(57)【要約】  本発明は、固体液体分散物または懸濁物の体積縮小の方法を提供し、前記方法は、（ａ）少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を含む容器を提供するステップと；（ｂ）固体／液体分散物または懸濁物を容器に導入するステップと；（ｃ）液体を実質的に排出させて、固体残留物を圧縮するために機械力を印加するステップと；を含み、機械力の印加が少なくとも１個の固体機械部材による固体／液体分散物または懸濁物への圧力の印加を含み、圧力の大きさがプロセス中に増大されることを特徴とする。容器は一般にバレル（１）を含み、透過性または半透過性膜は最も好ましくはフィルタ（２）であり、機械力は一般的には、膨張式エアバッグ（４）源または水圧ラムによって印加される。廃棄物質からの固体残留物の圧縮は、容器の圧縮をさらに含み得る。本発明の全ての実施形態において、得られた残留物は、いずれかの適切な手段による貯蔵または処分に適している。固体／液体分散物または懸濁物は好ましくは、廃棄物質の水性スラリー、最も好ましくは原子力産業で発生した中間液体廃棄物スラリーを含む。
2007528292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体／液体分散物または懸濁物の体積縮小の方法であって、前記方法は、
（ａ）少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を含む容器を提供するステップと；
（ｂ）固体／液体分散物または懸濁物を前記容器に導入するステップと；
（ｃ）前記液体を実質的に排出させて、固体残留物を圧縮するために機械力を印加するステップと；
を含み、前記機械力の印加が少なくとも１個の固体機械部材による固体／液体分散物または懸濁物への圧力の印加を含み、前記圧力の大きさがプロセス中に増大されることを特徴とする体積縮小の方法。
【請求項２】
前記固体／液体分散物または懸濁物が固体物質のスラリーを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スラリーが水性スラリーを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記固体／液体分散物が廃棄物質を含む、請求項１、２または３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記廃棄物質が原子力産業で発生した廃棄物質を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記容器が円筒状コンテナを含む請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記円筒状コンテナがバレルを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記透過性または半透過性膜がフィルタを含む請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記フィルタが織られた金属メッシュ材料を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記透過性または半透過性膜が容器の表面に組み入れられている請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記透過性または半透過性膜が前記容器の底面に含まれる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記透過性または半透過性膜が前記容器の上面および／または側面にさらに含まれる請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記液体を前記容器から実質的に排出させ、前記固体残留物を圧縮するための機械力の前記印加が、前記固体／液体分散物または懸濁物に印加された圧力の上昇を提供する請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記固体／液体分散物または懸濁物に印加された圧力の前記上昇が、前記分散物または懸濁物に対する少なくとも１個の固体機械部材の作用によって徐々に達成される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１個の機械部材が前記容器内に位置する少なくとも１個の膨張式部材を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１個の膨張式部材が少なくとも１つのエアバッグを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１個の膨張式部材が圧縮空気の進入によって膨張させられる請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１個の膨張式部材が少なくとも１個の剛性部材をさらに含む請求項１５〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１個の剛性部材が少なくとも１枚の底板を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１枚の底板が金属からなる請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記機械力が容器の上面に印加される請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記機械力が剛性部材の作用によって印加される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記剛性部材がピストンまたは水圧ラムを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２４】
