(57)【要約】      （修正有）【課題】汚染土壌を水と撹拌し、放射性物質の付着した細粒分を粗粒分から分離して放射性物質を除去するのに用いられる安価で効率的な撹拌装置を提供する。【解決手段】水を混合した汚染土壌混合物を圧送する管路５と、管路５の途中に設けられた乱流発生装置６とを備え、該乱流発生装置６はタンク７を有し、該タンクに流入管12と流出管13を非同軸状に設けてなる。管路５を圧送されてきた汚染土壌混合物は、管路５の途中に設けられたタンク内に流入管から吐き出され、乱流となって下流へと流れ、タンク７内の乱流により撹拌され流出管から下流に送られる。【選択図】図３
2015190941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を取り除く除去工程と、
除去した汚染土壌と水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌工程と、
撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級工程とを備え、
放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置において、
前記水を混合した前記汚染土壌混合物を圧送する管路と、
前記管路の途中に設けられた乱流発生装置とを備え、
前記乱流発生装置は撹拌室を有し、この撹拌室に流入部と流出部を非同軸状に設け、前記流入部に前記管路の途中の管路流出部を接続すると共に、前記流出部に前記管路の途中の管路流入部を接続したことを特徴とする放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置。
【請求項２】
前記撹拌室は、その中心軸を縦方向に配置され、前記撹拌室の側面に設けた前記流入部と、この流入部より下部で前記撹拌室の側面に設けた前記流出部とを備えることを特徴とする請求項１記載の放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置。
【請求項３】
前記管路の長さが５ｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置。
【請求項４】
放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、
前記汚染土壌を取り除く除去装置と、除去した汚染土壌に水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌装置と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置とを備え、
前記撹拌装置は、前記水を混合した前記汚染土壌混合物を圧送する管路と、
この管路の途中に設けられた乱流発生装置とを備え、
前記乱流発生装置は撹拌室を有し、この撹拌室に流入部と流出部を非同軸状に設け、前記流入部に前記管路の途中の管路流出部を接続すると共に、前記流出部に前記管路の途中の管路流入部を接続したことを特徴とする放射性物質の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中からセシウムなどの放射性物質を除去する放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置とその除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土壌中から汚染物質を除去する方法として、汚染土壌と洗浄液とを攪拌混合する工程、汚染土壌と洗浄液との混合物から粗粒分を分級する工程、粗粒分を洗浄液によりさらに洗浄し分級装置により汚染物質を洗浄液とともに分離する工程、粗粒分を分級した残余の細粒分を沈降装置において沈降せしめて固液分離する工程、洗浄液を回収して汚染物質を分離し処理あるいは処分する工程とを有する汚染土壌の洗浄方法（例えば特許文献１）や、非揮発性汚染物質が混入した土壌に水を混合して土壌を洗浄し、得られた泥水中の土壌粒子を分級して、汚染物質が少ない粗粒子を分離し、汚染物質を高濃度に含有する泥水を固液分離し、汚染物質を多く含む土壌微粒子を分離し、非揮発性汚染物質が混入した土壌と水との混合物を、洗浄槽にて曝気、機械攪拌および／またはポンプ循環により解膠する土壌中の非揮発性汚染物質の除去方法（例えば特許文献２）や、汚染土壌は浄化剤やリターン水の供給を受けながら解泥されて選別洗浄工程に送られ、ここでもリターン水や補給水の供給を受けながら土壌の選別が行われ、選別された土壌の一部は洗浄土壌として再利用され、残りの土壌はリターン水の供給を受けながら分級されて洗浄土壌と汚土や汚染物質とに分けられ、汚土の凝集や汚染物質の分級が行われる汚染土壌洗浄浄化システム（例えば特許文献３）や、重金属により汚染された土地から汚染土壌を掘削する掘削工程、前記掘削工程より得られた汚染土壌を、攪拌機能を有する密閉容器を備えた搬送手段により、上記汚染土壌を水で磨研しながら、該土地より離れた分級プラントに搬送する搬送工程、上記搬送工程によって搬送された汚染土壌から、湿式分級する分級プラントにより微細粒土壌を分取する分級工程、及び、上記分級工程において微細粒土壌を分取された土壌を建設用資材として再利用する再利用工程を含むことを特徴とする汚染土壌の処理方法（例えば特許文献４）などが提案されている。
