(57)【要約】      （修正有）【課題】貯蔵土壌量を減容するとともに、分級処理時の目詰まりを防止するように異物を分級処理前に除去することを可能とする除染土壌処理装置及び方法を提供する。【解決手段】放射性物質を含む除染土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級減容処理装置IIの前段に、土壌よりも比重の小さい異物を除染土壌から分離して除去する異物除去装置Ｉを配設し、異物除去装置Ｉが、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別する重液選別装置２０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を含む除染土壌を粗粒分と細粒分に分級して細粒分を貯蔵することとして貯蔵土壌量を減容する分級減容処理装置を有する除染土壌処理装置において、分級減容処理装置の前段に、土壌よりも比重の小さい異物を除染土壌から分離して除去する異物除去装置を配設し、異物除去装置が、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別する重液選別装置を備えることを特徴とする除染土壌処理装置。
【請求項２】
異物除去装置が、重液選別装置の前段に、異物を含む除染土壌と液体とを投入する投入口と、液体をジェット噴射する噴射口とを有し、異物を含む除染土壌に対し液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の除染土壌処理装置。
【請求項３】
解砕装置で、投入口から投入される液体と、噴射口からジェット噴射される液体が選別液であることとする請求項２に記載の除染土壌処理装置。
【請求項４】
分級減容処理装置は、重液選別装置により異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級装置と、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水装置とを有し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の投入口へ帰還するようになっていることとする請求項３に記載の除染土壌処理装置。
【請求項５】
分級減容処理装置は、重液選別装置により異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級装置と、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水装置とを有し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の噴射口へ帰還するようになっていることとする請求項３又は４に記載の除染土壌処理装置。
【請求項６】
放射性物質を含む除染土壌を粗粒分と細粒分に分級して細粒分を貯蔵することとして貯蔵土壌量を減容する分級減容処理工程を経る除染土壌処理方法において、
分級減容処理工程の前段に、土壌よりも比重の小さい異物を除染土壌から分離して除去する異物除去工程を行い、
異物除去工程が、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別する重液選別工程を有することを特徴とする除染土壌処理方法。
【請求項７】
異物除去工程が、重液選別工程に先立ち、異物を含む除染土壌と液体を容器に投入し、異物を含む除染土壌に対し液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕工程を有することとする請求項６に記載の除染土壌処理方法。
【請求項８】
解砕工程で異物を含む除染土壌とともに容器に投入される液体と、ジェット噴射される液体が選別液であることとする請求項７に記載の除染土壌処理方法。
【請求項９】
分級減容処理工程が、重液選別工程で異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水工程を有し、脱水工程により分離された選別液を、解砕工程で異物を含む除染土壌とともに容器に投入する液体として用いるようになっていることとする請求項８に記載の除染土壌処理方法。
【請求項１０】
