(57)【要約】【課題】  放射性物質を含む廃水処理に要する費用や二次廃棄物量の削減、処理時間の短縮が可能な廃水処理システムを提供する。【解決手段】  廃水処理システムは、放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤を含む廃水を処理する。放射性セシウムを捕捉可能な第１捕捉材を有するセシウム除去部において、廃水から放射性セシウムを除去し、無機防食剤に含まれるクロムと有機防食剤とを分離可能な分離膜を有する分割部において、放射性セシウムが除去された廃水を、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割する。クロムを捕捉可能な第２捕捉材を有するクロム回収部において、第１廃水画分からクロムを回収する。廃水中の不溶物は、予め不溶物除去部において除去し、第２廃水画分に含まれる有機防食剤は、分解部において分解処理される。【選択図】    図１
2015129642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤を含む廃水を処理する廃水処理システムであって、
放射性セシウムを捕捉可能な第１捕捉材を有し、前記第１捕捉材を用いて廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去部と、
無機防食剤に含まれるクロムと有機防食剤とを分離可能な分離膜を有し、前記分離膜を用いて、前記セシウム除去部によって放射性セシウムが除去された前記廃水を、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割する分割部と、
クロムを捕捉可能な第２捕捉材を有し、前記第２捕捉材を用いて前記第１廃水画分からクロムを回収するクロム回収部と
を有する廃水処理システム。
【請求項２】
更に、前記セシウム除去部に供給する廃水から予め不溶物を除去する不溶物除去部と、
前記第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する分解部と
を有する請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項３】
更に、前記クロム回収部によって回収されるクロムを無害化するクロム処理部を有する請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【請求項４】
前記クロム処理部は、前記クロム回収部から回収されるクロムに還元剤を添加する添加装置を有する請求項３に記載の廃水処理システム。
【請求項５】
前記添加装置が添加する前記還元剤は、アスコルビン酸、アスコルビン酸の構造異性体及びこれらの塩から選択される少なくとも一種である請求項４に記載の廃水処理システム。
【請求項６】
更に、前記第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する分解部を有する請求項１〜５の何れか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項７】
前記分解部は、有機防食剤を分解可能な酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、紫外線照射によって前記有機防食剤の分解を促進させる紫外線照射装置とを有する請求項６に記載の廃水処理システム。
【請求項８】
前記セシウム除去部の第１捕捉材は、セシウムを捕捉可能な化合物が担持される繊維材であり、前記分割部の分離膜は、無機イオンを選択透過可能な逆浸透膜であり、前記クロム回収部の第２捕捉材は、クロム酸イオンを吸着して前記第１廃水画分から分離可能な陰イオン交換樹脂であって、クロム酸イオンを含む水性液としてクロムを回収する請求項１〜７の何れか１項に記載の廃水処理システム。
【請求項９】
前記廃水として原子力発電所の圧力抑制プール水を処理する請求項１〜８の何れか１項に記載の廃水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所等の原子力プラントにおいて発生する放射性物質を含んだ廃水を処理するための廃水処理システムに関し、特に、原子炉格納容器の圧力抑制室内に貯留される圧力抑制プール水などのような放射性物質と防食剤とが混在する廃水を処理するための廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等のような原子力プラントにおいて、原子炉格納容器の圧力抑制機能を担う圧力抑制室内には、格納容器内の蒸気圧が上昇した場合や冷却材喪失が生じた場合を想定した対策として、蒸気の冷却凝縮等を行うための水（圧力抑制プール水）が常時蓄えてられている。圧力抑制室の内部は常に水中又は多湿環境下にあるので、圧力抑制室の内壁に施されている塗装が剥離すると、局所的に腐食や孔食が進行する虞がある。これらを防止するには、圧力抑制プール水に防食剤が添加される。防食剤には有機防食剤と無機防食剤とがあり、有機防食剤としてはカルボン酸塩やアゾール系化合物等が、無機防食剤としてはクロム酸塩等が知られており、圧力抑制プール水に添加する防食剤には有機防食剤と無機防食剤とが組み合わせて用いられる。
【０００３】
圧力抑制プール水は、セシウム１３７等の放射性物質を含むので、原子炉解体時、特に原子炉廃止措置時には、プラントに付属する液体廃棄物処理設備等に移送し除染する必要がある。しかし、上述のように、放射性物質と有機及び無機防食剤とが混在する圧力抑制プール水は、１５００トン程度あり、設備の能力面で処理が困難であるとともに、最終処分が困難な廃棄物を含めた大量の２次廃棄物を発生する虞がある。従って、最終埋設処分に適合させるには、防食剤の処理を含む多様な処理工程が必要となる。
【０００４】
防食剤を含有する放射性廃液の処理に関する技術は、例えば下記特許文献１に記載され、この文献では、オゾンを用いて廃液中の有機物を酸化分解し、ギ酸及び過酸化水素を用いて六価クロムを還元無害化した後に、カチオン成分の吸着除去を順次行う。
【０００５】
又、下記特許文献２においては、既存の系統除染設備を利用して圧力抑制プール水を処理することが記載される。この文献においても、上述と同様に、有機防食剤についてはオゾン注入による酸化分解を行い、無機防食剤に含まれる六価クロムについては酸性条件下で還元処理を施して無害化し、陽イオン交換樹脂を用いて脱塩処理を行う。有機防食剤の酸化分解においては、酸化反応を促進して処理時間を短縮するために紫外線照射又は超音波振動を併用することが開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２６３６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような廃水処理では、脱塩処理によって使用済みのイオン交換樹脂が二次廃棄物として排出されるが、この排出量が大量になる一因として、クロムとカリウム等の他のカチオン成分とが脱塩処理において分離困難なことである。使用済みのイオン交換樹脂は、プラスチック又はセメントによる固化、或いは、焼却減容が施されるが、二次廃棄物の排出量を削減するためには、高価なイオン交換樹脂の使用量の削減が望ましく、イオン交換樹脂の廃棄頻度の減少又は廃棄の回避が可能であれば非常に好ましい。