【０００３】
上記特許文献１では、汚染土壌と洗浄液とを攪拌混合し、その混合物から粗粒分を分級し、この粗粒分を洗浄液によりさらに洗浄して汚染物質を洗浄液とともに分離するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、洗浄液との撹拌混合しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２では、非揮発性汚染物質が混入した土壌と水との混合物を、洗浄槽にて曝気、機械攪拌および／またはポンプ循環により解膠するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、単に土壌と水の混合物を曝気、機械撹拌しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献３では、汚染土壌に浄化剤やリターン水を供給して選別洗浄するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、浄化剤やリターン水を供給しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献４では、搬送時間を有効に利用し、汚染土壌中の粗粒に固着した重金属を多く含む微細粒土壌を磨研処理することができるが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、水と撹拌することにより磨研処理しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。
【０００７】
このような問題を考慮して、特願２０１３−２２３７０７には、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去方法において、前記汚染土壌を取り除く除去工程と、除去した汚染土壌に洗浄水と界面活性剤を混合し、この混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌工程と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級工程とを備え、前記処理土壌として前記粗粒分を得る放射性物質の除去方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１４９９１３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１７９５号公報
【特許文献３】特開２００８−４３８７９号公報
【特許文献４】特開２００７−１７５５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記放射性物質の除去方法では、界面活性剤による分離作用と、圧縮空気を供給しながらの撹拌による分離作用とにより、粗粒分からセシウムが分離すると共に、セシウムの付着している細粒分を粗粒分から分離することができ、この分離したセシウムが細粒分に移動する。この後、粗粒分と細粒分とを分離し、前記セシウム濃度の低い粗粒分が得られる。
【００１０】
ところで、上記放射性物質の除去方法では、分級工程の前に、汚染土壌混合物を撹拌し、この撹拌による分離作用により、粗粒分からセシウムを分離すると共に、セシウムの付着している細粒分を粗粒分から分離するようにしており、撹拌のために泥土混合装置などの専用の装置を必要とする。
【００１１】
このように撹拌に専用の装置を用いると処理コストが増加するため、汚染土壌混合物を安価で効率的に混合装置が求められている。
【００１２】
そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、汚染土壌混合物を撹拌し、撹拌により粗粒分から放射性物質を分離すると共に、放射性物質の付着している細粒分を粗粒分から分離することができる放射性物質の除去方法の撹拌装置とその除去装置を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、汚染土壌を取り除く除去工程と、除去した汚染土壌と水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌工程と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級工程とを備え、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置において、前記水を混合した前記汚染土壌混合物を圧送する管路と、前記管路の途中に設けられた乱流発生装置とを備え、前記乱流発生装置は撹拌室を有し、この撹拌室に流入部と流出部を非同軸状に設け、前記流入部に前記管路の途中の管路流出部を接続すると共に、前記流出部に前記管路の途中の管路流入部を接続したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、前記撹拌室は、その中心軸を縦方向に配置され、前記撹拌室の側面に設けた前記流入部と、この流入部より下部で前記撹拌室の側面に設けた前記流出部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、前記管路の長さが５ｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、前記汚染土壌を取り除く除去装置と、除去した汚染土壌に水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌装置と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置とを備え、前記撹拌装置は、前記水を混合した前記汚染土壌混合物を圧送する管路と、この管路の途中に設けられた乱流発生装置とを備え、前記乱流発生装置は撹拌室を有し、この撹拌室に流入部と流出部を非同軸状に設け、前記流入部に前記管路の途中の管路流出部を接続すると共に、前記流出部に前記管路の途中の管路流入部を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の構成によれば、撹拌による分離作用により粗粒分から放射性物質が分離すると共に、放射性物質の付着している細粒分を粗粒分から分離することができ、この分離した放射性物質が細粒分に移動する。この後、粗粒分と細粒分とを分離し、前記放射性濃度の低い粗粒分が得られる。この場合、管路を圧送されてきた汚染土壌混合物は、管路の途中に設けられた撹拌室内に吐き出され、乱流となって流出部から下流へと流れ、撹拌室内に乱流による撹拌され、また、管路を通る際に細粒分と粗粒分とが撹拌される。このように動力は汚染土壌混合物を圧送のみで済む撹拌装置が得られる。
【００１８】
また、請求項２の構成によれば、流入部と流出部が上下に離れ、上部に位置する流入部から汚泥土壌混合物が撹拌室内に吐き出されるため、効率よく撹拌効果が得られる。
【００１９】
また、請求項３の構成によれば、管路を通る際に細粒分と粗粒分とが撹拌される。
【００２０】
また、請求項４の構成によれば、管路を圧送されてきた汚染土壌混合物は、管路の途中に設けられた撹拌室内に吐き出され、乱流となって流出部から下流へと流れ、撹拌室内に乱流による撹拌され、また、管路を通る際に細粒分と粗粒分とが撹拌される。このように動力は汚染土壌混合物を圧送のみで済む撹拌装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１を示す除去装置の全体説明図である。
【図２】同上、除去方法のフローチャート図である。
【図３】同上、撹拌装置の正面図である。
【図４】同上、蓋体を外したタンクの平面図である。
【図５】同上、予備実験に用いた撹拌装置の断面図である。
【図６】同上、予備実験のフローチャート図である。
【図７】同上、予備実験の帯グラフである。
【図８】同上、予備実験のセシウム量の変化を示すグラフである。
【図９】同上、撹拌による擦洗いの効果を説明する説明図である。
【図１０】同上、界面活性材の効果を説明する説明図である。
【図１１】本実験の除去装置の全体説明図である。
【図１２】同上、実験１〜４により分級して得られた生成比を示すグラフである。
【図１３】同上、含水比と減量率の関係を示すグラフである。
