(57)【要約】【課題】化学除染後の溶液に含まれる有機酸等の還元剤を分解する方法に関し、分解に要する時間を短縮する方法を提供する。【解決手段】第１有機酸分解工程において化学除染液に含まれる有機酸を分解後、第２有機酸分解工程において未分解の有機酸に化学当量以上の酸化剤を添加して有機酸を排出可能な濃度まで分解し、酸化剤分解工程において未反応の酸化剤に化学当量以上の還元剤を添加して酸化剤を分解し、浄化工程においてフィルタと混床樹脂で浄化する。化学除染液は各工程をワンススルーで流通する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力プラントを構成する構成部材の表面を、有機酸を含む除染液を用いて化学除染し、当該化学除染後の化学除染液を分解処理する化学除染液の処理方法であって、
前記化学除染液に含まれる有機酸を分解する第１の分解工程と、
前記第１の分解工程で未分解の有機酸を測定し、この未分解の有機酸に対して化学当量以上の酸化剤を添加し、前記化学除染液に含まれる有機酸を分解する第２の分解工程と、  前記第２の分解工程の後の前記化学除染液に含まれる酸化剤の濃度を測定し、測定した酸化剤に対して化学当量以上の還元剤を添加し、前記酸化剤を分解する第３の工程を備えることを特徴とする化学除染液の処理方法。
【請求項２】
前記化学除染液は、前記第１の分解工程，第２の分解工程，第３の分解工程の順番でワンススルーで流通して分解処理されることを特徴とする請求項１に記載の化学除染液の処理方法。
【請求項３】
前記化学除染液に含まれる前記有機酸は、ジカルボン酸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の化学除染液の処理方法。
【請求項４】
前記第２の工程で添加する前記酸化剤は、過マンガン酸，過マンガン酸塩，オゾンのうちのいずれか１つもしくは複数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の化学除染液の処理方法。
【請求項５】
前記第３の工程で添加する前記還元剤は、過酸化水素であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の化学除染液の処理方法。
【請求項６】
原子力プラントを構成する構成部材の表面を、有機酸を含む除染液を用いて化学除染し、当該化学除染後の化学除染液を分解処理する化学除染液の処理方法であって、
前記化学除染液に含まれる有機酸を分解する第１の分解工程と、
前記第１の分解工程の後の前記化学除染液に酸化剤を添加して前記有機酸を分解し、その後の化学除染液に含まれる酸化剤及び／又は有機酸の濃度を測定する第２の工程と、
前記第２の工程の後の前記化学除染液に還元剤を添加して酸化剤を分解し、その後の化学除染液に含まれる酸化剤及び／又は還元剤の濃度を測定する第３の工程を備えることを特徴とする化学除染液の処理方法。
【請求項７】
原子力プラントを構成する構成部材の表面を、有機酸を含む除染液を用いて化学除染し、当該化学除染後の化学除染液を分解処理する化学除染液の処理方法であって、
前記化学除染液に含まれる有機酸を分解する第１の分解工程と、
前記第１の分解工程の後の前記化学除染液に酸化剤を添加して前記有機酸を分解し、その後の化学除染液に含まれる酸化剤の濃度を測定する第２の工程と、
前記第２の工程の後の前記化学除染液に還元剤を添加して酸化剤を分解する第３の工程を備えることを特徴とする化学除染液の処理方法。
【請求項８】
前記化学除染液は、前記第１の工程，第２の工程，第３の工程の順番で、ワンススルーで流通して分解処理されることを特徴とする請求項６又は７に記載の化学除染液の処理方法。
【請求項９】
原子力プラントを構成する構成部材の表面を、有機酸を含む除染液を用いて化学除染し、当該化学除染後の化学除染液を分解処理する化学除染液の処理装置であって、
前記化学除染液に含まれる有機酸を分解する分解装置と、
前記分解装置を通過した前記化学除染液に含まれる有機酸及び／又は酸化剤の濃度を測定する第１の測定装置と、
前記分解装置を通過した前記化学除染液に酸化剤を添加する酸化剤注入装置と、
前記酸化剤注入装置から注入された酸化剤と前記化学除染液とを混合する溶液混合装置と、
前記溶液混合装置を通過した前記化学除染液の酸化剤及び／又は還元剤の濃度を測定する第２の測定装置と、
前記化学除染液に還元剤を添加する還元剤注入装置と、
前記還元剤注入装置からの還元剤と前記化学除染液とを混合する第２の溶液混合装置を備えることを特徴とする化学除染液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機酸を含有する化学除染液の処理方法に係り、特に、原子力プラントにおいて放射線により汚染された部材の表面を化学除染する際に生じる、有機酸を含有する水溶液を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントでは、構成部材の、放射性物質を含む炉水と接触する表面に、原子力プラントの運転中に放射性核種を含む酸化皮膜が付着または生成される。このため、原子力プラントの配管及び機器の周囲では放射線量が高まるため、原子力プラントの定期点検作業あるいは施設廃止措置時での解体作業での作業員の被ばく線量を低減する必要がある。
このため、原子力プラントにおいて化学除染が実施されている。
【０００３】
原子力プラントを対象とした化学除染方法は、構成部材の表面に形成された酸化皮膜に含まれるクロム系酸化物を酸化性の除染剤を含む水溶液を用いて酸化溶解する酸化除染工程、及びその酸化皮膜の主要成分である鉄系酸化物を還元性の除染剤を含む水溶液を用いて還元溶解する還元除染工程を含んでいる。
【０００４】
還元除染剤としては有機酸を使用する方法がある。例えば、特許文献１に記載された化学除染方法では、還元除染剤としてシュウ酸などのジカルボン酸を用いている。
