００１３】
なお、本実施形態における廃液とは、放射能汚染物を焼却する施設で生じた飛灰と混合され、飛灰中に含有されていた放射性核種を溶出させた液体であるものとする。
【００１４】
（飛灰について）
飛灰について説明する。廃棄物を焼却または溶融すると、焼却対象物または溶融対象物中の成分が蒸発し、蒸気や塩素、二酸化炭素等を含有する焼却ガスが発生する。焼却ガスの温度が下がると、焼却ガス中に含有されていた蒸発物が固体に変化し、飛灰となる。焼却または溶融する対象が放射能汚染物である場合には、焼却または溶融の際に放射性物質が蒸発した焼却ガスには放射性核種が含有され飛灰にも放射性核種が含有される。
【００１５】
焼却ガスが発生する施設では、焼却ガスに含有される塩素による設備の腐食を防ぐため、焼却ガスに水酸化カルシウムなどアルカリ化する薬剤を噴霧する。そのため、飛灰にはアルカリが付着しており、飛灰を純水と混合させると混合物の液相はアルカリ性となる。ｐＨは飛灰に付着しているアルカリの量や飛灰と混合される水の量によって変化する。アルカリの付着量が少ない場合もあるため、飛灰と純水との混合物の液相のｐＨは少なくとも７より大きいが、一般的な焼却施設等から排出される飛灰の場合、飛灰の処理を目的として純水と混合されたときのｐＨは例えば１０．５〜１２程度である。
【００１６】
なお、本実施形態における飛灰は放射性セシウムを含有する汚泥を焼却または溶融させた際に生じる飛灰であることとする。通常、汚泥には鉛、水銀といった重金属が含有されており、本実施形態における飛灰には上記の重金属及び放射性セシウムが含有されている。
【００１７】
また、飛灰に含有されている放射性核種や重金属は、水や水を主成分とする水溶液に容易に溶出する。飛灰から液相に溶出した放射性核種や重金属などの飛灰の成分を、溶出物と呼称する。
【００１８】
（構成）
以下に、第１の実施形態の廃液処理システム１０の構成について説明する。図１に示されたそれぞれの構成を繋ぐ矢印は、物質の移動方向を示している。また、矢印で繋がれた構成同士は、図示していない配管やコンベア等を介して接続しているものとする。
【００１９】
第１の実施形態の廃液処理システム１０は、飛灰と水を内部で混合する重金属放射性核種溶出槽１３と、飛灰を収容し重金属放射性核種溶出槽１３に飛灰を供給する飛灰貯槽１１と、水を重金属放射性核種溶出槽１３に供給する水供給源１２とを備える。重金属放射性核種溶出槽１３には、内容物を撹拌するためのミキサー等を設けるものとしてもよい。ここで言う水とは純水に限られず、水を主成分としほぼ中性である水溶液も含まれるものとする。
【００２０】
また、重金属放射性核種溶出槽１３には、重金属放射性核種溶出槽１３の内容物を固相と液相に分離させる第１の固液分離装置１４が接続している。第１の固液分離装置１４が分離させた液相と固相をそれぞれ第１の液相及び第１の固相と呼称する。
【００２１】
第１の固液分離装置１４には、第１の液相のｐＨが調整されるｐＨ調整槽１５と、第１の固相を処理する図示されていない除染済み飛灰処理部が接続している。ｐＨ調整槽１５には、ｐＨ調整剤を収容しｐＨ調整剤をｐＨ調整槽１５に供給するｐＨ調整剤貯槽１６と、硫化剤を収容し硫化剤をｐＨ調整槽１５に供給する硫化剤貯槽２０と、ｐＨ調整槽１５の内容物を固相と液相に分離させる第２の固液分離装置１７が接続している。第２の固液分離装置１７が分離した固相と液相をそれぞれ第２の固相と第２の液相と呼称する。
【００２２】
なお、ｐＨ調整剤貯槽１６が収容しているｐＨ調整剤は、例えば、塩酸、硝酸、炭酸および硫酸などのｐＨを低減させる物質である。ｐＨ調整剤貯槽１６には単一のｐＨ調整剤またはその水溶液が収容されていても良いし、複数のｐＨ調整剤の混合物またはその水溶液が収容されていても良い。
【００２３】