【図１４】同上、含水比と除染率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる放射性物質の除去方法とその除去装置を採用することにより、従来にない放射性物質の除去方法とその除去装置が得られ、放射性物質の除去方法とその除去装置を夫々記述する。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の放射性物質の除去方法と除去装置を添付図面を参照して説明する。図１〜図４は、本発明の実施例１を示し、同図に示すように、放射性物質を含む汚染土壌の除染作業において、まず、汚染物質である汚染土壌１を取り除く除去工程Ｓ１を行う。この除去工程Ｓ１は、表土の剥ぎ取りや、河川や海の浚渫などにより行われる。また、法面、側溝、屋根外壁、農耕地などから汚染物質の除去や、それらの際、発生する汚染水スラッジも含まれる。尚、汚染土壌１を取り除く除去装置として浚渫船を用いることができ、表土の剥ぎ取り除去装置としては、バックホーなどが例示される。
【００２４】
以下、セシウムなどの放射性物質を含む汚染土壌１の処理について説明する。
【００２５】
前記除去工程Ｓ１において除去した汚染土壌１は、前処理工程Ｓ２において、雑物分離手段たる振動篩２により、植物，ごみやその他の雑物を除去した後、調泥撹拌槽３に移送される。この調泥撹拌槽３において、汚染土壌１に水を加えると共に、撹拌手段（図示せず）により撹拌して汚染土壌混合物を流動化する。尚、調泥撹拌槽３において、汚染土壌混合物に界面活性剤を混合するようにしてもよい。
【００２６】
このように前処理工程Ｓ２において、雑物を除去し、汚染土壌１と水と必要に応じて界面活性剤を混合して所定の含水比の汚染土壌混合物を形成した後、撹拌工程Ｓ３に移行する。
【００２７】
撹拌工程Ｓ３で用いる撹拌装置４は、図１〜図３に示すように、調泥撹拌槽３と後述する分級装置との間を連結する管路５と、この管路５の途中に設けた乱流発生装置６とを備える。この乱流発生装置６は、有底筒状のタンク７を有し、このタンク７は、筒状部８の下部を板状の底部９により閉塞し、前記筒状部８の上部開口８Ａにフランジ部10を周設し、このフランジ部10に板状の蓋体11をボルトナット（図示せず）の固定手段により着脱自在に設けて前記上部開口８Ａを塞いでいる。尚、タンク７は筒状部８の中心線を縦向きにして配置されている。
【００２８】
また、前記筒状部８の上部には流入部たる流入管12を設け、この流入管12と対向する位置で筒状部８の下部に流出部たる流出管13を設けており、これら流入管12と流出管13の高さの差は２５０ｍｍ程度であり、流入管12の下縁より流出管13の上縁が下方に位置する。このように流入管12の軸芯と流出管13の軸心は非同軸状に設けられている。また、図３に示すように、平面において、流入管12と流出管13の軸芯は同一直線上に位置する。
【００２９】
前記管路５は、前記乱流発生装置６の上流と下流で、上流管路14と下流管路15に分かれている。上流管路14は、前記調泥撹拌槽３と乱流発生装置６とを連結し、その上流管路14の下流端に位置する管路流出部14Ａを前記流入管12に接続し、この例では、管路流出部14Ａと流入管12との間に流量計16を設けている。また、前記下流管路15の上流端に位置する管路流入部15Ａを前記流出管13に接続している。さらに、上流管路14及び下流管路15は、各パイプ本体14Ｐ，15Ｐが蛇腹状をなす可撓性を有するものを用いられている。尚、パイプ本体14Ｐ，15Ｐは、蛇腹状に限らず、内面に凹凸のない通常の鋼管などを用いてもよく、この場合も所定の擦洗い効果が得られる。
【００３０】
また、前記調泥撹拌槽３の汚染土壌混合物を、前記上流管路14に圧送するポンプなどの圧送手段を備え、この例では、流入管12の上流側に、圧送手段たる水中サンドポンプ17を設け、この水中サンドポンプ17により調泥撹拌槽３の汚染土壌混合物を分級装置21まで圧送するようにしている。
【００３１】
このように構成することにより、上流管路14に圧送された汚染土壌混合物は、流入管12からタンク７内に吐き出され、タンク７の内面やタンク７内の汚染土壌混合物に当たって乱流となり、この乱流による撹拌作用により内部で撹拌された後、流出管13から下流管路15へと流れていく。この場合、流量計16により管路５を流れる流量が一定になるように水中サンドポンプ17を制御する。
【００３２】
分級工程Ｓ４を行う分級装置21には前記下流管路15の下流端が接続されている。前記分級装置21は、回転篩、砂分回収装置、湿式サイクロン（図示せず）等を備える。そして、前記下流管路15から送られてきた汚染土壌混合物は、前記回転篩により、例えば粒径５ｍｍ以上のものが除去され、この後、前記砂分回収装置により、例えば粒径７５μｍ以上のものが除去され、この後、前記湿式サイクロンにより、例えば粒径３５〜７５μｍ以上のものが除去され、このようにして多段階に分級が行われる。
【００３３】
分級工程Ｓ４において得られた礫・砂は、再利用土として土木材などに再利用することができる。一方、汚染土壌混合物から礫・砂を分離して残った細粒分及び水分は、沈殿濃縮槽22へと送られる。沈殿濃縮槽22では、前記細粒分及び水分に凝集剤を添加し、必要に応じて撹拌し、細粒分を沈殿させ、且つ細粒分にセシウムを固定する。この沈殿した細粒分の上澄み水を回収し、この上澄み水は放流又は再利用することができる。
