(57)【要約】【課題】  廃液の処理方法及び処理装置に関し、特に原子力設備から排出され有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液の処理に用いて好適の、廃液の処理方法及び処理装置に関し、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく廃液を処理できるようにする。【解決手段】  例えば原子力設備から排出される有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液などの廃液を光触媒２０に接触させた状態で光源１０から該光触媒２０の活性光を照射する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液を光触媒に接触させた状態で該光触媒の活性光を照射する
ことを特徴とする、廃液の処理方法。
【請求項２】
該廃液は、原子力設備から排出される有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液である
ことを特徴とする、請求項１記載の廃液の処理方法。
【請求項３】
該光触媒の活性光を照射する前に該廃液に酸化剤を添加しておく
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の廃液の処理方法。
【請求項４】
該酸化剤は、過酸化水素又はオゾンである
ことを特徴とする、請求項３記載の廃液の処理方法。
【請求項５】
該廃液をイオン交換樹脂により前処理しておく
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の廃液の処理方法。
【請求項６】
該金属イオンをイオン交換樹脂により吸着除去する
ことを特徴とする、請求項２〜５の何れか１項に記載の廃液の処理方法。
【請求項７】
該廃液は、塩素を含有している
ことを特徴とする、請求項１記載の廃液の処理方法。
【請求項８】
内部に光触媒をそなえ、廃液が供給される容器と、
該容器の内部に該光触媒の活性光を照射する光源とをそなえている
ことを特徴とする、廃液の処理装置。
【請求項９】
該廃液は、原子力設備から排出される有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液である
ことを特徴とする、請求項８記載の廃液の処理装置。
【請求項１０】
該光触媒は、該容器の内壁に塗装されている
ことを特徴とする、請求項８又は９記載の廃液の処理装置。
【請求項１１】
該光触媒は、繊維状に成形されて該容器の内部に充填されている
ことを特徴とする、請求項８〜１０の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１２】
該光触媒は、フィルタ状に成形されて該容器の内部に配置されている
ことを特徴とする、請求項８〜１０の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１３】
該容器の内部に充填されたペレット状の透明な支持体をそなえ、
該光触媒は、該支持体の表面に塗装されている
ことを特徴とする、請求項８〜１０の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１４】
該廃液に酸化剤が添加されている
ことを特徴とする、請求項９〜１３の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１５】
該酸化剤は、過酸化水素又はオゾンである
ことを特徴とする、請求項１４記載の廃液の処理装置。
【請求項１６】
該容器に透明な光源保護管が挿入され、
該光源は、該光源保護管に挿入されている
ことを特徴とする、請求項８〜１５の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１７】
該廃液をイオン交換樹脂により前処理する他の処理装置をそなえている
ことを特徴とする、請求項８〜１６の何れか１項に記載の廃液の処理装置。
【請求項１８】
該廃液は、塩素を含有している
ことを特徴とする、請求項８記載の廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液の処理方法及び処理装置に関し、特に原子力設備から排出され有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液の処理に用いて好適の、廃液の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の廃液の処理技術が開発されており、例えば原子力関連施設からの廃液の場合、特有の処理技術が要求される。つまり、原子力発電所の一次系の液中には、材料の放射化で生成するＣｏ−５８，Ｃｏ−６０，Ｆｅ−５９，Ｍｎ−５４，Ｃｒ−５１等の放射性同位元素が存在し、このような放射性同位元素は、液と接触する材料表面にクラッドとして付着している。