また、硫化剤貯槽２０が収容している硫化剤は、例えば、硫化水素、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム、硫化カリウム、硫化水素カリウムのうち、少なくともいずれか一種を含有するものとする。硫化剤は第１の液相中に含有される重金属を硫化させるものである。なお、硫化水素は気体であるため、ｐＨ調整槽１５の第１の液相内で硫化水素を放出させる構成とすることで、重金属を硫化させることが可能である。
【００２４】
第２の固液分離装置１７には、第２の液相が供給される放射性核種吸着カラム１８が接続しており放射性セシウム吸着材が充填されている。放射性セシウム吸着材は例えばフェロシアン化物、ケイチタン酸塩およびゼオライトのうち少なくとも一種を含有するものとする。
【００２５】
なお、第１の固液分離装置１４及び第２の固液分離装置１７で行なわれる固液分離の方法は、加圧脱水や遠心分離であるものとする。しかし、固液分離の方法はこれらに限られない。
【００２６】
また、除染済み飛灰処理部は、除染済みの飛灰を乾燥する乾燥器や、容器に充填する充填装置等を有しているものとする。
【００２７】
（方法）
次に、本実施形態における廃液処理方法について説明する。まず、飛灰に含有される放射性セシウムを水に溶出させる溶出ステップＳ１を行なう。溶出ステップＳ１では、飛灰貯槽１１と水供給源１２からそれぞれ飛灰と水が重金属放射性核種溶出槽１３に供給される。重金属放射性核種溶出槽１３内で、飛灰と水は混合され、飛灰から放射性セシウムが液相側に溶出する。また、飛灰に含有されているアルカリにより液相はアルカリ性となり、飛灰中の重金属も液相に溶出する。
【００２８】
次に、第１の固液分離ステップＳ２を行なう。第１の固液分離ステップＳ２では、重金属放射性核種溶出槽１３内の飛灰と水の混合物を第１の固相と第２の液相に分離させる。第１の固相は放射性セシウム及び重金属の一部が除去された除染済みの飛灰である。第１の固相は除染済み飛灰処理部において埋設処理等される。
【００２９】
一方、第１の液相は放射性セシウムと重金属を含有しアルカリ性でありｐＨ調整槽１５に投下される。なお、第１の液相は水酸化カルシウムなどのアルカリを含有するためｐＨは７よりも大きくアルカリ性である。また、そのｐＨは飛灰の組成や混合させる水の量で変化する。
【００３０】
次に、硫化ステップＴ１を行う。硫化ステップＴ１では硫化剤貯槽２０から硫化剤をｐＨ調整槽１５内の第１の液相に添加する。そして、第１の液相内に溶けている重金属を硫化させる。例えば鉛は硫化鉛、水銀は硫化水銀となる。
【００３１】
次に、ｐＨ調整ステップＳ３を行なう。ｐＨ調整ステップではｐＨ調整槽１５にｐＨ調整剤貯槽１６からｐＨ調整剤を供給し、第１の液相のｐＨを低減させる。ｐＨは例えば５〜８程度にまで低下させるものとする。なお、ｐＨ調整剤貯槽１６からｐＨ調整槽１５に供給されるｐＨ調整剤の量は、第１の液相のｐＨを５〜８の値にするために充分な量が供給されるものとする。
【００３２】
なお、ｐＨ調整剤の添加量は、予め分かっている飛灰の組成と、混合した水の量から算出することができる。また、廃液処理システムがｐＨ調整剤の添加量を算出可能であるように例えば、重金属放射性核種溶出槽１３に供給した飛灰と水の重量を計測可能な計測器と、飛灰と水の量から添加すべきｐＨ調整剤の量を算出可能な計算機を設けるものとしても良い。
【００３３】
第１の液相のｐＨが低下すると、第１の液相中に溶出していた重金属の一部が沈殿する。たとえば、ｐＨ調整剤が硫酸である場合、鉛は硫化鉛、水銀は硫化水銀となって沈殿する。
【００３４】