【００３４】
このように上澄み水を回収することにより含水比を下げた細粒分を、脱水手段23により脱水して脱水余水24と処理土壌たる脱水土分25とが得られる。その脱水余水24は放流又は再利用することができ、図１に示すように、脱水余水24を余水タンク26に送り、この余水タンク26の脱水余水24を前記調泥撹拌槽３に送って再利用することができる。一方、脱水土分25には、汚染土壌のセシウムが濃縮された状態で含まれ、且つ土壌は減容化されたものになっている。
【００３５】
前記脱水手段23には、プレス処理手段たるフィルタープレス（図示せず）を用いることができる。このフィルタープレスは、固定フレームと締込板の間に、複数枚の濾布を張設した濾板を複数枚配置すると共に、これら濾板間に濾室を形成する。そして、前記締込板を油圧シリンダにより移動することにより、前記濾室内の泥土をプレスして濾過脱水するものなどある。
【００３６】
また、前記界面活性剤としては、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤のいずれを使用しても良く、特に、陽イオン性界面活性剤が好適である。また、陽イオン性界面活性剤と陰イオン性界面活性剤を混合する以外は、２種類以上の界面活性剤を混合して使用しても良い。
【００３７】
前記陽イオン性界面活性剤としては、第四級アンモニウム塩型又はアミン塩型が挙げられ、特に、第四級アンモニウム塩型が好適である。さらに、第四級アンモニウム塩型の中でも、特に、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライドが好適である。
【００３８】
前記陰イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩型、硫酸エステル塩型、リン酸エステル塩型又はカルボン酸塩型が挙げられる。
【００３９】
前記両性界面活性剤としては、ベタイン型、イミダゾリン型又はアミノ酸型が挙げられる。
【００４０】
前記非イオン性界面活性剤としては、エーテル型、エステル型、脂肪酸エステル型、アルキルアミン型又は高級アルコール型が挙げられる。
【００４１】
また、前記界面活性剤は、必要に応じて、水で希釈して使用しても良い。界面活性剤の濃度は、例えば、０．１〜１５質量％であることが好ましい。
【００４２】
さらに、凝集剤は、その原材料に天然素材である火山灰を用いた無機質凝集剤であり、特にその火山灰としては、南九州を広く覆う火山噴出物である「シラス」を用いることが好ましい。そして、主原料であるシラスの粒子を焼成炉において焼成することによって一般の凝集剤に比べて非常に多くの正電荷を帯電するものとなる。
【００４３】
前記凝集剤をコロイド粒子を含んだ溶液中に入れると、コロイド粒子の負電荷と凝集剤の正電荷がイオン結合して、コロイド粒子が凝結する。前記凝集剤は一般の凝集剤に比べて多くの正電荷に帯電しているため、コロイド粒子中の複数の負電荷とイオン結合することから、凝結力が大きく、フロックが壊れにくい。
【００４４】
また、凝結するコロイド粒子も多くなることから、大きなフロックが形成される。さらに、イオン結合に寄与していない正電荷がまだ多く残っているため、コロイド粒子に帯電している負電荷が凝集剤に引き寄せられ電荷の偏りが生じ、反対側は正電荷に帯電することとなり、電気的双極子が形成される。電気的双極子となったコロイド粒子と別のコロイド粒子が凝集剤を介せずにイオン−双極子間結合を行うことから、フロックはさらに大きくなる。
【００４５】
以上のように、前記凝集剤は一般の凝集剤と比べて少ない添加量で高い凝集効果を発揮するとともに、高分子凝集剤との併用は不要であり、一剤で凝結・凝集を行うことができる。なお、負電荷に帯電していない中性のコロイド粒子であっても、前記凝集剤が持つ強い正電荷により、電気的双極子を形成することから凝結は可能となる。
【００４６】
その他にも、前記凝集剤は、原材料が天然素材なので、人体や自然界への影響は一切ない。また、従来の凝集剤のように高分子凝集剤との併用は不要となる。さらに、圧倒的な凝集スピード（10〜20秒）を誇るため、反応撹拌槽・沈殿槽等の施設規模を従来の約１／５以下に小型化が可能である。しかも、凝集スラッジの粘性が極めて低いため、脱水処理が容易である。
【００４７】
