(57)【要約】【課題】  構造物２０等に付着した汚染物質に洗浄水Ｗｗを噴射して洗い流す洗浄装置１及び洗浄方法において、汚染物質の再飛散を防止し、汚染水の発生量を抑制し、洗浄作業を行う作業者の安全性を向上することのできる洗浄装置１及び洗浄方法を提供する。【解決手段】  洗浄装置１が、洗浄水Ｗｗを精製する洗浄水精製機構２と、洗浄水Ｗｗを噴射する噴射ノズル３と、噴射ノズル３から噴射され汚染物質を含んだ第１汚染水Ｗｔ１を回収する回収機構４と、第１汚染水Ｗｔ１から汚染物質を取り除くフィルタ５と、フィルタ５を通過した第２汚染水Ｗｔ２を再びフィルタ５の上流側に循環させる循環機構６を有し、循環機構６が、逆浸透膜７を有しており、洗浄装置１が、循環機構６から逆浸透膜７を介して洗浄水精製機構２に純水Ｗｐを供給する再供給回路８を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に付着した汚染物質に洗浄水を噴射して洗い流す洗浄装置において、
前記洗浄装置が、前記洗浄水を精製する洗浄水精製機構と、前記洗浄水を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射され前記汚染物質を含んだ第１汚染水を回収する回収機構と、前記第１汚染水から前記汚染物質を取り除くフィルタと、前記フィルタを通過した第２汚染水を再び前記フィルタの上流側に循環させる循環機構を有し、
前記循環機構が、逆浸透膜を有しており、
前記洗浄装置が、前記循環機構から前記逆浸透膜を介して前記洗浄水精製機構に純水を供給する再供給回路を有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記汚染物質が、放射性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄水精製機構が、前記洗浄水にマイクロバルブを付加するマイクロバルブ発生機構を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記フィルタが、ゼオライト又はプルシアンブルーの少なくとも１つを担持させた不織布であることを特徴とする請求項２又は３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄装置が、前記洗浄水にエデト酸、クエン酸、又はフィチン酸の少なくとも１つを添加する添加機構を有していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
構造物に付着した放射性物質を含む汚染物質に洗浄水を噴射して洗い流す洗浄装置で、
前記洗浄装置が、前記洗浄水を精製する洗浄水精製機構と、前記洗浄水を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射され前記汚染物質を含んだ第１汚染水を回収する回収機構と、前記第１汚染水から前記汚染物質を取り除くフィルタと、前記フィルタを通過した第２汚染水を再び前記フィルタの上流側に循環させる循環機構を有し、前記循環機構が、逆浸透膜を有しており、前記洗浄装置が、前記循環機構から前記逆浸透膜を介して前記洗浄水精製機構に純水を供給する再供給回路を有する洗浄装置による洗浄方法であって、
前記汚染物質に洗浄水を噴射する洗浄ステップと、
前記第１汚染水を回収する回収ステップと、
前記フィルタで前記第１汚染水から前記汚染物質を取り除く第１浄化ステップと、
逆浸透膜で前記第２汚染水から前記汚染物質を取り除く第２浄化ステップと、
前記第２浄化ステップで発生した純水を前記再供給回路を介して前記洗浄水精製機構に供給する再供給ステップと、
前記第２浄化ステップで発生した濃縮水を前記フィルタに循環させる循環ステップ
