(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置を提供する。【解決手段】セシウムで汚染された汚染焼却灰と洗浄液とが混合される混合部、及び該混合部に連結され、汚染焼却灰から、放射性セシウムが分離された除染焼却灰と洗浄液とを分離する第１分離部を有するセシウム除去部、及び第１分離部に連結され、洗浄液に吸着剤を注入し、吸着剤に、放射性セシウムが吸着されたセシウム吸着物を生成する吸着部、及び吸着部に連結され、セシウム吸着物と洗浄液とを分離する第２分離部を有するセシウム濃縮部、とからなる。【選択図】図１
2015166730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セシウムで汚染された汚染焼却灰と洗浄液とが混合される混合部１１、及び前記混合部１１に連結され、前記汚染焼却灰から、前記放射性セシウムが分離された除染焼却灰と、前記洗浄液とを分離する第１分離部１２を有するセシウム除去部１０と、
前記第１分離部１２に連結され、前記洗浄液に吸着剤を注入し、前記吸着剤に、前記放射性セシウムが吸着されたセシウム吸着物を生成する吸着部２１、及び前記吸着部２１に連結され、前記セシウム吸着物と、前記洗浄液とを分離する第２分離部２２を有するセシウム濃縮部２０と、を含むことを特徴とする放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項２】
前記混合部１１は、撹拌器３０を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項３】
前記吸着部２１は、撹拌器３０を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項４】
前記撹拌器３０は、
前記混合部１１の中心に配置される撹拌軸３３と、
前記撹拌軸３３に結合される第１軸３１１と、前記第１軸３１１に結合される第１ウィング３１２と、を有する第１撹拌ウィング部３１と、
前記撹拌軸３３に結合され、前記第１軸３１１より長さが長い第２軸３２１、及び前記第２軸３２１に結合される第２ウィング３２２を有する第２撹拌ウィング部３２と、を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項５】
前記第１撹拌ウィング部３１及び前記第２撹拌ウィング部３２は、それぞれ複数個設けられ、
前記撹拌軸３３の最下側には、前記第２撹拌ウィング部３２が配置されたことを特徴とする請求項４に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項６】
前記第１撹拌ウィング部３１と、前記第２撹拌ウィング部３２は、上下方向に交互に配置され、前記第１ウィング３１２の面と、前記第２ウィング３２２の面は、前記撹拌軸３３に対して斜めに傾斜して配置されることを特徴とする請求項４に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項７】
前記第１ウィング３１２の面と、前記第２ウィング３２２の面とが、前記撹拌軸３３に対して斜めに傾斜している方向は、互いに反対であることを特徴とする請求項６に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項８】
前記第２軸３２１は、前記撹拌軸３３に対して複数個設けられ、それぞれの前記第２軸３２１は、固定リング３４によって連結されたことを特徴とする請求項４に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項９】
前記洗浄液は、水を使用することを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１０】
前記汚染焼却灰と前記洗浄液は、体積比が１：２であり、前記混合部１１で混合することを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１１】
前記混合部１１の内周面から突出する渦流形成板４０が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１２】
