(57)【要約】【課題】混練体の粘度に対応して回転数を変化させることにより、良好なセメント固化体を形成することができる放射性廃棄物の固化処理技術を提供する。【解決手段】放射性廃棄物の固化処理システムにおいて、放射性廃棄物、セメント、混練水を撹拌する容器３４及び回転翼３３の組み合わせにより決定される特性値の格納部４２と、回転翼３３に連結する回転軸３２のトルクを検出するトルク検出部４７と、回転軸３２の回転速度及び前記トルクから動力数を演算する演算部４８と、前記動力数を前記特性値に近づかせる前記回転速度の変更部４５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物、セメント、混練水を撹拌する容器及び回転翼の組み合わせにより決定される特性値の格納部と、
前記回転翼に連結する回転軸のトルクを検出するトルク検出部と、
前記回転軸の回転速度及び前記トルクから動力数を演算する演算部と、
前記動力数を前記特性値に近づかせる前記回転速度の変更部と、を備えることを特徴とする放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項２】
前記特性値は、レイノルズ数と相関関係を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項３】
前記放射性廃棄物は、温度が５〜３０℃の範囲に調整されてから前記容器に投入されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項４】
前記回転翼を前記容器から引き上げる際は、前記回転速度を２０〜４０min-1の範囲に変更し、２０秒以上の時間をかけることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項５】
前記セメントはポルトランドセメント又は高炉セメントであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項６】
前記セメントに予め流動化材が添加されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項７】
前記流動化材は縮合リン酸ナトリウム又は炭酸化合物であることを特徴とする請求項６記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項８】
前記放射性廃棄物に含まれる水酸化鉄を酸化鉄に変換する前処理装置が上流側に設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項９】
前記変換は、前記前処理装置に設けられる乾燥処理部で実行されることを特徴とする請求項８に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項１０】
前記変換は、前記前処理装置に設けられる廃液の貯蔵槽で実行されることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の放射性廃棄物の固化処理システム。
【請求項１１】
放射性廃棄物、セメント、混練水を撹拌する容器及び回転翼の組み合わせにより決定される特性値の格納ステップと、
前記回転翼に連結する回転軸のトルクを検出するトルク検出ステップと、
前記回転軸の回転速度及び前記トルクから動力数を演算する演算ステップと、
前記動力数を前記特性値に近づかせる前記回転速度の変更ステップと、を含むことを特徴とする放射性廃棄物の固化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設等で発生する放射性廃棄物の処理に関連し、固形化材であるセメントに安定に固定させる放射性廃棄物の固化処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の一次系冷却材を浄化するイオン交換樹脂は、溶離操作によって再生処理される。このときに排出される硫酸ナトリウム含有廃液は、多量の金属イオンや放射性核種を含むため、この廃液は減容および安定化のために各種処理が行われる。 
そのような処理法の一つとして、廃液を乾燥粉体化して減容し、ドラム缶の容器内部でセメント等の固形化材とともに混練し固化する方法が実用化されている（例えば、特許文献１）。 
