(57)【要約】      （修正有）【課題】原子炉設備の除染廃液を処理する際に発生する高線量の二次廃棄物の発生量を低減することができる、除染廃液の処理システム及びその処理方法を提供する。【解決手段】除染廃液の処理システム１０Ａは、原子炉設備の除染対象物１１に薬剤１２を循環させる除染廃液循環ラインＬ11と、除染廃液循環ラインＬ11に薬剤１２を供給する薬剤供給部１３と、除染廃液循環ラインＬ11から除染対象物１１で用いた薬剤１２から生じた除染廃液１４を抜き出し、除染廃液循環ラインＬ11に再度戻す除染廃液処理ラインＬ21と、除染廃液処理ラインＬ21に設けられ、除染廃液１４を電析処理する複数の副電極２１を有する電解槽２２と、除染廃液処理ラインＬ21の電解槽２２の後流側に設けられ、除染廃液１４に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂２３ａを有するアニオン樹脂槽２３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる除染廃液循環ラインと、
前記除染廃液循環ラインに、前記薬剤を供給する薬剤供給部と、
前記除染廃液循環ラインから前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記除染廃液循環ラインに再度戻す除染廃液処理ラインと、
前記除染廃液処理ラインに設けられ、前記除染廃液を電析処理する複数の副電極を有する電解槽と、
前記除染廃液処理ラインの前記電解槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂を有するアニオン樹脂槽と、を備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記除染廃液処理ラインの前記電解槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に存在する金属イオンを吸着する金属イオン吸着体を有する金属イオン除去槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記除染廃液処理ラインの前記電解槽をバイパスし、前記除染廃液を金属イオン除去槽に直接供給する第１バイパスラインを備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側に、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出ラインに、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項６】
原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる薬剤循環工程と、
前記薬剤循環工程において、前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記薬剤循環工程に再度戻す除染廃液処理工程と、
前記除染廃液処理工程において、前記除染廃液を電析処理する複数の副電極を有する電解槽により電析処理する電析工程と、
前記電析工程の後流側において、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂吸着工程と、を有することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記電析工程の後流側において、前記除染廃液に存在する金属イオンを吸着する金属イオン吸着体による金属イオン除去工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記電析工程を行うことなく、前記除染廃液を金属イオン吸着工程で処理することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一つにおいて、
前記アニオン樹脂吸着工程の後流側に、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂による吸着工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一つにおいて、
前記除染廃液処理工程の前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出工程において、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂による吸着工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【請求項１１】
原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる除染廃液循環ラインと、
前記除染廃液循環ラインに、前記薬剤を供給する薬剤供給部と、
前記除染廃液循環ラインから前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記除染廃液循環ラインに再度戻す除染廃液処理ラインと、
前記除染廃液処理ラインに設けられ、前記除染廃液に存在する金属イオンを除去する金属イオン吸着体を有する金属イオン除去槽と、
前記金属イオン除去槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂を有するアニオン樹脂槽と、
前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出ラインに設けられ、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽と、を備えることを特徴とする除染廃液の処理システム。
【請求項１２】
原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる薬剤循環工程と、
前記薬剤循環工程において、前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記薬剤循環工程に再度戻す除染廃液処理工程と、
前記除染廃液処理工程において、前記除染廃液に存在する金属イオンを除去する金属イオン除去工程と、
前記金属イオン除去工程の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂吸着工程と、
前記アニオン樹脂吸着工程の後流側から系外に処理液を排出する際、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂により金属イオンおよび有機酸を除去する混床樹脂による吸着工程を、有することを特徴とする除染廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除染廃液の処理システム及びその処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や使用済燃料の再処理工場などの放射線取扱い施設において、放射性物質を含む放射性廃液と接触する配管などの構造部品は、放射線取扱い施設において原子力発電所や再処理工場などの運転に伴ってその内表面に放射性物質を含む酸化物や塩などの皮膜などが付着または生成する。施設の運転期間が長くなると、配管や機器などの周囲は放射線量が高まり、定期検査や保守工事あるいは廃棄物解体工事などにおいて作業員の被ばく線量が増大するおそれがある。作業員の被ばくを低減するため、配管や機器などに付着した放射性物質を除去（除染）する必要がある。
【０００３】
この除染の対象となる代表的なものとして、原子炉一次冷却系（一次冷却系）がある。この一次冷却系には放射性物質を含有するクラッド（ｃｒｕｄ）と呼ばれるスケールが付着する。このクラッドは一次冷却系の配管や機器周辺において、作業者が放射線被ばくを受ける放射線源となっている。放射線被ばくの低減を図り、作業環境向上のため、クラッドの除去を行い、配管や機器などの除染を行う必要がある。配管や機器などの除染には、例えば薬剤を用いて化学的に処理する化学的汚染除去方法が用いられている。
