(57)【要約】  本発明のセシウム回収装置（１１）は、セシウム含有水溶液（Ｗｃ）中に水溶性フェロシアン化物（Ｈｆ）と水溶性金属塩（Ｈｍ）を添加し、さらにアルカリ（Ｈａ）を添加して磁性体（Ｍ）を生成させた磁性体含有溶液（Ｗｍ）を調製する反応容器（１２）と、調製された磁性体含有溶液（Ｗｍ）を搬送する搬送流路（１８）と、搬送流路（１８）に設けられ、磁性体含有溶液（Ｗｍ）から磁性体（Ｍ）を分離する分離装置（１３）とを備える。
2013122168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セシウム含有水溶液中に水溶性フェロシアン化物と水溶性金属塩を添加し、さらにアルカリを添加して磁性体を生成させた磁性体含有溶液を調製する反応容器であって、前記セシウム含有水溶液、前記水溶性フェロシアン化物、前記水溶性金属塩および前記アルカリを投入する投入流路を備えた反応容器と、
前記調製された磁性体含有溶液を搬送する搬送流路と、
該搬送流路に設けられ、前記磁性体含有溶液から前記磁性体を分離する分離装置と
を備えた、セシウム回収装置。
【請求項２】
前記分離装置が、磁気分離カラム、連続式磁気分離装置およびフィルタからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のセシウム回収装置。
【請求項３】
前記分離装置が、前記磁性体含有溶液に磁力を及ぼすための磁石を備えた磁気分離カラムまたは連続式磁気分離装置である、請求項１または請求項２に記載のセシウム回収装置。
【請求項４】
前記連続式磁気分離装置が、
前記磁性体含有溶液に一部が浸けられ前記磁性体含有溶液の移動方向と反対の方向に移動するとともに、前記磁性体を吸引する磁性体吸着手段と、
該磁性体吸着手段に吸引された磁性体を回収する回収手段と
を備える、請求項３に記載のセシウム回収装置。
【請求項５】
前記磁性体吸着手段は、磁石と、該磁石を固定する固定体と、該固定体を移動させる回転体とを備えている、請求項４に記載のセシウム回収装置。
【請求項６】
前記回転体が、ドラムまたは無端状ベルトである、請求項５に記載のセシウム回収装置。
【請求項７】
前記磁石が、永久磁石、電磁石または超電導磁石である、請求項３〜６のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。
【請求項８】
前記磁性体を分離した後の排出水を前記反応容器に戻す移送手段をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。
【請求項９】
前記磁性体含有溶液が、凝集剤を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶液中のセシウムを回収する装置、特に原発事故などにより発生した大量の放射性セシウムに汚染された水から放射性セシウムを回収する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１３７Ｃｓ、１３４Ｃｓなどの放射性セシウムに汚染された水からセシウムイオンを除去する方法としては、モルデナイト等のゼオライト類、リンモリブデン酸アンモニウム等のヘテロポリ酸塩類、リン酸チタン等の多価金属の酸性塩類、水不溶性フェロシアン化物類等の無機イオン交換体等の担体にセシウムイオンを吸着させる方法がある（特許文献１、２、非特許文献１）。
しかしこれらの担体はセシウムイオンに対する選択性が低く、海水のように水溶液中に金属イオン、特にナトリウムイオンが共存すると、極端にセシウムイオンに対する吸着能が低下するため、大量の担体が必要となる。その結果、吸着によって生じた大量の放射性廃棄物を処理することが必要となる。また水不溶性の担体を使用しているため、セシウムイオンの吸着反応は不均一となり、吸着平衡に達するまでに時間を要する。【０００３】
また水不溶性フェロシアン化物類を直接、放射性セシウムに汚染された水に投与してセシウムイオンを吸着させ、更に高分子凝集剤を加えて沈殿物を形成させ、その沈殿物を遠心分離し、さらに減圧濾過、乾燥工程を経て放射性セシウムを短時間で除去する方法がある（非特許文献２）。【０００４】