一方、この硫酸ナトリウム含有廃液及びその乾燥粉体は放射線量があり、人のアクセスを制限するものであることから、遠隔操作が可能でかつメンテナンス性の良い固化技術が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６２６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の原子力施設における操業実態において、排出される放射性廃液の組成は、硫酸ナトリウム濃度が低く、酸化鉄等の固形分濃度が高くなる傾向がある。このように固形分濃度が高い場合、容器内部での混練時の粘度が上昇してセメントの分散性低下やブリージング発生を引き起こし、最終的なセメント固化体の強度低下が懸念される。
【０００５】
さらに、放射性廃液に含まれる鉄化合物に非結晶性の水酸化鉄が多く存在すると、乾燥処理が困難となり、かつセメントの固化も妨げられることになり最終的なセメント固化体の強度低下が懸念される。 
このような場合、従来では、ドラム缶に投入する放射性の乾燥粉体やセメント等の分量を制限する必要があった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、混練体の粘度に対応して回転速度を変化させることにより、良好なセメント固化体を形成することができる放射性廃棄物の固化処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る放射性廃棄物の固化処理システムは、放射性廃棄物、セメント、混練水を撹拌する容器及び回転翼の組み合わせにより決定される特性値の格納部と、前記回転翼に連結する回転軸のトルクを検出するトルク検出部と、前記回転軸の回転速度及び前記トルクから動力数を演算する演算部と、前記動力数を前記特性値に近づかせる前記回転速度の変更部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、混練体の粘度に対応して回転速度を変化させることにより、良好なセメント固化体を形成することができる放射性廃棄物の固化処理技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る放射性廃棄物の固化処理システムの実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に適用される混練装置及びその制御部の実施形態を示すブロック図。
【図３】（Ａ）ドラム缶（容器）及び回転翼の組み合わせにより決定される動力数−レイノルズ数の関係を示す特性グラフ、（Ｂ）ドラム缶及び回転翼の形式、並びに寸法比、（Ｃ）ドラム缶及び回転翼の概形。
【図４】本発明に係る放射性廃棄物の固化処理方法の実施形態を示すフローチャート。
【図５】硫酸ナトリウム１００％の乾燥粉体、セメント及び水の混練配合比を示す表。
【図６】図５で示される配合比の混練体の粘度測定値。
【図７】硫酸ナトリウム及び鉄化合物が所定割合で混合された乾燥粉体、セメント及び水の混練配合比を示す表。
【図８】図７で示される配合比の混練体の粘度測定値。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 
図１に示されるように放射性廃棄物の固化処理システムは、放射性廃液を乾燥粉体にする前処理装置１０と、この乾燥粉体、セメント及び水をドラム缶（容器）に投入して混練・固化させる混練装置３０と、この混練装置３０の制御部４０とから構成される。 
なお、前記放射性廃液は、乾燥粉体を経ないでドラム缶（容器）に直接投入されて混練される場合もある。
【００１１】
前処理装置１０は、廃液を供給する廃液供給ライン１１と、過酸化水素水を供給する分解剤供給部１２と、供給された廃液を貯蔵するとともに含まれる有機酸が過酸化水素水で分解されて炭酸ガスと水になる貯蔵槽１３と、この分解反応を促進するために廃液を循環させるとともにオゾン発生器１５から供給されるオゾンガスを気液混合状態で移送する過流ポンプ１４と、分解処理した廃液を加熱し水分を蒸発させて含まれる硫酸ナトリウム及び金属化合物等を乾燥粉体化する乾燥処理部１６と、蒸発した水分を水に戻す復水器１７と、この戻された水を移送する復水移送ライン１８と、アルカリ剤投入部１９とから構成されている。
【００１２】
ここで、貯蔵槽１３の廃液は、上述した処理によりｐＨ１０程度に保持される。このｐＨ領域において鉄化合物は、非結晶性（非晶性）の水酸化鉄として安定に存在する。 
この水酸化鉄（Ｆｅ(ＯＨ)2）は、乾燥処理部１６における固液分離性を悪化させるものであるので、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）に転換されることが望まれる。
【００１３】
アルカリ剤投入部１９は、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を投入して、貯蔵槽１３の水素イオン指数をｐＨ１２程度に保持させるものである。 
