(57)【要約】【課題】異なる２種類の放射性核種を含む汚染水を単純な装置を１回通水させることで一気に異なる２種類の放射性核種を除去可能な汚染水処理技術を提供する。【解決手段】汚染水処理システム１０Ａは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ａを具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水から前記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去する吸着装置を具備する汚染水処理システム。
【請求項２】
前記吸着装置は、直列に多段接続された吸着塔の列である吸着塔ユニットを備え、
前記吸着塔の各々には、前記水から前記放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材と前記放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材とが混在させた状態で充填されていることを特徴とする請求項１に記載の汚染水処理システム。
【請求項３】
前記セシウム吸着材は、Ａ型ゼオライト、およびＸ型ゼオライトから選択される少なくとも１種類であり、
前記ストロンチウム吸着材は、クリノプチロライト、チャバサイト、モルデナイト、およびフェロシアン化物から選択される少なくとも１種類であることを特徴とする請求項２に記載の汚染水処理システム。
【請求項４】
前記吸着装置は、直列に多段接続された吸着塔の列である吸着塔ユニットを備え、
前記吸着塔の各々には、前記水から前記放射性セシウムおよび前記放射性ストロンチウムの両方を選択的に一度に吸着するセシウムおよびストロンチウム吸着材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の汚染水処理システム。
【請求項５】
前記セシウムおよびストロンチウム吸着材は、チタン酸塩、およびケイチタン酸塩から選択される少なくとも１種類であることを特徴とする請求項４に記載の汚染水処理システム。
【請求項６】
前記吸着塔の各々には、前記セシウムおよびストロンチウム吸着材と、前記放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材および前記放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材のいずれか一方とが混在させた状態で充填されており、
前記放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材および前記放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材のいずれか一方は、前記吸着塔の各々に充填される前記セシウムおよびストロンチウム吸着材の前記放射性セシウムの吸着能力と前記放射性ストロンチウムの吸着能力とを比べて、前記放射性セシウムの吸着能力が前記放射性ストロンチウムの吸着能力よりも低い場合には前記セシウム吸着材であり、前記放射性セシウムの吸着能力が前記放射性ストロンチウムの吸着能力よりも高い場合には前記ストロンチウム吸着材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の汚染水処理システム。
【請求項７】
前記吸着塔の各々には、前記セシウムおよびストロンチウム吸着材、前記放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材、および前記放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材から選択される少なくとも１種類が充填されており、
前記吸着塔の各々に充填される吸着材は、前記放射性セシウムを含む水を通水した際に、前記吸着塔の出口で測定される吸着塔出口放射性セシウム濃度と前記吸着塔の入口で測定される吸着塔入口放射性セシウム濃度との比である吸着塔出口放射性セシウム濃度／吸着塔入口放射性セシウム濃度の値が、前記放射性ストロンチウムを含む水を通水した際に、前記吸着塔の出口で測定される吸着塔出口放射性ストロンチウム濃度と前記吸着塔の入口で測定される吸着塔入口放射性ストロンチウム濃度との比である吸着塔出口放射性ストロンチウム濃度／吸着塔入口放射性ストロンチウム濃度の値よりも高くなるように充填されることを特徴とする請求項４又は５に記載の汚染水処理システム。
【請求項８】
前記吸着装置は、前記放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材が充填される第１の吸着塔を少なくとも１個と、前記放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材、並びに前記放射性セシウムおよび前記放射性ストロンチウムの両方を選択的に吸着するセシウムおよびストロンチウム吸着材から選択される少なくとも何れかの吸着材が充填される第２の吸着塔を少なくとも１個とを直列に多段接続して構成される吸着塔ユニットを備え、
前記吸着塔ユニットは、先頭段が前記第１の吸着塔であり、最後段が前記第２の吸着塔であることを特徴とする請求項１に記載の汚染水処理システム。
【請求項９】
前記吸着塔ユニットは、前記第１の吸着塔が複数の場合、先頭段から直列に連続して接続され、前記第１の吸着塔が直列に連続して接続された後段に前記第２の吸着塔が直列に接続されることを特徴とする請求項８に記載の汚染水処理システム。
【請求項１０】
放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水から前記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去する吸着装置を具備する汚染水処理システムを用いて前記汚染水を処理する方法であり、