【０００４】
また、こうした放射線取扱い施設において設備の除染で発生する除染廃液は、例えば、カチオン樹脂やアニオン樹脂などのイオン交換樹脂を用いて除染溶液中に含まれる金属イオンなどの放射性物質などを化学的に吸着処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４５３７１号公報
【特許文献２】特許第２５０９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
除染廃液の廃液処理方法では、除染廃液中の金属イオンの処理に用いるカチオン樹脂及び混床樹脂（カチオン樹脂とアニオン樹脂とが混合されたもの）などのイオン交換樹脂が二次廃棄物として発生するが、使用済のイオン交換樹脂は高線量となっているため、焼却処分は困難である。また、カチオン樹脂は有機物であり、混床樹脂は有機物であることに加え、キレート化合物（金属キレート）を含むことから、イオン交換樹脂を固化して固形物とし、処分場に埋設処分することは困難である。
【０００７】
高線量の有機物は、放射性分解により水素ガスを生成する原因となる。また、キレート化合物は核種移行を促進させ、処分場のバリア性能を低下させる原因となる。このような理由により、除染廃液の処理に用いたイオン交換樹脂及びキレート化合物を埋設処分することを認めていない。そのため、二次廃棄物として発生するイオン交換樹脂の処分ができず、原子力発電所内で保管しておかなければならない。
【０００８】
特に、除染の薬剤として、有機酸と過マンガン酸を使用し、有機酸による還元除染と過マンガン酸による酸化処理を交互に繰り返すことで、廃棄物表面の複数の金属酸化物を溶解し、表面の汚染を除去する場合には、除染処理後の除染廃液中にマンガン（Ｍｎ）や鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）などの金属イオンの含有量が多くなるので、金属イオンを吸着するカチオン樹脂の使用量の比率がアニオン樹脂よりも多くなり、二次廃棄物である樹脂の保管量が増大するという問題がある。
【０００９】
そのため、埋設処分が困難な高線量の使用済のイオン交換樹脂の発生量の低減を図るため、更なる改善を図る必要がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、除染廃液を処理する際に発生する高線量の二次廃棄物の発生量を低減することができる除染廃液の処理システム及びその処理方法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】
【００１１】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる除染廃液循環ラインと、前記除染廃液循環ラインに、前記薬剤を供給する薬剤供給部と、前記除染廃液循環ラインから前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記除染廃液循環ラインに再度戻す除染廃液処理ラインと、前記除染廃液処理ラインに設けられ、前記除染廃液を電析処理する複数の副電極を有する電解槽と、前記除染廃液処理ラインの前記電解槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂を有するアニオン樹脂槽と、を備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記除染廃液処理ラインの前記電解槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に存在する金属イオンを吸着する金属イオン吸着体を有する金属イオン除去槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、前記除染廃液処理ラインの前記電解槽をバイパスし、前記除染廃液を金属イオン除去槽に直接供給する第１バイパスラインを備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００１４】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側に、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００１５】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出ラインに、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽を備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００１６】
第６の発明は、原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる薬剤循環工程と、前記薬剤循環工程において、前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記薬剤循環工程に再度戻す除染廃液処理工程と、前記除染廃液処理工程において、前記除染廃液を電析処理する複数の副電極を有する電解槽により電析処理する電析工程と、前記電析工程の後流側において、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂吸着工程と、を有することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【００１７】
第７の発明は、第６の発明において、前記電析工程の後流側において、前記除染廃液に存在する金属イオンを吸着する金属イオン吸着体による金属イオン除去工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【００１８】
第８の発明は、第７の発明において、前記電析工程を行うことなく、前記除染廃液を金属イオン吸着工程で処理することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【００１９】
第９の発明は、第６乃至８のいずれか一つの発明において、前記アニオン樹脂吸着工程の後流側に、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂による吸着工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【００２０】
第１０の発明は、６乃至９のいずれか一つの発明において、前記除染廃液処理工程の前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出工程において、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂による吸着工程を有することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【００２１】
第１１の発明は、原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる除染廃液循環ラインと、前記除染廃液循環ラインに、前記薬剤を供給する薬剤供給部と、前記除染廃液循環ラインから前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記除染廃液循環ラインに再度戻す除染廃液処理ラインと、前記除染廃液処理ラインに設けられ、前記除染廃液に存在する金属イオンを除去する金属イオン吸着体を有する金属イオン除去槽と、前記金属イオン除去槽の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂を有するアニオン樹脂槽と、前記除染廃液処理ラインの前記アニオン樹脂槽の後流側から系外に処理液を排出する排出ラインに設けられ、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂を有する混床樹脂槽と、を備えることを特徴とする除染廃液の処理システムにある。
