(57)【要約】【課題】固化体の劣化に影響を及ぼす可能性のある硫酸イオンを放射性廃液から除去して、固化体の安定的な保管を可能とする放射性廃液処理方法および放射性廃液処理装置を提供する。【解決手段】硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液からニッケルまたは鉄の少なくともいずれかを除去した廃液を硫酸還元菌で処理する。ニッケル、鉄等は原子炉の配管等から溶出することで放射性廃液に含まれる。これらの夾雑元素の量を低減することで、硫酸還元菌による硫酸イオンの削減が行える。この結果、コンクリートによる固化を行った際に、この固化体を安定した状態で保管することが可能となる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液からニッケルまたは鉄の少なくともいずれかを除去する夾雑元素除去工程と、
前記夾雑元素除去工程で前記ニッケルまたは鉄の少なくともいずれかが除去された廃液を硫酸還元菌で処理する微生物処理工程と
を具備することを特徴とする放射性廃液処理方法。
【請求項２】
前記夾雑元素除去工程と前記微生物処理工程の間に、前記廃液に含まれる硫酸イオンの濃度が１０００ｐｐｍ以下になるように調節する硫酸濃度調節工程
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理方法。
【請求項３】
前記夾雑元素除去工程と前記微生物処理工程の間に、前記廃液に含まれる有機成分の量をＣＯＤｃｒ／ＳＯ４２――Ｓ比が７以上になるよう調節する有機成分量調節工程
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理方法。
【請求項４】
前記微生物処理工程が、前記硫酸還元菌により生成された硫化水素を前記廃液中から除去する硫化水素除去工程を含む
ことを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理方法。
【請求項５】
前記硫化水素除去工程において酸化鉄が用いられる
ことを特徴とする請求項４記載の放射性廃液処理方法。
【請求項６】
前記微生物処理工程で硫酸還元菌が処理した廃液に含まれる有機成分を分解する有機成分分解工程
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理方法。
【請求項７】
硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液からニッケルまたは鉄の少なくともいずれかを除去する夾雑元素除去手段と、
前記夾雑元素除去手段によって前記ニッケルまたは鉄の少なくともいずれかが除去された廃液に含まれる硫酸イオンの濃度を調節する硫酸濃度調節手段と、
前記夾雑元素除去手段によって前記夾雑元素が除去された廃液中の有機成分量を調節する有機成分量調節手段と、
前記硫酸濃度調節手段および前記有機成分量調節手段によって硫酸イオンの濃度および有機成分量が調節された廃液を蓄積し、硫酸還元菌で処理する微生物処理槽と、
前記微生物処理槽中の廃液から前記硫酸還元菌が生成した硫化水素を除去する硫化水素除去手段と、
を具備することを特徴とする放射性廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性廃液を処理する放射性廃液処理方法および放射性廃液処理装置に係り、特に硫酸ナトリウムを含有する放射性廃液を処理する放射性廃液処理方法および放射性廃液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所などの原子力施設では、水処理のためにイオン交換樹脂が用いられ、さらにこのイオン交換樹脂の処理に硫酸が用いられる。例えば、ＢＷＲ（沸騰水型原子炉）発電所では、復水器で生じた復水からのイオン成分の除去のためにイオン交換樹脂が用いられ、その再生等のために硫酸が用いられる。このため、高濃度の硫酸ナトリウム廃液が発生する。また、ＰＷＲ（加圧水型原子炉）発電所では、一次冷却水を処理したイオン交換樹脂から放射性核種を除去するために硫酸による洗浄が実施され、やはり高濃度の硫酸ナトリウム廃液が発生する。
これらの高濃度の硫酸ナトリウム廃液は、硫酸イオンが高濃度で含まれ、さらに放射性核種の濃度が高い（硫酸ナトリウム含有放射性廃液）。
現状では、硫酸ナトリウム含有放射性廃液は、原子力発電所などの原子力施設においてタンクに貯留して保管されている。
