(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部側に投入口を、他方端部に排出口を開口させた円筒状のケーシングを設け、前記ケーシングは、
その内面に該排出口側に向かって断面がテーパー状に絞りこまれた円錐面を備えた円錐台状の内壁を備えた気液接触部と、その後方にミストセパレーターとを備え
前記ケーシングの軸芯を貫くように中空の回転シャフトを備え、またケーシング内を滴下した水を外部の処理液槽へと排水可能なドレンを備えており、該回転シャフトは該ケーシングの外部に設けた駆動機構によって回転自在とされており、
該回転シャフトには、
前記気液接触部内に同一径の複数枚の皿状円板が互いに平行となるように離間させて該回転シャフトの同軸上に一列に配して固定されており、
該回転シャフトの中空部分を導水管として内部から処理液が噴出可能となるように該回転シャフトの外周に複数の孔が穿設されており、
前記気液接触部の後方に前記円錐台状の内壁の後端外径よりも径の大きい円盤状のバランサーを備え
さらに、前記円盤状のバランサーには、その前面側に放射状に複数枚配した羽根を備わっており、かつ、前記ケーシング内の気液接触部には、さらに円盤状のバランサーの周囲にリング状の内筒が配され、円錐台状の内壁の後端からリング状の円筒の前方端まで垂直な壁と相俟って該バランサーの周囲を円筒室状の気液接触領域が形成されていることたこと
を特徴とする、湿式スクラバー。
【請求項２】
前記回転シャフトを駆動する駆動機構が、インバーターにより回転速度を可変自在としたことを特徴とする請求項１に記載の湿式スクラバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理能力に優れた湿式スクラバーに関する。たとえば、稲藁等のイネ科植物の表面に付着した放射性物質の除染に関する処理方法及びこれに適した風力選別機構にも適用可能な湿式スクラバー関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月以降、セシウムをはじめとした種々の核種の放射性物質が大気中に拡散した結果、東日本の農耕地等から広汎に放射性物質が検出されるなどしており、その除染が急がれているところである。稲作には水を引き込んで水田に満たすことから、今後も山間部を経て河川等に集まった放射性物質が水田に引き込まれることが想定されうることから、放射性物質が稲藁の表面に泥とともに付着する状態が今後も生ずると考えられる。
【０００３】
ところが米を収穫後の稲藁は、肥料や飼料にされたりするほか、焼却されることもあるところ、肥料等として他の地域にそのまま移動すれば放射性物質が付着したままに再度拡散することとなるし、焼却されれば煙や飛灰となって空気中に再拡散することとなる。
【０００４】
そこで、稲藁等に付着した放射性物質を適切に除染して再拡散させないことが求められている。そして、有機物を加熱炉で熱分解して気化させた後、気化した排煙を水中に通過させて排煙中の物質を水中に取り込み、取り込まれた水中の放射性物質を吸着材に通過させて吸着させる処理方法と装置が開示されている（たとえば特許文献１参照。）
【０００５】
上記方法は、気化処理させて放射性物質を回収させるものであるから、回収効率は得られるかもしれないが、稲わらを気化させてしまうので、稲わらを稲わらの形状のままに利用することには適さないものであった。
【０００６】
砂利を洗浄カゴのなかで回転させながら洗浄するときに、過酸化水素水を用いてセシウム等をバブリング作用で遊離させて上方の水溶液から効率よく捕集することで除染する装置が開示されている（たとえば特許文献２参照。）
【０００７】
しかしながら、砂利の場合はパンチングメタルのドラムに砂利毎投入して容易に洗浄できるが、それに比して軟らかい稲藁等の植物などに用いると、かえって痛んでしまうことから、実用上必ずしも十分とはいえないところがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１６０７２５号公報
【特許文献２】特許第５２０７３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
放射性物質を含む稲藁等の草木を単にそのまま焼却すると、焼却灰の放射性物質の濃度は、焼却前の稲藁に比して上昇するので、飛灰の飛散のみならず、そもそも焼却そのものが容易ではない。そこで、焼却前の時点で一定基準以上の高い放射線量の場合には、集められた稲藁や草木等は、未処分のまま仮置されたままとなり、安易に焼却すら実施できないこととなっており、現状は集積のみが繰り返されている状況である。そこで、速やかな処分のためには、焼却に先だって、まずは稲藁を、稲藁の姿のままに、一旦除染処理することが要請されている。
【００１０】
さて、除染対象が稲藁の場合には、その放射性物質の多くは主として、ひげ状に乾燥した葉の外表面に点在するようにして付着しているものとされており、稲藁のストロー部分の茎の内部側に蓄積したり付着している状況にはない。すると、外表面に点在する物質を効率よく除染することができれば、稲藁の放射線量を大きく低減することが期待できる。そして、処理後の稲藁からの放射線量が大きく低減すれば、焼却が可能となるのみならず、焼却する以外に稲藁としての使用の余地が出てくることとなる。
【００１１】
こうした除染において課題となるのは、すなわち、稲やヒエ、麦などのイネ科の植物の表面に付着したセシウム等の放射性物質を効率よく除去して、その場で藁の除染処理ができるような、簡易な可搬性ある小型の、処理能力に優れた湿式スクラバーを用いた風力選別機構と、効率よく処理するイネ科植物の除染処理の方法を提供することである。
そこで、本発明の課題は、こうした難度の高い除染処理方法にも適用可能な、簡易な可搬性ある小型の、処理能力に優れた湿式スクラバーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題を解決するための第１の手段は、一方の端部側に投入口を、他方端部に排出口を開口させた円筒状のケーシングを設け、前記ケーシングは、その内面に該排出口側に向かって断面がテーパー状に絞りこまれた円錐面を備えた円錐台状の内壁を備えた気液接触部と、その後方にミストセパレーターとを備え前記ケーシングの軸芯を貫くように中空の回転シャフトを備え、またケーシング内を滴下した水を外部の処理液槽へと排水可能なドレンを備えており、該回転シャフトは該ケーシングの外部に設けた駆動機構によって回転自在とされており、該回転シャフトには、前記気液接触部内に同一径の複数枚の皿状円板が互いに平行となるように離間させて該回転シャフトの同軸上に一列に配して固定されており、該回転シャフトの中空部分を導水管として内部から処理液が噴出可能となるように該回転シャフトの外周に複数の孔が穿設されており、前記気液接触部の後方に前記円錐台状の内壁の後端外径よりも径の大きい円盤状のバランサーを備えたことを特徴とする、湿式スクラバーである。
【００１３】