前記水を前記吸着装置に通水させて前記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去するステップを備えることを特徴とする汚染水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染水処理システムおよび汚染水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性核種を含む水（以下、「汚染水」とする。）から放射性核種を除去するシステムおよび方法に関して、放射性核種の一例である放射性セシウムを含む汚染水から放射性セシウムを除去する技術が提案されている。例えば、特開２０１３−２９４９８号公報（特許文献１）には、放射性セシウムを吸着する吸着剤およびその製造方法が記載されている。
【０００３】
また、放射性セシウムとは異なる放射性核種の一例として、汚染水から放射性ストロンチウムを除去する技術も提案されている。例えば、特開２０１３−１０８８１８号公報（特許文献２）には、放射性ストロンチウムを含む汚染水（放射性廃液）から放射性ストロンチウムを除去する処理方法および処理システムが提案されている。
【０００４】
上述した特許文献１，２に記載される技術等の従来の技術では、単一の放射性核種の除去を目的としたものであるため、複数の放射性核種が含まれている汚染水の処理を行う場合には、除去する放射性核種以外の放射性核種を事前に分離する前処理が必要となっている。
【０００５】
放射性核種を含む汚染水から放射性核種を除去する際、処理対象の汚染水が大量にある場合、特定の放射性核種を選択的に吸着する吸着材を充填した吸着塔を用いることが吸着材の利用効率の面で有利である。
【０００６】
しかしながら、放射性核種が吸着材に吸着する速度が遅いため、吸着塔内に充填された吸着材の利用効率には分布ができ、吸着塔の入口付近の吸着材は利用効率が高いが出口付近では吸着容量に未だ余力があるといった事態を生じる。すなわち、出口付近では吸着容量に未だ余力があるにもかかわらず、吸着塔出口の処理液の放射性核種濃度が処理目標値に到達してしまうことが生じ得る。
【０００７】
このような場合においても、吸着塔に充填した吸着材の処理容量を十分に活用する吸着塔の交換方法として、例えば、特許第５２３６８３５号公報（特許文献３）に記載される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２０１３−２９４９８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０８８１８号公報
【特許文献３】特許第５２３６８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載される吸着塔の交換方法を採用したとしても、吸着塔を交換する最適なタイミングを知るためには、吸着塔に通水し放射性核種の除去処理を行った後の水（以下、「処理水」とする。）に含まれる放射性核種濃度の分析や吸着塔の表面線量率の測定を頻繁に行う必要があり、ユーザの監視負担は少なくない。
【００１０】
また、特許文献３に記載される吸着塔の交換方法を採用したとしても、直列に多段配列された複数の吸着塔（特許文献３の吸着塔１０−１〜１０−５に相当）を備える吸着塔ユニット（特許文献３の吸着装置１０に相当）１個で除去できる放射性核種は１種類であり、複数の放射性核種が含まれている場合に、除去する放射性核種以外の放射性核種を事前に分離する前処理が必要となることには何ら変わりはない。
【００１１】
汚染水に含まれる放射性核種は単一である場合よりもむしろ複数の場合が多いため、１個の吸着塔ユニットで異なる複数種類の放射性核種を一気に除去することができる汚染水処理技術が望まれている。また、１個の吸着塔ユニットで異なる複数種類の放射性核種を一気に除去することができる汚染水処理技術が確立されれば、吸着塔の運用の際、放射性核種濃度の分析や吸着塔の表面線量率の測定等のユーザの監視負担も軽減されることが期待される。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、異なる２種類の放射性核種（例えば、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウム）を含む汚染水を単純な装置を１回通水させること（ワンススルー）で一気に異なる２種類の放射性核種を除去可能な汚染水処理システムおよび汚染水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】
【００１３】
本発明の実施形態に係る汚染水処理システムは、上述した課題を解決するため、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水から前記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去する吸着装置を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の実施形態に係る汚染水処理方法は、上述した課題を解決するため、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水から前記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去する吸着装置を具備する汚染水処理システムを用いて前記汚染水を処理する方法であり、前記水を前記吸着装置に通水させて記放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を除去するステップを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異なる２種類の放射性核種を含む汚染水を単純な装置を１回通水させることで一気に異なる２種類の放射性核種を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る汚染水処理システムのシステム構成を示す概略図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る汚染水処理システムのシステム構成を示す概略図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る汚染水処理システムのシステム構成を示す概略図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る汚染水処理システムのシステム構成を示す概略図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る汚染水処理システムのシステム構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る汚染水処理システムおよび汚染水処理方法について、図面を参照して説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚染水処理システムの一例である汚染水処理システム１０Ａのシステム構成を示す概略図である。
【００１９】
汚染水処理システム１０Ａは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ａを具備する。
【００２０】
吸着塔ユニット１１Ａは、ｎ段（ｎは１以上の整数）が直列的に接続される吸着塔１２Ａを備える。図１に示される吸着塔ユニット１１Ａは、ｎ＝４の例であり、４段が直列的に接続される吸着塔１２Ａ（１２Ａ−１〜１２Ａ−４）を備えている。
【００２１】
吸着塔１２Ａには、汚染水に含まれる放射性セシウムを選択的に吸着するセシウム吸着材（以下、「Ｃｓ吸着材」とする。）１４と、放射性ストロンチウムを選択的に吸着するストロンチウム吸着材（以下、「Ｓｒ吸着材」とする。）１５とを混在させた状態で充填されている。Ｃｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との比は、汚染水に含まれる放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの含有状況等の諸状況を考慮して適宜決定される。
【００２２】
Ｃｓ吸着材１４には、例えば、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト等がある。また、Ｓｒ吸着材１５には、例えば、クリノプチロライト、チャバサイト、モルデナイト、フェロシアン化物等がある。
【００２３】
なお、吸着塔１２Ａに充填されるＣｓ吸着材１４およびＳｒ吸着材１５の種類は必ずしも同一の１種類に限定されるものではなく、複数種類が充填されていても良い。すなわち、吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４にＣｓ吸着材１４として、Ａ型ゼオライトとＸ型ゼオライトとを混在させた状態で充填することもできるし、吸着塔１２Ａに充填するＳｒ吸着材１５として、クリノプチロライト、チャバサイト、モルデナイト、およびフェロシアン化物から選択される少なくとも２種類を混在させた状態で充填することもできる。
【００２４】
続いて、本発明の第１の実施形態に係る汚染水処理方法の一例である汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法について説明する。
【００２５】
汚染水処理システム１０Ａでは、汚染水を吸着塔ユニット１１Ａ（吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４）に汚染水を通水させることで、汚染水に含まれる放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムが一気に除去される（放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの除去処理）。
【００２６】
汚染水処理システム１０Ａでは、汚染水が吸着塔ユニット１１Ａ（吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４）を通過する過程で、汚染水に含まれる放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを各吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４に各々充填されるＣｓ吸着材１４およびＳｒ吸着材１５にそれぞれ選択的に吸着させる。吸着塔ユニット１１Ａを通過し、汚染水から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムが一気に除去された水は、処理水としてシステム外部へ送られる。
【００２７】
このように、汚染水処理システム１０Ａおよび汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法によれば、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ａ（吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４）に汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、当該汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００２８】
すなわち、汚染水処理システム１０Ａおよび汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法によれば、汚染水から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを除去するために従来は必要だった放射性セシウムを吸着するための吸着装置（吸着塔ユニット）と放射性ストロンチウムを吸着するための吸着装置（吸着塔ユニット）との２種類の吸着装置が、１種類の吸着装置である吸着塔ユニット１１Ａに集約されるため、吸着塔ユニット１１Ａ（吸着塔１２Ａ−１〜１２Ａ−４）の設置数を従来よりも削減することができる。