このように、アルカリ剤投入部１９により貯蔵槽１３のｐＨ調整をして、廃液をｐＨ１２で５０℃に保持することで、非結晶性の水酸化鉄を酸化鉄に転換することができる。
【００１４】
これを反応式で整理すると、次の（化１）〜（化３）式のようになる。 
すなわち、水酸化鉄の生成（化１）、（化２）があり、これをｐＨ１２程度のアルカリ性にすると、ルシャトリエの平衡の法則に沿って（化３）式の平衡が右に片寄り酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４が生成することがわかる。
【００１５】
Ｆｅ→Ｆｅ（ＯＨ）＋→Ｆｅ（ＯＨ）２＋      ・・・（化１）
Ｆｅ（ＯＨ）２＋  ＝  γ―ＦｅＯＯＨ  ＋Ｈ＋  ・・・・（化２）
６γ―ＦｅＯＯＨ＋３Ｈ＋  ＋ＯＨ−  ＝２Ｆｅ３Ｏ４  ＋５Ｈ２Ｏ・・・（化３）
所定のｐＨ値に到達した後、貯蔵槽１３から一定時間毎に廃液のサンプリングを行い、Ｘ線回折装置により結晶形態を調べたところ、そのような転換が確認され、乾燥処理の容易化も認められた。
【００１６】
また、乾燥処理部１６には、ガスパージ部Ｐが設けられている。このガスパージ部Ｐは、通常、窒素ガスをパージしながら投入された廃液を乾燥粉末化させるものであるが、酸化性の酸素ガス（Ｏ2）をパージすることによって、残存した水酸化鉄を酸化鉄に転換されることが確認できた。
【００１７】
これを反応式で整理すると次の（化４）、（化５）式のようになる。 
すなわち、水分存在下では水酸化鉄の一部は（化４）の状態で存在している。乾燥機に投入して伝熱面で加熱乾燥させながら酸化性ガスの酸素で水分を除去する。さらに（化３）または（化４）式の平衡が右に片寄り酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３およびＦｅ３Ｏ４が生成することがわかる。
【００１８】
Ｆｅ→Ｆｅ（ＯＨ）＋→［Fea2+Feb3+Ox（OH）y］(2a+3b-2x-y)＋    ・・・（化４）
［Fea2+Feb3+Ox（OH）y］(2a+3b-2x-y)＋+  O2＝  Ｆｅ２Ｏ３  +  H2O・・・（化５）
(a+b＝１、2a+3b-2x−y＞０、x,y：任意の整数、を満たす組み合わせ)
【００１９】
そして、前処理装置１０で生成した乾燥粉体は、乾燥粉体ホッパ２３に蓄積されて計量器２４により所定量がドラム缶（容器）に投入される。なお、前処理装置１０で生成した直後の放射性廃棄物は、高温となっているが、セメントの硬化が速くならないように、この温度が５〜３０℃の範囲に調整されてから容器３４に投入することとする。
【００２０】
また、混練水及びセメントについても、ホッパ２１，２５にそれぞれ蓄積されて、計量器２２，２６により所定量がドラム缶（容器３４）に投入される。なお、使用されるセメントは、ポルトランドセメント又は高炉セメントであることが望ましい。 
また、ドラム缶（容器３４）に投入されるものとしては、上述したもの以外に、焼却灰、放射能汚染された固形物、混練性を向上させる流動化材等が投入される場合もある。なお、そのような流動化材としては、縮合リン酸ナトリウム又は炭酸化合物が挙げられる。
【００２１】
図２に示されるように、混練装置３０は、モータＭにより軸回転する回転軸３２に連結する回転翼３３と、この回転軸３２のねじり応力を検出するトルクセンサ３１と、モータＭを支持して上下動させるとともに回転翼３３を容器３４の内外の位置に保持させるスタンド３５とから構成される。
【００２２】
このように混練装置３０が構成されることにより、ホッパ２１，２３，２５（図１）の計量器２２，２４，２６からそれぞれドラム缶（容器３４）に投入される混練水、放射性廃棄物、セメントは、回転翼３３により撹拌されて均一化する。 
そして、均一化した混練水、放射性廃棄物、セメントの混練体は、回転翼３３が引き上げられた後、容器３４に収容されたまま、養生固化される。
【００２３】
制御部４０は、図２に示されるように、選定部４１と、格納部４２と、目標値設定部４３と、開始信号入力部４４と、回転速度変更部４５と、モータ駆動部４６と、トルク検出部４７と、演算部４８と、比較部４９と、時間計測部５１と、昇降部５２とから構成されている。
【００２４】
このように制御部４０が構成されることで、オペレータ操作により、混練動作の開始信号が入力部４４に入力されると、昇降部５２によりスタンド３５が動作して回転翼３３が容器３４に挿入される。そして、モータ駆動部４６から回転翼３３に予め定められた初期回転速度が付与された後は、トルクセンサ３１で検知したトルク信号をトルク検出部４７で検出し、回転翼３３の回転速度をモータ駆動部４６で適宜変化させる。 
