(57)【要約】【課題】少ない熱エネルギーによってセシウム等を土壌から分離気化させて、大量の土壌を、低コスト、高い減容率で減容できる放射性物質汚染土壌の減容方法及びシステムを提供する。【解決手段】汚染土壌の減容システム１０は、分離気化装置２０、分別装置３０、水溶化装置３２、ガス浄化装置４０、凝集剤反応槽装置５０、加圧浮上槽装置６０、固形化装置７０を備え、分離気化装置２０では、攪拌されつつある汚染土壌の表面に火炎を吹き付けて、その衝撃及び熱により放射性物質を分離気化させ、分離した浮遊粉塵を水溶化装置３２で水溶化してから凝集させ、凝集体を加圧浮上槽装置６０で分離して固形化装置７０により減容、固形化し、水溶化できなかったガス中の放射性物質は、吸着スポンジ４４Ｂによりほぼ完全に吸着して清浄化した空気として排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質により汚染された土壌を攪拌させつつ火炎を吹き付けて、土壌表面の放射性物質に衝撃を与えて土壌から分離気化させる分離気化工程と、
前記分離気化された放射性物質を含む浮遊粉塵と土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別工程と、
前記分別された浮遊粉塵を、水により冷却するとともに捕捉して水溶液とする水冷工程と、
前記水冷工程で捕捉されなかった浮遊粉塵を含むガスから、放射性物質を吸着するガス浄化工程と、
前記水冷工程において発生した前記浮遊粉塵の水溶液に凝集剤を投入して、水溶液に含まれる放射性物質及び放射性物質以外の粉塵を凝集させる凝集反応工程と、
前記凝集反応工程により凝集された放射性物質及び粉塵を含む水に、微細気泡を含む加圧水を注入して微細気泡を発生させ、この微細気泡により前記凝集された放射性物質及び粉塵を含む凝集物を浮上させて水から分離させる加圧浮上分離工程と、
前記加圧浮上分離工程で浮上分離された放射性物質及び粉塵を含む凝集物から水分を除去して固形物とする脱水工程と、
を有してなることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記ガス浄化工程は、前記水冷工程で残ったガスから水滴を除去する水分除去工程と、
前記水分除去工程において水分が除去されたガスから、乾式フィルタにより微細粉塵を除去する粉塵除去工程と、
前記粉塵除去工程において粉塵が除去されたガスから、吸着スポンジにより放射性物質を吸着する吸着工程と、
を含んでなり、
前記吸着スポンジは、プルシャンブルーを付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記分離気化工程で発生した浮遊粉塵を含むガスを搬送気流として、前記水冷工程、前記粉塵除去工程及び前記吸着工程を経て流通させることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記加圧浮上分離工程における、浮上凝集物が分離された後の浄化水を、前記水冷工程における水冷用の水として循環させることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記分離気化工程の前に、放射性物質により汚染された土壌から大きなゴミ等を選り分けるゴミ除去工程を設けたことを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法。
【請求項６】
上部に放射性物質により汚染された土壌を投入可能な土壌投入口、及び、ガス排出口、下部に土壌排出口、内部に、土壌を攪拌する攪拌装置、及び、この攪拌装置により攪拌されている状態の土壌表面に火炎を吹き付けて土壌表面から放射性物質を分離し、且つ、気化放射性物質とするバーナーを、それぞれ備えた分離気化装置と、
前記分離気化装置により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌粒子及びこれに付着した粉塵とを分別する分別装置と、
前記分別装置により分離された浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化装置と、