前記剛性部材が金属からなる請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記剛性部材が系からの液体の進入をさらに促進するのに適した穴または溝を含む請求項２２〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力が５〜２００バールの範囲である請求項１〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記圧力が１０〜５０バールの範囲である請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
５〜２０バールの範囲の初期圧力が前記固体／液体分散物に印加され、前記圧力が１００〜２００バールのレベルまで上昇される請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
最大圧縮を達成するために、３００バールの圧力が印加される請求項１〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
さらなる透過性または半透過性膜が前記容器の内側に含まれる請求項１〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記さらなる透過性または半透過性膜がプレートフィルタによって提供される請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記プレートフィルタが、内部空洞と、透過性または半透過性膜を含む表面とを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記プレートフィルタが、金属からなり、内部空洞を有する円板を含み、前記円板の上面および底面が、透過性であり、金属フィルタ媒体を含む請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記さらなる透過性または半透過性膜を通じて濾過された液体の除去のための手段が提供される請求項３０〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
圧搾された液体を前記内部空洞から導出するために、前記液体の除去のための手段が前記プレートフィルタに取付けられたホースを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ホースが補強金属ホースを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
固体／液体分散物または懸濁物の体積縮小の方法であって、
（ａ）請求項１〜３６のいずれかに記載の方法に従って、前記固体／液体分散物または懸濁物の体積を縮小するステップと；
（ｂ）さらなる機械力の印加により容器を圧縮するステップと；
を含む体積縮小の方法。
【請求項３８】
前記さらなる機械力が非常に高い圧力を含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記さらなる機械力が少なくとも１個の固体機械部材の直接機械作用によって印加される請求項３７または３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも１個の固体機械部材がハンマー、ピストンまたは水圧ラムを含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
容器の最大限の圧縮を達成するために、数百トンの圧縮力が印加される請求項３７〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
前記圧縮力が２００〜２０００トンである請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記圧縮力が１０００〜２０００トンである請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
次に残留物が貯蔵または処分のために発送される請求項１〜４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
原子力産業の中間液体廃棄物の処理にいつでも利用される請求項１〜４４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の処分に関し、廃棄物質の収集および脱水および／または濾過の新規な方法を提供する。本方法は特に廃棄汚泥の安全な処分に関し、原子力産業で発生する廃棄物質の処分に特別な用途を見出している。
【背景技術】
【０００２】
原子力産業で発生した廃棄物質の安全で環境的に許容される処分方法の識別は、その産業の作業者にとって常に難問の源である。放射性汚染の永続的な性質は、これらの物質の安全な長期貯蔵を促進する処理の、新たな革新的方法の持続的追求を必要とする。
【０００３】