を有することを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物等に付着した汚染物質を洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月１１日の震災の影響で、原子力発電所から放射性物質が大量に放出され、家屋等の建造物に付着するという事態が発生している。そして、住民への健康被害を低減するために、建造物等に付着した放射性物質を除去する除染作業が求められている。現在、この除染作業では、建造物の屋根や壁面等に高圧水（例えば水圧が４．９〜９．８ＭＰａ）を吹きつけ、放射性物質を押し流す方法（高圧洗浄）が採用されている。この高圧洗浄は、従来、原子力発電所内でも行われていた（例えば特許分権１参照）。この高圧洗浄により、構造物等に付着した放射性物質を除去することができ、周囲の放射線量を低下させ、原子炉内で作業を行う作業員や住民等への健康被害を低減することができていた。
【０００３】
しかしながら、上記の高圧洗浄による除染作業は、いくつかの問題点を有している。第１に、大量の汚染水が発生するという問題を有している。これは、高圧洗浄に大量の水を使用するからである。この汚染水の回収、運搬及び処理に多大な時間的コスト及び金銭的コストがかかってしまう。
【０００４】
第２に、放射性物質が再飛散する可能性があるという問題を有している。これは、壁面等に吹き付ける洗浄水の水圧が高いためである。特に、従来の除染作業では、洗浄水を噴射するホース等を保持した作業者に放射性物質を含んだ汚染水が付着する可能性があり、作業者の安全性が十分に確保されているとはいえなかった。
【０００５】
第３に、除染作業を行う作業者の安全性を確保することが困難であった。これは、汚染水中に放射性物質が大量に含まれている場合であっても、水自体が放射線を吸収してしまい、ガイガーカウンター等の簡易な線量計では、汚染水の危険性を評価することができなかったからである。特に、汚染水やその噴霧が作業者に付着した場合は、放射性物質が直接付着することになり、外部被爆を引き起こす可能性がある。同様に、汚染水の噴霧等が作業者により吸引された場合は、内部被爆を引き起こす可能性がある。なお、汚染水等の液体が有する放射性物質の危険性を正確に評価するためには、食品検査等に採用されているゲルマニウム半導体検出器等の装置を使用し、放射性物質の影響をベクレルという単位で評価する測定方法を用いる必要があった。この測定方法は、測定に１日以上の時間がかかるため、除染作業の現場における汚染水の危険性の評価には使用することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、構造物等に付着した汚染物質に洗浄水を噴射して洗い流す洗浄装置及び洗浄方法において、汚染水の発生量を抑制し、汚染物質の再飛散を防止し、洗浄作業を行う作業者の安全性を向上することのできる洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明に係る洗浄装置は、構造物に付着した汚染物質に洗浄水を噴射して洗い流す洗浄装置において、前記洗浄装置が、前記洗浄水を精製する洗浄水精製機構と、前記洗浄水を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射され前記汚染物質を含んだ第１汚染水を回収する回収機構と、前記第１汚染水から前記汚染物質を取り除くフィルタと、前記フィルタを通過した第２汚染水を再び前記フィルタの上流側に循環させる循環機構を有し、前記循環機構が、逆浸透膜を有しており、前記洗浄装置が、前記循環機構から前記逆浸透膜を介して前記洗浄水精製機構に純水を供給する再供給回路を有していることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、大量の汚染水が発生するという問題を防止することができる。これは、汚染水（汚染物質を含む洗浄水）をフィルタ及び逆浸透膜を介して浄化して得られた純水を、洗浄水精製機構に供給し、再び洗浄水として利用することができるからである。また、洗浄装置の洗浄性能を向上し、且つ噴射ノズルから噴射する洗浄水の圧力を抑制することができる。これは、再供給回路を介して、洗浄能力の高い純水が洗浄水精製機構に供給されるからである。更に、逆浸透膜の使用により、汚染水中の汚染物質（例えば放射性物質）をほぼ全量回収することができる。
【００１０】
上記の洗浄装置において、前記汚染物質が、放射性物質を含むことを特徴とする。この構成により、放射性物質の再飛散を防止することができる。
【００１１】