前記水溶化装置において水溶化されなかったガスから、放射性物質を吸着するガス浄化装置と、
前記水溶液に、これに含有される浮遊粉塵を凝集させる凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置と、
前記凝集剤が添加された水溶液に微細気泡を含む加圧水を注入して、微細気泡により、凝集された放射性物質を含む凝集物を浮上させ、且つ、分離する加圧浮上分離装置と、
前記加圧浮上分離装置で浮上分離された放射性物質及び粉塵を含む凝集物から水分を除去して固形物とする脱水装置と、
を有してなることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記ガス浄化装置は、前記水溶化装置で水溶化されなかったガスから水滴を除去する水分除去装置と、前記水分除去装置を経たガスから、これに含まれる粉塵を除去する乾式除塵装置と、この乾式除塵装置を経たガスから吸着スポンジにより放射性物質を吸着する乾式吸着装置と、を有してなり、
前記乾式吸着装置は、粉塵が除去されたガスを通すことにより放射性物質を吸着する吸着スポンジを備え、
前記吸着スポンジは、プルシャンブルーを付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着が可能であることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容システム。
【請求項８】
請求項６又は７において、
土壌から大きなゴミを選り分けて、残りの土壌を前記分離気化装置に供給するゴミ除去装置を配置したことを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性物質汚染土壌の減容方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質を含んだ土壌を放射能濃度が低い土壌と放射能濃度が高い土壌とを分けて、保管が必要な土壌体積を減容化する発明が提案されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１では、道路の側溝汚泥を対象として、汚泥中の粒子直径が比較的大きいシルト・粘土成分を回収し、放射性セシウムが高濃度に吸着されている直径５μｍ以下の粘土成分を分離・回収して、保管が必要な土壌の重量を８．８％までに低減した技術が開示されている。
【０００４】
又、特許文献１では、ナノカーボン分散物とプルシャンブルーとからなる捕集剤により、放射性物質汚染水から、放射性物質を除去する発明が提案されている。
【０００５】
非特許文献１記載の技術における放射性物質で汚染された土壌の減容効果は８．８％であるが、更なる減容が要望されている。
【０００６】
又、特許文献１記載の放射能汚染水中の放射性物質の除去方法及び装置では、あくまでも対象が汚染水であり、土壌の洗浄減容には適用できない。
【０００７】
更に、放射性物質によって汚染された土壌から、例えばセシウムを除去しようとする場合、加熱によりセシウムを気化させて回収することが提案されているが、大量の土壌を加熱するには、大量の熱エネルギーが必要になるという問題点を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−３３０１９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「ナノバブル水を用いた放射性物質汚染側溝汚泥の洗浄減容化実証試験」公益財団法人原子力バックエンド推進センター2013年6月発行、デコミッショニング技報特別号  第30頁〜34頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、放射性物質によって汚染された土壌の減容率を更に高めた放射性物質汚染土壌の減容方法及びシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、鋭意研究の結果、少ない熱エネルギーによってセシウム等を土壌から気化させて分離し、これを除去することによって、低コストで大量の土壌を、高率で減容できることを見出し、以下の発明を完成した。
【００１２】
本発明は、放射性物質により汚染された土壌を攪拌させつつ火炎を吹き付けて、土壌表面の放射性物質に衝撃を与えて土壌から分離気化させる分離気化工程と、前記分離気化された放射性物質を含む浮遊粉塵と土壌及びこれに付着した粉塵とを分別する分別工程と、前記分別された浮遊粉塵を、水により冷却するとともに捕捉して水溶液とする水冷工程と、前記水冷工程で捕捉されなかった浮遊粉塵を含むガスから、放射性物質を吸着するガス浄化工程と、前記水冷工程において発生した前記浮遊粉塵の水溶液に凝集剤を投入して、水溶液に含まれる放射性物質及び放射性物質以外の粉塵を凝集させる凝集反応工程と、前記凝集反応工程により凝集された放射性物質及び粉塵を含む水に、微細気泡を含む加圧水を注入して微細気泡を発生させ、この微細気泡により前記凝集された放射性物質及び粉塵を含む凝集物を浮上させて水から分離させる加圧浮上分離工程と、前記加圧浮上分離工程で浮上分離された放射性物質及び粉塵を含む凝集物から水分を除去して固形物とする脱水工程と、を有してなることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容方法により、前記課題を解決したものである。
【００１３】
ここで、前記ガス浄化工程は、前記水冷工程で残ったガスから水滴を除去する水分除去工程と、前記水分除去工程において水分が除去されたガスから、乾式フィルタにより微細粉塵を除去する粉塵除去工程と、前記粉塵除去工程において粉塵が除去されたガスから、吸着スポンジにより放射性物質を吸着する吸着工程と、を含んでなり、前記吸着スポンジは、プルシャンブルーを付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着を可能とすることができる。
【００１４】
また、前記分離気化工程で発生した浮遊粉塵を含むガスを搬送気流として、前記水冷工程、前記粉塵除去工程及び前記吸着工程を経て流通させることができる。
【００１５】
又、前記加圧浮上分離工程における、浮上凝集物が分離された後の浄化水を、前記水冷工程における水冷用の水として循環させることができる。
【００１６】
更に、前記分離気化工程の前に、放射性物質により汚染された土壌から大きなゴミ等を選り分けるゴミ除去工程を設けてもよい。
【００１７】
本発明は、又、放射性物質汚染土壌を攪拌する攪拌装置、及び、この攪拌装置により攪拌されている状態の土壌の表面に火炎を吹き付けて土壌表面から放射性物質を分離し、且つ、気化放射性物質とするバーナーを含む分離気化装置と、前記分離気化装置により分離された放射性物質を含む浮遊粉塵と、土壌粒子及びこれに付着した粉塵とを分別する分別装置と、前記分別装置により分離された浮遊粉塵を含むガスを冷却水と接触させて冷却するとともに捕捉して、前記浮遊粉塵の水溶液とする水溶化装置と、前記水溶化装置において水溶化されなかったガスから、放射性物質を吸着するガス浄化装置と、前記水溶液に含有される浮遊粉塵を凝集させる凝集剤を添加する凝集剤反応槽装置と、前記凝集剤が添加された水溶液に微細気泡を含む加圧水を注入して、微細気泡により、凝集された放射性物質を含む凝集物を浮上させ、且つ、分離する加圧浮上分離装置と、前記加圧浮上分離装置で浮上分離された放射性物質及び粉塵を含む凝集物から水分を除去して固形物とする脱水装置と、を有してなることを特徴とする放射性物質汚染土壌の減容システムにより、前記課題を解決するものである。
【００１８】
ここで、前記ガス浄化装置は、前記水溶化装置で水溶化されなかったガスから水滴を除去する水分除去装置と、前記水分除去装置を経たガスから、これに含まれる粉塵を除去する乾式除塵装置と、この乾式除塵装置を経たガスから吸着スポンジにより放射性物質を吸着する乾式吸着装置と、を有することができる。
【００１９】
又、前記乾式吸着装置は、粉塵が除去されたガスを通すことにより放射性物質を吸着する吸着スポンジを備え、前記吸着スポンジは、プルシャンブルーを内側に付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体であって、ナノ粒子状の放射性物質の吸着を可能とすることができる。