【０００３】
従って、原子力発電所の定期検査などを行なう場合には、作業に先立ち作業者の放射線被曝を低減させるため、一次系の水に使用した機器類の除染を行なっている。この除染には種々の方法があるが、現在ＰＷＲ（加圧水型原子炉）で行なわれている方法は、ＫＭｎＯ4溶液による酸化作用と、シュウ酸，クエン酸等の有機酸による還元溶解作用とを組み合わせた方法であり、このような酸化作用と還元溶解とでクラッドを溶解することにより除染を行なっている。
【０００４】
除染で使用した廃液（除染廃液）には放射性元素イオンと有機酸とが含まれており、従来、このような除染廃液の処理は、除染廃液を、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とからなる混合樹脂を充填した、複数のミックス樹脂塔に通すことで行なっている。ミックス樹脂塔内では、陽イオン交換樹脂により放射性元素イオンを吸着除去し、陰イオン交換樹脂により有機酸を吸着除去している。また、陽イオン交換樹脂には放射性元素イオンが吸着するので、ミックス樹脂塔は鉛などの遮蔽材で遮蔽した遮蔽付きのドラム缶サイズのもの（以下、遮蔽付きドラム缶という）で構成されている。このため、遮蔽付きドラム缶自体の費用や、遮蔽付きドラム缶を保管するための費用が、除染廃液処理にかかる費用の中で大きな割合を占めている。
【０００５】
そこで、このような除染廃液処理にかかる費用を減少させるための処理方法が提案されている。例えば特許文献１には、除染廃液を、まずＬｉ型陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換樹脂塔に通して放射性元素イオンを吸着除去し、その処理液をＨ型陽イオン交換樹脂とＯＨ型陰イオン交換樹脂とからなる混合樹脂を充填したミックス樹脂塔に通して有機酸を吸着除去する技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、陽イオン交換樹脂塔を遮蔽付きにする必要があるが、この陽イオン交換樹脂塔により放射性元素イオンを十分に除去することができ、また、ミックス樹脂塔には放射性元素イオンが除去された後の廃液が送られてくるので、ミックス樹脂塔を遮蔽付きにする必要がない。
【０００６】
この一方、有機酸を吸着除去するのではなく、有機酸を分解除去する処理方法も提案されている。この処理方法によれば、放射性元素イオンを吸着除去するための陽イオン交換樹脂塔だけを設ければ、有機酸を吸着除去するためのミックス樹脂塔は設ける必要がなくなるので、遮蔽付きドラム缶の所要数を減少させることが期待できる。例えば特許文献２には、触媒としての銅イオン、あるいは銅イオン及び鉄イオンの存在下に６０〜９０℃の温度で過酸化水素を作用させて放射性除染廃液中の有機酸を酸化分解する方法が開示されている。また、特許文献３には、水溶液中で多価の酸化状態を有する金属を溶解させた酸性溶液に化学廃液を注入し、不活性金属からなる電極間に直流電圧を印加して高酸化状態の金属イオンを生成し、高酸化状態の金属イオンの酸化力により有機酸を分解する方法が開示されている。さらに、特許文献４には、過酸化水素などの酸化剤の存在下において紫外線を照射して有機酸を分解する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２６４９９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０４２９９号公報
【特許文献３】特開平５−１９２６６７号公報
【特許文献４】特表平９−５１０７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の技術は、イオン交換樹脂を使う手法であるため、有機酸の吸着量、即ち処理量には限度がある。
【０００８】
そこで、特許文献２〜４の技術のように、有機酸を吸着除去するのではなく有機酸を分解除去する手法を用いることが好ましい。しかし、特許文献２の技術では、分解効率が低く、また、分解時間を実用レベルまで早めようとすると触媒使用量が増えることは避けられない。また、特許文献３の技術では、高酸化状態の金属イオンを生成するための電力消費が大きく、さらに、金属イオンによって酸化力が制限されることは避けられない。また、特許文献４の技術では、強力な紫外線ランプを必要とするため、その消費電力を無視できないだけでなく、ランプ交換にもかなりの費用が必要である。このような強力な紫外線ランプを用いると、処理液流量が低下した場合に処理液が沸騰してしまうおそれもある。