すなわち、湿式スクラバーは、多数の皿状円板を高速回転させ、これに衝突した水を極微細なミスト状の水滴へと生成せしめることで、処理液を効率的に処理対象物と気液接触可能とせしめたものである。さらに、気液接触部を排出方向にすぼまる円錐台形状として、排出方向の内周壁面を狭めていくことで室内の流速が高まり、ミストが内周壁面に叩きつけられてさらに微細な液滴からなるミストが生成されやすくなる。そして、気液接触部の直後に設けられたバランサーの外径が円錐台の後端よりも外径が大きく、同様に、皿状円板の外径よりも大きいことから、バランサーの外周の周速は、皿状円板よりも速いので、気液接触部の後端から排出されたミスト状の液滴がさらにバランサーの外周部に衝突すると、より細かいミストが再度生成されることとなる。
【００１４】
液滴（ミスト）は微細であればあるほど、その粒子の表面張力が小さくなるので、その液の内部に小さな飛来物までを捕集しやすくなる。そして、煙のようなブラウン運動をしてしまい、容易には、水滴が捕らえることのできないような極めて微細な粒であっても、ミストが細かければ、その水滴の内部へと取り込めるようになるのである。上記の湿式スクラバーは、液滴を細かくするための円錐台形状の内周壁と、外径の大きなバランサーの導入によって、効率滴に微細なミストが生成しうるものとなっている。
【００１５】
本発明の課題を解決するための第２の手段は、前記円盤状のバランサーには、その前面側に放射状に複数枚配した羽根を備わっており、かつ、前記ケーシング内の気液接触部には、さらに円盤状のバランサーの周囲にリング状の内筒が配され、円錐台状の内壁の後端からリング状の円筒の前方端まで垂直な壁と相俟って該バランサーの周囲を円筒室状の気液接触領域が形成されていることを特徴とする、第１の手段に記載の湿式スクラバーである。この手段により、円盤状のバランサーは、皿状円板よりも大きく周速が速いのみならず、前方からの液的を受ける前面側に放射状に羽根を複数枚突出させたものとすることで、空気を広く拡散させて気液接触効率を上昇させることができ、さらにバランサーの周囲を前方と円筒の側面をひとまわり小さく囲い込むことで、バランサーで微細化された液的が勢いよく衝突してさらに微細な液滴を飛散させるものとする。
【００１６】
本発明の課題を解決するための第３の手段は、前記回転シャフトを駆動する駆動機構が、インバーターにより回転速度を可変自在としたことを特徴とする第１又は第２のいずれかの手段に記載の湿式スクラバーである。
【００１７】
インバーターによってモータの駆動力を可変にすることができることとなると、ミストによる処理対象物の捕集効率を効率的に向上させることができる。まず、液滴のミストサイズや生成量は、回転シャフトの回転数と円板の外径によって定まる皿状円板の外周部の周速と、皿状円板の枚数とで定まってくるものである。もちろん、皿状円板の外径が大きければ周速は上昇するので、より液滴が強く叩き着けられて微細に生成しうることとなるが、外筒となるケーシングもその分だけ大きくしなければならず、装置が巨大化する。また、皿状円板の枚数が多ければ生成量は増すが、離間させる必要もあるので、長さが長くなり、長大化することとなる。そして、これらの大きな部材を回転させるには、余計に軸動力を消費することとなる。
【００１８】
同様に、回転シャフトの回転数を変動させて、これに応じて皿状円板の外径の周速も向上することとなれば、その分だけミストのサイズが小さくなる。皿状円板に噴出された処理水がより強く叩きつけられるようになるので、強い衝撃によって液滴がより微細に粉砕されるようにして生成されやすくなるからである。また、回転数をあげればその分だけ衝突が増えるのでミストの生成量も増加する。
【００１９】
さて、ケーシングの大きさ、皿状円板の大きさ、枚数などは、装置の設置後に可変的に大幅に変えることは容易ではないので、最初にどのような大きさで設計するか、しか判断しえないところから、処理対象物を十分に取り込むだけの液滴のサイズや量を供給できるかどうかについて、初期の段階で丁寧に設定して設計することが重要となる。もちろん、使用中に、ヒュームや対象物質の液滴内への捕集率が低いとわかれば、回転数を若干高めて、調整することはできる。もっとも、一般的な駆動源である交流モータは、基本的に周波数によって、回転数が決まることから、一般的な家庭用電源などでは、速度が変動させにくいものである。そして、回転数を変動させようとすれば、電源をオン・オフ制御するなどすることとなるが、効率がわるく電力損失も大きかった。そこで、回転数の変動が自在に実施できれば、こうした捕集率に応じて稼動回転速度を可変にすることができ、効率的な省エネルギー運転が可能となるのである。インバーターを用いて駆動モータの回転数の変動幅を大きくして、変動自在なものとすれば、処理状況に応じて低速運転としたり、高速で回転させたりというフィードバック的な運転も十分に容易となる。調整幅が小さい場合には、予め常にやや高速で回転させておいて、捕集漏れのない処理状態を目指す運用をするしかないところ、処理効果を確認しながら運転速度を落とせるという省エネルギーな運用が容易となるので、必要以上の回転によるロスが防ぎやすくなるのである。
【００２０】
次に本発明の課題を解決するためのその他の手段は、放射性物質が付着したイネ科の植物を前記風力選別機構の風力選別容器内に投入して、風力で茎と葉を分離せしめて、排気口から排出された葉を前記ケーシング内の気液接触部に導入し、噴出された処理液を高速回転させた回転シャフトの皿状円盤によって生じた微細な液滴と接触させて捕集して、前記ドレンから処理液槽へと排出し、ミスト状になった排気を気液接触部の後方のミストセパレーターで捕集し、さらに排気口の後方の吸着室内のセラミックフィルターで捕集してヒーター乾燥せしめることを特徴とする、イネ科の植物の茎を除染する除染方法である。
【００２１】
すなわち、稲、ヒエ、小麦などの収穫後の茎と葉から、藁となるストロー部分を分離回収するための、風力選別機構を用いた選別回収の方法を用いて、外表面に付着している放射性物質を除去して、除染する方法である。容器に入れられたイネ科の植物は、強い風力で送風することで、茎の部分から葉が吹き飛ばされるほか、茎自体がコロコロと回転しながら隣接する茎と接触することで、葉の部分がよりめくれ易くなり剥離するので、軽い葉の部分が効率的に吹き飛ばされて容器の排気口から排出されるのである。
【００２２】
排出された葉や表面の飛沫は、そのまま湿式スクラバーの投入口から気液接触部内に入る。そこには、高速回転する回転軸の軸上に皿状円板が多数離間して配置されており、回転軸内から皿状円板に向けて噴出された処理液が回転によって粉砕すさるようにして微小な液滴となって生成され充満している。勢いよく飛ばされた葉は、気液接触部の内周側の壁面にあたるなどして、粉砕されながら、落下してドレンに集まり、気液接触部から処理液槽へと排出される。また、飛沫などは、表面張力の低い微細な液滴の内部に取り込まれ、気液接触部の後部側のすぼまった内周壁などに衝突したりして、壁面を伝わってドレンから排出されるほか、後方のミストセパレーターにて捕集られ、処理液槽へと排出される。そして、風速が早いので、処理しきれなかったミストセパレーターを通過してしまったミストについては、ヒーターの備わったセラミックフィルターに付着させるようにして捕集させる。