このように検出されたトルク信号に基づいて、回転翼３３の回転速度を制御することにより、粘度の異なる混練体であっても、撹拌条件が自動的に最適化され、良好なセメント固化体を形成可能にする。
【００２５】
選定部４１は、混練装置３０にセッティングされている容器３４（ドラム缶）及び回転翼３３の組み合わせを選定するものである。 
ここで、容器３４の内径、深さ、邪魔板（図示略）の有無、そして回転翼３３のプロペラの形状、枚数、段数等は、任意設計事項であって、この組み合わせによって、混練体の混練特性が異なることになる。
【００２６】
図３に示されるａ〜ｅの特性グラフは、それぞれ異なる５種類の組み合わせの動力数Ｎp−レイノルズ数ＮReの関係を重ね書きしたものである（出展：化学工学ＩＩ  大山義年  岩波新書  P188）。 
このように、動力数Ｎpは一種の抵抗係数であるために、抵抗係数がレイノルズ数ＮReの関数であるように、動力数Ｎpもレイノルズ数ＮReの関数として示される。
【００２７】
縦軸の動力数Ｎp（power number）は無次元数であり次の数式で表される。 
Ｎp＝Ｐ・ｇ／ｎ3 Ｄ5 ρ                ・・・（数１）
横軸のレイノルズ数ＮReは次式で表される。 
ＮRe＝ｎＤ2ρ／μ                     ・・・（数２）
ここで、ＰはモータＭからの動力、ｇは重力加速度、ｎは回転速度、Ｄは回転翼の直径、ρは混練体の密度、μは混練体の粘度を示している。 
そして、検出されるトルクの値をＴとすると、
Ｐ＝ｎ・Ｔ                           ・・・（数３）
で示される。
【００２８】
格納部４２（図２）は、容器３４（ドラム缶）及び回転翼３３の組み合わせにより決定される特性値を格納するものである。 
ここで、特性値とは、図３に示されるように、容器３４及び回転翼３３の組み合わせから実験によって一意的に導かれる特性グラフから得られるものであって、混練特性を特徴付けるデータである。つまり、実際に使用されている大きさ又は縮小・拡大比率の模擬的なサンプルを用いて、容器３４及び回転翼３３の組み合わせにおける特性グラフを予め実験によって作成し、この特性グラフから得られる特性値を格納部４２に格納する。 
目標値設定部４３は、後記する演算部４８で導かれる制御対象値の制御目標値を設定するものである。 
ここで、発明者らは、良好なセメント固化体が形成されるか否かの結果は、混練体の粘度値や容器３４及び回転翼３３の組み合わせにかかわらず、混練時のレイノルズ数が所定の数値範囲内に在るか否かに依存していることを見出した（後記する実験例３，実験例４を参照）。
【００２９】
つまり、図３において、好適なレイノルズ数をＸ軸上のＢ矢示点とすると、特性グラフを介して相関関係を有するＹ軸上の動力数Ｎpが特性値として制御目標値に設定される。  この図３においては、好適なレイノルズ数を測定誤差を考慮して、ＮRe＝７７０±５０の範囲で設定している（後記する実験例３，実験例４を参照）。これにより、粘度に違いのある混練体を同一の混練装置３０で良好に処理することができる。
【００３０】
演算部４８は、モータ駆動部４６で設定されている回転軸３２の回転速度ｎと、トルク検出部４７で検出されたトルクＴとから、前記（数１）及び（数３）式に基づいて動力数Ｎpを演算するものである。この演算部４８で演算された動力数Ｎpが、上述したように制御対象値となる。
【００３１】
比較部４９は、目標値設定部４３で設定された制御目標値（特性値）と、演算部４８で演算された制御対象値（動力数Ｎp）とを対比するものである。そして、この制御目標値と制御対象値との偏差が規定値を超えると、比較部４９は、回転速度ｎの変更を指示する信号を回転速度変更部４５に送る。
【００３２】
回転速度変更部４５は、混練開始時において、モータ駆動部４６を初期回転速度ｎ0で駆動させる。そして、上述した比較部４９からの指示によって、演算部４８で導かれる動力数Ｎpが、制御目標の特性値に近づくように、モータ駆動部４６に対する回転速度ｎの設定を変更する。
【００３３】
具体的には、初期回転速度ｎ0が付与された際に、想定よりも混練体の粘度が高い場合、想定よりもトルクＴが高く検出されることになる。 
ここで、図３の特性グラフｅに注目すると、演算部４８で導かれる動力数Ｎpは、制御目標値よりも大きくなるので、レイノルズ数ＮReはＡ矢示周辺の値となる。 
そこで、回転速度変更部４５は、回転速度ｎを上げてトルクＴを下げ、新たに演算される動力数Ｎpが制御目標値に近づくようにして、Ｂ矢示のレイノルズ数ＮReになるようにする。
【００３４】
時間計測部５１は、混練開始から混練終了までの期間を設定するもので、この設定された期間内にトルクＴに基づく回転速度ｎの制御が実行される。そして、この期間が満了して混練が終了すると、モータ駆動部４６に対し回転速度ｎが低速になるように指示を出し、昇降部５２に対し、回転翼３３を容器３４から引き上げるように指示を出す。 