【０００９】
さらには、塩素を含む廃液中の有機汚染物質を処理する場合、強い紫外線を照射すると、有害な塩素化合物が発生し二次汚染が起こるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく廃液を処理できるようにした、廃液の処理方法及び処理装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このため、請求項１記載の本発明の廃液の処理方法は、廃液を光触媒に接触させた状態で該光触媒の活性光を照射することを特徴としている。
請求項２記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項１記載の方法において、該廃液は、原子力設備から排出される有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液であることを特徴としている。
請求項３記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項１又は２記載の方法において、該光触媒の活性光を照射する前に該廃液に酸化剤を添加しておくことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項３記載の方法において、該酸化剤は、過酸化水素又はオゾンであることを特徴としている。
請求項５記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法において、該廃液をイオン交換樹脂により前処理しておくことを特徴としている。
請求項６記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項２〜５の何れか１項に記載の方法において、該金属イオンをイオン交換樹脂により吸着除去することを特徴としている。
請求項７記載の本発明の廃液の処理方法は、請求項１記載の方法において、該廃液は、塩素を含有していることを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の本発明の廃液の処理装置は、内部に光触媒をそなえ、廃液が供給される容器と、該容器の内部に該光触媒の活性光を照射する光源とをそなえていることを特徴としている。
請求項９記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８記載の装置において、該廃液は、原子力設備から排出される有機酸及び金属イオンを含有する除染廃液であることを特徴としている。
請求項１０記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８又は９記載の装置において、該光触媒は、該容器の内壁に塗装されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項１１記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８〜１０の何れか１項に記載の装置において、該光触媒は、繊維状に成形されて該容器の内部に充填されていることを特徴としている。
請求項１２記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８〜１０の何れか１項に記載の装置において、該光触媒は、フィルタ状に成形されて該容器の内部に配置されていることを特徴としている。
請求項１３記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８〜１０の何れか１項に記載の装置において、該容器の内部に充填されたペレット状の透明な支持体をそなえ、該光触媒は、該支持体の表面に塗装されていることを特徴としている
【００１５】
請求項１４記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項９〜１３の何れか１項に記載の装置において、該廃液に酸化剤が添加されていることを特徴としている。
請求項１５記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項１４記載の装置において、該酸化剤は、過酸化水素又はオゾンであることを特徴としている。