【０００８】
又、オゾンを利用する酸化分解では、オゾンの水溶性が低いために分解効率が低く、更に、溶存アニオンの影響に起因する分解効率の低下も起こり易い。廃水中の不溶解スラッジによる濁度も、紫外線の照射効率を低下させて反応促進を妨げる。しかも、有機防食剤として使用される１−ヒドロキシベンゾトリアゾールは、解離エネルギーが高く化学的に分解し難い構造を有するので、分解処理に時間を要し、工期短縮の妨げとなる。六価クロムの還元において使用されるギ酸も、分解処理を施す必要があるが、ギ酸は酢酸と同様に解離エネルギーが高く、ギ酸の酸化分解は容易ではない。このように、運転コストの上昇を抑制するには、有機防食剤を効率的に処理することが望まれる。
【０００９】
更に、圧力抑制プール水は大量であるため、防食材の処理に時間がかかる。特にプラントの廃止措置に先行して行われる場合には、廃止措置全体工程への影響が大きい。処理設備の設置場所や処理能力が制約された中では、廃止措置の費用の増加につながりやすい。
【００１０】
本発明の課題は、上述の問題を解決し、放射性物質及び防食剤を含有する廃水の処理において生じる二次廃棄物の排出量を削減でき、処理に要するエネルギー及び費用の削減が可能な廃水処理システムを提供することである。
【００１１】
更に、本発明の課題は、廃水に含まれる放射性物質及び防食剤を各々効率的に処理することができ、廃水の濃縮減容化に要する設備費用及びエネルギーコストを削減可能に構成された廃水処理システムを提供することである。
又、本発明の課題は、放射性物質及び防食剤を含有する廃水の処理において、廃水に含まれる成分の再利用を可能とし、廃水の濃縮減容化に要する費用及び時間を削減可能なように構成された経済性に優れた廃水処理システムを提供することである。
【００１２】
更に、本発明の課題は、放射性物質及び防食剤を含有する廃水を簡易なプロセスによって効率的に処理でき、廃水の濃縮減容化において廃水に含まれる成分による装置等への影響が少ない廃水処理システムを提供することである。
又、本発明の課題は、放射性物質及び防食剤を含有する廃水を効率的に処理でき、二次廃棄物の排出量が少なく、廃水の濃縮減容化に要する設備費用及びエネルギーコストが削減され、短期間で効率的に廃水を処理可能な廃水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明者らは、圧力抑制プール水の組成を考慮して鋭意研究を重ねた結果、防食剤の処理に先だって除染を行い、有機防食剤と無機防食剤とを分別することにより、有機防食剤及び無機防食剤の各々を効率的に処理することができることを見出し、又、無機防食剤の六価クロムをアニオンとして処理することにより、二次廃棄物の削減及び資源の再利用が可能となり、廃水の濃縮減容化における負荷を軽減することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。又、クロムの還元処理に使用する還元剤としてアスコルビン酸類を使用することによって、還元処理及びその後の廃水に施す有機物の分解や濃縮減容化を効率的に実施できることも見出している。
【００１４】
本発明の一態様によれば、廃水処理システムは、放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤を含む廃水を処理する廃水処理システムであって、放射性セシウムを捕捉可能な第１捕捉材を有し、前記第１捕捉材を用いて廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去部と、無機防食剤に含まれるクロムと有機防食剤とを分離可能な分離膜を有し、前記分離膜を用いて、前記セシウム除去部によって放射性セシウムが除去された前記廃水を、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割する分割部と、クロムを捕捉可能な第２捕捉材を有し、前記第２捕捉材を用いて前記第１廃水画分からクロムを回収するクロム回収部とを有することを要旨とする。
【００１５】
上記廃水処理システムは、更に、前記セシウム除去部に供給する廃水から予め不溶物を除去する不溶物除去部と、前記第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する分解部とを有するように構成すると良い。
更に、上記廃水処理システムが、前記クロム回収部によって回収されるクロムを無害化するクロム処理部を有するように構成することができる。前記クロム処理部は、前記クロム回収部から回収されるクロムに還元剤を添加する添加装置を有し、添加装置が添加する前記還元剤は、アスコルビン酸、アスコルビン酸の構造異性体及びこれらの塩から選択される少なくとも一種を使用可能である。
上記廃水処理システムは、更に、前記第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する分解部を有するように構成することができる。分解部は、有機防食剤を分解可能な酸化剤を供給する酸化剤供給装置と、紫外線照射によって前記有機防食剤の分解を促進させる紫外線照射装置とを有するとよい。
【００１６】
上記セシウム除去部の第１捕捉材は、セシウムを捕捉可能な化合物が担持される繊維材であるとよく、前記分割部の分離膜は、無機イオンを選択透過可能な逆浸透膜であるとよい。前記クロム回収部の第２捕捉材は、クロム酸イオンを吸着して前記第１廃水画分から分離可能な陰イオン交換樹脂であると、クロム酸イオンを含む水性液としてクロムを回収することができる。
上記廃水処理システムは、廃水として原子力発電所の圧力抑制プール水を好適に処理することができる。
【００１７】
又、本発明の一態様によれば、廃水処理方法は、放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤を含む廃水を処理する廃水処理方法であって、放射性セシウムを捕捉可能な第１捕捉材を用いて廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去処理と、無機防食剤に含まれるクロムと有機防食剤とを分離可能な分離膜を用いて、前記セシウム除去処理によってセシウムが除去された前記廃水を、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割する分割処理と、クロムを捕捉可能な第２捕捉材を用いて前記第１廃水画分からクロムを回収するクロム回収処理とを有することを要旨とする。
【００１８】
更に、本発明の他の態様によれば、廃水処理システムは、放射性セシウム及び無機防食剤を含む廃水を処理する廃水処理システムであって、放射性セシウムを捕捉可能な捕捉材を有し、前記捕捉材を用いて廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去部と、放射性セシウムが除去された前記廃水に、無機防食剤に含まれるクロムを還元可能な還元剤を添加する添加装置と、前記還元剤が添加された前記廃水を減圧状態で加熱濃縮する濃縮部とを有することを要旨とする。
