(57)【要約】【課題】揮発性有機物の燃焼を防止でき、放射性核種を吸着した吸着材を安全に乾燥できる放射性廃棄物の処理方法を提供する。【解決手段】揮発性有機物９及び放射性核種を含む放射性廃液を、吸着材３を充填した吸着塔２に供給し、それらの物質を吸着材３に吸着させて除去する。その後、酸化処理装置２５の水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６を吸着塔２に接続する。過酸化水素を酸化剤タンク１１からタンク２１内の水中に供給して生成された過酸化水素水溶液２２を、ポンプ１５を駆動し、水溶液供給管１４を通して吸着塔２内に供給する。過酸化水素水溶液２２が吸着塔２から水溶液戻り管１６を通ってタンク２１内に戻される。吸着材３に吸着された揮発性有機物９が過酸化水素の作用により酸化分解される。酸化分解処理の終了後、吸着塔２内に乾燥空気が供給され、放射性核種を吸着した吸着材３が乾燥される。【選択図】図２
2014048042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機物及び放射性核種を吸着している吸着材に酸化剤を供給して前記吸着材に吸着している前記揮発性有機物を酸化分解し、その後、前記吸着材を加熱して乾燥させることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記吸着材の乾燥は、加熱された空気を前記吸着材に供給することによって行われる請求項１に記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記揮発性有機物及び前記放射性核種の前記吸着材への吸着は、前記揮発性有機物及び前記放射性核種を含む放射性廃液を前記吸着材に供給することによって行われる請求項１または２に記載の放射性廃棄物の処理方法。
【請求項４】
揮発性有機物及び放射性核種を吸着している吸着材を内部に有する吸着塔に、第１開閉弁を設けた酸化剤供給管及び第２開閉弁を設けた気体供給管をそれぞれ接続し、前記第１開閉弁を開けて且つ前記第２開閉弁を閉じて前記酸化剤供給管により前記吸着塔内に酸化剤を供給し、前記酸化剤により前記吸着材に吸着している前記揮発性有機物を酸化分解し、その後、前記第１開閉弁を閉じて且つ前記第２開閉弁を開けて前記気体供給管により前記吸着塔内に加熱された気体を供給し、前記加熱された気体により前記吸着材を加熱して乾燥させることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の処理方法に係り、特に、揮発性有機物及び放射性核種を含む廃吸着材を処理するのに好適な放射性廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力施設などから発生する高い放射能レベルとなる放射性廃棄物では、放射性廃棄物に含まれる水分が放射線分解し、水素などの放射線分解ガスを発生することが懸念される。このような放射線による水素発生の回避を目的とした、使用済燃料集合体のチャンネルボックス及びハルなどの金属製の放射性廃棄物を処理する方法の一例が、特開２００６−７１３２２号公報に記載されている。この方法では、固体状の放射性廃棄物を乾燥処理した後に廃棄容器内に収納し、乾燥した粉体をその廃棄容器内に充填している。
【０００３】
特開平１０−２００９０号公報は、放射性洗濯廃液の処理方法を記載している。この放射性洗濯廃液の処理方法では、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７１３２２号公報
【特許文献２】特開平１０−２００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高い放射能レベルの放射性廃液から放射性核種を除く場合、一般的に吸着材が使用される。この放射性廃液は吸着材が充填された吸着塔に供給され、放射性廃液に含まれる放射性核種がその吸着材に吸着されて廃液から除去される。吸着塔内の、放射性核種を吸着した吸着材は、吸着塔から取り出されて容器内に保管され、やがて、処分される。吸着材は水分を多く含み且つ放射性核種の吸着によって線量が高くなるため、吸着材の保管時及び処分時においてその水分の放射線分解により水素が発生する。発生した水素ガスは、高濃度で容器内に滞留した場合には、静電気等により爆発する可能性がある。このため、容器内の水素濃度を可燃限界濃度以下に制御することが重要となる。
