(57)【要約】【課題】大量の砂礫を効率良く除染する。【解決手段】砂礫除染設備は、筒状でその内外を貫通する貫通孔２１ａが複数形成され、処理対象となる砂礫が内部に投入される筒体２１と、筒体２１を軸周りに回動させる回動機構２２と、筒体２１の周囲を囲い、筒体２１の少なくとも下部を浸すように酸性またはアルカリ性の洗浄液を貯留する洗浄液槽２３と、を備えるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状でその内外を貫通する貫通孔が複数形成され、処理対象となる砂礫が内部に投入される筒体と、
前記筒体を軸周りに回動させる回動機構と、
前記筒体の周囲を囲い、前記筒体の少なくとも下部を浸すように酸性またはアルカリ性の洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
を備えることを特徴とする砂礫除染設備。
【請求項２】
前記筒体内の前記砂礫に前記洗浄液を吹き付ける洗浄液吹き付け手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の砂礫除染設備。
【請求項３】
前記洗浄液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の砂礫除染設備。
【請求項４】
前記洗浄液中に気泡を生じさせる起泡剤を添加することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の砂礫除染設備。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の砂礫除染設備における砂礫除染方法であって、
前記筒体内に砂礫を投入する工程と、
前記筒体を前記回動機構により回動させつつ、前記砂礫に前記洗浄液を接触させる工程と、
を備えることを特徴とする砂礫除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能に汚染された土砂や瓦礫を除染するための砂礫除染設備、砂礫除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射能による汚染部位を除染するため、地表面の土砂や瓦礫（以下、これらを砂礫と称する）等を除去することが行われている。しかし、除去された砂礫は、放射能により汚染されているため、処分に難儀しているのは周知のとおりである。
【０００３】
そこで、回収した砂礫を除染することが検討されている。
特許文献１には、土壌から掬い取って採取した表層土を７００℃以上で１時間加熱して、気化したセシウムを捕捉手段に吸着させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４７６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたような構成においては、表層土を７００℃以上で１時間かけて加熱処理しなければならず、作業に時間がかかる。このため、大量の砂礫を処理するのは現実的ではない。
そこでなされた本発明の目的は、大量の砂礫を効率良く除染することのできる砂礫除染設備、砂礫除染方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の砂礫除染設備は、筒状でその内外を貫通する貫通孔が複数形成され、処理対象となる砂礫が内部に投入される筒体と、前記筒体を軸周りに回動させる回動機構と、前記筒体の周囲を囲い、前記筒体の少なくとも下部を浸すように酸性またはアルカリ性の洗浄液を貯留する洗浄液槽と、を備えることを特徴とする。
これにより、筒体を回動機構により軸周りに回動させると、筒体内の砂礫が洗浄液と接触しながら撹拌される。すると、砂礫の表面に付着した微粒子分が砂礫から分離して洗い流され、筒体の貫通孔から筒体外に排出される。このようにして、砂礫を洗浄し、微粒子分と篩分けすることで、筒体内に残留する砂礫を短時間で除染することができる。
このとき、洗浄液に、水ではなく酸性またはアルカリ性のものを用いることで、その洗浄効果がさらに高まる。
【０００７】
また、本発明の砂礫除染設備は、前記筒体内の前記砂礫に前記洗浄液を吹き付ける洗浄液吹き付け手段をさらに備えるようにしてもよい。
