(57)【要約】【課題】            放射能汚染水を高放射能汚染物と浄化水とに分離回収し、回収した浄化水を除染用水にリサイクルし、高放射能汚染物を固形化して減容化する射能汚染水浄化処理方法を提供する。【解決手段】        撹拌機と加熱装置および空気吹き込み装置を備えた反応槽を用いて、反応槽に放射能汚染水を採取し、撹拌しながら鉄塩結晶を添加して溶解することにより、放射能汚染水に鉄イオンを混合する放射能汚染水の鉄イオン添加処理と、鉄イオンを添加処理した放射能汚染水にアルカリを添加し、撹拌混合して加熱酸化することによりセシウム含有磁性酸化鉄沈殿を生成するセシウム共沈反応処理と、セシウム共沈反応処理液を浄化水とセシウム含有磁性酸化鉄沈殿とに分離して回収する固液分離処理とから成る放射能汚染水を浄化する処理方法である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射能汚染水の浄化処理方法であって、
前記放射能汚染水に鉄イオンを添加混合する鉄イオン添加処理と、
前記鉄イオン添加処理した放射能汚染水にアルカリを添加して、加熱酸化することにより、セシウム含有酸化鉄沈殿物を生成するセシウム共沈反応処理と、
前記セシウム共沈反応処理で生成した水溶液を浄化水とセシウム含有酸化鉄沈殿物とに分離する固液分離処理と、
を有することを特徴とする放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項２】
前記鉄イオン添加処理において、添加する鉄塩が硫酸第一鉄で、添加処理量が鉄イオン濃度で０.００１〜１.０００mol／ｌ（リットル）であることを特徴とする請求項１に記載の放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項３】
前記セシウム共沈反応処理において、添加するアルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムの少なくともいずれか一種で、添加量が鉄イオン量に対して０.９当量以上、１.０当量未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項４】
前記セシウム共沈反応処理において、加熱酸化は、加熱温度が５０℃〜８０℃であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項５】
前記固液分離処理において、固液分離に磁気分離装置を用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項６】
分離回収したセシウム含有酸化鉄沈殿物を固化剤で成形固化する固形化処理を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の浄化処理方法。
【請求項７】
前記固形化処理において、固化剤として焼石膏および／またはセメントを用いることを特徴とする請求項６記載の放射能汚染水の浄化処理方法。
【請求項８】
分離した前記浄化水を除染処理用水として再生する、または、排水として放流する水再生処理を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能汚染水を高放射能汚染物と浄化水とに分離する放射能汚染水の浄化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
2011年3月11日に発生した東京電力福島第一原子力発電所の原子炉事故は広大な地域を放射能で汚染した。被害地域の復興にはその除染処理が喫緊の課題となった。公的機関による除染技術の一般公募が行われ、その採択技術の実証試験事業が行われた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
非特許文献１には、環境省が公募して採択した除染技術２２件が記載されている。それによると、路面、土壌、ため池の底土、有機物、バーグ、焼却灰および瓦礫などを対象物にした除染技術に関するものである。除染対象物が多様なだけ除染技術もまた多様であるが、多くの場合に水洗処理工程を含んでおり、除染後に発生する放射能汚染水の除染処理が必要となっている。
【０００４】