分級減容処理工程が、重液選別工程で異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水工程を有し、脱水工程により分離された選別液を、解砕工程でジェット噴射する液体として用いるようになっていることとする請求項８又は９に記載の除染土壌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質の除染作業により発生した除染土壌を浄化する除染土壌処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原発事故等により放射性物質が広範囲に拡散した区域の土壌に対して、除染作業が行われている。除染作業により発生した放射性物質を含む除染土壌は、中間貯蔵施設で貯蔵された後、最終処分される。除染土壌のうち、比較的放射性物質の低濃度（低線量）のものは、分別や分級洗浄により分離することにより、再生利用の可能性がある浄化土壌として取り扱うことができ、この低線量のものを分離し、残りの放射性物質の高濃度（高線量）のものを中間貯蔵施設で貯蔵することとすれば、その貯蔵量を低減（減容）できると期待されている。除染土壌を分級洗浄により土壌洗浄処理して、得られる浄化土壌を再生利用することができる旨が、非特許文献１に次のごとく、記載されている。
【０００３】
『土壌汚染の分野では、重金属などの汚染物質が土粒子中の細粒分に多く付着する性質に着目し、水による洗浄を行うことにより粗粒分と細粒分に分け、汚染物質濃度が比較的薄い粗粒分については健全土として再生利用を行い、汚染物質濃度が濃い細粒分については濃縮汚染物として処分する分級洗浄による土壌洗浄処理が行われている。
【０００４】
この土壌洗浄処理技術を応用し、放射性セシウムを含む除染土壌の分級洗浄を行い、高濃度の細粒分（粒径０．０７５ｍｍ未満）と、低濃度の粗粒分（粒径０．０７５ｍｍ以上）とに分離することにより、高濃度の細粒分は中間貯蔵後最終処分され、低濃度の粗粒分は管理された状態で再生利用することが可能となる。』
除染土壌中の放射性セシウムは、非特許文献１からも理解できるように、大部分がシルトや粘土等の細粒分に吸着されていることから、これらの細粒分を分離することで、中間貯蔵する除染土壌の減容化が可能となる。その手段として、非特許文献１に記載されているように、重金属類等に汚染された土壌の浄化技術として実用化されている、分級洗浄プロセスの採用が検討されている（非特許文献１ 図１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】押野嘉雄、除染・廃棄物技術協議会浄化土壌ワーキンググループ：分級による減容化〜湿式分級とその課題〜：環境放射能除染学会誌  Vol.4，No.1，pp61−70（2016）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
除染土壌には木屑、根、葉等の植物系の異物が混入しているが、例えば非特許文献１で言及されている既存の分級洗浄プロセスでは植物系の異物を除去することが以下に記載するように困難であり、分級洗浄後の粗粒分土壌に異物が残留して再利用が制限されることになる。また、これらの異物は分級装置内で目詰まりして設備稼働率の低下要因ともなるため、簡便で効率的な異物除去技術を開発する必要がある。
【０００７】
葉、枝、樹皮及び根などの植物系異物を含む除染土壌は、回転式スクラバやグリズリによって塊状や大径の異物が除去された後、ロッドミル研磨により細かくされて粗粒分と細粒分の混合物とされ、分級洗浄により放射性物質を高濃度で含む細粒分と放射性物質の濃度が低い粗粒分とに分離される。しかし、除染土壌に多量に植物系異物が含まれていると、篩による分級が篩での異物の目詰まりにより困難になり、機器のトラブルを発生させる。また、粗粒分の土壌に異物が多く含まれるため、粗粒分の土壌を再生利用する際の品質基準である強熱減量が高くなり、再生利用できないという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、分級により、異物を含む除染土壌から放射性濃度の高い細粒分を分離して、これを貯蔵することとし、貯蔵土壌量を減容するとともに、分級処理時の目詰まりを防止するように異物を分級処理前に除去することを可能とする除染土壌処理装置及び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】
【０００９】
上述の課題は、本発明によれば、次の除染土壌処理装置（第一発明ないし第五発明）及び方法（第六発明ないし第十発明）で解決される。
【００１０】
［除染土壌処理装置］
＜第一発明＞