【００２９】
また、汚染水処理システム１０Ａおよび汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法によれば、吸着塔ユニット１１Ａの設置数が削減されるため、汚染水処理システム１０Ａを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ａを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００３０】
なお、図１に示される汚染水処理システム１０Ａでは、吸着塔ユニット１１Ａは１個であるが、複数個を並列に接続した構成を採用することもできる。
【００３１】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る汚染水処理システムの一例である汚染水処理システム１０Ｂのシステム構成を示す概略図である。
【００３２】
汚染水処理システム１０Ｂは、汚染水処理システム１０Ａに対して、吸着塔ユニット１１Ａの代わりに吸着塔ユニット１１Ｂを具備する点で相違するが、その他の点については実質的な相違はない。そこで、本実施形態の説明では、吸着塔ユニット１１Ｂを中心に説明し、上述した実施形態における説明と重複する説明を省略する。
【００３３】
汚染水処理システム１０Ｂは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｂを具備する。
【００３４】
吸着塔ユニット１１Ｂは、ｎ段（ｎは１以上の整数）が直列的に接続される吸着塔１２Ｂを備える。図２に示される吸着塔ユニット１１Ｂは、ｎ＝４の例であり、４段が直列的に接続される吸着塔１２Ｂ（１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４）を備えている。
【００３５】
吸着塔１２Ｂには、汚染水に含まれる放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を選択的に一度に吸着するセシウムおよびストロンチウム吸着材（以下、「Ｃｓ・Ｓｒ吸着材」とする。）１７が充填されている。
【００３６】
Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７には、例えば、チタン酸塩、ケイチタン酸塩等がある。なお、吸着塔１２Ｂに充填されるＣｓ・Ｓｒ吸着材１７の種類は必ずしも同一の１種類に限定されることはなく、複数種類が充填されていても良い。すなわち、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７として、チタン酸塩、およびケイチタン酸塩が混在する状態で充填することもできる。
【００３７】
なお、本発明の第２の実施形態に係る汚染水処理方法の一例である汚染水処理システム１０Ｂを用いた汚染水処理方法については、汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法に対して、使用するシステム以外には実質的に相違しない。
【００３８】
すなわち、汚染水処理システム１０Ｂでは、吸着塔ユニット１１Ｂ（吸着塔１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４）に汚染水を通水させることで、各吸着塔１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４に各々充填されるＣｓ・Ｓｒ吸着材１７が汚染水に含まれる放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方を選択的に一度に吸着し、汚染水から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する（放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの除去処理）。汚染水から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムが一気に除去された水は、処理水としてシステム外部へ送られる。
【００３９】
このように、汚染水処理システム１０Ｂおよび汚染水処理システム１０Ｂを用いた汚染水処理方法によれば、汚染水処理システム１０Ａと同様の効果を奏する。すなわち、汚染水処理システム１０Ｂでは、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｂ（吸着塔１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４）に汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００４０】
また、吸着塔ユニット１１Ｂ（吸着塔１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４）の設置数を従来よりも削減することができる。さらに、汚染水処理システム１０Ｂを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ｂを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００４１】
さらにまた、汚染水処理システム１０Ｂでは、吸着塔１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４に充填する吸着材がＣｓ・Ｓｒ吸着材１７の１種類であり、複数種類の吸着材を必要とする場合と比較して吸着材の管理や取り扱いが容易になる。
【００４２】
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る汚染水処理システムの一例である汚染水処理システム１０Ｃのシステム構成を示す概略図である。