【００２２】
第１２の発明は、原子炉設備の除染対象物に薬剤を循環させる薬剤循環工程と、前記薬剤循環工程において、前記除染対象物で用いた薬剤から生じた除染廃液を抜き出し、前記薬剤循環工程に再度戻す除染廃液処理工程と、前記除染廃液処理工程において、前記除染廃液に存在する金属イオンを除去する金属イオン除去工程と、前記金属イオン除去工程の後流側に設けられ、前記除染廃液に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂吸着工程と、前記アニオン樹脂吸着工程の後流側から系外に処理液を排出する際、金属イオン吸着体とアニオン樹脂とを混合した混床樹脂により金属イオンおよび有機酸を除去する混床樹脂による吸着工程を、有することを特徴とする除染廃液の処理方法にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、除染廃液中の金属イオンを処理するアニオン樹脂の使用量の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る廃液処理システムを示す概略図である。
【図２】図２は、副電極を有する電解槽の構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施例に係る除染廃液の処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図４−１】図４−１は、酸化剤を添加している酸化剤供給工程における状態を示す説明図である。
【図４−２】図４−２は、酸化剤を含む除染廃液の浄化工程における状態を示す説明図である。
【図４−３】図４−３は、還元工程における状態を示す説明図である。
【図４−４】図４−４は、浄化工程における状態を示す説明図である。
【図５−１】図５−１は、本発明の実施例２に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図５−２】図５−２は、本発明の実施例２に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施例３に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施例４に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図８−１】図８−１は、本発明の実施例５に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図８−２】図８−２は、本発明の実施例５に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図８−３】図８−３は、本発明の実施例５に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。
【図９】図９は、電解槽での電析時間（横軸）と、除染廃液中のカチオン濃度（左縦軸）およびカチオン除去率(右縦軸)との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、樹脂使用量の従来技術と本実施例との比率を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの一例を模式的に表した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２６】
＜原子力発電プラント＞
本発明による実施例に係る廃液処理システムを、原子力発電プラントに適用した場合について、図面を参照して説明する。原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。なお、本実施例は、ＰＷＲに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced  Pressurized  Water  Reactor）または沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling  Water  Rector）に適用することができる。また、放射線取扱い施設にも適用可能である。
【００２７】
図１１は、本発明の実施例に係る廃液処理システムが適用される原子力発電プラントの一例を模式的に表した概略構成図である。図１１に示すように、原子力発電プラント１００は、原子炉１１１を含む原子炉冷却系（以下、一次系ともいう）１１２と、原子炉冷却系１１２と熱交換するタービン系（以下、二次系ともいう）１１３とを有する。原子炉冷却系１１２には、原子炉冷却材（一次冷却水）が流通し、タービン系１１３には、二次冷却材（二次冷却水）が流通している。
【００２８】
原子炉冷却系（一次系）１１２は、原子炉１１１と、コールドレグ１１５ａ及びホットレグ１１５ｂを介して原子炉１１１に接続された蒸気発生器１１６とを有している。また、ホットレグ１１５ｂには、加圧器１１７が介設され、コールドレグ１１５ａには、原子炉冷却材ポンプ１１８が介設されている。そして、原子炉１１１、コールドレグ１１５ａ、ホットレグ１１５ｂ、蒸気発生器１１６、加圧器１１７及び原子炉冷却材ポンプ１１８は、原子炉格納容器１１９に収容されている。
【００２９】
原子炉１１１は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材（一次冷却水）で満たされている。そして、原子炉１１１内は、多数の燃料集合体１２１を収容すると共に、燃料集合体１２１の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒１２２が、各燃料集合体１２１に対し挿入可能に設けられている。
【００３０】
制御棒１２２により核分裂反応を制御しながら燃料集合体１２１の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、ホットレグ１１５ｂを介して蒸気発生器１１６へ送られる。一方、コールドレグ１１５ａを介して各蒸気発生器１１６から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉１１１内に流入して、原子炉１１１内を冷却する。
【００３１】
ホットレグ１１５ｂに介設された加圧器１１７は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器１１６は、高温高圧となった原子炉冷却材（一次冷却水）を二次冷却材（二次冷却水）と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却している。原子炉冷却材ポンプ１１８は、原子炉冷却系１１２において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器１１６からコールドレグ１１５ａを介して原子炉１１１へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉１１１からホットレグ１１５ｂを介して蒸気発生器１１６へ送り込んでいる。
【００３２】
原子炉冷却材は、原子炉１１１と蒸気発生器１１６との間を循環している。なお、原子炉冷却材は、冷却材及び中性子減速材として用いられる軽水である。
【００３３】
タービン系（二次系）１１３は、蒸気管１２４を介して各蒸気発生器１１６に接続されたタービン１２５と、タービン１２５に接続された復水器１２６と、復水器１２６と各蒸気発生器１１６とを接続する給水管１２７に介設された給水ポンプ１２８と、を有している。そして、上記のタービン１２５には、発電機１２９が接続されている。
【００３４】
