(57)【要約】【課題】セシウムを含有する処理対象水からセシウムを充分に除去することができるセシウムの除去方法を提供する。【解決手段】セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法であって、該除去方法は、セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる工程を含み、該処理剤は、マグネシウム含有化合物（Ａ）と粒子（Ｂ）とを含み、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されていることを特徴とするセシウム除去方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法であって、
該除去方法は、セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる工程を含み、
該処理剤は、マグネシウム含有化合物（Ａ）と粒子（Ｂ）とを含み、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されている
ことを特徴とするセシウム除去方法。
【請求項２】
前記セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる工程は、前記処理剤を収容した反応槽にセシウム含有処理対象水を通過させる工程であり、
該反応槽は、砂及び前記処理剤を収容しており、該砂及び処理剤は、前記反応槽の上部から順に、第一の砂層、処理剤層、及び、第二の砂層を構成し、
該第一の砂層は、有効径が前記粒子（Ｂ）よりも小さい第一の砂からなり、
該処理剤層は、前記処理剤からなり、
該第二の砂層は、有効径が前記粒子（Ｂ）よりも小さい第二の砂からなる
請求項１記載のセシウム除去方法。
【請求項３】
前記反応槽は、更に第三の砂層を有し、
該第三の砂層は、有効径が第二の砂よりも大きい第三の砂からなり、
該第三の砂層は第二の砂層の下に設けられている
請求項２記載のセシウム除去方法。
【請求項４】
粒子（Ｂ）は、有効径が０．３〜３．０ｍｍの粒子である請求項１〜３のいずれかに記載のセシウム除去方法。
【請求項５】
粒子（Ｂ）は、均等係数が１．５以下である請求項１〜４のいずれかに記載のセシウム除去方法。
【請求項６】
マグネシウム含有化合物（Ａ）は、平均粒子径が１〜１００μｍである請求項１〜５のいずれか記載のセシウム除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水中の放射性セシウム濃度には基準値が設けられており、所定値以上の高濃度の放射性セシウムを含有する排水はそのまま環境中に放出することができない。そこで、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去することが求められる。
【０００３】
従来、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法としては、セシウム吸着能を有するゼオライト機能紙、セシウム吸着用モールコードや、濾過膜モジュールを用いる方法が知られている。しかしながら、いずれの方法もセシウム除去効率として充分満足のいくものではなく、セシウム除去能に優れた方法が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを簡便かつ効率的に除去することができるセシウムの除去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】
【０００５】
本発明者等は、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去するための方法について種々検討を行い、マグネシウム含有化合物が粒子に担持された処理剤に、セシウム含有処理対象水を接触させることによって、セシウム含有処理対象水からセシウムを簡便かつ効率的に除去することが可能であることを見出した。このようにセシウム含有処理対象水を特定の処理剤に接触させることによって上記課題を見事に解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００６】
すなわち本発明は、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法であって、前記除去方法は、セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる工程を含み、前記処理剤は、マグネシウム含有化合物（Ａ）と粒子（Ｂ）とを含み、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されているセシウム除去方法である。
【０００７】
前記セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる工程は、前記処理剤を収容した反応槽にセシウム含有処理対象水を通過させる工程であり、前記反応槽は、砂及び前記処理剤を収容しており、前記砂及び処理剤は、前記反応槽の上部から順に、第一の砂層、処理剤層、及び、第二の砂層を構成し、前記第一の砂層は、有効径が前記粒子（Ｂ）よりも小さい第一の砂からなり、前記処理剤層は、前記処理剤からなり、前記第二の砂層は、有効径が前記粒子（Ｂ）よりも小さい第二の砂からなることが好ましい。