請求項１６記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８〜１５の何れか１項に記載の装置において、該容器に透明な光源保護管が形成され、該光源は、該光源保護管に挿入されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項１７記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８〜１６の何れか１項に記載の装置において、該廃液をイオン交換樹脂により前処理する他の処理装置をそなえていることを特徴としている。
請求項１８記載の本発明の廃液の処理装置は、請求項８記載の装置において、該廃液は、塩素を含有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の本発明の廃液の処理方法によれば、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく廃液を分解処理することができる。
請求項２記載の本発明の廃液の処理方法によれば、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
請求項３及び４記載の本発明の廃液の処理方法によれば、有機酸を酸化分解するラジカルの発生を促進することができるので、有機酸の分解効率を向上させることができる。これにより、より少ない消費電力で且つより効率よく、有機酸を分解することができる。
【００１８】
請求項５記載の本発明の廃液の処理方法によれば、廃液を処理する前にイオン交換樹脂により前処理しておくことができる。
請求項６記載の本発明の廃液の処理方法によれば、金属イオンをイオン交換樹脂により処理することができる。
請求項７記載の本発明の廃液の処理方法によれば、塩素を含む廃液を処理しても塩素化合物を生成せず、二次汚染物質の発生を防止できる。
【００１９】
請求項８記載の本発明の廃液の処理装置によれば、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく廃液を分解処理することができる。
請求項９記載の本発明の廃液の処理装置によれば、弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
請求項１０記載の本発明の廃液の処理装置によれば、容器の内壁に塗装された光触媒の作用により廃液を分解処理することができる。
【００２０】
請求項１１〜１３記載の本発明の廃液の処理装置によれば、廃液と光触媒との接触面積をより大きくできるため、分解効率を向上させることができる。
請求項１４及び１５記載の本発明の廃液の処理装置によれば、有機酸を酸化分解するラジカルの発生を促進することができるので、有機酸の分解効率を向上させることができる。これにより、より少ない消費電力で且つより効率よく、有機酸を分解することができる。
【００２１】
請求項１６記載の本発明の廃液の処理装置によれば、光触媒に効率よく活性光を照射することができる。これにより、廃液の分解効率を向上させることができる。
請求項１７記載の本発明の廃液の処理装置によれば、廃液を分解処理する前にイオン交換樹脂により前処理しておくことができる。
請求項１８記載の本発明の廃液の処理装置によれば、塩素を含む廃液を処理しても塩素化合物を生成せず、二次汚染物質の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、一例として原子力関連施設から排出される除染廃液を処理する装置及び方法について説明する。
【００２３】
（Ａ）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。本実施形態に係る廃液の処理装置は、原子力関連施設から排出される、有機酸（シュウ酸＋クエン酸）及び金属イオン（放射性元素イオンを含む）を含有する除染廃液の処理を行なうものであって、図１に示すように、内部に光触媒をそなえ除染廃液が供給される容器本体（容器）１２と、容器本体１２の内部に上記光触媒の活性光を照射する光源１０とを主にそなえた分解槽６Ａとして構成されている。なお、ここでいう光触媒の活性光とは、光触媒のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーをもつ光のことをいう。
【００２４】
容器本体１２は任意の形状で形成してもよいが、ここでは円筒形状で形成されている。容器本体１２の底部には除染廃液が供給される供給口３０が形成され、容器本体１２の上部には除染廃液が排出される排出口３１が形成されており、供給口３０から供給された除染廃液は容器本体１２内で処理されて排出口３１から排出されるようになっている。ここでは、容器本体１２の底部に供給口３０、上部に排出口３１を形成する構成としているが、もちろんこれら供給口３０及び排出口３１の形成位置は限定されるものではない。
【００２５】
