(57)【要約】【課題】  減容化して最後に残った汚染土粒子についても、短期に基準放射線量以下にして、再利用することができるようにして、処理効率の向上を図る。【解決手段】  汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌する撹拌洗浄工程（１）と、撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す浮揚物取出し工程（２）と、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して第１土粒子を取出す第１分級取出し工程（３）と、第１土粒子が取出された混合物中の土粒子を分級して第２土粒子を取出す第２分級取出し工程（４）と、第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離工程（５）と、上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化工程（６）とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理方法において、
汚染土壌をこれに洗浄水を加えて撹拌して洗浄し、該撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出し、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して所定粒径以上の土粒子を取出し、所定粒径以上の土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出し、上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得ることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理方法において、
汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌する撹拌洗浄工程と、
該撹拌洗浄工程で撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す浮揚物取出し工程と、
該浮揚物取出し工程で浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子を取出す第１分級取出し工程と、
該第１分級取出し工程で第１土粒子が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子を取出す第２分級取出し工程と、
該第２分級取出し工程で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離工程と、
該沈殿分離工程で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化工程とを備えたことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
上記浮揚物取出し工程で浮揚物を取出す際に該浮遊物から流れ落ちる汚水，上記第１分級取出し工程で第１土粒子を取出す際に該第１土粒子から流れ落ちる汚水，上記第２分級取出し工程で第２土粒子を取出す際に該第２土粒子から流れ落ちる汚水，上記沈殿分離工程で取出される上澄み水を、上記撹拌洗浄工程で汚染土壌に加える洗浄水として用いることを特徴とする請求項２記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
上記第１分級取出し工程で取出す第１土粒子の放射能（「第１土粒子放射能Ｒａ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）及び上記第２分級取出し工程で取出す第２土粒子の放射能（「第２土粒子放射能Ｒｂ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）が基準となる放射能（「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）以下になるように、混合物中の汚染土壌を洗浄することを特徴とする請求項２または３記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
上記固形化工程を、上記沈殿分離工程で上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する混練工程と、該混練工程で混練された混練物を所定形状に成形する成形工程と、該成形工程で成形された成形体を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された成形体を焼成して焼成固形物を得る焼成工程とを備えて構成したことを特徴とする請求項２乃至４何れかに記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項６】
上記撹拌洗浄工程においては、所定重量の汚染土壌に所定重量の洗浄水を加え、上記沈殿分離工程においては、残る混合物が所定容量になるように上澄み水を取出すようにし、
上記撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の放射能（「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を測定し、該測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、上記固形化工程で得られる焼成固形物の放射能（「固形物放射能Ｒｋ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）が、基準となる放射能（「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）以下になるように、上記固形化工程の混練工程において、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えることを特徴とする請求項２乃至５何れかに記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項７】
予め、上記沈殿分離工程で残る混合物中の残余洗浄水を除いた粒径Ｄが所定粒径ｂ未満の残余土粒子の重量を推定し、上記固形化工程の混練工程で加えるシラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒを、予め、上記推定した残余土粒子の重量に対応させて決めておき、
上記撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の放射能（「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を測定し、該測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、上記固形化工程で得られる焼成固形物の放射能の推定値（「固形物放射能推定値Ｒｋｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を算出し、
該算出結果が、Ｒｋｓ＞Ｐｓのとき、Ｒｋｓ≦Ｐｓになるように、シラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓに加える増加重量αｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒに加える増加重量αｒを算出し、
上記固形化工程の混練工程において、
上記算出結果が、Ｒｋｓ≦Ｐｓのとき、シラスバルーンの粉末をＷｓ加えるとともに、煉瓦原料の粉末をＷｒ加え、