セシウムは水溶解性が大きい物質であるから、放射能汚染水中のセシウムは水に溶解してセシウムイオンとして存在している場合が考え易いので、セシウムイオンを吸着する物質として知られていたゼオライトおよびフェロシアン化鉄（プルシアンブルー）を用いて放射性汚染水のセシウムを吸着除去する除染技術や材料開発（非特許文献２）も進んでいる。
【０００５】
一方、非特許文献３は、除染実証業務に関する報告書である。報告書には除染技術実証試験の成果が除染対象物毎に背景、実施内容、試験結果および評価の項目で詳細に記述されている。報告書の24頁「(5)水」の章の「背景」には、「原子力機構がまとめた学校プールの除染の手引き（原子力機構、2011）では、ゼオライトを中心とした吸着・凝集剤により水中のセシウムを凝集沈殿させ処理すると、また、放射能が検出される水の測定データにおいては、粘土のような細かい粒子であるSS（Suspended Solid）成分濃度と相関がみられることから、放射性物質は水中のSS成分に多く含まれていると考えられている。」との記述がある。
【０００６】
上記の背景技術に関する情報はセシウム汚染の実態を示すものであるが、新聞などの日常情報によれば、実施している除染技術の多くのものは、除染処理して発生した放射能汚染物をそのまま仮置場に保管してしおり、水を使用して除染処理する技術の場合には汚染排水を容器に回収して仮置場に保管しているので仮置場の確保が、ますます困難となっている状況が報道されている。
【０００７】
この状況を解決するためには、除染処理で発生する放射能汚染排水を放射能汚染物と浄化水とに分離回収する必要があると考えた。しかし、このような除染技術に関する記述は見当たらない。
【０００８】
【非特許文献１】「平成２３年度除染技術実証事業」、［online］、平成24年8月発行、環境省、［平成２５年６月７日検索］、インターネット（URL：http://www.env.go.jp/jishin/rmp/attach/tech_gaiyo-201208.pdf）
【非特許文献２】「ナノ粒子化したプルシアンブルーでセシウム吸着能が向上」、［online］、2012年2月8日発表、独立行政法人・産業技術総合研究所、［平成２５年６月７日検索］、インターネット（URL：http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2012/pr20120208/pr20120208.html）
【非特許文献３】福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務報告書、［online］、平成２４年６月発行、独立行政法人・日本原子力研究開発機構、［平成２５年６月７日検索］、インターネット（URL：http://www.jaea.go.jp/fukushima/kankyoanzen/d-model_report/report_3.pdf#search='%E7%A6%8F%E5%B3%B6%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80%E4%BA%8B%E6%95%85%E3%81%AB%E4%BF%82%E3%82%8B%E9%81%BF%E9%9B%A3%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E7%AD%89%E3%81%AB%E3%81%8A%E3%81%91%E3%82%8B%E9%99%A4%E6%9F%93%E5%AE%9F%E8%A8%BC%E6%A5%AD%E5%8B%99%E5%A0%B1%E5%91%8A%E6%9B%B8%E3%80%82%E5%B9%B3%E6%88%90%EF%BC%92%EF%BC%94%E5%B9%B4%EF%BC%96%E6%9C%88%E3%80%82%E7%8B%AC%E7%AB%8B%E8%A1%8C%E6%94%BF%E6%B3%95%E4%BA%BA%E3%83%BB%E6%97%A5%E6%9C%AC%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E7%A0%94%E7%A9%B6%E9%96%8B%E7%99%BA%E6%A9%9F%E6%A7%8B'）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、放射能汚染水を高放射能汚染物と浄化水とに分離回収して、回収した浄化水を除染用水等にリサイクルし、高放射能汚染物を減容化する射能汚染水の