【０００８】
前記反応槽は、更に第三の砂層を有し、前記第三の砂層は、有効径が第二の砂よりも大きい第三の砂からなり、前記第三の砂層は第二の砂層の下に設けられていることが好ましい。
【０００９】
前記反応槽は、更に砂利を収容しており、前記砂利からなる砂利層を有し、前記砂利層は第二の砂層の下に設けられていることが好ましい。
【００１０】
前記反応槽は、更に砂利を収容しており、前記砂利からなる砂利層を有し、前記砂利層は第三の砂層の下に設けられていることも好ましい。
【００１１】
粒子（Ｂ）は、有効径が０．３〜３．０ｍｍの粒子であることが好ましい。
【００１２】
粒子（Ｂ）は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。
【００１３】
マグネシウム含有化合物（Ａ）は、平均粒子径が１〜１００μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の反応槽は、上記構成よりなるものであるため、処理対象水中のセシウムを簡便かつ効率的に除去することができる。そして更に処理対象水の濁度を軽減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、作製例１に記載の反応槽の断面模式図である。
【図２】図２は、作製例３に記載の反応槽の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明を詳述する。
【００１７】
本発明は、セシウムを含有する処理対象水からセシウムを除去する方法であるが、当該処理対象水から除去されるセシウムは、放射性セシウムであってもよい。
【００１８】
本発明のセシウム除去方法は、セシウム含有処理対象水と処理剤とを接触させる接触工程を含む限り、その他の工程を含んでいてもよく、例えば、後述するように、接触工程の前に処理対象水に含まれる固形分を除去する固形分除去工程を含んでいてもよい。
【００１９】
上記接触工程は、セシウムを含有する処理対象水と処理剤とを接触させる工程であればその接触方法は特に制限されず、処理対象水に処理剤を添加する回分式の接触であってもよいし、処理剤を収容した反応槽に処理対象水を流通させる連続式の接触であってもよい。また、回分式の接触で複数回処理してもよいし、連続式の接触で複数回処理してもよいし、回分式の接触と連続式の接触とを組み合わせた処理としてもよい。なお、連続式の接触における反応槽は、移動層式、固定層式、又は、流動層式のいずれであってもよい。これらの中でも、単位時間当たりの処理対象水の処理量を多くすることができ、処理効率を高めることができる観点から、連続式の接触が好ましい。連続式の接触を行う際の詳細については、後述する。
【００２０】
上記処理対象水は、セシウムを含む限り特に制限されない。また、他の気体又は液体成分を含んでいてもよいし、固形分を含むものであってもよい。
【００２１】
上記処理対象水のセシウム濃度としては、特に制限はなく、セシウムが高濃度に含まれる処理対象水から、低濃度の処理対象水まで本発明の除去方法を適用することができる。なかでも、処理効率の観点から、処理対象水のセシウム濃度は、１〜１００Ｂｑ／Ｌであることが好ましく、より好ましくは、５〜２０Ｂｑ／Ｌである。
【００２２】
本明細書において、セシウム濃度は、キャンベラジャパン社製ゲルマニウム検出器付放射線測定装置を使用して、「放射能測定法シリーズ  ７  ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー」（文部科学省  平成４年改訂）に準拠して測定する値である。
【００２３】
上記処理剤は、マグネシウム含有化合物（Ａ）と粒子（Ｂ）（但し、マグネシウム含有化合物（Ａ）の粒子を除く）とを含み、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されている。粒子（Ｂ）はマグネシウム含有化合物（Ａ）の粉末よりも粒径が大きいことが好ましい。
【００２４】
上記処理剤では、セシウムの除去効率を向上させるためにマグネシウム含有化合物（Ａ）の微粉末を選択した場合であっても、比較的粒子径の大きな粒子（Ｂ）を選択し、マグネシウム含有化合物（Ａ）をそれに担持させることによって、処理剤の粒径を大きくすることができるため、処理剤がダマ（凝集物）になりにくく、処理対象水との接触面積を大きくすることができる。また、反応槽を用いた連続式の接触においては、透水性に優れる処理剤層を形成することができる。マグネシウム含有化合物（Ａ）の粉末を単独で用いた場合、その粒子径に関わらず、マグネシウム含有化合物（Ａ）の粉末が凝固し、透水性が低下し、その傾向は粒子径が小さいほど顕著である。
【００２５】
上記処理剤は、マグネシウム含有化合物（Ａ）を粒子（Ｂ）に担持させたものであるため、飛散しにくく、取り扱い性にも優れる。
【００２６】