【００２０】
又、土壌から大きなゴミを選り分けて、残りの土壌を前記分離気化装置に供給するゴミ除去装置を配置することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、土壌の表面に付着している放射性物質を比較的小さい熱エネルギーによって土壌から分離させて、これを確実に捕捉すると共に、分離後の土壌を土壌本来の性質のまま、元に戻すことが出来るようにして、減容率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る放射性物質汚染土壌の減容システムを模式的に示すブロック図
【図２】土壌表面の放射性物質を分離・気化させるための分離気化装置を示す断面図
【図３】同分離気化装置を示す平断面図
【図４】凝集した放射性物質と粉塵を浮上・分離させるための加圧浮上分離装置の詳細を模式的に示す断面図
【図５】気化した放射性物質を吸着するための乾式吸着装置における吸着スポンジを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、放射性物質により汚染された土壌を撹拌させつつ火炎を吹付けて、土壌表面の放射性物質に衝撃を与えて土壌から分離し、且つ、気化させ、気化された放射性物質を含む浮遊粉塵と土壌とを分別して、浮遊粉塵を水により冷却すると共に捕捉し、水により捕捉されなかったガスから、プルシャンブルーを付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませて、発泡させた吸着スポンジにより放射性物質を吸着し、水により捕捉された浮遊粉塵は、凝集剤によって凝集させてから、加圧浮上槽によって浮上、且つ、分離させ、最終的に、凝集物から水分を除去して保管が必要な土壌とするようにした放射性物質汚染土壌の減容方法及びシステムにより、前記課題を解決したものである。
【実施例】
【００２４】
次に、図１に示される汚染土壌の減容システム１０について、詳細に説明する。
【００２５】
この汚染土壌の減容システム１０は、乾式スクリーン分離器１２と、フィーダー１４と、分離気化装置２０と、分別装置３０と、水溶化装置３２と、ガス浄化装置４０と、凝集剤反応槽装置（以下凝集装置）５０と、加圧浮上槽装置（以下浮上装置）６０と、固形化装置７０とを備えて構成されている。
【００２６】
乾式スクリーン分離器１２は、篩であり、篩を通らなかった大きなゴミをバケット１２Ａに受け止め、篩を通過した土壌を下方に排出するようにされている。
【００２７】
フィーダー１４は、乾式スクリーン分離器１２の下方に排出された土壌を分離気化装置２０に送るようにされている。
【００２８】
分離気化装置２０は、図２、図３に示されるように、土壌を攪拌する攪拌装置２２Ａ、及び、この攪拌装置２２Ａにより攪拌されている状態の土壌表面に火炎を吹付けて土壌表面の放射性物質に衝撃を与えて土壌から分離し気化させて気化放射性物質とするバーナー２２Ｂを有して構成されている。
【００２９】
また、分離気化装置２０側方から土壌を投入する土壌投入口２０Ａと、下方に処理済残土を排出する土壌排出口２０Ｂと、気化した放射性物質と土壌の粉塵とを斜め上方に排出するガス排出口２０Ｃと、これを開閉する搬出レバー２０Ｄとを備えている。
【００３０】
図２の符号２３は土壌を攪拌する上下２段の攪拌翼、２３Ａは攪拌翼２３を支持し、且つ、回転させるための攪拌軸、２３Ｂは攪拌軸２３Ａを駆動するモータを示す。図３に示されるように、バーナー２２Ｂは攪拌軸２３Ａの周囲に、その同心円に接して、等間隔で、且つ、火炎が攪拌翼２３の外側を通るように、水平に４本配置されている。ここで攪拌翼２３は、土壌を攪拌するのみならず、土壌の塊を粉砕する粉砕装置でもある。
【００３１】
なお、この分離気化装置２０は、一定量毎の土壌を一定時間で処理していく、所謂バッチ処理をするようにされている。
【００３２】