浄化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射能汚染水の浄化処理方法は、前記放射能汚染水に鉄イオンを添加混合する鉄イオン添加処理と、前記鉄イオン添加処理した放射能汚染水にアルカリを添加して、加熱酸化することにより、セシウム含有酸化鉄沈殿を生成するセシウム共沈反応処理と、前記セシウム共沈反応処理で生成した水溶液を浄化水とセシウム含有酸化鉄沈殿物とに分離する固液分離処理と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この場合、前記鉄イオン添加処理において、添加する鉄塩が硫酸第一鉄で、添加処理量が鉄イオン濃度で０.００１〜１.０００mol／ｌ（リットル）である方が好ましい。
【００１２】
また、前記セシウム共沈反応処理において、添加するアルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムの少なくともいずれか一種で、添加量が鉄イオン量に対して０.９当量以上、１.０当量未満である方が好ましい。
【００１３】
また、前記セシウム共沈反応処理において、加熱酸化は、加熱温度が５０℃〜８０℃である方が好ましい。
【００１４】
また、前記固液分離処理において、固液分離に磁気分離装置を用いる方が好ましい。
【００１５】
また、本発明の放射能汚染水の浄化処理方法は、分離回収したセシウム含有酸化鉄沈殿物を固化剤で成形固化する固形化処理を有する方が好ましい。この場合、前記固形化処理において、固化剤として焼石膏および／またはセメントを用いることができる。
【００１６】
また、本発明の放射能汚染水の浄化処理方法は、分離した前記浄化水を除染処理用水として再生する、または、排水として放流する水再生処理を更に有する方が好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放射能汚染水の浄化処理方法によれば、除染処理で発生した放射能汚染水を浄化水と高放射能汚染物とに分離回収することができる。
【００１８】
また、分離回収した浄化水を除染処理用水等に再生すれば、放射能汚染水の発生量が減少し、仮置場問題を解消して除染処理を促進することができる。一方、分離回収した高放射能汚染物も、固形化して減容化すれば、最終処理場の有効活用に寄与する等の効果をもたらす。
【００１９】
また、セシウム共沈反応処理に使用する材料は安価な鉄塩とアルカリで使用量も微量であり、放射能汚染物の固形化に使用する固化剤も安価な石膏やセメント材である。また、分離回収した浄化水を除染処理用水に再生する等に大きなコストメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による一連の処理工程のフローを示す図である。
【図２】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図３】実験例の処理手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の概要を説明する。本発明者は、放射能汚染被災地の復興のためには、徹底した除染処理および除染処理で発生した高放射能汚染物の減容化と厳重な保管が必要であると考え、除染処理について調査した。放射能汚染物の除染処理が順調に進んでいないことを憂慮していたが、その原因は、除染処理で大量に発生する放射能汚染水の仮置場が不足していることが原因であると指摘されていた。
【００２２】
しかし、除染処理を促進するためには仮置場の不足を解消するだけでなく、除染処理で発生する放射能汚染水の浄化処理方法を検討する必要があると考え、種々検討した。
【００２３】
そして、放射能汚染水を放射能汚染物と浄化水に固液を分離して回収し、回収した浄化水は除染用水としてリサイクルし、高放射能汚染物は固形化して減容化することができれば放射能汚染水の貯蔵量を大幅に削減し仮置場問題を解消して、停滞している除染処理作業を促進できると考え、誠意研究を重ねた結果、本発明を完成した。
【００２４】
即ち、本発明は、放射能汚染水を放射性汚染物と浄化水とに分離回収すること、および分離回収した浄化水は除染処理用水にリサイクルまたは放流し、分離回収した高放射能汚染物は固形化して減容化する等を特徴とする放射能汚染水の浄化処理方法である。
【００２５】
