(57)【要約】【課題】放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法及びその除染処理装置を提供する。【解決手段】放射性物質Ｈを吸着する吸着剤１１が固着された放射性物質吸着フィルタ１に放射能汚染水ＨＷを透過させて当該放射能汚染水に含まれる放射性物質を吸着剤に吸着させて除染処理する放射能汚染水の除染処理方法である。放射性物質吸着フィルタは、外縁部１２１が燃焼可能な枠体１３によって保持され且つ各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シート１２に、燃焼可能な吸着剤が、高分子系保護膜より露出した状態で固着されて、形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を吸着する吸着剤が固着された放射性物質吸着フィルタに放射能汚染水を透過させて当該放射能汚染水に含まれる放射性物質を前記吸着剤に吸着させて除染処理する放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記放射性物質吸着フィルタは、外縁部が燃焼可能な枠体によって保持され且つ各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シートに、燃焼可能な前記吸着剤が、前記高分子系保護膜より露出した状態で固着されて、形成されていることを特徴とする放射能汚染水の除染処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記吸着剤は、前記高分子系保護膜の膜厚以上で前記繊維シートの繊維糸径以下の大きさに粉砕して微粒子化された竹炭からなることを特徴とする放射能汚染水の除染処理方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記放射性物質吸着フィルタには、前記放射能汚染水を常圧で複数回透過させることを特徴とする放射能汚染水の除染処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記高分子系保護膜は、セルロースエーテルをアルカリ水溶液に溶解させた溶媒液に前記吸着剤を混錬させて前記繊維シートに塗工した後に乾燥させて形成することを特徴とする放射能汚染水の除染処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置であって、
前記放射能汚染水を貯留する汚染水タンクと、前記汚染水タンクから汲み上げた前記放射能汚染水を循環させて異物を除去する中継濾過装置と、前記中継濾過装置で濾過された前記放射能汚染水を貯留する中間受タンクと、前記中間受タンクに貯留する前記放射能汚染水を複数回循環させて前記放射性物質を吸着させる前記放射性物質吸着フィルタが着脱可能に装着された複数のフィルタユニットと、を備えていることを特徴とする除染処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットは、前記中間受タンクに対して並列状に接続されていることを特徴とする除染処理装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットの出力ポートと前記中間受タンクの帰還ポートとを接続している前記放射能汚染水の帰還管路には、前記フィルタユニットの出力ポートから排出される前記放射能汚染水を一時溜めおく補助タンクを前記フィルタユニットの出力ポートより下方に備え、当該補助タンクに貯留された前記放射能汚染水を送給ポンプを介して前記中間受タンクに帰還させることを特徴とする除染処理装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットには、前記放射性物質吸着フィルタを上下方向に起立させて収容し、当該放射性物質吸着フィルタに対して前記放射能汚染水を左右方向へ透過させる放射能汚染水収納ケースを備え、
前記放射能汚染水収納ケースの上端開口部には、前記放射性物質吸着フィルタを投入・取出し可能に形成された蓋部材が装着されていることを特徴とする除染処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載された除染処理装置において、
前記蓋部材は、上下方向へ伸縮自在に形成されたシリンダ部材に連結され、当該シリンダ部材が前記放射能汚染水収納ケースに左右方向へ回動可能に装着されていることを特徴とする除染処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セシウムなどを含む放射性物質により汚染された放射能汚染水の除染処理方法及び除染処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平成２３年３月１１日の東北地方太平洋沖地震に伴い発生した原子力発電所の事故に由来して、セシウムなどの放射性物質により汚染された放射能汚染水が、大量に貯留されており、その除染処理が緊急の課題となっている。放射能汚染水の除染処理方法に関する発明が、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１３に示すように、放射性物質を液中で吸着剤１０２に吸着させて放射性物質を処理する方法であって、放射性物質を含む液（汚染水）１０１に吸着剤１０２を接触させて放射性物質を該吸着剤１０２に吸着させる工程Ｓ０１および放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４をクロスフローろ過する工程Ｓ０２を含む方法が開示されている。
【０００４】
上記方法において、放射性物質を含む液１０１に吸着剤１０２を接触させて放射性物質を該吸着剤１０２に吸着させる工程Ｓ０１では、吸着剤１０２と放射性物質を含む液１０１が接触し混合される態様であれば特に限定されないが、放射性物質を含む液が入っている容器、例えば貯蔵槽１０３などに吸着剤１０２を投入して撹拌混合する方法や、吸着剤１０２と放射性物質を含む液１０１の混合液を循環混合する方法などが挙げられる。装置としては、内部に撹拌翼を備えた貯蔵槽１０３などが挙げられる。吸着剤１０２としては、微粒子状に形成したゼオライトやプルシアンブルーなどが挙げられる。
【０００５】
また、上記方法において、クロスフローろ過する工程Ｓ０２のクロスフローろ過は、放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４がろ過フィルター１０５ａに平行に流れ、当該液１０４から吸着処理された液だけがろ過フィルターを垂直に透過して流れ、クロスする流れを生じながらろ過処理される方式である。
【０００６】
例えば、中空糸型ろ過膜を数百本束ねたろ過モジュール１０５が水平に載置され、放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４がろ過モジュール１０５を左から右へ流れると、放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４は各中空糸型ろ過膜の外側をろ過膜面（中空糸の長手方向）に沿って流動し、その流動過程で、ろ過膜面を垂直に突き抜けて中空糸型ろ過膜の内側に、吸着処理された液が浸み込み、ろ液１０６として回収される。そして、放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４は、ろ液１０６が分離された分だけ濃縮化される。放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含み濃縮化された液１０７は、貯蔵槽１０３へ帰還される。
【０００７】
また、特許文献２には、図１４に示すように、汚染液２０１の蓋付の貯水タンク２０２内部に、有底筒体形状に固形化した放射性物質吸着体をフィルター筒体２０３として複数本垂直に配置し、同フィルター筒体２０３内に気体及び液体を吸引するポンプ２０４に接続された吸引管２０５を配置し、貯水タンク２０２内部の汚染液２０１がフィルター筒体２０３内へ透過して移動する間に浄化し、フィルター筒体２０３の内部には浄化された液が貯まるようにし、これをポンプ２０４を介して外部へ排出できるようにした放射性汚染液用貯水タンク２００が開示されている。
【０００８】