上記のことから、上記処理剤を用いることによって、処理対象水との効率的な接触を妨げることなく、また、透水性を低下させずに、マグネシウム含有化合物（Ａ）の粒径を小さくすることができる。そのため、効率よく処理対象水中のセシウムを除去することができ、結果として、長期に亘って処理水中のセシウム濃度を低下させることができる。更に、使用後の処理剤を簡便かつ高い回収率で回収することができる。
【００２７】
上記処理剤は、粒子（Ｂ）１００質量部に対して、マグネシウム含有化合物（Ａ）が１〜１００質量部であることが好ましい。上記範囲に設定することによって、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に効率よく担持され、より透水性、セシウム除去性に優れる処理剤となる。より好ましくは、粒子（Ｂ）１００質量部に対して、マグネシウム含有化合物（Ａ）が２〜５０質量部であり、更に好ましくは、５〜１０質量部である。
【００２８】
マグネシウム含有化合物（Ａ）は、粉末であることが好ましく、その平均粒子径が１〜１００μｍであることがより好ましい。上記範囲の平均粒子径であることによって、効率的にマグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されるとともに、セシウム除去性に優れる処理剤となる。
上記マグネシウム含有化合物（Ａ）の平均粒子径は、日機装株式会社製のマイクロトラック９３２０ＨＲＡを用いて、レーザー回折錯乱法により測定することができる。
【００２９】
上記マグネシウム含有化合物（Ａ）としては、例えば、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪酸マグネシウムなどが挙げられる。
【００３０】
粒子（Ｂ）は、マグネシウム含有化合物（Ａ）を担持可能な粒子である。マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持されることによって、透水性、セシウム除去性に優れる処理剤とすることができる。
【００３１】
粒子（Ｂ）としては、例えば、一般的に水の浄化に用いられる濾過砂、濾過砂利等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。粒子（Ｂ）として、砂を用いることが好ましい。
【００３２】
粒子（Ｂ）は、有効径が０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。有効径は、０．４〜１．０ｍｍであることがより好ましく、０．５〜０．６ｍｍであることが更に好ましい。有効径が上記範囲であることによって、処理剤の透水性及びセシウム除去性がより優れる。
【００３３】
上記有効径は、粒子（Ｂ）をふるいわけして総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒径である。具体的には、標準網ふるい器（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜３．０ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ：４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い、総質量の１０質量％が通過するふるい目の大きさに相当する粒径である。
【００３４】
上記粒子（Ｂ）は、実質的に、粒子径が０．３〜３．０ｍｍの粒子であることが好ましく、実質的に粒子径が０．３〜３．０ｍｍの粒子のみからなることがより好ましい。すなわち、粒子（Ｂ）としては、粒子（Ｂ）全体の９０質量％以上の粒子が０．３〜３．０ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９９質量％以上であり、更に好ましい比率は９９．９質量％以上である。粒子（Ｂ）は、粒子径が０．３ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が３．０ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。粒子径が上記範囲であることによって、マグネシウム含有化合物（Ａ）が効率的に担持されるため、より透水性、セシウム除去性に優れる処理剤とすることができる。粒子（Ｂ）は、実質的に、粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まない、すなわち、粒子（Ｂ）全体の９０質量％以上の粒子が２．８ｍｍを超える粒子径を有さない、ことが最も好ましい。
【００３５】
上記粒子（Ｂ）の粒子径は、標準網ふるい器（ＪＩＳ  Ｚ８８０１、呼び寸法：０．３〜３．０ｍｍ、ふるい器の大きさ：φ２００、深さ：４５ｍｍ）を用いて手動でふるい分け試験を行い求めることができる。例えば、粒子径が２．８ｍｍを超える粒子を含まないようにする場合には、呼び寸法２．８ｍｍのふるい器を用いる。
【００３６】