Ｒｋｓ＞Ｐｓのとき、シラスバルーンの粉末を（Ｗｓ＋αｓ）加えるとともに、煉瓦原料の粉末を（Ｗｒ＋αｒ）加えることを特徴とする請求項６記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項８】
上記撹拌洗浄工程で取出された浮揚物を焼却し、該焼却して得られた焼却灰に、シラスバルーンの粉末，煉瓦原料の粉末及び水を混合して焼成し焼成灰固形物を得ることを特徴とする請求項２乃至７何れかに記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項９】
放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理システムにおいて、
汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌するとともに撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す撹拌洗浄分離装置と、
該撹拌洗浄分離装置で浮揚物が取出された後の混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子をろ過により分級して取出す第１分級取出し装置と、
該第１分級取出し装置で第１土粒子が取出された混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子をろ過により分級して取出す第２分級取出し装置と、
該第２分級取出し装置で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離装置と、
該沈殿分離装置で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化装置とを備えたことを特徴とする汚染土壌の処理システム。
【請求項１０】
上記固形化装置を、上記沈殿分離装置で上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する混練機と、該混練機で混練された混練物を所定形状に成形する成形機と、該成形機で成形された成形体を乾燥する乾燥機と、該乾燥機で乾燥された成形体を焼成して焼成固形物を得る焼成炉とを備えて構成したことを特徴とする請求項９記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項１１】
上記撹拌洗浄分離装置，第１分級取出し装置，第２分級取出し装置，沈殿分離装置及び固形化装置を、放射線遮蔽建屋内に収容したことを特徴とする請求項９または１０記載の汚染土壌の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性セシウム及び／またはその化合物等の放射性物質に汚染された汚染土壌の再利用を行うための汚染土壌の処理方法及び汚染土壌の処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
平成２３年（２０１１年）の「東日本大震災」では福島第１原発の事故でセシウム等の放射性物質が飛散したことから、地面が放射性物質に汚染された地域では、この地面の表面を掻取、これを汚染土壌として集積して保管している。その集積量は膨大であることから、この集積した汚染土壌を処理して再利用することが検討されている。
【０００３】
その対策として、例えば、特開２０１５−２２１４２１号公報（特許文献１）記載の汚染土壌の処理方法を用いて減容化処理することが検討される。これによれば、先ず、汚染土壌をミキサーに投入して塊解し、これを振動篩上を通過させながら洗浄水を散布して洗浄し、分級して２ｍｍ以上の土粒子を取出す。２ｍｍ以上の粒子については、産物としてそのまま再利用できるようになる。一方、２ｍｍ未満の土粒子及び水については、吹付け装置を用いて壁面に吹き付け、土粒子に衝撃力を作用させて細分化する。その後、バケット排出型分級機により、７５μｍ以上の粒子を取り出す。７５μｍ以上の粒子については、産物としてそのまま再利用できるようになる。一方、７５μｍ未満の粒子を含む水（泥水）については、濃度の高い汚染物質が含まれていると考えられるので、フィルタープレス等を用いて脱水を行い減容化した後、これらの粒子及び水を、夫々、廃棄物の処理基準及び環境基準を満たすような処理を行った後、処分する。
【０００４】
現状は、法律で、放射線量が８０００Ｂｑ／ｋｇを基準とし、８０００Ｂｑ／ｋｇ以下であれば、一般廃棄物と同様の埋め立て処分等ができる一方、８０００Ｂｑ／ｋｇ超のものについては、例えば容器に収容し、中間貯蔵施設において、例えば半減期間３０年間という長い期間、保管，管理して減衰させ、その後の処理に委ねている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２１４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の汚染土壌の処理方法においては、汚染土壌を減容化しても、最後に残った放射線量の高い土粒子については、廃棄物の処理基準及び環境基準を満たすような長期間の減衰化処理を行った後、その後の処分に委ねざるを得ないので、長期間の再利用が望めない。また、これらは処分保留の状態で保管場所に溜まり続けることになり、それだけ、保管，管理が煩雑になってしまい、そのため、汚染土壌の処理効率を損ねているという問題があった。
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、減容化して最後に残った汚染土粒子についても、短期に基準放射線量以下にして、再利用することができるようにして、処理効率の向上を図った汚染土壌の処理方法及び汚染土壌の処理システム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】
このような目的を達成するための本発明の汚染土壌の処理方法は、放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理方法において、
汚染土壌をこれに洗浄水を加えて撹拌して洗浄し、該撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出し、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して所定粒径以上の土粒子を取出し、所定粒径以上の土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出し、上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る構成としている。
【０００８】
これにより、汚染土壌を処理するときは、先ず、汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌して洗浄する。この場合、土壌の粒子の表面にセシウム等の放射性物質が吸着しているが、主に粗粒の土壌においてはその表面が放射性物質を吸着したまま細かく剥離して細粒化していく。そのため、元々ある細粒の土粒子をはじめ、粗粒の土壌から剥離して細粒化された細粒の土粒子に、放射性物質が吸着したままこれらが洗浄水に分散して行く。それから、撹拌した混合物において、浮揚物を取出す。浮揚物としては、比重の軽い、例えば、木や草などの植物がほとんどなので、これを取り除くことができる。浮揚物は、焼却等で処理することができる。
【０００９】