上記廃水処理システムにおいて添加装置が添加する前記還元剤は、アスコルビン酸、アスコルビン酸の構造異性体及びこれらの塩から選択される少なくとも一種であるとよい。
上記濃縮部は、前記廃水を加熱して水蒸気を発生させる加熱濃縮装置と、前記加熱濃縮装置内を減圧する減圧装置と、前記加熱濃縮装置において発生する水蒸気から熱を回収して、前記濃縮部へ供給される前記廃水に供給する熱回収装置とを有するように構成することができる。前記熱回収装置は、前記濃縮部に供給される前記廃水と、前記濃縮部で発生する水蒸気との熱交換によって、前記廃水を加熱して前記水蒸気を冷却凝縮する凝縮器を用いて構成すると良い。
【００１９】
又、本発明の他の態様によれば、廃水処理方法は、放射性セシウム及び無機防食剤を含む廃水を処理する廃水処理方法であって、セシウムを捕捉可能な捕捉材を用いて廃水からセシウムを除去するセシウム除去処理と、セシウムが除去された前記廃水において無機防食剤に含まれる六価クロムを還元剤を用いて還元する還元処理と、セシウムが除去された前記廃水を減圧状態で加熱濃縮する濃縮処理とを有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤が分離されて個別に処理できるので、放射性物質及び防食剤を含有する廃水の処理において生じる使用済みイオン交換樹脂等の二次廃棄物の排出量を削減でき、処理効率の向上及び消費エネルギーを削減して廃水の濃縮減容化を効率的に行うことが可能な廃水処理方法及び廃水処理システムが提供される。又、六価クロムをアニオンとして廃水から分離することにより、廃水に施す濃縮減容化に要する設備費用及びエネルギーコストを削減可能なように構成された廃水処理システムが提供され、クロムの回収再利用が可能である。更に、クロムを還元する際に使用する酸にアスコルビン酸類を適用して、還元処理及びその後の有機物の分解処理の処理効率を向上させることが可能である。従って、廃水処理に要する処理時間及び処理費用の削減に貢献し、経済的負担を軽減して廃炉作業における安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る廃水処理システムの一実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１の廃水処理システムにおいて用いる分解部の一例を説明する概略構成図。
【図３】本発明に係る廃水処理システムの他の実施形態を示す概略構成図。
【図４】本発明に係る廃水処理システムの更に他の実施形態を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
原子力プラントの圧力抑制室内に貯留される圧力抑制プール水には、放射性物質及び防食剤が含まれている。防食剤には、カルボン酸塩、アゾール系化合物、アミン類等の有機防食剤と、クロム酸塩、モリブデン酸塩、珪酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩等の無機防食剤とがあり、屡々、有機防食剤と無機防食剤とが組み合わせて使用される。無機防食剤において、クロム酸塩以外の防食剤は、既存の液体廃棄物処理施設においても処理可能であるが、クロム酸塩の六価クロムは有害である。このため、六価クロムによる環境問題の観点からは、予めクロムを還元することが考えられる。しかし、還元されたクロム（Ｃｒ3+）は、イオン交換樹脂を用いて回収するには、他の金属カチオンからの分離が難しい。このため、放射性金属による汚染を考慮すると、回収クロムは、固化体に封止して埋設処理するのが妥当と見なされ、結果的に、イオン交換樹脂もクロム及び他の金属と共に埋設処理せざるを得ない。つまり、大量の二次廃棄物が生じる。
【００２３】
一方、有機防食剤やクロムの還元において使用されるギ酸は、化学的に分解処理を施す必要があるが、これらは分解し難く、分解を促進するための試薬を添加すると、加える試薬によっては後続の処理が更に複雑化する。従って、処理の複雑化を回避するには、可能な限り分解し易い物質を使用することが望ましい。
【００２４】
又、圧力抑制プール水の容量は大きく、全量を短期間に濃縮するには大型の装置が必要であるが、圧力抑制室内にはそのような空間的余裕はない。又、廃水全量を濃縮減容化するには大量のエネルギーを消費する。
【００２５】
このように、経済性や工期の短縮、処理効率の改善のためには、廃水の処理を通じて排出される二次廃棄物の削減や、濃縮減容化を必要とする廃水量の削減、使用する薬剤の検討が必要である。
【００２６】
本発明では、廃水処理の初期において放射性物質を廃水から除去した後、有機防食剤及び無機防食剤を分別する。これにより、有機防食剤及び無機防食剤の各々に必要な処理のみを施すように処理システムを構成することができる。この際、イオン交換樹脂を用いて、無機防食剤に含まれるクロムを、六価クロム（クロム酸）、つまり、陰イオンのままで回収することによって、クロムを他の金属イオン及び無機イオンから容易に分離できる。イオン交換樹脂は再生使用することができ、廃棄する必要が無いので、二次廃棄物の削減が可能である。又、埋設処理の対象として濃縮減容化が必要となる廃水容量を削減することができ、濃縮設備の規模の縮小が可能となる。更に、六価クロムのままで分離回収される無機防食剤のクロムは、クロム資源として再利用することができ、一次廃棄物の削減も可能となる。或いは、クロムを還元処理する際に使用する酸として、分解し易く揮発し難いアスコルビン酸類を用いることによって、副次的な処理及びそれによって生じる廃棄物の処理が不要になり、廃水の濃縮装置及び周辺設備への影響を防ぐことができるので、装置及び設備への負担を軽減することができる。
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の廃水処理システムの実施形態を説明する。以下に記載される実施形態において、廃水処理システムは、原子力発電所の圧力抑制プール水の処理に適するように構成され、放射性セシウム、有機防食剤及び無機防食剤を含む廃水を好適に処理することができる。
【００２８】
図１は、本発明に係る廃水処理システムの第１の実施形態を記載する。図１の廃水処理システム１は、廃水中の無機防食剤に含まれるクロムを還元せずにクロム酸の状態のまま回収し再利用するための実施形態である。
【００２９】
廃水処理システム１は、圧力抑制プールＰＬから供給される廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去部２と、セシウムが除去された廃水を、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割する分割部３と、第１廃水画分からクロムを回収するクロム回収部４とを有する。更に、セシウム除去部２及び分割部３の機能低下及び損傷を防止するために、廃水から予め不溶物を除去する不溶物除去部５がセシウム除去部２の前段に設けられ、不溶物を除去した廃水がセシウム除去部２に供給される。又、第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する分解部６が設けられ、分割部３において分割された第２廃水画分は、分解部６において有機物の分解処理が施される。クロム回収部４において、第１廃水画分からクロムが回収され、クロム以外の無機物質、つまり、他の金属イオンは、第１廃水画分に残留して第１水槽７に収容される。クロム回収部４において回収されるクロムは、第２水槽８に収容される。尚、圧力抑制プールＰＬ内を洗浄する洗浄水を供給するための注水装置９が付設され、必要に応じて、第１水槽７に収容される第１廃水画分を圧力抑制プールに洗浄水として供給可能なように構成される。