硫酸ナトリウム含有放射性廃液の貯留量の増大に伴い、この放射性廃液の最終処分の手段が検討されている。その手段の１つとして、放射性廃液をセメント等の固型化材で固化して、比較的深い深度での埋設を行うことが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放射性廃液が含有する硫酸イオンにより、コンクリートの膨張、あるいはひび割れが生じる可能性がある。即ち、硫酸イオンが固化体（コンクリート）の劣化に悪影響を及ぼし、保管施設の健全性を長期に確保することが困難となることが懸念される。
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、固化体の劣化に影響を及ぼす可能性のある硫酸イオンを放射性廃液から除去して、固化体の安定的な保管を可能とする放射性廃液処理方法および放射性廃液処理装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
Ａ．上記目的を達成するために本発明に係る放射性廃液処理方法は、硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液からニッケルまたは鉄の少なくともいずれかを除去する夾雑元素除去工程と、前記夾雑元素除去工程で前記ニッケルまたは鉄の少なくともいずれかが除去された廃液を硫酸還元菌で処理する微生物処理工程とを具備することを特徴とする。
夾雑元素であるニッケル、鉄等は、原子炉の配管等から溶出してイオン交換樹脂に吸着されることから、このイオン交換樹脂を硫酸で処理した放射性廃液に含まれる。これらの夾雑元素は、放射性を帯びており硫酸還元菌の生育に好ましくないことから、除去する必要がある。のみならず、放射性を帯びていないニッケル、鉄であっても、その量がある程度以上多くなると硫酸還元菌の生育の障害となる可能性があるためその除去を図る必要がある。
夾雑元素の量を低減することで、硫酸還元菌を用いた微生物処理による硫酸イオンの削減が行える。廃液中の硫酸イオンが低減される結果、廃液をコンクリートで固化した固化体を安定した状態で保管することが可能となる。
【０００５】
（１）ここで、前記夾雑元素除去工程と前記微生物処理工程の間に、前記廃液に含まれる硫酸イオンの濃度が１０００ｐｐｍ以下になるように調節する硫酸濃度調節工程、または前記廃液に含まれる有機成分の量をＣＯＤｃｒ／ＳＯ４２――Ｓ比が７以上になるよう調節する有機成分量調節工程をさらに具備してもよい。
硫酸還元菌による硫酸イオンの分解を促進するためには、硫酸イオンの濃度をある程度抑えたり、硫酸イオンの量に対する有機物の量を多く（化学的酸素要求量をある程度高く）したりすることが好ましいからである。
これら２つの工程の双方を行う場合には、硫酸濃度調節工程、有機成分量調節工程の順に行うことができる。このようにすることで、調整後の硫酸イオンの濃度を確認（測定）して、確認された硫酸イオンの濃度に応じて有機物量の調節を行うことができる。但し、順番はこれに限られることなく、例えばこの２つの工程を同時並行的に行うこともできる。
【０００６】
（２）前記微生物処理工程が、前記硫酸還元菌によって生成された硫化水素を前記廃液中から除去する硫化水素除去工程を含んでいてもよい。
硫酸還元菌によって生成された硫化水素が処理中の廃液に蓄積されてゆくと、硫酸還元菌による硫酸イオンの分解速度の低下が生じる可能性がある。
この前記硫化水素除去工程において、酸化鉄を用いることができる。
酸化鉄を用いて、硫化水素を硫化鉄にして除去することができる。
【０００７】
（３）放射性廃液処理方法が、前記微生物処理工程で硫酸還元菌が処理した廃液に含まれる有機成分を分解する有機成分分解工程をさらに具備してもよい。
微生物処理工程で硫酸還元菌により処理された廃液には、一般に有機成分が含まれる。この有機成分は無機成分に比して固化したときに固化体から遊離する可能性が大きく、固化体の安定的な保管に影響を及ぼす可能性がある。
【０００８】
Ｂ．本発明に係る放射性廃液処理装置は、硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液からニッケルまたは鉄の少なくともいずれかを除去する夾雑元素除去手段と、前記夾雑元素除去手段によって前記ニッケルまたは鉄の少なくともいずれかが除去された廃液に含まれる硫酸イオンの濃度を調節する硫酸濃度調節手段と、前記夾雑元素除去手段によって前記夾雑元素が除去された廃液中の有機成分量を調節する有機成分量調節手段と、前記硫酸濃度調節手段および前記有機成分量調節手段によって硫酸イオンの濃度および有機成分量が調節された廃液を蓄積し、硫酸還元菌で処理する微生物処理槽と、前記微生物処理槽中の廃液から前記硫酸還元菌が生成した硫化水素を除去する硫化水素除去手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