【００２３】
単に放射性物質の付着した表面を吹き飛ばしてしまうと、葉や飛沫が飛散するので、拡散するだけになってしまうところから、藁の利用という目的を達成できても、除染効果が得られない。そこで、湿式スクラバーにミストセパレーターやヒート着きのセラミックフィルターなどで放射性物質等を捕捉したうえで、その空気を再度循環させるようにすることにすれば、外部に拡散させることなく安全に処理をしていくことができる。
【００２４】
本手段のように、最初にイネ科の植物を風力選別容器に投入後、蓋をして密閉して、風力装置機構全体を作動させて、除染処理をしたのち、風力選別容器内の藁となった部分を取り出して、除染後の利用に供することができる。この作業をバッチ的に数分毎に繰り返すことで、大量に稲藁等から、放射性物質を安全に除染処理することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に記載の装置によると、飛散物を湿式スクラバーの微細な液滴で捕集することが効率よくできる。すなわち、回転する皿状円板によって処理液が微細な液滴になるので回転数に応じて液滴の量やサイズを増やすことができることから、気液接触効率を高めることができる。
【００２６】
また、気液接触部の後方が円錐台形状にすぼまった内周壁が備わっているので、後方にいくにしたがって流速があがり、ケーシングの内周壁に液滴がより強く衝突するようになるので、内壁によってさらにミストが生成されることともなる。そして、気液接触部の後端から排出されたミスト状の液滴がさらに外径の大きなバランサーの外周部に衝突すると、早い周速から、より細かいミストが再度生成されることとなるので、微細な表面張力の低い液滴が、その内部に微細な煙状のヒューム状物質までも捕らえることが容易となるので、液滴をドレンから回収することで処理対象物質を容易に除去することができる。
【００２７】
また、バランサーの前面に放射状の羽根を備えていると、液滴が効率よく拡散されるので、気液接触の機会が増し、微細な液滴の捕集効率が上昇する。そして、バランサーの周囲をやや小さく囲って内筒室状の気液接触領域４４とすることで、液滴の衝突力を増し、凝集しやすい液滴を再度微細化した液滴を多数生成せしめることで、捕集能力を高めることができる。とりわけ、５００００ｐｐｍのＨＣｌガスが、湿式スクラバーによって１ｐｐｍ以下まで下がるなど、従来よりも高い捕集能力を示すことができる。またインバーターにより回転速度を細かく調整することが容易であると、電力消費量を抑えつつも回転速度を高めることができので、捕集効率が低いときに簡単に捕集効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の湿式スクラバーを用いた風力選別機構の全体構成図である。
【図２】本発明に用いる湿式スクラバーの構成図である。
【図３】本発明に用いる湿式スクラバーの断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を実施するための形態を適宜図面を用いて以下に説明する。本発明の湿式スクラバーを用いた例として、風力選別機構の概略を図１で説明する。
（全体構成）
まず、本発明の風力選別機構１は、茎と葉を分離してストロー状の藁を得ることのできるイネ科植物を投入するための風力選別容器２と、吹き飛ばされた葉の表面の付着物質を微細な液滴で捕集する湿式スクラバー３と、ミストセパレーター２６で捕集しきれなかった付着物質を捕集するためにさらに後方にセラミックフィルター３０とヒーター３１を備えた吸着室４と、排風機５を順に備えており、これらは互いに通風管で接続されており、排風機で送り出された排気は風力選別容器２へと循環するようになっている。全体の循環する空気の風量は、たとえば３０ｍ3／ｍｉｎとする。そして、湿式スクラバー３内で液滴に取り込まれた付着物質や、内周壁面に吹き飛ばされた葉は、湿式スクラバー３の下方のドレン１６へと落下して集積され、ドレン１６から処理液槽６へと排水されることで捕集される。
【００３０】
処理液槽６の下方には、排出口３２を設けて、処理液槽６に集積、捕集された付着物質や葉などの残渣を適宜取り出し可能としている。処理液槽６に凝集剤を投入して沈殿させてから下方から沈殿物を抜き出し、これに廃水処理装置７にてさらに不溶化処理をしてから、さらにフィルタープレスで圧縮脱水してケーキ状にした固形物として取り出し可能とするものである。
【００３１】
なお、風力選別機構１の風力選別容器２や湿式スクラバー３のケーシング１８、それらを連接する配管などの材質は耐食性のある金属製もしくは樹脂素材であり、捕集するための処理液や処理対象のガス雰囲気に応じて、特に皿状円板２３やバランサー２４、回転シャフト２２などの接触部位においては、より耐食性の高いステンレス鋼薄板のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ、あるいはチタン薄板などを適宜用いることが望ましい。
【００３２】
本発明の風力選別機構１は、特に湿式スクラバー３を小型化し、円錐状の内周壁２５で高まった流速が周速の速い径の大きなバランサー２４でさらに微細化される液滴を形成しうるなど、効率化をはかっていることから、実用性を確保したうえで小型化しうるものであって、可搬性が得られることから、４ｔトラックの荷台に風力選別機構１全体を十分に積載せしめることができる。そこで、移動可能であることから、１００ｋｇもある稲藁を処理施設に持ち込まずとも、風力選別機構１を積載したトラックで田圃の現場に赴いて、その場で順次稲藁等を処理していくことができる。そこで、除染処理においては、現場で処理できる便宜性を備えており、作業前後に他の地域に放射性物質が拡散することもなく実施できる。
【００３３】
上記の全体構成に述べた機構の詳細について、以下にさらに詳述する。
（風力選別容器について）
さて、風力選別容器２は、たとえば、直径１００ｃｍ、長さ８０ｃｍ程度の円筒形状のステンレス製で、容器の一方端部に開閉可能な機密性のある投入口８を設け、風力選別容器２の側面に循環空気導入口１０を、離間した位置に排気口１１を備えている。循環空気導入口１０から風力選別容器２内へは、風力選別機構１で処理されたクリーンな排気が循環空気として排風機５によって圧送されている。送り込まれた循環空気は風力選別容器２内を通り抜けて、排気口１１から湿式スクラバー３へと排出される。循環空気の投入風量は、たとえば３０ｍ3／ｍｉｎとする。
【００３４】