上記粒子（Ｂ）は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であることによって、効率的にマグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持され、より透水性に優れ、かつセシウムの除去性に優れる処理剤とすることができる。
上記粒子（Ｂ）の均等係数は、ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６に沿って測定することができる。
【００３７】
上記処理剤は、本発明の目的を損なわない範囲で、所望によりマグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）以外の成分を含むものであってもよいが、マグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）が合計で９９質量％以上を占めるものが好ましい。
【００３８】
上記処理剤は、粉末状のマグネシウム含有化合物（Ａ）と粒子（Ｂ）とを混合することにより得ることができる。
【００３９】
処理剤の製造方法は特に限定されないが、例えば、マグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）を、傾胴型重力式ミキサーを用いて混合する工程を含む製造方法により製造することができる。
【００４０】
傾胴型重力式ミキサーは、マグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）を混合するための混合容器が傾胴機構に取り付けられたものであり、一般的に傾胴型重力式ミキサーと称されるものであればよい。傾胴機構とは、上記混合容器を傾斜させるための機構である。
【００４１】
傾胴型重力式ミキサーの形態としては、例えば、截頭円錐形状の容器を合体させ、一端部を開口させると共に、他端部を閉塞させた混合容器を傾胴機構に取り付け、該混合容器の内周壁に混合するための羽根を取り付けたもの等が挙げられる。上記混合容器は、回転可能であることが好ましい。
【００４２】
上記マグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）を混合する場合、通常、傾胴機構を作動させてドラムの開口部を上方に向け、混合容器を一定方向に回転させながらマグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）を投入する。投入された各材料は羽根により持ち上げられては下方に落とされるという動作が繰り返されて混合される。
傾胴型重力式ミキサーは、投入された材料の挙動によって混合が促進されるため、マグネシウム含有化合物（Ａ）が粒子（Ｂ）に担持された状態を良好に保持しながら混合することができる。そのため、上記処理剤の製造に特に優れた効果を発揮する。
【００４３】
上記処理剤の製造方法としては、マグネシウム含有化合物（Ａ）及び粒子（Ｂ）を傾胴型重力式ミキサーの混合容器中に入れ、必要に応じて水を添加し、混合することが好ましい。
【００４４】
本発明の除去方法においては、上記接触工程を連続式の接触により行うこともまた、本発明の好適な実施形態の１つである。すなわち、上記接触工程は、本発明における処理剤を収容した反応槽にセシウム含有処理対象水を通過させる工程であることもまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【００４５】
上記反応槽は、砂及び処理剤を収容しており、反応槽の上部から注水された処理対象水が下部に向かって流通する過程で処理剤と接触することにより、処理剤にセシウムが固定化されて処理対象水からセシウムが除去される。処理剤との接触により処理対象水からセシウムが除去されて得られる処理水は、排水口から排出される。
【００４６】
上記反応槽の形状、大きさ、材質等は特に限定されず、処理対象水の処理量、処理対象水のセシウム濃度等によって、適宜決定すればよい。槽の形状としては、例えば、円筒状、箱状等が挙げられる。槽の材質としては、例えば、プラスチック、塩化ビニール、アクリル、樹脂、金属等が挙げられる。
【００４７】
上記反応槽の中には少なくとも３つの層を構成するように砂及び本発明における処理剤が収容されており、槽の上部から順に、第一の砂層、本発明における処理剤からなる処理剤層、及び、第二の砂層が設けられている。処理対象水は、第一の砂層、処理剤層、第二の砂層の順に通過して処理される。したがって、上記反応槽を用いることで、簡便かつ効率よく処理対象水中のセシウムを除去することができるとともに、長期に亘って透水性を確保することができ、更に、処理剤の流出を防止することができるため、使用後の処理剤を簡便かつ高い回収率で回収することができる。
例えば、網等を用いて処理剤の流失を防止することも考えられるが、網はしだいに劣化していくし、また、実用的な設備に導入した場合には操作性が悪く、交換作業が困難である。
このように、上記反応槽は上記構成を有するものであるため、処理剤が凝固せず、透水性に優れている。
【００４８】
上記反応槽における各層は、隣り合う２層の境界が明確でなくてもよく、隣り合う２つの層の間に、該２つの層を構成する成分が混在する領域が存在していてもよい。例えば、第一の砂層と処理剤層との間に、第一の砂と処理剤とが混在する領域が存在していてもよい。