多くの既存の処分方法は、適切なカプセル材料による廃棄物質の固形化を必要とし、これは実際に極めて毒性の強い物質を安定および安全な形態に変換するための適切な手段を提供して、その長期貯蔵および／または最終処分を可能にするので、原子力産業における廃棄物質の処分の特に好ましい方法であることが判明している。
【０００４】
原子力産業では、湿った、かなり希薄であることが多い汚泥は、長年に渡って発生してきた。それらは、現在の作業または池やサイロなどの古い貯蔵ビッセル（ｖｅｓｓｅｌｓ）を空にしたいという要求のどちらかから生じ、処分手順は長期貯蔵のためのカプセル化への廃棄物の調製を含む。これらの作業は、特に古い池やサイロの場合、長期に渡って沈降した汚泥を再度流動化し、かなりの距離を処理設備まで運搬して、長期貯蔵に適した形態で梱包することをしばしば必要とする。しかしながら汚泥の含水量が減少されれば、そのような廃棄物によって占有された最終容積は、レポジトリー（ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ）での長期貯蔵に関連するコストと共に大幅に減少される。したがってこれらの廃棄物質の含水量を減少させる、簡単で着実な方法が非常に望ましい。
【０００５】
一般的には、脱水および圧縮が望ましい原子力産業におけるこの種の液体廃棄物は、加工されたドラム缶で直接貯蔵される。大半の場合、放射能および長期貯蔵要件は、廃棄物を最終的に、セメント質材料によってグラウト固定およびオーバーパックすべきことを必要とする。そのような廃棄物の脱水は、従来原子力および他の産業では砂床濾過および交差流限外濾過などの技法によって実施され、そのようなプロセスの生成物は次に、例えば「Ｔｈｅ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｆｕｅｌ  Ｃｙｃｌｅ」，Ｐ  Ｄ  Ｗｉｌｓｏｎ，Ｅｄ．，Ｏｘｆｏｒｄ  Ｐｒｅｓｓ，１９９６の第９章に述べられているようにセメント内にカプセル化される。しかしながら不都合なことに、これらの方法は、最終処分のために十分に少ない含水量を有する残存廃棄物質を提供することが、または非流動性である汚泥を生成することができない。したがって本発明は、従来技術の方法を利用して可能であるよりも、著しく低いレベルまで含水量が低下されるような、液体廃棄物の脱水および／または濾過のためのさらに効果的な手順の提供を模索している。
【０００６】
原子力産業で一般に発生する廃棄物の特殊な形態は、かなりの量の固体物質を含有する液体ベーススラリーであり、一例はいわゆる中間液体廃棄物である。結果として、本発明は、カプセル化または関連技法による次の処分および／または貯蔵の可能性を有する残留物を提供するために、この種の廃棄物質の体積が迅速および効率的に縮小され、液体が可能な限り大きな程度で除去され、残留固体が著しく圧縮される手段の提供を模索している。あるいは脱水された固体がカプセル化に適切でない場合、本発明の方法は少なくとも、元の懸濁物または分散物の場合よりも長期貯蔵に適切な形態で廃棄物質を提供する。
【発明の開示】
【０００７】
したがって本発明の第１の態様に従って、固体／液体分散物または懸濁物の体積縮小の方法が提供され、前記方法は、
（ａ）少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を含む容器（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を提供するステップと；
（ｂ）前記固体／液体分散物または懸濁物を前記容器内へ導入するステップと；
（ｃ）前記液体を実質的に排出して、固体残留物を圧縮するために機械力を印加するステップと；
を含み、前記機械力の印加が少なくとも１個の固体機械部材による前記固体／液体分散物または懸濁物への圧力の印加を含み、前記圧力の大きさがプロセス中に増大されることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記固体／液体分散物または懸濁物は固体物質のスラリー、最も普通には水性スラリーを含む。本発明は特に、前記固体／液体分散物が廃棄物質、最も詳細には原子力産業で発生した廃棄物質を含む場合に適用できる。
【０００９】
前記容器は一般に円筒状コンテナ、好ましくはバレルなどのコンテナを含み、そして前記少なくとも１枚の透過性または半透過性膜は最も好ましくは、容器の表面に組み込まれた適切な濾過装置、一般的には、織られた金属メッシュ材料である。最も慣習的には、前記少なくとも１枚の透過性または半透過性膜は、前記容器の底部に含まれ、それにより固体／液体分散物または懸濁物が容器上面への導入が可能となり、そこで液体が膜を部分的に透過して、固体物質が容器内に保持される。場合により、さらなる透過性または半透過性膜が、容器の上面および／または側面に含まれてもよい。
【００１０】
容器からの液体の実質的な排出、そして続いての固体残留物の圧縮は、少なくとも１個の固体部材による機械力の印加に依存する。前記機械力は、その中に含まれる液体が可能な限り最大の程度まで押されて、少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を通過するように、固体／液体分散物または懸濁物に印加された圧力の上昇を与え、次に固体の圧縮が起こる。
【００１１】
本発明の第２の態様により、固体／液体分散物または懸濁物の体積縮小の方法が提供され、前記方法は、
（ａ）本発明の第１の態様の方法に従って前記固体／液体分散物または懸濁物の体積を縮小するステップと；
（ｂ）さらなる機械力の印加により容器を圧縮するステップと；
を含む。
【００１２】