ここで、フィルター筒体２０３は、アルミナセメントを主成分として、これに活性シリカを混合して作製した粉粒状セメント系固化材に対し、粉粒状のゼオライトを重量比で１：２〜４の割合で混合した粉粒状放射性物質吸着材を形成し、当該粉粒状放射性物質吸着材に所要の水を加えて混練して所定形状に固形化したものである。フィルター筒体２０３の内周面には、微細孔を多数穿孔したステンレス製多孔内筒２０６が付設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−６６６４７号公報
【特許文献２】特開２０１６−８０４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１、２の発明では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１の発明では、放射性物質を吸着させた吸着剤１０２を含む液１０４は、ろ液１０６が分離された分だけ濃縮化され、濃縮化された液１０７は、貯蔵槽１０３へ帰還される。そのため、濃縮化された液１０７と共に貯蔵槽１０３へ帰還された吸着剤１０２には、多量の放射性物質が吸着されている。したがって、貯蔵槽１０３へ帰還された吸着剤１０２を、周期的に新しい吸着剤１０２と交換する必要がある。  
【００１１】
しかし、放射性物質を多量に吸着した吸着剤１０２を、放射性物質を含む液（汚染水）１０１を貯留する貯蔵槽１０３から回収するのは、安全性等の問題から容易ではない。また、放射性物質を多量に吸着した吸着剤１０２は、仮に回収したとしても、天然鉱物からなるゼオライトや、シアノ基を有し加熱するとシアン化水素が発生する恐れがあるプルシアンブルーなどの吸着剤１０２を、簡単に焼却処理することはできない。そのため、放射性物質を多量に吸着した吸着剤１０２を、そのまま地中等に廃棄せざるを得ず、その廃棄量が膨大な量となる問題があった。
【００１２】
また、中空糸型ろ過膜を数百本束ねたろ過モジュール１０５についても、放射性物質を含む液（汚染水）１０１中の異物や微粒子状の吸着剤１０２等によって目詰まりが生じ得るため、周期的に新しいろ過モジュール１０５に交換又は洗浄する必要がある。しかし、ろ過モジュール１０５には、放射性物質を吸着した吸着剤１０２又は放射性物質自体が付着されているので、交換又は洗浄作業において、安全性等に対する問題があった。  
【００１３】
また、大量に貯留された放射性物質を含む液（汚染水）１０１を迅速に除染処理するためには、中空糸型ろ過膜を数百本束ねたろ過モジュール１０５を数多く設置する必要があり、コスト的に嵩むという問題があった。  
【００１４】
また、特許文献２の発明では、汚染液２０１の蓋付の貯水タンク２０２内部に、有底筒体形状に固形化した放射性物質吸着体をフィルター筒体２０３として複数本垂直に配置し、同フィルター筒体２０３内に気体及び液体を吸引するポンプ２０４に接続された吸引管２０５を配置し、貯水タンク２０２内部の汚染液２０１がフィルター筒体２０３内へ透過して移動する間に浄化する方法であるので、フィルター筒体２０３の外周面近傍に多くの異物や放射性物質が偏在して吸着されやすい。そのため、フィルター筒体２０３の内周面近傍に位置する放射性物質吸着体が、まだ十分に放射性物質を吸着し得るにもかかわらず、フィルター筒体２０３を新しい物に交換する必要が生じてしまう。したがって、フィルター筒体２０３に対する費用が嵩むという問題があった。
【００１５】
また、フィルター筒体２０３は、アルミナセメントを主成分として、これに活性シリカを混合して作製した粉粒状セメント系固化材に対し、粉粒状のゼオライトを重量比で１：２〜４の割合で混合した粉粒状放射性物質吸着材を形成し、当該粉粒状放射性物質吸着材に所要の水を加えて混練して所定形状に固形化したものであるので、簡単に焼却処理することはできない。その結果、放射性物質を多量に吸着したフィルター筒体２０３を、そのまま地中等に廃棄せざるを得ず、その廃棄量が膨大な量となる問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法及び除染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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の放射能汚染水の除染処理方法及び除染処理装置は、次のような構成を有している。
（１）放射性物質を吸着する吸着剤が固着された放射性物質吸着フィルタに放射能汚染水を透過させて当該放射能汚染水に含まれる放射性物質を前記吸着剤に吸着させて除染処理する放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記放射性物質吸着フィルタは、外縁部が燃焼可能な枠体によって保持され且つ各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シートに、燃焼可能な前記吸着剤が、前記高分子系保護膜より露出した状態で固着されて、形成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、放射性物質吸着フィルタは、外縁部が燃焼可能な枠体によって保持され且つ各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シートに、燃焼可能な吸着剤が、高分子系保護膜より露出した状態で固着されて、形成されているので、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる。
【００１９】
すなわち、放射性物質吸着フィルタは、各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理されているので、繊維シートにおける各繊維糸の表面から突出する起毛（毛羽立ち）を低減させて、各繊維間の隙間を拡大でき、放射能汚染水の透過性を高めることができる。また、各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の繊維シートに、吸着剤が、高分子系保護膜より露出した状態で固着されているので、透過性が高められた放射能汚染水が、平膜状の繊維シートに固着されたそれぞれの吸着剤に接触でき、吸着剤による放射性物質の吸着効率を高めつつ、放射能汚染水を除染処理することができる。また、平膜状の繊維シートの外縁部が枠体によって保持されているので、枠体をロボット等により把持して投入又は取り出すことができ、放射性物質吸着フィルタを安全に交換することができる。また、放射性物質吸着フィルタを構成する繊維シートと吸着剤と枠体とが、すべて燃焼可能な物質からなるので、交換した放射性物質吸着フィルタをそのまま焼却処理することによって、放射性物質のみが残り、その廃棄量を大幅に低減させることができる。
【００２０】
よって、本発明によれば、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法を提供することができる。
【００２１】
（２）（１）に記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記吸着剤は、前記高分子系保護膜の膜厚以上で前記繊維シートの繊維糸径以下の大きさに粉砕して微粒子化された竹炭からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、吸着剤は、高分子系保護膜の膜厚以上で繊維シートの繊維糸径以下の大きさに粉砕して微粒子化された竹炭からなるので、多量の放射性物質を効率的に吸着でき、放射能汚染水の除染能力をより一層高めることができる。
【００２３】
すなわち、一般に放射性物質の吸着剤として知られているゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、結晶構造の内部に空孔を備え、その空孔に放射性物質が吸着される構造である。ところが、ゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、複数の結晶構造からなる１次粒子が立体的に結合して造粒され、吸着剤として使用される微粒子（２次粒子）を形成する。そのため、２次粒子の外周側に位置する１次粒子の空孔に対しては、放射能汚染水が接触でき、放射性物質を吸着することができるが、２次粒子の内周側に位置する１次粒子の空孔には放射能汚染水が浸入しにくく、放射性物質を吸着させることが困難である。
【００２４】
したがって、ゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などを放射性物質の吸着剤として使用する場合は、２次粒子の大きさをできる限り小さくしないと、放射性物質の吸着効率を高めることができない。しかし、ゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などの２次粒子を小さくし過ぎると、繊維シートに固着させる接着剤等によって２次粒子が覆われ、吸着機能を果たせなくなる問題があった。