この原子力発電プラント１００のタービン系１１３における一連の動作について説明する。蒸気管１２４を介して蒸気発生器１１６から蒸気がタービン１２５に流入すると、タービン１２５は回転する。タービン１２５が回転すると、タービン１２５に接続された発電機１２９は、発電を行う。この後、タービン１２５から排出した蒸気は復水器１２６に流入する。復水器１２６は、その内部に冷却管１３０が配設されており、冷却管１３０の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管１３１が接続され、冷却管１３０の他方には冷却水を排水するための排水管１３２が接続されている。そして、復水器１２６は、タービン１２５から流入した蒸気を冷却管１３０により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ１２８により給水管１２７を介して蒸気発生器１１６に送られる。蒸気発生器１１６に送られた二次冷却材は、蒸気発生器１１６において原子炉冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。
【００３５】
このような原子力発電プラント１００においては、原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する部材は一般にステンレス鋼や炭素鋼などの鉄鋼材料で製作されている。これら原子炉設備を構成する部材は使用した際に原子炉機器や各種配管など原子炉設備を構成する部材内の表面は高温水（一次冷却水）との接触によって腐食作用を受け、酸化物の皮膜が形成される。皮膜は、放射性同位体（ＲI）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）などの少なくとも１種類の金属又は酸化物などである。
【００３６】
高温水（一次冷却水）に晒される原子炉機器や配管内表面の接液部位に形成される皮膜に炉水中の放射能が取り込まれ、被ばく線源となっている。このような原子炉機器や各種配管など原子炉設備の除染対象物は、本発明の実施例に係る廃液処理システムを用いて除染される。なお、除染とは、原子炉設備の除染対象系統の配管や機器などの除染対象物に付着した放射性物質を除去することをいう。
なお、以下の実施例でも同様の除染対象物であるので、これらの説明は省略する。
【００３７】
＜第１の除染システム＞
図１は、本発明の実施例１に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。図２に示すように、第１の除染廃液の処理システム１０Ａは、原子炉設備の除染対象物１１を除染するためのものである。本実施例に係る除染廃液の処理システム１０Ａは、原子炉設備の除染対象物１１に薬剤１２を循環させる除染廃液循環ラインＬ11と、除染廃液循環ラインＬ11に、薬剤１２（１２Ａ、１２Ｂ）を供給する薬剤供給部（第１薬剤（酸化剤）供給部１３A、第２薬剤（除染剤）供給部１３Ｂ）１３と、除染廃液循環ラインＬ11から除染対象物１１で用いた薬剤１２から生じた除染廃液１４を抜き出し、除染廃液循環ラインＬ11に再度戻す除染廃液処理ラインＬ21と、除染廃液処理ラインＬ21に設けられ、除染廃液１４を電析処理する複数の副電極２１を有する電解槽２２と、除染廃液処理ラインＬ21の電解槽２２の後流側に設けられ、除染廃液１４に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂２３ａを有するアニオン樹脂槽２３と、を備えるものである。
【００３８】
ここで、除染とは、原子炉設備の除染対象系統の配管や機器などの除染対象物１１に付着した放射性物質を除去することをいう。
【００３９】
除染廃液循環ラインＬ11は、原子炉設備の除染対象物１１から排出される除染廃液１４が原子炉設備の除染対象物１１の内部と外部とを循環するラインである。
【００４０】
薬剤供給部１３は、少なくとも第１薬剤供給部１３Ａと、第２薬剤供給部１３Ｂとを有する。第１薬剤供給部１３Ａは、第１薬剤供給ラインＬ12Aで除染廃液循環ラインＬ11と接続されている。第１薬剤供給ラインＬ12Aは、酸化剤を含む第１薬剤１２Ａを第１薬剤供給部１３Ａから除染廃液循環ラインＬ11に送るためのラインである。第１薬剤供給部１３Ａは、第１薬剤１２Ａを第１薬剤供給ラインＬ12Aを通して除染廃液循環ラインＬ11に供給する。なお、第１薬剤供給ラインＬ12Aの途中に調節弁Ｖ11Aが設けられており、第１薬剤１２Ａの供給量は調節弁Ｖ11Aにより調整される。
【００４１】
第１薬剤１２Ａとしては、例えば、過マンガン酸（ＨＭｎＯ4）、過マンガン酸塩、過鉄酸塩、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、硝酸とフッ酸との硝フッ酸混合液などの何れか１つ以上含んでいるものが用いられる。過マンガン酸塩としては、具体的には、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）が挙げられる。第１薬剤１２Ａは、第１薬剤供給部１３Ａから第１薬剤供給ラインＬ12Aを通過して除染廃液循環ラインＬ11に供給される。
【００４２】
第１薬剤１２Ａは、原子炉設備の除染対象物１１を構成する原子炉機器や各種配管などの部材に付着している酸化物中のＣｒ（III）をＣｒ（VI）に酸化して、第１薬剤１２Ａ中に溶解させ、原子炉設備の除染対象物１１を構成する部材から除去する。第１薬剤１２Ａの濃度としては、０．００５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以上０．１質量％以下である。
【００４３】
本実施例では、第１薬剤１２Ａは、液体の状態で薬液として用いられる。本明細書では、薬剤とは、液体、気体、固体のいずれの状態をも含む概念で用いられる。そのため、第１薬剤１２Ａは、液体の状態のものに限定されるものではなく、固体、気体のいずれかの状態で用いてもよい。なお、後述する第２薬剤１２Ｂ、第３薬剤、第４薬剤の他の薬剤においても同様である。
【００４４】
第１薬剤１２Ａを除染廃液循環ラインＬ11に供給することで、原子炉設備の除染対象物１１に付着していた付着物に含まれるＣｒ酸化物などは、少なくともＣｒ（VI）に酸化して除染廃液循環ラインＬ11中に溶解させ、原子炉設備の除染対象物１１から除去される。
【００４５】
第２薬剤供給部１３Ｂは、第２薬剤供給ラインＬ12Bで除染廃液循環ラインＬ11と接続されている。第２薬剤供給ラインＬ12Bは、還元剤を含む第２薬剤１２Ｂを第２薬剤供給部１３Ｂから除染廃液循環ラインＬ11に送るためのラインである。第２薬剤供給部１３Ｂは、第２薬剤供給ラインＬ12Bを通して除染廃液循環ラインＬ11に第２薬剤１２Ｂを供給する。なお、第２薬剤供給ラインＬ12Bの途中には、調節弁Ｖ11Bが設けられており、第２薬剤１２Ｂの供給量は調節弁Ｖ11Bにより調整される。
【００４６】
第２薬剤１２Ｂとしては、還元作用があり、金属イオンとキレート結合する有機酸などが用いられる。第２薬剤１２Ｂとしては、例えば、シュウ酸（Ｈ2Ｃ2Ｏ4）、クエン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ74）、硝フッ酸混合液、シュウ酸とクエン酸、または、シュウ酸とピコリン酸などの何れか１つ以上含んでいるものが用いられる。
【００４７】
第２薬剤１２Ｂは第２薬剤供給部１３Ｂから第２薬剤供給ラインＬ12Bを通過して除染廃液循環ラインＬ11に供給される。第２薬剤１２Ｂは、原子炉設備の除染対象物１１を構成する原子炉機器や各種配管などの部材に付着している鉄（Ｆｅ）系酸化物、ニッケル（Ｎｉ）系酸化物などを第２薬剤１２Ｂ中に溶解させる。また、Ｃｒ酸化物と未反応の第１薬剤１２Ａの過マンガン酸を還元する。第２薬剤１２Ｂの濃度としては、０．００５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上０．３質量％以下、さらに好ましくは０．０１質量％以上０．２質量％以下である。