前記撹拌器３０は、第１時間の間、第１速度で撹拌する第１撹拌モードと、前記第１時間より短い第２時間の間、前記第１速度より遅い第２速度で撹拌する第２撹拌モードとで運転されることを特徴とする請求項３に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１３】
前記吸着剤は、フェロシアン化鉄化合物であることを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１４】
前記第１分離部１２は、遠心分離装置であり、
前記第１分離部１２から、前記除染焼却灰は、焼却再処理部５０に移送され、前記洗浄液は、第１保存タンク６０に収集されることを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１５】
前記第２分離部２２は、遠心分離装置であり、
前記第２分離部２２から、前記セシウム吸着物は、濃縮廃棄物処理部７０に移送され、前記セシウム吸着物が分離された前記洗浄液は、第２保存タンク８０に収集されることを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１６】
一端部が、前記吸着部２１の上側に結合され、他端部が、前記第２保存タンク８０に連結される上澄み液排出配管９０と、
前記上澄み液排出配管９０に設けられた排出弁１００と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１７】
前記第２保存タンク８０に結合される放流配管１１０と、
前記第２保存タンク８０と、洗浄液が保存される洗浄液タンク１３０とを連結する回帰配管１２０と、を含み、前記回帰配管１２０を介して、前記洗浄液タンク１３０に回帰した洗浄液は、前記混合部１１に供給されることを特徴とする請求項１５に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１８】
前記セシウム除去部１０での前記混合部１１による混合工程、及び前記第１分離部１２による分離工程を複数回遂行した後、前記洗浄液が、前記セシウム濃縮部２０に移動することを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項１９】
前記吸着部の反応ｐＨは、ｐＨ６ないしｐＨ８であることを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【請求項２０】
前記吸着部２１は、ｐＨをセンシングするｐＨセンサ２３を具備することを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性セシウムで汚染された焼却灰（incineration ash）を除染する除染装置に係り、さらに詳細には、放射性セシウムで汚染された焼却灰から、放射性セシウムを効果的に分離して除染することにより、放射性廃棄物の量を顕著に減少させるために、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、放射性焼却灰は、自然への放射性核種の溶出及び漏れを制限するために、放射性廃棄物処理場に長期間保管して管理されている。しかし、前記放射性廃棄物処理場を建設し、前記放射性廃棄物処理場に放射性廃棄物を保管するためにかかるコストが相当なものであり、現実的に大きい負担になっている。
【０００３】
放射性廃棄物の発生量を減少させるための従来技術（特許文献１）としては、放射性核種によって汚染した土壌を、動電気装置を利用して、除染する除染装置がある。しかし、該従来技術は、動電気装置を別途に具備しなければならず、ｐＨを調整しければならないという不都合が伴い、除染期間が長いので、汚染した土壌の大量除染が不可能であるという短所がある。
【０００４】
これまで大量に発生した放射性焼却灰を除染する技術は、まだ開発されていないという実情である。