(57)【要約】【課題】ストロンチウムを含有する排水からストロンチウムを効率的に除去する。【解決手段】ストロンチウム含有排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤、例えばゼオライトや層状シリカ化合物、チタン酸アルカリ金属塩を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとして該排水に添加することを特徴とするストロンチウム含有排水の処理方法。吸着剤をアルカリ金属イオン型に保持することが可能となり、ストロンチウムの吸着能を高く維持できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロンチウム含有排水に吸着剤を添加して該排水中のストロンチウムを該吸着剤に吸着させて処理する方法において、該吸着剤が該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤であり、該吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとして該排水に添加することを特徴とするストロンチウム含有排水の処理方法。
【請求項２】
前記スラリーは、該スラリー１Ｌあたり、１０〜５００ｇの前記粉末状吸着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のストロンチウム含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記粉末状吸着剤は、ゼオライト、層状シリカ化合物、及びチタン酸アルカリ金属塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のストロンチウム含有排水の処理方法。
【請求項４】
ストロンチウム含有排水に、該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤を添加して該排水中のストロンチウムを吸着処理する装置において、
攪拌機付き反応槽と、
該粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液に分散させたｐＨ９〜１４のスラリーを貯留するスラリータンクと、
該反応槽に該排水及び該スラリータンク内のスラリーを添加する手段と、
該反応槽からの反応液を固液分離する固液分離手段とを備えることを特徴とするストロンチウム含有排水の処理装置。
【請求項５】
前記反応槽内のｐＨを計測する手段と、該ｐＨが所定値又は所定範囲となるように前記スラリーの添加量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載のストロンチウム含有排水の処理装置。
【請求項６】
前記反応槽に炭酸塩を添加する手段と、該反応層内のｐＨを調整する手段とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載のストロンチウム含有排水の処理装置。
【請求項７】
ストロンチウム含有排水に添加して該排水中のストロンチウムを吸着除去する吸着剤スラリーであって、該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液に分散させてなるｐＨ９〜１４のスラリーであることを特徴とするストロンチウム吸着剤スラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストロンチウムを含む排水、特に放射性ストロンチウムを含む放射性排水から、効率的にストロンチウムを除去する方法、装置及びそれらに用いる吸着剤スラリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性ストロンチウム９０Ｓｒは、放射性セシウムと同様に、半減期が長く、また、水への拡散性が高い核分裂生成物であり、放射性セシウムと同様、放射性ストロンチウムにより汚染された水についても、効率的に放射性ストロンチウムを除去処理する技術の改良が望まれている。
【０００３】
従来、放射性ストロンチウムを含む排水を処理する方法として、オルトチタン酸からなる吸着剤を用いて、放射性ストロンチウムを吸着除去する方法が知られており（非特許文献１）、そのような吸着剤として、チタン酸ナトリウムを顆粒化して用いる方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、本出願人らは先に、ストロンチウム含有排水に炭酸塩を加え、ｐＨを９〜１３．５に調整することで、排水中のストロンチウムを炭酸ストロンチウムとして沈殿させて除去する方法を提案している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４２８５４１号公報
