(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも次の第１〜第５工程からなることを特徴とする放射能汚染土壌の洗浄方法。
第１工程：  放射能汚染土壌を土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）に投入し、亜塩素酸（ＨＣｌＯ２）を含む洗浄水で洗浄する工程。
第２工程：  第１工程を経た洗浄済み土壌を篩に掛けて、粒径５ｍｍ以上の土壌を分離する工程。
第３工程：  第２工程で粒径５ｍｍ以上の土壌を分離した後の、粒径５ｍｍ未満の土壌を含む洗浄水をサイクロン型分離機に掛けて、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌のスラリーと液体部とに分け、スラリーを第４工程に送り、液体部を後述する第５工程に送る工程。
第４工程：  第３工程から送られてきたスラリーをデカンタ型遠心分離機に掛けて脱水し、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌を分離すると共に、脱水した水を第５工程に送る工程。
第５工程：  第３工程のサイクロン型分離機から送られてきた液体部と、第４工程のデカンタ型遠心分離機から送られてきた水を一緒に濾過装置のモノＭＡＸフィルター（登録商標）で濾過して粒径０．０７５ｍｍ未満の微細な土壌を分離した後、モノＭＡＸフィルター（登録商標）を逆洗浄して前記微細な土壌及び使用した濾過材を回収し、更に遠心脱水し、得られた土壌及び濾過材を、放射線遮蔽可能な保管容器に入れて保管する工程。
【請求項２】
前記第５工程で用いた濾過材が酸性活性白土であることを特徴とする請求項１記載の放射能汚染土壌の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能汚染土壌の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射能汚染土壌の主な汚染物質は放射性Ｃｓであり、その洗浄方法としては、放射性物質が付着した軟質系除染対象物の除染方法（特許文献１参照）や放射性物質を含む汚染土壌処理方法（特許文献２参照）が知られている。
しかし、上記従来技術は、洗浄に用いた大量の水の処理が難しい上に、凝集剤を用いて放射性物質を回収する必要があり、凝集剤の濾過除去が容易でなく、工程も煩雑なため、実用できないのが現状である。
なお、本発明で用いる土壌洗浄機の「ハリケーン（登録商標第１６２９９２２号）」は、組成の弱い軟石・泥塊・泥土・石などに付着する鉄錆から海砂の塩分に至るまで種々多様な付着物を除去するために考案された装置であり（特許文献３〜４参照）、放射能汚染土壌中の放射性Ｃｓの除去にも応用されている。構造や機能などについては、後で詳しく説明する。
また、本発明で用いる濾過装置の「モノＭＡＸフィルター（登録商標第５４６７３９０号）」は、株式会社モノベエンジニアリングの特許（特許文献５〜６参照）に係る装置であり、一般的な用途については既に実用されている。後で詳しく説明するが、国土交通省や千葉県でも登録されているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３７３２５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０１９９０５号公報
【特許文献３】特開平１０−３３８５５８号公報
【特許文献４】特許第４１３２４１３号公報
【特許文献５】特許第３３９４４９０号公報
【特許文献６】特許第４７７４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率的かつ安価に洗浄でき、しかも、洗浄用の水も環境基準を満たすレベルまで浄化できる放射能汚染土壌の洗浄方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、次の１）〜２）の発明によって解決される。
１）  少なくとも次の第１〜第５工程からなることを特徴とする放射能汚染土壌の洗浄方法。
第１工程：  放射能汚染土壌を土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）に投入し、亜塩素酸（ＨＣｌＯ２）を含む洗浄水で洗浄する工程。
第２工程：  第１工程を経た洗浄済み土壌を篩に掛けて、粒径５ｍｍ以上の土壌を分離する工程。
第３工程：  第２工程で粒径５ｍｍ以上の土壌を分離した後の、粒径５ｍｍ未満の土壌を含む洗浄水をサイクロン型分離機に掛けて、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌のスラリーと液体部とに分け、スラリーを第４工程に送り、液体部を後述する第５工程に送る工程。
第４工程：  第３工程から送られてきたスラリーをデカンタ型遠心分離機に掛けて脱水し、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌を分離すると共に、脱水した水を第５工程に送る工程。