【０００５】
この特許文献１に記載の発明に付随した有機酸の処理方法として、特許文献２は、鉄錯体と紫外線を用いて分解する方法を提案している。特許文献２に記載の有機酸の処理方法は、鉄錯体の触媒作用と過酸化水素と紫外線照射により、還元除染剤であるシュウ酸を水と二酸化炭素に分解するものである。特許文献３に記載されたシュウ酸などのジカルボン酸の分解方法は、鉄錯体の触媒作用と可視光照射により、シュウ酸を水と二酸化炭素に分解している。
【０００６】
特許文献４は、白金，ルテニウム，バナジウム，パラジウム等の貴金属を添着した触媒と過酸化水素とを用いて還元除染剤を分解する方法を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平３−１０９１９号公報
【特許文献２】特表平９−５１０７８４号公報
【特許文献３】特開２００６−１６２２７７号公報
【特許文献４】特開２０００−１０５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の化学除染液の処理方法において、紫外線や可視光を照射して分解する方法は、還元除染剤の分解効率が低いため、除染液を複数回分解設備に循環する必要があり、除染剤を分解消滅するための時間が長くなる。また、分解時間を短縮しようとした場合は、分解設備を大きくする必要があり設備コストが増加する。
【０００９】
一方、貴金属触媒を用いた分解法は、紫外線や可視光を照射する方法に比べて還元除染剤の分解効率が高く、分解時間を短縮できるが、排出可能な濃度まで除染剤を分解するためには、やはり除染液を複数回触媒に通水する必要がある。そのため、除染工程の中で還元除染剤を分解する時間の割合が大きく、さらなる分解時間の短縮が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、還元除染剤の分解に要する時間を短縮することができる化学除染液の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、有機酸を含有する化学除染液を分解する第１有機酸分解工程と、第１有機酸分解工程で分解せず残留した有機酸を酸化剤添加により分解する第２有機酸分解工程と、第２有機酸分解工程で残留した酸化剤を還元剤添加により分解する酸化剤分解工程を含み、いずれの工程も化学除染液はワンススルーの通水であることにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、有機酸を含む化学除染液の処理に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る化学除染液の処理方法での処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る化学除染液の処理方法で用いられる処理装置の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る化学除染液の処理方法で用いられる処理装置の構成図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る化学除染液の処理方法で用いられる処理装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
（実施例１）
本実施例の化学除染液の処理方法での処理手順を示すフローチャートを図１に示し、本実施例に係る化学除染液の処理方法で用いられる化学除染装置の構成の概略図を図２に示す。
【００１６】
まずは、図２に示す化学除染液の処理装置１を用いて、化学除染液を処理する処理装置の構成について説明する。本実施例では、化学除染液に含まれる還元除染液剤としてシュウ酸を例に説明する。
【００１７】
本実施例の化学除染液の処理装置１は、弁３、化学除染後の化学除染液が通過する通液配管２、この通液配管２内に酸化剤（本実施例で過酸化水素）を注入する第１の酸化剤注入系１１、この第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤の注入量を調整するための弁３１、この弁３１の開閉を制御する第１の制御装置３２、化学除染後の還元除染液に含まれる有機酸（本実施例ではシュウ酸）を第１に分解する分解装置４、通過する化学除染液中の有機酸の濃度を測定する測定器９、通液配管２内に酸化剤（本実施例では過マンガン酸）を注入する第２の酸化剤注入系１２、この第２の酸化剤注入系１２から注入する酸化剤の注入量を調整するための弁３３、この弁３３の開閉を制御する第２の制御装置３４、通液配管２を通過する化学除染液と第２の酸化剤注入系１２から注入された過マンガン酸とを混合するミキサー５、このミキサー５を通過した化学除染液に含まれる酸化剤の濃度を測定する測定器１０、通液配管２内に還元剤（本実施例では過酸化水素）を注入する還元剤注入系１３、この還元剤注入系１３から注入する還元剤の注入量を調整するための弁３５、この弁３５の開閉を制御する第３の制御装置３６、通液配管２を通過してきた化学除染液と還元剤注入系１３から注入された過酸化水素を混合するミキサー６、このミキサー６から排出された化学除染液を通過させるフィルタ７、このフィルタ７を通過した化学除染液からイオンを除去する混床樹脂塔８を備える。化学除染液が通過する通液配管２の経路の上流側から順番に、弁３，分解装置４，測定器９，ミキサー５，測定器１０，ミキサー６，フィルタ７及び混床樹脂塔８が配置される。第１の制御装置３２は、水質モニタ１６と弁３１に接続される。第２の制御装置３４は、測定器９と弁３３に接続される。第３の制御装置３６は、測定器１０と弁３５に接続される。
【００１８】
本実施例では、分解装置４として貴金属触媒を充填した触媒塔、測定器９として導電率計、ミキサー５及び６としてスタティックミキサー、測定器１０として分光光度計を使用する。