次に、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して所定粒径以上の土粒子を取出す。放射性物質は所定粒径に満たない細粒の土粒子に主に吸着しているので、所定粒径以上の土粒子に吸着した放射性物質は、極めて少なくなっており、そのため、この取出した所定粒径以上の土粒子を、そのまま、再利用に供することができるようになる。次にまた、所定粒径以上の土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す。所定粒径に満たない細粒の土粒子は沈殿していく。放射性物質は所定粒径に満たない細粒の土粒子に主に吸着しているので、上澄み水の放射線量が比較的少ない場合には、放流などで再利用することができるが、放射線濃度により、洗浄水として循環して用いることが望ましい。
【００１０】
その後、上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る。この場合、混合物には、予め、残余洗浄水があるので、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合させやすくなる。水が不足の場合には、別に加えることができる。焼成の際には、シラスバルーンは、シラスを８００℃〜１２００℃で急速に加熱処理し、発泡させることにより得られる微細で約８ＭＰａの圧力で略６０％破壊する中空構造体である。そのため、９００℃〜１０００℃の比較的低温の温度で液状化し、セシウムやセシウム化合物等の放射性物質をこのシラスバルーンの溶融または半溶融物に取り込んで封じ込めることができる。焼成固形物は、放射性物質が取り込まれ、しかも、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものにすることができる。そのため、放射線量も少なくすることができるので、これを、保管，管理することなく、そのまま種々に利用することができるようになる。即ち、減容化して最後に残った汚染土粒子についても、短期に基準放射線量以下にして、再利用することができるようになり、処理効率を向上させることができる。
【００１１】
より具体的には、本発明は、放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理方法において、
汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌する撹拌洗浄工程と、
該撹拌洗浄工程で撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す浮揚物取出し工程と、
該浮揚物取出し工程で浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子を取出す第１分級取出し工程と、
該第１分級取出し工程で第１土粒子が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子を取出す第２分級取出し工程と、
該第２分級取出し工程で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離工程と、
該沈殿分離工程で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化工程とを備えた構成としている。
【００１２】
これにより、第１分級取出し工程と第２分級取出し工程を設けたので、撹拌，洗浄により細分化された土粒子が、粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子と、所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子とに分けられるので、再利用の際、用途別に使い易くすることができる。また、第１土粒子あるいは第２土粒子を更に分級して用いることもできる。
【００１３】
そして、必要に応じ、上記浮揚物取出し工程で浮揚物を取出す際に該浮遊物から流れ落ちる汚水，上記第１分級取出し工程で第１土粒子を取出す際に該第１土粒子から流れ落ちる汚水，上記第２分級取出し工程で第２土粒子を取出す際に該第２土粒子から流れ落ちる汚水，上記沈殿分離工程で取出される上澄み水を、上記撹拌洗浄工程で汚染土壌に加える洗浄水として用いる構成としている。汚水や上澄み水を循環して用いるので、外部に出ることがなく、安全が図られる。また、例えば、外部に取出して凝集剤により別途放射線物質を取出す処理等をしなくても良く、それだけ、処理効率を向上させることができる。
【００１４】
また、必要に応じ、上記第１分級取出し工程で取出す第１土粒子の放射能（「第１土粒子放射能Ｒａ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）及び上記第２分級取出し工程で取出す第２土粒子の放射能（「第２土粒子放射能Ｒｂ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）が基準となる放射能（「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）以下になるように、混合物中の汚染土壌を洗浄する構成としている。例えば、洗浄水で繰り返し洗浄する。これにより、基準放射能Ｐｓを、例えば、現行の法律で定められた８０００Ｂｑ／Ｋｇに設定すれば、第１土粒子及び第２土粒子を、基準放射能Ｐｓ以下で取出して、そのまま、再利用に供することができるようになる。
【００１５】
更に、必要に応じ、上記固形化工程を、上記沈殿分離工程で上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する混練工程と、該混練工程で混練された混練物を所定形状に成形する成形工程と、該成形工程で成形された成形体を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された成形体を焼成して焼成固形物を得る焼成工程とを備えて構成している。これにより、焼成固形物が所定形状に成形されるので、例えば、建築資材などとして利用することができ、極めて有用になる。また、例えば、直方体ブロック状にしておけば、積み重ねが容易になり、施工も容易になる。
【００１６】
そしてまた、必要に応じ、上記撹拌洗浄工程においては、所定重量の汚染土壌に所定重量の洗浄水を加え、上記沈殿分離工程においては、残る混合物が所定容量になるように上澄み水を取出すようにし、
上記撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の放射能（「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を測定し、該測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、上記固形化工程で得られる焼成固形物の放射能（「固形物放射能Ｒｋ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）が、基準となる放射能（「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）以下になるように、上記固形化工程の混練工程において、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加える構成としている。
【００１７】
これにより、撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の土壌放射能Ｒｘを測定し、この測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、焼成固形物の固形物放射能Ｒｋが、基準放射能Ｐｓ以下になるように、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えるので、沈殿分離工程で得られた残余洗浄水を含む混合物に基づく場合に比較して、先にシラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末の加える量を定めることができ、それだけ、処理時間を短縮することができ、処理効率を向上させることができる。
【００１８】