【００４３】
汚染水処理システム１０Ｃは、汚染水処理システム１０Ｂに対して、吸着塔ユニット１１Ｂの代わりに吸着塔ユニット１１Ｃを具備する点で相違するが、その他の点については実質的な相違はない。そこで、本実施形態の説明では、吸着塔ユニット１１Ｃを中心に説明し、上述した実施形態における説明と重複する説明を省略する。
【００４４】
汚染水処理システム１０Ｃは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｃを具備する。
【００４５】
吸着塔ユニット１１Ｃは、ｎ段（ｎは１以上の整数）が直列的に接続される吸着塔１２Ｃを備える。図３に示される吸着塔ユニット１１Ｃは、ｎ＝４の例であり、４段が直列的に接続される吸着塔１２Ｃ（１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４）を備えている。
【００４６】
吸着塔１２Ｃには、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７と、Ｃｓ吸着材１４またはＳｒ吸着材１５とが充填される。すなわち、吸着塔１２Ｃは、吸着塔１２Ｂに対して、さらに、吸着材としてＣｓ吸着材１４またはＳｒ吸着材１５を充填して構成される。
【００４７】
このように、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７に加えて、さらにＣｓ吸着材１４またはＳｒ吸着材１５を充填するのは、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７の放射性セシウムを選択的に吸着する能力（以下、「Ｃｓ吸着能力」とする。）と放射性ストロンチウムを選択的に吸着する能力（以下、「Ｓｒ吸着能力」とする。）とに差を生じる場合に、Ｃｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とを揃えるためである。
【００４８】
従って、吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４に充填されるＣｓ・Ｓｒ吸着材１７のＣｓ吸着能力がＳｒ吸着能力よりも高い場合にはＳｒ吸着材１５が充填され、逆にＳｒ吸着能力よりも低い場合には、Ｃｓ吸着材１４が充填される。なお、図３に示される吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４は、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７とＣｓ吸着材１４とが充填される場合の例である。
【００４９】
Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７に加えて、さらにＣｓ吸着材１４またはＳｒ吸着材１５を充填することによって、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４におけるＣｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とを同程度に揃えることができる。このように、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４におけるＣｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とを同程度に揃えることは、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４に充填される吸着材（Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７、およびＣｓ吸着材１４またはＳｒ吸着材１５）の有効利用につながる。
【００５０】
各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４におけるＣｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とにバラツキがある場合、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの一方についてはこれ以上吸着することができなくなり、少なくとも先頭の吸着塔１２Ｃ−１について交換せざるを得ないタイミングとなっても、他方はまだ吸着する余力を残している状況が生じる。すなわち、他方は吸着可能な量を全て吸着することなく（使い切ることなく）交換しなくてはならなくなる。
【００５１】
これに対して、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４におけるＣｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とが同程度に揃っていれば、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの一方がこれ以上吸着することができなくなったタイミングで、他方もこれ以上吸着することができなくなるタイミングとなるため、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの両方の吸着能力を十分に活用でき、他方に吸着する余力を十分に残したままの交換を回避できる。
【００５２】
なお、本発明の第３の実施形態に係る汚染水処理方法の一例である汚染水処理システム１０Ｃを用いた汚染水処理方法については、上述した汚染水処理システム１０Ａ，１０Ｂを用いた汚染水処理方法に対して、使用するシステム以外には実質的に相違しないため、説明を省略する。
【００５３】