硫酸ナトリウムを含有する放射性の廃液に対して、夾雑元素の量の低減、硫酸イオンの量の調節、有機成分量の調節を行う。この結果、廃液を微生物処理槽で硫酸還元菌を用いて効率よく微生物処理することが可能となる。さらに、硫酸還元菌が生成した硫化水素を硫化水素除去手段によって除去することで、硫酸還元菌による処理をさらに効率的に行うことが可能となる。
このように廃液を硫酸還元菌による微生物処理を行うことで、硫酸イオンの削減が効率よく行える。この結果、コンクリートによる固化を行った際に、この固化体を安定した状態で保管することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、発明の実施形態における基本的な考え方を述べる。
本発明の実施形態で示す放射性廃液処理方法、放射性廃液処理装置では、微生物処理を用いて廃液中からの硫酸イオンの低減を図っている。
この微生物処理には嫌気性汚泥（その中の酸素が欠乏した状態にある汚泥）中で生育している嫌気性の細菌（微生物）を利用することができる。
一般に嫌気性汚泥中には多数の嫌気性微生物が含有されるが、このうち、比較的優勢な菌種としてメタン発酵菌、硫酸還元菌、あるいは硝酸還元菌がある。これらの菌のうち、硫酸還元菌による硫酸還元（脱硫）反応は以下の▲１▼式で表される。
ＳＯ４２−＋　４Ｈ２→　Ｓ２−＋　４Ｈ２Ｏ　・・・・・・・　▲１▼
すなわち、硫酸還元菌による微生物反応を利用することで、廃液中の硫酸イオンＳＯ４２−をＳ２−の形で除去することが可能となる。硫酸イオンの分解に伴って発生するＳ２−は、硫酸還元菌等の微生物の代謝過程で発生するＨ２と結合し、硫化水素Ｈ２Ｓの形で放出されるのが一般的である。
硫酸還元菌（硫酸塩還元細菌ともいう）は、硫酸イオンを還元する細菌の一般的な名称であり、複数種の細菌が知られている。以下の実施形態において利用する硫酸還元菌は、単一種から構成されても良いし、複数種の細菌が集合した細菌群から構成されても差し支えない。
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る放射性廃液処理装置１００を表す模式図である。
放射性廃液処理装置１００は、原子力発電所等の水処理に使用されるイオン交換樹脂の再生、あるいは洗浄により発生する硫酸ナトリウム含有放射性廃液から硫酸イオンの除去を行う装置である。
本実施例で示す放射性廃液処理装置１００はいわゆるバッチ式の処理装置であり、基本的には所定の量の放射性廃液を一度に処理することを予定している。なお、連続的な処理を行う連続式の処理装置については第２の実施形態で述べる。
【００１２】
放射性廃液処理装置１００は、夾雑元素除去装置１１０，硫酸濃度調節装置１２０，有機成分量調節装置１３０，嫌気性汚泥投入装置１４０，微生物処理槽１５０，湿分除去装置１６０，硫化水素除去装置１７０，汚泥除去装置１８０、有機成分分解装置１９０から構成される。
そして、微生物処理槽１５０は、上方の気体からなる気相部１５１，下方の液体（汚泥等を含んだ廃液）からなる液相部１５２に区分され、全体が気密に封止されている。また、気泡発生器１５５、回転翼１５６が設置されている。
【００１３】
夾雑元素除去装置１１０は、硫酸ナトリウム含有の放射性廃液から夾雑元素（ニッケル、鉄）を除去する装置である。
硫酸ナトリウム含有廃液中の主要な夾雑元素であるニッケル、あるいは鉄は、廃液中の放射性核種として重要であり、放射能強度に寄与する割合も大きいだけでなく、それ自身が微生物に対して阻害作用を及ぼす可能性がある。
夾雑元素自体の存在が微生物処理槽１５０での硫酸イオンの分解に与える影響について説明する。一般に、生物の生育に対して、ニッケルの存在が障害となることが知られている。また、鉄は生物一般にとって必須元素ともいえるものであるが、その量によっては硫酸イオンの分解の障害となり得る可能性がある。
【００１４】
以上から、ニッケルイオン（場合により鉄イオンを含む）の除去が微生物処理槽１５０での微生物処理に先立ち必要なことが判る。
夾雑元素除去装置１１０による夾雑元素の除去により、ある程度の放射能の除去、あるいは夾雑元素それ自体による微生物活性の阻害を防止することが可能になる。
【００１５】