【０００６】
吸着材に含まれる水分の放射線分解による水素の発生を防止するためには、その吸着材を乾燥処理することが有効である。吸着材に含まれる水分を完全に除去するためには、その吸着材を加熱しなければならない。この加熱は通常の廃棄物では特に問題とならないが、揮発性有機物を吸着した吸着材を加熱する場合には、吸着材に吸着された揮発性有機物が加熱に伴って揮発し、燃焼する可能性がある。特に、揮発性有機物が油類を含んでいる場合には、乾燥処理時には換気を十分にするなどして、ガス中の揮発性有機物の濃度を低減することが必要となる。
【０００７】
しかし、対象となる揮発性有機物の種類が不明であったり、揮発性有機物が化学的に変質したりする場合には、揮発性有機物の濃度の制御が困難となる場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、揮発性有機物の燃焼を防止でき、放射性核種を吸着した吸着材を安全に乾燥できる放射性廃棄物の処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、揮発性有機物及び放射性核種を吸着している吸着材に酸化剤を供給してこの吸着材に吸着している揮発性有機物を酸化分解し、その後、吸着材を加熱して乾燥させることにある。
【００１０】
揮発性有機物及び放射性核種が吸着された吸着材に酸化剤を供給して吸着材に吸着している揮発性有機物を酸化分解し、その後、吸着材を加熱して乾燥させるので、吸着材の加熱による乾燥時において、揮発性有機物の揮発により発生する可燃性ガスが燃焼することを防止でき、放射性核種を吸着した吸着材を安全に乾燥できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸着材に吸着された揮発性有機物の燃焼を防止でき、放射性核種を吸着した吸着材を安全に乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】揮発性有機物である油を含む放射性廃液を、吸着材を充填した吸着塔で処理する状態を示す説明図である。
【図２】本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性廃棄物の処理方法における、放射性廃棄物である吸着材の酸化処理を示す説明図である。
【図３】実施例１の放射性廃棄物の処理方法における、図２に示す酸化処理を実施した吸着材の乾燥処理を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施例である実施例２の放射性廃棄物の処理方法における吸着材の酸化処理及び乾燥処理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性廃棄物の処理方法を、図２及び図３を用いて説明する。
【００１５】
放射性廃棄物の処理方法を説明する前に、タービン油等の揮発性有機物９を含む放射性廃液８の処理について説明する。この放射性廃液８の処理には、図１に示す処理装置が用いられる。この処理装置は、タービン油等の揮発性有機物９を含む放射性廃液８を蓄える貯槽１、吸着材３が充填された吸着塔２、及び貯槽４を備えている。吸着塔２が貯槽１内に挿入された廃液供給管５に接続されている。ポンプ６が廃液供給管５に設けられる。吸着塔２に接続された廃液排出管７が貯槽４に接続される。
【００１６】
揮発性有機物９及び放射性核種を含む放射性廃液８が貯槽１内に蓄えられている。ポンプ６の駆動により、貯槽１内の放射性廃液８が廃液供給管５を通って吸着塔２に供給される。放射性廃液８に含まれる揮発性有機物９及び放射性核種が、吸着塔２内の吸着材３に吸着され、放射性廃液８から除去される。揮発性有機物９及び放射性核種が除去された廃液１０が、吸着塔２から廃液排出管７に排出され、廃液排出管７を通して貯槽４に導かれる。貯槽１内の放射性廃液８が、所定時間の間、吸着塔２内に供給された後、ポンプ６が停止され、放射性廃液８の吸着塔２への供給が停止される。このとき、揮発性有機物９及び放射性核種の除去処理が終了する。貯槽４内の廃液は、放射性核種を含んでいないので、外部環境に排出される。
【００１７】
貯槽４の容積は貯槽１の容積と同じである。貯槽１内の放射性廃液８は、全て、吸着塔２で処理されて貯槽４に移送される。貯槽１内の放射性廃液８の量が多くて一基の吸着塔２で処理できない場合には、複数基の吸着塔２を並列に配置し、貯槽１内の放射性廃液８をこれらの吸着塔２に同時に供給し、これらの吸着塔２で浄化された廃液を貯槽４に排出するとよい。