また、容器本体１２の上面から内部へ透明な光源保護管１１が挿入されており、この光源保護管１１に上方から光源１０が挿入され、光源保護管１１内にセットされるようになっている。これにより、光源１０からの活性光が、容器本体１２の内部に十分に照射されるようになっている。なお、ここでは、光源保護管１１は、容器本体１２の高さ（或いは深さ）よりも少し短い程度の長さで形成されているとともに、光源１０も光源保護管１１の長さに対応した長さに形成されている。これにより、光源１０からの活性光が容器本体１２の内部の隅々まで均等に照射されるようになっている。
【００２６】
さらに、容器本体１２の内壁には光触媒がコート層（光触媒層）２０として形成（被覆）されている。この光触媒層２０は、光触媒の禁制帯幅以上のエネルギーをもつ光（活性光）が照射されると、膜内で電子正孔対が発生し、これら電子正孔対が表面に拡散を起こし、表面で酸化還元反応を起こす。従って、光触媒層２０に除染廃液を接触させた状態で、光触媒の活性光を光触媒層２０に対して照射することにより、光触媒層２０の表面において除染廃液中の有機酸が酸化分解されるので、より効率良く、即ちより速やかに、また、光源の消費電力をより少なくして、有機酸を分解処理することが可能になる。
【００２７】
また、光触媒層２０の厚みが１μｍ未満であれば、光源１０から照射される光の透過性が良好であるので好ましい。さらに、光触媒層２０を容器本体１２の内壁の全面（即ち、容器本体１２の側部の内壁面，容器本体１２の上部の内壁面及び底部の内壁面）に形成したほうが、上記の光触媒機能による有機酸の分解処理量を増加させることができるので好ましいが、容器本体１２の内壁の少なくとも一部（例えば容器本体１２の側部の内壁面）に形成するようにしてももちろん良い。また、光源保護管１１の外壁（即ち、除染廃液と接する側の表面）に光触媒層２０を形成してもよい。ただし、光源保護管１１の外壁に光触媒層２０を形成する場合は、光源１０からの活性光が容器本体１２の内部に十分に照射されるように、上述したような１μｍ未満の厚さで形成することが好ましい。
【００２８】
また、光触媒としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）などの紫外線応答型光触媒、あるいは、ＴｉＯ2に例えばＳｉＯ2，Ｓｒ，Ｎ，Ｓをドープした酸化チタン化合物などの可視光応答型光触媒（紫外線だけでなく可視光にも応答する光触媒）を用いることができる。従って、この場合、光源１０を、紫外線を照射するＵＶランプで構成すれば、上記の紫外線応答型光触媒及び可視光応答型光触媒のどちらにも対応でき、両方の光触媒機能を現出させることができる。なお、可視光応答型光触媒を用いた場合、光源１０は可視光を照射するものであればよいので、ＵＶランプを使用する場合よりも比較的低コストで且つ容易に装置を構成することが可能である。
【００２９】
さらに、容器本体１２内の除染廃液に、特に過酸化水素又はオゾンなどの酸化剤を添加するようにしてもよい。光触媒は、活性光照射下でラジカルを発生させ、このラジカルが有機物を酸化分解すると言われている（藤嶋昭ら著、“光触媒のしくみ”日本実業出版社、ｐ７２，２０００）。従って、除染廃液に上記の酸化剤を添加することにより、酸化剤がラジカル発生源となり光触媒のラジカルの発生を促進させ、有機酸の分解効率を向上できるようになる。
【００３０】
本発明の第１実施形態としての廃液の処理装置は、上述のごとく構成されているので、容器本体１２の供給口から供給された除染廃液中の有機酸は、光源１０からの活性光により光触媒性能を現出した光触媒の酸化作用によって分解処理される。従って、従来のような陰イオン交換樹脂を使用して有機酸を吸着除去する必要がないので、従来よりも有機酸の処理量を増大させることができる。また、従来のような陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とからなる混合樹脂を充填したミックス樹脂塔を必ずしも設置する必要がないので、陰イオン交換樹脂だけでなく陽イオン交換樹脂の数も減少させることができるとともに、遮蔽付きドラム缶の所要数を減少させることができ、除染廃液処理にかかる費用を低減させることができる。
【００３１】
また、光触媒の酸化作用により分解処理する手法を採用しているので、とりわけ強力な紫外線光源を用いる必要はなく、比較的弱い紫外線光源を用いて少ない消費電力で且つ効率よく除染廃液を処理することができる。
さらに、容器本体１２の容量や光源１０の出力などを、要求される処理能力に応じて適宜設定すれば、分解槽６Ａに除染廃液を一度通しただけで除染廃液中の有機酸の略全てを分解除去することも可能である。
【００３２】