好ましくは、前記さらなる機械力は非常に高い圧力を含み、それは好ましくは少なくとも１個の固体機械部材、例えばハンマー、ピストンまたは水圧ラムなどの剛性部材の直接機械作用によって印加される。
【００１３】
固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力は、前記分散物または懸濁物に対する少なくとも１個の固体機械部材の作用によって上昇する。最も従来的には、前記少なくとも１つの機械部材は、容器内に配置され、少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を通じて液体を物理的に押すために膨張したときに分散物または懸濁物に作用するのに適した、少なくとも１個の膨張式部材（ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ  ｍｅｍｂｅｒ）を含み得る。次に液体の排出後に、少なくとも１個の膨張式部材は、残留した固体に作用して、前記固体を物理的に圧縮するために、さらに膨張させることができる。好ましくは、前記少なくとも１個の膨張式部材は少なくとも１つのエアバッグを含んでもよく、エアバッグは、適切な外部供給源からの供給された気体、好ましくは圧縮空気の供給の進入によって膨張させることができる。場合により、前記少なくとも１個の膨張式部材は、残留固体から液体をより効果的に排出させ、その後、残留固体を圧縮するために、少なくとも１個の剛性部材をさらに含んでもよい。前記少なくとも１個の剛性部材は例えば、好ましくは金属からなる少なくとも１枚の底板を含んでもよい。
【００１４】
動作中には、少なくとも１枚の透過性または半透過性膜および進入手段を除いて、容器の全ての部分が閉じられる。前記少なくとも１個の膨張式部材は、進入手段に取付けられ、一般的には、圧縮空気の供給源は前記進入手段を介して前記少なくとも１個の膨張式部材内に導入され、前記少なくとも１個の部材を膨張させて、それ／それらを分散物または懸濁物に作用させる。
【００１５】
あるいは、固体／液体分散物または懸濁物への圧力印加の機械的手段は、固体／液体分散物または懸濁物を含有する容器に直接作用する少なくとも１個の剛性部材、例えばピストンまたはラムのみから構成され得る。好ましくは、前記剛性部材は金属からなる。
【００１６】
いずれにしても、固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力は、その中に含まれる液体が可能な限り最大の程度まで押されて少なくとも１枚の透過性または半透過性膜を通過し、次に固体の圧縮が起こるように徐々に上昇される。印加される圧力は一般的には、５〜２００バール、さらに好ましくは１０〜５０バールの範囲であるが、必要な場合にはいずれかの適切なレベルまで上昇させることができる。したがって例えば５〜２０バールの初期圧力が印加される場合が一般的であり、これはプロセスの期間に渡って１００〜２００バールのレベルまで上昇されるが、場合により最大限の圧縮を達成するために、例えば３００バールまでのより高い圧力が必要とされることがある。そのような制御された方法での圧縮力の印加は、効率的な濾過プロセスの達成を補助して、液体の濾過および除去が継続できないように少なくとも１つの膜、または固体残留物自体が不透過性構造を形成するフィルタ目詰まりまたはケーキ目詰まりの可能性を回避する。場合により、印加圧力は、濾過が完了するまで低レベルで維持され、その後にやっと、固体残留物の圧縮を実現するために著しく上昇させることができる。
【００１７】
本発明の１つの好ましい実施形態において、特別の濾過能力を提供するために、さらなる透過性または半透過性膜を前記容器の内側に追加して含めることができる。前記実施形態において、前記さらなる透過性または半透過性膜を通じて濾過された液体の除去のための手段が提供される。好ましくは、前記好ましい実施形態において、前記さらなる透過性または半透過性膜がプレートフィルタによって提供され、前記プレートフィルタは内部空洞と、透過性または半透過性膜を含む表面とを含む。好ましくは、前記プレートフィルタが金属からなり、内部空洞を有する円板を含み、円板の上面および底面は透過性であり、金属フィルタ媒体を含む。前記プレートフィルタによって濾過された液体の除去のための好ましい手段は一般的には、圧搾された液体が前記内部空洞から離れて方向付けられるように前記プレートフィルタに取付けられたホース、好ましくは補強金属ホースを含む。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態において、固体／液体分散物または懸濁物への圧力印加のための方向付け手段が、固体／液体分散物または懸濁物を含有する容器に直接作用する、ピストンまたはラムなどの剛性部材のみからなるとき、前記剛性部材が系からの液体の進入をさらに促進するのに適した穴または溝を含み得ることが予想される。
【００１９】
場合により、固体残留物の圧縮後に、固体圧縮材料を含有する容器はカプセル化、または廃棄物レポジトリーへの封じ込め前にさらに圧縮でき、それによって個々の状況において最も適切である。したがって固体／液体分散物または懸濁物の容器への導入および固体残留物の圧縮後に、容器を圧縮し、さらに固体残留物を圧縮するために、さらなる直接機械力が容器に印加される。さらなる直接機械力は、容器を効果的に圧搾および圧縮できるいずれかの好都合な手段によって（一般的に、例えば水圧ラムの作用によって）印加でき、最も好都合には容器の上面に印加される。圧縮手順の後に、残留圧縮固体は圧搾容器の残部と共に、必要に応じてカプセル化、または廃棄物レポジトリーへの封じ込めによる貯蔵または処分のために送付できる。