【００２５】
これに対して、竹炭は、細かく粉砕した微粒子の大きさに関わらず、放射性物質を吸着する数多くの細孔が、略同一方向に延びて微粒子を貫通する構造（ハチの巣状構造）に形成されているので、高分子系保護膜より露出する微粒子化された竹炭における細孔の奥深くまで放射能汚染水が浸入でき、細孔内の各所に放射性物質を吸着することができる。また、吸着剤は、高分子系保護膜の膜厚以上で繊維シートの繊維糸径以下の大きさに粉砕して微粒子化された竹炭からなるので、繊維シートの繊維糸の表面に固着されやすく、大半の竹炭の微粒子を高分子系保護膜から露出させることができる。そのため、放射性物質の吸着効率をより一層高めることができる。したがって、多量の放射性物質を効率的に吸着でき、放射能汚染水の除染能力をより一層高めることができる。
【００２６】
（３）（１）又は（２）に記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記放射性物質吸着フィルタには、前記放射能汚染水を常圧で複数回透過させることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、放射性物質吸着フィルタには、放射能汚染水を常圧で透過させるので、放射性物質吸着フィルタに対する透過前の液圧と透過後の液圧との圧力差が略ゼロとなり、平膜状に形成された繊維シート全体に放射能汚染水を透過させても、繊維シートに過大な負荷をかけることがない。そのため、繊維シートの繊維糸間の隙間を粗くして、放射能汚染水を短時間で大量に透過させることができる。また、繊維シートの繊維糸間の隙間を粗くしても、放射性物質吸着フィルタには、放射能汚染水を複数回透過させるので、放射能汚染水に含まれる放射性物質を確実に低減させることができる。また、放射性物質吸着フィルタには、平膜状に形成された繊維シート全体に放射能汚染水が透過しても、過大な負荷をかけることがないので、繊維シートの外縁部を保持する枠体及び繊維シートに対する補強構造を不要又は簡素化できる。その結果、放射性物質吸着フィルタを低コスト化させつつ、大量の放射能汚染水を除染処理できる。
【００２８】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された放射能汚染水の除染処理方法であって、
前記高分子系保護膜は、セルロースエーテルをアルカリ水溶液に溶解させた溶媒液に前記吸着剤を混錬させて前記繊維シートに塗工した後に乾燥させて形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、高分子系保護膜は、セルロースエーテルをアルカリ水溶液に溶解させた溶媒液に吸着剤を混錬させて繊維シートに塗工した後に乾燥させて形成するので、繊維シートにおける各繊維糸の表面に耐水性に優れたセルロース系保護膜を形成できると同時に、セルロース系保護膜によって各繊維糸の表面に吸着剤を固着させることができる。また、セルロース系保護膜によって、耐水性を高めつつ各繊維糸の表面から突出する起毛をより一層低減させて、各繊維間の隙間を拡大でき、放射能汚染水の透過性をより一層高めることができる。
【００３０】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置であって、
前記放射能汚染水を貯留する汚染水タンクと、前記汚染水タンクから汲み上げた前記放射能汚染水を循環させて異物を除去する中継濾過装置と、前記中継濾過装置で濾過された前記放射能汚染水を貯留する中間受タンクと、前記中間受タンクに貯留する前記放射能汚染水を複数回循環させて前記放射性物質を吸着させる前記放射性物質吸着フィルタが着脱可能に装着された複数のフィルタユニットと、を備えていることを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、放射能汚染水を貯留する汚染水タンクと、汚染水タンクから汲み上げた放射能汚染水を循環させて異物を除去する中継濾過装置と、中継濾過装置で濾過された放射能汚染水を貯留する中間受タンクと、中間受タンクに貯留する放射能汚染水を複数回循環させて放射性物質を吸着させる放射性物質吸着フィルタが着脱可能に装着された複数のフィルタユニットと、を備えているので、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる。
【００３２】
すなわち、放射能汚染水を貯留する汚染水タンクと、汚染水タンクから汲み上げた放射能汚染水を循環させて異物を除去する中継濾過装置とを備えているので、放射能汚染水に含まれる各種の異物を中継濾過装置によって事前に除去することができ、放射性物質吸着フィルタの目詰まりを低減させて、その吸着効率を高めることができる。また、中継濾過装置で濾過された放射能汚染水を貯留する中間受タンクと、中間受タンクに貯留する放射能汚染水を複数回循環させて放射性物質を吸着させる放射性物質吸着フィルタが着脱可能に装着された複数のフィルタユニットと、を備えているので、放射能汚染水が中間受タンクとフィルタユニットとの間を複数回循環することによって、放射性物質吸着フィルタの吸着剤に放射性物質を大量に吸着させることができる。そして、放射能汚染水の放射性物質含有量が規定値以下となった後に、処理水として中間受タンクから外部へ排出することができる。また、放射性物質を大量に吸着した放射性物質吸着フィルタを、フィルタユニットから取り出して、そのまま焼却処理することによって、放射性物質のみが残り、その廃棄量を大幅に低減させることができる。
【００３３】
よって、本発明によれば、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置を提供することができる。
【００３４】
（６）（５）に記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットは、前記中間受タンクに対して並列状に接続されていることを特徴とする。
【００３５】
本発明においては、フィルタユニットは、中間受タンクに対して並列状に接続されているので、各フィルタユニットの放射性物質吸着フィルタには、中間受タンク内に貯留した放射能汚染水を各フィルタユニット毎に分割して同時に循環させることができ、大量の放射能汚染水に対する除染処理時間の短縮化を図ることができる。また、フィルタユニットの数を増加させるだけで、放射能汚染水の除染処理能力を簡単に高めることができる。
【００３６】
（７）（５）又は（６）に記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットの出力ポートと前記中間受タンクの帰還ポートとを接続している前記放射能汚染水の帰還管路には、前記フィルタユニットの出力ポートから排出される前記放射能汚染水を一時溜めおく補助タンクを前記フィルタユニットの出力ポートより下方に備え、当該補助タンクに貯留された前記放射能汚染水を送給ポンプを介して前記中間受タンクに帰還させることを特徴とする。
【００３７】
本発明においては、フィルタユニットの出力ポートと中間受タンクの帰還ポートとを接続している放射能汚染水の帰還管路には、フィルタユニットの出力ポートから排出される放射能汚染水を一時溜めおく補助タンクをフィルタユニットの出力ポートより下方に備え、当該補助タンクに貯留された放射能汚染水を送給ポンプを介して中間受タンクに帰還させるので、各フィルタユニットの放射性物質吸着フィルタに対して、帰還管路から放射能汚染水の逆流を回避又は低減して、大量の放射能汚染水を迅速に透過させることができる。その結果、中間受タンク内の放射能汚染水を、より一層迅速に除染処理することができる。
【００３８】
（８）（５）乃至（７）のいずれか１つに記載された除染処理装置において、
前記フィルタユニットには、前記放射性物質吸着フィルタを上下方向に起立させて収容し、当該放射性物質吸着フィルタに対して前記放射能汚染水を左右方向へ透過させる放射能汚染水収納ケースを備え、
前記放射能汚染水収納ケースの上端開口部には、前記放射性物質吸着フィルタを投入・取出し可能に形成された蓋部材が装着されていることを特徴とする。
【００３９】