第５工程：  第３工程のサイクロン型分離機から送られてきた液体部と、第４工程のデカンタ型遠心分離機から送られてきた水を一緒に濾過装置のモノＭＡＸフィルター（登録商標）で濾過して粒径０．０７５ｍｍ未満の微細な土壌を分離した後、モノＭＡＸフィルター（登録商標）を逆洗浄して前記微細な土壌及び使用した濾過材を回収し、更に遠心脱水し、得られた土壌及び濾過材を、放射線遮蔽可能な保管容器に入れて保管する工程。
２）  前記第５工程で用いた濾過材が酸性活性白土であることを特徴とする１）記載の放射能汚染土壌の洗浄方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、効率的かつ安価に洗浄でき、しかも、洗浄用の水も環境基準を満たすレベルまで浄化できる放射能汚染土壌の洗浄方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の洗浄方法を実施するためのシステムの一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の洗浄方法を実施するためのシステムの一例について、図１に示す概略図を参照しつつ説明する。
この例では、土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）２、篩３、サイクロン型分離機４、デカンタ型遠心分離機５、濾過装置のモノＭＡＸフィルター（登録商標）６、放射線遮蔽可能な保管容器９、を順に配置する。１は放射能汚染土壌、７は適宜設置する貯水タンク、８は分離した低濃度汚染土壌である。篩、サイクロン型分離機、デカンタ型遠心分離機及び放射線遮蔽可能な保管容器は特に限定されず、公知のものを適宜使用することができる。
実際には、図示した装置の他に、浄化後の水をサンプリングして放射能汚染物質の濃度を測定する装置など、この種のシステムにおいて当然必要な周知の各種装置を有するが、ここでは省略する。また、各装置をパイプで接続し、ほぼ全自動で運転できるように設計することにより、放射能汚染土壌を連続的に洗浄することができる。
【０００９】
〔第１工程〕
放射能汚染土壌１を土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）２に投入し、亜塩素酸（ＨＣｌＯ２）を含む洗浄水により洗浄する。亜塩素酸は水道水の消毒に使用されており、トリハロメタンが生成せず、酸化過程で次亜塩素酸のように塩素を生じることもなく、塩素の２．６倍の殺菌力を有する上に、食品添加物として用いられる安全性の高い材料である。亜塩素酸の濃度は１０ｐｐｍ以下となるようにする。
土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）は、前記特許文献３〜４等に開示された公知の装置であり、特許文献３の図１に示す構造を有する細粒化機能を持った装置であって、従来技術よりも効率よく高度に細粒化することができ、汚染土などの表面に付着したＣｓを従来技術よりも確実に剥離させることができる。
その除去原理は「すりつぶし」と「もみすり」による付着物の剥離である。具体的には、内周面に多数の研石用ブレードを配設した外殻ロータリードラムと、その外殻ロータリードラムの内側に、外周面に多数の研石用ブレードを配設したローターを、前記外殻ロータリードラムの回転と逆方向に回転するように、かつ、ローターの回転軸の位置が、外殻ロータリードラムの回転軸の垂線より、その回転方向下手側に位置するように配置された砕石機を有する。そして、前記外殻ロータリードラムの投入口から投入された土壌を、ローターとの間で４倍量の水とともに研磨し、表面の付着物（放射性Ｃｓ）を剥離除去する。ハリケーン（登録商標）を用いると、放射性Ｃｓは微細な粒子として洗浄液中に存在することになる。
【００１０】
〔第２工程〕
次に、洗浄後の土壌を篩３に掛け、粒径５ｍｍ以上の土壌を分離する。
下記表１に、放射性Ｃｓによる放射能汚染土壌１（試料１、試料２）をハリケーン（登録商標）２で洗浄し分級した場合の、各分級部分の測定結果を示す。なお、放射能濃度はＣｓ１３４とＣｓ１３７の合計である。
表１から、試料１、試料２のいずれの汚染土壌１も、乾燥状態の放射能レベルに比べて、分級レベル５ｍｍ以上の土壌の乾燥状態の放射能レベルが十分に低く、除染率も非常に高いことが分かる。また、分級レベル０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌の乾燥状態の放射能レベルも基準値の８０００Ｂｑ／Ｋｇよりも十分に低く、除染率も高いことが分かる。即ち、通常の場合、粒径０．０７５ｍｍ以上の土壌には問題となるような量の放射性Ｃｓは存在しないから、土壌の放射能レベルを確認した上で、埋め立て等に使用することができる。