この引き上げの際は、混練体が回転翼３３の上に残留しないようにかつ容器３４の外に飛び出さないように、回転速度を２０〜４０min-1の範囲に変更し、２０秒以上の時間をかける。
【００３５】
次に、図４（適宜、図１、図２参照）に基づいて放射性廃棄物の固化処理システムの動作説明を行う。 
まず、容器３４及び回転翼３３の組み合わせにより決定される特性グラフを作成し、その特性値のデータを格納部４２に格納する（Ｓ１０）。次に、オペレータが格納部４２に格納されているものの中から、実際に適用される容器３４及び回転翼３３の組み合わせを選定する（Ｓ１１）。これにより、適用された組み合わせに対応する特性グラフの特性値が呼び出され、制御目標値として設定される（Ｓ１２、Ｓ１３）。
【００３６】
次に、容器３４（ドラム缶）を混練装置３０にセットして、ホッパ２１から計量器２２を経由して所定量の混練水を投入する（Ｓ１４，Ｓ１５）。そして、昇降部５２を動作させて回転翼３３を容器３４に挿入し、混練水に浸漬させた状態で初期回転速度ｎ0の回転を付与する（Ｓ１６，Ｓ１７）。 
この状態で、ホッパ２３から計量器２４を経由して所定量の乾燥粉体を容器３４に投入し、ホッパ２５から計量器２６を経由して所定量のセメントを容器３４に投入する（Ｓ１８，Ｓ１９）。
【００３７】
混練体の全ての成分が容器３４に投入されたところで、回転翼３３に連結する回転軸３２のトルクＴを検出部４７で検出する（Ｓ２０）。次に、回転軸３２の回転速度ｎ及びトルクＴから、前記した（数１）及び（数３）式に基づき、演算部４８で動力数Ｎpを演算する（Ｓ２１）。
【００３８】
そして、この演算された動力数Ｎp（制御対象値）と、目標値設定部４３で設定された特性値（制御目標値）とを対比してその偏差が規定値を超えた場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、回転速度変更部４５において回転速度ｎの設定を変更する（Ｓ２２：Ｎｏ，Ｓ２３）。 
そして、次に演算される動力数Ｎpを制御目標値（特性値）に近づかせ（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、前記したＳ２０からＳ２２のフローを規定時間が経過するまで繰り返す（Ｓ２２：Ｙｅｓ）。これにより、混練体は、各成分の撹拌が良好に実行される最適レイノルズ数の条件下、連続的に規定時間にわたり混練されることになる（Ｓ２４：Ｎｏ）。 
そして、時間計測部５１において混練開始から規定時間の経過を認識したところで（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、回転速度を減速させ（Ｓ２５）、昇降部５２を動作させて回転翼３３を引き上げる（Ｓ２６）。
【実施例】
【００３９】
まず、実験例１として、鉄化合物を含まないほぼ１００％のＮａ2ＳＯ4を乾燥粉体とした場合の粘度値を評価する。 
図５で示される各成分（セメント、混練水、乾燥粉体（Ｎａ2ＳＯ4））を、三種類の配合比により（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）、ラボスケールの３Ｌ容量の容器で調整した。 
そして、図６に示すように、それぞれの配合比（Ｎｏ１〜Ｎｏ３）について、回転粘度計により常温（２５℃）で６０分間にわたり連続的に粘度計測した。
【００４０】
次に、実験例２として、鉄化合物とＮａ2ＳＯ4を混合させた乾燥粉体とした場合の粘度値を評価する。 
図７で示される各成分（セメント、混練水、乾燥粉体（Ｎａ2ＳＯ4，鉄化合物）を、５種類の配合比により（Ｎｏ４〜Ｎｏ８）、ラボスケールの３Ｌ容量の容器で調整した。 
そして、図８に示すように、それぞれの配合比（Ｎｏ４〜Ｎｏ８）について、回転粘度計により常温（２５℃）で６０分間にわたり連続的に粘度計測した。
【００４１】
実験例１と実験例２の結果より、乾燥粉体中の鉄化合物（Ｆｅ2Ｏ3，Ｆｅ(ＯＨ)2）の濃度が高いほど、混練体が高粘性を示し、混練性の低下が示唆される。 
そして、図７、図８のＮｏ４とＮｏ８の配合から得られる情報では、水酸化鉄（Ｆｅ(ＯＨ)2）の存在は、混練体の粘度に影響を与えないというものである。しかし、混練後に養生して得られるセメント固化体は、強度低下が明らかに認められた。
【００４２】
次に、実験例３として、鉄化合物を含まないほぼ１００％のＮａ2ＳＯ4を乾燥粉体とした場合の混練性を評価する。 
実施スケールの２００Ｌ容量の容器を備える混練装置の試作機を作製した。 