次に、第２の固液分離ステップＳ４を行なう。第２の固液分離ステップＳ４では、ｐＨ調整槽１５の内容物を第２の固相と第２の液相に分離させる。第１の固相はｐＨ調整ステップＳ３において沈殿した重金属などである。一方、第２の液相は重金属濃度が低下した、放射性セシウムを含有する液相である。
【００３５】
次に、放射性セシウム吸着ステップＳ５を行なう。放射性セシウム吸着ステップＳ５では、放射性核種吸着カラム１８に第２の液相を供給し通過させる。第２の液相が放射性核種吸着カラム１８を通過する過程で、第２の液相は放射性セシウム吸着材と接触し、放射性セシウムが放射性セシウム吸着材に吸着される。そのため、放射性核種吸着カラム１８を通過した液体は放射性セシウムの濃度が低減され、放射性セシウムは吸着材に濃縮される。放射性核種吸着カラム１８を通過した液体を除染済み廃液と呼称する。
【００３６】
（実施例１）
本実施形態の廃液処理方法における廃液処理の結果について記載する。表１は本実施形態における第１の液相と第２の液相に含有される重金属の量を比較した結果である。硫化ステップＴ１及びｐＨ調整ステップＳ３を経ることで、第１の液相に含有されていた重金属類は沈殿し、第２の固相に移行したことが分かる。
【表１】
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なお、本溶出処理は実験室で行なったものである。溶出処理を行なった飛灰は数十グラム程度であり、重金属放射性核種溶出槽１３やｐＨ調整槽１５にはビーカー等のガラス容器等を用い、第１の固液分離装置１４及び第２の固液分離装置１７として加圧ろ過機等を用いたものである。
【００３７】
次に、ｐＨ調整ステップＳ３の放射性セシウム吸着剤への影響を説明する。図３は、本実施形態の廃液処理方法においてｐＨが７である第２の液相に対する吸着材の放射性核種吸着能力を評価したグラフである。また、図３には比較のため、第１の液相に対する吸着材の吸着能力も載せている。
【００３８】
なお、放射性核種吸着能力とは、単位量あたりの吸着材がどれだけの核種を吸着可能であるかを示すものであり、吸着材の放射性核種吸着能力は分配係数で評価することが可能である。図３の縦軸は放射性吸着材の分配係数である。吸着材の分配係数(Ｋｄ)は、次の数式１で評価した。
【数１】
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（式１）において、Ｋｄ：分配係数 ［ｍｌ／ｇ］、Ｃｉ：溶液中セシウム初期濃度［Ｂｑ／ｇ］、Ｃｆ：溶液中セシウム平衡後濃度 ［Ｂｑ／ｇ］、Ｖ：溶液体積［ｍｌ］、ｍ：吸着材重量［ｇ］である。Ｋｄの値が大きいほど、吸着材はより多くの放射性核種を吸着するといえる。
【００３９】
ゼオライト及びケイチタン酸塩は第２の液相に対する放射性核種吸着能力の方が、第１の液相に対する放射性核種吸着能力より高い。よって、ｐＨ調整をすることによりゼオライト及びケイチタン酸塩の放射性核種吸着能力が向上することが分かる。
【００４０】
また、フェロシアン化物については、第１の液相中からフェロシアン化物に含有されていた鉄の成分が検出された。このため、アルカリ性環境下ではフェロシアン化物は溶解すると考えられる。
【００４１】
一方、ｐＨ調整によりｐＨが７程度である第２の液相からは鉄は検出されず、フェロシアン化物は溶解せず健全性を保っていた。そのため、ｐＨを７程度に調整することでフェロシアン化物は放射性セシウム吸着後も健全性を保つことが可能であり、放射性セシウムを吸着したまま長期間保管されることが可能となる。
【００４２】
なお、放射性核種吸着材のうちケイチタン酸塩はｐＨが８よりも大きいとき、放射性核種の吸着能力が大きく低下する。また、ｐＨが５よりも小さいと、飛灰中に含有される鉛等の重金属が急速に液相側に溶出する。そのため、放射性核種吸着材がケイチタン酸塩である場合は、放射性核種吸着能力を高く保ちつつ、重金属の液相側への溶出をできるだけ抑制するため、ｐＨ調整ステップＳ３においてｐＨを５〜８とするのが好ましい。また、ケイチタン酸塩の吸着能力が特に良好となるｐＨ５〜６とすることがさらに好ましい。
