(57)【要約】【課題】ウランと窒素化合物とが共存する廃水であっても、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止し、窒素化合物を好適に処理するようにした廃水の処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】微量のウランと窒素化合物とが共存する廃水の処理方法において、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう前段で、上記廃水に炭酸塩を添加し、溶存するウランを錯化することにより、上記生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止することとした。【選択図】　　　　　　　　図１
2004045312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微量のウランと窒素化合物とが共存する廃水の処理方法において、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう前段で、上記廃水に炭酸塩を添加し、溶存するウランを錯化することにより、上記生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止するようにしたことを特徴とする廃水の処理方法。
【請求項２】
処理中の上記廃水のｐＨを７〜９に調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の廃水の処理方法。
【請求項３】
廃水中に添加する上記炭酸塩によって、廃水中に含まれるＣａを除去することを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃水の処理方法。
【請求項４】
炭酸塩として、ＮａＨＣＯ３及びＮａ２ＣＯ３のうちの少なくとも一を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃水の処理方法。
【請求項５】
微量のウランと窒素化合物とが共存する廃水の処理装置であって、上記廃水に炭酸塩を添加するための炭酸塩供給装置と、炭酸塩供給後の廃水を生物学的に処理する廃水処理装置とを含むことを特徴とする廃水の処理装置。
【請求項６】
炭酸塩が供給された廃水を攪拌するための攪拌装置をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の廃水の処理装置。
【請求項７】
廃水中のＣａに起因して生じたＣａＣＯ３を除去するための沈殿装置をさらに含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の廃水の処理装置。
【請求項８】
廃水のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置を設けたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の廃水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料の製造の転換工程からは、ウランと窒素化合物を含んだ廃液が排出される。従来、廃液中のウランのみを排出基準以下の放射能レベルに処理した後放流することが一般的である。
ここで、核燃料の製造工程では、ウランの溶解又は洗浄等に硝酸を使用している。また、アンモニアもその過程において発生する。このため、廃液中には、ウラン以外にアンモニアや硝酸性窒素すなわち窒素化合物が共存する。富栄養化防止の観点からは、このような窒素化合物についても除去を行なうべきである。
【０００３】
窒素化合物の除去を、効率的、経済的に行なう方法として、生物学的な硝化脱窒法を挙げることができる。
しかし、ウランは微生物と親和性が高いため、処理槽内の汚泥に取り込まれ、槽内のウラン（放射能）濃度が上昇してしまうおそれがある。
また、ウランを生物処理前段で除去する手法も考えられる。しかし、このようにする場合、ウランの濃度が非常に薄いために、効率的に除去するのは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に対して、ウランと窒素化合物とが共存する廃水であっても、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止し、窒素化合物を好適に処理するようにした廃水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る処理方法は、微量のウランと窒素化合物とが共存する廃水の処理方法において、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう前段で、上記廃水に炭酸塩を添加し、溶存するウランを錯化することにより、上記生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止するようにしたことを特徴とする。本発明に係る廃水の処理方法では、処理中の上記廃水のｐＨを７〜９に調整することが好適である。