【００１９】
第１の酸化剤注入系１１は、弁３の下流側であって分解装置４の上流側の通液配管２に、酸化剤を注入するように配置される。第１の酸化剤注入系１１は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００２０】
第２の酸化剤注入系１２は、測定器９の下流側であってミキサー５の上流側の通液配管２に酸化剤を注入するように配置される。第２の酸化剤注入系１２は、例えば、過マンガン酸を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００２１】
還元剤注入系１３は、測定器１０の下流側であってミキサー６の上流側の通液配管２に還元剤を注入するように配置される。還元剤注入系１３は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００２２】
次に、図１及び図２を用いて、化学除染液を処理する方法について説明する。原子力プラントを対象とした化学除染における還元除染工程では、原子力プラントを構成する構成部材の表面であって、炉水に接する面に有機酸を含む除染液を通流させて化学除染を実施する。化学除染液である還元除染液は、図２における除染対象部位１４，系統配管１５，水質モニタ１６，送液ポンプ１７，弁１９，陽イオン交換樹脂塔２１，弁２０，弁２２を通り、また除染対象部位１４へと循環する。還元除染液中の還元剤濃度は、例えば水質モニタ１６により測定され、この測定結果が還元除染制御装置（図示せず）に出力される。
還元除染制御装置は、測定した還元剤濃度に基づいて、還元剤注入系２７から注入するシュウ酸の量を調整する。
【００２３】
還元除染工程の終了後、還元除染液の分解処理を開始する。本実施例の還元除染液の処理手順は、図１に示すように、第１有機酸分解工程Ｓ１と、第２有機酸分解工程Ｓ２と、酸化剤分解工程Ｓ３と、浄化工程Ｓ４を備える。図１に示す処理手順は、図２に示す化学除染液の処理装置１を使用し、化学除染後の還元除染液を、弁３を介して通液配管２に供給して処理を行う。
【００２４】
まずは、処理装置１内の弁３を開き、弁２０を閉じて化学除染液を処理装置１に流通する。
【００２５】
第１有機酸分解工程Ｓ１は、化学除染後の還元除染液に含まれる有機酸（本実施例ではシュウ酸）を第１に分解する工程で、図２に示す分解装置４，第１の酸化剤注入系１１，弁３１及び第１の制御装置３２から構成される装置を使用する。分解装置４としては、ワンススルーで有機酸を分解する装置で、例えば貴金属触媒塔、紫外線照射装置などが使用できる。第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤として過酸化水素を使用したが、オゾンなどを使用してもよい。第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤の注入量は、水質モニタ１６で測定した還元剤の濃度に基づいて、決定される。水質モニタ１６が測定したシュウ酸の濃度情報を第１の制御装置３２に送信すると、第１の制御装置３２は、このシュウ酸濃度に基づいて弁３１の開閉を調整し、過酸化水素の注入量を制御する。化学除染後の還元除染液は、第１有機酸分解工程Ｓ１において、第１の酸化剤注入系１１から注入された酸化剤とともに分解装置４に供給される。このように、第１の制御装置３２が水質モニタ１６の測定結果に基づいて第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤の注入量を制御して、分解装置４において約９割のシュウ酸を分解する。化学除染液に含まれるシュウ酸は酸化剤との反応により二酸化炭素と水に分解される。
【００２６】
第２有機酸分解工程Ｓ２は、第１有機酸分解工程Ｓ１を通過した化学除染液に含まれる未分解有機酸を排水可能な濃度まで分解する工程で、図２に示す測定器９の後段に、第２の酸化剤注入系１２，ミキサー５、弁３３及び第２の制御装置３４を設置した構成の装置を使用する。測定器９としては、化学除染液を通過させることで有機酸の濃度を定量できる測定器（本実施例では導電率計）を使用する。ミキサー５としては、化学除染液を通過させることで第２の酸化剤注入系１２から供給した酸化剤と化学除染液が十分に混合し、有機酸の分解反応が完結する形態のもの（本実施例ではスタティックミキサー）を使用する。第２の酸化剤注入系１２から供給する酸化剤として、本実施例では過マンガン酸を使用したが、過マンガン酸塩の水溶液，オゾン，過酸化水素などを使用してもよい。第２の酸化剤注入系１２から供給する酸化剤は、シュウ酸との反応速度や、後段の酸化剤分解工程Ｓ３での分解性、浄化工程Ｓ４での除去性などを考慮して選択する。分解装置４を通過した化学除染液に含まれる未分解のシュウ酸の量は、第２有機酸分解工程Ｓ２に設置した測定器９により定量される。第２の酸化剤注入系１２から注入する酸化剤の注入量は、測定器９で測定したシュウ酸の濃度に基づいて、決定される。測定器９が測定したシュウ酸の濃度情報を第２の制御装置３４に送信すると、第２の制御装置３４は、このシュウ酸濃度に基づいて弁３３の開閉を調整し、過マンガン酸の注入量を制御する。第２の酸化剤注入系１２から注入される過マンガン酸の量は、測定器９における定量結果に基づいて、化学除染液に含まれるシュウ酸量に対して化学当量の１倍から１.２倍になるように設定されている。設定された量の過マンガン酸が通液配管２に注入されると、化学除染液と過マンガン酸の混合液がミキサー５に入る。ミキサー５が化学除染液と過マンガン酸を十分に混合し、化学除染液に含まれるシュウ酸と酸化剤である過マンガン酸とを反応させて、シュウ酸を二酸化炭素と水に分解する。シュウ酸と過マンガン酸は定量的に反応すること、また化学除染の還元除染工程で多く採用されている工程温度（８０℃から９０℃）ではシュウ酸と過マンガン酸の反応速度は大きいことが知られており、過マンガン酸を化学当量以上添加することでシュウ酸は排出可能な濃度、例えば１０ppm以下まで分解できる。ここで、第２の酸化剤注入系１２から注入する酸化剤の注入量は、当該酸化剤によるシュウ酸の分解反応で使用される酸化剤の化学当量以上、好ましくは化学当量の１倍から１.２倍の量とする。化学当量以上の酸化剤を注入することで、化学除染液中のシュウ酸は排出可能な濃度まで分解される。ミキサー５における化学除染液の滞留時間は、化学除染液に含まれるシュウ酸が酸化剤との反応により排出可能な濃度以下になる時間以上になるよう設定される。