このように、汚染水処理システム１０Ｃおよび汚染水処理システム１０Ｃを用いた汚染水処理方法によれば、汚染水処理システム１０Ｂ等と同様に、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｃ（吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４）に汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００５４】
また、吸着塔ユニット１１Ｃ（吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４）の設置数を従来よりも削減することができる。さらに、汚染水処理システム１０Ｃを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ｃを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００５５】
さらにまた、汚染水処理システム１０Ｃおよび汚染水処理システム１０Ｃを用いた汚染水処理方法によれば、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４におけるＣｓ吸着能力とＳｒ吸着能力とを同程度に揃えることができるので、各吸着塔１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４に充填した吸着材を有効に利用することができる。
【００５６】
［第４の実施形態］
図４は、本発明の第４の実施形態に係る汚染水処理システムの一例である汚染水処理システム１０Ｄのシステム構成を示す概略図である。
【００５７】
汚染水処理システム１０Ｄは、汚染水処理システム１０Ａ等に対して、吸着塔ユニット１１Ａ等の代わりに吸着塔ユニット１１Ｄを具備する点で相違するが、その他の点については実質的な相違はない。そこで、本実施形態の説明では、吸着塔ユニット１１Ｄを中心に説明し、上述した実施形態における説明と重複する説明を省略する。
【００５８】
汚染水処理システム１０Ｄは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｄを具備する。吸着塔ユニット１１Ｄは、ｎ段（ｎは１以上の整数）が直列的に接続される吸着塔１２Ｄを備える。図４に示される吸着塔ユニット１１Ｄは、ｎ＝４の例であり、４段が直列的に接続される吸着塔１２Ｄ（１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４）を備えている。
【００５９】
図４に例示される汚染水処理システム１０Ｄは、汚染水処理システム１０Ａの吸着塔１２Ａに充填されるＣｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との充填割合を調整した吸着塔１２Ｄを備える一例である。
【００６０】
図４に例示される汚染水処理システム１０Ｄを例に説明すると、吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４には、吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４の出口で測定される放射性セシウムの濃度（以下、「吸着塔出口放射性Ｃｓ濃度」とする。）と入口で測定される放射性セシウムの濃度（以下、「吸着塔入口放射性Ｃｓ濃度」とする。）との比である吸着塔出口放射性Ｃｓ濃度／吸着塔入口放射性Ｃｓ濃度の値が、吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４の出口で測定される放射性ストロンチウムの濃度（以下、「吸着塔出口放射性Ｓｒ濃度」とする。）と入口で測定される放射性ストロンチウムの濃度（以下、「吸着塔入口放射性Ｓｒ濃度」とする。）との比である吸着塔出口放射性Ｓｒ濃度／吸着塔入口放射性Ｓｒ濃度の値よりも高くなるように、Ｃｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との充填割合が調整されて充填されている。
【００６１】
各吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４に充填するＣｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との充填割合を、吸着塔出口放射性Ｃｓ濃度／吸着塔入口放射性Ｃｓ濃度の値が吸着塔出口放射性Ｓｒ濃度／吸着塔入口放射性Ｓｒ濃度の値よりも高くなるように調整しておくことで、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングと同時期またはそれ以前にＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングとなるように調整することができる。すなわち、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングをＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングで管理することができるようになる。
【００６２】
なお、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングをＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングで管理したとしても、各吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４ではＳｒ吸着材１５を交換すべきタイミングと同時期またはそれ以前にＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングとなるため、交換のタイミングを適正に判断することができる。従って、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングをＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングで管理したとしても、交換のタイミングを誤ることにより招来し得るトラブルの発生（例えば、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを吸着した吸着塔１２Ｄ内のＣｓ吸着材１４およびＳｒ吸着材１５の異常な発熱や異常燃焼を誘発する濃度に至る水素発生など）は抑止される。