【０００６】
本発明に係る廃水の処理方法では、廃水中に添加する上記炭酸塩によって、廃水中に含まれるＣａを同時に除去することが好適である。炭酸塩としては、ＮａＨＣＯ３及びＮａ２ＣＯ３のうちの少なくとも一を使用することが好適である。
【０００７】
本発明は、別の側面において、廃水の処理装置であり、微量のウランと窒素化合物とが共存する廃水の処理装置であって、上記廃水に炭酸塩を添加するための炭酸塩供給装置と、炭酸塩供給後の廃水を生物学的に処理する廃水処理装置とを含むことを特徴とする。本発明に係る廃水の処理装置は、炭酸塩が供給された廃水を攪拌するための攪拌装置をさらに含むことが好適である。
そして、本発明に係る廃水の処理装置は、その実施の形態として、廃水中のＣａに起因して生じたＣａＣＯ３を除去するための沈殿装置をさらに含むことが好適である。また、本発明に係る廃水の処理装置は、廃水のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置を設けることが好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係る廃水の処理方法及び処理装置をさらに詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る廃水の処理方法を実施するための処理装置について、その一実施の形態を示す。
本実施の形態に係る処理装置は、主要な構成機器として、攪拌槽１００、硝化槽２００、脱窒槽３００、沈殿槽４００を含む。さらに、図示を省略しているが、炭酸塩供給装置も含む。
炭酸塩供給装置は、炭酸塩を廃水に供給するための装置であり、好適には定量供給装置等で構成する。供給する炭酸塩としては、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３等が好適である。炭酸塩は、単独でも、又複数のものを組み合わせて用いることもできる。
上記攪拌槽１００は、炭酸塩を供給された廃水を攪拌するための攪拌装置である。一般的には、適宜の攪拌手段を備えたタンクである。
【００１０】
硝化槽２００は、一般的には、廃水に空気を接触させて、酸素を供給して好気性微生物による窒素化合物の酸化を促す硝化装置である。
【００１１】
脱窒槽３００は、嫌気性の菌である脱窒菌の作用によって、脱窒素反応を起こさせ、亜硝酸イオン（ＮＯ２−）と硝酸イオン（ＮＯ３−）を窒素ガス（Ｎ２）に変化させる。
硝化槽２００と脱窒槽３００とで生物学的な処理装置を構成する。
【００１２】
沈殿槽４００は、生物学的処理では、微生物体が汚泥となって蓄積するため、汚泥の発生を伴う。沈殿槽４００は、このような汚泥分を凝集沈殿させるための装置である。
【００１３】
次いで、以上の主要な構成機器を含む本実施の形態に係る廃水の処理装置を用いた廃水の処理方法を、詳細に説明する。
まず、廃水の原水を攪拌槽１００に導入する。本実施の形態では、廃水の原水中に、ウラン及び窒素化合物が共存する。ここで、図示しない炭酸塩供給装置から攪拌槽１００に炭酸塩を投入する。攪拌槽１００では、微量ウラン（ＵＯ２２＋あるいはＵＯ２ＯＨ＋など）を含有する廃水に炭酸塩を添加し、攪拌操作によって溶存するウランを、例えば、ＵＯ２（ＣＯ３）３４−に変換する（錯化する）。このように錯化したウランは、菌体内に蓄積しないことを本発明者らは見出している。
炭酸塩の添加量は、廃水１リットル当たり５００〜１０００ｍｇが好適である。
【００１４】
攪拌槽１００からの廃水は、硝化槽２００でさらに処理される。本実施の形態の処理装置では、廃水に空気を接触させることにより、廃水中のアンモニウムイオン（ＮＨ４＋）を亜硝酸イオン（ＮＯ２−）に酸化し、亜硝酸イオン（ＮＯ２−）を硝酸イオン（ＮＯ３−）に酸化する。
すなわち、以下の機序で反応が起こる。
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２→ＮＯ２−＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ　　　　　　　　（１）
ＮＯ２−＋１／２Ｏ２→ＮＯ３−　　　　　　　　　　　　　　　（２）
化学反応式（１）は、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）が亜硝酸イオン（ＮＯ２−）へ化学変化することを表し、化学反応式（２）は、亜硝酸イオン（ＮＯ２−）が硝酸イオン（ＮＯ３−）へ化学変化することを表す。
【００１５】
このような硝化反応は、硝化槽２００中の硝化菌によって行なわれる。廃水中の微量ウランは、予めＵＯ２（ＣＯ３）３４−に錯化されているので、このような微生物中に蓄積することはない。
【００１６】