これにより、砂礫の表面に付着した微粒子分を、より効率良く砂礫から分離させることができる。
【０００８】
また、本発明の砂礫除染設備は、前記洗浄液を加熱する加熱手段をさらに備えるようにしてもよい。
これにより、酸性またはアルカリ性の洗浄液による洗浄効果が高まる。
【０００９】
また、本発明の砂礫除染設備は、前記洗浄液中に気泡を生じさせる起泡剤を添加するようにしてもよい。
これにより、砂礫表面からの微粒子分の分離を、より効率良く行うことができる。また、微粒子分が洗浄液中に洗い流された後には、洗浄液中の気泡とともに微粒子分が浮上するため、洗浄液の液面付近の表層部から微粒子分を回収しやすくなる。
【００１０】
本発明は、上記したような砂礫除染設備における砂礫除染方法であって、前記筒体内に砂礫を投入する工程と、前記筒体を前記回動機構により回動させつつ、前記砂礫に前記洗浄液を接触させる工程と、を備えることを特徴とする。
これにより、筒体内の砂礫が洗浄液と接触しながら撹拌される。すると、砂礫の表面に付着した微粒子分が砂礫から分離して洗い流され、筒体の貫通孔から筒体外に排出される。このようにして、砂礫を洗浄し、微粒子分と篩分けすることで、筒体内に残留する砂礫を短時間で除染することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大量の砂礫を効率良く除染することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる砂礫除染設備の全体構成を示す図である。
【図２】砂礫除染設備を構成する洗浄・分級装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示した洗浄・分級装置の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明による砂礫除染設備を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。
図１は、本実施形態にかかる砂礫除染設備１０の全体構成を示す図、図２は、砂礫除染設備１０を構成する洗浄・分級装置２０を示す斜視図、図３は、図２に示した洗浄・分級装置２０の側断面図である。
図１に示す砂礫除染設備１０は、砂礫の表面に付着している微粒子分を取り除くことで砂礫の除染処理を行うものであり、洗浄・分級装置２０と、洗浄液供給部３０と、微粒子分回収部４０と、廃洗浄液処理部５０と、を備えている。
【００１４】
図２、図３に示すように、洗浄・分級装置２０は、砂礫の洗浄および分級を行うもので、円筒状の周面に内外を貫通する多数の貫通孔２１ａが形成された筒体２１と、筒体２１を回動可能に支持する複数のローラ（回動機構）２２と、筒体２１の周囲のうち少なくとも下部を囲うように設けられた洗浄液槽２３と、を備えている。
【００１５】
筒体２１に形成された貫通孔２１ａは、砂礫除染設備１０における処理対象となる砂礫のうち、取り除く微粒子の外径よりも大きく、かつ、処理後に取り出すべき砂礫の外径よりも小さくなるよう形成されている。ここで、貫通孔２１ａの形状については何ら問うものではなく、円形の他、多角形状等としてもよい。さらに、筒体２１をメッシュ状の材料で形成し、メッシュの開口を貫通孔２１ａとすることもできる。
【００１６】
筒体２１の中心軸Ｃ方向の両端部のそれぞれには、二個一対のローラ２２が、筒体２１の外径よりも小さな間隔をあけて配置されている。筒体２１は、両端部の二個一対のローラ２２，２２上に載置されている。各ローラ２２は、筒体２１の中心軸Ｃと平行な中心軸Ｄを有した円柱状または円筒状で、不図示のモータ等によって、中心軸Ｄ回りに回転駆動される。これら複数のローラ２２は、不図示の制御部の制御によって、等速度で同じ向きに回転駆動される。これによって、これら複数のローラ２２上に載置された筒体２１が、中心軸Ｃ回りに回転駆動される。ここで、筒体２１は、中心軸Ｃが水平方向に延びるように設けてもよいし、筒体２１の一端側２１ｂから他端側２１ｃに向けて、中心軸Ｃが傾斜するように設けてもよい。
【００１７】
図１に示すように、筒体２１の一端側２１ｂには、筒体２１の内方に除染対象となる砂礫を不図示のホッパ等から供給する砂礫供給シュート２４が設けられている。