放射性物質を含む除染土壌を粗粒分と細粒分に分級して細粒分を貯蔵することとして貯蔵土壌量を減容する分級減容処理装置を有する除染土壌処理装置において、分級減容処理装置の前段に、土壌よりも比重の小さい異物を除染土壌から分離して除去する異物除去装置を配設し、異物除去装置が、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別する重液選別装置を備えることを特徴とする除染土壌処理装置。
【００１１】
＜第二発明＞
異物除去装置が、重液選別装置の前段に、異物を含む除染土壌と液体とを投入する投入口と、液体をジェット噴射する噴射口とを有し、異物を含む除染土壌に対し液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕装置を備えることを特徴とする除染土壌処理装置。
【００１２】
＜第三発明＞
解砕装置で、投入口から投入される液体と、噴射口からジェット噴射される液体が選別液であることとする除染土壌処理装置。
【００１３】
＜第四発明＞
分級減容処理装置は、重液選別装置により異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級装置と、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水装置とを有し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の投入口へ帰還するようになっていることとする除染土壌処理装置。
【００１４】
＜第五発明＞
分級減容処理装置は、重液選別装置により異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級装置と、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水装置とを有し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の噴射口へ帰還するようになっていることとする除染土壌処理装置。
【００１５】
［除染土壌処理方法］
＜第六発明＞
放射性物質を含む除染土壌を粗粒分と細粒分に分級して細粒分を貯蔵することとして貯蔵土壌量を減容する分級減容処理工程を経る除染土壌処理方法において、
分級減容処理工程の前段に、土壌よりも比重の小さい異物を除染土壌から分離して除去する異物除去工程を行い、
異物除去工程が、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別する重液選別工程を有することを特徴とする除染土壌処理方法。
【００１６】
＜第七発明＞
異物除去工程が、重液選別工程に先立ち、異物を含む除染土壌と液体を容器に投入し、異物を含む除染土壌に対し液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕工程を有することとする除染土壌処理方法。
【００１７】
＜第八発明＞
解砕工程で異物を含む除染土壌とともに容器に投入される液体と、ジェット噴射される液体が選別液であることとする除染土壌処理方法。
【００１８】
＜第九発明＞
分級減容処理工程が、重液選別工程で異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水工程を有し、脱水工程により分離された選別液を、解砕工程で異物を含む除染土壌とともに容器に投入する液体として用いるようになっていることとする除染土壌処理方法。
【００１９】
＜第十発明＞
分級減容処理工程が、重液選別工程で異物が除去された土壌を粗粒分と細粒分に分級する分級工程と、細粒分を含む選別液を脱水して細粒分と選別液とに分離する脱水工程を有し、脱水工程により分離された選別液を、解砕工程でジェット噴射する液体として用いるようになっていることとする除染土壌処理方法。
【００２０】
［作用原理］
本発明における作用原理は次のごとくである。
【００２１】
＜第一発明及び第六発明＞
異物を含む除染土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別することにより、異物は比重が異物より大きい選別液を用いることにより大きい浮上力を受け、容易に選別液の表層に浮上し、土壌は選別液の底層に沈降するため、異物除去効率が向上する。
【００２２】
＜第二発明及び第七発明＞