水不溶性フェロシアン化物類を直接投入する上記方法は、担体を用いる従来の方法に比べれば短時間の処理が可能であるが、依然時間がかかり、また、減圧濾過を含む工程は自動化が難しいため、その結果、高濃度に放射性セシウムが濃縮された沈殿物を人的作業により処理する工程が多くなり、処理作業の際の被爆の機会を増やすという大きな課題があった。【０００５】
さらに近年、磁性粒子を用いた排水処理システムが開発され、水溶液中の重金属の除去に磁気カラム分離が利用されている。したがって、この方法を水溶液中のセシウムイオンの分離に利用すれば、遠心分離、減圧濾過の工程がなく、磁気カラム分離によりセシウムイオンを除去することが可能である。そのため、ヒトに対する被爆の少ない迅速なセシウムイオンの除去に向いていると想定される。しかしながら、この方法も水不溶性の磁性粒子を使用しているため、吸着平衡に達するまでに時間を要し、カラム詰まりの問題もあるため、自動化処理の実用化は困難である（非特許文献３、４）。【０００６】
また、空間的に不均一な磁界中での磁性粒子に働く磁気力を利用する磁気分離法で磁性粒子のみを選択的に連続して捕獲・分離する磁気分離装置も知られているが、単に磁気分離法を用いただけの装置では、水溶液中のセシウムを効果的に回収することは困難である（非特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開平７−３０８５９０号公報
【特許文献２】日本国特開平１１−７６８０７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Journal of Environmental Radioactivity 100 (2009) 914-920
【非特許文献２】Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol.258,No.3 (2003) 457-462
【非特許文献３】Journal of Magnetism and Magnetic Materials 267 (2003) 335-340
【非特許文献４】Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol.270,No.3 (2006) 585-592
【非特許文献５】福井聡、「連続処理が可能な磁気分離法」、（社）低温工学協会、２００２年７月２５日、Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．７、ｐ３２１−３２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の課題は、水溶液中のセシウムイオンを短時間で、効率よく分離、回収し、しかも可能な限り人的な作業工程を削減し、セシウムを含む廃棄物の量を低減できる、セシウム回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した。その結果、水溶液中のセシウムを均一系で短時間に除去する装置を見出した。すなわち、本発明は下記の構成により達成される。
（１）セシウム含有水溶液中に水溶性フェロシアン化物と水溶性金属塩を添加し、さらにアルカリを添加して磁性体を生成させた磁性体含有溶液を調製する反応容器であって、前記セシウム含有水溶液、前記水溶性フェロシアン化物、前記水溶性金属塩および前記アルカリを投入する投入流路を備えた反応容器と、
前記調製された磁性体含有溶液を搬送する搬送流路と、
該搬送流路に設けられ、前記磁性体含有溶液から前記磁性体を分離する分離装置と
を備えた、セシウム回収装置。
（２）前記分離装置が、磁気分離カラム、連続式磁気分離装置およびフィルタからなる群から選ばれる少なくとも１種である、上記（１）に記載のセシウム回収装置。
（３）前記分離装置が、前記磁性体含有溶液に磁力を及ぼすための磁石を備えた磁気分離カラムまたは連続式磁気分離装置である、上記（１）または（２）に記載のセシウム回収装置。
（４）前記連続式磁気分離装置が、
前記磁性体含有溶液に一部が浸けられ前記磁性体含有溶液の移動方向と反対の方向に移動するとともに、前記磁性体を吸引する磁性体吸着手段と、
該磁性体吸着手段に吸引された磁性体を回収する回収手段と
を備える、上記（３）に記載のセシウム回収装置。
（５）前記磁性体吸着手段は、磁石と、該磁石を固定する固定体と、該固定体を移動させる回転体とを備えていることを特徴とする上記（４）に記載のセシウム回収装置。