【００４８】
第２薬剤１２Ｂを除染廃液循環ラインＬ11に供給することで、原子炉設備の除染対象物１１に付着した付着物に含まれるＦｅ酸化物、Ｎｉ酸化物などは除染廃液循環ラインＬ11中に溶解し、原子炉設備の除染対象物１１から除去され、原子炉設備の除染対象物１１は除染される。また、Ｃｒ酸化物と未反応の第１薬剤１２Ａの過マンガン酸が還元される。
【００４９】
第１薬剤１２Ａおよび第２薬剤１２Ｂは、原子炉設備の除染対象物１１を構成する原子炉機器や各種配管などの部材に付着している皮膜の種類に応じて付着物を溶解する薬剤を適宜組み合わせて用いることができる。
【００５０】
これらの薬剤１２Ａ、１２Ｂを除染廃液循環ラインＬ11に循環させる回数は、１回でもよいし、複数回でもよい。
【００５１】
また、第１薬剤１２Ａ、第２薬剤１２Ｂの液量は減少するため、原子炉設備の除染対象物１１内に薬液が十分供給できるように、除染廃液循環ラインＬ11に薬剤供給部１３（１３Ａ、１３Ｂ）から第１薬剤１２Ａ、第２薬剤１２Ｂを適宜供給するようにしてもよい。
【００５２】
除染廃液循環ラインＬ11に供給された第１薬剤１２Ａは、原子炉設備の除染対象物１１を通過した後、除染廃液として、除染廃液循環ラインＬ11を循環する。そして、除染廃液の全部又は一部は、除染廃液１４Ａとして、除染廃液循環ラインＬ11から抜き出され、除染廃液処理ラインＬ21に供給し、その後、除染廃液循環ラインＬ11に戻して原子炉設備の除染対象物１１に再度供給される。
【００５３】
同様に、除染廃液循環ラインＬ11に供給された第２薬剤１２Ｂは、原子炉設備の除染対象物１１を通過した後、除染廃液として、除染廃液循環ラインＬ11を循環する。そして、除染廃液の全部又は一部は、除染廃液１４Ｂとして、除染廃液循環ラインＬ11から抜き出され、除染廃液処理ラインＬ21に供給し、その後、除染廃液循環ラインＬ11に戻して原子炉設備の除染対象物１１に再度供給される。
【００５４】
なお、本実施例では、除染廃液１４Ａおよび除染廃液１４Ｂをまとめて除染廃液１４という場合がある。
【００５５】
（廃液処理システム）
廃液処理システムは、除染廃液処理ラインＬ21と、この除染廃液処理ラインＬ21に配置されるフィルタ（分離部）３１と、副電極２１を有する電解槽２２と、アニオン樹脂２３ａを有するアニオン樹脂槽２３と、電解槽２２とアニオン樹脂槽２３との間で除染廃液１４を抜出し、アニオン樹脂槽２３をバイパスするバイパスラインＬ22と、を備える。
【００５６】
なお、除染廃液処理ラインＬ21のフィルタ３１の前流側にはバルブＶ21が設けられ、アニオン樹脂槽２３の前後にはバルブＶ22、Ｖ23が設けられ、バイパスラインＬ22にはバルブＶ24が設けられている。
【００５７】
フィルタ３１は、除染廃液１４中の析出物を除去する。フィルタ３１としては、例えば、複数層からなる金属網の捕集構造体、例えば「ポアメット（商品名）：株式会社ニチダイ製」などが用いられる。これにより、除染廃液１４が析出物を含んでいた場合でも、析出物が電解槽２２に供給されるのを抑制することができる。特に、還元剤を分解した場合には、除染液中に存在するＦｅイオン、Ｎｉイオン、Ｃｒイオンなどの金属イオンが水酸化物として析出するため、電解槽２２の上流側においてフィルタ３１で除染液中に発生した析出物を回収することで、電解槽２２の劣化等を低減することができる。
【００５８】
電解槽２２は、活性炭等の複極効果がある副電極２１を電解槽本体２２ａ内に複数充填している。
図２は、副電極を有する電解槽の構成図である。
図２に示すように、電解槽２２は、一対のアノード２２Ａおよびカソード２２Ｂを有する主電極と、電解槽本体２２ａ内に充填された複数の活性炭の副電極２１とからなり、主電極２２Ａ、２２Ｂ間に電位をかけると、複数の活性炭の副電極２１の粒ごとに分極し、正負の帯電が生じる。
そして、副電極２１の陰極部分にプラスの金属イオンが析出する。この結果、電解槽本体２２ａに導入された除染廃液１４中の金属イオンが金属析出物３２として回収される。また、個々の副電極２１の粒子が多数集合されたものであるので、金属析出の表面積が大きいものとなり、回収率が向上する。
副電極２１は、その直径が数ｍｍ程度で、その形状は球体、直方体、立方体、円柱体などである。
【００５９】
ここで、副電極２１の材料としては、例えば活性炭、多孔質カーボン、炭素繊維、カーボンナノチューブなどを挙げることができる。
主電極陽極（アノード）２２Ａの材料としては、例えば白金、炭素、グラファイト、炭素複合材、白金めっきチタンなどを挙げることができる。また、主電極陰極（カソード）２２Ｂの材料としては、例えば白金、炭素、グラファイト、ステンレス、ニッケル、ハステロイ（登録商標）などを挙げることができる。
【００６０】
電解槽２２に設けられる主電極２２Ａ、２２Ｂのみの場合、主電極間の距離がある程度存在すると、これが溶液抵抗となって、希薄溶液を電析する場合には、その析出効果が低下する。これに対し、電解槽本体２２ａ内に複数の副電極２１を充填する場合には、小さい粒子各々にプラスとマイナスが存在することとなるので、電極間の距離が短くなる。この結果、希薄溶液を電析する場合においても、析出効果が低下することが解消される。
【００６１】
すなわち、電解槽２２に充填された副電極２１の個々におけるカソード側で金属イオンを還元・電析すると共に、アノード側で有機酸を酸化・分解処理する。
これにより、従来はアニオン樹脂およびカチオン樹脂で全て処理していた除染廃液１４中の金属イオンと有機酸の含有量が低下するので、後流側に設置する樹脂の使用量の低下を図ることができる。
【００６２】
さらに、電解槽２２内に充填する副電極２１として例えば活性炭を用いる場合には、活性炭が無機物質であるので、金属が析出して処理済の破過した活性炭は、焼却処理することができる。この結果、従来の金属イオン有機酸を吸着していた樹脂などの有機の廃棄物とは異なり、保管処置が不要となる。よって、電解槽２２を用いた除染廃液の処理を行うことで、樹脂の使用量の低下と保管量の低下を図ることができる。
【００６３】
すなわち、除染廃液１４の処理をアニオン樹脂やカチオン樹脂などの樹脂で処理する場合には、現状で処分不可能な有機の樹脂廃棄物量の増大の一途となるが、電解槽２２を用いた除染廃液の処理を行うことで、樹脂の使用量を減少させることができるので、保管すべき廃棄物量の少ない除染技術を提供することとなる。
【００６４】
電解槽２２で処理する対象となる除染廃液１４は、有機酸（例えばシュウ酸、クエン酸、ピコリン酸、アコニット酸やギ酸などの分解生成物）と、無機酸（過マンガン酸、硝酸など）、金属イオン（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎなど）を含む希薄溶液（濃度約０．１〜１０００００ｐｐｍ）である。
【００６５】
（除染方法）
図３は、本実施例に係る除染廃液の処理方法を適用した除染方法の手順の一例を示すフローチャートであり、図４−１は、酸化剤を添加している酸化剤供給工程における状態を示す説明図であり、図４−２は、酸化剤を含む除染廃液の浄化工程における状態を示す説明図であり、図４−３は、還元工程における状態を示す説明図であり、図４−４は、浄化工程における状態を示す説明図である。なお、図４−１〜図４−４中の太線は、各工程における除染廃液１４（１４Ａ、１４Ｂ）の流れの状態を示す。
【００６６】
図３に示す除染廃液の処理方法を適用した除染方法の手順は、第１薬剤１２Ａを用い、除染廃液循環ラインＬ11において、原子炉設備の除染対象物１１に酸化剤を供給する酸化剤供給工程（ステップＳ１１）と、この酸化剤供給工程（ステップＳ１１）が終了した後、除染廃液１４Ａを除染廃液循環ラインＬ11から抜出し、除染廃液処理ラインＬ21に配置された電解槽２２で電析処理する第１電析工程（ステップＳ１２）と、第２薬剤１２Ｂを用い、除染廃液循環ラインＬ11において、原子炉設備の除染対象物１１に除染剤を供給する除染剤供給工程（ステップＳ２１）と、この除染剤供給工程（ステップＳ２１）が終了した後、除染廃液１４Ｂを除染廃液循環ラインＬ11から抜出し、除染廃液処理ラインＬ21に配置された電解槽２２で電析処理する第２電析工程（ステップＳ２２）と、この第２電析工程（ステップＳ２２）が終了した後に、アニオン樹脂で有機酸を吸着させる第２吸着工程（ステップＳ２３）とを含むものである。