【００３０】
圧力抑制プールＰＬの廃水Ｗが最初に供給される不溶物除去部５は、具体的には、不溶物粒子を濾別可能な濾材で形成されるプレフィルターを備え、プレフィルターをカラム等の外被容器内に装填して不溶物除去部５が構成される。濾材は、通水可能な細孔を有する多孔質材から適宜選択して使用することができ、必要に応じて、細孔を構成可能な粒状材を濾過補助材として使用可能である。濾材及び濾過補助材は、通水が阻害されない親水性を有する素材であればよく、多孔質材として、例えば、セルロース繊維、ガラス繊維、樹脂繊維、樹脂発泡体等で形成されるシート状、膜状、マット状等のフィルターが挙げられ、粒状材としては、活性炭、セライト、珪藻土、砂等が挙げられる。不溶物の除去性能の観点から、プレフィルターの細孔径が１０μｍ程度以下、好ましくは２μｍ程度以下であるものが好適であり、目詰まりや処理効率等の観点を考慮して５μｍ程度のものが最適である。又、複数種の濾材を積層してプレフィルターとして用いても良く、その場合、通水方向に従って細孔径が順次減少するように構成すると効率的に不溶物を除去できる。例えば、網状のストレーナと、細孔径が１００ｎｍ〜１０μｍの精密濾過膜とを組み合わせて形成したプレフィルターは、後続の分割部３において目詰まり等に起因する寿命短縮を回避する上で好ましい形態である。このように構成される不溶物除去部５によって、塵埃、錆等の固形粒子が廃水から除去される。
【００３１】
不溶物を除去した廃水が供給されるセシウム除去部２は、セシウムを捕捉可能な第１捕捉材を有し、この捕捉材を用いて廃水からセシウムを除去する。圧力抑制プール水に含まれる放射性物質には、セシウム、コバルト等があるが、主な成分はセシウム１３７であり、これに比べて他の放射性元素の濃度は非常に低い。従って、セシウムの除去によって廃水の除染を実質的に達成することができ、セシウム除去部２は、実質的に廃水処理システム１における除染処理手段である。必要に応じて、第１捕捉材の後段に、放射性コバルトを除去するための捕捉材を追加してもよく、それによって更に除染能が高い除染処理手段が構成される。
【００３２】
セシウム除去部２の第１捕捉材として、放射性セシウムを捕捉可能な化合物（セシウム収着性化合物）が担持される繊維材が使用され、廃水と繊維材とが接触することにより、廃水中のセシウムが繊維上に捕捉される。セシウム収着性化合物としては、ゼオライト等のアルミノ珪酸塩鉱物及び合成ゼオライトや、ベントナイト（スメクタイト）、バーミキュライト、イライト等の層状珪酸塩鉱物、プルシアンブルー等のフェロシアン化物、竹炭、活性炭等の炭素などが挙げられ、収着性の高さにおいてはフェロシアン化物が好ましい。このような化合物を担持させる繊維材として、綿、麻、パルプ等の植物性セルロース繊維、ＰＥＴ、ナイロン、アクリル等の合成繊維が挙げられる。このような繊維材にセシウム収着性化合物を担持したものは、そのまま繊維塊の状態で第１捕捉材として使用したり、織布又は不織布に加工してシート状、マット状等のフィルターとして使用することができる。繊維の太さ及び繊維材の密度は特に制限する必要はないが、上述のようなセシウム収着性化合物を担持した繊維材は市販品として入手可能であるので、市販品から適宜選択して使用することができ、例えば、プルシアンブルーを担持したセシウム収着繊維材ＣｓＣＡＴＣＨＥＲ（商品名、ユニチカトレーディング（株））等が挙げられる。又、セシウム収着性化合物の担持に関しては、グラフト重合を利用してセシウム収着性化合物の担持機能を合成繊維上に付与する技術や、電子線照射等を利用してセシウム収着性化合物のセルロース繊維上への担持を強化する技術等が報告されているので、このような公知の技術を利用して好適な第１捕捉材を調製して用いても良い。カラム等の外被容器に上述のような第１捕捉材を通水可能に充填してセシウム除去部２を構成することができる。
【００３３】
分割部３は、無機防食剤に含まれるクロムと有機防食剤とを分離可能な分離膜を有し、セシウム除去部２によってセシウムが除去された廃水は、この分離膜を用いて、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割される。
【００３４】
分割部３の分離膜は、有機物と無機物とを分離可能な分離性能を有する膜であり、無機イオン（金属イオン等）を選択透過可能な分離膜によって好適に廃水を分割することができる。一般的に、分離膜は、その分離性能（孔径）によって、精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜などに分類され、有機防食剤の分子量を勘案すると、分子量が１３０程度のものを通過させない程度の分離能を有すれば、分割部３の分離膜として利用することができる。このような分離膜として、ナノ濾過膜（孔径２ｎｍ程度）及び逆浸透膜（孔径１ｎｍ程度）が挙げられる。分離膜の材質については、高分子で形成した有機膜、及び、無機材料粒子をバインダーを用いて多孔質膜状に結合した無機膜があり、何れの分離膜であっても良い。有機膜を構成する高分子としては、例えば、酢酸セルロース、ポリエーテル、ポリイミド、ポリスルホン等が挙げられ、無機膜を構成する無機材料粒子としては、アルミナ、ムライト、チタニア等のセラミックスの粒子が挙げられる。このような分離膜は市販されており、市販品として入手されるものから適宜選択して利用することができる。又、このような分離膜を利用した市販の浄水装置を用いても良く、例えば、逆浸透膜を搭載した飲料水製造システムＡＴ−ＣＷ，ＴＷシリーズ（商品名、株式会社オーセンテック）等が挙げられる。分離膜を透過した無機イオン（金属イオン等）を含む廃水が第１廃水画分であり、第１廃水画分の含有成分は無機物のみで、有機防食剤等の有機物を含有しない。分離膜を透過しない有機防食剤が残留する廃水は第２廃水画分となり、分離が十分に進行することによって、第２廃水画分からクロム酸イオン等の無機イオンが排除されて、含有成分は有機物のみとなる。
尚、上述のような分離膜を用いた分割部３による廃水の分割は、電界透析の技術やイオン交換膜を利用しても可能である。
【００３５】
分割部３において分割されたクロムを含む第１廃水画分はクロム回収部４に供給される。クロム回収部４は、クロムを捕捉可能な第２捕捉材を有し、この捕捉材を用いて、分割部３によって分割される第１廃水画分からクロムを回収する。第２捕捉材をカラム等の外被容器内に通水可能に充填してクロム回収部４が構成される。第１廃水画分は、クロム等の金属イオンを含む無機イオンを含有し、第２捕捉材として陰イオン交換樹脂を利用して第１廃水画分を接触させることによって、陰イオンであるクロム酸イオンが第２捕捉材に吸着され、ナトリウム、カリウム等の金属陽イオンは第１廃水画分に残留するので、これらの金属陽イオンを含む第１廃水画分からクロムが分離される。陰イオン交換樹脂は、一般的に入手可能なものから適宜選択して使用することができ、例えば、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体等のような樹脂に強塩基性又は弱塩基性基を導入したイオン交換樹脂が用いられる。強塩基性及び弱塩基性の何れのイオン交換樹脂も、クロム酸を回収する点において十分な機能を有する。尚、廃水にマンガン酸塩等の金属オキソ酸類やチオシアン酸塩などが含まれる場合、このような陰イオンもクロム回収部４においてクロムと共に吸着されるが、圧力抑制プール水の防食剤に含まれる量は少ない。