（６）前記回転体が、ドラムまたは無端状ベルトである、上記（５）に記載のセシウム回収装置。
（７）前記磁石が、永久磁石、電磁石または超電導磁石である、上記（３）〜（６）のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。
（８）前記磁性体を分離した後の排出水を前記反応容器に戻す移送手段をさらに備える、上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。
（９）前記磁性体含有溶液が、凝集剤を含む、上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のセシウム回収装置。【００１１】
本発明では、セシウムイオン吸着能を有する水不溶性物質（ゼオライト等の担体や不溶性フェロシアン化物、あるいはそれらを含む磁性粒子等）をセシウム含有水溶液中に添加することによって水溶液中のセシウムイオンを吸着・分離させるのではなく、セシウム含有水溶液中でセシウムイオン吸着能を有する化合物の存在下で磁性粒子を調製する。これにより、均一系で迅速且つ効率的にセシウムイオンを取り込んだ磁性粒子を得ることができる。したがって、この磁性粒子である磁性体を分離して回収することで、セシウム含有水溶液からセシウムを回収して除去することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水溶液中でセシウムイオンを水溶性吸着剤である水溶性フェロシアン化物で吸着させ、これを磁性化させて水不溶性としたものを分離するので、セシウム含有水溶液中のセシウムを、短時間で簡便に、かつ優れたセシウム除去率で、除去することができる。
また、磁気分離により分離すれば、従来必要であった遠心分離、減圧濾過等の工程が、磁気分離工程で簡略化されるため、セシウム除去工程の自動化が可能である。その結果、放射性セシウムを除去する際の人体に対する被爆を最低限度に止めることが可能となり、放射性セシウムの処理技術として、極めて価値が高い。また、回収したセシウムを含有する磁性体は、ゼオライトなどの水不溶性の吸着担体によってセシウムを吸着して回収した際の廃棄物と比較して、回収後の容積が非常に小さく、放射性廃棄物の量を大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明のセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図である。
【図３】図３は、第１実施形態のセシウム回収装置を構成する磁気分離カラムの概略断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図である。
【図５】図５は、第２実施形態のセシウム回収装置を構成する連続式磁気分離装置の概略断面図である。
【図６】図６は、連続式磁気分離装置の他の例を説明する概略断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係るセシウム回収装置を構成する連続式磁気分離装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るセシウム回収装置について図面を参照して説明する。
なお、本明細書において、「流路」とは、溶液が流動する経路を意味し、内部に溶液を流通させる管状、筒状のものをさす。
【００１５】
図１は、本発明のセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図である。
図１に示したように、本発明のセシウム回収装置１１は、反応容器１２と分離装置１３とを備えている。そして、反応容器１２と分離装置１３は移送管（搬送流路）１８で接続されている。
【００１６】
反応容器１２では、セシウムを含む汚染水（セシウム含有水溶液）からセシウムイオンを分離するために、この汚染水中で磁性体を生成させる。本発明において、磁性体は、セシウム含有水溶液中に水溶性フェロシアン化物と水溶性金属塩を添加し、続いてアルカリを添加することで生成させることができる。
【００１７】
反応容器１２には、セシウム含有水溶液Ｗｃを投入するための配管（投入流路）１８ａと、水溶性フェロシアン化物Ｈｆを投入するための配管（投入流路）１８ｂと、水溶性金属塩Ｈｍを投入するための配管（投入流路）１８ｃと、アルカリＨａを投入するための配管（投入流路）１８ｄとが備えられている。