分別装置３０は、分離気化装置２０のガス排出口２０Ｃから排出されたガスから、気化した放射性物質を含む浮遊粉塵と土壌及び土壌に付着した粉塵（以下土壌等）とを分別する小口径多段サイクロンから構成されている。この分別装置３０の上方からは、浮遊粉塵を含むガスが排出され、又、下方からは、分別された土壌等が排出されるようにされている。
【００３３】
水溶化装置３２は、水エジェクタ３２Ａと水槽３２Ｂとを有してなり、ここでは、分別装置３０を通った空気と共に空気中の浮遊粉塵が水エジェクタ３２Ａで引かれて水槽３２Ｂに入り、その内の多くは水相に混入・溶解し、残りが、空気と共に気相に移行してガス浄化装置４０側に排出される。水溶化装置３２における水は、水槽３２Ｂから循環ポンプ３２Ｃにより、水エジェクタ３２Ａにおける、浮遊粉塵を含む空気を引く位置に循環される。
【００３４】
凝集装置５０は、水溶化装置３２における水相から出てくる処理水に、凝集剤を添加して、処理水中の浮遊粉塵を凝集体とするようにされていて、加圧タンク５０Ａを含んで構成されている。加圧タンク５０Ａは、微細気泡を含む加圧水を凝集装置５０からの処理水と混合して、次の浮上装置６０に供給するようにされている。
【００３５】
浮上装置６０は、図４に拡大して示されるように、加圧浮上槽本体６１と、この加圧浮上槽本体６１の内側に設けられた上向き旋回流形成装置６３と、浮上物取出装置６２Ｃ（図４では図示省略）とを備えて構成されている。
【００３６】
加圧浮上槽本体６１は、図４において左端に原水流入管口６２Ａを、右端に処理水排出口６２Ｂを有し、更に、処理水排出口６２Ｂの上方位置に、浮上したフロス（浮上物）を取出す浮上物取出装置６２Ｃを備えていて、原水流入管口６２Ａから旋回しながら流入した微小気泡を含む加圧された原水中に微細気泡を発生させて、原水中の浮遊物や溶解している成分を微細気泡の界面に吸着させて液面に浮上させ、浮上物取出装置６２Ｃにより凝集体を含む浮上物を取り出し、残りの原水を処理水として処理水排出口６２Ｂから排出するように構成されている。
【００３７】
加圧浮上槽本体６１内には、微細気泡を含む原水を旋回しながら流入させる原水流入管口６２Ａと、この原水が衝突して、上向き旋回流となるようにするガイド板６３Ａとからなる上向き旋回流形成装置６３が設けられている。
【００３８】
詳細には、ガイド板６３Ａは、図４に示されるように、加圧浮上槽本体６１内で、下端が原水流入管口６２Ａ近くで、且つ、槽底面から隙間６３Ｂをもって配置され、図４において右上が原水流入管口６２Ａから離れるように傾斜して設けられ、原水流入管口６２Ａから旋回しながら流入した加圧水を含む原水がガイド板６３Ａに衝突して、斜め上向きの旋回流が形成されるようにしたものである。原水流入管口６２Ａから吐出された原水は旋回しながらガイド板６３Ａに衝突して、斜め上向きの旋回流が形成されると同時に、矢印Ｆで示されるように、隙間６３Ｂを通り、加圧浮上槽底部の掃流となる循環流を形成して、底部の沈殿物を巻き込みながら再び浮上させるように構成されている。
【００３９】
微小気泡を含む加圧された原水は、後述の加圧浮上槽本体６１からの処理済水に微小気泡を加えて加圧する加圧水形成装置６４により、凝集装置５０からの処理水管路中に注入されるようになっている。
【００４０】
浮上物取出装置６２Ｃは、浮上物を加圧浮上槽本体６１内の液面上から掻き出すような構成、例えば、機械式の掻き寄せスキマーやスクリューポンプ、ボルテックスポンプなど異物通過径の大きなポンプを用いた輸送手段であればよい。
【００４１】
また、脱水固形化装置７０Ｂは、浮上物取出装置６２Ｃにより取出された浮上物を脱水し、且つ、圧縮して、容積を１／１０程度にするものであり、例えばスクリュープレス、フィルタプレスあるいはフィルタプレスとシリンダプレス、多重円板式脱水機を単体あるいは組合せて構成する。
【００４２】
加圧浮上槽装置６０における加圧浮上槽本体６１の、前記浮上物を取り除いた後の浄化水は、管路６２Ｅを経て、水溶化装置３２において冷却水として供給されるようにされている。
【００４３】
加圧浮上槽装置６０の浮上物取出装置６２Ｃによって取り出された浮上物は、中間貯溜槽（汚泥槽）６２Ｆを経て、固形化装置７０に搬送されるようになっている。