【００１８】
放射性廃液８に含まれた揮発性有機物９及び放射性核種の除去処理が終了した後、吸着塔２内に充填されて揮発性有機物９及び放射性核種が吸着されている、吸着塔２内の吸着材３に対して、本発明の一実施例である放射性廃棄物の処理方法が適用される。本実施例の放射性廃棄物の処理方法を、図２及び図３を用いて説明する。
【００１９】
本実施例の放射性廃棄物の処理方法における酸化処理に用いられる酸化処理装置２５を、図２を用いて説明する。酸化処理装置２５は、水溶液供給管１４、水溶液戻り管１６、タンク２１及び酸化剤供給装置２３を有する。酸化剤供給装置２３は、酸化剤タンク１１、及び開閉弁１３が設けられた酸化剤供給管２４を有する。酸化剤供給管２４は、酸化剤タンク１１に接続され、タンク２１内に挿入されている。酸化剤１２である過酸化水素が酸化剤タンク１１内に充填されている。酸化剤１２としては、過酸化水素の替りに、オゾン、過マンガン酸、過マンガン酸塩、次亜塩素酸、及び次亜塩素酸塩を用いてもよい。ポンプ１５が設けられた水溶液供給管１４がタンク２１に接続される。水溶液戻り管１６がタンク２１に接続される。
【００２０】
放射性廃液８に含まれた揮発性有機物９及び放射性核種の除去処理が終了した後、吸着塔２が、廃液供給管５及び廃液排出管７から取り外され、運搬装置（例えば、天井クレーン）によって酸化処理装置２５が設置されている位置まで搬送される。吸着塔２を廃液供給管５及び廃液排出管７から取り外すときには、廃液供給管５、吸着塔２及び廃液排出管７内に廃液が存在しないので、吸着塔２の、廃液供給管５及び廃液排出管７からの取り外しを容易に行うことができる。吸着塔２が酸化処理装置２５の設置位置まで搬送された後、吸着塔２が水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６にそれぞれ接続される。また、吸着材３が充填された新たな吸着塔２が、吸着塔２が取り外された廃液供給管５及び廃液排出管７に接続される。貯槽１内の、揮発性有機物９及び放射性核種を含む放射性廃液８がその新たな吸着塔２に供給され、新たな吸着塔２により、放射性廃液８に含まれる揮発性有機物９及び放射性核種が除去される。
【００２１】
開閉弁１３を開いて、酸化剤タンク１１内の過酸化水素を、酸化剤供給管２４を通してタンク２１内に供給される。タンク２１内には水が充填されており、過酸化水素の供給により、酸化剤水溶液である過酸化水素水溶液２２がタンク２１内に生成される。ポンプ１５の駆動により、タンク２１内の過酸化水素水溶液２２が水溶液供給管１４を通って吸着塔２内に供給される。吸着塔２から排出された過酸化水素水溶液２２は水溶液戻り管１６を通ってタンク２１に戻される。このような過酸化水素水溶液２２が循環されて過酸化水素水溶液２２が吸着塔２に供給されている間、吸着塔２内の吸着材３に吸着されているタービン油等の揮発性有機物９が過酸化水素の作用により酸化されて分解される。タービン油の成分は石油系炭化水素であるため、タービン油に含まれる炭素が過酸化水素に含まれる酸素と結合して最終的には二酸化炭素になり、また、タービン油に含まれる水素はその酸素によって水になり、タービン油が分解される。
【００２２】
過酸化水素水溶液２２が吸着塔２に供給されているとき、タンク２１に接続されたサンプリング配管１７を通してタンク２１内の過酸化水素水溶液２２をサンプリングし、サンプリングした過酸化水素水溶液２２に含まれる有機物炭素の濃度を測定する。吸着塔２内の吸着材３に吸着されている揮発性有機物９は、過酸化水素水溶液２２に含まれる過酸化水素によって少しずつ分解され、有機物炭素となって過酸化水素水溶液２２側に移行する。前述の有機物炭素濃度の測定では、この有機物炭素が測定される。
【００２３】
過酸化水素水溶液２２に含まれる有機物炭素も、過酸化水素水溶液２２に含まれる過酸化水素の作用により分解され、やがて、前述したように、二酸化炭素等になる。吸着塔２内の吸着材３に吸着されている揮発性有機物９が有機物炭素に分解されて過酸化水素水溶液２２側に移行することにより、吸着材３に吸着されている揮発性有機物９の量が減少する。やがて、吸着材３に吸着されている揮発性有機物９がなくなり吸着材３から過酸化水素水溶液２２への有機物炭素の移行が行われなくなる。この時点以降においても過酸化水素水溶液２２に含まれる有機物炭素の過酸化水素による分解が継続されるため、過酸化水素水溶液２２の有機物炭素濃度が低下する。サンプリング配管１７による過酸化水素水溶液２２のサンプリングが周期的に行われており、サンプリングされた過酸化水素溶液２２の有機物炭素濃度が設定濃度以下に低下したとき、ポンプ１５を停止し、吸着塔２への過酸化水素水溶液２２の供給を停止する。これにより、揮発性有機物９の酸化処理が終了する。