図1において、本発明による放射能汚染水の浄化処理方法は、放射能汚染水の（１）鉄イオン添加処理と、（２）セシウム共沈反応処理と、（３）固液分離処理とを順に行うことにより実施できる。また、その後更に、（４）水再生処理および（５）固形化処理を行うことができる。
【００２６】
鉄イオン添加処理(１)は、放射能汚染水に鉄イオンを添加混合するものである。例えば、攪拌機と加熱装置を備えた反応槽を用いて、反応槽に放射能汚染水を採取した後、鉄塩の硫酸第一鉄結晶を添加し撹拌して溶解することにより、第一鉄イオンと放射能汚染水の混合水溶液を生成する。
【００２７】
この時、混合した第一鉄イオンは６配位の水分子とから成るヒドロキソ第一鉄錯イオンを形成しており、この鉄錯イオンの水酸基（負電荷）がセシウムイオン（正電荷）とイオン結合する。これにより、汚染水中のきわめて希薄な濃度のセシウムイオンを捉えて、第一鉄イオンとセシウムイオンが緊密に混合している水溶液が調製される。
【００２８】
セシウム共沈反応処理(２)は、鉄イオン添加処理した放射能汚染水にアルカリを添加して、加熱酸化することにより、セシウム含有酸化鉄沈殿を生成するもので、（２-１）水酸化鉄コロイド生成と、（２-２）ＧIIコロイド生成と、（２-３）セシウム含有酸化鉄沈殿生成から成る処理である。
【００２９】
（２-１）水酸化鉄コロイド生成は、前記処理(１)で生成した第一鉄イオンを添加した放射能汚染水に、鉄イオンに対して１当量未満のアルカリを添加して撹拌混合することにより、ｐＨ値が７.０〜７.５の水溶液に水酸化第一鉄コロイドを生成する処理である。この時、ヨウ化カドミウム型分子構造の水酸化第一鉄コロイドが生成すると同時に、単独では沈殿しないセシウムイオンが、水酸化第一鉄の水酸基イオンと結合して沈殿する所謂、誘発沈殿現象が生起する。
【００３０】
（２-２）ＧIIコロイド生成は、（２-１）で生成したセシウムを含有した水酸化第一鉄コロイドの水溶液を常温で撹拌混合することにより、溶存酸素の緩慢な酸化反応で水酸化第一鉄コロイドが酸化して、ｐＨ値が６．０〜６．５の水溶液中に中間酸化物であるグリーンラストII（以後、ＧIIと記す）コロイドを生成する。この時、ＧIIコロイドは二価鉄と三価鉄が等モルの相と、水酸基の相とが周密に重なった層状構造をしているので、ＧIIコロイドの水酸基イオンが、水酸化鉄コロイドの含有セシウムを取り込んでセシウム含有ＧIIコロイドを生成する。
【００３１】
（２-３）セシウム含有酸化鉄沈殿生成は、（２-２）で生成したセシウム含有ＧIIコロイドの水溶液を温度５０℃以上に加熱し、空気を吹き込んで酸化反応を促進することによりｐＨ値が４.５〜５.５の水溶液中に黒褐色の磁性酸化鉄沈殿を生成する。この時、超微粒子から成る磁性酸化鉄沈殿がセシウムを取り込んでセシウム含有磁性酸化鉄粒子として沈殿する。
【００３２】
固液分離処理(３)は、前記処理(２)の(２-３)で生成した反応水溶液を固液分離することにより、セシウム含有磁性酸化鉄沈殿物と、セシウムを除去した浄化水とに分離して回収する処理である。
【００３３】
固形化処理(４)は、前記処理(３)で分離回収した高放射能汚染物であるセシウム含有磁性酸化鉄沈殿物を固化剤で成形固化するものである。これにより減容化して、放射能汚染物の置き場を有効活用することができる。
【００３４】
水再生処理(５)は、前記処理(３)で回収した浄化水を水質検査することにより、除染処理用の用水に再生する処理であり、または、排水として放流する処理である。
【００３５】
放射能汚染水の鉄イオン添加処理で添加する鉄塩としては硫酸鉄および塩化鉄の第一鉄塩および第二鉄塩が用いられるが、ＧIIコロイドの生成には硫酸第一鉄が最も好ましい。鉄塩の添加量は鉄イオン濃度で０.００１〜１.０００mol／ｌである。０.００１mol／l以下では生成するセシウム含有磁性酸化鉄沈殿量が僅少となり固液分離処理が困難であり、また、１.０００mol／l以上では生成する放射能汚染物の排出量が過多となるので好ましくない。放射能汚染水中のセシウムイオンは極めて微量であることを考慮すれば、好ましい量は０.００５〜０.５００mol／lである 。
【００３６】
セシウム共沈反応処理で添加するアルカリの添加量は、水溶液中の鉄イオンに対して０.９当量以上、１.０当量未満である。０.９当量以下では残留する鉄イオンが多くなり。また、１.０当量以上では、浄化水が強アルカリ性となり好ましくない。好ましくは、０.９５〜０．９９当量である。
【００３７】