本発明においては、フィルタユニットには、放射性物質吸着フィルタを上下方向に起立させて収容し、当該放射性物質吸着フィルタに対して放射能汚染水を左右方向へ透過させる放射能汚染水収納ケースを備え、放射能汚染水収納ケースの上端開口部には、放射性物質吸着フィルタを投入・取出し可能に形成された蓋部材が装着されているので、蓋部材を開放することによって、放射能汚染水収納ケースの上端開口部から、起立した状態で大量の放射性物質を吸着した放射性物質吸着フィルタを上下方向へ移動させるだけで、簡単かつ安全に取り出すことができる。したがって、放射能汚染水収納ケースの上端開口部から、大量の放射性物質を吸着した放射性物質吸着フィルタと新しい放射性物質吸着フィルタとを、簡単かつ安全に交換することができる。
【００４０】
（９）（８）に記載された除染処理装置において、
前記蓋部材は、上下方向へ伸縮自在に形成されたシリンダ部材に連結され、当該シリンダ部材が前記放射能汚染水収納ケースに左右方向へ回動可能に装着されていることを特徴とする。
【００４１】
本発明においては、蓋部材は、上下方向へ伸縮自在に形成されたシリンダ部材に連結され、当該シリンダ部材が放射能汚染水収納ケースに左右方向へ回動可能に装着されているので、シリンダ部材が伸長することによって蓋部材を放射能汚染水収納ケースの上端開口部から上方へ離間させ、また、シリンダ部材を放射能汚染水収納ケースに対して左右方向へ回動させることによって、放射能汚染水収納ケースの上端開口部から上方へ離間させた蓋部材を、更に左右方向へ移動させることができる。そのため、放射能汚染水収納ケースの上端開口部から放射性物質吸着フィルタを上下方向へ取り出して、新たな放射性物質吸着フィルタを放射能汚染水収納ケースの上端開口部に上下方向から投入することができる。したがって、大量の放射性物質を吸着した放射性物質吸着フィルタと新しい放射性物質吸着フィルタとを、放射能汚染水収納ケースの上端開口部から、より一層簡単かつ安全に交換することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、放射能汚染水の除染処理をする上で、放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタの吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタを安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタを焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法及び除染処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用するフィルタユニットの模式的断面図である。
【図２】図１に示す放射性物質吸着フィルタの平面図である。
【図３】図１に示す放射性物質吸着フィルタにおいて、各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の繊維シートに、吸着剤（微粒化された竹炭）が、高分子系保護膜より露出した状態で固着されている状態を表す模式的斜視図である。
【図４】図３に示す吸着剤（微粒化された竹炭）の細孔を表す拡大図である。
【図５】図４に示す竹炭の細孔の内壁に放射性物質（例えば、セシウム陽イオン）が吸着されている状態を表す模式的断面図である。
【図６】ゼオライトの結晶構造の内部に形成される空孔に放射性物質（例えば、セシウム陽イオン）が吸着される構造を表す模式的斜視図である。
【図７】プルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）の結晶構造の内部に形成される空孔に放射性物質が吸着される構造を表す模式的斜視図である。
【図８】ゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、複数の結晶構造からなる１次粒子が立体的に結合されて微粒子（２次粒子）化されている様子を表す模式的斜視図である。
【図９】本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置（他の実施形態）の全体構成図である。
【図１０】図９に示すフィルタユニットの正面図である。
【図１１】図１０に示すＡ矢視図である。
【図１２】図１に示す放射性物質吸着フィルタの繊維シートに対して高分子系保護膜を形成すると同時に吸着剤を固着させる塗工・乾燥装置の側面図である。
【図１３】特許文献１に記載された放射能汚染水の除染処理方法に関する構成図である。
【図１４】特許文献２に記載された放射能汚染水の除染処理方法に関する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法について説明する。次に、本放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置（他の実施形態）について説明する。
【００４５】
＜放射能汚染水の除染処理方法＞
まず、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法について、図１〜図８を用いて説明する。図１に、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用するフィルタユニットの模式的断面図を示す。図２に、図１に示す放射性物質吸着フィルタの平面図を示す。図３に、図１に示す放射性物質吸着フィルタにおいて、各繊維糸の表面が高分子系保護膜によって被覆処理された平膜状の繊維シートに、吸着剤（微粒化された竹炭）が、高分子系保護膜より露出した状態で固着されている状態を表す模式的斜視図を示す。図４に、図３に示す吸着剤（微粒化された竹炭）の細孔を表す拡大図を示す。図５に、図４に示す竹炭の細孔の内壁に放射性物質（例えば、セシウム陽イオン）が吸着されている状態を表す模式的断面図を示す。図６に、ゼオライトの結晶構造の内部に形成される空孔に放射性物質（例えば、セシウム陽イオン）が吸着される構造を表す模式的斜視図を示す。図７に、プルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）の結晶構造の内部に形成される空孔に放射性物質が吸着される構造を表す模式的斜視図を示す。図８に、ゼオライトやプルシアンブルー（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、複数の結晶構造からなる1次粒子が立体的に結合されて微粒子（２次粒子）化されている様子を表す模式的斜視図を示す。
【００４６】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法は、放射性物質Ｈを吸着する吸着剤１１が固着された放射性物質吸着フィルタ１に放射能汚染水ＨＷを透過させて当該放射能汚染水ＨＷに含まれる放射性物質Ｈを吸着剤１１に吸着させて除染処理する方法である。ここで、放射性物質Ｈとは、原子核が崩壊してα線、β線、γ線などの放射線を放出する物質を意味し、例えば、セシウム（Ｃｓ）やストロンチウム（Ｓｒ）などの陽イオンが挙げられる。また、放射能汚染水ＨＷとは、放射性物質Ｈを含む水溶液を意味し、例えば、原子力発電所事故等に伴い外部に飛散した放射性物質Ｈを含む水溶液や、原子炉の冷却系から排出された放射性物質Ｈを含む水溶液などが挙げられる。
【００４７】
また、放射性物質吸着フィルタ１は、外縁部１２１が燃焼可能な枠体１３によって保持され且つ各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シート１２に、燃焼可能な吸着剤１１が、高分子系保護膜１２３より露出した状態で固着されて、形成されている。ここで、燃焼可能な繊維シート１２とは、不燃性繊維（例えば、ガラス繊維、金属繊維など）を除く繊維によって形成された織布又は不織布を意味するが、当該繊維は、容易に火が付き、すぐ燃え広がる容焼性繊維（例えば、綿、麻、レーヨンなど）又は、容易に火が付くが燃え方はゆっくりしている可燃性繊維（例えば、毛、絹、ナイロン、ポリエステルなど）等が好ましい。また、繊維シート１２は、所定の引張り強度を確保しつつ、各繊維糸間の隙間を大きくとることができて、放射能汚染水ＨＷの透過性を向上させやすい等の理由から、厚さ寸法が２〜３ｍｍ程度の不織布が好ましい。また、放射性物質吸着フィルタ１を構成する枠体１３、繊維シート１２、及び吸着剤１１の燃焼温度は、いずれも６００℃以下であることが好ましい。なお、繊維シート１２は、複数枚重ね合わせた状態で、枠体１３に保持されてもよい。
【００４８】
また、高分子系保護膜１２３は、高分子系の天然物質又は合成物質からなる保護膜を意味し、例えば、数μｍ〜数十μｍの膜厚で形成されたセルロース系保護膜１２３Ｓが好ましい。セルロース系保護膜１２３Ｓは、例えば、セルロースエーテルをアルカリ水溶液に溶解させた溶媒液に吸着剤１１（Ｔ）を混錬させて繊維シート１２に塗工し、中和後に乾燥させて形成する。塗工・乾燥装置については、後述する。