【００１８】
また、反応容器１２には、撹拌機１７が設けられており、この撹拌機１７によって容器内に投入された溶液が撹拌混合される。また、反応容器１２には、恒温循環装置１４及び温度計１５が設けられている。恒温循環装置１４は、温度計１５での検出温度に基づいて反応容器１２の周囲に所定の温度の水等の媒体を循環させ、反応容器１２の内部を設定された反応温度（５０℃程度）に維持する。また、この反応容器１２には、水道水や純水などの洗浄水を貯留した洗浄水タンク１６からポンプＰによって洗浄水が供給可能とされている。セシウム含有水溶液の加温方法は特に限定されず、例えば、恒温循環装置１４の代わりに配管１８ａに電気等の熱媒体を用いた熱交換器を接続してセシウム含有水溶液Ｗｃを加温してもよい。
【００１９】
反応容器１２では、まずセシウム含有水溶液Ｗｃが投入され、撹拌機１７により溶液の撹拌が開始される。次に水溶性フェロシアン化物Ｈｆを投入する。その後、水溶性金属塩Ｈｍを投入することで、セシウムイオンを吸着させたフェロシアン化物が生成する。そして、所望の温度（例えば、５０℃）に加温し、アルカリＨａを添加することで不溶性の磁性体Ｍが生成され、この磁性体Ｍを含有した磁性体含有溶液Ｗｍが得られる。
【００２０】
本発明において、水溶性フェロシアン化物Ｈｆは、アルカリ金属、窒素化合物を含む塩であることが好ましく、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられ、特にフェロシアン化カリウム、フェロシアン化ナトリウムが好ましい。
【００２１】
水溶性金属塩Ｈｍとしては、例えば、２価と３価の水溶性鉄塩が利用できる。これらは、反応容器に別々に投入してもよいが、２価及び３価の水溶性鉄塩の混合物として投入することが好ましい。水溶性金属塩Ｈｍとしては、塩化鉄（II）と塩化鉄（III）との混合物、硫酸鉄（II）と硫酸鉄（III）との混合物又は硝酸鉄（II）と硝酸鉄（III）との混合物が好ましい。
【００２２】
アルカリＨａとしては、磁性粒子の形成を助けるものであれば特に限定されないが、経済性、取扱性の観点から、水酸化ナトリウム、アンモニア水、尿素等が挙げられる。
【００２３】
なお、磁性粒子を調製する溶液のｐＨは特に限定されないが、１０以内が好適であり、より好ましくは８〜９である。
【００２４】
反応容器１２で調製された磁性体含有溶液Ｗｍは、移送管（搬送流路）１８により分離装置１３へ搬送されて磁性体Ｍが分離される。
【００２５】
分離装置１３としては、磁性体含有溶液Ｗｍ中の磁性体Ｍを分離できれば特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、磁気分離カラム、連続式磁気分離装置などの磁気により分離する分離装置や、物理的ろ過により分離するフィルタなどの分離装置が挙げられる。中でも磁気分離カラムや連続式磁気分離装置などを用いて磁気分離することが好ましく、磁気分離カラムを用いることがより好ましい。磁気分離をすることにより、迅速に且つ効率的に磁性体Ｍを回収することができる。さらに、これらの分離装置を組み合わせて使用してもよい。
【００２６】
このように、本発明に係るセシウム回収装置では、セシウムイオン吸着能を有する水不溶性物質（ゼオライト等の担体や不溶性フェロシアン化物、あるいはそれらを含む磁性粒子等）をセシウム含有水溶液Ｗｃ中に添加することによってセシウム含有水溶液Ｗｃ中のセシウムイオンを吸着・分離させるのではなく、セシウム含有水溶液Ｗｃ中でセシウムイオン吸着能を有する化合物の存在下で磁性体Ｍを調製する。これにより、均一系で迅速且つ効率的にセシウムイオンを取り込んだ磁性体Ｍを得ることができる。したがって、この磁性体Ｍを分離して回収することで、セシウム含有水溶液Ｗｃからセシウムを回収して除去することができる。
【００２７】
また、本発明のセシウム回収装置１１には、分離装置１３の下流側に、排出管（排出流路）１９を介して貯水槽２０が設けられ、分離装置１３から排出された排出水Ｗｏが貯水される。そして、貯水槽２０の下流側の排出管には移送手段としての排出水移送管２４が設けられ、該排出水移送管２４は反応容器１２および移送管１８の少なくとも一方に接続されている。これにより、分離装置１３から排出された排出水Ｗｏ中にセシウムイオンが残留している場合であっても、反応容器１２または移送管１８に排出水Ｗｏを戻すことができるので、再度の処理工程に付すことができ、確実にセシウムイオンを回収することができる。