前記セシウム共沈反応処理において、水溶液の加熱酸化温度は５０℃〜８０℃である。５０℃以下の温度ではアモルファス状の非磁性酸化鉄沈殿物が生成して固液分離が困難であり、８０℃以上の温度は消費エネルギーが大きくなり好ましくない。好ましい温度は、５０℃〜７０℃である。
【実施例】
【００３８】
本発明の実施例を図２に示す構成を参照して説明する。図２において、Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３は、計量器と投入弁を備えた計量装置である。
【００３９】
先ず、攪拌機と加熱装置および空気酸化装置を備えた反応槽から成る反応処理装置Aを用いて、セシウム共沈反応処理を実施する。
【００４０】
貯蔵タンクT１の放射能汚染水をＳ１により所定量を計量して反応処理装置Ａの反応槽に投入し、撹拌機で撹拌しながら、貯蔵タンクT２の硫酸第一鉄結晶粉をＳ２により計量して所定量を反応槽に投入し、常温で溶解することにより、鉄イオン混合放射能汚染水を調製する。
つづいて、貯蔵タンクＴ３の水酸化ナトリウム結晶をＳ３により計量して所定量を反応槽に投入して、常温で撹拌混合することにより、水溶液のｐＨ値が７.０〜７.５において青白色を呈した高粘度の水酸化第一鉄コロイドを生成する。
【００４１】
生成した水酸化第一鉄コロイド水溶液を、さらに、常温で撹拌混合することにより、水溶液のｐＨ値が６.０〜６.５において、水酸化第一鉄の中間酸化物であるグリーンラスト（ＧII）コロイドを生成する。
【００４２】
生成したＧIIコロイド水溶液の温度を、反応槽に装備している加熱装置を用いて、５０℃に加熱しながら、空気酸化装置を用いて空気を吹き込むことにより、ＧIIコロイドが酸化して、水溶液のｐＨ値が５.０〜５.５において黒褐色の磁性酸化鉄沈殿を生成する。この時点でセシウム共沈反応処理が完了する。この反応処理水溶液を取り出しポンプP４で反応処理液取り出しタンクT４に移送する。
【００４３】
次に、磁気分離機から成る固液分離装置Ｂを用いて、固液分離処理を実施する。
【００４４】
反応液取り出しタンクT４のセシウム含有磁性酸化鉄沈殿水溶液を移送ポンプＰ５で固液分離装置Ｂの磁気分離機に移送し、セシウム含有磁性酸化鉄沈殿の反応水溶液から、セシウム含有磁性酸化鉄沈殿(高放射能汚染物)を磁気分離して、セシウム含有磁性酸化鉄沈殿を移送ポンプＰ６で放射能汚染物回収タンクＴ５に移送し、同時に分離した浄化水を移送ポンプＰ７で浄化水回収タンクＴ６に移送する。
【００４５】
回収タンクＴ５の放射能汚染物を移送ポンプＰ８で混練機１５に移送し、つづいて、固形材貯蔵タンクＴ７の焼石膏粉を混練機１５に投入して混合混練した後、この混練物を型枠（図示せず）に注入して固化することにより、放射能汚染物を減容化する。
【００４６】
一方、回収タンクＴ６の浄化水は移送ポンプＰ１０で除染処理用水タンクＴ８に移送して除染処理用の浄化水に再生する。または、移送ポンプＰ１１で放流タンクＴ９に移送し、排水の放流基準に従って水質検査を行い、基準値内であることを確かめた後に放流する。
【００４７】
（実験例）
次に、図３を参照して実験例を説明する。
図３において、反応槽１として容積１０００ｍｌのガラスビーカーを用い、加熱ヒーター３としてウォターバスを用いた。また、磁気分離装置９として永久磁石を用い、混練成形装置１５として３００ｍｌのガラスビーカーとガラス棒を用い、型枠として５０ｍｌのプラスチック容器を用い、これに混練物を流し込んで成形固化した。
【００４８】
また、放射能汚染水には非放射性セシウム１３３の炭酸塩をイオン交換水に溶解した水  
【００４９】
溶液を模擬放射能汚染水とした。  セシウム濃度が７８０ｍｇ／ｌ（リットル）の模擬汚染水Ａを１０００ｍｌ調製して準備した。
【００５０】
実験に使用した原材料は、炭酸セシウム、硫酸第一鉄７水和物および水酸化ナトリウムで試薬一級品を用い、水はイオン交換水を用いた。固化剤は市販の焼石膏を用いた。
【００５１】
沈殿物はＸ線回折装置を用い、セシウムは原子吸光分析装置（ＶＡＲＩＡＮ製、ＡＡ２４０ＦＳ）を用いて分析した。
【００５２】
（実験例１）
セシウム共沈反応処理におけるセシウムイオンの沈殿除去効果を確認する。
【００５３】
実験条件；