【００６３】
Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングをＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングで管理することができるようになることの利点は、放射性ストロンチウム濃度の測定をすることなく、放射性ストロンチウム濃度を測定するよりも測定が容易な放射性セシウム濃度を測定することでＳｒ吸着材１５を交換すべきタイミングを管理できる点にある。すなわち、汚染水処理システム１０Ｄでは、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングの管理が従来よりも容易になる。
【００６４】
放射性セシウムの濃度測定と放射性ストロンチウムの濃度測定との測定容易性の差は、使用可能な測定機器や測定方法の相違による。放射性ストロンチウム濃度の分析は、ストロンチウムがベータ線を放出することから液体シンチレータで実施する場合が多いが、液体シンチレータでの分析は、他核種の影響を受けやすく分析には比較的長時間を要する。例えば、ストロンチウムの同位体の一つであるストロンチウム９０（Ｓｒ−９０）の場合では、検体からストロンチウム９０のみを抽出する際の過程が非常に煩雑で１，２週間程度の時間を要する。これに対し、放射性セシウム濃度の分析は、セシウムがガンマ線を放出することからゲルマニウム半導体検出器で実施する場合が多く、ゲルマニウム半導体検出器での分析は、比較的短時間（時間を長くかけても１日以内）で完了する。
【００６５】
なお、本発明の第４の実施形態に係る汚染水処理方法の一例である汚染水処理システム１０Ｄを用いた汚染水処理方法については、上述した汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｃを用いた汚染水処理方法に対して、使用するシステム以外には実質的に相違しないため、説明を省略する。
【００６６】
このように、汚染水処理システム１０Ｄおよび汚染水処理システム１０Ｄを用いた汚染水処理方法によれば、汚染水処理システム１０Ａおよび汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法等と同様に、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｄ（吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４）に汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００６７】
また、吸着塔ユニット１１Ｄ（吸着塔１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４）の設置数を従来よりも削減することができる。さらに、汚染水処理システム１０Ｄを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ｄを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００６８】
さらにまた、汚染水処理システム１０Ｄおよび汚染水処理システム１０Ｄを用いた汚染水処理方法によれば、Ｓｒ吸着材１５を交換すべきタイミングの管理をＣｓ吸着材１４の交換すべきタイミングで管理することができるため、従来よりも汚染水処理システム１０Ｄを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００６９】
なお、図４に例示される汚染水処理システム１０Ｄは、汚染水処理システム１０Ａの吸着塔１２Ａに充填されるＣｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との充填割合を調整した吸着塔１２Ｄを備える一例であるが、対象は吸着塔１２Ａに限られない。他の吸着塔（例えば、吸着塔１２Ｂ等）に充填される吸着材（例えば、Ｃｓ・Ｓｒ吸着材１７等）についても同様に、吸着塔出口放射性Ｃｓ濃度／吸着塔入口放射性Ｃｓ濃度の値が吸着塔出口放射性Ｓｒ濃度／吸着塔入口放射性Ｓｒ濃度の値よりも高くなるように調整してやれば、吸着塔１２Ａに充填されるＣｓ吸着材１４とＳｒ吸着材１５との充填割合を調整した場合と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
［第５の実施形態］
図５は、本発明の第５の実施形態に係る汚染水処理システムの一例である汚染水処理システム１０Ｅのシステム構成を示す概略図である。
【００７１】
汚染水処理システム１０Ｅは、汚染水処理システム１０Ａ等に対して、吸着塔ユニット１１Ａ等の代わりに吸着塔ユニット１１Ｅを具備する点で相違するが、その他の点については実質的な相違はない。そこで、本実施形態の説明では、吸着塔ユニット１１Ｅ中心に説明し、上述した実施形態における説明と重複する説明を省略する。
【００７２】
汚染水処理システム１０Ｅは、異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む水（汚染水）から放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを一気に除去する吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｅを具備する。
【００７３】
吸着塔ユニット１１Ｅは、放射性セシウムを除去する吸着塔２１と放射性ストロンチウムを除去する吸着塔２２との２種類の吸着塔２１，２２が直列的に接続されており、例えば、各吸着塔２１，２２が２段ずつなど、各吸着塔２１，２２は少なくとも１段、合計で２段以上が直列的に接続される。