特に、福島原発事故以後、放射性焼却灰の処分が大きな問題点となってきており、放射性焼却灰の除染、及び除染時に発生する廃液処理に係わる技術が切実に要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−１２６５２５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述の問題点を解決するために創出されたものであり、特に、放射性セシウムで汚染された焼却灰から、放射性セシウムを効果的に分離して除染することにより、放射性廃棄物の量を顕著に減少させることができるように、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するための本発明による、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置は、セシウムで汚染された汚染焼却灰と洗浄液とが混合される混合部、及び前記混合部に連結され、前記汚染焼却灰から、前記放射性セシウムが分離された除染焼却灰と、前記洗浄液とを分離する第１分離部を有するセシウム除去部；及び前記分離部に連結され、前記洗浄液に吸着剤を注入し、前記吸着剤に、前記放射性セシウムが吸着されたセシウム吸着物を生成する吸着部、及び前記吸着部に連結され、前記セシウム吸着物と、前記洗浄液とを分離する第２分離部を有するセシウム濃縮部；を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、前記混合部は、撹拌器を含むことが望ましい。
【０００９】
また、前記吸着部は、撹拌器を含むことが望ましい。
【００１０】
また、前記撹拌器は、前記混合部の中心に配置される撹拌軸；前記撹拌軸に結合される第１軸と、前記第１軸に結合される第１ウィングとを有する第１撹拌ウィング部；及び前記撹拌軸に結合され、前記第１軸より長さが長い第２軸と、前記第２軸に結合される第２ウィングとを有する第２撹拌ウィング部；を含むことが望ましい。
【００１１】
また、前記第１撹拌ウィング部及び前記第２撹拌ウィング部は、それぞれ複数個設けられ、前記撹拌軸の最下側には、前記第２撹拌ウィング部が配置されたことが望ましい。
【００１２】
また、前記第１撹拌ウィング部と前記第２撹拌ウィング部は、上下方向に交互に配置され、前記第１ウィングの面と、前記第２ウィングの面は、前記撹拌軸に対して斜めに傾斜して配置されることが望ましい。
【００１３】
また、前記第１ウィングの面と、前記第２ウィングの面とが、前記撹拌軸に対して斜めに傾斜している方向は、互いに反対であることが望ましい。
【００１４】
また、前記第２軸は、前記撹拌軸に対して複数個設けられ、それぞれの前記第２軸は、固定リングによって連結されたことが望ましい。
【００１５】
また、前記洗浄液は、水を使用することが望ましい。
【００１６】
また、前記汚染焼却灰と前記洗浄液は、体積比が１：２で、前記混合部で混合されることが望ましい。
【００１７】
また、前記混合部の内周面から突出する渦流形成板が設けられたことが望ましい。
【００１８】
また、前記吸着部の撹拌器は、第１時間の間、第１速度で撹拌する第１撹拌モードと、前記第１時間より短い第２時間の間、前記第１速度より遅い第２速度で撹拌する第２撹拌モードとで運転されることが望ましい。
【００１９】
また、前記吸着剤はフェロシアン化鉄化合物であることが望ましい。
【００２０】
また、前記第１分離部は、遠心分離装置であり、前記第１分離部から、前記除染焼却灰は、焼却再処理部に移送され、前記洗浄液は、第１保存タンクに収集されることが望ましい。
【００２１】
また、前記第２分離部は、遠心分離装置であり、前記第２分離部から、前記セシウム吸着物は、濃縮廃棄物処理部に移送され、前記セシウム吸着物が分離された前記洗浄液は、第２保存タンクに収集されることが望ましい。
【００２２】
また、一端部が、前記吸着部の上側に結合され、他端部が、前記第２保存タンクに連結される上澄み液排出配管と、前記上澄み液排出配管に設けられた排出弁と、を含むことが望ましい。
【００２３】
また、前記第２保存タンクに結合される放流配管；及び前記第２保存タンクと、洗浄液が保存される洗浄液タンクとを連結する回帰配管；を含み、前記回帰配管を介して、前記洗浄液タンクに回帰した洗浄液は、前記混合部に供給されることが望ましい。
【００２４】
また、前記セシウム除去部で、前記混合部による混合工程、及び前記第１分離部による分離工程を複数回遂行した後、前記洗浄液が、前記セシウム濃縮部に移動することが望ましい。
【００２５】
また、前記吸着部の反応ｐＨは、ｐＨ６ないしｐＨ８であることが望ましい。
【００２６】
また、前記吸着部は、ｐＨをセンシングするｐＨセンサを具備することが望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置は、放射性セシウムで汚染された焼却灰から、放射性セシウムを効果的に分離して除染することにより、放射性廃棄物の量を顕著に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例による除染装置の平面図である。