【００２４】
酸化処理の終了後、吸着材３の乾燥処理が行われる。この乾燥処理に用いられる乾燥処理装置２６は、図３に示されているように、ブロア１８が設けられた乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０を有する。
【００２５】
図示されていないが、水溶液戻り管１６の最も低い位置に接続されてポンプを設けたドレン配管が、タンク２１内に達している。吸着塔２を水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６から取り外す前において、ドレン配管に設けたポンプを駆動し、水溶液供給管１４、吸着塔２及び水溶液戻り管１６内に存在する過酸化水素水溶液を、すべて、ドレン配管を通してタンク２１内に排出する。このとき、タンク２１内の過酸化水溶液２２が水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６のそれぞれに流入しないように、水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６のそれぞれに設けた開閉弁（図示せず）を閉じる。水溶液供給管１４、吸着塔２及び水溶液戻り管１６内に存在する過酸化水素水溶液をタンク２１に排出した後、吸着塔２を、水溶液供給管１４及び水溶液戻り管１６から取り外し、運搬装置（例えば、天井クレーン）を用いて乾燥処理装置２６が設置されている位置まで搬送する。そして、その吸着塔２が乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０に接続される。
【００２６】
１００℃に加熱された乾燥空気が、ブロア１８の駆動により、乾燥空気供給管１９を通して吸着塔２に供給される。この高温の乾燥空気は、ブロア１８よりも上流で空気を加熱装置（図示せず）で加熱することによって生成される。吸着塔２内の吸着材３に含まれた水分は、供給された乾燥空気により加熱されて蒸発し、吸着材３から除去される。蒸気を含む乾燥空気は吸着塔２から乾燥空気排出管２０に排出されて外部環境に放出される。乾燥空気により吸着塔２内の吸着材３が乾燥される。吸着材３に吸着されている放射性核種は、乾燥吸気が吸着塔２内に供給されている間において乾燥空気側に移行しない。このため、吸着塔２から乾燥空気排出管２０に排出される乾燥空気には放射性核種が含まれていない。乾燥空気が吸着材３を充填した吸着塔２に所定時間供給された後、乾燥空気の吸着塔２への供給が停止され、吸着材３の乾燥処理が終了する。このとき、吸着塔２内の全ての吸着材３が完全に乾燥されている。乾燥処理が終了した後、吸着塔２が、乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０から取り外されて保管場所まで移送され、密封状態で保管される。
【００２７】
本実施例によれば、放射性核種が吸着材３に吸着されている状態で、吸着材３に吸着されている揮発性有機物９を酸化剤である過酸化水素を用いて酸化分解するので、この酸化分解の後に実施される吸着材３の、高温の乾燥空気を用いた加熱による乾燥処理時に、揮発性有機物９が揮発して有害な可燃性ガスが発生してこの可燃性ガスが燃焼することを防止でき、放射性核種を吸着した吸着材３を安全に乾燥させることができる。また、吸着材３の乾燥により吸着材３に含まれる水分を除去することができるため、吸着材３に吸着された放射性核種から放出される放射線による水分の放射線分解が生じなく、可燃性ガスである水素の発生を防止できる。このため、放射性核種を吸着した吸着材３を、長期間に亘って安全な状態で保管することができる。
【００２８】
本実施例では、酸化剤を用いて吸着材３に吸着された揮発性有機物９を酸化分解するため、この酸化分解により、揮発性有機物９から可燃性ガスが発生しなかった。
【００２９】