この場合、予め、上記沈殿分離工程で残る混合物中の残余洗浄水を除いた粒径Ｄが所定粒径ｂ未満の残余土粒子の重量を推定し、上記固形化工程の混練工程で加えるシラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒを、予め、上記推定した残余土粒子の重量に対応させて決めておき、
上記撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の放射能（「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を測定し、該測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、上記固形化工程で得られる焼成固形物の放射能の推定値（「固形物放射能推定値Ｒｋｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を算出し、
該算出結果が、Ｒｋｓ＞Ｐｓのとき、Ｒｋｓ≦Ｐｓになるように、シラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓに加える増加重量αｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒに加える増加重量αｒを算出し、
上記固形化工程の混練工程において、
上記算出結果が、Ｒｋｓ≦Ｐｓのとき、シラスバルーンの粉末をＷｓ加えるとともに、煉瓦原料の粉末をＷｒ加え、
Ｒｋｓ＞Ｐｓのとき、シラスバルーンの粉末を（Ｗｓ＋αｓ）加えるとともに、煉瓦原料の粉末を（Ｗｒ＋αｒ）加えることが有効である。
【００１９】
また、必要に応じ、上記撹拌洗浄工程で取出された浮揚物を焼却し、該焼却して得られた焼却灰に、シラスバルーンの粉末，煉瓦原料の粉末及び水を混合して焼成し焼成灰固形物を得る構成としている。これにより、浮揚物を焼却するので、浮揚物を焼却灰として減容化を図ることができるとともに、焼却により放射線濃度が濃縮されても、焼成の際に、シラスバルーンは、９００℃〜１０００℃の比較的低温の温度で液状化するが、焼却灰中のセシウムやセシウム化合物等の放射性物質をこのシラスバルーンの溶融または半溶融物に取り込んで封じ込めることができる。焼成灰固形物は、放射性物質が取り込まれ、しかも、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものにすることができる。そのため、放射線量も少なくすることができるので、これを、保管，管理することなく、そのまま種々に利用することができるようになる。
【００２０】
また、上記目的を達成するための本発明の汚染土壌の処理システムは、放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行う汚染土壌の処理システムにおいて、
汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌するとともに撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す撹拌洗浄分離装置と、
該撹拌洗浄分離装置で浮揚物が取出された後の混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子をろ過により分級して取出す第１分級取出し装置と、
該第１分級取出し装置で第１土粒子が取出された混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子をろ過により分級して取出す第２分級取出し装置と、
該第２分級取出し装置で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離装置と、
該沈殿分離装置で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化装置とを備えた構成としている。上記と同様の作用，効果を奏する。
【００２１】
この場合、上記固形化装置を、上記沈殿分離装置で上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する混練機と、該混練機で混練された混練物を成形する成形機と、該成形機で成形された成形体を乾燥する乾燥機と、該乾燥機で乾燥された成形体を焼成して焼成固形物を得る焼成炉とを備えて構成している。これにより、焼成固形物が所定形状に成形されるので、例えば、建築資材などとして利用することができ、極めて有用になる。また、例えば、直方体ブロック状にしておけば、積み重ねが容易になり、施工も容易になる。
【００２２】
また、必要に応じ、上記撹拌洗浄分離装置，第１分級取出し装置，第２分級取出し装置，沈殿分離装置及び固形化装置を、放射線遮蔽建屋内に収容した構成としている。作業の安全を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して所定粒径以上の土粒子を取出すので、放射性物質は所定粒径に満たない細粒の土粒子に主に吸着していることから、所定粒径以上の土粒子に吸着した放射性物質は、極めて少なくなっており、そのため、この取出した所定粒径以上の土粒子を、そのまま、再利用に供することができるようになる。また、所定粒径以上の土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出し、この上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得ることから、焼成固形物に、放射性物質を取り込んで、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものにすることができ、放射線量も少なくすることができ、そのため、これを保管，管理することなく、そのまま種々に利用することができるようになる。即ち、減容化して最後に残った汚染土粒子についても、短期に基準放射線量以下にして、再利用することができるようになり、処理効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理システムを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理システムにおいて撹拌洗浄分離装置をその作用とともに示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理システムにおいて第１分級取出し装置をその作用とともに示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理システムにおいて第２分級取出し装置をその作用とともに示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理システムにおいて沈殿分離装置をその作用とともに示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理方法において浮揚物の処理について示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る汚染土壌の処理方法及び汚染土壌の処理システムＳについて詳細に説明する。実施の形態に係る汚染土壌の処理方法及び処理システムＳは、放射性物質に汚染された汚染土壌の処理を行うものである。土壌は、例えば、放射性セシウム等の放射性物質が付着した地面の表面を掻取、これを汚染土壌として集積して保管されているものを対象にする。