上記の洗浄装置において、前記洗浄水精製機構が、前記洗浄水にマイクロバルブを付加するマイクロバルブ発生機構を有していることを特徴とする。この構成により、汚染物質の飛散を防止することができる。これは、マイクロバルブ発生機構の設置により、噴射ノズルから噴射する洗浄水の水圧を０．９８ＭＰａ以下に抑えたとしても、汚染物質を効率的に洗い流すことができるからである。また、循環機構の採用により、フィルタによる汚染物質の捕集効率を向上することができる。
【００１２】
上記の洗浄装置において、前記フィルタが、ゼオライト又はプルシアンブルーの少なくとも１つを担持させた不織布であることを特徴とする。この構成により作業者の安全性を向上することができる。これは、例えばセシウム等の放射性物質をフィルタで吸着し、放射線を吸収する水と切り離した状態とし、この放射線量をガイガーカウンター等の線量計で容易に測定することができるからである。また、作業者は、フィルタ近傍の放射線量の測定により、洗浄作業を行う作業環境の危険の度合いを容易に知ることができる。
【００１３】
ここで、プルシアンブルーとは、ヘキサンシアノ鉄（ＩＩ）酸鉄（ＩＩＩ）、フェロシアン化鉄（ＩＩＩ）、又はフェロシアン第二鉄と呼ばれるものであり、組成式はＦｅ（ＩＩＩ）４［Ｆｅ（ＩＩ）（ＣＮ）６］３となる物質である。
【００１４】
上記の洗浄装置において、前記洗浄装置が、前記洗浄水にエデト酸、クエン酸、又はフィチン酸の少なくとも１つを添加する添加機構を有していることを特徴とする。この構成により、洗浄水の洗浄性能が向上するため、噴射ノズルから噴射する洗浄水の圧力を抑制し、放射性物質を含む汚染物質の再飛散を防止することができる。また、洗浄水が弱酸性となるため、プルシアンブルーを担持させたフィルタにおける放射性物質等の汚染物質の吸着性能を向上することができる。これは、プルシアンブルーのセシウムを吸着する作用が、特に酸性域で強くなるからである。
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る洗浄方法は、構造物に付着した放射性物質を含む汚染物質に洗浄水を噴射して洗い流す洗浄装置で、前記洗浄装置が、前記洗浄水を精製する洗浄水精製機構と、前記洗浄水を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射され前記汚染物質を含んだ第１汚染水を回収する回収機構と、前記第１汚染水から前記汚
染物質を取り除くフィルタと、前記フィルタを通過した第２汚染水を再び前記フィルタの上流側に循環させる循環機構を有し、前記循環機構が、逆浸透膜を有しており、前記洗浄装置が、前記循環機構から前記逆浸透膜を介して前記洗浄水精製機構に純水を供給する再供給回路を有する洗浄装置による洗浄方法であって、前記汚染物質に洗浄水を噴射する洗浄ステップと、前記第１汚染水を回収する回収ステップと、前記フィルタで前記第１汚染水から前記汚染物質を取り除く第１浄化ステップと、逆浸透膜で前記第２汚染水から前記汚染物質を取り除く第２浄化ステップと、前記第２浄化ステップで発生した純水を前記再供給回路を介して前記洗浄水精製機構に供給する再供給ステップと、前記第２浄化ステップで発生した濃縮水を前記フィルタに循環させる循環ステップを有することを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法によれば、汚染水の発生量を抑制し、汚染物質の再飛散を防止し、洗浄作業を行う作業者の安全性を向上することのできる洗浄装置及び洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態の洗浄装置の構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態の洗浄装置について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の洗浄装置１を示す。洗浄装置１が、洗浄水（Ｗａｓｈ  Ｗａｔｅｒ）Ｗｗを精製する洗浄水精製機構２と、洗浄水Ｗｗを噴射する噴射ノズル３と、噴射ノズル３から噴射され汚染物質を含んだ第１汚染水（Ｔａｉｎｔｅｄ  Ｗａｔｅｒ）Ｗｔ１を回収する回収機構４と、第１汚染水Ｗｔ１から汚染物質を取り除くフィルタ５と、フィルタ５を通過した第２汚染水（Ｗｔ２）を再びフィルタ５の上流側に循環させる循環機構６を有している。