風力選別容器２には、収穫された水稲の茎や葉、あるいは麦といったイネ科植物の穂先より下の刈り取った部位をまとめて投入する。たとえば、水稲は、収穫時にコンバインで刈り取られて、穂先部分は脱穀して籾を取り出す一方で、茎や葉は、その場に倒されるか、その場で粉砕されることとなる。倒された稲藁は、その後、ベーラーで掬い上げられて円筒状のロールに纏められている。この円筒状のロールの大きさは、直径５０〜１２０ｃｍ、幅７０〜１２０ｃｍぐらいである。そこで、風力選別容器２に投入する大きさとしては、たとえば水稲の場合は、稲刈り時に作られた稲藁の円筒状のロール（直径１００ｃｍ、幅１００ｃｍ、約１００ｋｇ）を櫛形に６〜８等分しておき、その１片を投入口８から容器内に投入して密閉して機構を稼動させる。処理時間にして約３〜５分ほど風力選別機構１を稼働させてから、送風を停止し、容器からストロー状の藁を取出口９から取り出し、続いて他の１片の処理前の稲藁を投入するといったバッチ処理の手順を繰り返すこととする。なお、循環送風させる稼働時間は、除染処理や茎と葉の選別といった目的に応じて、その目的を達するまでの時間として適宜調整する。
【００３５】
イネ科の植物は、中心に藁となるストロー状の茎があり、その茎から風速によって葉が吹き飛ばされるようにして剥がされて、軽い葉や、付着していた泥は吹き飛ばされ排気口から排出され、風力選別容器２内には、ストロー状の茎が残ることとなる。狭い容器内に散らばった茎は付与された風速によって動くものの、自由に動き回れるわけではなく、狭い空間内でやや拘束された状態で茎が回転するようにして周囲の茎と擦れることとなるので、効率的に葉や付着物が吹き飛ばされ、茎と選別されることとなる。
【００３６】
（風力選別容器独自の循環送風補助経路）
なお、風力選別容器２自身に、排出口１１から湿式スクラバー３に排気して微細な液滴を分別回収後に吸着室４のセラミックヒーター、さらに排風機５を経て循環空気導入口から戻ってくる主経路２０のほかに、さらに、別途選別容器に送風する循環的な補助経路を設けて、補助的に風力選別容器内の空気の順完了を増やしてもよい。この補助経路２１は、湿式スクラバー３のような回収捕集する機能を特段もたずともよく、単に風力選別容器２を送風ファン１２でかき回すだけの循環回路である。主経路２０側は３０ｍ3／ｍｉｎの量の循環空気が流動しており、風力選別容器２の中は十分に風が流動して茎や葉が振動、揺動する状況にあるが、この主経路２０側には、後方に湿式スクラバー３や吸着室４のセラミックフィルターなどが控えており、循環空気の流量や流速を大きく変動させることは可能であっても、エネルギー効率や運用のやりやすさという面では、全体的な処理状況との関係で判断されるものとなる。
【００３７】
他方、補助経路２１については、茎と葉を風力選別するための風速を高めるという目的に絞って風速、風量を設定できるため、後方の機器との関係での調整を考慮に入れる必要がない。そこで、風量を増量したり、速い風速で風力選別能力を高めて、処理時間を短縮するといった目的のために、循環送風のための補助循環経路を別途風力選別容器２の筐体に設けることは有用である。なお、葉や付着物は、捕集のために湿式スクラバー３へと排出されるものであるから、茎を振動させたり回転させるといった攪拌的動作に適するような、循環送風用の補助経路２１の管は細く流速のみ速くなるような細い経路としてもよい。
【００３８】
風力選別容器２から主経路２０たる湿式スクラバー３へ送り込む風量は、３０ｍ3／ｍｉｎといった量である程度一定にしておくことが、湿式スクラバー３での処理能力の維持調整には好都合であるところ、主経路２０側の風量を変えずに、風力選別容器２単独で送風ファン１２で風量を増量して葉や茎を振動させるように揺り動かすことができれば、より効率的に分離が促進される。一方で、主経路２０は安定的に湿式スクラバー３の回転シャフト２２のモータ１９の回転数や処理液の噴出量は、設計どおりに動作するものとなるので、茎と葉の分離といった部分の状況と、除染等での捕集状況とを連動させずにそれぞれに調整することができ、処理時間の律速がいずれであっても最適化がしやすくなる。
【００３９】
（外部空気の導入について）
また、風力選別容器２内へのさらなる補助的な風速を付与するため、主経路２０および補助経路２１以外にも、別途、さらに外部空気をコンプレッサー１３で投入するする取込口を設けてさらに稲藁に強い風力を付与してもよい。たとえば、３０ｍ3／ｍｉｎの循環風量に対して、外部空気を７ｋｇ／ｍ3の圧力で９０リットル／ｍｉｎ投入する。その際、排風機から風力選別容器に戻る循環空気は、風力選別容器２の手前に設けた熱交換器を経ることで１０℃以上冷却しうるものとし、循環系に取込まれる外部空気があっても、バッチ処理中に必要以上に装置全体の内圧が高くならないようにすることができる。戻ってくる循環空気の冷却は市販のチラーを用いて熱交換器に接続することで対応しうる。５〜１０分程度のバッチ処理の後、風力選別容器の投入口８を開放して、中から選別された藁の茎部分を取り出すこととなるが、その際、投入口８もしくは取出口９の開口に応じて、湿式スクラバー３の手前にもうけたサクションダンパー１５が弁となって自動的に締まるので逆流はせず、湿式スクラバー３は回転したままに藁の交換が可能となる。他方、排風口１１側から循環空気の余計な残圧が抜けるので、外部空気を導入していても、繰り返しバッチ処理をすることができる。
【００４０】
（湿式スクラバーの概要について）
風力選別容器内から排気口を通じて排出された葉や付着物質は、直径１５ｃｍ程度のステンレス鋼管を通って、後方に控えた湿式スクラバー３のケーシング１８上端（前方側）に設けられた投入口１４へと順次搬送される。湿式スクラバー３で液滴内に捕集られた物質はケーシングの下方のドレン１６から排出される一方で、循環空気はケーシング１８の上方の他端（後方側）に設けられた排出口１７から直径１５ｃｍ程度のステンレス鋼管へと搬出される。
【００４１】
本発明の湿式スクラバー３は、円筒状のケーシング１８の内部の前方が気液接触部２７となっており、その外壁は円筒状で、その内周壁が後方側に向かって円錐台状にテーパーに絞られて狭くなる円錐面からなっている。たとえば、ケーシング１８の円筒の中心軸には、中空の回転シャフト２２が長手方向に１本貫くように配されており、外部のモータ１９の駆動によって高速回転しうるものとなっている。ケーシング１８のサイズは、たとえば、外径が直径７２ｃｍ、長さ１００ｃｍ、内周壁２５の円錐面のうち、前方側の広口の直径が６３ｃｍ、後方側の狭い口の直径が４０ｃｍ、傾斜角は２０度である。直径７ｃｍ全長１７５ｃｍの回転シャフト２２が円筒のケーシング１８の中心を貫通しており、ケーシング１８の両端との交点は気密にシールドされている。回転シャフト２２はケーシング１８の外で駆動部と連結されており、モータ１９の駆動に従動して回転する。モータ１９にはインバーターを用いることが好適であり、これにより電力の変動を大幅にすることなく高回転の出力を調整可能に得ることが容易となるので、エネルギー効率に優れ、かつ回転数の調整代が大きくとれることとなる。
【００４２】