また、前記凝集剤は、適用pH範囲が広く、多くの場合は、pH=5〜10でも適用可能で、pH≦4(強酸性)やpH≧11(強アルカリ)の廃水でも適用可能な凝集剤をオーダーメイドにより調合可能である。また、前記凝集剤は凝集反応に伴いアルカリ度をほとんど消費しないため、アルカリ助剤の添加が不要である。これに対して、硫酸バンド、PAC等の従来の凝集剤では、反応の進行に伴い酸性化するため、高分子凝集剤の他にアルカリ助剤の添加も必要とする。
【００４８】
予備実験
図５及び図６は予備実験に係る図面であり、図５に示すように、撹拌装置としてポット型のミキサー31を用い、このミキサー31は、回転中心が斜設された回転胴32を備え、この回転胴32の上部に開口部33を有する。また、予備実験で使用した汚染土壌採取時の空間線量は、１．５μＳｖ／ｈであった。
【００４９】
試料34は、セシウムを含む汚染土壌２ｋｇと水２０リットルとこれらに対して界面活性剤０．５重量％を混合した汚染土壌混合物を用いた。前記試料34を回転胴32に投入し、回転胴32を回転すると共に、圧縮ノズル35の先端を試料34内に挿入し、圧縮ノズル35の先端から試料34内に圧縮空気を噴出した。このように試料34に圧縮空気を連続して供給した状態で、撹拌処理を２時間行った。この後、分級のために篩い分けを実施し、各粒径ごとにセシウム濃度を計測した。尚、シルト粘土泥水は凝縮材で凝縮沈殿させ、フィルタ材で固液分離した。
【００５０】
具体的には、篩により粒径２ｍｍ以上、４２５μｍ〜２ｍｍ、７５μｍ〜４２５μｍ、７５μｍ未満に分級した。尚、粒径２ｍｍ以上は、篩の目が２ｍｍのものを通過しないもの（礫）、粒径４２５μｍ〜２ｍｍは、篩の目が２ｍｍのものを通過し、且つ篩の目が４２５μｍのものを通過しないもの（粗砂）、粒径７５μｍ〜２ｍｍは、篩の目が２ｍｍのものを通過し、且つ篩の目が７５μｍのものを通過しないもの（細砂）、７５μｍ未満は、篩の目が７５μｍのものを通過するものである。また、７５μｍ未満に分級した後、分級した試料に凝集剤を添加して静置することにより、固形分が凝集沈殿し、上水を除去してシルト及び粘土を主体とする固形分（シルト粘土）を分離する。
【００５１】
実験を行った結果を、図７に示す。同図は、上段が原土（処理前の汚染土壌）、下段が撹拌処理済の処理土対応し、ぞれぞれの粒度範囲の分布を示している。例えば、図７の上段では、左側から粒径２ｍｍ以上の礫が１６．９％、粒径４２５μｍ以上〜２ｍｍ未満の粗砂が５８．８％、粒径７５μｍ以上〜４２５μｍ未満の細砂が９.０％、残りのシルト粘土が１５．３％である。
【００５２】
図８に汚染土壌のセシウム濃度の変化を示す。図８は、図７の上段、下段の帯グラフを左側、右側に並べ、帯グラフの下に対応するグラフを記載したものであり、下のグラフは縦軸にセシウム濃度、横軸に重量割合を採っている。
【００５３】
図８の左側に示されるように、処理前の汚染土壌である原土は、各粒径共にＣｓ濃度が３０００Ｂｑ／ｋｇを越え、粗砂とシルト粘土の汚染濃度が比較的高い状況であった。図８の右側に示されるように、処理後は、礫、粗砂のＣｓ濃度はそれぞれ２１００Ｂｑ／ｋｇ、１９２０Ｂｑ／ｋｇまで低下した。尚、本願では、再利用可能なＣｓ濃度の基準を３０００Ｂｑ／ｋｇ以下としている。
【００５４】
そして、Ｃｓ濃度が１３０００Ｂｑ／ｋｇの土壌に対して上記の処理を行うことにより、５４．４質量％の土粒子（礫１３．３＋粗砂４１．１）をＣｓ濃度３０００Ｂｑ／ｋｇ以下にすることができ、その土粒子を再生材料として利用することができる。
【００５５】
尚、凝集沈殿処理のフロック状態は良好で固液分離後の余水のＣｓ濃度の結果は１０Ｂｑ／Ｌ未満となり、環境上の課題はなかった。
【００５６】
ここで、図９を用いて撹拌による擦洗いの効果を説明する。同図に示すように、撹拌中における土粒子と土粒子の接触により、粗粒分に付着する細粒分を分離させ、この付着していた細粒分には粗粒分よりセシウムが多く吸着しているから、細粒分と共にセシウムを分離することができる。
【００５７】
また、図１０に示すように、界面活性剤により、セシウムの周囲を−（マイナス）に帯電させ、プラスのセシウムを遊離させ、遊離したセシウムが細粒分に吸着される。
【００５８】
これらの場合、圧縮空気により気泡が発生し、この気泡により発生する乱流により、擦洗いおよびＣｓ遊離効果が促進される。
【００５９】
本実験
実験装置を図１１に示す。また、図１１において、上記説明と同一部分に同一符号を付す。前記管路５の直径は７５ｍｍであり、上流管路14の長さは５メートル、下流管路15の長さは１０メートルとした。即ち管路５の長さは１５メートルである。乱流発生装置６のタンク７は、直径が４００ｍｍ、高さが６００ｍｍ、流入管12と流出管13の高さの差は２５０ｍｍである。尚、大型のタンク７を必要としない利点があるから、実際に使用するタンク７の直径は、３００〜６２０ｍｍ程度とすることができる。
【００６０】
実験に用いた試料の粒度組成及びＣｓ濃度を下記の表１に示す。