【００４３】
また、フェロシアン化物はアルカリ性環境下でｐＨが高いほど溶解しやすい。そのため、放射性核種吸着材がフェロシアン化物である場合は、ｐＨ調整ステップにおいてｐＨを５〜７とするのが好ましい。しかし、ｐＨが７以下に至らなくともｐＨ調整剤を添加してｐＨを低減させることで、フェロシアン化物の溶解を抑制することが可能である。
【００４４】
（効果）
本実施形態の効果について説明する。本実施形態では硫化ステップＴ１及びｐＨ調整ステップＳ３を有することにより、液相から放射性核種を除去し濃縮する前に、液相中の重金属濃度を低減させることが可能である。そのため、放射性セシウムを重金属類とは別に回収、濃縮することが可能となり、放射性廃棄物を減容することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態ではｐＨ調整ステップＳ３を有することにより、放射性セシウム吸着材の吸着性能の低下が抑制され、より多くの放射性セシウムを放射性セシウム吸着材に吸着させることが可能である。本実施形態においては飛灰から放射性核種を溶出させ、放射性核種を濃縮することが可能である。そのため、放射性廃棄物として厳重に管理されるべき廃棄物の量を低減することが可能である。
【００４６】
また、本実施形態ではｐＨ調整ステップＳ３を有することにより、放射性核種吸着後も吸着材の健全性を保つことが可能であり、放射性核種吸着後の吸着材を放射性廃棄物として長期保管することが可能である。
【００４７】
また、本実施形態の一連の廃液処理では、硫化ステップＴ１およびｐＨ調整ステップＳ３により重金属濃度を低減させることが可能である。そのため充分に重金属の濃度を低減させた場合、飛灰の除染処理を行なった後の廃液を排水として海洋や河川に放出することが可能である。
【００４８】
また、本実施形態の第２の固相は重金属の沈殿物であり、第２の固相から有用な重金属のみを取り出し再利用することが可能である。
【００４９】
また、ｐＨ調整ステップＳ３においてｐＨは５〜８にするとしたが、さらに好ましくはｐＨを５〜７にすることである。放射性セシウム吸着剤吸着材はｐＨが５〜８のときに良好な性能を示すが、ｐＨが５〜７のときにさらに高い性能を発揮するためである。
【００５０】
また、放射性セシウム吸着材以外の吸着材を用いる場合は、吸着材が充分な吸着能力を発揮するｐＨに調整すればよい。
【００５１】
また、除染済みの廃液中には、ｐＨ調整ステップＳ３で生じた塩化ナトリウムなどの塩が残っている。そのため、放射線量及び重金属濃度が充分低減されていれば海洋放出することが可能である。また、除染済み廃液は蒸留することで、塩と蒸留水に分けることが可能であり、蒸留水は河川に放出することも可能であるし、飛灰の除染に再利用することも可能である。また、濃縮された塩類を放射線量が低い放射性廃棄物として埋設処理することが可能である。
【００５２】
また、重金属の中にはアルカリ性環境下で液相に溶出し、ｐＨ調整剤を添加しｐＨ調整を行なうことで沈殿するものがある。例えば、鉛と水銀はアルカリ性環境下で飛灰から液相に溶出するが、硫酸でｐＨ調整を行なう際に硫酸鉛及び硫酸水銀となって沈殿する。その場合、図４及び図５に示すように、硫化ステップＴ１及び硫化剤貯槽２０は備えられていなくてもよいものとする。
【００５３】