【００２７】
酸化剤分解工程Ｓ３は、第２有機酸分解工程Ｓ２を通過した化学除染液に含まれる酸化剤を分解する工程で、図２に示す測定器１０の後段に、還元剤注入系１３，ミキサー６，弁３５及び第３の制御装置３６を設置した構成の装置を使用する。測定器１０としては、化学除染液を通過させることで酸化剤の濃度を定量できる測定器（本実施例では分光光度計）を使用する。ミキサー６としては、ミキサー５と同様で、化学除染液を通過させることで還元剤注入系１３から供給した還元剤と化学除染液が十分に混合し、酸化剤の分解反応が完結する形態のものを使用する。還元剤注入系１３から供給する還元剤としては、本実施例では過酸化水素を使用したが、過酸化水素以外の無機系の還元剤，アスコルビン酸，ヒドラジンなどの有機系の還元剤を使用することもできる。還元剤注入系１３から供給する還元剤は、酸化剤との反応速度や、後段の浄化工程Ｓ４での除去性などを考慮して選択する。第２有機酸分解工程Ｓ２で化学当量以上の酸化剤を注入した場合、第２有機酸分解工程を通過した化学除染液には、未反応の酸化剤（過マンガン酸）が含まれる。ミキサー５を通過した化学除染液に含まれる未反応の過マンガン酸濃度は、測定器１０において、例えば５２５ｎｍの吸光度を測定して定量する。測定器１０が未反応の過マンガン酸の濃度を定量すると、この定量結果に基づき、還元剤注入系１３から注入される還元剤の量が決定される。測定器１０が測定した過マンガン酸の濃度情報を第３の制御装置３６に送信すると、第３の制御装置３６は、この過マンガン酸の濃度に基づいて弁３５の開閉を調整し、過酸化水素の注入量を制御する。還元剤注入系１３より注入される過酸化水素の量は、測定器１０における定量結果に基づき、化学除染液に含まれる過マンガン酸量に対して化学当量の１倍から１.２倍に設定する。化学除染液と還元剤注入系１３から注入された過酸化水素との混合液がミキサー６に注入される。ミキサー６は、化学除染液と還元剤である過酸化水素とを混合し、酸化剤と還元剤の反応により酸化剤を分解する。つまり、化学除染液と過酸化水素はミキサー６で混合され、過マンガン酸はマンガンイオン及び／あるいは二酸化マンガンに分解される。過マンガン酸と過酸化水素は定量的に反応すること、また化学除染の還元除染工程で多く採用されている工程温度（８０℃から９０℃）では過マンガン酸と過酸化水素の反応速度は大きいことが知られており、過酸化水素を当量以上添加することで過マンガン酸のほぼ全量を分解することができる。還元剤の注入量は、還元剤による酸化剤の分解反応で使用される還元剤の化学当量以上、好ましくは化学当量の１倍から１.２倍の量とする。
【００２８】
浄化工程Ｓ４は、酸化剤分解工程Ｓ３を通過した化学除染液に含まれる析出物やイオンを分離する工程で、フィルタ７と混床樹脂塔８から構成される装置を使用する。酸化剤分解工程Ｓ３を通過した化学除染液には、酸化剤の分解生成物と、未反応の還元剤が含まれる。ミキサー６を通過した化学除染液は、フィルタ７に送られる。フィルタ７において粒状物質が除去され、混床樹脂塔８でイオンが除去される。本実施例では、フィルタ７では、二酸化マンガンが生成していた場合には二酸化マンガンが除去される。また、化学除染液に未反応の過酸化水素が含まれている場合には、フィルタ７において分解される。フィルタ７を通過した化学除染液は、混床樹脂塔８に送られ、化学除染液に含まれるイオンが除去される。浄化工程Ｓ４で浄化された化学除染液は、そのまま排出するか、別系統の除染対象部位に供給して系統水として使用することができる。
【００２９】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１によれば、分解装置４で未分解となったシュウ酸を酸化剤（本実施例では過マンガン酸）との反応で、未反応の酸化剤（本実施例では過マンガン酸）は還元剤（本実施例で過酸化水素）との反応でそれぞれ分解することにより、ワンススルーでシュウ酸を分解できるため、化学除染液中のシュウ酸の分解に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
本実施例では、化学除染液を第１有機酸分解工程に一回通水すると、該工程から排出される化学除染液には第１有機酸分解工程で採用された有機酸分解方法に応じた量の未分解有機酸が含まれる。第２有機酸分解工程では、この未分解有機酸に対して化学当量以上の酸化剤を添加し、化学反応により有機酸を排出可能な濃度まで分解する。第２有機酸分解工程を通過した化学除染液には未反応の酸化剤が含まれており、酸化剤分解工程において、酸化剤に対して反応当量以上の還元剤を添加して酸化剤を分解する。本実施例では、第２有機酸分解工程で添加する酸化剤は有機酸との反応速度が大きく、また、酸化剤分解工程で添加する還元剤は酸化剤との反応速度が大きく、第１有機酸分解工程Ｓ１の通水時間と同等かそれ以下の時間で分解反応が完了するものを選択している。これにより、従来の方法では有機酸を排出可能な濃度まで分解するために化学除染液を複数回循環させる必要があったのに対し、本実施例では、化学除染液を一回循環させるのと同等の時間で有機酸を分解することができるため、還元除染剤の分解に要する時間を短縮することが可能となる。