回転シャフト２２には、ケーシング１８内の前方に、直径は３０ｃｍの外周側が前方に傾斜角約５０度にラッパ状に立ち上がっている皿状円板２３が３０枚、４３．５ｃｍの領域に１．５ｃｍ間隔で均等に配設されている。なお、３０枚の皿状円板２３の後端部分の周囲に、内周壁の円錐面の後端の狭い口が開口するように位置している。ところで、この回転シャフトには、内部に空洞４３があり、この皿状円板２３の４３．５ｃｍの領域に向けて、内部からノズル２８のような開口が多数設けられている。回転シャフト２２の内部の空洞には、外部から処理液２９が導水されてノズル２８から皿状円板２３に向けて噴出される。２０００〜４０００ｒｐｍ程度で回転する皿状円板２３に噴出された水が衝突すると、その衝撃で水滴が微細に破砕されていく。そして、皿状円板２３は外周部がもっとも周速が速いので、外周部に衝突した処理液２９はより微細に破砕されて、微小な液滴となる。これらの液滴は、内周壁２５まで吹き飛ばされて衝突し、さらに微細化が促進される。特に、内周壁２５後方が円錐状にすぼまっているので、皿状円板２３と周囲の内周壁２５との距離が皿状円板２３の外周部と近接しており、外周から飛散された水滴が勢いを減衰されることなく、強く内周壁２５の後方では衝突することとなるので、液滴の衝突のよる微細化がより促進されることとなる。なお、３０枚の皿状円板２３にそれぞれノズル２８から噴出された処理液２９が破砕されて液滴となるので、ケーシング１８内の長手方向にわたって、微細な液滴が広く生成される。微細な液滴は凝集しやすいので、広い領域を液滴が微細なままに漂うよりは、３０枚の皿状円板で多数の位置で液滴を微細化することが効率のよい気液接触に資する。
【００４３】
（バランサーについて）
回転シャフト２２の皿状円板２３の後方には、バランサー２４の円盤が取り付けられることで、高速回転による振動やぶれが抑制され、安定的な回転が可能となっている。さらに本発明では、バランサー２４を、内周壁２５後端の狭口よりも３センチほど後方に設けることとして、内周壁２５後端後方が円錐状にすぼまることで速まった流速によって微細に生じた液滴を含んだ流れがさらに加速された状態で、直後に備わるバランサー２４と強く衝突することとなる。この際、３０ｃｍの皿状円板に対しては、バランサーは直径４４ｃｍ厚さ１ｃｍのステンレス厚板円盤とする。皿状円板の直径が３０ｃｍ、内周壁後端の径が４０ｃｍに対して、バランサーの直径を４４ｃｍと大きくすることで、外周の周速をバランサーの位置でさらに速いものとする。これにより、微細な液滴をさらに強く破砕してより微細化することができ、液滴の表面張力を下げることができるので、周囲の取りこぼした付着物や飛散物、ガス等をより液滴内に取り込みやすくすることができるものとなっている。
【００４４】
ところで、高速回転する皿状円板やバランサーの外周の周速は、直径によって次のようになる。たとえば、２３００ｒｐｍの場合、直径３０ｃｍの円板の外周部の周速は、５０．５７８ｍ／ｓである。他方、２３００ｒｐｍの場合、バランサーの径を４４ｃｍとすると、その外周部の周速は、７２．２５ｍ／ｓである。周速が増せば、その分だけ強く破砕されるのでミストがその分だけ微細化されやすくなることから、ナノサイズの液滴が効率よく得られ、気液接触時の表面張力が低下して、液滴内部に処理対象物が捕捉しやすくなる。
【００４５】
ところが、周速を得るために３０枚ある皿状円板２３の回転径を大きくしてしまうと、回転軸を駆動する軸動力が余計に必要となるので効率的ではない。また、皿状円板２３の径が大きくなると、円錐状の内壁を供えたケーシング１８の大きさも太くなるので、全体の機構が巨大化して大きくなってしまう。本発明では、除染処理に用いる際には、４ｔトラックの荷台に風力選別機構１を載置して可搬に移動しうるといったコンパクトな装置であることが要請されるので、能力向上だけを目的に安易に装置を巨大化することは現実的ではなく難しい。
【００４６】
他方、周速を得るために、円板の外径を３００φのままに回転数を増やすことで対応するとなれば、回転数は、約４６００ｒｐｍが計算上必要となる。たしかに、モータにインバーターを用いることで回転数を可変自在に上昇することができるので、高速回転での運用は可能であるが、回転数を上げる分だけ軸動力が余計に必要となるので、電力消費量が大きくなる。また、高速回転することは長期的な機械の寿命からすると、常態的に高回転とすることは好適な状態ではない。
【００４７】
この点、皿状円板２３は直径３０ｃｍとしながらバランサー２４の直径のみ４４ｃｍと大きくし、円錐状に後方が絞られた内周壁２５の後方に設けることで、径の大きなバランサー２４が衝突した処理液２９の液滴をさらに吹き飛ばしてミスト化することができれば、全体の円板の径を大きくするよりもはるかに効率がよく、全体を巨大化することなく、従来よりも必要な微細なミスト状の液滴が効率よく得られることとなる。
【００４８】
なお、湿式スクラバー３は、皿状円板２３の直径が４４ｃｍならば、バランサー２４の直径は６６ｃｍとする。もちろん、皿状円板２３のサイズが大きければ、ケーシング１８も大きくなるが、周速が速く液滴が小さく微細化されやすくなるので、同じ回転数であれば３０ｃｍの皿状円板２３を同じ枚数設置する場合に比べて液滴が微細となる分だけ気液接触しやすくなり、捕集能力は向上する。そこで、据え置き型などの適用場面においては、より大きな径の皿状円板を用いることができる。回転シャフト２２の回転数を若干変動させるだけで外周部の収束が大きく変動するので、捕集能力の上昇が得られやすく、ガスや対象物の捕集率が低いとき、回転数を少し上昇させるだけで調整することが容易であるなど、装置の大型化できる場面では調整容易になるといえるからである。
【００４９】
（バランサーに立設させたフィンについて）
さらに、皿状円板２３からの液滴を受けるバランサー２４の表面には放射状に６枚のフィン３４をバランサー２４の円盤表面から垂直に突出させて、さらに攪拌力を強めることとしてもよい。このようにすることで、速い周速で叩きつけるのみならず、液滴をフィン３４で叩くこともできるので、強い衝撃で処理液２９を破砕した液滴が拡散しやすくなるので液滴の飛散範囲が拡がることとなる。そこで、バランサー２４の手前の空間に広く拡散された液滴が気液接触によってより大量に捕集できる状態となる。フィン３４のサイズは、直径３０ｃｍ、高さ２〜３ｃｍ程度で、外周から中心方向に１０ｃｍ程度の長さを備えたものとし、これを６〜８枚程度、バランサー２４の円盤の一方の面（前方側の面）に設ける。
【００５０】
（フィンによる湿式スクラバーの処理能力の向上について）
バランサー２４の円盤の前方側の面に立設したフィン３４によって、液滴を広汎に拡散させて捕集能力が向上する点については、湿式スクラバー３にＨＣｌガスを投入して、ＮａＯＨ水溶液を処理液として捕集することで排気からＨＣｌ成分を除去する実験にて、その能力向上を確認した。処理前のＨＣｌガスの雰囲気は、４０〜５０℃で、５００００ｐｐｍである。この５００００ｐｐｍのＨＣｌガスを流量３０ｍ3／ｍｉｎの流量で投入口から投入し、湿式スクラバー３で処理後に排出口１７から排出されるガスの濃度を計測する際に、バランサー２４にフィン３４が備わった場合と、フィンが備わっていない従来型の平板状の円盤の場合との違いを比較した。