重液選別に先立ち、異物を含む除染土壌に対し液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕処理を行うことにより、異物は付着した土壌により見かけ比重が高くなることなく、重液選別において異物は大きい浮上力を受け、容易に選別液の表層に浮上し、土壌は選別液の底層に沈降するため、異物除去効率がさらに向上する。
【００２３】
＜第三発明及び第八発明＞
解砕装置の容器に異物を含む除染土壌とともに選別液を投入するとともに、異物を含む除染土壌に対し選別液をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離し、異物と土壌が分散している選別液を重液選別装置に導くこととする。このため、重液選別装置で別途選別液を供給する必要がなく、あるいは加えるとしても少量ですみ、合理的な装置構成とすることができる。また、解砕装置の容器に異物を含む除染土壌を投入する際に選別液をともに投入することで、土壌の容器への投入が円滑に行える。
【００２４】
＜第四発明及び第九発明＞
重液選別装置により異物が除去された土壌を、分級装置により粗粒分と細粒分に分級し、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を、脱水装置により脱水して細粒分と選別液とに分離し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の投入口へ帰還するため、選別液が有効に再利用される。
【００２５】
＜第五発明及び第十発明＞
重液選別装置により異物が除去された土壌を、分級装置により粗粒分と細粒分に分級し、分級装置から受け入れた細粒分を含む選別液を、脱水装置により脱水して細粒分と選別液とに分離し、脱水装置により分離された選別液を解砕装置の噴射口へ帰還送入してジェット噴射するため、選別液が有効に再利用される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上のように、除染土壌を粗粒分と細粒分に分級して細粒分を貯蔵することとして貯蔵土壌量を減容する分級減容処理に先立ち、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別することとしたので、異物を土壌から効率よく分離して除去できるため、分級洗浄時の異物による目詰まりを防止でき、分離した粗粒分に異物が混入しないため粗粒分土壌を再生利用できる。さらに、重液選別に先立ち、異物を含む除染土壌に対して液体をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕処理を行うこととすれば、重液選別による異物と土壌との分離効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】図１装置の異物除去装置の一部をなす解砕装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
本実施形態における除染土壌処理装置は、図１にも見られるように、大別して異物除去装置Ｉと分級減容処理装置IIとを有している。ここで、分級減容処理装置II自体は、従来から用いられており、公知であるので、その説明は簡単に行うものとする。
【００３０】
異物除去装置Ｉは、木屑、根、葉、枝等の植物系の異物を含む除染土壌を受け入れ、異物に付着している土壌を剥離する解砕装置１０と、該解砕装置１０に接続され異物と土壌とを重液を用いて選別する重液選別装置２０とを有している。ここで、土壌は、その粒径で大径の礫と砂との粗粒分、小径の細粒分を含んでおり、本発明では、粒径０．０７５ｍｍ以上を粗粒分、粒径０．０７５ｍｍ未満を細粒分という。放射性物質は細粒分土壌に多く含まれ、細粒分の放射性物質の濃度が高く、粗粒分の放射性物質の濃度が低い。放射性物質の濃度が低い粗粒分土壌を再生利用することができる。
【００３１】
解砕装置１０は、図２に見られるように、除染土壌が投入される投入口１２と、この除染土壌にジェット噴射される液体を噴射する噴射口１３とが設けられた横長な解砕筒１１を有している。該解砕筒１１は、上記投入口１２と噴射口１３が設けられている前段筒部１１Ａと、その後流側で縮径された中間筒部１１Ｂと、該中間筒部１１Ｂに対し拡径された後段筒部１１Ｃとを有し、後段筒部１１Ｃには下方に開口した排出部１４が設けられている。なお、図２では理解しやすく説明するため、異物を含む除染土壌のうち、異物Ｐに土壌Ｑが付着したものを表示しており、これの他に土壌のみが存在しているが図示を省略している。
【００３２】