【００３１】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１のように、過酸化水素を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１の後に、過マンガン酸を用いた第２有機酸分解工程Ｓ２を実施することによって、廃棄物量を低減することができる。つまり、過マンガン酸を用いた第２有機酸分解工程Ｓ２の後に、過酸化水素を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１を実施する場合には、有機酸（本実施例ではシュウ酸）を分解するために必要な過マンガン酸の量が本実施例と比べて多くなり、分解後のマンガンイオンを除去するための樹脂の量が多くなってしまう。本実施例のように、過酸化水素を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１の後に、過マンガン酸を用いた第２有機酸分解工程Ｓ２を実施することによって、マンガンイオンの量を低減でき、これにより廃棄物量を低減できる。また、有機酸を分解する反応速度は過酸化水素よりも過マンガン酸のほうが速いが、第１有機酸分解工程Ｓ１の過酸化水素と触媒を用いて分解する方法は、有機酸の濃度が高いほど分解の能率が高くなる。このため、本実施例のように第２有機酸分解工程Ｓ２の前に、過酸化水素と分解装置４を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１を実施することによって化学除染液の処理に要する時間を短縮できる。仮に、第２有機酸分解工程Ｓ２の後に、第１有機酸分解工程Ｓ１を実施した場合、第２有機酸分解工程Ｓ２で有機酸の一部が分解された化学除染液が第１有機酸分解工程Ｓ１に注入されるため、第１有機酸分解工程Ｓ１では有機酸の濃度が低い化学除染液を処理することなり、化学除染液を分解装置４に複数回循環させることが必要となって処理時間が長くなってしまう可能性がある。本実施例のように第２有機酸分解工程Ｓ２の前に、過酸化水素と分解装置４を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１を実施することによって、ワンスルーでの分解が可能となる。
【００３２】
（実施例２）
本実施例に係る化学除染液の処理方法で用いられる化学除染液の処理装置１Ａを含む構成を概略的に図３に示す。実施例１では、分解装置４の下流側に設置された測定器９、この測定器９と弁３３に接続された第２の制御装置３４、ミキサー５の下流側に設置された測定器１０、この測定器１０と弁３５に接続された第３の制御装置３６を備える処理装置１について説明したが、本実施例の処理装置１Ａは、ミキサー５の下流側に設置された測定器１０Ａ、この測定器１０Ａと弁３３に接続された第１制御装置、ミキサー６の下流側に設置された測定器１０Ｂ、この測定器１０Ｂと弁３５に接続された第３の制御装置３６Ａを備える構成である。本実施例でも、化学除染液に含まれる還元除染液としてシュウ酸を例に説明する。なお、図３では実施例１（図２）と共通する部分には同一符号を付し、実施例１と重複する内容については以下省略して説明する。
【００３３】
本実施例の化学除染液の処理装置１Ａの構成について、図３を用いて説明する。処理装置１Ａは、化学除染液が通過する通液配管２の経路の上流側から順番に、弁３，分解装置４，ミキサー５，測定器１０Ａ，ミキサー６，測定器１０Ｂ，フィルタ７及び混床樹脂塔８が配置される。本実施例において、分解装置４として貴金属触媒を充填した触媒塔，ミキサー５，６としてスタティックミキサー、測定器１０Ａとして、分光光度計を使用し、測定器１０Ｂとして、過酸化水素定量装置を使用する。
【００３４】
第１の酸化剤注入系１１は、弁３の下流側であって分解装置４の上流側の通液配管２に、酸化剤（本実施例では過酸化水素）を注入するように配置される。第１の酸化剤注入系１１は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備る。
【００３５】
第２の酸化剤注入系１２は、分解装置４の下流側であってミキサー５の上流側の通液配管２に酸化剤（本実施例では過マンガン酸）を注入するように配置される。第２の酸化剤注入系１２は、例えば、過マンガン酸を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００３６】
還元剤注入系１３は、測定器１０Ａの下流側であってミキサー６の上流側の通液配管２に還元剤（本実施例では過酸化水素）を注入するように配置される。還元剤注入系１３は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００３７】
第１の制御装置３２は、水質モニタ１６と弁３１に接続され、水質モニタ１６で測定した還元剤の濃度に基づいて、弁３１の開閉を調整し、第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤の注入量を制御する。第２の制御装置３４Ａは、測定器１０Ａと弁３３に接続され、測定器１０Ａで測定したシュウ酸の濃度に基づいて、弁３３の開閉を調整し、第２の酸化剤注入系１２から注入する酸化剤の注入量を制御する。第３の制御装置３６Ａは、測定器１０Ｂと弁３５に接続され、測定器１０Ｂで測定した過酸化水素の濃度に基づいて、弁３５の開閉を制御し、還元剤注入系１３から注入する還元剤の注入量を制御する。
【００３８】
次に、本実施例の処理装置１Ａを用いて化学除染液を処理する方法について説明する。
【００３９】
還元除染工程の終了後、還元除染液の処理を開始する。本実施例の還元除染液の処理手順は、実施例１の第２有機酸分解工程Ｓ２と酸化剤分解工程Ｓ３を、第２有機酸分解工程Ｓ２ａと酸化剤分解工程Ｓ３ａに替えた処理手順である。