【図２】図１の要部を抜粋した図面である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】混合部のｐＨによる除染効率を示すグラフである。
【図５】混合部のｐＨによって第２保存タンクに保存される濾過液のセシウム濃度を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明による望ましい実施例について、添付された図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施例による除染装置の平面図であり、図２は、図１の要部を抜粋した図面であり、図３は、図２の断面図である。
【００３１】
図１及び図２を参照すれば、本発明の実施例による、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置は、セシウム除去部１０と、セシウム濃縮部２０と、を含む。
【００３２】
前記セシウム除去部１０は、混合部１１と、第１分離部１２とを含む。
【００３３】
前記混合部１１は、セシウムで汚染された汚染焼却灰と、洗浄液とを混合するために設けられる。前記汚染焼却灰が洗浄液と混合されるとき、前記汚染焼却灰から放射性セシウムが分離される。
【００３４】
本明細書において、前記汚染焼却灰は、放射性セシウムで汚染された焼却灰（incineration ash）を意味する。例えば、放射性物質が吸着された可燃性物質を焼却すれば、その副産物として焼却灰が生成されるが、焼却によって放射性物質が除去されるものではないので、前記焼却灰には、依然として放射性物質が含まれている。このように、セシウムを含む放射性物質で汚染されている焼却灰を総称し、汚染焼却灰とする。
【００３５】
前記混合部１１の前端には、汚染焼却灰を混合部１１に投入するための投入設備が設けられる。前記投入設備は、汚染焼却灰が投入される投入部１と、前記投入部１から前記混合部１１に、前記汚染焼却灰を移送する移送部２と、を含む。前記投入部１には、汚染焼却灰の投入時、汚染焼却灰が飛散しないように、撒水装置３を含み、前記移送部２は、スクリューコンベヤでもある。
【００３６】
本実施例によれば、前記洗浄液としては、水が使用される。洗浄液として水を使用することにより、ｐＨを一定範囲で維持しなければならないという不都合を解消することができる。ただし、前記洗浄液が水に限定されるものではなく、例えば、硝酸を希釈した溶液を使用することができるということは言うまでもない。望ましくは、洗浄液として水を使用することにより、除染工程を簡便に進めることができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、汚染焼却灰と前記洗浄液との体積比は、１：２にすることが望ましい。洗浄液の体積が増大するほど溶解度が高くなり、焼却灰からの放射性セシウムの分離効率が上昇するが、それと同時に、汚染廃液の発生量が多くなり、処理対象廃液が増加するという短所があるので、除染工程の全体的な効率を考慮すれば、前述の体積比（１：２）が望ましい。
【００３８】
本実施例によれば、前記混合部１１は、撹拌器３０を含む。
【００３９】
前記撹拌器３０は、前記汚染焼却灰と、前記洗浄液との効率的な混合のために設けられるものであり、本実施例によれば、撹拌軸３３、第１撹拌ウィング部３１及び第２撹拌ウィング部３２を含む。
【００４０】
前記撹拌軸３３は、前記混合部１１の中心に配置される。前記撹拌軸３３の上側には、駆動モータ３５が結合され、前記撹拌軸３３を回転させる。
【００４１】
前記第１撹拌ウィング部３１は、第１軸３１１と、第１ウィング３１２とを含む。
【００４２】
前記第１軸３１１は、前記撹拌軸３３に結合される。前記第１軸３１１は、前記撹拌軸３３に垂直に結合される。本実施例によれば、前記第１軸３１１は、前記撹拌軸３３に４個が結合され、互いに一定角度ほど離隔されて配置される。ただし、前記第１軸３１１の個数は、前述のところに限定されるものではないということは言うまでもない。
【００４３】