ここで、図２を参照しながら本処理装置の適用した廃液処理システムの一例について説明する。例えば従来の廃液処理システムでは、原子力関連施設から排出された除染廃液は、まず除染槽１に蓄えられ、ポンプ２により、陽イオン交換樹脂が充填された遮蔽付き樹脂塔３、同じく陽イオン交換樹脂が充填された遮蔽付き充填塔４、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを混合した混合樹脂が充填されたミックス樹脂塔（遮蔽無し）５の順に加圧供給された後、除染槽１へ循環される。遮蔽付き樹脂塔３及び遮蔽付き樹脂塔４では放射性元素イオンが吸着除去され、ミックス樹脂塔５では有機酸が吸着除去される。なお、イオン交換樹脂は特殊なものではなく、通常使用されているイオン交換樹脂を使用することができる。陽イオン交換樹脂としては、例えばＬｉ型スチレン系強酸性（スルホン酸基）陽イオン交換樹脂や、Ｈ型スチレン系強酸性（スルホン酸基）陽イオン交換樹脂などが挙げられ、また、陰イオン交換樹脂としては、例えばＯＨ基型スチレン系強塩基性（４級アンモニウム基）陰イオン交換樹脂などが挙げられる。分解槽６Ａは、例えば、上記の従来の廃液処理システムの遮蔽付き樹脂塔３の排出口とミックス樹脂塔５の排出口とをバイパスするバイパスライン７上に設置することができる。この場合、遮蔽付き樹脂塔３からの除染廃液を遮蔽付き樹脂塔４又は分解槽６Ａに送出するための調整弁を設けておく。
【００３３】
このような構成により、遮蔽付き樹脂塔３で放射性元素イオンが吸着除去された除染廃液を、遮蔽付き樹脂塔４及びミックス樹脂塔５に通す代わりに、分解槽６Ａに通して有機酸の分解処理を行なう。このとき、分解槽６Ａからの除染廃液を除染槽１に戻した後、遮蔽付き樹脂塔３及び分解槽６Ａに再度循環させて放射性元素イオン及び有機酸を徐々に処理（循環処理）するようにしてもよい。あるいは、分解槽６Ａを一回通過させただけで有機酸を処理（１パス処理）するようにしてもよい。循環処理及び１パス処理のうちどちらを選択するかは、有機酸の分解処理に許容される時間、分解槽６Ａの大きさ（容量）、光源１０の出力（即ち消費電力量）、要求される除染廃液処理能力などから決定すればよい。
【００３４】
また他の例として、除染廃液を遮蔽付き樹脂塔３，遮蔽付き樹脂塔４，ミックス樹脂塔５を循環させて処理する中で一度だけ分解槽６Ａに通して有機酸を効率よく処理するようにしたり、あるいは、はじめに分解槽６Ａで有機酸を効率よく処理した後、遮蔽付き樹脂塔３，遮蔽付き樹脂塔４，ミックス樹脂塔５を循環させて処理するようにしてもよい。
【００３５】
なお、図２では、廃液処理システムに遮蔽付き樹脂塔４及びミックス樹脂塔５を設ける構成としたが、上記の遮蔽付き樹脂塔４及びミックス樹脂塔５を設けずに、遮蔽付き樹脂塔３の下流側に分解槽６Ａを直接備える構成としてももちろんよい。いずれにしても、本実施形態に係る分解槽６Ａを使用することで、有機酸の処理を効率よく行なうことが可能となる。
【００３６】
（Ｂ）第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。なお、図３において、前述した第１実施形態の処理装置と同一の部位又は部材については同一の符号を用いて示している。
【００３７】
図３に示すように、本実施形態に係る分解槽６Ｂは、第１実施形態と同様に容器本体１２の内壁に光触媒層２０が形成されている。また、容器本体１２の内部には、繊維状の光触媒（繊維状光触媒体）２１が充填されている。第１実施形態で説明したように光触媒層２０の厚みが１μｍ未満であれば活性光の透過性が良好であり光触媒機能を十分に現出させることができるので、本実施形態に係る繊維状光触媒体２１の太さ（直径）は１μｍ未満であることが好ましい。なお、このような光触媒単体で成形された直径１μｍ未満の繊維状光触媒体２１が入手困難である場合には、透明な繊維状芯物質の表面に厚さ１μｍ未満の光触媒層で被覆したものでももちろんよい。
【００３８】
光触媒による酸化作用は光触媒表面で起こるため、光触媒の比表面積が大きい方が、より多くの有機物が光触媒表面に付着でき、分解効率が高くなる。従って、容器本体１２の内壁に光触媒層２０を形成し、さらに、上述したような比表面積の大きい繊維状光触媒体２１を容器本体１２内に充填することで、第１実施形態と比べて除染廃液と光触媒との接触面積を大きくすることができ、より弱い紫外線光源を用いて、より少ない消費電力で且つより効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
【００３９】
（Ｃ）第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。なお、図４において、前述した第１実施形態の処理装置と同一の部位又は部材については同一の符号を用いて示している。