実施の形態に係る汚染土壌の処理方法は実施の形態に係る汚染土壌の処理システムＳにおいて実現されるので、先ず、実施の形態に係る汚染土壌の処理システムＳについて説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、実施の形態に係る汚染土壌の処理システムＳは、汚染土壌に洗浄水を加えて撹拌するとともに撹拌した混合物から浮揚物を分離して取出す撹拌洗浄分離装置１と、撹拌洗浄分離装置１で浮揚物が取出された後の混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子をろ過により分級して取出す第１分級取出し装置１０と、第１分級取出し装置１０で第１土粒子が取出された混合物から粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子をろ過により分級して取出す第２分級取出し装置２０と、第２分級取出し装置２０で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す沈殿分離装置３０と、沈殿分離装置３０で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る固形化装置４０とを備えて構成されている。
【００２７】
撹拌洗浄分離装置１は、図１及び図３に示すように、汚染土壌が投入されるとともに洗浄水タンク２からポンプ３により洗浄水が入れられる撹拌洗浄容器４と、モータ等の駆動源（図示せず）により駆動され撹拌洗浄容器４内の汚染土壌及び洗浄水を撹拌して洗浄水により汚染土壌を洗浄する撹拌羽根５と、撹拌羽根５の停止中に開口され上位の混合物を流出させて混合物に浮揚してくる浮揚物を洗浄水とともに排出する排出路６と、排出路６に設けられ浮揚物を搬出するとともに浮揚物から流れ落ちる汚水を浮揚物から分離して流出させる網型の搬出コンベア７と、搬出コンベア７から流出させられる汚水を一時的に貯留する汚水受けタンク８とを備えて構成されている。汚水受けタンク８に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。撹拌洗浄容器４の下部には、電磁開閉弁で開閉させられ開時に撹拌洗浄容器４から浮揚物が取出された後の混合物を排出する排出口９が設けられている。
【００２８】
第１分級取出し装置１０は、図４に示すように、混合物が投入される第１分級容器１１と、駆動源（図示せず）により回転駆動されるとともに投入される混合物を受けて粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子をろ過により分級して排出する一次トロンメル１２と、一次トロンメル１２から排出される第１土粒子を洗浄水とともに排出する排出路１３と、排出路１３に設けられ第１土粒子を搬出するとともに第１土粒子から流れ落ちる汚水を分離して流出させる網型の搬出コンベア１４と、搬出コンベア１４から流出させられる汚水を一時的に貯留する汚水受けタンク１５とを備えて構成されている。汚水受けタンク１５に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。第１分級容器１１の下部には、電磁開閉弁で開閉させられ開時に第１分級容器１１から第１土粒子が取出された混合物を排出する排出口１６が設けられている。
【００２９】
第２分級取出し装置２０は、図５に示すように、第１分級容器１１から第１土粒子が取出された混合物が投入される第２分級容器２１と、駆動源（図示せず）により回転駆動されるとともに投入される混合物を受けて粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子をろ過により分級して排出する二次トロンメル２２と、二次トロンメル２２から排出される第２土粒子を洗浄水とともに排出する排出路２３と、排出路２３に設けられ第２土粒子を搬出するとともに第２土粒子から流れ落ちる汚水を分離して流出させる網型の搬出コンベア２４と、搬出コンベア２４から流出させられる汚水を一時的に貯留する汚水受けタンク２５とを備えて構成されている。汚水受けタンク２５に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。第２分級容器２１の下部には、電磁開閉弁で開閉させられ開時に第２分級容器２１から第２土粒子が取出された混合物を排出する排出口２６が設けられている。
【００３０】
粒径Ｄに関し、実施の形態においては、所定粒径ａは、ａ＝７ｍｍ、所定粒径ｂは、ｂ＝０．０５ｍｍに設定している。これに限定されるものではなく、ａ，ｂの所定粒径は、適宜に定めてよい。
【００３１】
沈殿分離装置３０は、図６に示すように、第１沈殿槽３１，第２沈殿槽３２，第３沈殿槽３３，第４沈殿槽３４の４つの沈殿槽が階層的に設けられている。各沈殿槽３１，３２，３３，３４は、投入される混合物を所要時間静置するもので、途中には電磁開閉弁で適時に開閉させられ開時に静置後の上澄み水を流下させる流下口３５が設けられ、下部には電磁開閉弁で開閉させられ開時に静置後に上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物を排出する排出口３６が設けられている。各沈殿槽３１，３２，３３，３４においては、流下口３５の位置が、残余洗浄水を含む混合物が所定容量になるように上澄み水を取出す位置に設けられている。
【００３２】
第１沈殿槽３１には、第２分級容器２１から第２土粒子が取出された混合物が一時にあるいは数回に分けて投入され、第２沈殿槽３２には第１沈殿槽３１の流下口３５から流下された上澄み水が投入され、第３沈殿槽３３には第２沈殿槽３２の流下口３５から流下された上澄み水が投入され、第４沈殿槽３４には第３沈殿槽３３の流下口３５から流下された上澄み水が投入される。そして、沈殿分離装置３０は、第４沈殿槽３４の流下口３５から流下された上澄み水を一時的に貯留する上澄み水タンク３７を備えており、この上澄み水タンク３７に貯留された上澄み水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。一方、各沈殿槽３１，３２，３３，３４の排出口３６から排出された残余洗浄水を含む混合物は、固形化装置４０に送られる。
【００３３】
固形化装置４０は、図１及び図２に示すように、沈殿分離装置３０の各沈殿槽３１，３２，３３，３４の排出口３６から排出された残余洗浄水を含む混合物、即ち、上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する混練機４１と、混練機４１で混練された混練物を所定形状に成形する成形機４２と、成形機４２で成形された成形体を乾燥する乾燥機４３と、乾燥機４３で乾燥された成形体を焼成して焼成固形物を得る焼成炉４４とを備えて構成されている。混練機４１は、５〜６ＭＰｓの圧力で、残余洗浄水を含む混合物，シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混練する。成形機４２は、加圧機により６ＭＰａの圧力で成形する成形型を備えている。例えば、直方体状のブロック（例えば、幅１００ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ７０ｍｍ）の成形物に成形する。また、押出し成形したものを切断するようにしても良い。乾燥機４３としては、例えば、乾燥室内に熱風を送給して乾燥させる箱型乾燥機が用いられる。焼成炉４４としては、例えば、倒焔式強制燃焼で１３００℃まで可能なバーナーを備えたプロパンガス窯が用いられる。
【００３４】
また、固形化装置４０で用いるシラスバルーンは、シラスを８００℃〜１２００℃で急速に加熱処理し、発泡させることにより得られる微細な中空構造体である。原料となるシラスは、火山噴出物及びこれに由来する２次堆積物の総称であり、その化学組成は採取場所により多少の相違があるものの、通常、ＳｉＯ2 （６４〜７５重量％）、Ａｌ2 Ｏ3 （１１〜１６重量％）、Ｆｅ2 Ｏ3 （１〜４重量％）、ＣａＯ（１〜４重量％）、Ｎａ2 Ｏ（１〜４重量％）、Ｋ2 Ｏ（１〜４重量％）、ＭｇＯ（０．４〜１重量％）、ＴｉＯ2 （０．１〜４重量％）等からなる。９００℃から液状化するものが用いられる。
【００３５】