予め準備した１０００ｍｌの模擬放射能汚染水Ａ（以後、汚染水Ａとする）を汚染水計量槽６により６００ｍｌ計量し、汚染水投入コック２１を開けて反応槽１に投入した。次に、攪拌機２を用いて汚染水Ａを撹拌しながら、硫酸第一鉄７水和結晶粉２５ｇを鉄塩計量容器７により計量し、鉄塩投入コック２２を開けて反応槽１に投入し、常温で溶解して汚染水Ａと第一鉄イオンの混合水を調製した。
【００５４】
撹拌を３０分間行った後、粒状の水酸化ナトリウム６.５ｇをアルカリ計量容器８により計量し、アルカリ投入コック２３を開けて反応槽１に投入し、常温で撹拌混合すると水溶液中に青白色コロイドが生成した。この時の水溶液は、温度が２０℃でｐＨメーター４によるｐＨ値が７.４であった。この青白色コロイド水溶液２０ｍｌを２０mlメスシリンダーに分析用として採取し、サンプル番号を（ＳＡ−１）とした。
【００５５】
ｐＨ値７.４の青白色コロイド水溶液を常温で、さらに撹拌をつづけると６０分後にコロイドの色が暗緑色に変化した。この時の暗緑色コロイドの水溶液は、温度が２０℃でpHメーター４によるpH値は６.５であった。この暗緑色コロイド水溶液２０ｍｌを２０ｍｌメスシリンダーに分析用として採取し、サンプル番号を（ＳＡ−２）とした。
【００５６】
ｐＨ値６.５の暗緑色コロイド水溶液を撹拌しながら、加熱ヒーター３により水溶液温度を５０℃に加熱して、空気吹き込み装置５により、５０ｍｌ／minの速度で空気を吹き込んだ。空気吹き込みを始めてから６０分後に、水溶液は、pHメーター４によるpH値が６.５から４.５に低下し、GIIコロイドは黒色沈殿に変化して、GIIコロイドの酸化反応が終了した。生成した反応処理液は５６０ｍｌであった。この黒色沈殿分散水溶液２０ｍｌを２０ｍｌシリンダーに分析用として採取し、サンプル番号を（ＳＡ−３）とした。
【００５７】
実験結果；
（ＳＡ-１），（ＳＡ-２）および（ＳＡ-３）の各サンプルの２４時間後の沈降体積による沈降特性、分析用ろ紙を用いたろ過特性の試験および、採取した上澄み液のセシウム含有量をそれぞれ測定した。測定結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
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＊汚染水Ａのセシウム濃度；７８０（mg／l）
【００５９】
また、各サンプルの沈殿物をＸ線分析した結果SA-1は水酸化第一鉄、SA-2はグリーンラストＧ-II、SA-3は磁性酸化鉄のマグネタイトであった。沈降体積はSA-3が優れており、他の２サンプルは不良であった。ろ過性は３サンプル共に不良であり、固液分離が困難であると思えた。しかし、磁性を有する（ＳＡ−３）のみは後述の磁気分離装置により固液分離することができた。これらの結果から、３サンプル共にセシウム共沈反応処理効果があることが確認できた。これにより、セシウム共沈反応処理は（ＳＡ−３）の反応を行うことにより完成することが確認できた。
【００６０】
実験結果の考察；
表１の結果から３サンプル共にセシウム共沈反応効果があるのは、何れの生成物にも陰イオン性水酸基を有しているので、陽イオン性のセシウムイオンを引き寄せて吸着する機能があり、超微細な水酸化鉄コロイド粒子や磁性酸化鉄沈殿であることが、セシウムイオンとの接触機会を多くしていることなどによるものと考えられる。さらに、化学分析用ろ紙を漏れ出るほどに微細な粒子でも固液分離することができるのは、セシウム共沈反応処理で生成した超微細な粒子が磁性酸化鉄沈殿であることにより磁気分離を可能にしたことによる。
【００６１】
（実験例２）
固液分離処理における磁気分離の効果を確認する。
【００６２】
実験条件；
実験例１の反応処理液５４０ｍｌを反応槽１から、攪拌機２で撹拌しながら、反応処理液移送ポンプ２０により、磁気分離装置９として、ビーカー底部に永久磁石を貼り付けた１０００ｍｌのガラスビーカーに取り出して磁気分離処理を行った。
【００６３】
実験結果；
永久磁石を底部に貼り付けたガラスビーカーに取り出した黒色沈殿分散水溶液は、取り出した後静置した。静置してから５分経過した時点で、ビーカーの底部に黒色沈殿が磁気凝集していた。そこで、傾斜法により固液分離した。磁気凝集により分離して得られた黒色沈殿の泥状物を回収泥状汚染物移送ポンプ２７で、放射能汚染物回収タンク１３として３００ｍｌのガラスビーカーに移送し、浄化水は移送ポンプ２４で浄化水貯蔵タンク１０として１０００ｍｌのガラスビーカーに移送した。それぞれに、泥状の黒色磁性酸化鉄沈殿は３０ｍｌ、浄化水は５１０ｍｌを得た。
【００６４】