また、本実施形態では、飛灰の除染を飛灰が発生する施設と同じ施設内で行なうことを想定しているため、重金属放射性核種溶出槽１３に飛灰と水それぞれを直接供給する構成としている。しかし、飛灰の処理を焼却施設とは別の施設で行なうことも充分考えられる。その場合、飛灰は非常に軽く飛散しやすいため、飛灰は焼却施設等で回収された後、水と混合された状態で廃液処理システムまで搬送されてくることが考えられる。水と混合された飛灰は重金属放射性核種溶出槽１３に直接供給され、飛灰と水の比が所定の値となるよう重金属放射性核種溶出槽１３に水が供給された後に、第１の固液分離ステップＳ２以降の処理を行なうものとしてもよい。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図６と図７を用いて説明する。図６は第２の実施形態における廃液処理システムのブロック図である。図７は第２の実施形態における廃液処理方法のフローチャートである。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５５】
（構成）
以下に本実施形態の廃液処理装置の構成について説明する。第２の実施形態の廃液処理システム２１は、ｐＨ調整剤を含有する溶出液と飛灰とを混合する放射性核種溶出槽２２と、第１の実施形態と同様に飛灰を収容し放射性核種溶出槽２２に飛灰を供給する飛灰貯槽１１と、ｐＨ調整剤を含有する溶出液を放射性核種溶出槽２２に供給する溶出液貯槽２３とを備える。溶出液貯槽２３が供給する溶出液は、第１の実施形態で記載したｐＨ調整剤を予め含有している水溶液であるものとする。溶出液は飛灰と混合されたときに混合物の液相が所定のｐＨになるよう、ｐＨ調整剤が含有されているものとする。また、所定のｐＨとは５〜８であり、さらに好ましくはｐＨが５〜７であるものとする。
【００５６】
放射性核種溶出槽２２には、放射性核種溶出槽２２の内容物を固相と液相に分離させる第１の固液分離装置１４が接続している。第１の固液分離装置１４には、固相を処理する除染済み飛灰処理部と、液相を処理する放射性核種吸着カラム１８が接続されている。放射性核種吸着カラム１８内の吸着材は、第１の実施形態と同様である。
【００５７】
（方法）
次に、本実施形態における廃液処理方法について説明する。まず、ｐＨ調整剤を含有する溶出液と飛灰とを混合し、溶出液に飛灰中の放射性核種を溶出させる混合ステップＶ１を行なう。混合ステップＶ1では、飛灰貯槽１１と溶出液貯槽２３からそれぞれ飛灰と溶出液が放射性核種溶出槽２２に供給される。放射性核種溶出槽２２内で、飛灰と溶出液は混合され、飛灰から放射性セシウムが液相側に溶出する。なお、溶出液はｐＨ調整剤を含有しているため混合物のｐＨは、第１の実施形態における第１の液相に比べてより７に近い。そのため飛灰中の重金属は液相側に溶出しにくく、または放射性核種溶出槽２２内で沈殿物となる。
【００５８】
なお、混合ステップＶ１において、ｐＨ調整剤と水は予め混合されたものではなく、例えば、放射性核種溶出槽２２にｐＨ調整剤貯槽１６と水供給源１２を備えるものとして、放射性核種溶出槽２２の内部で飛灰と水、ｐＨ調整剤を混合するものとしてもよい。
【００５９】
次に、固液分離ステップＶ２を行なう。固液分離ステップＶ２では、放射性核種溶出槽２２内の飛灰と水の混合物を固相と液相に分離させる。固相は放射性セシウムの全部または一部が除去された除染済みの飛灰と重金属の沈殿物である。固相は除染済み飛灰処理部において埋設処理等が想定されている。
【００６０】
一方、液相は放射性セシウムを含有し、第１の実施形態における第１の液相に比べてｐＨが低い液体である。
【００６１】
次に、放射性セシウム吸着ステップＶ３を行なう。放射性セシウム吸着ステップＳ５では、放射性核種吸着カラム１８に液相を供給し通過させる。放射性核種吸着カラム１８を通過させることで放射性セシウム吸着材に液相を接触させ、放射性セシウムを吸着させて、液相の放射性セシウムの濃度を低減させる。そして、放射性セシウム吸着材に放射性核種を濃縮させる。