【００５１】
ＨＣｌガスは、ＮａＯＨ水溶液と反応させることでＮａＣｌとＨ2Ｏとなるが、ガスのヒュームが小さく捕集が容易ではないので、気液接触が実際に起きなければこうした反応が適切に進まない。そこで、微細な液滴をケーシング１８内に満たして気液接触を促すが、微細な液滴を対象ガスと効率よく接触させなければならない。そこで、２０質量％の濃度のＮａＯＨ水溶液を処理液とし、回転シャフトのノズル２８から１分間に約１４リットル噴出させた。回転シャフトの回転速度は２３００ｒｐｍであり、皿状円板２３は直径３０ｃｍ、バランサー２４は直径４２ｃｍである。バランサー２４を通過した液滴はミストセパレーター２６で気液分離され、液体は下方のドレン１６から処理液槽６へと排出され、気体は排出口１７から排出される。その排出口１７でのＨＣｌ濃度を測定し、当初のＨＣｌガスの濃度と比較して処理能力を確認した。
【００５２】
その結果、濃度５００００ｐｐｍのＨＣｌを３０ｍ3／ｍｉｎの流量で投入し続けた場合に、従来型のフィンを備えないバランサーの場合は、排出口１７でのＨＣｌ濃度は約３０ｐｐｍであった。他方、高さ２ｃｍのフィン３４を６枚備えたバランサー２４のものでは、排出口１７でのＨＣｌ濃度は５〜１０ｐｐｍであった。液滴がバランサー２４の近辺で拡散されることで、円錐台状の先に集められた気体が効率よく液滴と接触することとなるのである。このように同じ回転速度、同じ処理液噴出量でありながら、液滴が拡散されてより効率よく気液接触が促されて捕集が実現していることが確認された。なお、フィンを備えずに処理後のＨＣｌ濃度を１０ｐｐｍとするには、たとえば２３００ｒｐｍの回転数３００〜５００回転ほど速くする必要があったことから、フィン３４を備えることでより低速回転での効率化が実現されたといえる。
【００５３】
（バランサー外周部の内筒室状の気液接触部後方領域について）
また、バランサー２４の外周部分に、ケーシング１８よりも径の小さいリング状の内筒３３を隣接させることで、バランサー２４の円盤で生成された液滴がフィンで拡散されるのみならず、さらに隣接するリング状の内筒の内周壁面に強く叩きつけられることでさらに微細化させることができる。ナノサイズの液滴となると、表面張力が小さく凝集しやすいものであるから、すぐに大きな液滴へと粒が戻ってしまう。すると、気液接触の能力が落ちてしまいやすい。そこでバランサーの径を大きくして再度微細な液滴を得ることが有用であり、さらに液滴を隣接する内筒に強く叩きつけることで、より微細な液滴を多数生成することができると、その処理能力や効率がさらに高まるものとなる。
【００５４】
そこで、直径４４ｃｍのバランサー２４の周囲に、１０ｃｍ程度離間させた外径６４ｃｍ長さ１０ｃｍの円筒状の枠体を配置し、この枠体の前方端部は、円錐台の狭口から垂直な板で接合されており、全体として前壁を備えた筒状の円筒室状の気液接触領域４４が形成されている。バランサーの後方は、閉じておらず外径６４ｃｍのままに開口しているものとする。つまり、円錐台状の内周壁の後端から垂直に立ち上がった壁と、ケーシングより小さい円筒とに囲まれた室内でバランサーが回転するので、液滴が強く円筒室内に叩きつけられて多数の微細な液滴をさらに生成させることとなるのである。そして、前記のフィンがバランサーに付けられている場合、そのバランサーと垂直に立ち上がる壁との距離は、３〜５ｃｍ程度であるから、拡散された液滴は垂直な壁とも衝突して微細化が促進される。
【００５５】
ＨＣｌガスをＮａＯＨ水溶液で捕集する処理濃度を比較することで、内筒室状の気液接触領域４４の有無による違いを比較した。ＨＣｌガスの実験は先程と同様であり、フィン３４を備えたバランサー２４に、さらにリング状の内筒３３を備えたものと備えないものとで比較した。リング状の内筒３３は、直径６４ｃｍ、長さ１０ｃｍの円筒であって、円錐台状内周壁２５後端から垂直に立ち上がる壁とバランサー２４との離間距離は５．５ｃｍとし、フィン３４の高さを２ｃｍとして、これらを全体として内筒室状の気液接触部後方領域と称する。
【００５６】
３０ｍ3／ｍｉｎの流量で投入された５００００ｐｐｍのＨＣｌガスは、２３００ｒｐｍで回転させた４２ｃｍの外径のバランサー２４において、バランサー２４にフィン３４を備えない場合は、排気口からのＨＣｌ濃度が３０ｐｐｍのところ、フィンを備えたのみのものでは５〜１０ｐｐｍに、フィンに加えて円筒室を備えたものではさらに１ｐｐｍ以下となった。液滴の拡散により液滴が激しく運動して気液接触しやすくなるのみならず、狭い空間内で強く叩きつけられて生成された微細な液滴が凝集する前に気液接触することで、低い回転数のままに処理能力が向上することが確認され、エネルギー効率が高い湿式スクラバー３となる。
【００５７】
（ミストセパレーター）
微細な液滴はミストセパレーター２６のエレメントと液滴が接触することで捕集され、ミストセパレーター２６から下方へと滴下されることで気液分離される。微細な液は滴表面張力が小さく、ミストセパレーター２６のエレメントと接触するとその表面になじんで拡がりながら下方へと重力落下するので、効率よくミストセパレーターで捕捉できるのである。ミストセパレーター２６は、湿式スクラバー３のケーシング１８内のバランサー２４の後方に回転シャフト２２と一緒に回動することなく配置することができる。ケーシング１８内にミストセパレーター２６を実装せしめることで、これにより機構１全体としての小型化が促進できる。ミストセパレーター２６のエレメントは、ケーシング側面上方から引き抜いて交換することでメンテナンスすることができる。もちろん、メンテナンス性を考えれば、従来から知られた湿式スクラバー３の排出口１７の先に気液分離のためのミストセパレーター２６を設けてもよい。
【００５８】
さらにケーシング１８内のミストセパレーター２６の後方の回転シャフト２２に羽根車３５をつけて、排出口１７へと気液分離後の気体の排出を促すようにすることで、湿式スクラバー３内での気体の流動を円滑なものとしてもよい。このように羽根車３５を排風機５として機能させてもいいし、別途、吸着室４の後方に専用の排風機５を設けることで循環送風をさらにスムーズなものとしてもよい。
【００５９】
さて、ケーシング１８内の円錐台状の内周壁２５と、その後方のバランサー２４周辺のケーシング１８外壁内面には、それぞれ微細化した液滴が叩きつけられる。一部は衝撃で微細な液滴となるが、壁面を付着して下方に流れ落ちる液滴は、液滴内にとりこまれたガスや付着物質とともに、ケーシング１８下方のドレンへと集積され、ドレン１６から下方に設置された処理液槽６へと通じる配管へと排出される。ドレン１６から処理液槽６への管路も密閉に保たれており処理液槽６の処理液２９内まで挿通されている。ケーシング１８からのドレン１６は、流れ落ちる先に効率よく複数設置してもよく、内周壁２５の円錐面は２０度に傾斜しているので前方の広口側の下面直下にドレン１６を設け、また、バランサー２４の下方とミストセパレーター２６の下方にもそれぞれドレン１６を適宜設ける。