前記第１ウィング３１２は、前記第１軸３１１に結合される。前記第１ウィング３１２は、前記第１軸３１１の端部に結合される。前記撹拌軸３３の回転時、前記第１ウィング３１２は、実質的に前記汚染焼却灰と、前記洗浄液とを撹拌する。
【００４４】
前記第２撹拌ウィング部３２は、第２軸３２１と、第２ウィング３２２とを含む。
【００４５】
前記第２軸３２１は、前記第１軸３１１と同様に、前記撹拌軸３３に結合される。前記第２軸は、前記撹拌軸３３に垂直に結合される。前記第２軸３２１の長さは、前記第１軸３１１の長さより長く形成される。
【００４６】
本実施例によれば、前記第２軸３２１は、前記撹拌軸３３に対して複数個が設けられ、それぞれの前記第２軸３２１は、固定リング３４によって連結される。前記固定リング３４によって、第２撹拌ウィング部３２の回転時、第２軸３２１の反り及び摩耗を防止しながら汚染焼却灰及び洗浄液を効果的に混合させる。
【００４７】
本実施例によれば、前記第２軸３２１は、前記撹拌軸３３に４個が結合され、互いに一定角度ほど離隔されて配置される。ただし、前記第２軸３２１の個数は、前述のところに限定されるものではないということは言うまでもない。
【００４８】
前記第２ウィング３２２は、前記第２軸３２１に結合される。前記第２ウィング３２２は、前記第１ウィング３１２と同様に、前記第２軸３２１の端部に結合される。前記撹拌軸３３の回転時、前記第２ウィング３２２は、前記第１ウィング３１２と共に、実質的に前記汚染焼却灰と、前記洗浄液とを撹拌する。
【００４９】
本実施例によれば、前記第１撹拌ウィング部３１及び前記第２撹拌ウィング部３２は、それぞれ複数個が設けられる。すなわち、第１撹拌ウィング部３１が複数個設けられ、前記第２撹拌ウィング部３２が複数個設けられる。
【００５０】
図２に図示されているように、前記第１撹拌ウィング部３１と、前記第２撹拌ウィング部３２とが複数個設けられるとき、前記撹拌軸３３の最下側には、前記第２撹拌ウィング部３２が配置される。また、前記第１撹拌ウィング部３１と、前記第２撹拌ウィング部３２は、上下方向に交互に配置される。本実施例において、前記撹拌軸３３の上側から下側への方向を基準にするとき、前記第１撹拌ウィング部３１、第２撹拌ウィング部３２、第１撹拌ウィング部３１、第２撹拌ウィング部３２の順序に配置される。
【００５１】
前記第１ウィング３１２の面と、前記第２ウィング３２２の面は、前記撹拌軸３３に対して斜めに傾斜して配置される。図３に図示されているように、本実施例において、前記第１ウィング３１２の面と、前記第２ウィング３２２の面とが前記撹拌軸３３に対して斜めに傾斜している方向は、互いに反対になるように配置される。
【００５２】
具体的には、第１ウィング３１２の面は、前記撹拌軸３３と平行に垂直に立てられた状態で、右側に回転して斜めに配置され、前記第２ウィング３２２の面は、前記撹拌軸３３と平行に垂直に立てられた状態で、左に回転して斜めに配置される。
【００５３】
前記第１撹拌ウィング部３１の第１軸３１１と、前記第２撹拌ウィング部３２の第２軸３２１との長さを互いに異ならせ、前記第１ウィング３１２と、前記第２ウィング３２２とを撹拌軸３３に対して互いに反対方向に斜めに配置することにより、混合部１１内で乱流を発生させ、汚染焼却灰と洗浄液とが円滑に混合され、汚染焼却灰粒子同士衝突頻度が高くなり、汚染焼却灰から放射性セシウムが容易に分離される。
【００５４】
また、前記撹拌軸３３の最下側には、前記第２撹拌ウィング部３２が配置されることにより、混合部１１の底に沈降する汚染焼却灰を浮上させることにより、汚染焼却灰による管詰まり現象を防止する。
【００５５】
図３に図示されているように、前記混合部１１の内周面には、渦流形成板４０が設けられる。前記渦流形成板４０は、前記混合部１１の内周面から突設される。汚染焼却灰と洗浄液とが、前記第１撹拌ウィング部３１及び前記第２撹拌ウィング部３２によって回転するとき、前記汚染焼却灰と洗浄液とが、前記渦流形成板４０と衝突して渦流を発生させることにより、前記汚染焼却灰と洗浄液とが効果的に混合される。
【００５６】
また、前記渦流形成板４０は、汚染焼却灰と洗浄液とが、撹拌軸３３と同一方向に回転して発生する渦現象を抑制し、結果的に、前記汚染焼却灰と前記洗浄液とが効果的に混合され、汚染焼却灰からの放射能セシウムの分離効率が高くなる。
【００５７】