【００２８】
図１に示したセシウム回収装置１１では、セシウム含有水溶液Ｗｃ、水溶性フェロシアン化物Ｈｆ、水溶性金属塩ＨｍおよびアルカリＨａを投入する配管（投入流路）をそれぞれ独立のものとして説明したが、この配管は少なくとも１本備えていればよく、少なくとも２本備えていることが好ましい。
本発明において、セシウム含有水溶液Ｗｃ、水溶性フェロシアン化物Ｈｆ、および水溶性金属塩Ｈｍを反応容器１２に投入する方法として、セシウム含有水溶液Ｗｃ、水溶性フェロシアン化物Ｈｆ、および水溶性金属塩Ｈｍから選ばれる少なくとも２種を混合し、得られた混合液を反応容器１２に投入することもできる。混合液とすることで、セシウム含有水溶液Ｗｃ、水溶性フェロシアン化物Ｈｆ、水溶性金属塩Ｈｍをそれぞれ独立して投入する場合と比べて、反応容器１２に投入するための配管（投入流路）の数を減らすことができる。
【００２９】
また、本発明において、反応容器１２または移送管１８に凝集剤を添加する凝集剤添加手段を設けてもよい。例えば、凝集剤を添加する配管を反応容器１２に備えたり、移送管１８に凝集剤添加部を設けることができる。凝集剤は生成した磁性体を凝集させて粒径を大きくするものであれば特に限定されないが、磁性粒子はその表層が負に帯電している場合が多いので、ポリカチオン性高分子凝集剤が好ましい。凝集剤により磁性体を凝集させることで、分離の速度を速めることができる。
【００３０】
以下、本発明のセシウム回収装置についてより具体的に説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
第１実施形態は、分離装置として磁気分離カラムを備えることを特徴とする。
図２は、第１実施形態に係るセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図、図３は、セシウム回収装置を構成する磁気分離カラムの概略断面図である。
【００３２】
第１実施形態で用いられる磁気分離カラム２１は、図３に示したように、筒状の容器７１と、この容器７１の中心に設けられた筒状の磁石７２とを備えている。容器７１の下方には移送管１８と排出管２３が接続されており、排出管２３は貯水槽２２に接続されている。排出管２３は容器７１の壁部を貫通するとともに磁石７２の下端部に接続され、磁石７２の内部と排出管２３の内部とは互いに液密に連通している。そして、磁石７２の上端は容器７１の上面に対して隙間をあけて配置され、移送管１８により搬送された磁性体含有溶液Ｗｍが磁石７２の内部に流入可能とされている。
【００３３】
この磁気分離カラム２１では、移送管１８から容器７１内に磁性体含有溶液Ｗｍが送り込まれる。すると磁性体含有溶液Ｗｍは、容器７１の側壁と磁石７２との間を下方から上方へ向かって流される。そして、この磁性体含有溶液Ｗｍは、磁石７２と容器７１の上端面との間を通り、磁石７２内を通過し、排出管２３へ送り出される（図３中の矢印参照）。
【００３４】
このとき、磁性体含有溶液Ｗｍ中に含まれる磁性体Ｍが磁石７２の磁力によって、磁石７２の外周面に吸着される。これにより、磁性体含有溶液Ｗｍ中に含まれる磁性体Ｍが磁石７２に吸着して溶液から分離され、磁気分離カラム２１に捕捉される。そして、磁性体Ｍが分離した排出水Ｗｏは排出管２３を通って貯水槽２２に搬送される。
【００３５】
なお、本発明において、磁石は特に限定されず、永久磁石、電磁石、超電導磁石等を用いることができる。
【００３６】
このように磁気分離カラム２１により磁性体含有溶液Ｗｍを磁気分離することで、迅速に且つ効率良く磁性体Ｍを分離・回収することができる。また、磁気分離カラム２１により分離するので、使用後は磁気分離カラム２１を廃棄して新しい磁気分離カラムに取り換えればよく、放射性セシウムを除去する際においては、人体に対する被爆を最低限度に留めることが可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態の磁気分離カラムの代わりに、分離装置として連続式磁気分離装置を備えることを特徴とする。