【００４９】
また、燃焼可能な枠体１３は、例えば、略一定幅で四角形環状体に形成した木製の枠体が該当する。各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理された四角形の平膜状の燃焼可能な繊維シート１２の外縁部１２１が、四角形環状体に形成した木製の枠体に、止め部材１３１によって連結されている。繊維シート１２の外縁部１２１は、枠体１３における放射能汚染水ＨＷの入力ポート２１１側の側面に対して、周方向で略等間隔に配置された止め部材１３１によって連結されている。止め部材１３１は、例えば、コの字状の針（ステープラ）でもよい。
【００５０】
また、燃焼可能な吸着剤１１は、例えば、竹炭、ヤシ殻炭、木炭などの微粒子が該当するが、高分子系保護膜１２３の膜厚ｄ２以上で繊維シート１２の繊維糸径ｄ３以下の大きさｄ１に粉砕して微粒子化された竹炭Ｔからなることが好ましい。微粒子化された竹炭Ｔの大きさｄ１は、ふるい分け法（ＪＩＳ Ｚ８８０１に規定する試験法に準拠）によって測定し、メッシュ１４０〜１６０番程度の目開きを通過する大きさであることが、更に好ましい。なお、微粒化する前の竹炭は、細かく切断した竹チップを燃焼させた後、水等で急冷させて形成することが好ましい。
【００５１】
また、竹炭Ｔは、図４、図５に示すように、細かく粉砕した微粒子の大きさに関わらず、放射性物質Ｈを吸着する数多くの細孔１１１が、略同一方向に延びて竹炭Ｔの微粒子を貫通する構造（ハチの巣状構造）に形成されている。そのため、図３に示す高分子系保護膜１２３より露出する微粒子化された竹炭Ｔにおける細孔１１１の奥深くまで放射能汚染水ＨＷが浸入でき、細孔１１１内の各凹所に放射性物質Ｈを吸着させることができる。
【００５２】
これに比較して、図６〜図８に示すように、一般に放射性物質の吸着剤として知られているゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、結晶構造の内部に空孔Ｋ１、Ｋ２を備え、その空孔Ｋ１、Ｋ２に放射性物質Ｈが吸着される構造である。ところが、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、複数の結晶構造からなる１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１が立体的に結合して造粒され、吸着剤として使用される微粒子（２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２）を形成する。そのため、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の外周側に位置する１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１の空孔Ｋ１、Ｋ２に対しては、放射能汚染水ＨＷが接触でき、放射性物質Ｈを吸着することができるが、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の内周側に位置する１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１の空孔Ｋ１、Ｋ２には放射能汚染水ＨＷが浸入しにくく、放射性物質Ｈを吸着させることが困難である。
【００５３】
したがって、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などを放射性物質Ｈの吸着剤１１として使用する場合は、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の大きさｄ４をできる限り小さくしないと、放射性物質Ｈの吸着効率を高めることができない。しかし、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などの２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２を小さくし過ぎると、繊維シート１２に固着させる接着剤又は高分子系保護膜１２３によって２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２が覆われ、吸着機能を果たせなくなる問題があった。また、天然鉱物からなるゼオライトＺ１や、シアノ基を有し加熱するとシアン化水素が発生する恐れがあるプルシアンブルーＺ２などを、簡単に焼却処理することはできないという問題があった。そのため、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に用いる吸着剤１１には、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などを使用していない。
【００５４】
また、図１に示すように、放射性物質吸着フィルタ１には、放射能汚染水ＨＷを常圧で複数回透過させることが好ましい。常圧とは、大気圧に等しい圧力を意味し、略１気圧（≒１０１３ｈＰａ）に相当する。放射能汚染水ＨＷを透過させる回数は、２〜４回程度が好ましいが、放射能汚染水ＨＷの時間当たり透過量と放射性物質Ｈの体積当たり含有量に応じて適宜設定する。また、放射能汚染水ＨＷを常圧で透過させることによって、放射性物質吸着フィルタ１に対する透過前の液圧Ｖ１と透過後の液圧Ｖ２との圧力差が略ゼロとなり、平膜状に形成された繊維シート１２全体に放射能汚染水ＨＷを略均一に透過させることが可能となる。この場合でも、放射性物質吸着フィルタ１に過大な負荷をかけることがない。したがって、繊維シート１２の外縁部１２１を保持する枠体１３及び繊維シート１２に対する補強構造は、不要又は簡素化が可能となる。例えば、略一定幅で四角形環状体に形成した枠体１３に対して、繊維シート１２の中央部を支持する補強枠等が装着されていない。
【００５５】
＜放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置＞
次に、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置（他の実施形態）について、図１、図９〜図１２を用いて説明する。図９に、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用する除染処理装置（他の実施形態）の全体構成図を示す。図１０に、図９に示すフィルタユニットの正面図を示す。図１１に、図１０に示すＡ矢視図を示す。図１２に、図１に示す放射性物質吸着フィルタの繊維シートに対して高分子系保護膜を形成すると同時に吸着剤を固着させる塗工・乾燥装置の側面図を示す。
【００５６】
本除染処理装置１０は、図１、図９〜図１１に示すように、放射能汚染水ＨＷを貯留する汚染水タンク３と、汚染水タンク３から汲み上げた放射能汚染水ＨＷを循環させて異物Ｘを除去する中継濾過装置４と、中継濾過装置４で濾過された放射能汚染水ＨＷを貯留する中間受タンク５と、中間受タンク５に貯留する放射能汚染水ＨＷを複数回循環させて放射性物質Ｈを吸着させる放射性物質吸着フィルタ１が着脱可能に装着された複数のフィルタユニット２と、を備えている。
【００５７】
具体的には、汚染水タンク３には、放射能汚染水ＨＷを貯留するタンク本体３１と、タンク本体３１に貯留する放射能汚染水ＨＷを汲み上げる汲み上げポンプ３２と、当該汲み上げポンプ３２に接続された汚染水供給管路３３とを備え、汲み上げポンプ３２を作動させて、タンク本体３１に貯留する放射能汚染水ＨＷを汚染水供給管路３３を経由して中継濾過装置４へ供給する。
【００５８】
中継濾過装置４には、汚染水タンク３から供給された放射能汚染水ＨＷを濾過する第１濾過器４２、第２濾過器４３、第３濾過器４４と、各濾過器から分離された異物Ｘを搬送する搬送コンベア４５と、搬送コンベア４５によって搬送された異物Ｘを回収する回収ボックス４８と、各濾過器を透過した放射能汚染水ＨＷを貯留する貯留槽４１と、貯留槽４１に貯留する放射能汚染水ＨＷを第２濾過器４３と第３濾過器４４とへ帰還させる中間帰還管路４６と、貯留槽４１から放射能汚染水ＨＷを中間帰還管路４６へ送り出す送給ポンプ４６１と、を備えている。
【００５９】