夾雑元素除去装置１１０は、具体的には沈殿方式、イオン交換方式のいずれかまたは双方を用いて構成することができる。
一般的には、硫酸ナトリウム含有の放射性廃液は酸性に傾いている場合が多い、このため廃液を酸性から中性に近づける（ＰＨを大きくする）ことで、廃液に溶け込んでいる夾雑元素が析出する。即ち、沈殿方式にあっては、廃液のＰＨを調節するＰＨ調節手段（廃液のＰＨを測定しながらアルカリ類（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア）を投入する。）および析出してきた夾雑元素を沈殿させる沈殿槽から構成できる。
また、イオン交換方式にあってはイオン交換樹脂を用いて廃液から夾雑元素を吸着する。
この２つを組み合わせて、例えば沈殿槽による沈殿処理後にイオン交換樹脂を用いた吸着によって夾雑元素を除去することもできる。
【００１６】
硫酸濃度調節装置１２０は、夾雑元素除去装置１１０によって夾雑元素が除去された廃液に含まれる硫酸イオンの濃度を調節する。
対象廃液中の硫酸ナトリウム濃度は非常に高く、ほぼ溶解限度いっぱいの２５％程度である。硫酸イオンの濃度が高すぎると微生物処理槽１５０での硫酸イオンの分解を阻害する可能性があるため硫酸濃度調節装置１２０によって硫酸イオンの濃度を調節する。
【００１７】
図２は、微生物処理前の廃液に含まれる硫酸イオン濃度（初期硫酸イオン濃度）が硫酸イオンの分解率に与える影響を表すグラフである。初期硫酸イオン濃度が５０００ｐｐｍ、２５００ｐｐｍでは硫酸イオンの分解が行われない（ほぼ０％）。これに対して、初期硫酸イオン濃度が１０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍそれぞれで、硫酸イオンの分解率が１０％、４８％となっている。即ち、硫酸イオンの分解がある程度進行するのは、初期硫酸イオン濃度が約１，０００　ｐｐｍ以下（より好ましくは５００ｐｐｍ以下）の場合であることがわかる。
このため、微生物処理槽１５０での微生物処理に先立ち、硫酸濃度調節装置１２０により初期硫酸イオン濃度を１，０００ｐｐｍ以下に調節することが望ましい。硫酸濃度調節装置１２０は、廃液に含まれる硫酸イオンの濃度を測定し、廃液を希釈用溶液で適宜に希釈する。
この希釈用溶液としては、単なる水でも良いが、微生物を育成する養分が含まれた液体培地を用いるのが効率的である。希釈用溶液に用いる液体培地には、硫酸還元菌用の液体培地として一般に知られている培地を改変したものを用いることができる。表１に、希釈用溶液に用いる液体培地の組成の一例を示す。
【表１】
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【００１８】
ここで、表１に示した液体培地中に含まれるリン酸水素２カリウムはその緩衝作用によって、微生物処理槽１５０中のｐＨ上昇の抑止が可能である。後に第２の実施形態で述べるように、硫酸イオンの分解により水素イオンまたは水素が消費され、微生物処理槽１５０中のＰＨが上昇することが考えられる。このとき、リン酸水素２カリウムがアルカリ側に傾こうとする廃液のＰＨを一定に保とうとする。この結果、廃液のＰＨが微生物処理に適した範囲に維持される。即ち、緩衝性のある薬剤を用いることで、微生物処理槽１５０中のＰＨの積極的な調節を不要としている。
【００１９】
有機成分量調節装置１３０は、硫酸濃度調節装置１２０によって硫酸イオンの濃度が調節された廃液中の有機成分量を調節する装置である。
硫酸濃度調節装置１２０によって硫酸イオン濃度が調節された廃液はこのままでは、硫酸イオンの分解する際の微生物の代謝に必要な有機成分が全て含まれているとは限らない。
ここで、廃液に含まれる硫酸イオンの割合が一定のときには、液体培地に必要な有機成分を全て含ませることが容易である（廃液の希釈の程度が一定なので、液体培地を廃液の希釈と硫酸イオンの分解に必要な有機成分の量の双方を考慮して、培地を調製しておけばよい）。
しかし、廃液に含まれる硫酸イオンの割合が変化し得ることを考慮すると、単一の液体培地のみで廃液の希釈と必要な有機成分の添加の双方を行うのは困難である。
このため、希釈用溶液としての液体培地の付加では不足する有機成分を別途添加することとしている。即ち、有機成分量調節装置１３０は廃液中の硫酸イオンを分解するに際して微生物の代謝に必要とされる有機成分（グルコース、乳酸等の多糖類、あるいはその中間分解物）を添加して、有機成分量を調節する。このときに必要な有機成分量はＣＯＤｃｒ／ＳＯ４２――Ｓ比によって表すことができる。
【００２０】
ＣＯＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｏｘｙｇｅｎ　ｄｅｍａｎｄの略）は、廃液中の有機物と反応する酸化剤の消費量を酸素当量に換算してｍｇ／Ｌあるいはｐｐｍ単位で表示したものであり，ＣＯＤｃｒは酸化剤として重クロム酸カリウムを使用した場合を示す。また、「ＳＯ４２――Ｓ」は廃液中に硫酸イオンの形で含まれる硫黄（Ｓ）元素の量を表わしたものであり、ＣＯＤと同様にｍｇ／Ｌあるいはｐｐｍ単位で表示される。即ち、「ＣＯＤｃｒ／ＳＯ４２――Ｓ比」は廃液中の硫酸イオンに対応して添加すべき有機成分の量を表す。
図３は、ＣＯＤＣｒ／ＳＯ４２−−Ｓ比（以下Ｃ／Ｓ比と略記）と硫酸イオンの分解率の関係を表すグラフである。Ｃ／Ｓ比が７以上で硫酸イオンの分解率が４０％を越えているのに対して、Ｃ／Ｓ比が５以下では７以下では硫酸イオンの分解率が２０％程度以下まで低下することが判る。
即ち、Ｃ／Ｓ比が７を下回ると活性の低下が懸念され、添加されるべき有機成分量がＣ／Ｓ比７以上を担保できることが望ましい。
以上から、有機成分量調節装置１３０はＣ／Ｓ比７以上を担保できる量の有機成分を廃液に添加する。
【００２１】
嫌気性汚泥投入装置１４０は、有機成分量調節装置１３０によって有機成分量が調節された廃液に硫酸還元菌を含む嫌気性汚泥を投入する。
嫌気性汚泥中の硫酸還元菌により廃液中の硫酸イオンが分解され硫化水素が生成される。
投入される嫌気性汚泥の量は、例えば容積比として廃液の約１／１０とすることができる。
ここで、廃液への硫酸還元菌の導入に際して、嫌気性汚泥が必ず必要とは限らない。例えば、嫌気性汚泥中から廃液の硫酸イオンの分解に適した細菌（または細菌群）を抽出、純粋培養して、この培養液を廃液に注入してもよい。但し、このような細菌の抽出は必ずしも必要ではなく、一般的な嫌気性汚泥をそのまま用いることができる。嫌気性汚泥一般には、硫酸還元菌のみならず、メタン発酵菌、硝酸還元菌など多様な細菌が繁殖しているが、後述するように廃液中の硫酸イオンにより硫酸還元菌以外の細菌の活動が抑制されるからである。
【００２２】
微生物処理槽１５０は、嫌気性汚泥投入装置１４０によって嫌気性汚泥が投入された廃液を蓄積し、硫酸還元菌で処理して硫酸イオンを分解する処理槽である。
微生物処理槽１５０の気相部１５１は不活性ガス（窒素ガス、あるいはアルゴンガス等）で封入されている。このため、液相部１５２も含めた微生物処理槽１５０全体が嫌気性雰囲気となっている。また、微生物処理槽１５０には図示しない加熱手段が備えられ、微生物の生育至適温度である例えば３７℃程度の温度に保たれている。
このように、微生物処理槽１５０内の廃液は嫌気性微生物の培養に適した雰囲気、温度に保たれることから、嫌気性細菌が繁殖する。ここで、廃液内に存在する硫酸イオンによって、硫酸還元菌以外の他の嫌気性微生物群（メタン発酵菌、硝酸還元菌など）の活性は阻害される。このため、微生物処理槽１５０内での微生物活性は硫酸還元菌によるものが支配的となる。この結果、微生物処理槽１５０内の微生物処理の結果として生成される反応物は、硫化水素が支配的になる。
【００２３】
気泡発生器１５５は、微生物処理槽１５０の廃液中で不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス）の気泡を発生する（バブリング）。図１では配管の上端から注入された不活性ガスを配管の下端から吹き出しているが、配管の下端に多数の穴が形成されたシャワーヘッドのようなものを接続して、形成される気泡が微生物処理槽１５０全体に行き渡るようにすることもできる。
また、回転翼１５６はモータ等の回転手段によって回転され、微生物処理槽１５０の廃液を撹拌する。
これら気泡発生器１５５、回転翼１５６はいずれも、廃液中からの硫化水素の除去を図る硫化水素除去手段として機能する。廃液中に硫化水素が過剰に存在すると、硫酸イオンの分解を阻害する可能性があるからである。廃液中での気泡の発生、撹拌によって、廃液中（液相部１５２中）の硫化水素の気相部１５１への移行が促進される。
この気泡の発生、撹拌は、必ずしもこの双方を行わなければならないわけではなく、このいずれか一方を行っても差し支えない。
【００２４】
図４は、微生物処理槽１５０中の廃液から硫化水素を除外した場合としない場合における硫酸イオンの分解率の変化を対比して表したグラフであり、実線が硫酸イオンを除外した場合、破線が除外しない場合を表している。硫化水素の除去を行った場合、培養日６日目（微生物処理開始後６日目）に硫酸イオンの分解率が５０％程度に達し、その後は大きな変化がない。一方、硫化水素の除去を行わない場合には８日目で３７％程度に達し、その後培養日数１２日において逆に硫酸イオンの濃度が増加していることが判る（硫酸の分解率が低下）。