【００３６】
クロム回収部４を通過してクロムが除去された第１廃水画分は、第１水槽７に供給される。従って、第１水槽７には、ナトリウム、カリウム等の金属陽イオンを含有する塩基性の水溶液が収容される。
【００３７】
他方、クロム回収部４の第２捕捉材に捕捉されたクロム酸イオンは、陰イオン交換樹脂の再生剤を第２捕捉材に供給することによって第２捕捉材から脱離し、クロム酸イオンを含む水性液としてクロムが回収される。これは、第２水槽８に収容される。第２水槽８のクロム酸塩を含む水溶液は、めっき液や防錆剤の原料として再利用することができる。再生剤は、再生剤供給部１０に収容され、第２捕捉材の再生時にクロム回収部４へ供給される。再生剤は、陰イオン交換樹脂の再生に一般的に用いられる塩基性水性液を使用でき、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の強塩基水溶液が好適に用いられる。弱塩基性の陰イオン交換樹脂は、再生が容易であるのに対し、強塩基性のイオン交換樹脂は、塩素イオン等の強酸性無機陰イオンが廃水に共存する場合に塩素イオン等とクロム酸イオンとの分離回収が可能である利点がある。強塩基性の陰イオン交換樹脂を再生する際に、再生剤として炭酸ナトリウム水溶液等を併用して供給する再生剤のｐＨを段階的に上げることによって、塩素イオン及びクロム酸イオンが順次排出されるので、第２水槽８を複数用いるなどにより、分離して回収される。
尚、クロム回収部４の第２捕捉材（イオン交換樹脂）のクロム吸着能（イオン交換能）及び再生完了は、クロム回収部４から排出される排水のｐＨに基づいて判断できるので、クロム回収部４の排水口付近にｐＨ測定器を付設して排水のｐＨを監視することによって、測定による確認が可能である。
【００３８】
第１水槽に収容される塩基性の水溶液は、中和剤供給部１１に収容される中和剤を供給して中和することによって、外部の液体廃棄物処理施設Ｆへ移送可能な廃水となる。中和剤は、一般的に中和に用いられる酸性水性液であり、例えば、希塩酸等の無機酸水溶液が好適に使用される。第１水槽で中和された廃水は、圧力抑制プールＰＬ内部を洗浄する洗浄水として使用することも可能である。
【００３９】
分割部３において分割された有機防食剤を含む第２廃水画分は、分解部６に供給される。分解部６は、第２廃水画分に含まれる有機防食剤を分解する。分解手法は、オゾンや過酸化水素を用いた酸化分解に限定されず、例えば、熱分解、亜臨界（又は超臨界）水処理、プラズマ処理等の技術を用いた分解であってもよい。分解部６において有機防食剤を分解した後の廃水は、外部の液体廃棄物処理施設Ｆへ移送可能な廃水となる。
【００４０】
図１の廃水処理システム１は、セシウム除去部２及び分割部３での各処理を経た廃水を圧力抑制プールＰＬに還流して洗浄水として利用できるように各部間を接続する流路Ｌ１〜Ｌ１２を有し、送水用のポンプＰ１，Ｐ２、及び、配水を切換制御するための制御弁Ｖ１〜Ｖ７が設置されている。ポンプＰ１，Ｐ２の駆動及び制御弁Ｖ１〜Ｖ７の制御によって、以下のような廃水処理プロセスを実行することができる。
【００４１】
第１段階として、全ての制御弁Ｖ１〜Ｖ７を閉じた状態から制御弁Ｖ２，Ｖ３を開放してポンプＰ１を駆動すると、圧力抑制プールＰＬの廃水Ｗは、流路Ｌ１を通じて不溶物除去部５及びセシウム除去部２に順次供給され、流路Ｌ２，Ｌ３を通って圧力抑制プールＰＬに還流する。この間に、プレフィルターを用いた不溶物除去処理及び第１捕捉材を用いたセシウム除去処理が進行して、廃水Ｗから不溶物及び放射性セシウムが順次除去される。圧力抑制プールＰＬ内は、不溶物及び放射性セシウムが除去された廃水によって洗浄され、圧力抑制プールＰＬ内からも不溶物及び放射性セシウムが除去される。
【００４２】
第２段階として、制御弁Ｖ２を閉止して制御弁Ｖ１，Ｖ４を開放すると、セシウム除去部２を通過した廃水は、流路Ｌ４を通じて分割部３に供給されて分離膜を用いた分割処理が施され、クロムを含む第１廃水画分と有機防食剤を含む第２廃水画分とに分割される。クロムを含む第１廃水画分は、流路Ｌ５を通じてクロム回収部４に供給されて、第２捕捉材を用いたクロム回収処理が施され、クロムが除去された第１廃水画分が流路Ｌ７を通じて第１水槽７に収容される。分割部３において分割された有機防食剤を含む第２廃水画分は、流路Ｌ６及び流路Ｌ３を通じて圧力抑制プールＰＬに還流し、圧力抑制プールＰＬ内のクロムを洗浄する洗浄水として使用される。
【００４３】
第３段階として、制御弁Ｖ４を閉止して制御弁Ｖ５を開放し、再生剤供給部１０から再生剤をクロム回収部４に供給すると、クロム回収部４の第２捕捉材から脱離したクロムがクロム酸塩の水溶液として回収され、流路Ｌ８を通じて第２水槽８に収容される。この間に、中和剤供給部１１から中和剤を第１水槽７に供給して第１廃水画分を中和する。中和されたクロム以外の無機物を含む水は、ポンプＰ２の駆動によって流路Ｌ１０から液体廃棄物処理施設Ｆへ移送される。
【００４４】
第４段階として、圧力抑制プールＰＬが第２廃水画分によって十分に洗浄された（つまり、除染及びクロム除去が完了した）状態で、制御弁Ｖ３を閉止して制御弁Ｖ６を開放すると、分割部３において分割された有機防食剤を含む第２廃水画分は、流路Ｌ６及び流路Ｌ９を通じて分解部６へ供給され、有機防食剤の分解処理が施される。この後、分解生成物を含む第２廃水画分は、適宜流路Ｌ１２から液体廃棄物処理施設Ｆへ移送される。
【００４５】
尚、第３段階において第１水槽７で中和された水は、有機物及びクロムを含まないので、圧力抑制プールＰＬの洗浄水として使用してもよい。その場合は、制御弁Ｖ７を開放して、第１水槽７の中和水を流路Ｌ１１から注水装置９に供給すればよい。
【００４６】
上述のように、流路Ｌ２，Ｌ３による廃水の還流は、圧力抑制プールＰＬの洗浄を可能にする。また、セシウム除去部２の第１捕捉材の収着能及び分割部３の分離膜の分離性能がさほど高くない場合には、セシウム除去部２及び分割部３での各処理を廃水に繰り返し施して十分な除去及び分離を達成する上でも有効である。この場合、セシウム除去部２の下流側の流路Ｌ１に放射線測定器等を設け、その測定値に基づいてセシウムの除去程度を確認することによって制御弁Ｖ１，Ｖ２の開閉を切り換えるように構成すると良い。又、クロム回収部４における第２捕捉材の吸着能は、クロム回収部４から排出される排水のＰＨ値によって判断可能であるので、ｐＨ測定器による測定値が低下したら、排水の供給先を第１水槽７から第２水槽８へ切り換えるように制御弁Ｖ４，Ｖ５を制御して第２捕捉材の再生を行うとよい。同様に、クロム回収部４の第２捕捉材の再生においては、ｐＨ測定値の上昇時に排水の供給先を第２水槽８から第１水槽７へ切り換えるように制御弁Ｖ４，Ｖ５を制御する。