【特許文献２】特願２０１１−２４７４９４
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】久保田益光ほか“群分離法の開発：無機イオン交換体カラム法による９０Ｓｒ及び１３４Ｃｓを含む廃液の処理法の開発”ＪＡＥＲＩ−Ｍ８２−１４４（１９８２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されるように、チタン酸アルカリ金属塩単独で顆粒化した場合、充分な押し潰し強度を確保することが難しい。そのため、顆粒状のチタン酸アルカリ金属塩を充填した吸着塔に排水を通水して、ストロンチウムの吸着除去を行うと、顆粒の表面から破砕して生成する微粒子が吸着塔出口から流出する結果、処理水の放射性ストロンチウムに関するＤＦ（Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｆａｃｔｏｒ）値を安定的に確保することが難しいという欠点があった。
また、充填剤として充分な強度を付与する基材にチタン酸アルカリ金属塩を担持させる方法では、不活性な基材の分だけ放射性廃棄物を増加させるという弊害があった。
加えて、チタン酸アルカリ金属塩を担持した顆粒を製造する必要があるため、コストアップにつながるという問題もあった。
【０００８】
また、ストロンチウムを高濃度で含む排水を処理する場合、高価な機能性材料であるチタン酸アルカリ金属塩を大量に用いる必要があった。更に、ストロンチウムと共に、同じアルカリ土類金属であるカルシウム、マグネシウムが共存するような海水が、放射性ストロンチウムで汚染された場合、ストロンチウムと同時に、カルシウム、マグネシウムもチタン酸アルカリ金属塩に吸着するため、更に大量のチタン酸アルカリ金属塩を用いる必要があった。
【０００９】
排水中のストロンチウムを炭酸塩として沈殿させた後、固液分離して除去する方法は、特殊な機能性物質を使用する必要がなく、高濃度で存在するストロンチウムを粗取りする上で有効な方法であるが、炭酸ストロンチウムの溶解度以下までストロンチウムを除去できないという課題があった。
【００１０】
本発明は、ストロンチウムを含有する排水からストロンチウムを効率的に除去する処理方法及び処理装置、並びにそれらに用いる吸着剤スラリーを提供することを課題とする。
本発明はまた、放射性ストロンチウムで汚染された海水のような、カルシウムやマグネシウムといったストロンチウム以外のアルカリ土類金属を含む排水から効率的にストロンチウムを除去する処理方法及び処理装置、並びにそれらに用いる吸着剤スラリーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤、例えばアルカリ金属型のゼオライトや層状シリカ化合物、チタン酸アルカリ金属塩の粉末を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとして該排水に添加することにより、効率的にストロンチウムを吸着除去して処理水の放射線量を有効に低減させることができることを見出した。
【００１２】
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１３】
［１］  ストロンチウム含有排水に吸着剤を添加して該排水中のストロンチウムを該吸着剤に吸着させて処理する方法において、該吸着剤が該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤であり、該吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとして該排水に添加することを特徴とするストロンチウム含有排水の処理方法。
【００１４】
［２］  前記スラリーは、該スラリー１Ｌあたり、１０〜５００ｇの前記粉末状吸着剤を含むことを特徴とする［１］に記載のストロンチウム含有排水の処理方法。
【００１５】
［３］  前記粉末状吸着剤は、ゼオライト、層状シリカ化合物、及びチタン酸アルカリ金属塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする［１］又は［２］に記載のストロンチウム含有排水の処理方法。
【００１６】
［４］  ストロンチウム含有排水に、該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤を添加して該排水中のストロンチウムを吸着処理する装置において、攪拌機付き反応槽と、該粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液に分散させたｐＨ９〜１４のスラリーを貯留するスラリータンクと、該反応槽に該排水及び該スラリータンク内のスラリーを添加する手段と、該反応槽からの反応液を固液分離する固液分離手段とを備えることを特徴とするストロンチウム含有排水の処理装置。