【００６１】
【表１】
2015190941.tif 000003
【００６２】
現場で採取した原土を試料とし、実験１〜３の試料Ａ〜Ｃの含水比は５００％、１０００％、１５０００％の３種類を用いた。尚、含水比は、水分の重量を固形分の重量で割り、１００を掛けた値で単位は％である。
【００６３】
具体的には、原土として、３４０ｋｇ（３６０Ｌ）、１８５ｋｇ（１９６Ｌ）、１２８ｋｇ（１３６Ｌ）の試料Ａ〜Ｃを調泥撹拌槽３に入れ、水を加えながら全量として１５００Ｌとしたものを実験に用いた。
【００６４】
調泥された試料は、５分程度の間、調泥撹拌槽３内で撹拌した後、圧送手段により管路５と乱流発生装置６を通過して分級装置21に連続して送られ、分級装置21において、礫分（粒径２ｍｍ以上）、砂分（粒径７５μｍ〜２ｍｍ）、シルト粘土分（粒径７５μｍ未満）に分級し、これらの放射線セシウム濃度を測定した。尚、砂分は、粗砂分（粒径４２５μｍ〜２ｍｍ、細砂分（粒径７５μｍ〜４２５μｍ）に分けてそれぞれ放射線セシウム濃度を測定した。この場合、管路５における試料の流速は５０ｍ３/ｈとした。
【００６５】
分級されたシルト粘土分を沈殿濃縮槽22に送泥し、凝集剤を添加し、２０〜３０分程度撹拌した後、脱水手段23により脱水処理を行った。尚、脱水には５時間程度を要した。
【００６６】
試料Ａ〜Ｃにおいて、シルト粘土分が一番多く生成されたのは、実験３の試料Ｃであったが、実験２の試料Ｂと実験３の試料Ｃのシルト粘土分の重量生成差は１％程度であり、原土を多く処理できるのは含水比の低い試料Ｂの条件であることが分かる。この試料Ｂの条件において、乱流発生装置を取り外した管路５のみの実験を実験４（試料Ｂ）とした。
【００６７】
試料Ａ〜Ｃでは、含水比が異なり、使用した原土量が異なるため、生成重量では比較できないため、回収された重量を１００％として、各分級の生成比を算出した。これを図１２に示す。
【００６８】
図１２に示されたように、実験２と実験４で、シルト粘土分が約４％異なり、乱流発生装置６を設けることにより、砂分に付着していたシルト粘土分が分離されたものと思われる。
【００６９】
さらに、実験１及び実験３の条件において、乱流発生装置を取り外した管路５のみの実験５，６も行った。尚、図１２中、「乱流あり」と乱流発生装置６を用いた実験であることを示し、「乱流なし」とは乱流発生装置６を取り外した管路５のみの実験であることを示す。
【００７０】
実験１〜６において、減量率と除染率を算出し、図１３及び図１４に示す。尚、減量率は、処理前の原土の乾燥重量から細粒分及びシルト粘土分の乾燥重量を減じた値を、原土の乾燥重量で割り、１００を掛けたものであり、減量率が低いほど細砂分とシルト粘土分の生成量が多くなることを示している。また、除染率は、処理前の原土の総セシウム量から礫と粗砂分の総セシウム量を減じた値を、処理前の原土の総セシウム量で割り、１００を掛けたものであり、除染率が高いほどセシウムを細砂分とシルト粘土分と共に分離する効率が高いことを示す。
【００７１】
このように本実施例では、請求項１に対応して、汚染土壌１を取り除く除去工程Ｓ１と、除去した汚染土壌１と水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌工程Ｓ３と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級工程Ｓ４とを備え、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去方法に用いる撹拌装置において、水を混合した汚染土壌混合物を圧送する管路５と、管路５の途中に設けられた乱流発生装置６とを備え、乱流発生装置６は撹拌室たるタンク７を有し、このタンク７に流入部たる流入管12と流出部たる流出管13を非同軸状に設け、流入管12に管路５の途中の管路流出部14Ａを接続すると共に、流出管13に管路５の途中の管路流入部15Ａを接続したから、撹拌による分離作用により粗粒分から放射性物質が分離すると共に、放射性物質の付着している細粒分を粗粒分から分離することができ、この分離した放射性物質が細粒分に移動する。この後、粗粒分と細粒分とを分離し、前記放射性濃度の低い粗粒分が得られる。この場合、管路５を圧送されてきた汚染土壌混合物は、管路５の途中に設けられたタンク７内に吐き出され、乱流となって流出部から下流へと流れ、タンク７内の乱流による撹拌され、また、管路５を通る際に細粒分と粗粒分とが撹拌される。このように動力は汚染土壌混合物を圧送のみで済む撹拌装置が得られる。