上記前段筒部１１Ａに設けられた投入口１２は、異物を含む除染土壌を投入するに好都合なシュート状をなしており、本実施形態では好ましい形態として、該投入口１２に上記除染土壌とともに液体が投入されるようになっている。さらに好ましい形態として、上記液体は比重が異物よりも大きく土壌よりも小さい重液とする。この重液としては、例えば塩化カルシウム水溶液、塩化亜鉛水溶液を用いることができる。このような重液は後工程の重液選別工程で、異物を土壌から分離して選別するための選別液として使用されるので、以下、上記選別に用いられるこの重液を選別液と称することにする。
【００３３】
また、上記前段筒部１１Ａの前面に設けられた噴射口１３は、該噴射口１３から解砕筒１１の前段筒部１１Ａ内の除染土壌へ液体を高速でジェット噴射できるように、先方すなわち前段筒部１１Ａ内方へ向け先細りのノズル状となっている。ジェット噴射された液体は、中間筒部１１Ｂへ向け除染土壌の流れを形成する。この噴射口１３からジェット噴射される液体は、上記投入口１２で除染土壌とともに解砕筒１１内へ投入される液体を重液としたのと同様に、重液を用いた選別液であることが好ましい。
【００３４】
前段筒部１１Ａの後流側に位置する中間筒部１１Ｂは、テーパ部１１Ｂ−１を経て縮径されていて、噴射口１３からジェット噴射された液体により生じた除染土壌の流れを、低抵抗のもとで増速させる。
【００３５】
中間筒部１１Ｂの後流側に位置する後段筒部１１Ｃは、中間筒部１１Ｂに対し急激に拡径するように段状部１１Ｃ−１を経て、大径とされている。該後段筒部１１Ｃには後流端近傍で下向に向け開口する排出部１４が設けられている。
【００３６】
上記解砕装置１０に接続されている重液選別装置２０は、解砕装置１０からの除染土壌を選別液との混合状態で受け入れる受入部２２を備えた選別槽２１を有している。選別槽２１内には選別液として比重が異物より大きく土壌より小さい液体で成る重液が収容されており、異物は浮上して選別液の液面（上面）で浮遊物となり、土壌は沈降して選別液の底部に沈降物として滞留し、かくして、異物が土壌から分離除去される。該受入部２２は、好ましくは、選別槽２１の下部に位置している。該選別槽２１は、上記受入部２２が位置する前端壁２１Ａの上端に対し、後端壁２１Ｂの上端の少なくとも一部が低くなっていて、選別槽２１から浮遊している異物が上記後端壁２１Ｂの上端を越えて流出あるいは掻き出されるようになっている。上記後端壁２１Ｂの外面には異物を堆積しておく堆積板２１Ｃが取り付けられている。選別槽２１の底部に沈降している異物が除去された土壌は、選別液とともに選別槽２１の下部から抜き出され、次工程に送られる。かくして、異物除去装置Ｉにより除染土壌から異物が除去され、異物を含まない土壌を得て、次の分級減容処理装置IIに送られる。
【００３７】
選別槽２１内に収容される選別液として、比重が異物よりも大きく土壌よりも小さい重液を用いる。木屑、根、葉、枝等の植物系の異物の比重が１．１程度であるので、重液の比重を１．３程度とすることにより、異物の浮力を高め、異物除去効率を高くすることができる。この重液としては、例えば塩化カルシウム水溶液、塩化亜鉛水溶液を用いることができる。また、みかけ比重が異物よりも大きく土壌よりも小さい擬似重液として、マグネタイト、フェロシリコン(6号）、粘土、シルト、砂を水に分散させた液を用いることができる。また、焼却炉、溶融炉、焼成炉等から排出される飛灰を水で洗浄する際に生じる灰洗浄水を水処理して選別液として利用することができる。灰洗浄水は塩化カルシウムを多量に含んでおり、灰洗浄水を水硫化ソーダ等により水処理して重金属類（鉛、カドミウム、ヒ素、水銀、６価クロム等）を除去し、ｐＨを調整して塩化カルシウム水溶液を得ることができる。
【００３８】
次に、分級減容処理装置IIは、異物除去装置Ｉで異物が除去された土壌を選別液とともに受けて、土壌を粗物分と細粒分とに分級して、脱水し細粒分を分離しこれを貯蔵するものとして、貯蔵土壌量を減容するための装置構成である。分級減容処理装置IIは、土壌をその粒径により粗物分と細粒分とに分級する分級装置３０そしてサイクロン４０、さらには、その後段に、細粒分を選別液との混合物として受けてこれに凝集剤を攪拌混合する攪拌装置５０と、細粒分を凝集沈殿させ細粒分を含むスラリを生成させるシックナー６０と、細粒分を含むスラリを脱水処理工程で脱水処理できる状態とするために攪拌する後攪拌装置７０と、攪拌された細粒分を含むスラリをフィルタプレス等で脱水して細粒分と選別液とに固液分離する固液分離装置８０と、分離された選別液を貯留しておく選別液貯留装置９０とを順次接続して有している。