【００２０】
容器の圧縮を達成するために印加される圧力は、必要な目的を達成するために必要ないずれかのレベルまでであり得る。確実に最大限に圧縮するために、概して数百トン、一般には、２００〜２０００トン、好ましくは１０００〜２０００トンの非常に高い圧縮力が印加される。
【００２１】
本発明の方法は、廃棄物スラリーの処理に特に適しており、原子力産業で生成された廃棄物スラリーの処理に、特にカプセル化、封じ込めまたは他の適切な手段によるその最終貯蔵および／または処分の調製のための中間液体廃棄物の処理に、特に用途を見出している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで本発明の方法を、制限なしであるが、添付図面の参照によって説明する。
【００２３】
最初に図１を参照すると、フィルタ２を含む半透過性膜および膨張式エアバッグ４に取付けられるオリフィス（図示せず）を含む蓋３を含むバレル１の形態の容器が示されている。固体／液体懸濁物５がバレル１に導入され、圧縮空気６の供給がエアバッグ４を段階的に膨張させるためにオリフィスを介してエアバッグ４内に導入され、それにより最初に液状濾液７が押されてフィルタ２を通じて排出され、そして固体はフィルタ２上に保持される。次に、残留物８がフィルタ２上で圧縮されるようにするために、エアバッグ４を完全に膨張させる。
【００２４】
図２に移ると、フィルタ１０を含む半透過性膜を含むバレル９の形態の容器が示されている。バレル９は、排出ダクト１２上にブロック１１を含む支持部材上に配置される。固体／液体懸濁物１３はバレル９内に導入され、次に前記バレルが密閉される。次にバレル９の上に位置する水圧ラム１４が徐々に上昇する圧力を用いた下方への移動で前記バレルに作用して、それにより液状濾液１５を押し、フィルタ１０を通じて排出させ、そして同時に固体を圧縮する。次にラム１４によって印加された圧力は、バレル９を圧搾して圧縮塊１６をブロック１１上に残すために、さらに上昇する。
【００２５】
図３では、フィルタ媒体１８を含む複数の半透過性膜および金属ワイヤ２０によって支持されたプレートフィルタ１９を含むバレル１７の形態の容器が示されており、前記プレートフィルタは内部空洞２１およびフィルタ媒体２２を含む表面を含み、補強金属ホース２３に接続されている。バレル１７は、排水ダクト２５上にブロック２４を含む支持部材上に配置されている。汚泥２６を含む固体／液体懸濁物がバレル１７に導入され、次に前記バレルが密閉される。次にバレル１７の上に配置された濾過ダクト２８を含む水圧ラム２７が徐々に上昇する圧力を用いた下方への移動で前記バレルに作用して、それにより液状濾液を押し、フィルタ媒体１８および２２ならび濾過ダクト２８を通じて排出させ、そして同時に固体を圧縮する。次にラム２７によって印加された圧力は、バレル１７を圧搾して圧縮塊をブロック２４上に残すために、さらに上昇する。
【００２６】
最後に図４を参照すると、フィルタ媒体３０および金属ワイヤ３２によって支持されたプレートフィルタ３１を構成する複数の半透過性膜を含むバレル２９の形態の容器が示されており、前記フィルタ媒体は内部空洞３３およびフィルタ媒体３４を構成する表面を含み、補強金属ホース３５に接続されている。前記バレルの上面にパイプ３６が提供され、前記パイプはオリフィス（図示せず）を介して前記フィルタ媒体３０内を通過して、膨張式エアバッグ３７に接続されている。バレル２９は、排出ダクト３９上のブロック３８を含む支持部材上に配置されている。汚泥４０を含む固体／液体懸濁物がバレル２９内に導入され、次に前記バレルが密閉されて、エアバッグ３７を徐々に膨張させるために、圧縮空気の供給がエアバッグ３７内にパイプ３６を介して導入され、それにより最初に液状濾液が押されてフィルタ媒体３０および３４を通じて排出され、そして固体は前記フィルタ媒体上に保持される。次に、固体残留物がフィルタ媒体３０および３４上で圧縮されるようにするために、エアバッグ３７を完全に膨張させる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力が、容器内に配置された膨張式エアバッグによって上昇するが、容器は圧縮されない、本発明の方法の第１の実施形態を示す。
【図２】固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力が、固体残留物および容器の両方を圧縮する水圧ラムによって上昇する、本発明の方法の第２の実施形態を示す。
【図３】固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力が、固体残留物および容器の両方を圧縮する水圧ラムによって上昇し、容器が複数の透過性または半透過性膜を含有し、水圧ラムが穴または溝を含有する、本発明の方法の実施形態を示す。
【図４】固体／液体分散物または懸濁物に印加される圧力が、容器内に配置された膨張式エアバッグによって上昇するが、容器は圧縮されず、容器が複数の透過性または半透過性膜を含有する、本発明の方法の実施形態を示す。
【図１】
2007528292.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007528292.tif 000005
【図４】
2007528292.tif 000006
【国際調査報告】
2007528292.tif 000007
2007528292.tif 000008
2007528292.tif 000009