また表２に、分級後の土壌の割合と残留放射能の割合を示すが、粒径５ｍｍ以上の土壌の割合は２０〜２２％、残留放射能の割合は０．７〜１．９％であり、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌の割合は７０〜７５％、残留放射能の割合は１１．９〜２２．８％であるのに対し、乾燥状態の放射能レベルが基準値を超える、粒径０．０７５ｍｍ未満の土壌の割合は５〜８％、残留放射能の割合は７５．３〜８７．４％であって、ハリケーン（登録商標）で洗浄し分級することにより、効率よく放射能汚染土壌を減容できることが分かる。
【００１１】
【表１】
0006275003.tif 000002
【表２】
0006275003.tif 000003
【００１２】
〔第３工程〕
次に、篩３で粒径５ｍｍ以上の土壌を分離した残りの、粒径５ｍｍ未満の土壌を含む洗浄水をサイクロン型分離機４に掛けて、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌のスラリーと液体部とに分ける。分離後のスラリーは次の第４工程に送り、液体部は後述する第５工程に送る。
【００１３】
〔第４工程〕
次に、サイクロン型分離機４から送られてきたスラリーを、デカンタ型遠心分離機５に掛けて脱水し土壌を得る。この土壌の放射能レベルは基準値の範囲内である。一方、脱水した水は次の第５工程に送る。
【００１４】
〔第５工程〕
次に、前記第３工程のサイクロン型分離機４から送られてきた液体部と、前記第４工程のデカンタ型遠心分離機５から送られてきた水を一緒にして、濾過装置のモノＭＡＸフィルター（登録商標）６で濾過し、粒径０．０７５ｍｍ未満の微細な土壌を分離する。該微細な土壌には高濃度の放射性Ｃｓが含まれているため、モノＭＡＸフィルター（登録商標）６を逆洗浄して前記微細な土壌及び使用した濾過材を回収し、更に遠心脱水した後、得られた土壌及び濾過材を放射線遮蔽可能な保管容器９（例えば放射線遮蔽用ゴム材で内部コーティングした容器）に入れて保管する。
一方、モノＭＡＸフィルター（登録商標）６の濾液には放射性Ｃｓは殆ど含まれていないので、通常の水として扱うことができる。図１では、一度貯水タンクに溜めた後、再度ハリケーン（登録商標）２における洗浄水として循環使用する例を示したが、この場合には、適宜亜塩素酸を加える必要がある。
【００１５】
モノＭＡＸフィルター（登録商標）は、前記特許文献６に係る濾過装置で、国土交通省に登録されており（登録Ｎｏ．ＫＴ−０６００４、ＯＳ−１２００５−Ａ）、千葉県の「ちばものつくり認定製品」にもなっている（認定番号第７号）。また、工事現場などの濁水処理、工場排水の処理、地下水の浄化などに利用され、濾液を河川に放流することが行われている。
モノＭＡＸフィルター（登録商標）はスプリングフィルターとも呼ばれ、特殊形状のコイル状スプリングと微細な濾過材を固定化したフィルターであり、これを用いたシステムにより、対象となる液体を連続的に吸引濾過して、０．１μｍ以上のＳＳを濾別することができる。０．１μｍ以上とは細菌や微生物を濾過除去できる大きさであり、濾液の濁度は０〜３ＮＴＵである。またフィルターを逆洗浄して濾別した固形物を回収するための遠心分離機が組み込まれており、濾過・回収の連続操作が可能である。前記濾過材としては珪藻土等の種々の材料があるが、本発明では、Ｃｓ＋を捕捉する必要があるため、カチオン捕捉性に優れたアニオン性の酸性活性白土を用いることが好ましい。
【００１６】
モノＭＡＸフィルター（登録商標）の構造は、特許文献５の図１〜図２や特許文献６の図６に示されているように、密着巻きのコイルスプリング（濾過本体）１１を内蔵した濾過ユニット１０からなり、該コイルスプリング１１の隣接輪１２に微小隙間ａを形成するための突起１３が所定間隔で形成されている。また、微小隙間ａには極めて微細な隙間を有する多孔質の濾過助剤微粒子群４６が保持されている。この構造により、従来技術では実現できない微細な粒子の濾過分離を、凝集剤を用いることなく、モノＭＡＸフィルター（登録商標）のみで効率よく行うことが可能となる。これに対し、従来のサイクロン型分離機などを用いた濾過では、濾過分離が不十分なため濾液に凝集剤を加え脱水機にかけて汚染土壌を回収しており、脱水機で分離された濾液は汚染物吸着剤により更なる汚染物質の除去が必要となるため、工程が増える上に２次的な汚染物も増大することになる。
【００１７】
モノＭＡＸフィルター（登録商標）はステンレスや樹脂で作られており、濾過する液体の性状に応じて選択できる。モノＭＡＸフィルター（登録商標）のサイズは適宜変更可能であり、例えば長さ１７．５ｃｍ、直径１．５ｃｍの円筒形状のスプリングフィルターに５．０ｇの濾過材を装着して用いる。濾過材の粒度により濾過する物質のサイズも若干変えることが出来る。
濾過できる液体の流量は、液体の性状により若干変動するが、上記の小さなフィルター１本で５．５リットル／分の流量が得られる。そして、モノＭＡＸフィルター（登録商標）の長さ及び本数を変えて濾過能力も増大することもでき、実際に毎時１〜１５０トンの濾過機が多く使われている。
更に、酸性液体、海水、塩濃度の高い液体などを濾過すると、ステンレス製品でも錆や腐食劣化が生じることがあるため、スプリングフィルターの材質としてプラスチックを使用してもよい。
【００１８】