また、第１濾過器４２、第２濾過器４３、第３濾過器４４には、放射能汚染水ＨＷに含まれる異物を大きい物から順に分離させるため、それぞれ所定幅のスリット間隔を有するウェッジワイヤースクリーンを備えている。ウェッジワイヤースクリーンのスリット間隔は、第１濾過器４２、第２濾過器４３、第３濾過器４４の順で狭く形成されている。また、中間帰還管路４６には、第２濾過器４３へ帰還させる放射能汚染水ＨＷを遮断する開閉弁４３１と、第３濾過器４４へ帰還させる放射能汚染水ＨＷを遮断する開閉弁４４１と、を備えている。
【００６０】
また、中継濾過装置４の作動方法は、以下のように行う。すなわち、汲み上げポンプ３２を作動させて、汚染水タンク３内に貯留する放射能汚染水ＨＷを第１濾過器４２に透過させることによって、第１濾過器４２に備えるウェッジワイヤースクリーンのスリット間隔以上の大きさの異物を除去する。その後、第２濾過器４３へ帰還させる放射能汚染水ＨＷを遮断する開閉弁４３１のみ開放して、送給ポンプ４６１を一定時間作動させる。このとき、貯留槽４１内に貯留する放射能汚染水ＨＷを第２濾過器４３のみに透過させることによって、第２濾過器４３に備えるウェッジワイヤースクリーンのスリット間隔以上の大きさの異物を除去する。
【００６１】
更に、第３濾過器４４へ帰還させる放射能汚染水ＨＷを遮断する開閉弁４４１のみ開放して、送給ポンプ４６１を一定時間作動させる。このとき、貯留槽４１内に貯留する放射能汚染水ＨＷを第３濾過器４４のみに透過させることによって、第３濾過器４４に備えるウェッジワイヤースクリーンのスリット間隔以上の大きさの異物を除去する。以上のように、中継濾過装置４を作動させて、放射能汚染水ＨＷに含まれる一定以上の大きさの異物Ｘを、放射性物質Ｈを吸着する前に、予め除去しておく。
【００６２】
また、中間帰還管路４６には、中継濾過装置４で濾過された放射能汚染水ＨＷを中間受タンク５に供給する分岐管路４７を備えている。分岐管路４７には、中間受タンク５に供給する放射能汚染水ＨＷを遮断する開閉弁４７１を備えている。中継濾過装置４によって一定以上の大きさの異物Ｘを予め除去した放射能汚染水ＨＷは、中間帰還管路４６の開閉弁４３１、４４１を閉じ、分岐管路４７の開閉弁４７１を開放して、送給ポンプ４６１を作動させることによって、貯留槽４１から中間受タンク５へ移動させる。
【００６３】
また、複数のフィルタユニット２は、中間受タンク５に対して並列状に接続されている。中間受タンク５と各フィルタユニット２との間には、放射能汚染水ＨＷの供給管路５１と帰還管路５２とを備えている。供給管路５１は、中間受タンク５の下部に設けた出力ポート５１１から、送給ポンプ５１２を経由して各フィルタユニット２の下部に設けた入力ポート２１１に接続されている。
【００６４】
また、帰還管路５２は、各フィルタユニット２の上部に設けた出力ポート２１２から、送給ポンプ５２２を経由して中間受タンク５の上部に設けた帰還ポート５２１に接続されている。各フィルタユニット２の入力ポート２１１と出力ポート２１２には、それぞれ開閉弁が装着されている。また、供給管路５１には、放射能汚染水ＨＷの放射性物質含有量が規定値以下となった後に、処理水ＳＷとして中間受タンク５から外部へ排出する排出管５４とその開閉弁５４１とが接続されている。
【００６５】
なお、各フィルタユニット２の出力ポート２１２と中間受タンク５の帰還ポート５２１とを接続している放射能汚染水ＨＷの帰還管路５２には、フィルタユニット２の出力ポート２１２から排出される放射能汚染水ＨＷを一時溜めおく補助タンク６をフィルタユニット２の出力ポート２１２より下方に備え、当該補助タンク６に貯留された放射能汚染水ＨＷを送給ポンプ５２２を介して中間受タンク５の帰還ポート５２１に帰還させることが好ましい。補助タンク６をフィルタユニット２の出力ポート２１２より下方に備えることによって、フィルタユニット２の出力ポート２１２から排出される放射能汚染水ＨＷの逆流を簡単に回避又は低減できるからである。
【００６６】
また、フィルタユニット２には、上下方向に起立して配置された放射性物質吸着フィルタ１を収容し、当該放射性物質吸着フィルタ１に対して放射能汚染水ＨＷを左右方向へ透過させる放射能汚染水収納ケース２１を備えている。放射性物質吸着フィルタ１は、放射能汚染水収納ケース２１の左右方向の略中央部に垂直状に配置されている。また、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３には、放射性物質吸着フィルタ１を投入・取出し可能に形成された蓋部材２２が装着されている。
【００６７】
なお、放射性物質吸着フィルタ１には、放射能汚染水ＨＷを常圧で透過させる場合、平膜状に形成された繊維シート１２全体に放射能汚染水ＨＷを略均一に透過させることが可能となるため、放射性物質吸着フィルタ１の枠体１３と、放射能汚染水収納ケース２１の内壁との間に、わざわざシール部材を介在させる必要がなくなる。放射性物質吸着フィルタ１と放射能汚染水収納ケース２１との間のシール部材を不要としたことによって、フィルタユニット２に対する放射性物質吸着フィルタ１の投入・取出し作業を更に簡素化させることができる。
【００６８】
また、蓋部材２２は、上下方向へ伸縮自在に形成されたシリンダ部材２３に連結され、当該シリンダ部材２３が放射能汚染水収納ケース２１に左右方向へ回動可能に装着されている。すなわち、前後方向に延びる蓋部材２２の前端部２２１及び後端部２２２には、シリンダ部材２３、２３のロッド部２３１、２３１が連結されている。シリンダ部材２３、２３のケース下端部２３２、２３２は、放射能汚染水収納ケース２１の前側壁及び後側壁から突出する支持部２２３、２２４に軸支されている。また、シリンダ部材２３、２３のケース下端部２３２、２３２には、左方へ延びるブラケット２３３、２３３が固着され、当該ブラケット２３３、２３３に上下方向へ伸縮自在に形成された補助シリンダ部材２４、２４のロッド部２４１、２４１が連結されている。補助シリンダ部材２４のケース下端部２４２、２４２は、放射能汚染水収納ケース２１の前側壁及び後側壁から突出する支持部２２３、２２４に軸支されている。
【００６９】
したがって、シリンダ部材２３、２３が伸長することによって、蓋部材２２を放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から上方へ離間させ、また、補助シリンダ部材２４、２４が伸長することによって、シリンダ部材２３、２３を放射能汚染水収納ケース２１に対して左右方向へ回動させる。これによって、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から上方へ離間させた蓋部材２２を、更に左右方向へ移動させることができる。そのため、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から放射性物質吸着フィルタ１を上下方向へ取り出して、新たな放射性物質吸着フィルタ１を放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３に上下方向から投入することができる。
【００７０】
次に、図１、図３に示す放射性物質吸着フィルタ１の繊維シート１２に対して高分子系保護膜１２３を形成すると同時に吸着剤１１（Ｔ）を固着させる塗工・乾燥装置２０について、説明する。図１２に示すように、本塗工・乾燥装置２０には、コーティング部６０とヒーター部７とシリンダ乾燥部８と巻取り部９とを備えている。
【００７１】
具体的には、コーティング部６０には、帯状の不織布６１１がコイル状に巻かれた原反６１を巻出す巻出し機６２と、巻き出した不織布６１１に塗工するスキージコータ６３と、スキージコータ６３と対向して配置され不織布６１１を送り出す送りローラ６４とを、備えている。不織布６１１の繊維糸（例えば、ポリエステル繊維など）は、放射性物質吸着フィルタ１の繊維シート１２を構成する繊維糸１２２に相当する。スキージコータ６３では、繊維シート１２を構成する繊維糸１２２の表面を被覆する高分子系保護膜１２３の原料成分（例えば、セルロースエーテルなど）と微粒子化された竹炭Ｔと必要なバインダ成分等を溶媒液に混錬したペースト状の塗工液を、巻き出した不織布６１１に塗工する。
【００７２】
また、ヒーター部７は、ガスストーブと遠赤外線ヒーターなどを備えた乾燥室である。ヒーター部７内に、スキージコータ６３で塗工された不織布６１１を通過させるとき、塗工液に含まれる水分を急速に飛ばすことによって、繊維糸の表面を被覆する高分子系成分やバインダ成分を濃縮化させて、繊維糸表面からの脱落を防止する。
【００７３】