この結果、永久磁石による磁気分離処理が、分散している超微粒子を磁力で捉えて、５分間という短時間の内に磁気凝集させ固液分離処理する効果があることを確認した。
【００６５】
実験結果の考察；
短時間で磁気凝集が生起するのは、磁化された微粒子自身が磁気勾配を形成しつつ、磁化粒子を増加させて磁気凝集構造を形成するものと考える。
【００６６】
（実験例３）
水再生処理における再生水の浄化度を確認する。
【００６７】
実験条件；
実験例２の貯蔵タンク１０に収容した５１０ｍｌの浄化水を浄化水移送ポンプ２６で再生水貯蔵タンク１１に移送して除染処理用水に再生した。
【００６８】
実験結果；
この再生水を分析した結果、セシウム濃度が５ｍｇ／ｌで、pH値が４.８であった。
【００６９】
この再生水のセシウム濃度は、汚染水Ａ中のセシウムイオンを９９％除去して得られた浄化水であることを確認した。
【００７０】
実験結果の考察；
このことは、セシウムを吸着した超微粒子の磁性酸化鉄粒子を磁気凝集させて固液分離することにより、汚染水中のセシウムを除去できることを示すものであった。
【００７１】
（実験例４）
固形化処理における放射能汚染物減容化の効果を確認する。
【００７２】
実験条件；
実験例２の放射能汚染物回収タンク１３に収容した３０ｍｌの泥状の黒色沈殿物の成分を分析した結果、セシウム含有酸化鉄沈殿２１ｇと水分量２７ｇから成る泥状物であった。この黒色泥状物を移送ポンプ２８で、混練成形装置１５として、３００ｍｌのガラスビーカーに移送し、一方、固化剤計量器１４により固形化剤の焼石膏粉１４５ｇを計量して、固化剤投入コック２９を開いて混練成形装置１５としての３００ｍｌのガラスビーカーに投入して、混練機としてガラス棒を用いて黒色泥状物と焼石膏粉を混練し、混練物を５０ｍｌ（２０Ｈ×５０Ｗ×５０Ｌ）のプラスチックケース（図示せず）に流し込んで静置した。
【００７３】
実験結果；
混練物をプラスチックケースに流し込んでから３時間経過後、混練物は固化していた。そして、重量１９０ｇ、容積４０ｍｌの成形体を得た。この結果は５４０ｍｌの汚染水Ａが４０ｍｌの固形物に９３％減容化したことを示すものであった。これにより固形化処理は減容効果が大きいことを確認した。
実験結果の考察；
このことは、セシウム共沈反応処理でセシウム含有磁性酸化鉄沈殿を生成し、この反応生成物を磁気分離装置により固液分離処理し、泥状の放射能汚染物と浄化水を回収し、回収した泥状物を固形化処理して成形固体としたことにより得られた減容化の効果である。また、この効果は、放射能汚染物の置き場問題の解消に寄与する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、除染処理で発生する汚染水を浄化水とセシウム含有汚染物とに分離回収し、浄化水は除染処理の用水としてリサイクルし、セシウム含有汚染物は固形化処理して放射能汚染物を減容化する放射能汚染水の浄化処理方法である。これにより、放射能汚染地域において、現在最も重要な除染処理を阻害している問題、即ち、除染処理の結果発生する放射能汚染排水の置き場が不足している問題を解消して、除染処理を促進させることができる。
実施に際しては、特別な装置を必要とせず、また処理に使用する材料も安価に入手可能であり、省エネ型でエコロジーな実施対応が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  反応槽
２  攪拌機  
３  加熱ヒーター
４  pHメーターと電極
５  空気吹き込み装置
６  汚染水計量槽
７  鉄塩計量容器
８  アルカリ計量容器
９  磁気分離装装置
１０  浄化水貯蔵タンク
１１  再生水貯蔵タンク
１２  放流排水タンク
１３  放射能汚染物回収タンク
１４  固化剤計量容器  
１５  混練成形装置
１６  放射能汚染物の保管所
２０  反応処理液移送ポンプ
２１  汚染水投入コック
２２  鉄塩投入コック
２３  アルカリ投入コック
２４  回収浄化水移送ポンプ
２５  排水放流ポンプ
２６  浄化水移送ポンプ
２７  回収泥状汚染物の移送ポンプ
２８  回収泥状汚染物の投入コック
２９  固化剤の投入コック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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