また、筒体２１の他端側２１ｃには、筒体２１内の砂礫を排出する排出シュート２５が設けられている。
【００１８】
洗浄液槽２３は、洗浄液供給部３０から供給される洗浄液Ｌを貯留し、筒体２１の少なくとも下部が洗浄液Ｌ内に浸るようにする。
【００１９】
洗浄液供給部３０は、洗浄液Ｌを筒状の筒体２１の内側に供給する。ここで、洗浄液供給部３０は、洗浄液Ｌを、筒体２１内の砂礫に向けて噴射するように、噴射ノズル（洗浄液吹き付け手段）３１を備えるのが好ましい。また、洗浄液Ｌは、洗浄液槽２３内の洗浄液Ｌの一部をポンプ３２により吸い出して、噴射ノズル３１から噴射するよう、循環利用するのが好ましい。
【００２０】
ここで、洗浄液Ｌには、シュウ酸等の有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の溶液を用いるのが好ましい。また、洗浄液供給部３０は、洗浄効果を高めるために、洗浄液Ｌを加熱するヒータ等を加熱手段として備えるようにしてもよい。
【００２１】
さらに、洗浄液Ｌには、洗浄効果を高めるために、洗浄液Ｌを発泡させて洗浄液Ｌ中に気泡を生じさせる起泡剤を添加するのが好ましい。起泡剤としては、洗浄液Ｌがアルカリ性の場合には、例えば、エーテルカルボン酸系界面活性剤等を用いるのが好ましく、洗浄液Ｌが酸性の場合には、非イオン型界面活性剤等を用いるのが好ましい。
【００２２】
微粒子分回収部４０は、洗浄・分級装置２０において、洗浄液Ｌによって砂礫の表面から洗い流された微粒子分を回収するため、洗浄液槽２３内の洗浄液Ｌの液面付近の表層部に吸上ノズル４１が設けられている。この吸上ノズル４１には、不図示のポンプ等が接続されていて、洗浄液槽２３内の洗浄液Ｌとともに、表層部に浮遊している微粒子分を吸引して回収する。
この微粒子分回収部４０には、微粒子分のみを回収するために、微粒子分が混在した洗浄液Ｌをろ過するフィルタ等を設け、ろ過した洗浄液Ｌを洗浄液槽２３内で循環させるようにしてもよい。
【００２３】
廃洗浄液処理部５０は、洗浄液槽２３内の洗浄液Ｌの洗浄効果が落ちたときに、洗浄液槽２３内の洗浄液Ｌを抜き出し、廃棄のために必要な処理（中和処理）などを行う。放射性セシウムは、概ね、微粒子表面に存在しているので、この処理を実施する中で、凝集沈殿処理等を用いて微粒子を除去する。
この処理後には、水中に溶解した放射性セシウムは、十分に低い濃度（放流基準以下）になっているが、必要に応じてゼオライト等の吸着材を充填した充填槽を通過させる。
【００２４】
上記したような砂礫除染設備１０において、砂礫の除染処理を行うには、まず、砂礫供給シュート２４から、筒体２１の内部に除染対象となる砂礫を投入する。
そして、不図示のモータ等によって各ローラ２２を中心軸Ｄ回りに回転駆動させる。すると、複数のローラ２２上に載置された筒体２１が、中心軸Ｃ回りに回転駆動される。これにより、筒体２１内の砂礫は、回転する筒体２１の内周面との接触によって撹拌される。
洗浄液槽２３内には、筒体２１の少なくとも下部が浸るように洗浄液Ｌが貯留されており、さらに、噴射ノズル３１から洗浄液Ｌが筒体２１内の砂礫に向けて噴射される。
【００２５】
すると、砂礫は、洗浄液Ｌ中で撹拌されつつ、さらに噴射ノズル３１から洗浄液Ｌが吹き付けられることによって、砂礫の表面に付着した微粒子分が、砂礫の表面から離脱して洗浄液Ｌ中に洗い流される。
このとき、洗浄液Ｌが加熱され、さらに起泡剤の添加により洗浄液Ｌを発泡させることで、洗浄効果が高まる。
【００２６】
このようにして砂礫表面から離脱した微粒子分は、筒体２１に形成された多数の貫通孔２１ａを通り、筒体２１外に排出され、筒体２１の内側には、貫通孔２１ａの内径よりも大きな外径を有した砂礫が残る。このようにして砂礫と微粒子分のふるい分けがなされる。
【００２７】
洗浄液槽２３内において、洗浄液Ｌ中に混在した微粒子分は、洗浄液Ｌ中の気泡とともに、微粒子分が洗浄液Ｌの表層部に浮上していき、吸上ノズル４１から洗浄液Ｌとともに微粒子分回収部４０に回収される。
微粒子分回収部４０では、回収した洗浄液Ｌと微粒子分とをフィルタ等によって分離し、微粒子分を回収する。また、フィルタ等を経た洗浄液Ｌは、洗浄液槽２３内に戻される。