【００６２】
（効果）
本実施形態の効果について説明する。
【００６３】
本実施形態ではｐＨ調整ステップＳ３を有することにより、第１の実施形態と同様に、液相から放射性核種を除去し濃縮する前に、液相中の重金属濃度を低減させておくことが可能である。そのため、放射性セシウムを重金属類とは別に回収、濃縮することが可能となり、放射性廃棄物を減容することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態ではｐＨ調整剤を含有する水と飛灰を混合させることにより、第１の実施形態に比べ少ない手順で、より多くの放射性セシウムを放射性セシウム吸着材に濃縮することが可能である。そして、放射性廃棄物の量を低減することが可能である。
【００６５】
また、除染済みの廃液中には、第１の実施形態と同様にｐＨ調整の添加により生じた塩化ナトリウムなどの塩が残っている。そのため、放射性濃度及び重金属濃度が充分低減されていれば海洋放出することが可能である。また、第１の実施形態と同様に蒸留を行なうことで除染済み廃液を塩と蒸留水に分けることが可能であり、蒸留水は河川に放出することも可能であるし、飛灰の除染に再利用することも可能である。また、濃縮した塩類は、低レベルの放射性廃棄物として埋設処理等を行なうことが想定される。
【００６６】
また、除染済みの廃液中の重金属濃度をさらに低減させる必要がある場合は、除染済みの廃液に硫化剤を添加する事で、廃液に溶けている重金属を沈殿させることが可能である。
【００６７】
また、第１の実施形態と同様に本実施形態でも、飛灰の除染を飛灰が発生する施設内で行なうことを想定しているが、飛灰の処理を焼却施設とは別の施設で行なうことも充分考えられる。その場合、飛灰は非常に軽く飛散しやすいため、飛灰は焼却施設等で回収された後、ｐＨ調整剤と水と混合された状態で廃液処理システムまで搬送されてくることが考えられる。ｐＨ調整剤と水と混合された飛灰は放射性核種溶出槽２２に直接供給され、飛灰と溶出液の重量比、及びｐＨが所定の値となるよう調整され、固液分離Ｖ２以降の処理が行われるものとしてもよい。
【００６８】
また、第１の実施形態と同様に本実施形態においても、放射性核種吸着後に吸着材の健全性を保つことが可能であり、放射性核種吸着後の吸着材を放射性廃棄物として長期保管することが可能である。
【００６９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、各実施形態を組み合わせることも可能である。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】
【００７０】
１０・・・・・第１の実施形態における廃液処理システム
１１・・・・・飛灰貯槽
１２・・・・・水供給源
１３・・・・・重金属放射性核種溶出槽
１４・・・・・第１の固液分離装置
１５・・・・・ｐＨ調整槽
１６・・・・・ｐＨ調整剤貯槽
１７・・・・・第２の固液分離装置
１８・・・・・放射性核種吸着カラム
２０・・・・・硫化剤貯槽
２１・・・・・第２の実施形態における廃液処理システム
２２・・・・・放射性核種溶出槽
２３・・・・・溶出液貯槽
Ｓ１・・・・・溶出ステップ
Ｓ２・・・・・第１の固液分離ステップ
Ｓ３・・・・・ｐＨ調整ステップ
Ｓ４・・・・・第２の固液分離ステップ
Ｓ５・・・・・放射性セシウム吸着ステップ
Ｔ１・・・・・硫化剤添加ステップ
Ｖ１・・・・・混合ステップ
Ｖ２・・・・・固液分離ステップ
Ｖ３・・・・・放射性セシウム吸着ステップ 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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