【００４４】
固形化装置７０は、汚泥凝集反応槽７０Ａと脱水固形化装置７０Ｂを備えて構成されていて、加圧浮上槽装置６０から浮上物取出装置６２Ｃによって取り出された浮上物に、汚泥凝集反応槽７０Ａにおいて凝集剤を添加し、次に、脱水固形化装置７０Ｂにおいて水分を除去し、土壌受槽７２に排出して、ここで貯溜するようにされている。
【００４５】
ガス浄化装置４０は、水溶化装置３２で水溶化されなかったガスから水滴を除去する水分除去装置４１と、水分除去装置４１を経たガスから、これに含まれる粉塵を除去する乾式除塵装置４２と、この乾式除塵装置４２を経たガスから吸着スポンジにより放射性物質を吸着する乾式吸着装置４４と、を有してなり、乾式吸着装置４４は、図５に示されるように、管４４Ａ内に吸着スポンジ４４Ｂを装着してなり、粉塵が除去されたガスを吸着スポンジ４４Ｂに通すことにより放射性物質を吸着するようにされている。
【００４６】
ここで、吸着スポンジ４４Ｂの詳細について説明する。
【００４７】
吸着スポンジ４４Ｂは、プルシャンブルーを空隙内部に付着した珪藻土の外側にカーボンナノチューブを絡ませてから、発泡樹脂材料と混合して発泡させた連続気泡発泡体である。連続気泡発泡体は、例えば、特開２０１３−３３０１９号公報に開示されたセシウム除去用ウレタン多孔質体から構成されている。このウレタン多孔質体は、両性イオン分子及びリグニンスルホン酸塩によって分散されたナノカーボン分散物とプルシャンブルーとからなる捕集剤、珪藻土、活性炭並びにイソシアネイトモノポリマーとダイオールを混合した後、重合開始剤、発泡剤を混合してポリウレタンを発泡させることで連続気泡型のポリウレタンの吸着スポンジを作成することができる。
【００４８】
また、乾式除塵装置４２は、バグフィルタ４２Ａとプレフィルタ４２Ｂとから構成され、乾式吸着装置４４の後段にはＨＥＰＡフィルタ４５が設けられている。
【００４９】
次に、上記汚染土壌の減容システム１０により汚染土壌から放射性物質を除去して、汚染土壌を減容する過程について説明する。
【００５０】
まず、汚染土壌を、乾式スクリーン分離器１２にかけて、石や木等を篩い分け、これらをバケット１２Ａに分離し、乾式スクリーン分離器１２の下側に落下した汚染土壌は、フィーダー１４に投入する。
【００５１】
フィーダー１４からは、汚染土壌が、分離気化装置２０の土壌投入口２０Ａを経て、その内側に送り込まれる。
【００５２】
分離気化装置２０の内側では、攪拌翼２３が攪拌軸２３Ａによって回転駆動され、攪拌されると共に、大粒の土粒が粉砕される。
【００５３】
この状態で、４本のバーナー２２Ｂから、図３に示されるように、攪拌軸２３Ａの同心円に沿って攪拌翼２３に直接炎が接触しないようにしながら、土壌表面に火炎を吹き付ける。
【００５４】
土壌表面に付着している放射性物質（例えばセシウム）は、火炎が吹き付けられた衝撃によって土壌から分離され、且つ、気化してガス状となる。このとき、土壌表面から、土壌の一部が粉塵となり、放射性物質と共に、浮遊粉塵が形成される。
【００５５】
この浮遊粉塵は、ガス排出口２０Ｃから排出されて、次の分別装置３０に流れていく。
【００５６】
一方、放射性物質が火炎によって分離された残りの残土は、土壌排出口２０Ｂから下方に排出される。
【００５７】
以上の放射性物質の分離気化工程は、分離気化装置２０においてバッチ処理として実行される。
【００５８】
ガス排出口２０Ｃから放射性物質を含む浮遊粉塵が送られる分別装置３０は、小口径多段サイクロンから構成されていて、その上端から浮遊粉塵を含むガスが排出され、又、下方には、分別された土壌及びこれに付着した粉塵が排出される。
【００５９】
浮遊粉塵を含むガスは、水溶化装置３２に送られ、水溶化装置３２における水エジェクタ３２Ａによって霧にされ、水相に混入・溶解されて水槽３２Ｂ内に水溶液として貯溜される。水エジェクタ３２Ａには、水槽３２Ｂから、循環ポンプ３２Ｃにより吸い上げられた水が供給される。
【００６０】
水エジェクタ３２Ａで引かれて水槽に混入・溶解しなかった残りのガスは、気相に移行して、ガス浄化装置４０方向に排出される。