【００４０】
まずは、処理装置１Ａ内の弁３を開き、弁２０を閉じて化学除染液を処理装置１Ａに流通する。
【００４１】
第１有機酸分解工程Ｓ１では、実施例１と同様、化学除染後の還元除染液に含まれるシュウ酸を、二酸化炭素と水に分解する。処理装置１Ａでは、水質モニタ１６でのシュウ酸濃度の測定結果をもとに、第１の酸化剤注入系１１から過酸化水素を注入し、分解装置４において約９割のシュウ酸を分解する。未分解のシュウ酸を含む化学除染が第２有機酸分解工程に送られる。
【００４２】
第２有機酸分解工程Ｓ２ａは、第１有機酸分解工程Ｓ１を通過した化学除染液に含まれる未分解有機酸を排水可能な濃度まで分解する工程である。第２の酸化剤注入系１２が、分解装置４から排出された化学除染液が通過する通液配管２に過マンガン酸を注入する。
第２の酸化剤注入系１２から供給する過マンガン酸の注入量は、化学除染液の処理を開始した直後は分解装置４におけるシュウ酸の分解率の設計値をもとに、シュウ酸との反応の化学当量以上となる予め定められた注入量（例えば、化学除染液に含まれるシュウ酸量に対して化学当量の１倍から１.２倍の注入量）に設定される。つまり、第２の制御装置３４Ａは、弁３３の開閉を調整し、この予め定められた注入量となるように第２の酸化剤注入系１２から注入するシュウ酸の注入量を制御する。通液配管２を通過した化学除染液と過マンガン酸の混合液が、ミキサー５において混合される。ミキサー５を通過した化学除染液は測定器１０Ａに送られる。測定器１０Ａは５２５ｎｍの吸光度を測定し、未反応の
酸化剤濃度を測定する。この測定器１０Ａで計測された測定結果が第２の制御装置３４Ａに送られる。測定器１０Ａで過マンガン酸の定量を開始した以降は、第２の制御装置３４Ａは、測定器１０Ａでの測定結果をもとに、第２の酸化剤注入系１２から注入する過マンガン酸の量を設定する。注入する過マンガン酸の量は、未分解のシュウ酸を十分に分解するため化学当量以上とする。このため、測定器１０Ａで酸化剤の検出が可能となるが、過剰な酸化剤の添加は後段での処理負荷が増加する可能性があり好ましくない。この第２有機酸分解工程Ｓ２ａでは、未分解のシュウ酸を排出可能な濃度以下にまで分解する。
【００４３】
酸化剤分解工程Ｓ３ａは、第２有機酸分解工程Ｓ２ａを通過した化学除染液に含まれる酸化剤を分解する工程である。測定器１０Ａを通過した化学除染液は、還元剤注入系１３より注入される過酸化水素とともにミキサー６に送られ、混合される。還元剤注入系１３からの過酸化水素の注入量は、化学除染液の処理を開始した直後は、第２の酸化剤注入系１２より注入される過マンガン酸量に対し、化学当量の１倍から１.２倍となるように設定されている。つまり、第３の制御装置３６Ａは、弁３５の開閉を調整し、還元剤注入系１３から注入する過酸化水素の注入量が設定値となるように制御する。ミキサー６を通過した化学除染液は測定器１０Ｂに送られ、未反応の過酸化水素を定量する。測定器１０Ｂでは、未分解の酸化剤濃度または還元剤濃度を測定し、測定結果を第３の制御装置３６Ａに送信する。測定器１０Ｂで過酸化水素の定量を開始した以降は、第３の制御装置３６Ａは、測定器１０Ｂにおける過酸化水素の定量結果をもとに、還元剤注入系１３から注入する過酸化水素の注入量を制御する。注入する還元剤の量は、酸化剤を十分に分解するため化学当量以上とする。この酸化剤分解工程Ｓ３ａでは、化学除染液に含まれる未反応の酸化剤を分解する。
【００４４】
本実施例では、酸化剤分解工程Ｓ３ａにおいて、測定器１０Ｂを用いて酸化剤の濃度を測定し、還元剤注入系１３から注入する還元剤を調整したが、測定器１０Ａが酸化剤の濃度を測定する場合には、測定器１０Ｂを設置しない構成としてもよい。この場合、第３の制御装置３６Ａは、測定器１０Ａと弁３５に接続され、測定器１０Ａで測定した酸化剤の濃度に基づいて、還元剤注入系１３から注入する還元剤の注入量を調整する。
【００４５】
また、本実施例では、還元剤注入系１３，ミキサー６，弁３５及び第３の制御装置３６を用いて２有機酸分解工程Ｓ２ａを通過した化学除染液に含まれる酸化剤を分解する工程（酸化剤分解工程Ｓ３ａ）を備えるが、測定器１０Ａでシュウ酸濃度及び酸化剤濃度を測定し、シュウ酸濃度が排出可能な濃度以下であり、かつ酸化剤濃度が後段、特に浄化工程Ｓ４で使用する樹脂の性能に影響しない濃度になるように、第２の酸化剤注入系１２より注入する酸化剤の量を調整しても良い。この場合、酸化剤分解工程Ｓ３ａは省略することができる。
【００４６】
浄化工程Ｓ４では、酸化剤分解工程Ｓ３ａを通過した化学除染液を浄化する工程である。ミキサー６を通過した化学除染液がフィルタ７に送られる。フィルタ７は、化学除染液に含まれる粒子状物質を除去し、未反応の過酸化水素を分解する。フィルタ７から排出された化学除染液は、混床樹脂塔８に送られ、化学除染液に含まれるイオンが除去される。
ここで浄化された化学除染液は、排出または別系統の除染対象部位で系統水として使用される。
【００４７】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１Ａによれば、分解装置４で未分解となったシュウ酸を酸化剤（本実施例では過マンガン酸）との反応で、未反応の酸化剤（本実施例では過マンガン酸）は還元剤（本実施例で過酸化水素）との反応でそれぞれ分解することにより、ワンススルーでシュウ酸を分解できるため、化学除染液中のシュウ酸の分解に要する時間を短縮することができる。
【００４８】