【００１９】
また、循環機構６が、その一部に逆浸透膜７を有している。この逆浸透膜７は、供給された第２汚染水Ｗｔ２を浄化して純水（Ｐｕｒｅ  Ｗａｔｅｒ）Ｗｐを生成し、残りの部分を濃縮水（Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ  Ｗａｔｅｒ）Ｗｃとして排出する機能を有している。この純水Ｗｐは、逆浸透膜７から再供給回路８を介して洗浄水精製機構２に供給される。
【００２０】
更に、洗浄水精製機構２が、洗浄水Ｗｗにマイクロバルブを付加するマイクロバルブ発生機構１０と、洗浄水Ｗｗに添加物を供給する添加機構１１を有している。この添加物は、洗浄水の洗浄能力を向上するものであり、エデト酸、クエン酸又はフィチン酸等で構成することが望ましい。
【００２１】
加えて、洗浄装置１は、噴射ノズル３に供給する洗浄水Ｗｗを加圧する加圧ポンプ１２を有している。この加圧ポンプ１２により加圧される洗浄水Ｗｗの圧力は、０．９８ＭＰａ以下であり、一般家庭の浴室で使用されるシャワー程度である。なお、２０は家屋等の構造物を示している。
【００２２】
次に、洗浄装置１を使用し構造物２０の壁面及び屋根等に付着した放射性物質を洗い流す方法（除染方法）について説明する。まず、洗浄水精製機構２内の洗浄水Ｗｗが、マイクロバルブ発生機構１０によりマイクロバルブを付加され、加圧ポンプ１２で噴射ノズル３に送られる。作業者は、構造物２０の外壁面等に付着した放射性物質（汚染物質）に、洗浄水Ｗｗを噴射する（洗浄ステップ）。この洗浄水Ｗｗは、放射性物質を含む第１汚染水Ｗｔ１となり、回収機構４で回収される（回収ステップ）。
【００２３】
この回収機構４は、家屋の雨どいや側溝など、第１汚染水Ｗｔ１が流れて集中する場所に設置したトレー等で構成することができる。また、回収機構４にポンプ１５を付加し、吸引型の回収機構としてもよい。この構成により、第１汚染水Ｗｔ１の回収効率を向上することができる。
【００２４】
回収機構４で回収された第１汚染水Ｗｔ１は、ポンプ１５や重力等でフィルタ５に送られ、フィルタ５で放射性物質を吸着、回収される（第１浄化ステップ）。多くの放射性物質を取り除かれた第２汚染水Ｗｔ２は、逆浸透膜７を有する循環機構６に送られる。
【００２５】
第２汚染水Ｗｔ２は、逆浸透膜７でほぼすべての放射性物質及びその他の汚染物質を取り除かれ（第２浄化ステップ）、純水Ｗｐと濃縮水Ｗｃに分けられる。生成された純水Ｗｐは、再供給回路８を介して洗浄水精製機構２に供給される（再供給ステップ）。また、残りの濃縮水Ｗｃは、循環機構６を介して再びフィルタ５の上流側に供給される（循環ステップ）。
【００２６】
洗浄装置１は、以上のステップを繰り返し、限られた水で、建造物２０等に付着した放射性物質を回収する除染作業を行うことができる。また、除染作業完了後は、特に放射性物質が集中しているフィルタ５を回収し、放射性遮蔽部材等で囲まれた保管庫等に保管する。
【００２７】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、循環回路６に逆浸透膜７を設置する構成により、汚染水の大量発生を防止することができる。これは、噴射ノズル３から噴射した洗浄水Ｗｗの大部分を、純水Ｗｐとして再度洗浄水として使用することができるからである。そのため、汚染水の運搬及び処理に必要となる時間的コスト及び金銭的コストを大幅に抑制することができる。また、逆浸透膜７で生成した純水Ｗｐを洗浄水Ｗｗとして利用できるため、洗浄水Ｗｗの洗浄性能を更に向上することができる。
【００２８】
第２に、洗浄水精製機構２にマイクロバブル発生機構１０を設置する構成により、例えば放射性物質等の汚染物質の再飛散を防止することができる。これは、噴射ノズル３から噴射される洗浄水Wwの水圧が低くても（０．９８ＭＰａ以下であっても）、構造物２０等に付着した汚染物質を洗い流すことができるからである。また、噴射される洗浄水Ｗｗの水圧が低いため、図１に示すように棒状物の端部に噴射ノズル３を設置して家屋の屋根等を洗浄することが可能となる。この作業は、従来の高圧洗浄では不可能であったため、作業者は屋根等の上に上って洗浄作業を行う必要があった。
【００２９】