本図に示すように、廃液中（反応系）から反応産物である硫化水素を除去すると、硫化水素を除去しない場合と比較して、硫酸分解が効率的に進行する。このため、微生物処理に当たって、適宜に硫化水素を除去することが望ましく、このため気泡発生器１５５による気泡の発生（バブリング）、回転翼１５６による攪拌を行っている。
【００２５】
既述のように、硫化水素の除去を行った場合でも、培養日数６日以降では硫酸イオンの分解が顕著には進行しなくなっている。このため、微生物処理槽１５０での微生物処理は、例えば６日〜１０日程度の適切な日数で切り上げることが合理的である。
【００２６】
硫化水素除去装置１７０は、湿分除去装置１６０で湿分が除去されたガスに含まれる硫化水素を除去し、安全な排気を可能とする装置であり、例えば酸化鉄を用いて硫化水素を除去することができる。
微生物処理槽１５０の気相部１５１に放出される硫化水素は、毒性・腐食性ともに高いガスである。従い、生成ガス中に含有されている硫化水素は除去されていることが望ましい。
硫化水素除去装置１７０内の酸化鉄に硫化水素を含むガスを通気することで、硫化水素を安定な硫化鉄の形に変えて除去できる。硫化水素除去装置１７０内の酸化鉄表面で生成した硫化鉄は酸化鉄ごと回収し、固化する。
【００２７】
湿分除去装置１６０は、気相部１５１に接続され、その中のガスが通気され、このガス中の湿分（水分）を除去する装置であり、例えばミストセパレータから構成できる。
硫化水素除去装置１７０に通気されるガスに湿分が含有されている場合には、硫化水素除去装置１７０内の酸化鉄表面において再び硫酸が生成し、酸化鉄による硫化水素除去の障害になる可能性がある。このため、硫化水素除去装置１７０への通気に先立って、ガス中の湿分を除去しておくことが望ましく、このために、微生物処理槽１５０と硫化水素除去装置１７０との間に湿分除去装置１６０を設置している。
【００２８】
汚泥除去装置１８０は、微生物処理槽１５０から微生物処理後の廃液の廃棄に先立ち、廃液から汚泥を除去する装置である。具体的には、汚泥除去装置１８０を沈殿槽または中空糸膜等のフィルタのいずれか、または双方の組み合わせ等によって構成することができる。例えば、汚泥除去装置１８０は、沈殿槽と中空糸膜を組み合わせ、沈殿槽での汚泥の沈降による除去後に、回収された上澄みからなる廃液に残存する汚泥の除去を中空糸膜により行うことができる。
【００２９】
有機成分分解装置１９０は、汚泥除去装置１８０により汚泥が除去された後に残存する有機成分を分解、除去する装置であり、例えば廃液にオゾンを吹き込み有機成分を酸化、分解できる。この場合、酸化された有機物は二酸化炭素となって廃液中から除去される。
汚泥除去装置１８０による汚泥除去後の溶液には有機成分が残存することが考えられる。これらの有機成分は無機化合物と比較して、廃液を固化した固化体から遊離しやすい。従い、固化体を埋設処分したときに、固化体から放射性の有機成分が遊離されて、固化体から放射される放射線量が増大し、固化体周囲での被ばく量の増大を招くおそれがある。
このため、有機成分分解装置１９０により汚泥除去後の廃液から有機成分を分解除去している。
【００３０】
（放射性廃液処理装置１００によ放射性廃液の処理手順）
図５は、放射性廃液処理装置１００により放射性廃液を処理する手順を表すフロー図である。以下、本図に基づき放射性廃液の処理手順を説明する。
原子力施設から排出された硫酸ナトリウムを含む放射性廃液は、夾雑元素除去装置１１０により廃液中の夾雑元素（特に高線量放射能のニッケル、鉄）が除去される。夾雑元素が除去された廃液は、硫酸濃度調節装置１２０により液体培地が投入されることで、硫酸イオンの濃度が適切な値になるように希釈、調節される。
硫酸イオンの濃度が調節された廃液は、有機成分量調節装置１３０により有機成分が添加され、廃液中の有機成分の量が硫酸イオンの濃度に対応した量になるように調節される。有機成分の量が調節された廃液は、嫌気性汚泥投入装置１４０によって硫酸還元菌を含む嫌気性汚泥が投入される。
【００３１】
嫌気性汚泥が投入された廃液は、微生物処理槽１５０内で微生物処理され、硫酸イオンが硫化水素に分解されて除去される。ここで、気泡発生器１５５および回転翼１５６により発生した硫化水素を廃液中から速やかに除去するのが好ましい。