【００２８】
上記のようにして砂礫を洗浄して微粒子分を分離させると、筒体２１内に残った砂礫においては、放射能の線量が低下し、除染がなされる。除染後の砂礫は、筒体２１内から排出シュート２５により外部に排出する。
【００２９】
洗浄液Ｌを循環させながら洗浄を行うことで洗浄液Ｌの洗浄能力が低下したときには、洗浄液Ｌを洗浄液槽２３から抜き出して廃洗浄液処理部５０で回収する。そして、廃棄のために必要な処理（中和処理）などを行う。放射性セシウムは、概ね、微粒子表面に存在しているので、この処理を実施する中で、凝集沈殿処理等を用いて微粒子を除去する。この処理後には、水中に溶解した放射性セシウムは、十分に低い濃度（放流基準以下）になっているが、必要に応じてゼオライト等の吸着材を充填した充填槽を通過させる。
【００３０】
上述したように、砂礫除染設備１０によれば、筒体２１内で砂礫を撹拌しながら洗浄液Ｌに接触させることによって、砂礫の表面から微粒子分を洗い流し、砂礫を短時間で除染することができる。このとき、処理すべき砂礫の量に応じて、筒体２１の大きさ、洗浄液Ｌの量、噴射量等を適宜設定することで、大量の砂礫であっても効率良く除染を行うことができる。
また、除染後の砂礫は放射能の線量が低下しているため、その処分も容易に行うことができる。一方、砂礫の表面から洗い流した微粒子分は線量が高いものの、砂礫ごと処分する場合に比較すれば、その体積を大幅に小さくできるので、処分がしやすくなる。
【００３１】
また、洗浄液Ｌに、水ではなく酸性またはアルカリ性のものを用いることで、除染処理を効率良く行うことができる。
加えて、洗浄液Ｌを加熱したり、砂礫に噴射することで、除染処理をさらに効率良く行える。
さらに、洗浄液Ｌに起泡剤を添加して洗浄液Ｌを発泡させることでも、除染効果を高めることができる。
また、洗浄液Ｌを発泡させることで発生した洗浄液Ｌ中の気泡とともに、洗浄液Ｌ中の微粒子分を浮上させることができ、微粒子分の回収を効率良く行うことができる。
【００３２】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、洗浄液槽２３は筒体２１の下部のみを囲うように設けられているが、洗浄液槽２３を筒体２１の全体を囲うように設けて、筒体２１の全体が洗浄液に浸るようにしてもよい。
また、噴射ノズル３１の構成や設置数等については、適宜変更してもよい。
【００３３】
加えて、洗浄液Ｌは、高い洗浄能力が発揮できるのであれば、上記に例示した以外のものを用いてもよい。
さらに、上記実施形態では、洗浄液Ｌに起泡剤を添加したが、洗浄液Ｌ中の微粒子分を浮上させて回収させるためであれば、例えば、洗浄液槽２３の底部から洗浄液Ｌ中に空気を送り込むことによって、洗浄液Ｌ中に気泡を生じさせてもよい。
【００３４】
また、筒体２１に形成した貫通孔２１ａの径は、ふるい分けしたい微粒子分の径に応じて適宜設定すれば良い。
さらに、上述した実施形態においては、筒体２１を円筒状としたが、筒状であればよく、円筒状に限られるものではない。
【００３５】
さらに、上記したような砂礫除染設備１０は、トラックやトレーラの荷台上に搭載し、移動可能とすることもできる。これにより、機動力が高まり、様々な場所で除染作業を行うことができる。
また、上記実施形態では、洗浄液Ｌを循環させながら除染処理を行い、洗浄液Ｌの洗浄能力が落ちたときに洗浄液Ｌを回収するようにしたが、大規模な砂礫除染設備１０等においては、洗浄液Ｌによる除染処理を行いながら、常に新たな洗浄液Ｌを外部から供給しつつ、洗浄液槽２３から洗浄液Ｌの一部を回収するようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  砂礫除染設備
２０  洗浄・分級装置
２１  筒体
２１ａ  貫通孔
２２  ローラ（回動機構）
２３  洗浄液槽
３０  洗浄液供給部
３１  噴射ノズル（洗浄液吹き付け手段）
４０  微粒子分回収部
４１  ノズル
５０  廃洗浄液処理部
Ｌ  洗浄液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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