吸着材３に吸着された放射性核種として放射性ヨウ素が含まれる場合には、過酸化水素を用いた前述の酸化処理により、放射性ヨウ素が不揮発性のヨウ素酸及び過ヨウ素酸に変換される。このため、乾燥処理時において吸着材３からの放射性ヨウ素の揮発を抑制することができる。
【００３０】
また、１００℃の乾燥空気の替りに吸着材３を充填した吸着塔２の外面にヒーターを取り付け、このヒーターを用いて吸着塔２を加熱して内部の吸着材３を例えば１００℃に加熱してもよい。
【実施例２】
【００３１】
本発明の他の実施例である実施例２の放射性廃棄物の処理方法を、図４を用いて説明する。
【００３２】
前述した、放射性廃液８に含まれた揮発性有機物９及び放射性核種の除去処理が終了した後、吸着塔２内に充填されて揮発性有機物９及び放射性核種が吸着されている、吸着塔２内の吸着材３に対して、図４に示す放射性廃棄物処理装置２７を用いて行われる本実施例の放射性廃棄物の処理方法を、以下に具体的に説明する。
【００３３】
放射性廃棄物処理装置２７は、実施例１で用いられる酸化処理装置２５及び乾燥処理装置２６を有し、開閉弁２８が水溶液供給管１４に開閉弁２９が水溶液戻り管１６に設けられる。さらに、開閉弁３０が乾燥空気供給管１９に設けられ、開閉弁３１が乾燥空気排出管２０に設けられている。
【００３４】
図１に基づいて実施例１で説明したように、貯槽１内に蓄えられた放射性廃液８に含まれる揮発性有機物９及び放射性核種が、吸着塔２内の吸着材３によって除去される。これらの除去処理が終了した後、廃液供給管５及び廃液排出管７から取り外された吸着塔２が、運搬装置（例えば、天井クレーン）によって放射性廃棄物処理装置２７が設置されている位置まで搬送される。この吸着塔２に、水溶液供給管１４、水溶液戻り管１６、乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０が接続される。その後、吸着塔２内の吸着材３に対して、酸化処理装置２５を用いた酸化処理、及び乾燥処理装置２６を用いた乾燥処理が実施される。
【００３５】
開閉弁２８及び２９を開き、開閉弁３０及び３１は閉じたままにしておく。実施例１と同様に、ポンプ１５を駆動してタンク２１内の過酸化水素水溶液２２を吸着塔２に供給する。この過酸化水素水溶液２２はタンク２１に戻される。過酸化水素水溶液２２の供給により、吸着塔２内の吸着材３に吸着されているタービン油等の揮発性有機物９が過酸化水素の作用で酸化されて分解される。吸着材３に吸着されている揮発性有機物９の分解が終了した後、ポンプ１５を停止して開閉弁２８及び２９を閉じ、開閉弁３０及び３１を開く。実施例１と同様に、１００℃に加熱された乾燥空気が、ブロア１８の駆動により吸着塔２に供給され、吸着塔２内の吸着材３の乾燥処理を実施する。吸着材３の乾燥が終了した後、水溶液供給管１４、水溶液戻り管１６、乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０が吸着塔２から取り外され、この吸着塔２が保管場所まで移送され、密封状態で保管される。
【００３６】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、揮発性有機物９及び放射性核種を吸着している吸着材３を内蔵する吸着塔２を内の吸着材３を、放射性廃棄物処理装置２７が設置されている位置まで搬送した後、水溶液供給管１４、水溶液戻り管１６、乾燥空気供給管１９及び乾燥空気排出管２０を吸着塔２に接続し、開閉弁２８及び２９と開閉弁３０及び３１の開閉を切り替えることにより、吸着材３に対する酸化処理及び乾燥処理を実施することができる。この結果、実施例１のように酸化処理が終了した後に吸着塔２を乾燥処理装置２６の設置位置まで搬送することが不要になり、吸着材３に対する酸化処理開始時点から乾燥処理の終了時点までに要する時間が短縮される。
【符号の説明】
【００３７】
１，４…貯槽、２…吸着塔、３…吸着材、５…廃液供給管、７…廃液排出管、８…放射性廃液、９…揮発性有機物、１１…酸化剤タンク、１２…酸化剤、１４…水溶液供給管、１６…水溶液戻り管、１８…ブロア、１９…乾燥空気供給管、２１…タンク、２２…過酸化水素水溶液、２３…酸化剤供給装置、２５…酸化処理装置、２６…乾燥処理装置、２７…放射性廃棄物処理装置。
【図１】
2014048042.tif 000003
【図２】
2014048042.tif 000004
【図３】
2014048042.tif 000005
【図４】
2014048042.tif 000006