シラスバルーンは、平均粒径が１μｍ〜１０００μｍのものを用いる。平均粒径が大きすぎると混合性が悪くなる。望ましくは、１０μｍ〜６００μｍ、より望ましくは、２０μｍ〜４００μｍ、特に望ましくは、３０μｍ〜２００μｍである。
また、シラスバルーンは、かさ比重が０．０５〜０．６のものを用いる。望ましくは、０．１〜０．５、より望ましくは、０．１５〜０．４ 、特に望ましくは、０．１５〜０．３である。
【００３６】
煉瓦原料は、所謂煉瓦用粘土であり、一般的な鉱物組成は、石英（ＳiＯ2）、長石、粘土からなる。長石は主にカリ長石（Ｋ2Ｏ・Ａl2Ｏ3・６ＳiＯ2）、ソーダ長石（Ｋ2Ｏ・Ａl2Ｏ3・６ＳiＯ2）である。粘土は主にカオリナイト（Ａl2Ｏ3・２ＳiＯ2・２Ｈ2Ｏ）あるいはハロイサイト（Ａl2Ｏ3・２ＳiＯ2・４Ｈ2Ｏ）である。
煉瓦原料は、平均粒径が１μｍ〜５０００μｍのものを用いる。また、煉瓦原料は、かさ比重が１．５〜３のものを用いる。
【００３７】
また、本汚染土壌の処理システムＳは、図２に示すように、撹拌洗浄分離装置１，第１分級取出し装置１０，第２分級取出し装置２０，沈殿分離装置３０及び固形化装置４０を、放射線遮蔽建屋５０内に収容している。図２中、符号５１は各装置の運転制御を行うコントロールセンターである。コントロールセンターでは、汚染土壌，浮揚物，第１土粒子，第２土粒子，焼成固形物等の放射線量の測定データの管理も行っており、特に、汚染土壌の放射線量の測定データに基づいて、予め、固形化装置４０で用いるシラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末の量を決定する。
【００３８】
次に、この実施の形態に係る汚染土壌の処理システムＳにより実現される実施の形態に係る汚染土壌の処理方法について説明する。
図１に示すように、実施の形態に係る汚染土壌の処理方法は、（１）撹拌洗浄工程、（２）浮揚物取出し工程、（３）第１分級取出し工程、（４）第２分級取出し工程、（５）沈殿分離工程、（６）固形化工程とを備えている。以下、各工程について説明する。
【００３９】
（１）撹拌洗浄工程
図３にも示すように、この工程に先立って、放射線量測定器により、汚染土壌の放射能（「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を測定している。それから、撹拌洗浄分離装置１の撹拌槽に所定重量（例えば、１０００Ｋｇ）の汚染土壌及びポンプ３により所定重量（例えば、３０００Ｋｇ）の洗浄水を投入する。洗浄水としては、最初は、新しい水を用いるが、２回目からは、各汚水受けタンク８，１５，２５の汚水及び上澄み水タンク３７の上澄み水を用いる。汚水や上澄み水を循環して用いるので、外部に出ることがなく、安全が図られる。また、例えば、外部に取出して凝集剤により別途放射線物質を取出す処理等をしなくても良く、それだけ、処理効率を向上させることができる。不足の分は、新しい水を、所要量補充する。
【００４０】
この状態で、撹拌洗浄分離装置１の撹拌羽根５を回転させ、撹拌洗浄容器４内の汚染土壌及び洗浄水を撹拌して洗浄水により汚染土壌を洗浄する。これにより、土壌の粒子の表面にセシウム等の放射性物質が吸着しているが、主に粗粒の土壌においてはその表面が放射性物質を吸着したまま細かく剥離して細粒化していく。そのため、元々ある細粒の土粒子をはじめ、粗粒の土壌から剥離して細粒化された細粒の土粒子に、放射性物質が吸着したままこれらが洗浄水に分散して行く。
【００４１】
（２）浮揚物取出し工程
図３にも示すように、撹拌洗浄分離装置１の撹拌羽根５の回転を停止し、適宜静置する時間をとり、それから、放射線量測定器により、混合物の上位の放射線量を測定する。そして、測定値が、基準となる放射能（以下「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）以下かこれを超えているかを見る。基準放射能Ｐｓとしては、例えば、法律で規定されているＰｓ＝８０００Ｂｑ／Ｋｇを用いる。そして、もし、その混合物の放射能が、基準放射能Ｐｓを超えているときは、再度、撹拌洗浄を行う。基準放射能Ｐｓ以下になれば、排出路６の開口を開ける。これにより、撹拌洗浄容器４内の上位の混合物が排出路６に流出していき、即ち、混合物に浮揚してくる浮揚物が洗浄水とともに排出され、それから、搬出コンベア７により、浮揚物が搬出されるとともに浮揚物から流れ落ちる汚水が浮揚物から分離して流出させられる。浮揚物は、外部に取り出される（例えば、２０Ｋｇ）。この場合、取出される浮揚物としては、比重の軽い、例えば、木や草などの植物がほとんどなので、これを取り除くことができる。浮揚物は、焼却等で処理することができる。一方、流れ落ちる汚水（例えば、９８０Ｋｇ）は汚水受けタンク８に一時的に貯留される。この汚水受け水タンク８に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。
【００４２】
（３）第１分級取出し工程
図４にも示すように、浮揚物取出し工程で浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子を取出す。具体的には、撹拌洗浄容器４の下部の排出口９から、電磁開閉弁を開にして撹拌洗浄容器４内の浮揚物が取出された後の混合物（例えば、３０００Ｋｇ）を排出し、第１分級容器１１内の一次トロンメル１２に投入する。これにより、一次トロンメル１２では、投入される混合物を受けて粒径Ｄが所定粒径ａ以上（ａ≦Ｄ）の第１土粒子をろ過により分級して排出する。一次トロンメル１２から流下した混合物は、第１分級容器１１に貯留される（例えば、１５００Ｋｇ）。一次トロンメル１２から排出される第１土粒子は洗浄水とともに排出路１３に排出され、搬出コンベア１４により第１土粒子は搬出されて取り出され（例えば、８８０Ｋｇ）、第１土粒子から流れ落ちる汚水は分離されて流出させられる。流れ落ちる汚水（例えば、６２０Ｋｇ）は汚水受けタンク１５に一時的に貯留される。この汚水受け水タンク１５に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。
【００４３】
一次トロンメル１２から排出される第１土粒子については、放射線量測定器により、放射線量を測定する。そして、測定値が、基準放射能Ｐｓを超えているときは、搬出コンベア１４により排出される第１土粒子について、再度、撹拌洗浄を行うようにする。基準放射能Ｐｓ（８０００Ｂｑ／Ｋｇ）以下になれば、例えば、測定値が５００Ｂｑ／Ｋｇ以下になる等、即ち、放射性物質は所定粒径ａに満たない細粒の土粒子に主に吸着し、所定粒径ａ以上の土粒子に吸着した放射性物質は、極めて少なくなっていることになり、この取出した所定粒径ａ以上の土粒子を、そのまま、再利用に供することができるようになる。例えば、土地の造成用の土砂として用いることができる。
【００４４】
（４）第２分級取出し工程
図５にも示すように、第１分級取出し工程で第１土粒子が取出された混合物中の土粒子を分級して粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子を取出す。具体的には、第１分級容器１１の下部の排出口１６から、電磁開閉弁を開にして第１分級容器１１内の第１土粒子が取出された後の混合物を排出し、第２分級容器２１内の二次トロンメル２２に投入する。これにより、二次トロンメル２２では、投入される混合物を受けて粒径Ｄが所定粒径ａ未満で所定粒径ｂ以上（ｂ≦Ｄ＜ａ）の第２土粒子をろ過により分級して排出する。二次トロンメル２２から流下した混合物は、第２分級容器２１に貯留される（例えば、５００Ｋｇ）。二次トロンメル２２から排出される第２土粒子は洗浄水とともに排出路２３に排出され、搬出コンベア２４により第２土粒子は搬出されて取り出され（例えば、８０Ｋｇ）、第２土粒子から流れ落ちる汚水は分離されて流出させられる。流れ落ちる汚水（例えば、９２０Ｋｇ）は汚水受けタンク２５に一時的に貯留される。この汚水受け水タンク２５に貯留された汚水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。