本実施例では、化学除染液を第１有機酸分解工程に一回通水すると、該工程から排出される化学除染液には第１有機酸分解工程で採用された有機酸分解方法に応じた量の未分解有機酸が含まれる。第２有機酸分解工程では、この未分解有機酸に対して化学当量以上の酸化剤を添加し、化学反応により有機酸を排出可能な濃度まで分解する。第２有機酸分解工程を通過した化学除染液には未反応の酸化剤が含まれており、酸化剤分解工程において、酸化剤に対して反応当量以上の還元剤を添加して酸化剤を分解する。本実施例では、第２有機酸分解工程で添加する酸化剤は有機酸との反応速度が大きく、また、酸化剤分解工程で添加する還元剤は酸化剤との反応速度が大きく、第１有機酸分解工程Ｓ１の通水時間と同等かそれ以下の時間で分解反応が完了するものを選択している。これにより、従来の方法では有機酸を排出可能な濃度まで分解するために化学除染液を複数回循環させる必要があったのに対し、本実施例では、化学除染液を一回循環させるのと同等の時間で有機酸を分解することができるため、還元除染剤の分解に要する時間を短縮することが可能となる。
【００４９】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１Ａによれば、過酸化水素を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１の後に、過マンガン酸を用いた第２有機酸分解工程Ｓ２ａを実施しているため、実施例１と同様、マンガンイオンの量を低減できて廃棄物量を低減できる。また、本実施例は、第２有機酸分解工程Ｓ２ａの前に、過酸化水素と分解装置４を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１を実施しているため、実施例１と同様、化学除染液の処理に要する時間を短縮でき、また、ワンスルーでの分解が可能となる。
【００５０】
（実施例３）
本実施例に係る化学除染液の処理方法に用いられる化学除染液の処理装置１Ｂを含む構成を概略的に図４に示す。実施例１では、分解装置４の下流側に設置された測定器９、この測定器９と弁３３に接続された第２の制御装置３４、ミキサー５の下流側に設置された測定器１０、この測定器１０と弁３５に接続された第３の制御装置３６を備える化学除染液の処理装置１について説明したが、本実施例の処理装置１Ｂは、ミキサー５の下流側に設置した測定器１０Ｃ、この測定器１０Ｃ，弁３３及び弁３５に接続された第２の制御装置３４Ｂを備える構成である。本実施例でも、化学除染液に含まれる還元除染液としてシュウ酸を例に説明する。なお、図４では実施例１（図２）と共通する部分には同一符号を付し、実施例１と重複する内容については以下省略して説明する。
【００５１】
本実施例の化学除染液の処理装置１Ｂの構成について、図４を用いて説明する。処理装置１Ｂは、化学除染液が通過する通液配管２の経路の上流側から順番に、弁３，分解装置４，ミキサー５，測定器１０Ｃ，ミキサー６，フィルタ７及び混床樹脂塔８が配置される。本実施例において、分解装置４として貴金属触媒を充填した触媒塔、ミキサー５，６としてスタティックミキサー、測定器１０Ｃとして分光光度計を使用する。
【００５２】
第１の酸化剤注入系１１は、弁３の下流側であって分解装置４の上流側の通液配管２に、酸化剤（本実施例では過酸化水素）を注入するように配置される。第１の酸化剤注入系１１は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００５３】
第２の酸化剤注入系１２は、分解装置４の下流側であってミキサー５の上流側の通液配管２に酸化剤（本実施例では過マンガン酸）を注入するように配置される。第２の酸化剤注入系１２は、例えば、過マンガン酸を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００５４】
還元剤注入系１３は、測定器１０Ｃの下流側であってミキサー６の上流側の通液配管２に還元剤（本実施例では過酸化水素）を注入するように配置される。還元剤注入系１３は、例えば、過酸化水素を充填した薬液タンク，送液ポンプ及び弁を備える。
【００５５】
第１の制御装置３２は、水質モニタ１６と弁３１に接続され、水質モニタ１６で測定した還元剤の濃度に基づいて、弁３１の開閉を調整し、第１の酸化剤注入系１１から注入する酸化剤の注入量を制御する。第２の制御装置３４Ｂは、測定器１０Ｃ，弁３３及び弁３５に接続される。第２の制御装置３４Ｂは、測定器１０Ｃで測定した過マンガン酸の濃度に基づいて、弁３３の開閉を調整し、第２の酸化剤注入系１２から注入する酸化剤の流入量を制御する。また、第２の制御装置３４Ｂは、測定器１０Ｃで測定した過マンガン酸の濃度に基づいて、弁３５の開閉を調整し、還元剤注入系１３から注入する還元剤の注入量を制御する。
【００５６】
次に、本実施例の化学除染液の処理装置１Ｂを用いた化学除染液を処理する方法について説明する。
【００５７】
還元除染工程の終了後、還元除染液の処理を開始する。本実施例の還元除染液の処理手順は、実施例１の第２有機酸分解工程Ｓ２と酸化剤分解工程Ｓ３を、第２有機酸分解工程Ｓ２ｂと酸化剤分解工程Ｓ３ｂに替えた処理手順である。
【００５８】
まずは、処理装置１Ｂ内の弁３を開き、弁２０を閉じて化学除染液を処理装置１Ｂに流通する。
【００５９】
第１有機酸分解工程Ｓ１では、実施例１と同様、化学除染後の還元除染液に含まれるシュウ酸を、二酸化炭素と水に分解する。処理装置１Ｂでは、水質モニタ１６でのシュウ酸濃度の測定結果をもとに、第１の酸化剤注入系１１から過酸化水素を注入し、分解装置４において約９割のシュウ酸を分解する。未分解のシュウ酸を含む化学除染が第２有機酸分解工程に送られる。
【００６０】