【００６７】
図４−１に示すように、除染廃液循環ラインＬ11に第１薬剤１２Ａを供給して原子炉設備の除染対象物１１に酸化剤を供給する（酸化剤供給工程：ステップＳ１１）。これにより、原子炉設備の除染対象物１１に付着した付着物に含まれるＣｒ酸化物は除去され、除染廃液１４Ａは除染廃液循環ラインＬ11に循環させる。
【００６８】
次に、図４−２に示すように、除染廃液１４Ａを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させた後、バルブＶ21を解放し、除染廃液１４Ａの全部又は一部は、除染廃液循環ラインＬ11から除染廃液処理ラインＬ21に送られる。
【００６９】
除染廃液１４Ａは、フィルタ３１で異物が除去され、電解槽２２に送られ、ここで第１電析処理がなされる（第１電解工程：ステップＳ１２）。第１電析処理により除染廃液１４Ａ中の金属イオンが電析処理される。これにより、酸化剤の金属イオンが除染廃液１４Ａから除去される。その後、電解槽２２を通過した除染廃液１４Ａは、バイパスラインＬ22でアニオン樹脂槽２３をバイパスし、除染廃液処理ラインＬ21を通って除染廃液循環ラインＬ11に再度戻される。
【００７０】
除染廃液１４Ａを除染廃液処理ラインＬ21、バイパスラインＬ22、除染廃液処理ラインＬ21に通して除染廃液循環ラインＬ11に大ループとして循環させるサイクルは、少なくとも１回以上行われる。よって、１回以上の処理においては、この第１薬剤１２Ａを用いて除染処理する酸化剤供給工程（ステップＳ１１）と、電解槽２２で電析処理する第１電析工程（ステップＳ１２）とを複数回繰り返すこととなる。
【００７１】
次に、図４−３に示すように、除染廃液循環ラインＬ11に第２薬剤１２Ｂを添加し、除染廃液１４Ｂとする。除染廃液１４Ｂを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させる。
【００７２】
図４−３に示すように、除染廃液循環ラインＬ11に第２薬剤１２Ｂを供給して原子炉設備の除染対象物１１に除染剤を供給する（除染剤供給工程：ステップＳ２１）。これにより、原子炉設備の除染対象物１１に付着した付着物に含まれる鉄（Ｆｅ）系酸化物、ニッケル（Ｎｉ）系酸化物などは第２薬剤１２Ｂ中に溶解・除去され、除染廃液１４Ｂは除染廃液循環ラインＬ11に循環させる。また、この際Ｃｒ酸化物と未反応の第１薬剤１２Ａの過マンガン酸を還元する。
【００７３】
次に、図４−４に示すように、除染廃液１４Ｂを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させた後、バルブＶ21を解放し、除染廃液１４Ｂの全部又は一部は、除染廃液循環ラインＬ11から除染廃液処理ラインＬ21に送られる。
【００７４】
除染廃液１４Ｂは、フィルタ３１で異物が除去され、電解槽２２に送られ、ここで第２電析処理がなされる（第２電解工程：ステップＳ２２）。第２電析処理により除染廃液１４Ｂ中の金属イオンおよび有機酸が電析・分解処理される。これにより、酸化剤の金属イオンおよび有機酸の一部が除染廃液１４Ｂから除去される。その後、電解槽２２を通過した除染廃液１４Ｂは、バルブＶ22、Ｖ23を解放し、アニオン樹脂槽２３に送られ、除染廃液１４Ｂ中に含まれる有機酸を吸着する（第２吸着工程：ステップＳ２３）。この際、バルブＶ24は閉じており、バイパスラインＬ22への除染廃液１４Ｂの通過を停止している。
アニオン樹脂槽２３を通過後の除染廃液１４Ｂは、除染廃液処理ラインＬ21を通って除染廃液循環ラインＬ11に戻される。
【００７５】
除染廃液１４Ｂを除染廃液処理ラインＬ21に通して除染廃液循環ラインＬ11に大ループとして循環させるサイクルは、少なくとも１回以上行われる。よって、１回以上の処理においては、この第２薬剤１２Ｂを用いて除染処理する除染剤供給工程（ステップＳ２１）と、電解槽２２で電析処理する第２電析工程（ステップＳ２２）および第２吸着工程（ステップＳ２３）とを複数回繰り返すこととなる。
なお、最終除染後処理後の廃液は、図示しない排出ラインを介して除染廃液処理ラインＬ21の一部より、外部へ排出される。
【００７６】
このように、本実施例に係る除染廃液の処理方法は、第１の薬剤１２Ａを用いて小ループの除染廃液循環ラインＬ11で除染処理した後の除染廃液１４Ａの処理を、従来のようなカチオン樹脂を用いて吸着処理する代わりに、電解槽２２を用いて電析処理することにより、除染廃液１４Ａ中の金属イオンを電析により析出させ、除去することができる。この結果、金属イオンを除去するカチオン樹脂槽を用いることなく除染廃液１４Ａの処理をすることができる。
【００７７】
また、電解槽２２では有機酸も分解処理するので、除染廃液１４Ｂ中の有機酸の濃度も低下することとなり、アニオン樹脂槽２３でのアニオン樹脂２３ａの使用量の低減を図ることができる。この結果、従来における樹脂処理の場合と較べて、保管する汚染樹脂量を大幅に低減させることができる。
【００７８】
図９は、電解槽での電析時間（横軸）と、除染廃液中のカチオン濃度（左縦軸）およびカチオン除去率(右縦軸)との関係を示す図である。
図９に示すように、電解槽２２での電析時間（Ｈｒ）の経過により、第１薬剤１２Ａの酸化剤由来の金属イオン（Ｍｎ）の濃度が低下すると共に、クラッド由来の金属イオン（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ）の濃度が低下しており、これに伴いカチオン除去率が時間と共に上昇している。ここで、電析時間とは、除染廃液処理ラインＬ21に設けた電解槽２２を循環して通過する時間である。
【実施例２】
【００７９】
＜第２の除染システム＞
図５−１、図５−２は、本発明の実施例２に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。図５−１、図５−２に示すように、第２の除染廃液の処理システム１０Ｂは、実施例１と同様に原子炉設備の除染対象物１１を除染するためのものであり、実施例１において、さらに電解槽２２の後流側にカチオン樹脂槽２４を配置している。
【００８０】
実施例１の除染廃液の処理システム１０Ａでは、第１の薬剤を用いた除染廃液１４Ａの処理は、電解槽２２で電析処理しただけであるが、除染廃液１４Ａ中に極微量の金属イオンが含まれる場合がある。このような場合には、図５−１に示すように、電析処理をする電解槽２２の後流側に、さらにカチオン樹脂２４ａを有するカチオン樹脂槽２４を設置し、カチオン樹脂により金属イオンを吸着処理するようにしている。
【００８１】
すなわち、図５−１に示すように、除染廃液処理ラインＬ21の電解槽２２とアニオン樹脂槽２３との間において、バルブＶ26を設置し、このバルブＶ26と電解槽２２との間から分岐し、第１バイパスラインＬ22に除染廃液１４Ａをバイパスする第２バイパスラインＬ23を設けている。なお、カチオン樹脂槽２４の前後にはバルブＶ25、Ｖ27が設けられている。
そして、バルブＶ26を閉じ、電解槽２２で電析処理した後の除染廃液１４Ａを第２バイパスラインＬ23に送り、この第２バイパスラインＬ23に設置したカチオン樹脂２４ａを有するカチオン樹脂槽２４を通過させることで、残存する金属イオンをさらに吸着処理するようにしている。
【００８２】
また、図５−２に示すように、電解槽２２の前流側において、バルブＶ28を設置し、電解槽２２をバイパスし、除染廃液処理ラインＬ21から第２バイパスラインＬ23に接続する第３バイパスラインＬ24を設けるようにしてもよい。