【００４９】
上記処理剤層の厚みは特に限定されるものではなく、処理対象水の処理量、処理対象水のセシウム濃度等によって、所望するセシウム除去量が達成されるように適宜設定すればよい。例えば、１０ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５０】
上記反応槽に収容される砂としては、処理対象水と反応しない不活性なものであることが好ましい。また、次に挙げる特性の少なくとも１つを満たすものであることが好ましく、次に挙げる特性の全てを満たすものであることがより好ましい。
（１）ごみ、粘土質等の不純物、又は、偏平若しくは脆弱な砂等を多く含まず、石英質を多く含有し、堅く均等である、（２）砂鉄や脆弱な砂等の含有量が少ない、（３）洗浄濁度が３０度以下である、（４）比重（密度）が、２．５７〜２．６７（ｇ／ｃｍ３）である、（５）強熱減量が、０．７５％以下である、（６）摩滅率が、３％以下である、（７）鉄及び鉄含有化合物の含有量が、０．０３（ｍｇ／Ｌ）以下である、（８）マンガン及びマンガン含有化合物の含有量が、０．００５（ｍｇ／Ｌ）以下である、（９）塩酸可溶率が、３．５％以下である。
【００５１】
第一の砂層は、有効径が粒子（Ｂ）よりも小さい第一の砂からなる。第一の砂の有効径が、粒子（Ｂ）よりも小さいことで、処理剤の飛散を防止することができる。これにより、使用後の処理剤を回収する効率が向上する。
【００５２】
第一の砂の有効径は、粒子（Ｂ）の有効径よりも小さいものであれば限定されないが、例えば、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜０．６ｍｍであることがより好ましい。
【００５３】
第一の砂は、実質的に、粒子径が０．３〜０．６ｍｍの粒子であることが好ましく、実質的に粒子径が０．３〜０．６ｍｍの粒子のみからなることがより好ましい。すなわち、第一の砂としては、第一の砂全体の９０質量％以上の粒子が０．３〜０．６ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９５質量％以上であり、更に好ましい比率は９９質量％以上である。第一の砂は、粒子径が０．３ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が０．６ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。粒子径が上記範囲であることによって、処理剤の飛散をより効果的に防止することができる。
【００５４】
第一の砂は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であることによって、処理剤の飛散をより効果的に防止することができる。
【００５５】
なお、第一の砂の有効径、粒子径及び均等係数は、粒子（Ｂ）と同じ方法で測定することができる。
【００５６】
第一の砂層は、本発明の目的を損なわない範囲で、所望により第一の砂以外の成分を含むものであってもよいが、第一の砂が合計で９０質量％以上を占めるものが好ましい。
【００５７】
第一の砂層の厚みは特に限定されるものではないが、通常、処理剤層よりも小さく設定される。処理剤の飛散を効率的に防止する観点から、１ｃｍ以上であることが好ましい。厚みの上限には、特に制限はないが、反応槽から使用後の処理剤を簡便に回収することができる点で、１０ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５８】
第二の砂層は、有効径が粒子（Ｂ）よりも小さい第二の砂からなる。第二の砂の有効径が、粒子（Ｂ）よりも小さいことで、処理剤層を構成する処理剤が反応槽から流出することを抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００５９】
第二の砂の有効径は、粒子（Ｂ）の有効径よりも小さいものであれば限定されないが、例えば、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜０．６ｍｍであることがより好ましい。上記範囲に設定することで、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００６０】
第二の砂は、実質的に、粒子径が０．３〜０．６ｍｍの粒子であることが好ましく、実質的に粒子径が０．３〜０．６ｍｍの粒子のみからなることがより好ましい。すなわち、第二の砂としては、第二の砂全体の９０質量％以上の粒子が０．３〜０．６ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９５質量％以上であり、更に好ましい比率は９９質量％以上である。第二の砂は、粒子径が０．３ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が０．６ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。粒子径が上記範囲であることによって、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００６１】