【００４０】
図４に示すように、本実施形態に係る分解槽６Ｃは、第１実施形態と同様に容器本体１２の内壁に光触媒層２０が形成されている。また、容器本体１２の内部には、繊維状の光触媒体を用いて成形された、繊維状光触媒体の成形体２２が充填されている。この繊維状光触媒体の成形体２２とは、例えば繊維状光触媒体により構成した織物，不織布，フェルト，フィルタなどであり、除染廃液が透過できる隙間（孔）が形成された成形体が好ましい。本実施形態に係る繊維状光触媒体２２の成形体はフィルタ状に成形されており、供給口３０から供給された除染廃液がこのフィルタ状光触媒体２２を複数回通過した上で排出口３１から排出されるように、ここではフィルタ状光触媒体２２が容器本体１２の内部の高さ方向に複数枚、即ち多層状に配置されている。
【００４１】
このように、容器本体１２の内壁に光触媒層２０を形成し、さらに、上述したような比表面積の大きいフィルタ状光触媒体２２を容器本体１２内に充填することで、第１実施形態と比べて除染廃液と光触媒との接触面積を大きくすることができ、より弱い紫外線光源を用いて、より少ない消費電力で且つより効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
【００４２】
（Ｄ）第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。なお、図５において、前述した第１実施形態の処理装置と同一の部位又は部材については同一の符号を用いて示している。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態に係る分解槽６Ｄは、第１実施形態と同様に容器本体１２の内壁に光触媒層２０が形成されている。また、容器本体１２の内部に、第１仕切壁４０，第２仕切壁４１，第３仕切壁４２を備えて構成されている。ここでは、第１仕切壁４０は容器本体１２の内壁の供給口３０付近に突設され、第３仕切壁４２は容器本体１２の内壁の高さ方向における中間部に突設されている。また、第２仕切壁４１は光源保護管１１の外壁（即ち、除染廃液が接する側の表面）に突設されている。光源１０からの活性光が容器本体１２の内部に十分に照射されるように、これら仕切壁４０，４１，４２は透明な板状部材で構成されるのが好ましい。また、第１仕切壁４０と第２仕切壁４１との間の空間、及び、第３仕切壁４２と容器本体１２の上部内壁との間の空間において、光源保護管１１を軸とした円筒形のフィルタ状光触媒体（繊維状光触媒体の成形体）２３が設置されている。これにより、供給口３０から供給された除染廃液は、フィルタ状光触媒体２３の隙間を通りながら図５中に矢印で示す経路に沿って流れるようになっている。なお、ここでは、繊維状光触媒体の成形体としてフィルタ状のものを用いたが、前述したような織物，不織布，フェルトなどの成形体を用いてももちろんよい。また、仕切壁４０，４１，４２の表面にも光触媒層を被覆してもよい。
【００４４】
このように、容器本体１２の内壁に光触媒層２０を形成し、さらに、上述したような比表面積の大きいフィルタ状光触媒体２３を容器本体１２内に充填することで、第１実施形態と比べて除染廃液と光触媒との接触面積を大きくすることができ、より弱い紫外線光源を用いて、より少ない消費電力で且つより効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
【００４５】
（Ｅ）第５実施形態
図６は、本発明の第５実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。なお、図６において、前述した第１実施形態の処理装置と同一の部位又は部材については同一の符号を用いて示している。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態に係る分解槽６Ｅは、容器本体１２の内部に、透明なペレット状芯物質を光触媒層で被覆した成形体（ペレット状光触媒体）２４が充填されて構成されている。また、符号５０は多数の孔が形成れた多孔板であり、供給口３０から供給された除染廃液はこの多孔板５０の孔を通って排出口３１へ向かって流れるようになっている。なお、ペレット状の透明芯物質の代わりに、微粒子状の透明芯物質に光触媒層を被覆した微粒子状光触媒体を用いてもよいが、除染廃液中に分散・浮遊しやすくなるため光触媒体の回収が比較的難しく、また、光の透過率が低下して光触媒反応の効率が低下するなどのおそれがあるため、本実施形態のようにペレット状の光触媒体２４を用いるのがより好ましい。
【００４７】