【００１７】
［５］  前記反応槽内のｐＨを計測する手段と、該ｐＨが所定値又は所定範囲となるように前記スラリーの添加量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする［４］に記載のストロンチウム含有排水の処理装置。
【００１８】
［６］  前記反応槽に炭酸塩を添加する手段と、該反応層内のｐＨを調整する手段とを有することを特徴とする［４］又は［５］に記載のストロンチウム含有排水の処理装置。
【００１９】
［７］  ストロンチウム含有排水に添加して該排水中のストロンチウムを吸着除去する吸着剤スラリーであって、該排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液に分散させてなるｐＨ９〜１４のスラリーであることを特徴とするストロンチウム吸着剤スラリー。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ゼオライト、層状シリカ化合物、チタン酸アルカリ金属塩等の、ストロンチウム含有排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液に分散させたｐＨ９〜１４の吸着剤スラリーとして、該排水に添加することにより、該排水中のストロンチウムを効率的に吸着除去することができる。
【００２１】
また、排水中にストロンチウム以外のアルカリ土類金属を含む排水の場合において、予め、或いは吸着剤スラリーによる処理と並行してアルカリ条件下で排水中のアルカリ土類金属を炭酸イオンと反応させて析出させることにより、その排水中濃度を低減し、その後或いはそれと同時に吸着剤スラリーによる吸着処理を行うことにより、少ない吸着剤量で効率的な処理を行うことできる。
【００２２】
本発明は、特に放射性ストロンチウム含有排水に適用することにより、該排水の放射線量を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のストロンチウム含有排水の処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明のストロンチウム含有排水の処理装置の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明のストロンチウム含有排水の処理装置の別の実施の形態を示す系統図である。
【図４】本発明のストロンチウム含有排水の処理装置の別の実施の形態を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではなく、本発明はその要旨を超えない範囲において、以下の実施形態に開示される各要素を種々変更して実施することができる。
【００２５】
本発明においては、放射性ストロンチウム含有排水（以下、「原水」と称す場合がある。）に、該排水中でアルカリ金属イオンを放出して該排水中のストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤、例えばアルカリ金属型のゼオライトや層状シリカ化合物、チタン酸アルカリ金属塩の粉末を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとして該排水に添加することにより、該排水中のストロンチウムを吸着除去する。その後は、ストロンチウムを吸着した粉末状吸着剤を固液分離することにより、ストロンチウムが高度に除去された処理水を得ることができる。
【００２６】
本発明において、ストロンチウム含有排水中でアルカリ金属イオンを放出してストロンチウムを吸着する粉末状吸着剤としては、ゼオライト、層状シリカ化合物、チタン酸アルカリ金属塩等を好適に用いることができる。
【００２７】
ゼオライトとしては、天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトのいずれも用いることができ、Ｐ型、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、ＺＳＭ−５型など、その構造を問わないが、ストロンチウムの吸着量の点で、Ａ型ゼオライトが好ましい。
【００２８】