第二の砂は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であることによって、粒子径が上記範囲であることによって、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００６２】
なお、第二の砂の有効径、粒子径及び均等係数は、粒子（Ｂ）と同じ方法で測定することができる。
【００６３】
第二の砂層は、本発明の目的を損なわない範囲で、所望により第二の砂以外の成分を含むものであってもよいが、第二の砂が合計で９０質量％以上を占めるものが好ましい。
【００６４】
第二の砂層の厚みは特に限定されるものではないが、通常、処理剤層よりも小さく設定される。処理剤の流出を効率的に防止する観点から、５ｃｍ以上であることが好ましい。厚みの上限には、特に制限はないが、反応槽から使用後の処理剤を簡便に回収することができる点で、３０ｃｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
上記反応槽は、上記構成を有することによって、処理剤の流出を防止することができ、結果として、使用後の処理剤の回収効率を向上させることができる。
【００６６】
上記反応槽は、更に第三の砂層を有することが好ましく、該第三の砂層が第二の砂層の下に設けられることがより好ましい。そして、第三の砂層は、有効径が第二の砂よりも大きい第三の砂からなることが好ましい。第三の砂の有効径が、第二の砂よりも大きいことで、第二の砂層を構成する第二の砂の流出を抑制することができ、ひいては、処理剤の流出を抑制することができる。これにより、使用後の処理剤の回収効率を更に高めることができる。
【００６７】
第三の砂の有効径は、第二の砂の有効径よりも大きいことが好ましいが、その範囲としては特に限定されず、例えば、０．５〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．６〜１．０ｍｍであることがより好ましい。上記範囲に設定することで、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００６８】
第三の砂は、実質的に、粒子径が０．５〜３．０ｍｍの粒子であることが好ましく、実質的に粒子径が０．５〜３．０ｍｍの粒子のみからなることがより好ましい。すなわち、第三の砂としては、第三の砂全体の９０質量％以上の粒子が０．５〜３．０ｍｍの粒子径を有するものであることが好ましく、より好ましい比率は９５質量％以上であり、更に好ましい比率は９９質量％以上である。第三の砂は、粒子径が０．５ｍｍ未満である粒子を含まず、粒子径が３．０ｍｍを超える粒子を含まないことが特に好ましい。粒子径が上記範囲であることによって、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００６９】
第三の砂は、均等係数が１．５以下であることが好ましい。均等係数が上記範囲であることによって、処理剤の流出をより抑制することができ、使用後の処理剤の回収効率を高めることができる。
【００７０】
なお、第三の砂の有効径、粒子径及び均等係数は、粒子（Ｂ）と同じ方法で測定することができる。
【００７１】
第三の砂層は、本発明の目的を損なわない範囲で、所望により第三の砂以外の成分を含むものであってもよいが、第三の砂が合計で９０質量％以上を占めるものが好ましい。
【００７２】
第三の砂層の厚みは特に限定されるものではないが、処理剤層よりも小さく設定されることが好ましい。処理剤の流出を効率的に防止する観点から、５ｃｍ以上であることが好ましい。厚みの上限には、特に制限はないが、反応槽から使用後の処理剤を簡便に回収することができる点で、３０ｃｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
上記反応槽は、更に砂利を収容したものであることが好ましく、上記砂利から構成される砂利層が第二の砂層の下、又は、上記反応槽が第三の砂層を有する場合には第三の砂層の下、に設けられたものであることがより好ましい。上記砂利層が積層されたものであることによって、第二の砂層を構成する第二の砂、又は、上記反応槽が第三の砂層を有する場合には第三の砂層を構成する第三の砂、が流出することを抑制することができ、ひいては、処理剤が反応槽から流出することを抑制することができる。砂利は、第二の砂、又は、上記反応槽が第三の砂層を有する場合には第三の砂、よりも粒子径が大きいことが好ましい。
【００７４】
砂利層は、粒度が２〜５０ｍｍである砂利からなるものであることが好ましい。上記粒度の砂利層を有することによって、第二の砂層を構成する第二の砂、又は、上記反応槽が第三の砂層を有する場合には第三の砂層を構成する第三の砂、が流出することをより抑制することができ、ひいては、処理剤が反応槽から流出することを抑制することができる。これにより、処理剤の回収効率をより高めることができる。処理剤の回収効率をより高める観点から、砂利の粒度は２〜２０ｍｍであることがより好ましく、２〜１２ｍｍであることが更に好ましい。