前記第１分離部１２は、前記混合部１１に連結される部分であり、前記汚染焼却灰から、前記放射性セシウムが分離された除染焼却灰と、前記洗浄液とを分離するために設けられる。
【００５８】
前記混合部１１で、汚染焼却灰と洗浄液とが混合されながら、前記汚染焼却灰に付着していたセシウムは、汚染焼却灰から分離され洗浄液に移動する。従って、本明細書において、前記除染焼却灰は、前記汚染焼却灰から放射性セシウムが分離された焼却灰を意味する。
【００５９】
前記第１分離部１２は、遠心分離装置である。前記遠心分離装置によって、前記洗浄液から前記除染焼却灰が分離され、前記除染焼却灰は、脱水過程を経て、焼却再処理部５０に移送される。除染焼却灰が分離された洗浄液は、第１保存タンク６０に収集される。前記第１保存タンク６０に収容された洗浄液は、後述するセシウム濃縮部２０に移送される。
【００６０】
本実施例によれば、前記セシウム除去部１０において、前記混合部１１による混合工程と、前記第１分離部１２による分離工程とが複数回遂行された後、前記洗浄液がセシウム濃縮部２０に移送される。混合工程と分離工程とが複数回遂行されるという意味は、次の通りである。
【００６１】
例えば、前記混合部１１に汚染焼却灰が投入されれば、洗浄液と混合された後、第１分離部１２に移動し、除染焼却灰と洗浄液とに分離される。このとき、除染焼却灰から分離された前記洗浄液は、第１保存タンク６０に保存される。
【００６２】
次に、さらに混合部１１に洗浄液が投入され、混合工程と分離工程とが遂行される。このように、混合工程と分離工程とを複数回遂行した後、前記第１保存タンク６０に保存された洗浄液は、後端のセシウム濃縮部２０に移動される。
【００６３】
前記セシウム濃縮部２０は、吸着部２１と第２分離部２２とを含む。
【００６４】
前記吸着部２１は、前記第１分離部１２に連結され、前記洗浄液に吸着剤を注入し、前記放射性セシウムが前記吸着剤に吸着されたセシウム吸着物を生成するために設けられる。前記吸着剤としては、洗浄液に溶けているセシウムを吸着するフェロシアン化鉄化合物またはその加工物を使用する。前記吸着剤は、薬品保存タンクに収容されていて、ポンプによって吸着部２１に供給される。
【００６５】
前記フェロシアン化鉄化合物について敷衍すれば、次の通りである。フェロシアン化鉄化合物は、Ｆｅ（III）ｘＭｙ［Ｆｅ（II）ＣＮ６］の化学式で表記される物質であり、化学式Ｍの位置に、洗浄液内に溶けているセシウムイオン（Ｃｓ＋）が吸着されるものであり、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ＋などの一価イオンが共存しても、セシウムイオンの選択吸着性が優秀である。
【００６６】
本実施例によれば、吸着反応の適切なｐＨを調節して維持するために、前記吸着部２１の内部には、ｐＨセンサ２３が設けられる。前記吸着部の反応ｐＨは、ｐＨ６〜８に維持される。前記ｐＨセンサ２３によってセンシングされたｐＨに基づいて、硝酸または焼石灰などのｐＨ調節剤が投入される。
【００６７】
本実施例によれば、前記吸着部２１は、前記洗浄液と吸着剤との円滑な混合のために、撹拌器３０を含む。前記吸着部２１に設けられる撹拌器３０は、前述の混合部１１に設けられる撹拌器３０と実質的に同一の構成を有するので、その具体的な説明は省略する。
【００６８】
ただし、前記吸着部２１に設けられる前記撹拌器３０は、前記混合部１１に設けられる撹拌器３０と異なり、第１撹拌モード及び第２撹拌モードで運転される。
【００６９】
前記第１撹拌モードは、第１時間の間、第１速度で撹拌する運転モードである。前記第２撹拌モードは、前記第１時間より短い第２時間の間運転され、前記第１速度より遅い第２速度で撹拌される運転モードである。
【００７０】
前記第１撹拌モードは、第２撹拌モードに比べ、第１撹拌ウィング部及び第２撹拌ウィング部を６倍ないし８倍ほど速く回転させ、高速で撹拌を行う。第１撹拌モードによって吸着剤は、前記洗浄液に短時間に分散される。前記第２撹拌モードは、低速で吸着剤を撹拌し、洗浄液と吸着剤とが十分に反応する時間を確保し、セシウム吸着物の生成効率を高める。
【００７１】
本実施例によれば、前記吸着部２１の内周面には、渦流形成板４０が設けられる。前記吸着部２１に形成される前記渦流形成板４０の構成及び作用は、前記吸着部２１に形成された渦流形成板４０と同一であるので、その具体的な説明は省略する。
【００７２】