【００６０】
（回転シャフトに対する駆動力について）
回転シャフト２２の回転は、モータ１９の回転駆動をプーリを介して従動させて行う。モータ１９の回転速度が上昇すると、それに応じて皿状円板２３の周速が速くなることから、噴出される処理液２９が破砕されて微細化する衝撃力も増すことで、より微細な液滴が生成されやすくなる。湿式スクラバー３から排出される気体のなかにおける捕集対象物質の残留濃度を計測し、捕集率を高める必要があるときには、液滴をより微細化できるように、回転数を上昇させることで対応することが可能である。もっとも、回転数を上昇させるには、通常のモータ１９では軸動力が余計に必要となる分だけ、電力消費量が大きくなる。また、モータ１９の回転数は電力に連動するので、回転数を大幅に上下動させることは容易ではない。ここでインバーターを用いると、回転数を細かく調整できるだけでなく、高回転まで実現ができることとなる。そしてインバーターを用いれば、予め投入対象の初期の濃度と処理後の目標濃度に鑑みて、回転数を設定した後、残留濃度を確認して回転数を上昇あるいは下降させるといった細かい調整が簡単にできるようになる。本発明の装置であれば、定格値７．５ｋｗの動力のモータを用いる。
【００６１】
（処理液について）
次に、本発明の処理液２９は、ガスや付着物質等の捕集に適した液体を予めｐＨなどを調整して処理液槽６のタンクに用意しておき、同タンクから配管を通じて回転シャフト２２に送り込んでノズル２８から皿状円板２３に向けて噴出させて霧状のミストの微細な液滴を得るものである。処理液は、ガスや対象物が液滴に捕集られることを目的としているので、対象物が溶け込みやすくなるように目的にあわせて選択されることになる。たとえば、水以外に、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アンモニア等のアルカリ水溶液、次亜塩素酸ソーダや二酸化塩素水溶液などを適宜用いる。処理液２９の濃度やノズル２８からの噴出量は、投入されるガスの濃度と排出時のガス濃度及び処理液の理論的な反応量を目安として割り出した後、稼動させた際の排出時の濃度をみて適宜増量することで調整する。具体的には、予備液槽に溜めた処理液を水位を保つべく供給するほかに、予め原液を薬品タンク３９に貯留しておき、濃度計測の結果に応じて処理液槽６内の処理液２９に投入することで濃度を適切に保つこととしてもよい。処理液槽６は容量２５０リットル程度のものであり、これを毎分５〜２０リットル程度まで噴出量を調整できるようなポンプ４２と調整弁等を備えており、配管は回転シャフト２２に接続されている。またケーシング１８下方のドレン１６からの配管も処理液槽６へと戻ってくるので、処理液槽６の処理液２９は湿式スクラバー３と循環するようになっている。
【００６２】
たとえば３０ｍ3／ｍｉｎの流量のガスに対して１０リットル／ｍｉｎの噴出量で処理液を液滴化して投入するのであるから、いわば約３ｍ立方の空間が１０リットルの霧で満たされるような環境が実現されることとなるので、気液接触は非常にしやすい状況にある。もっとも、大量に投入された液滴は微細な液滴同士が凝集しやすいので、噴出量を多くすることのみならず、大きいバランサー２４の適用によって再度液滴の微細化を促進するといった併用的な工夫は有効である。
【００６３】
そして、吸着剤として処理液２９中に珪藻土を成分として懸濁させてもよい。とりわけ、セシウム等の放射性物質の捕集効果を持たせる場合には、多孔質な珪藻土が好適である。また、福島県などの東北地方において採取可能な珪藻土を採取したものを用いることができるので、除染する地域での材料調達が容易である。珪藻土は事前に篩にかけるなどして細かい粉末状にしたうえでａ液槽３６内の液中に投入して液中に混合した状態に調整した後、処理液槽６に投入する。さらに微生物活性化剤を付加してもよく、ｂ液槽３７内から処理液槽６に投入する。これらの投入量は、風力選別容器２への投入前後での稲藁等の放射線量の変化量に応じて変動させればよく、放射性濃度が高い場合はａ液槽３６やｂ液槽３７から処理液層６への投入量をそれぞれ適宜増量するなどして調整することができる。珪藻土に放射性物質を吸着させることで、捕集されてしまえば、珪藻土は液中にあって飛散しないので気液分離においては有効である。
【００６４】
さらに、二酸化塩素を液中に溶存させた溶液を処理液の成分に用いると、セシウムやストロンチウムを塩化セシウムや塩化ストロンチウム水溶液として処理液中に取り込むことができる。たとえば二酸化塩素を液中に溶存させた溶液の処理液を、５質量％の二酸化塩素水溶液に炭酸ナトリウムや硝酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどをｐＨ調整剤として混入し、適宜界面活性剤などを入れた溶液や、いわゆる安定的二酸化塩素水溶液である亜塩素酸ナトリウムに水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムを加えた溶液などである。塩素濃度は、残量塩素を処理液槽内で計測し、計測結果に基づいて、ｃ液槽３８から安定的二酸化塩素水溶液を適宜追加投入して塩素濃度を確保して安定的な濃度を保持させるとよい。
【００６５】
（吸着室について）
湿式スクラバー３の排出口１７からの配管後方には、ミストセパレーター２６で気液分離しきれなかった場合の捕集に備えて、吸着室４を設ける。吸着室４は、多段に設けてもよい。湿式スクラバー３は、ＨＣｌでのデータからも明らかなように５００００ｐｐｍのＨＣｌガスが、排気口１７では１ｐｐｍ以下（検出限界に相当）まで除去されたように、非常に高い捕集率（９９．９９８％以上）となる処理能力を発揮しうるものであるが、処理対象物のガスが可視的でなかったり、計測が逐次できない物質の場合には、そうした微調整が容易ではなく、当初の設定段階での見込みを余力を十分とった設計にすることとなるが、万が一に備えて、予測を超えた場合にも対しうる対応能力が要請とされる。そこで、湿式スクラバー３の後方に補完的に吸着室４を設けることで、ミストセパレーター２６を通り抜けた処理対象物質を捕集することで万全を期すことができる。この吸着室４はＢＯＸ状の筐体を１段もしくは多段に連接させたものであって、筐体の上平面、底面、左右の側面、正面、背面の各面に多孔質なセラミック製のセラミックフィルター３０のパネルを全面に配し、さらに底面前方から上平面後方にわたって斜めに同様にセラミックフィルター３０を配設したものであって、正面側入口から背面側出口へと、およそ３０ｍ3／ｍｉｎの風量が投入されるものとなっている。
【００６６】
このセラミックフィルター３０には、ヒーター３１が備わっており、ヒーター３１の熱で乾燥が促されるようになっているので、風力選別容器に投入される循環空気は、あらかじめ乾燥された状態のものとなっている。ヒーター３１は一般的な電熱ヒーターをセラミックフィルター３０内もしくは近傍に配置するほか、セラミックフィルター３０に電気抵抗で発熱する材質を加味することでセラミックフィルター３０自身を発熱させてもよい。なお、乾燥された空気は４０〜５０℃になることから、必要に応じて循環空気を熱交換器４０等を用いて冷却してから風力選別容器２へと戻すこととする。