これは、除染廃液１４中に金属イオンが極微量存在する場合には、電解槽２２での電析処理効率が悪い場合がある。このような場合、例えば除染廃液１４中の電気伝導度を計測し、この電気伝導度の値が所定の閾値以下の場合には、極微量の金属イオンとなっていると判断して、電解槽２２での電析を停止する。
その代わり、電解槽２２の前流側のバルブＶ28を閉じ、除染廃液１４Ａを第３バイパスラインＬ24に送り、この第３バイパスラインＬ24と連通する第２バイパスラインＬ23に設けたカチオン樹脂槽２４を通過させ、残存する極微量の金属イオンを吸着処理するようにしている。
この結果、無駄に電解槽２２に通電することが無くなるので、電気代が省略でき、除染廃液の処理コストの低廉化を図ることができる。
【００８３】
このように、除染廃液１４Ａ中の金属イオンの含有量に応じて、実施例１のような電解槽２２のみの処理方法と、実施例２の電解槽２２で処理した後、さらにカチオン樹脂槽２４で処理する方法と、実施例２の変形例のように電解槽２２をバイパスして直接カチオン樹脂槽２４で処理する方法とを組み合わせることで、効率的な除染廃液の処理が可能となる。
【００８４】
よって、一例として、酸化剤を含む第１薬剤１２Ａを有する除染廃液１４Ａの処理において、除染廃液処理ラインＬ21を複数回循環処理する場合、例えば最初の数回の除染廃液１４Ａの処理では、実施例１のような電解槽２２のみの処理を行い、次の数回は実施例２の電解槽２２とカチオン樹脂槽２４との併用処理を行い、最後の数回は実施例２の変形例のカチオン樹脂槽２４のみの処理を行うことで、金属イオンの濃度に応じた廃液処理を行うことができる。
【００８５】
なお、第２薬剤１２Ｂを有する除染廃液１４Ｂの処理は、実施例１と同様であるのでその重複する説明は省略する。
【００８６】
このように、第１薬剤１２Ａの除染廃液１４Ａを処理する場合、電解槽２２で金属イオンを電析処理した後、カチオン樹脂槽２４で金属イオンを吸着処理するので、カチオン樹脂の使用量の低減を図ることができる。
そして第２薬剤１２Ｂの除染廃液１４Ｂを処理する場合、残存する金属イオンの電析処理と共に有機酸も分解処理することとなるので、除染廃液１４Ｂ中の有機酸の濃度も低下することとなり、アニオン樹脂槽２３でのアニオン樹脂２３ａの使用量の低減を図ることができる。
この結果、従来における全て樹脂を用いた処理の場合と較べて、保管する汚染樹脂量を大幅に低減させることができる。
【００８７】
図１０は樹脂使用量の従来技術と本実施例との比率を示す図である。図１０に示すように、従来技術のように、全て樹脂を用いて処理した際の樹脂の使用量を１００％とした場合（従来法）、電析を適用した実施例２の場合は約８２％に低下し、樹脂廃棄物量の低減を図ることができた。この結果、保管する樹脂量の低減を図ることとなることが確認された。
【００８８】
本実施例では、電析処理をする電解槽２２の後流側に、さらにカチオン樹脂２４ａを有するカチオン樹脂槽２４を設置し、カチオン樹脂により金属イオンを吸着処理するようにしているが、本発明はカチオン樹脂に限定されるものではなく、金属イオンを吸着できる金属イオン吸着体であればいずれでもよい。例えばカチオン樹脂以外としては、無機イオン交換体を例示することができる。
【００８９】
ここで、無機イオン交換体としては、ゼオライト、リン酸ジルコニウム、粘土鉱物や、非ゼオライト系無機イオン交換体などが挙げられる。無機イオン交換体は、除去すべき金属イオンの種類に応じて適宜選定される。これらの中でも、無機イオン交換体としては、ゼオライトを用いることが好ましい。ゼオライトは無機物であるため、有機物のように放射性分解による水素ガスが生成することはない。そのため、ゼオライトが放射性物質を吸着して高線量となっても、ゼオライトは固化して固形物とすることにより、処分場で埋設処分することができる。
【実施例３】
【００９０】
＜第３の除染システム＞
図６は、本発明の実施例３に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。図６に示すように、第３の除染廃液の処理システム１０Ｃは、実施例２と同様に原子炉設備の除染対象物１１を除染するためのものであり、実施例２において、さらにアニオン樹脂槽２３の後流側に、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５を配置している。図６中、符号Ｖ29はバルブを図示する。
ここで、混床樹脂槽２５を構成するカチオン樹脂とアニオン樹脂との混合比率は除染廃液の性状に応じて適宜設定される。
この混床樹脂槽２５の設置により、アニオン樹脂槽２３で吸着処理された後の除染廃液１４Ｂ中に残存する金属イオンおよび有機酸などをさらに吸着処理することができる。
【実施例４】
【００９１】
＜第４の除染システム＞
図７は、本発明の実施例４に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。図７に示すように、第４の除染廃液の処理システム１０Ｄは、実施例３においてアニオン樹脂槽２３の後流側に設置した混床樹脂槽２５を、除染廃液１４Ｂを外部へ排出するための排出ラインＬ31に配置するようにしている。なお、混床樹脂槽２５の前後にはバルブＶ31、Ｖ32が設けられている。図６中、符号Ｖ33はバルブを図示する。
実施例３の第３の除染システムでは、アニオン樹脂槽２３の後流側に混床樹脂槽２５を設置しているので、常に除染廃液１４Ｂが、除染廃液処理ラインＬ21を循環する毎に、混床樹脂槽２５を通過することとなる。このため、除染廃液１４Ｂ中の金属イオンと有機酸との割合がアンバランスの場合、例えば第１薬剤として過マンガン酸を用いて金属イオン（Ｍｎ）の割合が多い場合には、カチオン樹脂のみが最初に破過することとなる。この一方のカチオン樹脂が破過した結果、まだ混床樹脂槽２５中のアニオン樹脂側では吸着能力を有するにもかかわらず、混床樹脂２５ａを全部交換する必要がある。この結果、交換した廃棄樹脂は保管処理する必要があるので、処理能力を有する混床樹脂の廃棄樹脂の保管量が増大することとなる。
【００９２】
よって、本実施例のように、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５の配置を、除染廃液１４Ｂを系外に排出する排出ラインＬ31に配置し、除染廃液１４Ｂを系外へ最終的に排出する際にのみ、混床樹脂槽２５の前後に設けたバルブＶ31、Ｖ32を開き、一度通過させるようにしている。
これにより、最終処理後の除染廃液１４Ｂ中に残存する金属イオンおよび有機酸などを吸着処理することができる。
【００９３】
このように、電解槽２２とカチオン樹脂槽２４、アニオン樹脂槽２３を用いて除染廃液処理を所定時間行った後、系外への排出の際の最終処理時のみ、混床樹脂槽２５へ通水し、除染廃液を更に浄化することにより、除染廃液処理ラインＬ21を循環する毎に、混床樹脂槽２５で処理した場合と較べて、廃樹脂量を大幅に低減することができる。
【００９４】
本実施例では、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５を用いたが、カチオン樹脂以外に、前述したイオン交換体を用いて、イオン交換体とアニオン樹脂との混床樹脂槽としてもよい。
【実施例５】
【００９５】
＜第５の除染システム＞
図８−１〜図８−３は、本発明の実施例５に係る除染廃液の処理システムを示す概略図である。第５の除染廃液の処理システム１０Ｅは、実施例１乃至４のような電解槽２２を備えるものではなく、除染廃液を樹脂により処理している。