硝化槽２００で硝化処理を受けた廃水は、さらに脱窒槽３００に送られる。脱窒槽３００では、さらに、脱窒菌の作用によって化学反応式（３）と化学反応式（４）によって表される脱窒素反応が、起こる。脱窒素反応では、亜硝酸イオン（ＮＯ２−）と硝酸イオン（ＮＯ３−）が窒素ガス（Ｎ２）に化学変化し、脱窒素される。
【００１７】
２ＮＯ２−＋３Ｈ２→Ｎ２＋２ＯＨ−＋２Ｈ２Ｏ　　（３）
２ＮＯ３−＋５Ｈ２→Ｎ２＋２ＯＨ−＋４Ｈ２Ｏ　　（４）
なお、脱窒菌（ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｅｒ）の例としては、Ｐｓｕｅｄｏｍｏｎａｓ属、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ属、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｏｒ属などの微生物が挙げられる。化学反応式（３）、（４）の左辺に示す水素（Ｈ２）源は、廃水中の有機物に起因する。このような有機物が十分でない場合には、メタノール等を添加する。
廃水中の微量ウランは、予めＵＯ２（ＣＯ３）３４−に錯化されているので、このような脱窒菌中にも蓄積することはない。
【００１８】
なお、廃水中の有機物を補うためにメタノール等を添加するときには、脱窒槽３００と、沈殿槽４００との間に再曝気槽（図示せず）を設け、メタノール等を除去するための曝気処理を行なう。硝化槽２００での硝化に当たっては、前述したように、空気を送り込む曝気処理を行なうため、このような処理槽を再曝気槽と呼ぶ。
【００１９】
脱窒槽３００での脱窒処理を行なった廃水は、沈殿槽４００に送る。
上記のような硝化槽２００及び脱窒槽３００を用いた生物学的処理では、微生物繁殖のために、水溶性栄養源が消費される結果として、水相が浄化され、その代わり微生物体が汚泥となって蓄積するため、必ず汚泥の発生が伴う。これを余剰汚泥という。
沈殿槽４００では、自然沈降により汚泥成分を沈殿させる。さらに、この汚泥成分を脱水し、固形分は、余剰汚泥として取り出す。この際、上記したことから、余剰汚泥中には、ウランは蓄積しておらず、特別の管理区域で処理するといったことは不要である。水分は、硝化槽２００に戻す。
沈殿槽４００から直接取り出される処理水は、排出基準以下に管理して、排出する。
【００２０】
本実施の形態に係る廃水の処理を行なう間、処理装置の系内のｐＨは、７〜９に保つことが好適である。ｐＨの調整は、ｐＨ調整剤を用いる。好適には、攪拌槽１００、硝化槽２００、脱窒槽３００の各々にｐＨコントローラーを設け、これらでのｐＨを８又はその近傍に維持することが好適である。
【００２１】
図２は、本発明に係る廃水の処理装置について、他の実施の形態を示す。本実施の形態に係る廃水の処理装置は、主要な構成機器として、攪拌槽１００、硝化槽２００、脱窒槽３００、沈殿槽４００を含む点で、図１の実施の形態と共通する。また、図１について説明した内容は、当業者に理解されるように、この図２の実施の形態にも適用される。本実施の形態の特徴部分は、第２の沈殿槽５００を攪拌槽１００の下流に設けた点にある。
この実施の形態では、攪拌槽１００で、ウランの錯化だけでなく、含有するＣａ成分をＣａＣＯ３として凝集させるために炭酸塩を加える。
攪拌槽１００で形成されたＣａＣＯ３は、沈殿槽５００で沈降分離され、ＣａＣＯ３として取り出される。このようなカルシウム成分は、廃水中に存在すると、フロックを形成して配管のつまり等の原因となる。本実施の形態では、このようなことを予め防ぐことができる。
【００２２】
他の実施の形態
本発明に係る廃水の処理方法及び処理装置は、上記の実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明な修飾・変更・付加は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記した図１、図２の実施の形態では言及されていない、膜分離装置、高度処理装置等を含む装置構成とした場合も、本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
【発明の効果】
上記したところから明らかなように、本発明によれば、ウランと窒素化合物とが共存する廃水であっても、上記窒素化合物を生物学的な廃水処理を行なう間にウランが濃縮されることを防止し、窒素化合物を好適に処理するようにした廃水の処理方法及び処理装置が提供される。
また、本発明で、添加する炭酸塩によって廃水中のＣａ成分を除去するようにすれば、フロックの形成による配管のつまりも予め防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃水の処理装置の一実施の形態を説明する概念図である。
【符号の説明】
１００　　　　　　　　攪拌槽
２００　　　　　　　　硝化槽
３００　　　　　　　　脱窒槽
４００　　　　　　　　沈殿槽
５００　　　　　　　　沈殿槽
【図１】
2004045312.tif 000003