第３に、作業者の安全性を向上することができる。特に、汚染物質が放射性物質を含む場合、汚染水Ｗｔ１、Ｗｔ２に含まれる放射性物質の量及びその危険性を作業者は認知することは困難であるが、フィルタ５で捕集した放射性物質の放射線量は、ガイガーカウンター等で容易に測定できるからである。
【００３０】
なお、汚染物質が放射性物質を含む場合、不織布で構成したフィルタ５に、プルシアンブルー、ゼオライト又はシリカ等を担持させて構成することが望ましい。フィルタ５における放射性物質の吸着効率を向上することができるからである。特に、プルシアンブルーは布を染める顔料であるため、不織布に容易に担持させることができる。また、プルシアンブルーを担持させた不織布のフィルタは、使用後に焼却するとセシウム、炭素及び顔料成分（プルシアンブルー）のみとなるため、容積を容易に減量化することができる。更に、フィルタ５を塩化ビニール管内に配置する構成としてもよい。この構成により、塩化ビニール管が放射線を遮蔽することができるからである。
【００３１】
添加機構１１は、再供給回路８から供給される純水Ｗｐの量を測定し、この純水Ｗｐの量に応じて添加剤の供給量を決定するように制御されることが望ましい。洗浄水Ｗｗの洗浄能力を最大限に引き出すことができるからである。
【００３２】
更に、添加剤は、前述のエデト酸、クエン酸又はフィチン酸等に限らず、洗浄水Ｗｗを弱酸性にし、且つ金属イオンを取り込む作用（キレート作用）を有する物質であればよい。これは、キレート作用により、構造物２０等に付着した放射性物質等の汚染物質を取り込み、洗い流しやすくできるからである。加えて、洗浄水Ｗｗを弱酸性とする作用により、取り込まれた放射性物質が、フィルタ５のプルシアンブルーに吸着されやすくなるからである。加えて、添加剤にリモネンに代表され、油脂や微細な石油系物質を溶解する炭化水素系化合物を追加してもよい。具体的には、α−ピネン、β−ピネン、Ｒ−テルピネン、酢酸ゲラニオール、酢酸ボルニル、酢酸ルナロール等がある。また、ゲラニオール、リナロール等のアルコール系も同様の作用効果を生じさせる。加えて、添加剤にプリシアンブルーを追加してもよい。この構成により、洗浄時からセシウムを吸着させ、洗浄装置１の洗浄効果を高めることができるからである。
【００３３】
加えて、洗浄装置１は、トラック等の荷台に搭載し、屋外の任意の場所に移動し、除染作業を効率的に行うことができる。特に、洗浄装置１は、大量の汚染水Ｗｔ１、Ｗｔ２を発生させず、一定量の水を循環させて利用できるため、長時間の連続作業も容易に行うことができる。
【００３４】
加えて、洗浄装置１は、地表面等の散乱した汚染物質を洗浄することもできる。具体的には、まず地表面上に不織布のフィルタを敷き、その上方から洗浄水を噴射する。回収機構は、吸引式とし、地表面に敷設されたフィルタの表面に接触させ汚染水を吸引し回収するように構成する。ここで、地表面の汚染物質は、毛細管現象により、洗浄水と共にフィルタに吸着される。この構成により、地表面等の汚染物質を飛散させ、側溝等に流れ出させることなく回収することができる。なお、このとき、フィルタに噴霧する洗浄水は、加熱された水蒸気としてもよい。この構成により、汚染物質を地表面から引き剥がすことが容易となり、洗浄効果を向上することができる。
【００３５】
以上より、本発明の洗浄装置１及び洗浄方法によれば、建造物２０等に付着した放射性物質を取り除く除染作業を、効率的に行うことが可能となる。なお、本発明が洗浄の対象とする汚染物質は、放射性物質に限られない。洗浄装置１は、放射性物質以外の汚染物質に対しても、対象とする汚染物質に応じてフィルタ５の性能等を適宜決定し、洗浄を行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１     洗浄装置
２     洗浄水精製機構
３     噴射ノズル
４     回収機構
５     フィルタ
６     循環機構
７     逆浸透膜
８     再供給回路
１０   マイクロバルブ発生機構
１１   添加機構
２０   構造物
Ｗｗ   洗浄水
Ｗｔ１ 第１汚染水
Ｗｔ２ 第２汚染水
Ｗｐ   純水
Ｗｃ   濃縮水
【図１】
2013163159.tif 000003