濾過を続けると目詰まりにより濾過能力が低下するが、これは流速や圧力の変化で感知できる。著しく低下したら、逆洗浄による使用済み濾過材の剥離除去と、新たな濾過材の装着を自動的に行う。新たな濾過材はスプリングフィルターの表面に薄くコーティングするだけ（表面積８２ｃｍ２で５．０ｇの濾過材を使用）なので、二次廃棄物も著しく少なくて済み、かつ安価である。
濾過及び濾過材の回収は濾過時の圧力差により自動的に行うようにする。逆洗浄で剥離除去した濾過材は、連続的に遠心分離機にかけて脱水・回収する。遠心分離機やポンプなどは年一度のメンテナンスを行う。メンテナンスの主な対象はモーターと潤滑油である。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例及び参考例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
放射性Ｃｓで汚染された福島県双葉郡の土地の表層部を剥ぎ取った土壌０．２ｍ３を、０．８ｍ３の１０ｐｐｍの亜塩素酸を含む洗浄液とともに土壌洗浄機のハリケーン（登録商標、新六精機社製）に投入し、ロータリードラムとローターの回転数で其々１５ｒｐｍ及び１５０ｒｐｍで土壌洗浄を行った。
次いで、洗浄済み土壌をハリケーン（登録商標）に付帯している振動篩に掛けて分級し、粒径５ｍｍ以上の土壌を分離した。この土壌には乾燥後重量基準で５１０Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
次いで、振動篩を通過した洗浄済み土壌をハリケーン（登録商標）に付帯しているサイクロン型分離機に掛けて、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌のスラリーと液体部に分けた。
次いで、前記スラリーをデカンタ型遠心分離機（ＩＨＩ社製、ＨＳ５００ＭＷ型）に掛けて脱水し、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌を得た。この土壌には乾燥後重量基準で、２,８００Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
次いで、前記サイクロン型分離機で分けた液体部とデカンタ型遠心分離機で脱水した水を一緒にして、酸性活性白土を濾過材として固定したモノＭＡＸフィルター（登録商標）に掛けて固液分離を行い、粒径０．０７５ｍｍ未満の微細な土壌を捕集した。この土壌をモノＭＡＸフィルター（登録商標）から逆洗浄により回収した後、遠心脱水し、放射線遮蔽可能な保管容器（未来科学研究所製、Ｆ６）に入れて保管した。この土壌には乾燥後重量基準で１８０,３００Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
一方、濾過液の放射能は測定下限値以下であった。
【００２１】
実施例２
放射性Ｃｓで汚染された福島県双葉郡の土地の表層部を剥ぎ取った土壌０．２ｍ３を、０．８ｍ３の１０ｐｐｍの亜塩素酸を含む洗浄液とともに土壌洗浄機のハリケーン（登録商標、新六精機社製）に投入し、ロータリードラムとローターの回転数で其々１５ｒｐｍ及び１５０ｒｐｍで土壌洗浄を行った。
次いで、洗浄済み土壌をハリケーン（登録商標）に付帯している振動篩に掛けて分級し、粒径５ｍｍ以上の土壌を分離した。この土壌には乾燥後重量基準で１,７００Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
次いで、振動篩を通過した洗浄済み土壌をハリケーン（登録商標）に付帯しているサイクロン型分離機に掛けて、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌のスラリーと液体部に分けた。
次いで、前記スラリーをデカンタ型遠心分離機（ＩＨＩ社製、ＨＳ５００ＭＷ型）に掛けて脱水し、粒径０．０７５ｍｍ以上５ｍｍ未満の土壌を得た。この土壌には乾燥後重量基準で、５,３００Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
次いで、前記サイクロン型分離機で分けた液体部とデカンタ型遠心分離機で脱水した水を一緒にして、酸性活性白土を濾過材として固定したモノＭＡＸフィルター（登録商標）に掛けて固液分離を行い、粒径０．０７５ｍｍ未満の微細な土壌を捕集した。この土壌をモノＭＡＸフィルター（登録商標）から逆洗浄により回収した後、遠心脱水し、放射線遮蔽可能な保管容器（未来科学研究所製、Ｆ６）に入れて保管した。この土壌には乾燥後重量基準で２６３,０００Ｂｑ／ｋｇの放射能が存在した。
一方、濾過液の放射能は測定下限値以下であった。
【符号の説明】
【００２２】
１  放射能汚染土壌
２  土壌洗浄機のハリケーン（登録商標）
３  篩
４  サイクロン型分離機
５  デカンタ型遠心分離機
６  濾過装置のモノＭＡＸフィルター（登録商標）
７  貯水タンク
８  分離した低濃度汚染土壌
９  放射線遮蔽可能な保管容器
【図１】
0006275003.tif 000004