また、シリンダ乾燥部８には、複数の中空シリンダ体８１、８２が上下２列で千鳥状に配置され、ヒーター部７を通過した不織布６１１を、中空シリンダ体８１、８２の外周面を上下交互に巻きながら通過させている。送り方向上流側の中空シリンダ体８１は、蒸気熱によって加熱されているが、送り方向下流側の中空シリンダ体８２は、冷媒によって冷却されている。不織布６１１を複数の中空シリンダ体８１、８２を通過させることによって、繊維糸の表面を被覆する高分子系成分やバインダ成分を固化させ、各繊維糸の表面を高分子系保護膜１２３で被覆処理するとともに、微粒子化された竹炭Ｔを各繊維糸の表面に固着させる。
【００７４】
また、巻取り部９には、塗工・乾燥された帯状の不織布６１１をコイル状に巻き取る巻取り機９１と、巻取り機９１の駆動モータ９２とを備えている。各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３で被覆処理されるとともに、微粒子化された竹炭Ｔが各繊維糸１２２の表面に固着された帯状の不織布６１１は、巻取り部９によってコイル状に巻き取られた状態で、図示しない切断装置に搬送され、放射性物質吸着フィルタ１に必要なサイズに切断して使用する。
【００７５】
＜作用効果＞
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法によれば、放射性物質吸着フィルタ１は、外縁部１２１が燃焼可能な枠体１３によって保持され且つ各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理された平膜状の燃焼可能な繊維シート１２に、燃焼可能な吸着剤１１が、高分子系保護膜１２３より露出した状態で固着されて、形成されているので、放射能汚染水ＨＷの除染処理をする上で、放射性物質Ｈを吸着する放射性物質吸着フィルタ１の吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタ１を安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタ１を焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる。
【００７６】
すなわち、放射性物質吸着フィルタ１は、各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理されているので、繊維シート１２における各繊維糸１２２の表面から突出する起毛（毛羽立ち）を低減させて、各繊維間の隙間を拡大でき、放射能汚染水ＨＷの透過性を高めることができる。また、各繊維糸１２２の表面が高分子系保護膜１２３によって被覆処理された平膜状の繊維シート１２に、吸着剤１１が、高分子系保護膜１２３より露出した状態で固着されているので、透過性が高められた放射能汚染水ＨＷが、平膜状の繊維シート１２に固着されたそれぞれの吸着剤１１に接触でき、吸着剤１１による放射性物質Ｈの吸着効率を高めつつ、放射能汚染水ＨＷを除染処理することができる。また、平膜状の繊維シート１２の外縁部１２１が枠体１３によって保持されているので、枠体１３をロボット等により把持して投入又は取り出すことができ、放射性物質吸着フィルタ１を安全に交換することができる。また、放射性物質吸着フィルタ１を構成する繊維シート１２と吸着剤１１と枠体１３とが、すべて燃焼可能な物質からなるので、交換した放射性物質吸着フィルタ１をそのまま焼却処理することによって、放射性物質Ｈのみが残り、その廃棄量を大幅に低減させることができる。
【００７７】
よって、本実施形態によれば、放射能汚染水ＨＷの除染処理をする上で、放射性物質Ｈを吸着する放射性物質吸着フィルタ１の吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタ１を安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタ１を焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法を提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、吸着剤１１は、高分子系保護膜１２３の膜厚以上で繊維シート１２の繊維糸径以下の大きさｄ１に粉砕して微粒子化された竹炭Ｔからなるので、多量の放射性物質Ｈを効率的に吸着でき、放射能汚染水ＨＷの除染能力をより一層高めることができる。
【００７９】
すなわち、一般に放射性物質Ｈの吸着剤として知られているゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、結晶構造の内部に空孔Ｋ１、Ｋ２を備え、その空孔Ｋ１、Ｋ２に放射性物質Ｈ（Ｃｓ＋）が吸着される構造である。ところが、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などは、複数の結晶構造からなる１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１が立体的に結合して造粒され、吸着剤として使用される微粒子（２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２）を形成する。そのため、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の外周側に位置する１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１の空孔Ｋ１、Ｋ２に対しては、放射能汚染水ＨＷが接触でき、放射性物質Ｈを吸着することができるが、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の内周側に位置する１次粒子Ｚ１１、Ｚ２１の空孔Ｋ１、Ｋ２には放射能汚染水ＨＷが浸入しにくく、放射性物質Ｈを吸着させることが困難である。
【００８０】
したがって、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などを放射性物質Ｈの吸着剤として使用する場合は、２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２の大きさｄ４をできる限り小さくしないと、放射性物質Ｈの吸着効率を高めることができない。しかし、ゼオライトＺ１やプルシアンブルーＺ２（プルシアンブルー型錯体を含む）などの２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２を小さくし過ぎると、繊維シート１２に固着させる接着剤や高分子系保護膜１２３によって２次粒子Ｚ１２、Ｚ２２が覆われ、吸着機能を果たせなくなる問題があった。
【００８１】
これに対して、竹炭Ｔは、細かく粉砕した微粒子の大きさｄ１に関わらず、放射性物質Ｈを吸着する数多くの細孔１１１が、略同一方向に延びて竹炭Ｔの微粒子を貫通する構造（ハチの巣状構造）に形成されているので、高分子系保護膜１２３より露出する微粒子化された竹炭Ｔにおける細孔１１１の奥深くまで放射能汚染水ＨＷが浸入でき、細孔１１１内の各凹所に放射性物質Ｈを吸着することができる。また、吸着剤１１は、高分子系保護膜１２３の膜厚ｄ２以上で繊維シート１２の繊維糸径ｄ３以下に粉砕して微粒子化された竹炭Ｔからなるので、繊維シート１２の繊維糸１２２の表面に固着されやすく、大半の竹炭Ｔの微粒子を高分子系保護膜１２３から露出させることができる。そのため、放射性物質Ｈの吸着効率をより一層高めることができる。したがって、多量の放射性物質Ｈを効率的に吸着でき、放射能汚染水ＨＷの除染能力をより一層高めることができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、放射性物質吸着フィルタ１には、放射能汚染水ＨＷを常圧で透過させるので、放射性物質吸着フィルタ１に対する透過前の液圧Ｖ１と透過後の液圧Ｖ２との圧力差が略ゼロとなり、平膜状に形成された繊維シート１２全体に放射能汚染水ＨＷを透過させても、繊維シート１２に過大な負荷をかけることがない。そのため、繊維シート１２の繊維糸間の隙間を粗くして、放射能汚染水ＨＷを短時間で大量に透過させることができる。また、繊維シート１２の繊維糸間の隙間を粗くしても、放射性物質吸着フィルタ１には、放射能汚染水ＨＷを複数回透過させるので、放射能汚染水ＨＷに含まれる放射性物質Ｈを確実に低減させることができる。また、放射性物質吸着フィルタ１には、平膜状に形成された繊維シート１２全体に放射能汚染水ＨＷが透過しても、過大な負荷をかけることがないので、繊維シート１２の外縁部１２１を保持する枠体１３及び繊維シート１２に対する補強構造を不要又は簡素化できる。その結果、放射性物質吸着フィルタ１を低コスト化させつつ、大量の放射能汚染水ＨＷを除染処理できる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、高分子系保護膜１２３は、セルロースエーテルをアルカリ水溶液に溶解させた溶媒液に吸着剤１１（Ｔ）を混錬させて繊維シート１２に塗工した後に乾燥させて形成するので、繊維シート１２における各繊維糸１２２の表面に耐水性に優れたセルロース系保護膜１２３Ｓを形成できると同時に、セルロース系保護膜１２３Ｓによって各繊維糸１２２の表面に吸着剤１１（Ｔ）を固着させることができる。また、セルロース系保護膜１２３Ｓによって、耐水性を高めつつ各繊維糸１２２の表面から突出する起毛をより一層低減させて、各繊維間の隙間を拡大でき、放射能汚染水ＨＷの透過性をより一層高めることができる。