【００３９】
上記分級装置３０は、振動篩を有しており、重液選別装置２０で異物が除去された除染土壌を選別液とともに受け入れて、土壌のうち粒径の大きい砂と礫とを篩上に捕捉し上部に向けて移動するコンベアで上部へもたらし、外部へ落下排出する。篩を透過して降下した粒径の小さい砂と細粒分は選別液とともに取り出され、サイクロン４０に供給されるようになっている。
【００４０】
サイクロン４０は、粒径の小さい砂と細粒分を選別液とともに受け入れ、その遠心力により、砂と、細粒分を含む選別液とに分離し、砂を外部へ落下排出し、残りの細粒分を含む選別液を、攪拌装置５０へもたらす。
【００４１】
攪拌装置５０は、攪拌槽５１と攪拌部材５２とを有し、攪拌槽５１内の細粒分を含む選別液へ凝集剤が添加され、攪拌されるようになっている。
【００４２】
シックナー６０は、凝集沈澱槽６１内に収められた凝集剤が添加された細粒分を含む選別液を所定時間だけ滞留させ、浮遊している細粒分を凝集沈澱させ底層に細粒分を含むスラリを生成し、細粒分を含むスラリを凝集沈澱槽６１の下部から後攪拌装置７０へ送るようになっている。
【００４３】
後攪拌装置７０は、攪拌槽７１と攪拌部材７２とを有し、細粒分を含むスラリを脱水処理が可能な状態とするために攪拌し、攪拌後に固液分離装置８０へ送るようになっている。
【００４４】
固液分離装置８０は、例えばフィルタープレスであり、細粒分を含むスラリをフィルタにて圧搾して脱水することで選別液を液体分として、そして細粒分土壌を固体分として固液分離し、選別液を選別液貯留装置９０へ送り、細粒分土壌を外部へ排出するようになっている。この細粒分土壌には放射性物質が含まれており、貯蔵される。
【００４５】
選別液貯留装置９０は、固液分離装置８０で分離された選別液を貯留する貯留槽９１を有し、該選別液を解砕装置１０へ帰還するように、該解砕装置１０と帰還路９２により接続されている。
【００４６】
このように、図１に見られる構成で、図２に示された解砕装置１０を備えた本実施形態装置では、次の手順で除染土壌の処理がなされる。その手順を図１、図２に加え、図３のフローチャートをも参照して、その工程を以下に説明する。図３では、ステップＳ１〜Ｓ２の異物除去工程と、ステップＳ３〜Ｓ８の分級減容処理工程とを経る。
【００４７】
先ず、異物除去装置Ｉで、解砕装置１０の解砕筒１１に設けられた投入口１２から除染土壌とともに液体としての選別液（重液）を解砕筒１１内へ投入し、さらには、噴射口１３から液体としての選別液（重液）をジェット噴射する。
【００４８】
投入口１２から投入された除染土壌には木屑、根、葉、枝等の植物系の異物が混入しており、図２に示すように異物Ｐに土壌Ｑが付着している状態にあり、図示しないが土壌も存在している。また土壌は粗粒分と細粒分が混在している。かかる除染土壌は、選別液とともに投入口１２から解砕筒１１内に投入される。除染土壌が選別液とともに投入されるので、解砕筒１１内へ円滑に流入できる。このような除染土壌と選別液は、図３のステップＳ１（ジェット流解砕）に見られるように、解砕筒１１の前段筒部１１Ａを流動している状態で、噴射口１３から高速の選別液がジェット噴射され、その高い動圧を受けることで、異物Ｐに付着している土壌Ｑは剥離され、除染土壌と選別液はテーパ部１１Ｂ−１で流速を高め中間筒部１１Ｂへ流入する。土壌Ｑの異物Ｐからの剥離は中間筒部１１Ｂ内で高速流のもとでさらに進行する。
【００４９】
除染土壌と選別液は後段筒部１１Ｃへ突入すると、該後段筒部１１Ｃの上流端で中間筒部１１Ｂに対し段状部１１Ｃ−１にて急激に拡径しているので、除染土壌と選別液の流れは、乱れを生じ、流速を低下するとともに、この流れの乱れのもとで、土壌Ｑの異物Ｐからの剥離がさらに進み、さらに、流れは後段筒部１１Ｃの下流端壁に衝突し土壌Ｑの異物Ｐからの剥離が一層進む。かくして、排出部１４からは、異物Ｐから分離した土壌Ｑと異物Ｐと他の土壌が選別液とともに排出される。
【００５０】
次に、異物と土壌と選別液は、図３に見られるように、次のステップＳ２（重液選別）で重液選別装置２０の選別槽２１へもたらされる。選別槽２１内の選別液は、比重が異物より大きく土壌より小さい液体で成る重液であるので、異物は選別液の液面（上面）で浮遊物となり、土壌は選別槽２１の底部で沈降物となる。
【００５１】
選別液の液面に浮遊する異物は、選別槽２１の外へ流出しあるいは掻き出されて、堆積板２１Ｃに堆積されてから適宜落下排出される。
【００５２】