微生物処理槽１５０の気相分は湿分除去装置１６０により湿分（水分）が除去された後、硫化水素除去装置１７０により硫化水素が除去されて排気される。
また、微生物処理槽１５０の液相分は汚泥除去装置１８０によって余剰の汚泥が除去された後、有機成分分解装置１９０によって残存する有機成分が分解、除去され、排出される。
【００３２】
以上のように、放射性廃液処理装置１００は、夾雑元素除去装置１１０による放射性廃液中の夾雑元素の除去、微生物処理槽１５０での硫酸イオンの除去を行う。硫酸イオンの除去に伴って発生した気体成分中の硫化水素は硫化水素除去装置１７０で除去し、液体成分中の汚泥および有機成分は汚泥除去装置１８０および有機成分除去装置１９０で除去される。この結果、放射性廃液処理装置１００から排出される処理後の廃液は比較的低レベルの放射性を有する無機成分を含んだものとなる。
放射性廃液処理装置１００によって処理された廃液は、セメントで固化され、この固化体が適宜に埋設処分される。原子力施設から排出された廃液から硫酸イオンが除去されていることで、固化体に亀裂、ヒビ等の欠陥が生じることが防止される。
【００３３】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態に係る放射性廃液処理装置２００を表す模式図である。なお、図６において図１と同一部分には同一番号を付し、その部分の構成の説明を省略する。
本実施例で示す放射性廃液処理装置２００は、いわゆる連続式の処理装置であり、放射性廃液を連続的に処理する。その結果、多量の放射性廃液中の硫酸イオンを効率的に除去することが可能となる。
放射性廃液処理装置２００は、夾雑元素除去装置１１０，硫酸濃度調節装置１２０，有機成分量調節装置２３０，嫌気性汚泥還流装置２４０，微生物処理槽２５０，湿分除去装置１６０，硫化水素除去装置１７０，汚泥除去装置１８０、有機成分分解装置１９０から構成される。そして、微生物処理槽２５０は、気相部２５１，液相部２５２に区分され、気泡発生器１５５、回転翼１５６、ＰＨ調節装置２５７が設置されている。
【００３４】
放射性廃液処理装置２００は、嫌気性汚泥投入装置１４０に替えて嫌気性汚泥還流装置２４０が設置され、さらにＰＨ調節装置２５７が加わっていることが、放射性廃液処理装置１００と異なる。これらは、大量の廃液を連続的に処理するという連続方式の実現を容易にするために設置される。
【００３５】
有機成分量調節装置２３０は、嫌気性汚泥還流装置２４０で還流される嫌気性汚泥（廃液）中に含まれる有機成分の量を監視し、その監視結果に対応して有機成分を添加する装置である。
微生物処理槽２５０内部においては微生物により有機成分が常に消費されるため、経時的にＣ／Ｓ比が減少し、結果として硫酸分解率が減少していくおそれがある。これを回避するため、有機成分量調節装置２３０による微生物処理槽２５０中の有機成分量の調節が行われる。
【００３６】
嫌気性汚泥還流装置２４０は、微生物処理槽２５０中の嫌気性汚泥を廃液へと還流させる装置であり、嫌気性汚泥の再利用を可能とする。微生物処理槽２５０は硫酸還元菌の生育に適した環境に保たれ、従い微生物処理槽２５０中の嫌気性汚泥には硫酸還元菌以外の細菌の活性が抑えられることから、この嫌気性汚泥を再利用することで効率よい微生物処理が可能となる。
但し、微生物処理槽２５０中で嫌気性汚泥による微生物処理を長時間連続することにより嫌気性汚泥中の硫酸還元菌の活性が低下してくることも考えられる。この場合には、廃液中に外部から新たな嫌気性汚泥を追加投入することになる。
【００３７】
ＰＨ調節装置２５７は、微生物処理槽２５０中のＰＨを監視し、このＰＨが硫酸イオンの分解が効率よく行われる範囲に保たれるようにＰＨ調製剤（例えば、硫酸、硝酸等の無機酸類）を投入する装置である。
上述の▲１▼式に示すように、微生物による硫酸分解反応における有機成分代謝の過程でＨ＋、あるいはＨ２が消費される。すなわち、反応の進行に伴って微生物処理槽２５０のｐＨが上昇して反応至適のｐＨ値から逸脱し、硫酸分解率が低下する可能性がある。
硫酸イオン濃度が稀薄な場合、あるいは反応の進行がある程度に抑制されるバッチ方式を採用した場合には、ｐＨ上昇の抑制は比較的容易である。例えば、既述のように、表１に示した液体培地中に含まれるリン酸水素２カリウムの緩衝作用によって、ｐＨ上昇を抑止できる。
しかしながら連続方式を採用した場合には、反応が連続的であるために、このような緩衝効果を期待することは困難である。したがって、ＰＨ調節装置２５７によって、微生物処理槽２５０中のｐＨを至適値に保っている。
【００３８】
（放射性廃液処理装置２００によ放射性廃液の処理手順）