層状シリカ化合物は、ケイ素原子及び酸素原子の骨格が２次元の層状に形成された構造を有するものであり、本発明では、層間にナトリウムやカリウムといったアルカリ金属イオンを保持した層状シリカ化合物を用いることができる。このような層状シリカ化合物としては、例えば、天然マイカ、合成マイカ、合成膨潤性マイカ、モンモリロナイト等の天然スメクタイト、ヘクトライト等の合成スメクタイト、バーミキュライト、カネマイト、ジケイ酸ナトリウム、マカタイト、アイラアイト、マガディアイト、ケニヤアイト等を使用することができる。これらのうち、吸着量の面でマイカもしくはスメクタイトが好ましい。特に合成膨潤性マイカは、水中で膨潤して分散するため、攪拌機付き反応槽内で一様に分散して接触効率が高まり、ストロンチウムを効率的に除去することができ、好ましい。
【００２９】
チタン酸アルカリ金属塩としては、ストロンチウムの吸着能の点で、チタン酸のナトリウム塩及び／又はカリウム塩が好ましい。
【００３０】
本発明で使用する粉末状吸着剤は、粒径が１〜１００μｍ、特に５〜５０μｍであるものが好ましい。粉末状吸着剤の粒子径が小さ過ぎると取扱い性が悪くなり、大き過ぎると比表面積が小さくなってストロンチウムの吸着能が低下するおそれがある。なお、ここで粒径とは、粉末が球状粒子であれば、その直径に該当し、その他の形状の場合、当該粉末の粒子を２枚の平行な板で挟んだとき、その板の間隔が最も大きくなる部位の長さ（２枚の板の間隔）をさす。
【００３１】
このような粉末吸着剤は、１種を単独で用いてもよく、異種のものやアルカリ金属種だけが異なるものを複数種混合して用いてもよい。
【００３２】
なお、粉末状吸着剤は、特許文献１に記載されるように顆粒状の凝集体として添加してもよい。この場合、凝集体の粒子径としては１０〜１００μｍ程度が好ましく、１０〜２５０μｍ程度がより好ましい。
【００３３】
本発明では、前述の粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを溶解させた溶液を分散媒としたｐＨ９〜１４のスラリーとしてストロンチウム含有排水に添加する。粉末状吸着剤を、アルカリ金属イオンを含む水溶液でスラリーとすることで、粉末状吸着剤のストロンチウム吸着能を損ねることなく、ポンプを用いて安定的に所定量の吸着剤をストロンチウム含有排水に投入することが可能となる。
【００３４】
アルカリ金属イオンを含んだ分散媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどのアルカリ金属の塩化物などのアルカリ金属化合物の１種又は２種以上の水溶液を用いることができる。水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物を用いると、排水中にカルシウムやマグネシウムといったストロンチウム以外のアルカリ土類金属が含まれる場合に、それらをカルシウム炭酸塩やマグネシウム水酸化物として除去するために用いるアルカリとして兼用できるというメリットがある。
【００３５】
本発明の吸着剤スラリーは、ｐＨ９〜１４であり、好ましくはｐＨ１０〜１３である。従って、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどのアルカリ金属の塩化物の水溶液を分散媒として用いる場合に、粉末状吸着剤から溶出するアルカリ金属イオンだけでは上記ｐＨ範囲にならない場合には、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを併用してｐＨを上記範囲内に調整する必要がある。この吸着剤スラリーのｐＨが９未満ではスラリー中で吸着剤がアルカリ金属イオンを吐き出してしまい、排水添加時に吸着能が低下する問題が生じる。
【００３６】
また、吸着剤スラリーの粉末状吸着剤濃度は、特に限定されるものではないが、スラリーポンプやスネークポンプで移送可能な濃度であれば適用可能であり、一般的な遠心ポンプで移送可能な濃度とすることがより好ましい。具体的には、１Ｌのスラリーに対し、１０〜５００ｇの粉末状吸着剤が含まれる濃度とするのが好適である。
【００３７】
本発明の吸着剤スラリーは、タンクに貯蔵し、ポンプを用いて原水に湿式供給することができるが、その際、粉末状吸着剤がスラリータンク内で沈降分離しないよう、スラリータンクに撹拌機を設けたり、供給ポンプの吐出ラインに循環ラインを設けて、循環しながら供給したりする方法を採用することもできる。
【００３８】
本発明の吸着剤スラリーをストロンチウム含有排水に添加すると、アルカリ金属イオンとストロンチウムイオンの安定性の差異に基づいて、アルカリ金属イオンとストロンチウムイオンとのイオン交換反応が進行する。このことによって、ストロンチウムイオンは排水中から除去される。
【００３９】
仮に、粉末状吸着剤をアルカリ金属イオンを含まない水に分散させた水スラリーにすると、吸着剤が水素イオン型となり、ストロンチウムの交換能が著しく減少する。吸着剤をアルカリ金属イオンを含む分散媒によりｐＨ９〜１４のスラリーとすることにより、吸着剤をストロンチウムイオンとイオン半径が近いアルカリ金属イオン型に保持することが可能となり、ストロンチウムの吸着能を高いまま維持することができる。