【００６７】
これらのセラミックフィルター３０には、予め珪藻土を配合しておくことで、多孔質な吸着能を付与しておくと、放射性物質であるセシウムなどの吸着能が確保されやすくなる。なお、吸着室４のＢＯＸ状の筐体を多段に連接する場合には、後段側の筐体内へ投入される空気は、前段側筐体のヒーター３１で既に乾燥された状態の空気である。そこで、後段側の筐体へ投入する際に、珪藻土の含まれた処理液をノズルから噴霧することで、後段側のセラミックフィルター３０表面に珪藻土を供給することで、セシウムの吸着能が低下しないものとする。この処理液２９は処理液槽６の液でもよいが、もちろん、別途、筐体への噴霧用の槽を別途用意してもよい。これらの多段な筐体を配置した構成とすることで、セシウムが含まれた珪藻土を含んだ液滴が湿式スクラバー３の排気口１７から微量に排出された場合でも、確実に放射性成分を捕集することができるものとなる。このようにすることで、湿式スクラバー３のみで処理しきる場合よりもフィードバックによる最適化が容易でない放射能等の捕集対象物においても、余裕をもって処理ができることから、より安全かつ安定的に除染処理が実現されることとなる。
【００６８】
さて吸着室４の筐体は、連続的な運転を継続すれば、やがてセラミックフィルター３０への付着が激しくなるので、交換や清掃といったメンテナンスが必要となる。そこで、筐体の経路を並列的にして、メンテナンス作業中は他の経路の吸着室４へと経路を切り換えることで、交換や清掃といったメンテナンス作業をやりやすくすることができる。これは、付着した物質が放射性濃度が高くなる場合の備えともなっており、筐体を外して飛散しない安全な場所へ移動してから開封作業することが容易となる。
【００６９】
（除染処理について）
風力選別容器２に投入される稲藁についての除染処理の手順を説明する。稲藁はロール状になっているものを容器に入る大きさに切断して、投入し、５〜１０分間程度、風力選別機構１を稼動させ、稲藁から葉や付着物を除去してストロー部分のみを風力選別容器２に残すようにする。たとえば、発明者の実験によると、風力選別容器内に投入する稲藁は、処理前の全セシウム放射能濃度は１２２９３Ｂｑ／ｋｇ（セシウム１３４：４１１９Ｂｑ／ｋｇ、セシウム１３７：８１７３Ｂｑ／ｋｇ）であったが、本発明の風力選別機構にて３分間運転し、処理後の放射能濃度を計測したところ、風力選別容器内から取り出したストロー状の稲藁の全セシウム放射能濃度は１０７Ｂｑ／ｋｇ（セシウム１３４：４６Ｂｑ／ｋｇ、セシウム１３７：６１Ｂｑ／ｋｇ）となった。
【００７０】
このように１００Ｂｑ／ｋｇ前後まで放射線量を低減できれば、焼却処分のみならず、稲藁としての再使用の余地が確保されることとなる。なお、原子力規制法に基づくクリアランス基準は１００Ｂｑ／ｋｇとあり、廃棄物を安全に再利用できる目安となっている。なお、放射線量の測定は外部に依頼していることから、試験的な実験段階での計測であって、装置の液滴の微細化、回転速度の最適化などをしていない段階のものである。本発明の機構は、その処理対象物に応じて、処理時間や、湿式スクラバー３の回転速度を変更可能なので、より最適条件へとフィードバックしながら処理効率を向上できるものなので、１０分間の稼動時間としたり、回転速度を上昇させることで液滴が微細になるので、捕集能力が向上することから、十分に１００Ｂｑ／ｋｇ以下までの除染処理が見込める高い能力を備えている。
【００７１】
そして、風力選別容器２に稲藁を投入して５〜１０分処理しては取出口９から取り出すというバッチ作業を繰り返すことで、１時間あたり１００ｋｇぐらいの稲藁が除染処理できるほか、本発明の機器は非常に小さくコンパクトであることからトラックに積載可能な可搬性のある風力選別機構１である。そこで、重い稲藁のロールを田圃から他所に搬出集積することなく、現地での除染処理が可能となる。搬送コストを考えると、非常に経済的といえ、機動性の高いものとなっている。
【００７２】
（処理液槽の廃液処理について）
放射性物質の除染にあたっては、２５０リットル程度の処理液２９を貯留しうる大きな容量の処理液槽６内に捕集された物質が集積されることとなる。そこで、処理が進んでいくと処理液２９の放射線濃度が高まっていくことが考えられる。連続的に運用された処理液２９の放射性物質の濃度が高まりすぎる前に、適宜、処理液槽６内に集積、捕集された付着物質や葉などの残渣を凝集剤によって沈殿させた後、これを処理液槽６の下方に備えられた下部排出口３２から、沈殿物として抜き出すこととする。排出された処理液２９の沈殿物等は、これをさらに不溶化処理をしたうえで、圧縮して固化することとし、フィルタープレスで圧縮脱水してケーキ状となった固形物として取り出し可能とし、これを回収する。
【００７３】
生成された固形物の放射線量が８０００Ｂｑ／ｋｇを上回らないように、処理液２９を排出する周期を調整し、廃液処理の目安とするとよい。不溶化処理には、たとえばミヨシ油脂製のエポアースなどを用いることができる。セシウム等が溶出しないための不溶化であるので、不溶化剤の投入量は捕集対象に応じて調整されるものであり、たとえば、排出された処理液に対して０．５〜１質量％程度とする。溶出の有無については、フィルタープレスで脱水した水溶液側への溶出状況を確認することができるので、不溶化処理剤の投入量はその都度調整することで適正化できる。このように、処理液２９に捕集された除染対象物質は、固形物として適宜取り出せるので、簡便で安全に運用を続けることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  風力選別機構
２  風力選別容器
３  湿式スクラバー
４  吸着室
５  排風機
６  処理液槽
７  廃水処理装置
８  投入口
９  取出口
１０  循環空気導入口
１１  排気口
１２  送風ファン
１３  コンプレッサー
１４  投入口
１５  サクションダンパー
１６  ドレン
１７  排出口
１８  ケーシング
１９  モータ
２０  主経路
２１  補助経路
２２  回転シャフト
２３  皿状円板
２４  バランサー
２５  内周壁
２６  ミストセパレーター
２７  気液接触部
２８  ノズル
２９  処理液
３０  セラミックフィルター
３１  ヒーター
３２  排出口
３３  内筒
３４  フィン
３５  羽根車
３６  ａ液槽
３７  ｂ液槽
３８  ｃ液槽
３９  薬品タンク
４０  熱交換器
４１  チラー
４２  ポンプ
４３  空洞
４４  気液接触領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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