図７は、放射性廃液処理装置２００による放射性廃液を処理する手順を表すフロー図である。以下、本図に基づき放射性廃液の処理手順を説明する。
原子力施設から排出された硫酸ナトリウムを含む放射性廃液は、夾雑元素除去装置１１０により廃液中の夾雑元素（特に高線量放射能のニッケル、鉄）が除去される。夾雑元素が除去された廃液は、硫酸濃度調節装置１２０による液体培地の投入により希釈され、硫酸イオンの濃度が適切な値になるように調節される。
硫酸イオンの濃度が調節された廃液は、嫌気性汚泥還流装置２４０によって微生物処理槽２５０中の嫌気性汚泥を含む廃液が還流される。この還流の際に、有機成分量調節装置２３０により還流される廃液中の有機成分の量が監視され、その監視結果に基づいて有機成分が添加され、廃液中の有機成分の量が硫酸イオンの濃度に対応した量になるように調節される。
【００３９】
嫌気性汚泥が還流された廃液は、微生物処理槽２５０内で微生物処理され、硫酸イオンが硫化水素に分解されて除去される。ここで、気泡発生器１５５および回転翼１５６により発生した硫化水素を廃液中から速やかに除去するのが好ましい。また、ＰＨ調節装置２５７によって、微生物処理槽２５０中の廃液のＰＨが監視、調節される。
これ以降の気相、液相の処理は第１の実施形態と本質的に変わるものではないので、説明を省略する。
【００４０】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、夾雑元素の除去、硫酸濃度の調節、有機成分量の調節の順に処理が行われているが、この順序は必ずしも絶対的なものではない。微生物処理を行う際に、この処理に適した条件であれば足りる。
例えば、硫酸濃度の調節、有機成分量の調節の順序を逆にすることができる。また、この２つの処理を同時に行うことができる（一例として、単一の溶液を用いて硫酸濃度、有機成分量の調節の双方を行うような処理）。
【００４１】
（２）また、上記の実施形態では微生物処理槽は１槽のみであったが、複数の微生物処理槽を用いて廃液を順に処理する多段構成にすることも考えられる。このとき、微生物処理槽毎に廃液の希釈度を段階的に変化させることで、硫酸イオンの分解を効率的に行える。例えば、初段では硫酸イオンの初期濃度を１０００ｐｐｍとし、２段目での初期濃度が５００ｐｐｍとすることができる。このとき、必要であれば、廃液を初段から二段に移送する際に希釈を行う（初段での処理が充分行われれば希釈を要しない）。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、硫酸ナトリウム含有廃液中の硫酸イオンを微生物処理によって除去できるため、この廃液を固化した固化体に及ぼす影響を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射性廃液処理装置の全体構成を表す模式図である。
【図２】初期硫酸イオン濃度が硫酸イオンの分解率に与える影響を表すグラフである。
【図３】ＣＯＤＣｒ／ＳＯ４２−−Ｓ比と硫酸イオンの分解率の関係を表すグラフである。
【図４】微生物処理槽中の廃液から硫化水素を除外した場合としない場合における硫酸イオンの分解率の変化を対比して表したグラフである。
【図５】第１実施形態に係る放射性廃液処理装置により放射性廃液を処理する手順を表すフロー図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る放射性廃液処理装置の全体構成を表す模式図である。
【図７】第２実施形態に係る放射性廃液処理装置により放射性廃液を処理する手順を表すフロー図である。
【符号の説明】
１００…放射性廃液処理装置、　１１０…夾雑元素除去装置、　１２０…硫酸濃度調節装置、　１３０…有機成分量調節装置、　１４０…嫌気性汚泥投入装置、１５０…微生物処理槽、　１５１…気相部、　１５２…液相部、　１５５…気泡発生器、　１５６…回転翼、　１６０…湿分除去装置、　１７０…硫化水素除去装置、　１８０…汚泥除去装置、　１９０…有機成分分解装置
【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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【図６】
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【図７】
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