【００７４】
例えば、図５に示される吸着塔ユニット１１Ｅでは、先頭段から最後段（図５において左から右）に向かって順に、吸着塔２１（２１−１，２１−２）と吸着塔２２（２２−１，２２−２）とが４段で直列的に接続されている。吸着塔２１（２１−１，２１−２）にはＣｓ吸着材１４が充填されており、吸着塔２２（２２−１，２２−２）にはＳｒ吸着材１５が充填されている。また、吸着塔２１（２１−１，２１−２）には、内部でガンマ線を放出する放射性セシウムを吸着させるため、ガンマ線による被ばく低減のための遮蔽体（図を省略）が設けられる。
【００７５】
一方、吸着塔２１（２１−１，２１−２）に設置される遮蔽体は、吸着塔２２（２２−１，２２−２）には設置されない。吸着塔ユニット１１Ｅでは、前段側に放射性セシウムを吸着させる吸着塔２１を直列的に接続して配置することで、吸着塔２１の最後段（図５に示される吸着塔ユニット１１Ｅでは吸着塔２１−２）の出口迄には汚染水中の放射性セシウムがほぼ全て除去されるため、吸着塔２１の後段に接続される吸着塔２２（２２−１，２２−２）ではガンマ線による被ばく低減のための遮蔽体が不要となる。
【００７６】
なお、本発明の第５の実施形態に係る汚染水処理方法の一例である汚染水処理システム１０Ｅを用いた汚染水処理方法については、上述した汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｄを用いた汚染水処理方法に対して、使用するシステム以外には実質的に相違しないため、説明を省略する。
【００７７】
このように、汚染水処理システム１０Ｅおよび汚染水処理システム１０Ｅを用いた汚染水処理方法によれば、汚染水処理システム１０Ａおよび汚染水処理システム１０Ａを用いた汚染水処理方法等と同様に、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ｅ（吸着塔２１，２２）に汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００７８】
また、吸着塔ユニット１１Ｅ（吸着塔２１，２２）の設置数を従来よりも削減することができる。さらに、汚染水処理システム１０Ｅを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ｅを適切に運用するためのユーザの監視負担等が軽減される。
【００７９】
また、汚染水処理システム１０Ｅおよび汚染水処理システム１０Ｅを用いた汚染水処理方法によれば、前段側の吸着塔２１で汚染水から放射性セシウムを除去し、その後、後段側の吸着塔２２で汚染水から放射性ストロンチウムを除去する構成とすることで、吸着塔２２ではガンマ線による被ばく低減の対策（遮蔽体の設置）が不要となる。
【００８０】
なお、上述した吸着塔ユニット１１Ｅにおける吸着塔２２は、吸着材として内部にＳｒ吸着材１５を充填した例であるが、放射線ストロンチウムが吸着可能である限り内部に充填される吸着材は任意である。すなわち、吸着塔２２には、Ｓｒ吸着材１５およびＣｓ・Ｓｒ吸着材１７の少なくとも１種類の吸着材が充填されていれば良い。
【００８１】
また、吸着塔ユニット１１Ｅにおける吸着塔２１は、必ずしもＣｓ吸着材１４を充填したものに限定されるものではない。但し、ガンマ線による被ばく低減の対策が必須となる吸着塔２１の数をより少なく抑えるためにはＣｓ吸着材１４を充填した吸着塔２１を用いることが好ましい。
【００８２】
以上、汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅおよび汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅを用いた汚染水処理方法によれば、単一の吸着装置としての吸着塔ユニット１１Ａ〜１１Ｅに汚染水を１回通水（ワンススルー）させることで、汚染水に含まれる異なる２種類の放射性核種である放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを汚染水から一気に除去することができる。
【００８３】
また、汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅおよび汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅを用いた汚染水処理方法によれば、吸着塔ユニット１１Ａ〜１１Ｅの設置数を従来よりも削減することができる。さらに、汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅを運用するために必要となる場所、設置および設備維持の費用、並びに汚染水処理システム１０Ａ〜１０Ｅを適切に運用するためのユーザの監視負担等を軽減することができる。
【００８４】
なお、本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。また、上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０Ａ〜１０Ｅ…汚染水処理システム、１１Ａ〜１１Ｅ…吸着塔ユニット（吸着装置）、１２Ａ（１２Ａ−１〜１２Ａ−４），１２Ｂ（１２Ｂ−１〜１２Ｂ−４），１２Ｃ（１２Ｃ−１〜１２Ｃ−４），１２Ｄ（１２Ｄ−１〜１２Ｄ−４）…吸着塔、１４…Ｃｓ吸着材、１５…Ｓｒ吸着材、１７…Ｃｓ・Ｓｒ吸着材、２１（２１−１，２１−２），２２（２２−１，２２−２）…吸着塔。
【図１】
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【図２】
2015064251.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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