【００４７】
セシウム除去部２の第１捕捉材及び分割部３の分離膜の各々が、１回の処理で十分な除去及び分離を行えるような収着能及び分離性能を有する場合には、圧力抑制プールＰＬへ還流する廃水は、圧力抑制プールＰＬの洗浄に必要な最小量であればよい。しかも、圧力抑制プールＰＬが空になる状態で還流させると効果的である。従って、この場合には、処理開始時には制御弁Ｖ２，Ｖ３は閉じたままで制御弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ６を開放して、廃水Ｗに不溶物除去処理、セシウム除去処理及び分割処理を順次施し、第１廃水画分及び第２廃水画分を各々クロム回収部４及び分解部６に供給して圧力抑制プールＰＬを空になった時点又はその少し前に、第１水槽７に収容される廃水から適量を洗浄分として注水装置９に供給してプールを洗浄し、洗浄後の廃水に更に処理を繰り返してセシウム除去、分割及びクロム回収を行う。或いは、圧力抑制プールＰＬが空になる少し前に、セシウム除去処理後の廃水あるいは分割処理後の第２廃水画分が圧力抑制プールＰＬに一時的に還流するように制御弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６を切り換えても良い。この際、圧力抑制プール水に還流する廃水又は第２廃水画分の流量は、全量である必要はなく、一部のみを分流して還流させるように設定しても良い。第１水槽７の廃水を洗浄水として使用する必要がない場合は、流路Ｌ１１及び制御弁Ｖ７を省略して良い。
【００４８】
図１の廃水処理システム１における分解部６の一具体例として、有機防食剤を分解可能な酸化剤としてオゾンを用いて酸化分解を行う実施形態に係る分解部６を図２において説明する。
図２の分解部６は、廃水Ｗ’を収容する処理槽２１、廃水Ｗ’にオゾンを供給する酸化剤供給装置２２、及び、廃水Ｗ’に紫外線を照射する紫外線照射装置２３を有し、酸化剤供給装置２２から廃水に供給されるオゾンは、オゾン発生装置２４によって生成される。更に、廃水Ｗ’を移送するためのポンプＰ３、及び、廃水Ｗ’を加熱するためのヒーター２５が設けられる。処理槽２１内の廃水Ｗ’を槽外に引き出して循環させるための循環路Ｌ１３が処理槽２１に接続され、酸化剤供給装置２２、紫外線照射装置２３、ポンプＰ３及びヒーター２５が循環路Ｌ１３上に配設される。処理槽２１の廃水は、ポンプＰ３の駆動によって循環路Ｌ１３を通じて環流し、その間に、ヒーター２５による加熱、紫外線照射及びオゾン供給が施される。尚、この分解部６は、循環路から分岐し並行するバイパス路Ｌ１４上に、廃水から無機塩を除去するための脱塩装置２６が設けられ、循環路Ｌ１３上の制御弁Ｖ８の開閉によって脱塩装置２６への廃水の供給が切り換えられるように構成される。
【００４９】
制御弁Ｖ８を開放してポンプＰ３を駆動すると、循環路Ｌ１３を通じて廃水Ｗ’が還流することによって、酸化剤供給装置２２によるオゾンの供給が継続されて廃水Ｗ’のオゾン濃度が上昇する。オゾンの過剰供給を避けるために、制御弁Ｖ９の開閉によってオゾンの供給を調節することができる。ヒーター２５によって有機物の酸化分解に適した温度に加熱された廃水が紫外線照射装置２３において紫外線照射を受けると、有機防食剤等の有機物の分解が促進され、オゾンが消費される。この後、酸化剤供給装置２２においてオゾンが補給され、廃水Ｗ’は処理槽２１に還流する。廃水Ｗ’の環流が継続されることによって有機物の分解が進行して、処理槽２１中の廃水Ｗ’の有機物濃度は減少する。ヒーター２５の加熱温度は、５０℃程度に設定すると好適に分解反応が進行する。オゾンは、１〜３ｇ／（Ｌ・ｈ）程度の割合で廃水に供給すると良い。
【００５０】
処理槽２１に全有機炭素（ＴＯＣ）計を設置すると、廃水Ｗ’の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度を監視することによって有機物の分解を確認できる。又、廃水Ｗ’のｐＨの推移によって、有機防食剤の分解によるカルボン酸の生成、及び、カルボン酸の脱炭酸を確認できる。概して、１〜２時間程度の分解処理を施すことによって、有機物濃度は許容レベル以下に減少する。分解を終了した廃水には、アンモニウムイオン、硝酸イオン、二酸化炭素等が分解生成物として含まれ、この廃水は、制御弁Ｖ１０を開放して液体廃棄物処理施設Ｆへ移送して適宜処理することができる。
【００５１】
図１の廃水処理システム１は、廃水中のクロムを還元せずにクロム酸のままで再利用する実施形態であるが、クロムの還元無害化処理を行うクロム処理部を有する廃水処理システムの一実施形態を図３に示す。
【００５２】
図３の廃水処理システム１Ａは、図１の廃水処理システムの構成要素に加えて、還元剤を添加する添加装置１２を有し、添加装置１２は、クロム回収部４から回収されるクロムを収容する第２水槽８Ａに還元剤を添加する。つまり、添加装置１２及び第２水槽８Ａによって、クロムを無害化するクロム処理部が構成される。更に、この廃水処理システム１Ａは、分割部３において分割された有機防食剤を含む第２廃水画分を、クロムを含む廃水と共に分解部６Ａにおいて分解処理するように構成される点において図１の廃水処理システム１とは異なる。つまり、クロムの還元に使用した還元剤の残留分は、分解部６Ａにおいて分解される。
【００５３】
廃水処理システム１Ａにおける処理プロセスでは、図１の廃水処理システム１における処理プロセスについて説明した第１段階〜第３段階が同様に実行され、これらの説明はここでは省略する。この後、第４段階として、第２水槽８Ａに収容されるクロム酸塩の水溶液に、添加装置から還元剤が供給され、六価クロムが三価に還元される。ポンプＰ４の駆動によって、第２水槽８Ａ内のクロム及び還元剤を含む廃水は、流路Ｌ２０を通じて分解部６Ａに供給される。この時点において、圧力抑制プールＰＬの第２廃水画分による洗浄は十分であり、制御弁Ｖ３を閉止して制御弁Ｖ６を開放すると、分割部３において分割された有機防食剤を含む第２廃水画分は、流路Ｌ６及び流路Ｌ９’を通じて第２水槽８Ａへ供給される。これは、ポンプＰ４によって、流路Ｌ２０を通じて分解部６Ａに移送される。
【００５４】
更に、第５段階として、分解部６Ａにおいて有機防食剤及び還元剤の分解が行われる。分解部６Ａは、図１の廃水処理システムにおける分解部６と同じ機能を有すればよく、図２のオゾン酸化による分解部６を使用可能である。その際の処理プロセスは、前述の図２を参照した説明と同様であるので、記載は省略する。有機防食剤及び還元剤が分解された分解部６の廃水は、流路Ｌ１２’から液体廃棄物処理施設Ｆへ移送して良い。或いは、この廃水を濃縮減容化して濃縮残渣を埋設処理に供し、廃水から気化した蒸気の凝縮水を洗浄水又は冷却水等として圧力抑制室内で再利用してもよい。
【００５５】
図３の廃水処理システム１Ａの分解部６Ａにおいて分解処理を施す廃水には、有機物に加えて三価クロムを含む無機物（金属イオン）が含まれる。図２の分解部６は、制御弁Ｖ８を閉止すると廃水が脱塩装置２６を通過して脱塩処理が実施されるように構成されているので、廃水処理システム１Ａの分解部６Ａとして図２の分解部６を使用する際に、必要に応じて脱塩装置２６による脱塩処理を実施すると、廃水中の無機物の濃度を低下させることができる。