【００４０】
ストロンチウム含有排水への吸着剤スラリーの添加量は、排水の性状や、後述の炭酸塩による処理の有無によっても異なるが、排水１Ｌに対して、粉末状吸着剤が乾燥重量で５０〜５０００ｍｇとなるような量とすることが好ましい。吸着剤スラリーの添加量が少な過ぎると排水中のストロンチウムを十分に除去することができず、多過ぎてもそれ以上の除去効果は望めず、徒に吸着剤使用量が多くなって不経済であるとともに、後段の固液分離に負荷がかかる。
【００４１】
排水に吸着剤スラリーを添加した後は、必要な反応時間を確保するために、攪拌機付き反応槽内で十分に撹拌混合する。この反応時間は通常１〜１２０分程度とすることが好ましいことから、攪拌機付き反応槽は、この程度の滞留時間が得られるように設計することが好ましい。
【００４２】
攪拌機付き反応槽は、通常ｐＨ７〜１３程度とすることが好ましく、従って、反応槽のｐＨが上記範囲を外れる場合には、適宜反応槽にアルカリを添加するか、吸着剤スラリーの添加量を増加させるか、吸着剤スラリーのｐＨを高くする。
【００４３】
攪拌機付き反応槽で排水に吸着剤スラリーを添加して十分に反応させた後の反応液は次いで固液分離するが、その際必要に応じて凝集剤を添加して凝集処理を行ってもよい。この凝集剤としては、後述のアニオンポリマー等を用いることができ、その添加量は通常０．５〜５ｍｇ／Ｌ程度である。
【００４４】
固液分離は、沈殿槽又はＭＦ膜分離装置等を用いて行うことができる。
【００４５】
このような処理で、通常、ストロンチウム濃度が１ｍｇ／Ｌ以下に低減された処理水を得ることができる。
【００４６】
本発明において、排水がストロンチウムとともに、カルシウムやマグネシウムといったアルカリ土類金属を多量に、例えば３ｍｇ／Ｌ以上含む場合、このような排水に直接本発明の吸着剤スラリーを添加してストロンチウムを吸着除去しようとすると、添加された吸着剤がストロンチウム以外のアルカリ土類金属に使用され、大量の吸着剤が必要となり、経済的に不利であるとともに、固液分離に大きな負荷をかけることとなる。
【００４７】
従って、このような排水を処理する場合は、排水にアルカリ条件下に炭酸塩を添加して、排水中のストロンチウムやその他のアルカリ土類金属を析出、沈殿させ（以下、この操作を「アルカリ凝集」と称す場合がある。）、その後、或いは、この処理と並行して吸着剤スラリーを添加してストロンチウムの吸着処理を行うことが好ましい。
【００４８】
アルカリ凝集によれば、下記式（１）〜（３）のような反応によって、原水中に溶解しているカルシウム、ストロンチウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属イオンは沈殿として固定化される。
Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−  →  ＣａＣＯ３↓              （１）
Ｓｒ２＋＋ＣＯ３２−  →  ＳｒＣＯ３↓              （２）
Ｍｇ２＋＋２ＯＨ−  →  Ｍｇ（ＯＨ）２↓          （３）
【００４９】
アルカリ凝集を行う場合、原水に添加する炭酸塩としては、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）等のアルカリ金属の炭酸塩が好適に用いられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、これらの炭酸塩を含む排水を用いることもできる。
【００５０】
炭酸塩の添加量は、少な過ぎると原水中のＳｒやその他のアルカリ土類金属イオンなどを十分に除去することができず、多過ぎても添加量に見合う除去効果は得られなくなることから、原水中のＳｒやその他のアルカリ土類金属イオンの濃度に応じて反応当量に見合うように適宜決定される。前記の式（１）〜（３）から、原水中のＳｒ、その他のアルカリ土類金属濃度がわかれば必要な炭酸塩の添加量を算出できる。但し、反応に寄与しない炭酸塩もあるので、理論必要量の１．０〜２．０倍当量の炭酸塩を添加することが好ましい。
【００５１】
また、Ｃａ、Ｓｒは、ｐＨ９〜１３．５のアルカリ条件下でＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３として析出するため、ｐＨ調整剤として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリを添加して、原水をｐＨ９〜１３．５に調整する。特に、原水がＭｇ２＋を含む場合、Ｍｇ２＋はｐＨ１２以上でＭｇ（ＯＨ）２として析出するため、この場合にはｐＨ１２〜１３．５に調整することが好ましい。なお、ｐＨ調整に用いるアルカリとしては、アルカリ排水を用いてもよい。