砂利の粒度は、日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−４：２００６に準拠して測定することができる。
【００７５】
上記反応槽に収容される砂利としては、処理対象水と反応しない不活性なものであることが好ましい。また、次に挙げる特性の少なくとも１つを満たすものであることが好ましく、次に挙げる特性の全てを満たすものであることがより好ましい。
（１）ごみ、粘土質等の不純物、又は、偏平若しくは脆弱な粒子等を多く含まず、堅く丸みがある、（２）洗浄濁度が３０度以下である、（３）最長軸が最短軸の５倍以上である砂利粒子が砂利粒子全体に対して２重量％以下である、（４）比重が、表面乾燥飽和状態で２．５０（ｇ／ｃｍ３）以上である、（５）塩酸可溶率が、３．５％以下である。
【００７６】
上記砂利は、粒度内％が８５％以上であることが好ましく、より好ましくは、９５％以上である。砂利が上記粒度内％を有することによって、第二の砂層を構成する第二の砂、又は、上記反応槽が第三の砂層を有する場合には第三の砂層を構成する第三の砂、が反応槽から流出することをより抑制することができ、ひいては、処理剤が反応槽から流出することを抑制することができる。これにより、処理剤の回収効率をより高めることができる。
砂利の粒度内％は、日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−４：２００６に準拠して測定することができる。
【００７７】
砂利層の厚みは特に限定されるものではないが、処理剤層よりも小さく設定されることが好ましい。処理剤の流出を効率的に防止する観点から、５ｃｍ以上であることが好ましい。厚みの上限には、特に制限はないが、反応槽から使用後の処理剤を簡便に回収することができる点で、３０ｃｍ以下であることが好ましい。
【００７８】
本発明のセシウム除去方法は、接触工程の前に又は並行して処理対象水に含まれる固形分を除去する固形分除去工程を含んでいてもよい。特に、処理対象水が固形分を含んでいる場合であって、固形分が多量であるために処理効率に影響が出ることが懸念される場合には、接触工程の前に固形分除去工程を行うことが好ましい。
【００７９】
上記固形分除去工程は、処理対象水に含まれる固形分を除去することができればその除去方法は特に制限されず、濾過等の、固形分の除去に通常用いられる方法を適用することができる。
【実施例】
【００８０】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８１】
以下の実施例及び参考例における各測定は、次のようにして行った。
（セシウム濃度）
処理対象水、処理水のセシウム濃度は、キャンベラジャパン社製ゲルマニウム検出器付放射線測定装置（検出限界：１Ｂｑ／Ｌ）を使用して、「放射能測定法シリーズ  ７  ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー」（文部科学省  平成４年改訂）に準拠して測定した。
【００８２】
（製造例１）
傾胴型重力式ミキサー（容量１１０Ｌ）に、急速濾過用砂（トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．６ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２．８ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）及び水酸化マグネシウムの粉末（キシダ化学社製、「平均粒子径：３．５μｍ」（以下、「水酸化マグネシウム粉末」という。））の合計１００質量部当たり、急速濾過用砂を９５質量部、水酸化マグネシウム粉末を５質量部の割合で投入し、３分間混合を行って、処理剤を得た。
【００８３】
（製造例２）
傾胴型重力式ミキサー（容量１１０Ｌ）に、急速濾過用砂（トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．６ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２．８ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）及びリン酸水素カルシウム二水和物の粉末（太平化学産業社製、「平均粒子径：５４μｍ」（以下、「ＤＣＰＤ」という。））の合計１００質量部当たり、急速濾過用砂を９０質量部、ＤＣＰＤを１０質量部の割合で投入し、３分間混合を行って、ＤＣＰＤ処理剤を得た。
【００８４】
（作製例１）
製造例１で得られた処理剤と下記に示す砂を用いて、反応槽を作製した。
【００８５】
第一の砂（急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．５ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）
第二の砂（急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．５ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）