【００５６】
クロムの還元処理において、還元剤として、グルコース、フルクトース、グリセルアルデヒド、ラクトース、アラビノース、マルトース等の還元糖、廃糖蜜等の還元糖を含む糖蜜、没食子酸等の芳香族カルボン酸類、アスコルビン酸類（つまり、アスコルビン酸、エリソルビン酸（アスコルビン酸の構造異性体）及びこれらの塩）などが使用可能である。上記塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。これらから少なくとも一種を選択して還元剤として使用することができるが、反応性及び処理後の分解し易さ、価格等の点において、アスコルビン酸類が好ましく、エリソルビン酸及びその塩がより好ましい。還元剤が、有機防食剤の分解処理によって分解され難い化合物であると、後処理が必要になって処理プロセスが複雑且つ煩雑にならざるを得ないが、アスコルビン酸類は、クロム還元剤として従来使用されているギ酸等に比べて分解が容易な化合物であるので、有機防食剤と共に分解処理する上で非常に有利であり、後処理の負担が少ない。廃水中の還元剤濃度が５００〜１０００ｍｇ／Ｌ程度になるように添加すると良い。
【００５７】
六価クロムは、それ自体が強い酸化能を有し、還元剤によるクロムの還元反応は、還元剤の添加によって急速に進行する。従って、還元処理に要する時間は概して数分程度の短時間に設定することができる。クロムの還元反応の進行は、一般的に六価クロムの検出に使用される検出試薬の発色の変化を利用して監視することができ、試薬の発色を確認しながら還元剤の添加量を調節することによって、六価クロムの還元を良好に進行させることができる。六価クロムの検出試薬として、例えば、ジフェニルカルバジド試薬等が挙げられる。
【００５８】
上述したように、図１の廃水処理システム１及び図３の廃水処理システム１Ａにおいては、分割部３において有機防食剤と無機防食剤とが分割され、各々に適した処理が施されるので、放射性物質及び防食剤の効率的な処理が可能である。又、陰イオン交換樹脂を用いてクロムと他の金属とが分離されるので、金属成分の処理に要するイオン交換樹脂の量が削減可能であり、クロム酸イオンを吸着対象とすることによってイオン交換樹脂の放射性物質による汚染も抑制され、二次廃棄物の排出量を削減できる。廃水に施す濃縮減容化についても、圧力抑制プール水の全量を対象とする必要が無くなり、廃水の濃縮に要する設備費用及びエネルギーコストの削減や処理時間の短縮が可能である。図１の廃水処理システム１は、無機防食剤に含まれるクロムを再利用するルートを取り得る場合に極めて有用であり、そのような選択肢がない場合には、図３の廃水処理システム１Ａにおいて他の金属からクロムを分別して処理することができる。
【００５９】
図３の廃水処理システム１Ａにおいて、還元剤としてクロムの還元処理に用いられるアスコルビン酸類は、他の還元剤に比べてＴＯＣが小さく酸化分解され易い化合物であり、しかも、酸化分解による二次廃棄物を生じない。又、三価の鉄を二価に還元するアスコルビン酸類の性質は、酸化分解反応の促進に有利に作用し、図３の廃水処理システム１Ａにおいて、クロムの還元処理と有機防食剤の酸化分解とを連続又は並行して効率良く実施することができる。廃水中のアスコルビン酸類の濃度が１０００〜５０００ｍｇ／Ｌ程度であると、オゾン酸化による分解処理における反応効率がよい。
【００６０】
アスコルビン酸類は、揮発性ではない固体物質であって安全に取り扱える点においてギ酸等とは異なり、廃水の濃縮減容化を行う際に濃縮装置や周辺機器への影響に関する懸念がない。従って、アスコルビン酸類は、廃水中のクロムを還元無害化して濃縮減容化する場合に使用する還元剤として有利である。従って、例えば、図３の廃水処理システム１Ａに廃水を濃縮するための濃縮装置を増設して、分解部６Ａにおいて分解処理を施した廃水を濃縮装置で濃縮するように変更すると、アスコルビン酸類を還元剤として使用する利点を活用することができる。
【００６１】
図４は、クロムを還元無害化した廃水を濃縮減容化する廃水処理システムの最も簡易な実施形態を示し、還元剤としてアスコルビン酸類を用いる。図４の廃水処理システム３０は、圧力抑制プールＰＬから供給される廃水から放射性セシウムを除去するセシウム除去部２と、セシウムが除去された前記廃水に、無機防食剤に含まれるクロムを還元可能な還元剤を添加する添加装置１２’と、還元剤が添加された廃水を減圧状態で加熱濃縮する濃縮部１３とを有する。更に、図１の廃水処理システム１と同様に、セシウム除去部２の機能低下及び損傷を防止するために、廃水から予め不溶物を除去する不溶物除去部５がセシウム除去部２の前段に設けられ、不溶物を除去した廃水がセシウム除去部２に供給される。廃水処理システム３０の不溶物除去部５及びセシウム除去部２は、廃水処理システム１，１Ａのものと同様であり、還元剤を添加する添加装置１２’は、廃水処理システム１Ａの添加装置１２と同様である。つまり、図４の廃水処理システム３０において、廃水Ｗは、不溶物の除去、除染及びクロムの還元処理を施した後に濃縮減容化され、濃縮残渣は収納容器１４に収容される。
【００６２】
廃水処理システム３０の濃縮部１３は、廃水を加熱して水蒸気を発生させる加熱濃縮装置３１と、加熱濃縮装置３１内を減圧する減圧装置３２とを有し、廃水を減圧状態で加熱濃縮可能なように構成される。更に、加熱濃縮装置３１において発生する水蒸気から熱を回収する熱回収装置として凝縮器３３を有し、凝縮器３３によって水蒸気から回収された熱は、濃縮部１３へ供給される廃水に供給される。
する。
【００６３】
詳細には、加熱濃縮装置３１及び凝縮器３３は、不溶物及びセシウムが除去された廃水が凝縮器３３を介して加熱濃縮装置３１に供給されるように流路Ｌ４’、Ｌ１５，Ｌ１６によって接続され、加熱濃縮装置３１内で発生する水蒸気が凝縮器３３へ供給されるように配管３４によって接続されている。減圧装置３２は、凝縮器３３を介して加熱濃縮装置３１内を減圧するように接続され、減圧装置３２として減圧ポンプ等の一般的な減圧手段が使用可能である。加熱濃縮装置３１は、蒸気源３５から供給される水蒸気を熱源として加熱され、熱源として使用した後の水蒸気及び凝縮水は、ドレン処理系統３６へ排出される。加熱濃縮装置３１内で生じる水蒸気は、配管を通じて凝縮器３３へ送出され、廃水によって冷却されて凝縮水が生じる。同時に、水蒸気を冷却した廃水は加熱されて、流路Ｌ１５，Ｌ１６から加熱濃縮装置３１へ供給される。従って、加熱濃縮装置３１へ供給される廃水は、水蒸気から回収される熱によって予め加熱され、加熱濃縮装置３１で消費する蒸気源３５の熱量を削減可能なように構成されている。つまり、凝縮器３３における廃水と水蒸気との熱交換によって、水蒸気からの回収熱が有効利用される。更に、加熱濃縮装置３１内には、廃水を攪拌するための攪拌羽根の回転軸が水平に軸支され、攪拌羽根を回転するための回転装置としてモーター３７が接続されている。
【００６４】