図４は、第２実施形態に係るセシウム回収装置の全体構成を説明する概略配管図であり、図５は、第２実施形態のセシウム回収装置を構成する連続式磁気分離装置の概略断面図である。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態で用いられる連続式磁気分離装置３１は、図５に示したように、水槽４１と、水槽４１に流れ込んだ磁性体含有溶液Ｗｍに接触可能とされた磁性体吸着手段４５と、磁性体吸着手段４５により分離された磁性体を回収する回収手段５５とを備えたドラム式磁気分離装置である。
【００３９】
水槽４１は、汚染水槽部４２、分離水槽部４３及び除染水槽部４４を有している。汚染水槽部４２には、移送管１８が接続されており、この移送管１８を介して反応容器１２から磁性体含有溶液Ｗｍが流入する。また、除染水槽部４４には、排出管３４が接続されており、この除染水槽部４４から磁性体Ｍを分離・回収した後の排出水Ｗｏが流出される。
【００４０】
分離水槽部４３は、汚染水槽部４２と除染水槽部４４との間に設けられており、汚染水槽部４２から磁性体含有溶液Ｗｍが送り込まれる。そして、この分離水槽部４３は、汚染水槽部４２から送り込まれる磁性体含有溶液Ｗｍが除染水槽部４４側へ向かって流される流路４３ａとされている。
【００４１】
この分離水槽部４３は、側面視で円弧状に凹んだ形状に形成されており、この円弧の内側には、ドラムからなる磁性体吸着体（磁性体吸着手段）４５が設けられている。この磁性体吸着体４５は、水平方向の軸線を中心として回転可能に支持された円筒状または円柱状の回転体５１と、この回転体５１の周囲に設けられた固定体５２と、この固定体５２の周面に固定された磁石５３とを備えている。なお、磁石５３としては、上記のような永久磁石、電磁石または超電導磁石のいずれでもよい。この磁性体吸着体４５は、その回転体５１の回転軸線よりも下方側の一部が分離水槽部４３内に配置され、その周面の所定領域が常に分離水槽部４３内の磁性体含有溶液Ｗｍに浸漬されている。
【００４２】
この磁性体吸着体４５は、駆動モータ（図示略）によって、汚染水槽部４２からの磁性体含有溶液Ｗｍの流入方向と逆方向（図４中矢印Ａ方向）へ回転される。
【００４３】
また、磁性体吸着体４５における除染水槽部４４側には、板状のスクレパ（回収手段）５５が設けられている。このスクレパ５５は、磁性体吸着体４５の軸方向の長さ寸法よりも大きな幅寸法を有しており、その一方の側縁５５ａが磁性体吸着体４５の周面に接触されている。また、このスクレパ５５は、一方の側縁５５ａから他方の側縁５５ｂに向かって次第に下方へ傾斜されており、その他方の側縁５５ｂが、回収容器３２の上方に配置されている。
【００４４】
上記の連続式磁気分離装置３１では、磁性体吸着体４５が図５中矢印Ａ方向へ回転されると、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍ中の磁性体Ｍが磁性体吸着体４５の周面の磁石５３の磁力によって吸着されて捕捉される。これにより、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍは、その磁性体Ｍが分離除去されてセシウムが除去された回収後の溶液である排出水Ｗｏとして除染水槽部４４へ送り出される。また、磁性体吸着体４５の周面の磁石５３に吸着されて捕捉された磁性体Ｍは、スクレパ５５の一方の側縁５５ａで磁性体吸着体４５から削ぎ取られる。そして、このスクレパ５５の一方の側縁５５ａで削ぎ取られた磁性体Ｍは、スクレパ５５の上面を、その傾斜方向に沿って移動し、スクレパ５５の他方の側縁５５ｂから回収容器３２に回収される。
【００４５】
そして、セシウムが除去された回収後の溶液である排出水Ｗｏは、貯水槽３３に貯水される。
【００４６】
第２実施形態においても第１実施形態と同様に、図４に示したように、貯水槽３３の下流側に移送手段としての排出水移送管３５が設けられ、該排出水移送管３５は反応容器１２および移送管１８の少なくとも一方に接続されている。これにより、連続式磁気分離装置３１から排出された排出水Ｗｏ中にセシウムイオンが残留している場合であっても、反応容器１２または移送管１８に排出水Ｗｏを戻すことができるので、再度の処理工程に付すことができ、確実にセシウムイオンを回収することができる。
【００４７】
（第２実施形態の変形例）