前記第２分離部２２は、前記吸着部２１に連結される部分であり、前記セシウム吸着物と洗浄液とを分離するために設けられる。前記吸着部２１において、洗浄液と吸着剤とが互いに混合されながら、前記洗浄液に存在するセシウムは、吸着剤に吸着され、セシウム吸着物を生成した後で沈澱する。前記セシウム吸着物と洗浄液は、第２分離部２２に移送される。
【００７３】
前記第２分離部２２は、遠心分離装置である。前記遠心分離装置によって、前記セシウム吸着物と洗浄液は、濃縮された放射性スラッジと濾過液とに分離される。本明細書で前記濾過液は、前記洗浄液において、常時セシウム吸着物が分離されたものを意味する。
【００７４】
具体的には、前記セシウム吸着物は、放射性スラッジに濃縮処理するために、濃縮廃棄物処理部７０に移送され、セシウム吸着物が分離された濾過液は、第２保存タンク８０に収集される。前記第２保存タンク８０に収容された濾過液は、後述するように、外部に放出されたり、あるいは本発明の除染のための工程の洗浄液に再利用される。
【００７５】
前記第２保存タンク８０には、放流配管１１０と回帰配管１２０とが結合される。
【００７６】
前記放流配管１１０は、前記第２保存タンク８０に保存された濾過液を外部に放流するために設けられる。前記回帰配管１２０は、前記第２保存タンク８０と、混合部１１の前端に設けられた洗浄液タンク１３０とを連結する。前記第２保存タンク８０に保存された濾過液は、前記回帰配管１２０を介して、前記洗浄液タンク１３０に回帰した後、前記混合部１１に再供給されて洗浄液として再活用される。
【００７７】
一方、前記吸着部２１には、上澄み液排出配管９０と、排出弁１００とが設けられる。
【００７８】
前記上澄み液排出配管９０は、その一端部が、前記吸着部２１の上側に結合され、他端部が、前記第２保存タンク８０に連結される。洗浄液と吸着剤とが互いに吸着反応して生成されるセシウム吸着物は、前記吸着部２１の底面に落下し、上澄み液は、前記吸着部２１の上側に存在する。
【００７９】
セシウム吸着物が含まれていない上澄み液は、前記吸着部２１の上側から、第２保存タンク８０に誘導される。前記セシウム吸着物は、吸着部２１の底面から排出され、第２分離部２２に移動し、前記上澄み液は、第２保存タンク８０から外部に放流されたり、あるいは洗浄液として再使用される。
【００８０】
以下、図４及び図５を参照し、本発明の実施例による、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置の作用について具体的に説明する。
【００８１】
図４は、本発明による除染装置を利用して除染を行うとき、混合部１１のｐＨによる効率を示すグラフであり、図５は、混合部１１のｐＨによって第２保存タンク８０に保存される濾過液のセシウム濃度及び減容率を示す表である。
【００８２】
図４及び図５において、本発明の実施例による除染装置は、１０トン／１日基準で、汚染焼却灰を処理し、混合部１１での汚染焼却灰と洗浄液との体積比を１：２に維持した。汚染焼却灰が混合部１１に投入される前の汚染濃度は、６，１３０〜６，３１０Ｂｑ／ｋｇであり、セシウム除去部１０で、混合工程及び分離工程を３回遂行した。混合部１１で洗浄液は、毎回１時間ずつ撹拌されて混合工程が遂行された。ただし、汚染洗浄液と洗浄液とが混合された前記混合部１１での酸性度は、酸性（ｐＨ４±０．５）、中性（ｐＨ７±１．５）、塩基性（ｐＨ１３±１）に区分して実験を行った。
【００８３】
図４に図示されているように、セシウム除去部１０において混合工程及び分離工程を遂行する回数が増加するほど、除染効率が高くなるということが分かる。前記混合部１１での酸性度による除染率は、塩基性である場合、８５％ほどと最も高かった。汚染焼却灰は、塩基性であり、洗浄液として水を使用し、混合部１１を塩基性条件にして除染するときの除染率が最も高いということが分かる。
【００８４】
従って、セシウム除去部において、混合部の酸性度を塩基性条件に維持するために、洗浄液として水を使用する場合、除染率を相対的に高くするだけではなく、洗浄液のｐＨを別途に管理しなければならないという不都合を解消することができる。
【００８５】
図５は、混合部１１のｐＨによって第２保存タンク８０に保存される濾過液のセシウム濃度及び減容率を示している。
【００８６】