図４の廃水処理システム３０は、セシウム除去部２での除染処理を経た廃水を圧力抑制プールＰＬに還流して洗浄水として利用する系を構成する流路Ｌ１〜Ｌ３と、除染後の廃水の加熱濃縮及び熱回収を濃縮部１３において行う系を構成する流路Ｌ４’，Ｌ１５〜Ｌ１９とを有する。このシステムは、ポンプＰ１，Ｐ５の駆動及び制御弁Ｖ１’，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ１１〜Ｖ１３の制御によって配水を切り換えることで、以下のような廃水処理プロセスを実行可能なように構成される。
【００６５】
第１段階として、全ての制御弁を閉じた状態から制御弁Ｖ２，Ｖ３を開放してポンプＰ１を駆動すると、廃水処理システム１，１Ａの場合と同様に、圧力抑制プールＰＬの廃水Ｗは、流路Ｌ１を通じて不溶物除去部５及びセシウム除去部２に順次供給され、流路Ｌ２，Ｌ３を通って圧力抑制プールＰＬに還流する。この間に、プレフィルターを用いた不溶物除去処理及び第１捕捉材を用いたセシウム除去処理が行われて、廃水Ｗから不溶物及び放射性セシウムが順次除去される。圧力抑制プールＰＬ内は、不溶物及び放射性セシウムが除去された廃水によって洗浄されるので、圧力抑制プールＰＬ内からも不溶物及び放射性セシウムが除去される。
【００６６】
第２段階として、制御弁Ｖ２を閉止して制御弁Ｖ１’を開放すると、セシウム除去部２を通過した廃水は、流路Ｌ４’を通じて凝縮器３３に供給されて流路Ｌ２，Ｌ３を通って圧力抑制プールＰＬに還流する。これにより、凝縮器３３の通水（つまり冷却準備）が完了する。
【００６７】
第３段階として、制御弁Ｖ３を閉止して制御弁Ｖ１１，Ｖ１２を開放すると、廃水は、凝縮器３３から流路Ｌ１５，１６を通じて加熱濃縮装置３１に供給され、この間に添加装置１２’から還元剤が供給されてクロムが還元される。三価に還元されたクロムを含む廃水は、加熱濃縮装置３１において、蒸気源３５から供給される水蒸気の熱によって加熱されると共に減圧装置３２によって減圧され、水蒸気を発生して濃縮される。濃縮減容化された廃水は、流路Ｌ１７を通じて収納容器１４へ収容される。加熱濃縮装置３１内の水蒸気は、配管３４から凝縮器３３へ供給されて、廃水との熱交換によって冷却凝縮される。凝縮水は、ポンプＰ５によって流路Ｌ１８から液体廃棄物処理設備Ｆへ移送される。或いは、制御弁Ｖ１２を閉止し制御弁Ｖ１３を開放して、凝縮水を流路Ｌ１９から注水装置９へ供給して圧力抑制プールＰＬ内の洗浄に利用しても良い。
【００６８】
第４段階として、圧力抑制プールＰＬの廃水が少量又は空になった時、凝縮器３３の冷却機能を補完するために吸水系統３８から流路Ｌ４’を通じて凝縮器３３へ水を供給する。
上述の第３段階において、加熱濃縮装置３１における廃水の温度が５０〜７０℃程度、好ましくは６０〜６５℃程度になるように加熱すると良い。このような加熱温度において水の気化を進行させるために、内部の圧力が１５〜２０ｋＰａ程度となるように減圧装置３２による減圧を調節する。このように減圧濃縮することによって、有機物質が気相へ移行して凝縮器３３の凝縮水に混入（全有機炭素量が上昇）することが抑制される。
【００６９】
上述の廃水処理プロセスにおいて、第２段階は省略してもよい。或いは、図４の構成から流路Ｌ２及び制御弁Ｖ２を省略して、第１段階を行わずに第２段階から開始するように変更することも可能である。
【００７０】
図４の廃水処理システム３０において、還元剤が添加された廃水は濃縮されるので、還元剤の添加量は、濃縮状態において還元反応が進行するように設定することが可能である。従って、アスコルビン酸類を２００ｍｇ／Ｌ程度の割合で廃水に添加することによって、濃縮される廃水中でクロムの還元反応が良好に進行にする。
【００７１】
又、図４の廃水処理システム３０では、圧力抑制プールＰＬから加熱濃縮装置３１までの経路のうちの何れにおいてクロムの還元を行ってもよい。従って、例えば、添加装置１２’の還元剤を圧力抑制プールＰＬへ供給したり、或いは、圧力抑制プールＰＬと流路Ｌ１６の双方へ供給するように変更することも可能である。又、加熱濃縮装置３１へ還元剤を投入しても良い。
【００７２】
図４の廃水処理システム３０は有機防食剤の分解処理を行わないが、有機防食剤の分解処理を行うように廃水処理システム３０を変更することができる。例えば、流路Ｌ１６上の加熱濃縮装置３１の上流側に図２の分解部６を組み込んで、還元剤が添加された廃水にオゾン酸化による分解処理を施した後に濃縮するように構成することができる。この構成は、分解部６の廃水に還元剤を添加するように更に変更しても良い。
【００７３】
又、図４における濃縮部１３の構成は、図３の廃水処理システム１Ａにおいて有機防食剤の分解処理を経た廃水を濃縮減容化する変更において利用してもよく、その場合、図３の流路Ｌ１２’を取り除いて、分解部６Ａの後段に図４の濃縮部１３を接続するように構成すればよい。この場合、図３の分解部６Ａから排出される廃水は、図４の濃縮部１３の凝縮器３３を経てそのまま（図４の添加装置１２’の還元剤は不要）加熱濃縮装置３１に供給されて濃縮され、発生する水蒸気の熱は凝縮器３３での熱交換によって回収される。
【００７４】
図４の廃水処理システム３０ではイオン交換樹脂を使用しないので、従来に比べて二次廃棄物の排出量を削減できる。又、還元剤として使用するアスコルビン酸類は揮発性でないので、廃水の濃縮減容化において廃水に含まれる成分による装置等への影響が解消される。更に、その酸化分解も容易であるので、上述のようにオゾン酸化による分解処理を行うように図４の廃水処理システム３０を変更した時に有機防食剤と共に容易に分解できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、放射性物質及び防食剤を含んだ廃水の処理における二次廃棄物の排出量が少なく、廃水に濃縮減容化を施す際の処理量及び設備規模が縮小された廃水処理システムを提供できるので、原子力発電所等の原子力プラントにおける廃水処理を放射線被曝の懸念無く効率的に実施できる。又、原子力プラントの利用における安全性に貢献し、放射性物質を含んだ廃水処理における経済的負担を軽減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ，３０  廃水処理システム、  ２  セシウム除去部、
３  分割部、  ４  クロム回収部、  ５  不溶物除去部、
６，６Ａ  分解部、  ７  第１水槽、  ８，８Ａ  第２水槽、
９  注水装置、  １０  再生剤供給部、  １１  中和剤供給部、
１２，１２’  添加装置、  １３  濃縮部、  １４  収納容器、
２１  処理槽、  ２２  酸化剤供給装置、  ２３  紫外線照射装置、
２４  オゾン発生装置、  ２５  ヒーター、  ２６  脱塩装置、
３１  加熱濃縮装置、  ３２  減圧装置、  ３３  凝縮器、
３４  配管、  ３５  蒸気源、  ３６  ドレン処理系統、
３７  モーター、  ３８  吸水系統、
Ｗ，Ｗ’  廃水、  Ｖ１〜Ｖ１３，Ｖ１’  制御弁、  Ｐ１〜Ｐ５  ポンプ、
Ｌ１〜Ｌ１２，Ｌ１５〜Ｌ２０，Ｌ４’，Ｌ９’  流路、
Ｌ１３  循環路、  Ｌ１４  バイパス路。
【図１】
2015129642.tif 000003
【図２】
2015129642.tif 000004
【図３】
2015129642.tif 000005
【図４】
2015129642.tif 000006