【００６１】
一方、水溶化装置３２の水槽３２Ｂ内の水溶液は、凝集装置５０に流入し、ここで、凝集剤が添加され、処理水中の浮遊粉塵が凝集体とされる。凝集剤は、例えば、放射性物質吸着剤、有機系凝集剤、無機系凝集剤等からなる。
【００６２】
凝集剤反応によって凝集体が発生した処理水は、加圧タンク５０Ａからの、微細気泡を含む加圧水と混合され、次の浮上装置６０に供給される。
【００６３】
このとき、加圧浮上槽本体６１内の原水流入管口６２Ａは加圧浮上槽本体６１内に流入する原水を渦流状とし、この渦流は、ガイド板６３Ａに衝突して、斜め上向きの旋回流とされ、これによって、凝集体を含む原水と微細気泡が強く、且つ、均一に混合される。更にこのとき、ガイド板６３Ａ下端と加圧浮上槽本体６１の底面との間の隙間６３Ｂから該底面に沿う掃流が形成され、底面に沈殿した凝集体がこの掃流によって巻き上げられる。
【００６４】
この凝集体には、微細気泡が付着することによって液面に浮上され、この浮上物は、浮上物取出装置６２Ｃにより中間貯溜槽６２Ｆに貯溜される。
【００６５】
浮上装置６０において凝集体が分離された後の処理水は、前工程の水溶化装置３２における水溶化のための水として供給される。
【００６６】
中間貯溜槽６２Ｆ内の凝集体は汚泥として汚泥凝集反応槽７０Ａに送られ、ここで、凝集剤と混合されて、含水率が低下され、更に、脱水固形化装置７０Ｂに送られて、ここで脱水且つ圧縮されて、容積が１／１０程度になる。即ち、大幅に減容された状態で、土壌受槽７２に排出され、ここで貯溜されてから排出される。
【００６７】
他方、水溶化装置３２の水相に取り込まれることなく、気相となった放射性物質を含むガスは、ガス浄化装置４０に送られる。
【００６８】
ガス浄化装置４０においては、水分除去装置４１においてガス中の水分が除去され、次のバグフィルタ４２Ａ及びプレフィルタ４２Ｂにおいて気体に含まれる微細な粉塵が除去され、更に、吸着スポンジにおいては、連続気泡発泡体である吸着スポンジ４４Ｂ内を通るときに、内部にプルシャンブルーが付着された珪藻土にカーボンナノチューブを絡ませた吸着物質により、放射性物質が吸着される。
【００６９】
放射性物質が吸着された後の正常な気体は、最後のＨＥＰＡフィルタ４５を通って、安全な気体として外部に放出される。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
付着した土壌から放射性物質付着部分を除去して、放射性物質を含む土壌の大幅な減容を図ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…汚染土壌の減容システム
１２…乾式スクリーン分離器
１２Ａ…バケット
１４…フィーダー
２０…分離気化装置
２０Ａ…土壌投入口
２０Ｂ…土壌排出口
２０Ｃ…ガス排出口
２０Ｄ…搬出レバー
２２Ａ…攪拌装置
２２Ｂ…バーナー
２３…撹拌翼
２３Ａ…撹拌軸
２３Ｂ…モータ
３０…分別装置
３２…水溶化装置
３２Ａ…水エジェクタ
３２Ｂ…水槽
３２Ｃ…循環ポンプ
４０…ガス浄化装置
４１…水分除去装置
４２…乾式除塵装置
４２Ａ…バグフィルタ
４２Ｂ…プレフィルタ
４４…乾式吸着装置
４４Ａ…管
４４Ｂ…吸着スポンジ
４５…ＨＥＰＡフィルタ
５０…凝集剤反応槽装置（凝集装置）
５０Ａ…加圧タンク
６０…加圧浮上槽装置（浮上装置）
６１…加圧浮上槽本体
６２Ａ…原水流入管口
６２Ｂ…処理水排出口
６２Ｃ…浮上物取出装置
６２Ｅ…管路
６２Ｆ…中間貯溜槽（汚泥槽）
６３…上向き旋回流形成装置
６３Ａ…ガイド板
６３Ｂ…隙間
６４…加圧水形成装置
７０…固形化装置
７０Ａ…汚泥凝集反応槽
７０Ｂ…脱水固形化装置
７２…土壌受槽
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月17日(2014.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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