そして、乾燥粉体（Ｎａ2ＳＯ4）の質量を１００ｋｇとして、その他の成分（セメント、混練水）の配合比を図５（Ｎｏ２）に準拠した。
【００４３】
このセメント、混練水、乾燥粉体の配合体に対し、複数の異なる回転速度で混練を実行し、それぞれの混練の終了後に養生して複数のセメント固化体を作製した。 
このように混練時の回転速度を相違させて作製された複数のセメント固化体のうち、強度の最も優れているものは、回転速度が１０１±１０ ｒｐｍで混練されたものであり、この時のレイノルズ数は７７０±７０であることが判明した。
【００４４】
次に、実験例４として、鉄化合物とＮａ2ＳＯ4を混合させた乾燥粉体とした場合の混練性を評価する。 
実施スケールの２００Ｌ容量の容器に、Ｎａ2ＳＯ4及びＦｅ2Ｏ3の重量比が１：１である１００ｋｇの乾燥粉体と、配合比が図７（Ｎｏ５）に準拠するその他の成分（セメント、混練水）とを投入する。
【００４５】
このセメント、混練水、乾燥粉体の配合体に対し、複数の異なる回転速度で混練を実行し、それぞれの混練の終了後に養生して複数のセメント固化体を作製した。 
このように混練時の回転速度を相違させて作製された複数のセメント固化体のうち、強度の最も優れているものは、回転速度が１８２±１０ｒｐｍで混練されたものであり、この時のレイノルズ数は７６８±７０であることが判明した。
【００４６】
この実験例４において、使用する乾燥粉体をＮａ2ＳＯ4及びＦｅ2Ｏ3の重量比が３：１であるものに変更して同様の実験を行った。 
そうしたところ、混練時の回転速度を相違させて作製された複数のセメント固化体のうち、強度の最も優れているものは、回転速度が１４４±１５ｒｐｍで混練されたものであり、この時のレイノルズ数は７６９±７２であることが判明した。 
ちなみに、実験例４の二種類の配合体に対し、実施例１で最適の回転速度が１０１±１０ｒｐｍで混練したものは、いずれもトルクが高くなり、均一に撹拌することができなかった。
【００４７】
実験例３と実験例４の結果より、セメント、混練水、乾燥粉体の配合体のレイノルズ数が７７０程度になるように混練することで、良好なセメント固化体が得られることが判った。
【００４８】
最後に実施例として、実験例３及び実験例４で使用した混練装置の特性グラフ（図３参照）を作製した。そして、この特性グラフ上のレイノルズ数が７７０に対応する動力数Ｎpをこの混練装置における特性値として見出した。 
そして、実験例３及び実験例４で使用したセメント、混練水、乾燥粉体の配合体に対し、混練時に検出されるトルクＴと回転速度ｎの関係が、この特性値として見出された動力数Ｎpに一致するように、回転速度ｎを制御した。 
この結果、いずれのセメント、混練水、乾燥粉体の配合体に関しても、自動的に最適の回転速度が設定され、混練後に養生して得られたセメント成形体は、優れた強度を有することが認められた。
【００４９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、共通する技術思想の範囲内において、適宜変形して実施することができる。 
例えば、実施形態において、ドラム缶において直接混練を実行するインドラム方式について説明したが、大容量容器で混練を実行した後にドラム缶に移し変えるアウトドラム方式にも本発明を適用することができる。 
また、実施形態において、回転速度ｎ及びトルクＴから導かれる動力数として、特性グラフ（図３）に示されるようにレイノルズ数と相関関係を有し、（数１）式を満たすものを説明したが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１０…前処理装置、１１…廃液供給ライン、１２…分解剤供給部、１３…貯蔵槽、１４…過流ポンプ、１５…オゾン発生器、１６…乾燥処理部、１７…復水器、１８…復水移送ライン、１９…アルカリ剤投入部、２１…混練水のホッパ、２２…混練水の計量器、２３…乾燥粉体のホッパ、２４…乾燥粉体の計量器、２５…セメントのホッパ、２６…セメントの計量器、３０…混練装置、３１…トルクセンサ、３２…回転軸、３３…回転翼、３４…容器、３５…スタンド、４０…制御部、４１…選定部、４２…格納部、４３…目標値設定部、４４…開始信号入力部、４５…回転速度変更部、４６…モータ駆動部、４７…トルク検出部、４８…演算部、４９…比較部、５１…時間計測部、５２…昇降部、Ｍ…モータ、Ｎp…動力数、ＮRe…レイノルズ数。
【図１】
2011149803.tif 000003
【図２】
2011149803.tif 000004
【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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