【００４５】
二次トロンメル２２から排出される第２土粒子については、放射線量測定器により、放射線量を測定する。そして、測定値が、基準放射能Ｐｓを超えているときは、搬出コンベア２４により排出される第２土粒子について、再度、撹拌洗浄を行うようにする。基準放射能Ｐｓ（８０００Ｂｑ／Ｋｇ）以下になれば、例えば、測定値が５００Ｂｑ／Ｋｇ以下になる等、即ち、放射性物質は所定粒径ｂに満たない細粒の土粒子に主に吸着し、所定粒径ｂ以上の土粒子に吸着した放射性物質は、極めて少なくなっていることになり、この取出した所定粒径ｂ以上の土粒子を、そのまま、再利用に供することができるようになる。例えば、セメントに混合する骨材用の砂として用いることができる。第１土粒子と第２土粒子とに分級したので、再利用の際、用途別に使い易くすることができる。
【００４６】
図１に示すように、実施の形態では、取出した所定粒径ｂ以上の土粒子を、更に２種に分級している。具体的には、例えば、０．０５ｍｍ≦Ｄ＜１ｍｍの砂と、１ｍｍ≦Ｄ＜７ｍｍの砂とに分級している。再利用の際、より一層用途別に使い易くすることができる。
【００４７】
（５）沈殿分離工程
図６にも示すように、第２分級取出し工程で第２土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出す。具体的には、第２分級容器２１の下部の排出口２６から、電磁開閉弁を開にして第２分級容器２１内の第２土粒子が取出された後の混合物を排出し、沈殿分離装置３０の第１沈殿槽３１に一時にあるいは数回に分けて投入し、所要時間静置する。次に、第１沈殿槽３１の流下口３５から第１沈殿槽３１の混合物の上澄み水を第２沈殿槽３２に投入し、所要時間静置する。次にまた、第２沈殿槽３２の流下口３５から第２沈殿槽３２の混合物の上澄み水を第３沈殿槽３３に投入し、所要時間静置する。それから、第３沈殿槽３３の流下口３５から第３沈殿槽３３の混合物の上澄み水を第４沈殿槽３４に投入し、所要時間静置する。最後に、第４沈殿槽３４の流下口３５から第４沈殿槽３４の混合物の上澄み水を上澄み水タンク３７に流下させる。この上澄み水タンク３７に貯留された上澄み水は適時に洗浄水タンク２にポンプ（図示せず）で戻され、再び次の汚染土壌の処理に係る洗浄水として用いられる。
【００４８】
一方、各沈殿槽３１，３２，３３，３４の下部には電磁開閉弁で開閉させられ開時に静置後に上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物を排出する排出口３６が設けられており、適時に、電磁開閉弁を開にして、各沈殿槽３１，３２，３３，３４で上澄み水が取出された後の混合物を取り出す。一時的にタンク（図示せず）に貯留することができる。
【００４９】
（６）固形化工程
沈殿分離工程で上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得る。詳しくは、図１に示すように、固形化工程は、（６−１）混練工程と、（６−２）成形工程と、（６−３）乾燥工程と、（６−４）焼成工程とを備えて構成されている。以下各工程について説明する。
【００５０】
（６−１）混練工程
沈殿分離工程で上澄み水が取出された後の混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えて混練する。具体的には、混練機４１に、沈殿分離装置３０で上澄み水が取出された後の混合物，シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を入れて混練する。
【００５１】
ここで、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末の量について説明する。実施の形態では、前述したように、撹拌洗浄工程においては、所定重量の汚染土壌に所定重量の洗浄水を加え、沈殿分離工程においては、残る混合物が所定容量になるように上澄み水を取出すようにしている。また、撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の「土壌放射能Ｒｘ（Ｂｑ／Ｋｇ）」を測定している。本処理方法においては、この測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、固形化工程で得られる焼成固形物の放射能（「固形物放射能Ｒｋ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）が、基準となる「基準放射能Ｐｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」以下になるように、この混練工程において、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加える構成としている。
【００５２】
詳しくは、予め、沈殿分離工程で残る混合物中の残余洗浄水を除いた粒径Ｄが所定粒径ｂ未満の残余土粒子の重量を推定し、固形化工程の混練工程で加えるシラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒを、予め、推定した残余土粒子の重量に対応させて決めておく。例えば、図６に示すように、残余土粒子（汚染粘土）の推定重量を１００Ｋｇとすると、Ｗｓ＝１００Ｋｇ、Ｗｒ＝１００Ｋｇとする。そして、撹拌洗浄工程の前に測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、固形化工程で得られる焼成固形物の放射能の推定値（「固形物放射能推定値Ｒｋｓ（Ｂｑ／Ｋｇ）」という）を算出し、この算出結果が、Ｒｋｓ＞Ｐｓのとき、Ｒｋｓ≦Ｐｓになるように、シラスバルーンの粉末の基本重量Ｗｓに加える増加重量αｓ及び煉瓦原料の粉末の基本重量Ｗｒに加える増加重量αｒを算出している。
【００５３】
そして、この記固形化工程の混練工程において、算出結果が、Ｒｋｓ≦Ｐｓのとき、シラスバルーンの粉末をＷｓ加えるとともに、煉瓦原料の粉末をＷｒ加える。一方、Ｒｋｓ＞Ｐｓのときは、シラスバルーンの粉末を（Ｗｓ＋αｓ）加えるとともに、煉瓦原料の粉末を（Ｗｒ＋αｒ）加える。水が不足するときは、適宜補充する。
【００５４】
これにより、撹拌洗浄工程の前に、汚染土壌の土壌放射能Ｒｘを測定し、この測定した土壌放射能Ｒｘに基づいて、焼成固形物の固形物放射能Ｒｋが、基準放射能Ｐｓ以下になるように、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を加えるので、沈殿分離工程で得られた残余洗浄水を含む混合物に基づく場合に比較して、先にシラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末の加える量を定めることができ、それだけ、処理時間を短縮することができ、処理効率を向上させることができる。
【００５５】
（６−２）成形工程
混練工程で混練された混練物を所定形状に成形する。具体的には、混合物を、成形機４２の成形型に入れ、加圧機により６ＭＰａの圧力で成形する。例えば、直方体状のブロック（例えば、幅１００ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ７０ｍｍ）の成形物に成形する。
【００５６】
（６−３）乾燥工程
成形工程で成形された成形体を、乾燥機４３で乾燥する。例えば、箱型乾燥機を用い、その乾燥室内に熱風を送給して乾燥させる。
【００５７】
（６−４）焼成工程