なお、連続式磁気分離装置３１としては、ドラムからなる磁性体吸着体４５を備えたものに限らず、例えば、図６に示すように、無端状ベルトからなる磁性体吸着体（磁性体吸着手段）６０を備えたものであってもよい。この無端状ベルトからなる磁性体吸着体６０は、一対の円筒状または円柱状の回転体６１と、これらの回転体６１に掛け回された無端状のベルトからなる固定体６２とを有しており、このベルトからなる固定体６２の周面に磁石６３が設けられている。また、この無端状ベルトからなる磁性体吸着体６０を備えた連続式磁気分離装置３１Ａでは、分離水槽部４３の磁性体含有溶液Ｗｍの流れに沿う方向の寸法が大きくされている。そして、この分離水槽部４３内に、回転体６１の回転軸線よりも下方側の一部が配置され、これにより、磁性体吸着体６０は、その周面の所定領域が常に分離水槽部４３内の磁性体含有溶液Ｗｍに浸漬されている。
【００４８】
そして、このような無端状ベルトからなる磁性体吸着体６０を備えた連続式磁気分離装置３１Ａでは、それぞれの回転体６１が図６中矢印Ｂ方向へ回転されてベルトからなる固定体６２が移動されると、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍ中の磁性体Ｍが磁性体吸着体６０の固定体６２の周面の磁石６３の磁力によって吸着されて捕捉される。これにより、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍは、その磁性体Ｍが分離除去されてセシウムが略完全に除去された回収後溶液である排出水Ｗｏとして除染水槽部４４へ送り出される。また、磁性体吸着体６０の固定体６２の周面の磁石６３に吸着されて捕捉された磁性体Ｍは、スクレパ５５の一方の側縁５５ａで磁性体吸着体６０から削ぎ取られる。このスクレパ５５の一方の側縁５５ａで削ぎ取られた磁性体Ｍは、スクレパ５５の上面を、その傾斜方向に沿って移動し、スクレパ５５の他方の側縁５５ｂから回収容器３２に回収される。
【００４９】
特に、この無端状ベルトからなる磁性体吸着体６０を備えた連続式磁気分離装置３１Ａでは、分離水槽部４３内での磁石６３と磁性体含有溶液Ｗｍとの接触面積を大きくすることができるとともに接触時間を長くすることができ、より良好に磁性体Ｍを分離除去することができる。
【００５０】
なお、連続式磁気分離装置３１，３１Ａでは、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍの流速を極力遅くすることが好ましい。このように、分離水槽部４３の流路４３ａを流れる磁性体含有溶液Ｗｍの流速を遅くすれば、磁性体吸着体４５，６０と磁性体含有溶液Ｗｍとの接触時間をより長くすることができ、磁性体Ｍの分離除去効率を高めることができる。
【００５１】
本発明によれば、従来必要であった遠心分離、減圧濾過等の工程が、磁気分離工程で簡略化されるため、セシウム除去工程の自動化が可能である。その結果、放射性セシウムを除去する際の人体に対する被爆を最低限度に止めることが可能となり、放射性セシウムの処理技術として、極めて価値が高い。また、回収したセシウムを含有する磁性体Ｍは、ゼオライトなどの水不溶性の吸着担体によってセシウムを吸着して回収した際の廃棄物と比較して、回収後の容積が非常に小さく、放射性廃棄物の量を大幅に低減させることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態のセシウム回収装置において、連続式磁気分離装置３１の下流側に、回収後溶液である排出水Ｗｏから微細な磁性体Ｍを捕捉して除去するフィルタを備えている。
図７は、本発明の第３実施形態に係るセシウム回収装置を構成する連続式磁気分離装置の概略断面図である。
【００５３】
図７に示したように、フィルタ８１は、排出水Ｗｏに含まれる微細な磁性体Ｍを通さない濾紙からなるもので、ロール状に巻回された状態で設けられている。このフィルタ８１を備えた捕捉装置８０は、水槽８２を備えており、この水槽８２に隣接して回収容器３２が設けられている。水槽８２の上部における両端近傍には、一対のローラ８４が回転可能に支持されている。これらのローラ８４には、メッシュベルト８５が巻回されており、ローラ８４が図７中矢印Ｃ方向へ回転することで、メッシュベルト８５の上部側に配置された部分が回収容器３２へ向かって移動する。
【００５４】
このメッシュベルト８５の上面側には、ロール８１ａから繰り出されたフィルタ８１が配置され、ガイドローラ８６で案内されてメッシュベルト８５とともに移動される。このフィルタ８１が配置されたメッシュベルト８５上は、濾過槽部８７とされている。