このように、容器本体１２の内壁に光触媒層２０を形成し、さらに、上述したような比表面積の大きいペレット状光触媒体２４を容器本体１２内に充填することで、第１実施形態と比べて除染廃液と光触媒との接触面積を大きくすることができ、より弱い紫外線光源を用いて、より少ない消費電力で且つより効率よく除染廃液中の有機酸を分解処理することができる。
【００４８】
（Ｆ）その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば第２〜５実施形態では、容器本体１２の内壁に光触媒層２０を被覆する構成としたが、容器本体１２内に充填される光触媒体（繊維状光触媒体２１、フィルタ状光触媒体２２，２３、ペレット状光触媒体２４）により有機酸を十分に分解処理できるのであれば、特に設ける必要はない。また、当然のことながら、第２〜５実施形態に係る分解槽６Ｂ〜６Ｅは、いずれも第１実施形態の分解槽６Ａに相当するものであり、それぞれ、第１実施形態で説明した廃液処理システムの分解槽６Ａの代わりに用いることができる。廃液処理システムに分解槽をそなえる態様としては、各分解槽６Ａ〜６Ｅを単独で用いる他、これらの分解槽６Ａ〜６Ｅを適宜組み合わせて用いてもよい。また、第１実施形態で説明した廃液処理システムの配置構成はこれに限定されるものではなく、例えば、遮蔽付き樹脂塔３の上流側に分解槽６Ａ〜６Ｅのいずれかを、あるいはこれらを組み合わせて設置する構成としてもよい。複数の分解槽を組み合わせる場合、直列に組み合わせることで分解処理を促進できるが、並列に組み合わせたり、あるいは直列と並列とを併用したりしてもよい。
【００４９】
ところで、上述した実施形態では、本発明の処理装置を、原子力関連施設から排出される除染廃液を処理するものとして説明したが、このような除染廃液の処理だけに限定されるものではない。例えば廃液中に塩素（Ｃｌ）が含有されている場合、強い紫外線を照射して処理を行なうと、塩素が有害な塩素化合物に変化してしまうおそれがあるが、本発明の処理装置を用いれば、弱い紫外線光源を用いて有機汚染物質を分解できるので、有害な塩素化合物の発生は起こらない。
【００５０】
（Ｇ）実施例１
【００５１】
【表１】
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表１に示した模擬除染廃液を第２実施形態に係る分解槽６Ｂで処理した場合の、紫外線照射時間に伴う除染廃液中の有機酸（シュウ酸＋クエン酸）濃度の経時変化を図７に示す。液量は１０リットル、分解槽６Ｂの容量は１リットル、分解槽６Ｂの内部に充填した繊維状光触媒体２１の量は５００ｇとし、光源１０として低圧水銀ランプを用いた。また、光源保護管１１の外壁（除染廃液に接する側の表面）における波長２５４ｎｍの光の照度を２０ｍＷ／ｃｍ2、液流速を０．１リットル／分に設定し、有機酸濃度が５０ｐｐｍになるまで除染廃液を循環して処理を続けた。図７に示すように、処理開始後６時間で除染廃液中の有機酸濃度は５０ｐｐｍ以下となった。
【００５２】
（Ｈ）比較例１
実施例１の分解槽６Ｂ中の繊維状光触媒体２１を除去した他は、実施例１と同様にして模擬除染廃液を循環させながら、紫外線照射時間に伴う有機酸濃度の経時変化を確認した。図７に示すように、紫外線により多少の有機酸分解は起こるが、紫外線照射６時間でも有機酸濃度は１９５５ｐｐｍで、有機酸の大部分は分解されずに残っていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る廃液処理システムを模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。
【図６】本発明の第５実施形態としての廃液の処理装置を模式的に示す構成図である。
【図７】紫外線照射時間に伴う除染廃液中の有機酸濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  除染槽
２  ポンプ
３，４  遮蔽付き樹脂塔
５  ミックス樹脂塔
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ  分解槽
７  バイパスライン
１０  光源
１１  光源保護管
１２  容器本体（容器）
２０  光触媒層
２１  繊維状光触媒体
２２，２３  フィルタ状光触媒体（繊維状光触媒体の成形体）
２４  ペレット状光触媒体
３０  供給口
３１  排出口
４０  第１仕切壁
４１  第２仕切壁
４２  第３仕切壁
５０  多孔板
【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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