混合部１１と第１分離部１２とを経た後の第１保存タンク６０に保存された洗浄液の汚染濃度は、３００〜９００Ｂｑ／ｋｇであった。第１保存タンク６０に保存された洗浄液は、吸着部２１に移送され、吸着部２１及び第２分離部２２を経て、最終的に、第２保存タンク８０に保存された濾過液の汚染濃度は、図５に記載されている通りである。図５に記載されているように、混合部１１の酸性度を塩基性条件にするとき、最終的な濾過液の汚染濃度が最小範囲に示されるということが分かる。このような濾過液の汚染濃度は、自然界に放流される原子力発電所の廃水放出濃度許容基準を満足する。
【００８７】
また、図５を参照すれば、減容率は、混合部１１の酸性度条件が、酸性、塩基性、中性であるとき、それぞれ９５％、９７．６％、９８．５％と高くなる。前記減容率は、混合部に投入される汚染焼却灰の重さと、第２分離部を経て、最終的に濃縮廃棄物として処理されるセシウム吸着物の重さとの比率を意味する。混合部１１の酸性度が塩基性であるとき、減容率が９７．６％であるので、セシウム吸着物の重さは、最初の汚染焼却灰の重さの９７．６％レベルに低下する。減容率は、混合部１１の酸性度が塩基性である場合が、中性である場合に比べ、若干落ちるが、塩基性である場合、除染率がはるかに優秀であり、セシウム除去部において、洗浄液として中性である水を使用することが可能であり、工程が簡便になるという点を全体的に考慮すれば、洗浄液として水を使用し、混合部１１の酸性度を塩基性に維持することが最も効果的である。
【００８８】
このように、本発明の実施例による、放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置は、汚染焼却灰から放射性セシウムを、迅速であって容易に除去することが可能である。洗浄液として、中性である水を使用する場合、洗浄液のｐＨを調節しなければならないという不都合を解消しながら、容易に除染工程を遂行することができるという効果を提供する。
【００８９】
また、多量の汚染焼却灰を除染することができ、セシウム除去部１０で、混合工程及び分離工程の遂行回数を調節し、除染率を効率的に調節することができる。
【００９０】
また、汚染焼却灰から分離されて濃縮されたセシウム吸着物は、最終スラッジ化されて処理されるが、本発明の実施例によれば、前記セシウム吸着物の重さは、最初混合部１１に投入される汚染焼却灰重さの５％以内に低減されると分かった。従って、放射性廃棄物の処理コストを節減するという効果を提供する。
【００９１】
それだけではなく、セシウム除去部１０及びセシウム濃縮部を経た後、最終的に、第２保存タンク８０に保存される濾過液の汚染濃度が顕著に低下するので、自然界に放流が可能であり、必要によっては、工程水に再使用するので、廃液による問題を最小化することができる。
【００９２】
以上、本発明について、望ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範疇を外れない範囲内で、さまざまな多くの変形が提供される。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の放射性セシウムで汚染された焼却灰を除染する除染装置は、例えば、放射性汚染物質処理関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１    投入部
２    移送部
３    撒水装置
１０    セシウム除去部
１１    混合部
１２    第１分離部
２０    セシウム濃縮部
２１    吸着部
２２    第２分離部
２３    ｐＨセンサ
３０    撹拌器
３１    第１撹拌ウィング部
３１１    第１軸
３１２    第１ウィング
３２    第２撹拌ウィング部
３２１    第２軸
３２２    第２ウィング
３３    撹拌軸
３４    固定リング
３５    駆動モータ
４０    渦流形成板
５０    焼却再処理部
６０    第１保存タンク
７０    濃縮廃棄物処理部
８０    第２保存タンク
９０    上澄み液排出配管
１００    排出弁
１１０    放流配管
１２０    回帰配管
１３０    洗浄液タンク
１４０    薬品保存タンク
【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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