第三の砂（急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：１ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２．８ｍｍ以下、最小径０．５ｍｍ以上」）
【００８６】
反応槽として、充填容積２９５ｃｍ３、内径５ｃｍ、高さ５０ｃｍのアクリル製容器を用いた。この反応槽では、処理対象水が反応槽を通過して得られる処理水は排水口から排出される。
【００８７】
上記反応槽に、第三の砂、第二の砂、処理剤（３２５ｇ）、及び、第一の砂をこの順に投入し、図１に示す反応槽を得た。反応槽１０には上部から順に、第一の砂層１１（１ｃｍ）、処理剤層１２（１５ｃｍ）、第二の砂層１３（５ｃｍ）、及び、第三の砂層１４（５ｃｍ）が設けられている。
【００８８】
（実施例１）
作製例１の反応槽に、セシウム濃度５３Ｂｑ／Ｌ（セシウム１３７：３４Ｂｑ／Ｌ、セシウム１３４：１９Ｂｑ／Ｌ）の処理対象水３０００ｍＬを、通水速度１３．５ｍＬ／分で投入し、処理対象水を処理した。反応槽から排出された処理水を一部採取し、そのセシウム濃度を測定したところ、１６．９Ｂｑ／Ｌ（セシウム１３７：１１Ｂｑ／Ｌ、セシウム１３４：５．９Ｂｑ／Ｌ）であった。
【００８９】
（作製例２）
製造例１で得られた処理剤の代わりに製造例２で得られたＤＣＰＤ処理剤を用いた以外は、作製例１と同様にして反応槽を作製した。
【００９０】
（参考例１）
作製例２の反応槽に、セシウム濃度５３Ｂｑ／Ｌ（セシウム１３７：３４Ｂｑ／Ｌ、セシウム１３４：１９Ｂｑ／Ｌ）の処理対象水３０００ｍＬを、通水速度１３．５ｍＬ／分で投入し、処理対象水を処理した。反応槽から排出された処理水を一部採取し、そのセシウム濃度を測定したところ、１８．５Ｂｑ／Ｌ（セシウム１３７：１２Ｂｑ／Ｌ、セシウム１３４：６．５Ｂｑ／Ｌ）であった。
【００９１】
（作製例３）
製造例２で得られたＤＣＰＤ処理剤と下記に示す砂及び砂利を用いて、反応槽を作製した。
【００９２】
第一の砂（急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．５ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）
第二の砂（急速濾過用砂、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−１：２００６規格品、有効径：０．５ｍｍ、均等係数：１．５以下、最大径２ｍｍ以下、最小径０．３ｍｍ以上」）
砂利（濾過用砂利、トーケミ社製、「日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ａ１０３−４：２００６規格品、粒度：４〜８ｍｍ、粒度内％：８５％以上」）
【００９３】
反応槽として、充填容積２９５ｃｍ３、内径５ｃｍ、高さ５０ｃｍのアクリル製容器を用いた。この反応槽では、処理対象水が反応槽を通過して得られる処理水は排水口から排出される。
【００９４】
上記反応槽に、砂利、第二の砂、ＤＣＰＤ処理剤（４２５ｇ）、及び、第一の砂をこの順に投入し、図２に示す反応槽を得た。反応槽２０には上部から順に、第一の砂層２１（１ｃｍ）、ＤＣＰＤ処理剤層２２（１５ｃｍ）、第二の砂層２３（５ｃｍ）、及び、砂利層２４（５ｃｍ）が設けられている。
【００９５】
（参考例２）
作製例３の反応槽に、セシウム濃度１８．５Ｂｑ／Ｌ（セシウム１３７：１１Ｂｑ／Ｌ、セシウム１３４：７．５Ｂｑ／Ｌ）、濁度６４０度の処理対象水３０００ｍＬを、通水速度１２．５ｍＬ／分で投入し、処理対象水を処理した。反応槽から排出された処理水を一部採取し、そのセシウム濃度を測定したところ、セシウム１３７、セシウム１３４とも検出されなかった。
【００９６】
実施例１及び参考例１の結果から、本発明における処理剤を用いることで、ＤＣＰＤ処理剤と同等のセシウム除去効果を得ることができることが分かった。そして、参考例２の結果から、実施例１及び参考例１で処理した処理対象水よりもセシウム濃度の低い処理対象水を、ＤＣＰＤ処理剤を用いて処理した場合には、検出限界以下までセシウムを除去できることが分かった。これらのことから、本発明における処理剤を用いたセシウム除去方法においても、セシウム濃度の低い処理対象水を処理した場合には、検出限界以下までセシウムを除去することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明のセシウム除去方法は、上記構成よりなるものであるため、セシウムを含有する排水等の処理、浄化等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０：反応槽
１１：第一の砂層
１２：処理剤層
１３：第二の砂層
１４：第三の砂層
１５：排水口
２０：反応槽
２１：第一の砂層
２２：ＤＣＰＤ処理剤層
２３：第二の砂層
２４：砂利層
２５：排水口
【図１】
2015040833.tif 000002
【図２】
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