【００８４】
本他の実施形態に係る放射能汚染水の除染処理方法に使用する処理装置１０によれば、放射能汚染水ＨＷを貯留する汚染水タンク３と、汚染水タンク３から汲み上げた放射能汚染水ＨＷを循環させて異物Ｘを除去する中継濾過装置４と、中継濾過装置４で濾過された放射能汚染水ＨＷを貯留する中間受タンク５と、中間受タンク５に貯留する放射能汚染水ＨＷを複数回循環させて放射性物質Ｈを吸着させる放射性物質吸着フィルタ１が着脱可能に装着された複数のフィルタユニット２と、を備えているので、放射能汚染水ＨＷの除染処理をする上で、放射性物質Ｈを吸着する放射性物質吸着フィルタ１の吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタ１を安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタ１を焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる。
【００８５】
すなわち、放射能汚染水ＨＷを貯留する汚染水タンク３と、汚染水タンク３から汲み上げた放射能汚染水ＨＷを循環させて異物Ｘを除去する中継濾過装置４とを備えているので、放射能汚染水ＨＷに含まれる各種の異物Ｘを中継濾過装置４によって事前に除去することができ、放射性物質吸着フィルタ１の目詰まりを低減させて、その吸着効率を高めることができる。また、中継濾過装置４で濾過された放射能汚染水ＨＷを貯留する中間受タンク５と、中間受タンク５に貯留する放射能汚染水ＨＷを複数回循環させて放射性物質Ｈを吸着させる放射性物質吸着フィルタ１が着脱可能に装着された複数のフィルタユニット２と、を備えているので、放射能汚染水ＨＷが中間受タンク５とフィルタユニット２との間を複数回循環することによって、放射性物質吸着フィルタ１の吸着剤１１に放射性物質Ｈを大量に吸着させることができる。そして、放射能汚染水ＨＷの放射性物質含有量が規定値以下となった後に、処理水ＳＷとして中間受タンク５から外部へ排出することができる。また、放射性物質Ｈを大量に吸着した放射性物質吸着フィルタ１を、フィルタユニット２から取り出して、そのまま焼却処理することによって、放射性物質Ｈのみが残り、その廃棄量を大幅に低減させることができる。
【００８６】
よって、本他の実施形態によれば、放射能汚染水ＨＷの除染処理をする上で、放射性物質Ｈを吸着する放射性物質吸着フィルタ１の吸着効率を高めることができると共に、放射性物質吸着フィルタ１を安全に交換でき、交換した放射性物質吸着フィルタ１を焼却処理して、その廃棄量を大幅に低減できる放射能汚染水の除染処理方法に使用する処理装置１０を提供することができる。
【００８７】
また、本他の実施形態によれば、フィルタユニット２は、中間受タンク５に対して並列状に接続されているので、各フィルタユニット２の放射性物質吸着フィルタ１には、中間受タンク５内に貯留した放射能汚染水ＨＷを各フィルタユニット２毎に分割して同時に循環させることができ、大量の放射能汚染水ＨＷに対する除染処理時間の短縮化を図ることができる。また、フィルタユニット２の数を増加させるだけで、放射能汚染水ＨＷの除染処理能力を簡単に高めることができる。
【００８８】
また、本他の実施形態によれば、フィルタユニット２の出力ポート２１２と中間受タンク５の帰還ポート５２１とを接続している放射能汚染水ＨＷの帰還管路５２には、フィルタユニット２の出力ポート２１２から排出される放射能汚染水ＨＷを一時溜めおく補助タンク６をフィルタユニット２の出力ポート２１２より下方に備え、当該補助タンク６に貯留された放射能汚染水ＨＷを送給ポンプ５２２を介して中間受タンク５に帰還させるので、各フィルタユニット２の放射性物質吸着フィルタ１に対して、帰還管路５２から放射能汚染水ＨＷの逆流を回避又は低減して、大量の放射能汚染水ＨＷを迅速に透過させることができる。その結果、中間受タンク５内の放射能汚染水ＨＷを、より一層迅速に除染処理することができる。
【００８９】
また、本他の実施形態によれば、フィルタユニット２には、放射性物質吸着フィルタ１を上下方向に起立させて収容し、当該放射性物質吸着フィルタ１に対して放射能汚染水ＨＷを左右方向へ透過させる放射能汚染水収納ケース２１を備え、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３には、放射性物質吸着フィルタ１を投入・取出し可能に形成された蓋部材２２が装着されているので、蓋部材２２を開放することによって、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から、起立した状態で大量の放射性物質Ｈを吸着した放射性物質吸着フィルタ１を上下方向へ移動させるだけで、簡単かつ安全に取り出すことができる。したがって、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から、大量の放射性物質Ｈを吸着した放射性物質吸着フィルタ１と新しい放射性物質吸着フィルタ１とを、簡単かつ安全に交換することができる。
【００９０】
また、本他の実施形態によれば、蓋部材２２は、上下方向へ伸縮自在に形成されたシリンダ部材２３に連結され、当該シリンダ部材２３が放射能汚染水収納ケース２１に左右方向へ回動可能に装着されているので、シリンダ部材２３が伸長することによって蓋部材２２を放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から上方へ離間させ、また、シリンダ部材２３を放射能汚染水収納ケース２１に対して左右方向へ回動させることによって、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から上方へ離間させた蓋部材２２を、更に左右方向へ移動させることができる。そのため、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から放射性物質吸着フィルタ１を上下方向へ取り出して、新たな放射性物質吸着フィルタ１を放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３に上下方向から投入することができる。したがって、大量の放射性物質Ｈを吸着した放射性物質吸着フィルタ１と新しい放射性物質吸着フィルタ１とを、放射能汚染水収納ケース２１の上端開口部２１３から、より一層簡単かつ安全に交換することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、セシウムなどの放射性物質により汚染された放射能汚染水の除染処理方法及びその処理装置として利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１          放射性物質吸着フィルタ
２          フィルタユニット
３          汚染水タンク
４          中継濾過装置
５          中間受タンク
６          補助タンク
１０        処理装置
１１        吸着剤
１２        繊維シート
１３        枠体
２１        放射能汚染水収納ケース
２２        蓋部材
２３        シリンダ部材
５２        帰還管路
１２１      外縁部
１２２      繊維糸
１２３      高分子系保護膜
２１２      出力ポート
２１３      上端開口部
５２１      帰還ポート
５２２      送給ポンプ
Ｈ          放射性物質
ＨＷ        放射能汚染水
Ｔ          竹炭
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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