【００７２】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、撹拌室たるタンク７は、その中心軸を縦方向に配置され、タンク７の側面に設けた前記流入部たる流入管12と、この流入管12より下部でタンク７の側面に設けた流出部たる流出管13とを備えるから、流入管12と流出管13が上下に離れ、上部に位置する流入管12から汚泥土壌混合物がタンク７内に吐き出されるため、効率よく撹拌効果が得られる。即ち、上部の流入管12から下部の流出管13に流れるため、高さ差のロスがない。
【００７３】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、管路５の長さが５ｍ以上であるから、管路５を通る際に細粒分と粗粒分とが撹拌される。尚、管路５の長さを１０ｍ以上とすることが、より好ましい。
【００７４】
また、このように本実施例では、請求項４対応して、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、汚染土壌１を取り除く除去装置である浚渫船やバックホーと、除去した汚染土壌に水を混合した汚染土壌混合物を撹拌する撹拌装置４と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置21とを備え、撹拌装置４は、水を混合した汚染土壌混合物を圧送する管路５と、この管路５の途中に設けられた乱流発生装置６とを備え、水を混合した汚染土壌混合物を圧送する管路５と、管路５の途中に設けられた乱流発生装置６とを備え、乱流発生装置６は撹拌室たるタンク７を有し、このタンク７に流入部たる流入管12と流出部たる流出管13を非同軸状に設け、流入管12に管路５の途中の管路流出部14Ａを接続すると共に、流出管13に管路５の途中の管路流入部15Ａを接続したから、請求項１と同様な作用・効果を奏する。
【００７５】
また、実施例上の効果として、上流管路14が下流管路15より短く、下流管路15が１０メートル以上であるから、乱流発生装置６における乱流効果が高く、且つ下流管路15を流れる間の分離効果を確保することができる。また、管路５は蛇腹状のパイプ本体14Ｐ，15Ｐを略全長に有するから、汚染土壌混合物が蛇腹の内面に当たることにより擦洗い効果が得られる。さらに、管路５には流量計16を設けたから、汚染土壌混合物の流速を一定に保って均一な撹拌を行うことができる。また、含水比が５００％、１０００％、１５０００％の実験から、含水比１０００％の場合、効果が優れるから、含水比を７５０〜１２５００％とすることが好ましい。さらに、流入管12と流出管13は、平面において、軸芯が同一直線上に位置し、管路５及び乱流発生装置６において、汚染土壌混合物には空気を入れずに連続圧送するから、効率の良い撹拌効果が得られる。また、汚染土壌１の流動化に余水を利用するから、水を無駄なく利用することができる。
【００７６】
尚、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、放射性物質はセシウムに限らず各種の放射性物質の除去に用いることができる。また、請求項１及び４では、流入部を流出部より下部に配置してもよい。さらに、分級装置は各種のタイプのものを用いることができる。また、流入部と流出部とを上下にずらして配置したが、請求項２以外では、流入部と流出部の軸心を左右にずらして配置してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
Ｓ１  除去工程
Ｓ３  撹拌工程
Ｓ４  分級工程
１  汚染土壌
４  撹拌装置
５  管路
６  乱流発生装置
７  タンク（撹拌室）
12  流入管（流入部）
13  流出管（流出部）
21  分級装置
【図１】
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【図２】
2015190941.tif 000005
【図３】
2015190941.tif 000006
【図４】
2015190941.tif 000007
【図５】
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【図６】
2015190941.tif 000009
【図９】
2015190941.tif 000010
【図１０】
2015190941.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
2015190941.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図７】
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【図８】
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