選別槽２１の底部における沈降物としての土壌は、選別液とともに、図３のステップ３（分級）として見られるように、分級減容処理装置IIの分級装置３０へ送られる。
【００５３】
分級装置３０では、土壌のうち篩上の粒径の大きい砂と礫が該分級装置３０からコンベアにより外方へもたらされて落下排出され、篩を透過して降下した粒径の小さい砂と細粒分と選別液をサイクロン４０へ送る。
【００５４】
サイクロン４０では、図３のステップＳ４（サイクロン分離）のように、粒径の小さい砂と、細粒分を含む選別液とに分離し、細粒分を含む選別液を攪拌装置５０へ送る。
【００５５】
攪拌装置５０では、細粒分を含む選別液を攪拌槽５１へ受けるとともに、図３のステップＳ５（攪拌）のように、攪拌槽５１へ凝集剤が添加される。攪拌により凝集剤が拡散し均一に分散する。凝集剤が添加された細粒分を含む選別液は、図３のステップＳ６（凝集沈澱）に見られるように、シックナー６０の槽６１内で所定時間だけ滞留され、細粒分が凝集沈澱し、選別液は上澄みとして槽６１の上部に貯まる。
【００５６】
次に、シックナー６０で凝集沈澱した細粒分を含むスラリは、図３のステップＳ７（後攪拌）に見られるように、攪拌装置７０へ送られ、脱水処理可能な状態にされる。
【００５７】
細粒分を含むスラリは、図３のステップＳ８（固液分離）に見られるように、固液分離装置８０へ送られて、該固液分離装置８０で圧搾されることで、液体分としての選別液と固体分としての細粒分とに固液分離され、選別液は選別液貯留装置９０に一旦貯留され、解砕装置１０に帰還され、投入口１２から土壌とともに投入される液体として、あるいは噴射口１３からジェット噴射される液体として再利用される。圧搾された細粒分土壌には放射性物質が含まれており、貯蔵される。
【００５８】
このように、本実施形態によると、分級装置３０で分級された礫と粒径の大きい砂と、サイクロン４０で分離された粒径の小さい砂とからなる粗粒分土壌は、放射性物質の濃度が低く規定値以下となっているので、再生利用に供することができる。固液分離装置８０で分離された細粒分土壌は放射性物質の濃度が高く、中間貯蔵施設で貯蔵される。このように除染土壌のうち細粒分土壌を貯蔵することとして、貯蔵量を減容することができる。
【００５９】
さらに、分級減容処理に先立ち、異物を含む土壌を、比重が異物より大きく土壌より小さい選別液により異物と土壌とに重液選別することとしたので、異物を土壌から効率よく分離して除去できるため、分級洗浄時の異物による目詰まりを防止でき、分離した粗粒分に異物が混入しないため粗粒分土壌を再生利用できる。さらに、重液選別に先立ち、異物を含む除染土壌に対して選別液をジェット噴射して、異物に付着した土壌を剥離する解砕処理を行うことにより、重液選別による異物と土壌との分離効率を高めることができる。
【００６０】
また、重液選別に用いる重液として塩化カルシウム水溶液を用いることにより、以下の効果がある。重液選別により分離した異物には放射性物質（放射性セシウム）が含まれるが、重液として塩化カルシウム水溶液を用いることにより、異物に塩化カルシウムが付着しているため、異物を焼却処理する際にセシウムが塩化カルシウムと反応して塩化セシウムが生成され、この塩化セシウムは揮発しやすく排ガスに含まれ集塵器で捕集される飛灰に含まれることとなり、異物に含まれていた放射性セシウムはその多くが飛灰に含まれることになるので、焼却主灰の放射性セシウム濃度が低くなり、焼却主灰の処理が容易になる。また、固液分離により分離された細粒分土壌には放射性物質（放射性セシウム）が濃縮されて含まれるが、重液として塩化カルシウム水溶液を用いることにより、細粒分土壌には塩化カルシウムが含まれているため、細粒分土壌を溶融処理や焼成処理する際にセシウムが塩化カルシウムと反応して塩化セシウムが生成され、この塩化セシウムは揮発しやすく排ガスに含まれ集塵器で捕集される飛灰に含まれることとなり、細粒分土壌に含まれていた放射性セシウムはその多くが飛灰に含まれることになるので、溶融処理で生成したスラグや焼成物の放射性セシウム濃度が低くなり、その処理が容易になる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  解砕装置
１２  投入口
１３  噴射口
２０  重液選別装置
３０  分級装置
８０  固液分離装置
Ｉ  異物除去装置
II  分級減容処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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