【００５５】
この捕捉装置８０の上部には、連続式磁気分離装置３１が配置されており、この連続式磁気分離装置３１の除染水槽部４４から排出水Ｗｏが濾過槽部８７に流し込まれる。これにより、濾過槽部８７には、排出水Ｗｏが貯められ、その排出水Ｗｏが濾紙からなるフィルタ８１を通過することで、含まれていた微細な磁性体Ｍがフィルタ８１に捕捉されて回収される。これにより、排出水Ｗｏから完全に磁性体Ｍを除去することができる。そして、フィルタ８１を通過した排出水Ｗｏは、メッシュベルト８５を通過して水槽８２に貯留される。この水槽８２には、排出管３７が接続されたポンプ８９が設けられており、微細な磁性体Ｍが除去されて水槽８２に貯留された排出水Ｗｏがポンプ８９によって排出管３７へ送り出される。
【００５６】
また、濾過槽部８７の上方には、フロート９１を有するフロートスイッチ９２が設けられている。このフロートスイッチ９２は、濾過槽部８７に流し込まれて貯留する排出水Ｗｏによってフロート９１が所定位置まで上昇することでＯＮ状態となる。つまり、濾過槽部８７で微細な磁性体Ｍを濾過したためにフィルタ８１が目詰まりしだして排出水Ｗｏの水位が上昇すると、フロートスイッチ９２がＯＮ状態となる。すると、捕捉装置８０では、ローラ８４が回転駆動され、メッシュベルト８５が移動する。これにより、フィルタ８１が回収容器３２側へ送り出され、フィルタ８１のメッシュベルト８５上で排出水Ｗｏから回収した磁性体Ｍを含む部分が回収容器３２へ廃棄される。また、これとともに、メッシュベルト８５上には、フィルタ８１の目詰まりしていない部分が繰り出されて配置される。
【００５７】
そして、このようなフィルタ８１によって微細な磁性体Ｍを回収する捕捉装置８０を連続式磁気分離装置３１の下流に設けることで、連続式磁気分離装置３１からの回収後溶液である排出水Ｗｏに含まれる微細な磁性体Ｍを確実に回収することができ、汚染されたセシウム含有水溶液Ｗｃ中のセシウムを完全に除去することができる。
【００５８】
このように分離装置を併用することで、より確実に磁性体Ｍを回収することができ、汚染水に含まれるセシウムイオンを効率的に分離することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、第３実施形態では連続式磁気分離装置とフィルタを併用した例を示したが、連続式磁気分離装置の下流に、磁気分離カラムを備えてもよい。
【００６０】
本発明を詳細にまた特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２０１２年２月１６日出願の日本特許出願（特願２０１２−０３１７４５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１１    セシウム回収装置
１２    反応容器
１３    分離装置
１７    撹拌機
１８    移送管（搬送流路）
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  配管（投入流路）
１９，２３，３４，３７  排出管（排出流路）
２１    磁気分離カラム（磁性体分離装置）
２０，２２，３３  貯水槽
２４，３５  排出水移送管（移送手段）
３１，３１Ａ  連続式磁気分離装置（磁性体分離装置）
３２    回収容器
４１，８２  水槽
４５，６０  磁性体吸着体（磁性体吸着手段）
５１，６１  回転体
５２，６２  固定体
５３，６３，７２  磁石
５５    スクレパ（回収手段）
７１    容器
８０    捕捉装置
８１    フィルタ
８４    ローラ
８５    メッシュベルト
８６    ガイドローラ
８７    濾過槽部
Ｗｃ    セシウム含有水溶液
Ｗｏ    排出水
Ｈｆ    水溶性フェロシアン化物
Ｈｍ    水溶性金属塩
Ｈａ    アルカリ
Ｍ      磁性体
【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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【国際調査報告】
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