図８−１に示すように、第５の除染廃液の処理システム１０Ｅは、原子炉設備の除染対象物１１に薬剤１２（１２Ａ、１２Ｂ）を循環させる除染廃液循環ラインＬ11と、除染廃液循環ラインＬ11に、薬剤１２（１２Ａ、１２Ｂ）を供給する薬剤供給部（第１薬剤（酸化剤）供給部１３Ａ、第２薬剤（除染剤）供給部１３Ｂ）１３と、除染廃液循環ラインＬ11から除染対象物１１で用いた薬剤１２（１２Ａ、１２Ｂ）から生じた除染廃液１４（１４Ａ、１４Ｂ）を抜き出し、除染廃液循環ラインＬ11に再度戻す除染廃液処理ラインＬ21と、除染廃液処理ラインＬ21に設けられ、除染廃液１４に存在する金属イオンを吸着するカチオン樹脂２４ａを有するカチオン樹脂槽２４と、カチオン樹脂槽２４の後流側に設けられ、除染廃液１４に含まれる有機酸を少なくとも吸着するアニオン樹脂２３ａを有するアニオン樹脂槽２３と、除染廃液処理ラインＬ21のアニオン樹脂槽２３の後流側から系外に処理液を排出する排出ラインＬ31に設けられ、カチオン樹脂２４ａとアニオン樹脂２４ａとを混合した混床樹脂２５ａを有する混床樹脂槽２５と、を備える。なお、混床樹脂槽２５の前後にはバルブＶ31、Ｖ32が設けられている。
【００９６】
図８−１に示すように、除染廃液循環ラインＬ11に第１薬剤１２Ａを供給して原子炉設備の除染対象物１１に酸化剤を供給する（酸化剤供給工程）。これにより、原子炉設備の除染対象物１１に付着した付着物に含まれるＣｒ酸化物は除去され、除染廃液１４Ａは除染廃液循環ラインＬ11に循環させる。
【００９７】
次に、除染廃液１４Ａを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させた後、バルブＶ21を解放し、除染廃液１４Ａの全部又は一部は、除染廃液循環ラインＬ11から除染廃液処理ラインＬ21に送られる。
【００９８】
除染廃液１４Ａは、フィルタ３１で異物が除去され、カチオン樹脂槽２４に送られ、ここで第１吸着処理がなされる（第１吸着工程）。第１吸着処理により除染廃液１４Ａ中の金属イオンが吸着処理される。これにより、酸化剤の金属イオンが除染廃液１４Ａから除去される。その後、カチオン樹脂槽２４を通過した除染廃液１４Ａは、バイパスラインＬ22でアニオン樹脂槽２３をバイパスし、除染廃液処理ラインＬ21を通って除染廃液循環ラインＬ11に再度戻される。
【００９９】
除染廃液１４Ａを除染廃液処理ラインＬ21、バイパスラインＬ22、除染廃液処理ラインＬ21に通して除染廃液循環ラインＬ11に大ループとして循環させるサイクルは、少なくとも１回以上行われる。よって、１回以上の処理においては、この第１薬剤１２Ａを用いて除染処理する酸化剤供給工程と、カチオン樹脂槽２４で吸着処理する第１吸着工程とを複数回繰り返すこととなる。
【０１００】
次に、図８−２に示すように、除染廃液循環ラインＬ11に第２薬剤１２Ｂを添加し、除染廃液１４Ｂとする。除染廃液１４Ｂを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させる。
そして、除染廃液循環ラインＬ11に第２薬剤１２Ｂを供給して原子炉設備の除染対象物１１に除染剤を供給する（除染剤供給工程）。これにより、原子炉設備の除染対象物１１に付着した付着物に含まれる鉄（Ｆｅ）系酸化物、ニッケル（Ｎｉ）系酸化物などは第２薬剤１２Ｂ中に溶解・除去され、除染廃液１４Ｂは除染廃液循環ラインＬ11に循環させる。また、この際Ｃｒ酸化物と未反応の第１薬剤１２Ａの過マンガン酸を還元する。
【０１０１】
そして、除染廃液１４Ｂを除染廃液循環ラインＬ11で１回以上循環させた後、バルブＶ21を解放し、除染廃液１４Ｂの全部又は一部は、除染廃液循環ラインＬ11から除染廃液処理ラインＬ21に送られる。
【０１０２】
除染廃液１４Ｂは、フィルタ３１で異物が除去され、カチオン樹脂槽２４に送られ、ここで第１吸着処理がなされる（第１吸着工程）。第１吸着処理により除染廃液１４Ｂ中の金属イオンが吸着処理される。これにより、酸化剤の金属イオンの一部が除染廃液１４Ｂから除去される。その後、カチオン樹脂槽２４を通過した除染廃液１４Ｂは、バルブＶ22、Ｖ23を解放し、アニオン樹脂槽２３に送られ、除染廃液１４Ｂ中に含まれる有機酸を吸着する（第２吸着工程）。この際、バルブＶ24は閉じており、バイパスラインＬ22への除染廃液１４Ｂの通過を停止している。
アニオン樹脂槽２３を通過後の除染廃液１４Ｂは、除染廃液処理ラインＬ21を通って除染廃液循環ラインＬ11に戻される。
【０１０３】
除染廃液１４Ｂを除染廃液処理ラインＬ21に通して除染廃液循環ラインＬ11に大ループとして循環させるサイクルは、少なくとも１回以上行われる。よって、１回以上の処理においては、この第２薬剤１２Ｂを用いて除染処理する除染剤供給工程（ステップＳ２１）と、電解槽２２で電析処理する第２電析工程（ステップＳ２２）および第２吸着工程（ステップＳ２３）とを複数回繰り返すこととなる。
【０１０４】
図８−３に示すように、本実施例では、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５の配置を、除染廃液１４を系外に排出する排出ラインＬ31に配置し、除染廃液１４Ｂを系外へ最終的に排出する際にのみ、混床樹脂槽２５の前後に設けたバルブＶ31、Ｖ32を開き、一度通過させるようにしている。
これにより、最終処理後の除染廃液１４Ｂ中に残存する金属イオンおよび有機酸などを吸着処理することができる。
【０１０５】
このように、電解槽２２とカチオン樹脂槽２４、アニオン樹脂槽２３を用いて除染廃液処理を所定時間行った後、系外への排出の際の最終処理時のみ、混床樹脂槽２５へ通水し、除染廃液を更に浄化することにより、除染廃液処理ラインＬ21を循環する毎に、混床樹脂槽２５で処理した場合と較べて、廃樹脂量を大幅に低減することができる。
【０１０６】
すなわち、従来のように除染廃液処理ラインＬ21において、アニオン樹脂槽２３の後流側に混床樹脂槽２５を設置する場合には、常に除染廃液１４Ｂが、除染廃液処理ラインＬ21を循環する毎に、混床樹脂槽２５を通過することとなる。このため、除染廃液１４Ｂ中の金属イオンと有機酸との割合がアンバランスの場合、例えば第１薬剤として過マンガン酸を用いて金属イオン（Ｍｎ）の割合が多い場合には、カチオン樹脂のみが最初に破過することとなる。この一方のカチオン樹脂が破過した結果、まだ混床樹脂槽２５中のアニオン樹脂側では吸着能力を有するにもかかわらず、混床樹脂２５ａを全部交換する必要がある。この結果、交換した廃棄樹脂は保管処理する必要があるので、処理能力を有する混床樹脂の廃棄樹脂の保管量が増大することとなる。
【０１０７】
よって、本実施例のように、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５の配置を、除染廃液１４Ｂを系外に排出する排出ラインＬ31に配置し、除染廃液１４Ｂを系外へ最終的に排出する際にのみ、一度通過させることで、最終処理後の除染廃液１４Ｂ中に残存する金属イオンおよび有機酸などを吸着処理することができると共に、除染廃液処理ラインＬ21を循環する毎に、混床樹脂槽２５で処理した場合と較べて、廃樹脂量を大幅に低減することができる。
【０１０８】
本実施例では、カチオン樹脂とアニオン樹脂とを混床した混床樹脂槽２５を用いたが、カチオン樹脂以外に、前述したイオン交換体を用いて、イオン交換体とアニオン樹脂との混床樹脂槽としてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０Ａ〜１０Ｅ  第１〜第５の除染廃液の処理システム
１１  原子炉設備の除染対象物
１２  薬剤
１２Ａ  第１薬剤
１２Ｂ  第２薬剤
１３  薬剤供給部
１３Ａ  第１薬剤供給部
１３Ｂ  第２薬剤供給部
１４（１４Ａ、１４Ｂ）  除染廃液
２１  副電極
２２  電解槽
２２ａ  電解槽本体
２２Ａ  主電極（アノード）
２２Ｂ  主電極（カソード）
２３  アニオン樹脂槽
２３ａ  アニオン樹脂
２４  カチオン樹脂槽
２４ａ  カチオン樹脂
２５  混床樹脂槽
２５ａ  混床樹脂
３１  フィルタ
３２  金属析出物
Ｌ11  除染廃液循環ライン
Ｌ21  除染廃液処理ライン
Ｌ22  第１バイパスライン
Ｌ23  第２バイパスライン
Ｌ24  第３バイパスライン
Ｌ31  排出ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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