第２有機酸分解工程Ｓ２ｂは、第１有機酸分解工程Ｓ１を通過した化学除染液に含まれる未分解有機酸を排水可能な濃度になるまで分解する工程である。第２の酸化剤注入系１２が、分解装置４から排出された化学除染液が通過する通液配管２に過マンガン酸を注入する。第２の酸化剤注入系１２から供給する過マンガン酸の注入量は、化学除染液の処理を開始した直後は、分解装置４におけるシュウ酸の分解率の設計値をもとに、シュウ酸との反応の化学当量以上となる予め定められた注入量（例えば、化学除染液に含まれるシュウ酸量に対して化学当量の１倍から１.２倍の注入量）に設定される。つまり、第２の制御装置３４Ｂは、弁３３の開閉を調整し、この予め定められた注入量となるように第２の酸化剤注入系１２からの過マンガン酸の注入量を制御する。分解装置４を通過した化学除染液と過マンガン酸の混合液が、ミキサー５において混合される。ミキサー５を通過した化学除染液は測定器１０Ｃに送られる。測定器１０Ｃは、５２５ｎｍの吸光度を測定し、化学除染液に含まれる未反応の過マンガン酸を定量する。この測定器１０Ｃで計測された測定結果が第２の制御装置３４Ｂに送られる。測定器１０Ｃで過マンガン酸の定量を開始した以降は、第２の制御装置３４Ｂは、測定器１０Ｃで測定したシュウ酸の濃度のもとに、第２の酸化剤注入系１２から注入する過マンガン酸の量を設定する。注入する過マンガン酸の量は、未分解のシュウ酸を十分に分解するため化学当量以上とする。このため、測定器１０Ｃで酸化剤の検出が可能となるが、過剰な酸化剤の添加は後段での処理負荷が増加する可能性があり好ましくない。この第２有機酸分解工程Ｓ２ｂでは、未分解のシュウ酸を排出可能な濃度以下にまで分解する。
【００６１】
酸化剤分解工程Ｓ３ｂは、第２有機酸分解工程Ｓ２ｂを通過した化学除染液に含まれる酸化剤を分解する工程である。測定器１０Ｃを通過した化学除染液は、還元剤注入系１３より注入される過酸化水素とともにミキサー６に送られ、混合される。還元剤注入系１３より注入される過酸化水素の量は、測定器１０Ｃにおける過マンガン酸の定量結果をもとに、過マンガン酸との反応の化学当量以上、例えば１倍から１.２倍に設定される。つまり、第２の制御装置３４Ｂは、測定器１０Ｃで測定した過マンガン酸の定量結果に基づいて、弁３５の開閉を調整し、還元剤注入系１３から注入する過酸化水素の注入量を制御する。
【００６２】
浄化工程Ｓ４は、酸化剤分解工程Ｓ３を通過した化学除染液を浄化する工程である。ミキサー６を通過した化学除染液がフィルタ７に送られる。フィルタ７は、化学除染液に含まれる粒子状物質を除去し、未反応の過酸化水素を分解する。フィルタ７から排出された化学除染液は、混床樹脂塔８に送られ、化学除染液に含まれるイオンが除去される。ここで浄化された化学除染液は、排出または別系統の除染対象部位で系統水として使用される。
【００６３】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１Ｂによれば、分解装置４で未分解となったシュウ酸を酸化剤（本実施例では過マンガン酸）との反応で、未反応の酸化剤（本実施例では過マンガン酸）は還元剤（本実施例で過酸化水素）との反応でそれぞれ分解することにより、ワンススルーでシュウ酸を分解できるため、化学除染液中のシュウ酸の分解に要する時間を短縮することができる。
【００６４】
本実施例では、化学除染液を第１有機酸分解工程に一回通水すると、該工程から排出される化学除染液には第１有機酸分解工程で採用された有機酸分解方法に応じた量の未分解有機酸が含まれる。第２有機酸分解工程では、この未分解有機酸に対して化学当量以上の酸化剤を添加し、化学反応により有機酸を排出可能な濃度まで分解する。第２有機酸分解工程を通過した化学除染液には未反応の酸化剤が含まれており、酸化剤分解工程において、酸化剤に対して反応当量以上の還元剤を添加して酸化剤を分解する。本実施例では、第２有機酸分解工程で添加する酸化剤は有機酸との反応速度が大きく、また、酸化剤分解工程で添加する還元剤は酸化剤との反応速度が大きく、第１有機酸分解工程Ｓ１の通水時間と同等かそれ以下の時間で分解反応が完了するものを選択している。これにより、従来の方法では有機酸を排出可能な濃度まで分解するために化学除染液を複数回循環させる必要があったのに対し、本実施例では、化学除染液を一回循環させるのと同等の時間で有機酸を分解することができるため、還元除染剤の分解に要する時間を短縮することが可能となる。
【００６５】
本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１Ｂによれば、過酸化水素を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１の後に、過マンガン酸を用いた第２有機酸分解工程Ｓ２ｂを実施しているため、実施例１と同様、マンガンイオンの量を低減できて廃棄物量を低減できる。また、本実施例は、第２有機酸分解工程Ｓ２ｂの前に、過酸化水素と分解装置４を用いた第１有機酸分解工程Ｓ１を実施しているため、実施例１と同様、化学除染液の処理に要する時間を短縮でき、また、ワンスルーでの分解が可能となる。
【００６６】
さらに、本実施例の化学除染液の処理方法及び処理装置１Ｂによれば、処理装置で使用する測定器の数を減らすことができ、装置が合理化できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、沸騰水型原子力プラント，加圧水型原子力プラント及び核燃料再処理プラント等の原子力施設における配管等の除染で使用した除染液の処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ，１Ｂ  化学除染液の処理装置
２  通液配管
４  分解装置
５，６  ミキサー
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  測定器
１１  第１の酸化剤注入系
１２  第２の酸化剤注入系
１３，２７  還元剤注入系
２６  酸化剤注入系
３１，３３，３５  弁
３２  第１の制御装置
３４，３４Ａ，３４Ｂ  第２の制御装置
３６，３６Ａ  第３の制御装置
【図１】
2011145140.tif 000003
【図２】
2011145140.tif 000004
【図３】
2011145140.tif 000005
【図４】
2011145140.tif 000006