乾燥工程で乾燥された成形体を焼成炉４４で焼成して焼成固形物を得る。焼成温度（加熱温度）は、シラスバルーンは９００℃程度から液状化する。そのため、加熱温度を、９００℃〜１２００℃、望ましくは、９５０℃〜１１００℃に設定する。実施の形態では、１０００℃に設定した。例えば、成形体を、焼成炉４４に入れ、１０００℃で５時間焼成した。そして、シラスバルーンは、９００℃〜１０００℃の比較的低温の温度で液状化し、放射性物質を取り込んで封じ込めることができる。このため、加熱設備として、従来のガラス固化法のような高周波誘導加熱炉、気化したセシウム対策等の特殊な装置を用いなくてもよく、それだけ、処理が簡易になりコストダウンを図ることができる。また、放射性物質がシラスバルーンの溶融または半溶融物に取り込まれるので確実に封じ込められる。その後、焼成炉４４から成形物を取り出し、常態温で５時間以上冷却した。これにより、焼成固形物が作成された。
【００５８】
このように作成された焼成固形物は、固形物放射能Ｒｋが、基準放射能Ｐｓ以下になるように焼成されているので、そのまま利用することができる。また、焼成固形物は、焼却灰，シラスバルーン及び煉瓦原料で形成されるので、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものとなる。特に、煉瓦原料を用いるので、より一層、これらの機能の向上が図られる。また、処理固形物が所定形状（実施の形態では直方体ブロック状）に形成されるので、例えば、建築資材などとして利用することができ、極めて有用になる。また、積み重ねが容易になり、施工も容易になる。
【００５９】
次に、本汚染土壌の処理方法において、撹拌洗浄工程で取出された浮揚物の処理について説明する。図７に示すように、浮揚物は焼却炉６０で焼却した。そして、焼却して得られた焼却灰に、シラスバルーンの粉末，煉瓦原料の粉末及び水を混合して混練機６１で混練し、この混練物を、上記と同様に成形機６２で成形し、更に乾燥機６３で乾燥し、それから焼成炉６４で焼成し焼成灰固形物を得た。詳しくは、焼成温度（加熱温度）は、塩化セシウムの沸点未満の温度に設定した。焼却灰中においては、主に塩化セシウムの生成が考えられる。塩化セシウムの融点は６４５℃、沸点が１２９５℃である。よって、加熱温度を１２９５℃以上に設定すると、塩化セシウムが気化して放散するので好ましくない。一方、シラスバルーンは９００℃程度から液状化する。そのため、加熱温度を、９００℃〜１２００℃、望ましくは、９５０℃〜１１００℃に設定する。実施の形態では、１０００℃に設定した。
【００６０】
即ち、成形物を、焼成炉６４に入れ、１０００℃で５時間焼成した。そのため、この沸点未満の温度で加熱するので、塩化セシウムが気化することがなく、セシウムの放散を防止することができる。尚、水分の蒸発温度（１００℃）では、塩化セシウムは液状化しないので、蒸気にセシウムが混入することはない。そして、シラスバルーンは、９００℃〜１０００℃の比較的低温の温度で液状化し、放射性物質を取り込んで封じ込めることができる。放射性物質がシラスバルーンの溶融または半溶融物に取り込まれるので確実に封じ込めることができる。焼成炉６４から成形物を取り出し、常態温で５時間以上冷却した。これにより、焼成灰固形物が作成された。
【００６１】
このように作成された焼成灰固形物は、焼却灰，シラスバルーン及び煉瓦原料で形成されるので、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものとなる。特に、煉瓦原料を用いるので、より一層、これらの機能の向上が図られる。また、処理固形物が所定形状（実施の形態では直方体ブロック状）に形成されるので、例えば、建築資材などとして利用することができ、極めて有用になる。また、積み重ねが容易になり、保管する場合も容易になる。
【００６２】
このように、本処理方法によれば、浮揚物が取出された混合物中の土粒子を分級して所定粒径以上の土粒子を取出すので、放射性物質は所定粒径に満たない細粒の土粒子に主に吸着していることから、所定粒径以上の土粒子に吸着した放射性物質は、極めて少なくなっており、そのため、この取出した所定粒径以上の土粒子を、そのまま、再利用に供することができるようになる。また、所定粒径以上の土粒子が取出された混合物から沈殿分離により上澄み水を取出し、この上澄み水が取出され残余洗浄水を含む混合物に、シラスバルーンの粉末及び煉瓦原料の粉末を混合して焼成し焼成固形物を得ることから、焼成固形物に、放射性物質を取り込んで、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものにすることができ、放射線量も少なくすることができ、そのため、これを保管，管理することなく、そのまま種々に利用することができるようになる。即ち、減容化して最後に残った汚染土粒子についても、短期に基準放射線量以下にして、再利用することができるようになり、処理効率を向上させることができる。
【００６３】
また、浮揚物についても、これを焼却し、得られた焼却灰に、シラスバルーンの粉末，煉瓦原料の粉末及び水を混合して焼成し焼成灰固形物を得るようにしたことから、浮揚物を焼却するので、浮揚物を焼却灰として減容化を図ることができるとともに、焼却により放射線濃度が濃縮されても、焼成の際に、シラスバルーンは、９００℃〜１０００℃の比較的低温の温度で液状化するが、焼却灰中のセシウムやセシウム化合物等の放射性物質をこのシラスバルーンの溶融または半溶融物に取り込んで封じ込めることができる。焼成灰固形物は、放射性物質が取り込まれ、しかも、耐熱性，耐薬品性等の機能に優れ、経年変化が極めて少ない耐久性の高いものにすることができる。そのため、放射線量も少なくすることができるので、これを、保管，管理することなく、そのまま種々に利用することができるようになる。
【００６４】
尚、本発明の実施の形態において、撹拌洗浄分離装置１，第１分級取出し装置１０，第２分級取出し装置２０，沈殿分離装置３０及び固形化装置４０の構成は上述した構成に限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。要するに、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
上述もしたが、福島第１原発の事故で放射性物質が飛散したことから、地面が放射性物質に汚染された地域では、この地面の表面を掻取、これを汚染土壌として集積して保管しているが、その集積量は膨大である。本発明によれば、汚染土壌全てを短期間で再利用できるように処理することができ、極めて有用になる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｓ  汚染土壌の処理システム
１  撹拌洗浄分離装置
２  洗浄水タンク
４  撹拌洗浄容器
５  撹拌羽根
６  排出路
７  搬出コンベア
８  汚水受けタンク
９  排出口
１０  第１分級取出し装置
１１  第１分級容器
１２  一次トロンメル
１３  排出路
１４  搬出コンベア
１５  汚水受けタンク
１６  排出口
２０  第２分級取出し装置
２１  第２分級容器
２２  二次トロンメル
２３  排出路
２４  搬出コンベア
２５  汚水受けタンク
２６  排出口
３０  沈殿分離装置
３１  第１沈殿槽
３２  第２沈殿槽
３３  第３沈殿槽
３４  第４沈殿槽
３５  流下口
３６  排出口
４０  固形化装置
４１  混練機
４２  成形機
４３  乾燥機
４４  焼成炉
５０  建屋
５１  コントロールセンター
６０  焼却炉
６１  混練機
６２  成形機
６３  乾燥機
６４  焼成炉
（１）撹拌洗浄工程
（２）浮揚物取出し工程
（３）第１分級取出し工程
（４）第２分級取出し工程
（５）沈殿分離工程
（６）固形化工程
（６−１）混練工程
（６−２）成形工程
（６−３）乾燥工程
（６−４）焼成工程
【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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