【００５２】
このようなアルカリ凝集を行うことにより、ストロンチウムや共存するアルカリ土類金属イオンをそれぞれその炭酸塩や水酸化物（マグネシウムの場合）として析出させて、原水中の濃度を低減することができる。
【００５３】
アルカリ凝集においても原水中のＳｒ、その他のアルカリ土類金属イオンと炭酸塩とを十分に反応させて析出物を得るべく、１〜３０分程度の滞留時間（反応時間）が得られるように撹拌機付き反応槽を設計することが好ましい。
【００５４】
アルカリ凝集を行った場合においても、反応液は、アニオン性高分子凝集剤（アニオンポリマー）等の高分子凝集剤を用いて凝集処理を行ってもよい。
【００５５】
即ち、炭酸ストロンチウム及び炭酸カルシウムは、沈降性に優れた良好な凝集フロックを形成するが、水酸化マグネシウムは沈降性が悪くかさ高いフロックである。水酸化マグネシウムは表面電荷がやや正に帯電しているのでアニオンポリマーを添加することで粗大フロックとなり、沈降性を改善することができる。
【００５６】
アニオンポリマーとしては、特に限定されないが、例えばポリアクリルアミドの部分加水分解物、ポリアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとの共重合物、アクリルアミドとビニルスルホン酸ナトリウムとの共重合物、及びアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムと２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムとの三元共重合物などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００５７】
アニオンポリマーの添加量は、少な過ぎると十分な凝集効果を得ることができず、多過ぎると凝集不良を引き起こす恐れがあることから、０．５〜５ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。
【００５８】
アルカリ凝集を行った場合、その後、固液分離した後に本発明の吸着剤スラリーを添加してもよいが、アルカリ凝集後、固液分離せずに粉末状チタン酸アルカリ金属塩を添加し、その後固液分離を行うことが、固液分離のための沈殿槽やＭＦ膜分離装置を一つに集約することができ、工業的に有利である。
【００５９】
また、アルカリ凝集を行う場合、アルカリ凝集後に本発明の吸着剤スラリーを添加する態様に限らず、炭酸塩、ｐＨ調整のためのアルカリと共に本発明の吸着剤スラリーを添加して、アルカリ凝集と本発明の吸着剤スラリーによる吸着処理とを同時に行ってもよい。即ち、ストロンチウムやアルカリ土類金属イオンは、炭酸塩と優先的に反応するため、炭酸塩と本発明の吸着剤スラリーとを同時に添加しても目的を達成することができる。
【００６０】
ただし、原水に炭酸塩を添加してアルカリ条件下で所定の時間反応させて原水中のストロンチウムやアルカリ土類金属イオン濃度を低減した後に、本発明の吸着剤スラリーを添加して吸着処理を行う方が、析出した沈殿物の飽和溶解度以下にまでストロンチウムやアルカリ土類金属イオン濃度を十分に低減することができ好ましい。なお、アルカリ凝集の処理液のｐＨは、本発明の吸着剤スラリーによる吸着に適したｐＨとなり、効率良く吸着処理を行うことができる。
【００６１】
原水に炭酸塩を添加した後、アルカリ凝集におけるｐＨ調整のためのアルカリと共に本発明の吸着剤スラリーを添加するようにしてもよい。
【００６２】
以下に図面を参照して、アルカリ凝集を併用して本発明のストロンチウム含有排水の処理方法を実施するための本発明のストロンチウム含有排水の処理装置について説明する。
図１〜４は本発明のストロンチウム含有排水の処理装置の実施の形態の一例を示すものであり、１，１Ａ，１Ｂは撹拌機付き反応槽、２は沈殿槽、３はＭＦ膜分離装置、４はｐＨ計、５は吸着剤スラリーのタンクを示す。
【００６３】
（１）  １段反応槽＋沈殿槽
図１のストロンチウム含有排水の処理装置は、１槽の撹拌機付き反応槽１と沈殿槽２を用いたものであり、原水を反応槽１に導入すると共に、反応槽１に吸着剤スラリータンク５からの吸着剤スラリーと、炭酸塩、ｐＨ調整のためのアルカリをｐＨ計４に連動させて添加して所定の時間反応させ、反応槽１からの反応液を沈殿槽２で固液分離する。沈殿槽２の分離水は処理水として系外へ排出され、分離汚泥の一部は返送汚泥として反応槽１に返送され、残部は余剰汚泥として系外へ排出される。
なお、汚泥返送を行うことにより、返送汚泥を核として析出物を粗大化して沈降性を高めるという効果が奏されるが、汚泥返送を行うと処理系のスケールアップにつながるため、汚泥返送は行わなくてもよい。
【００６４】
（２）  １段反応槽＋ＭＦ膜分離装置
図２のストロンチウム含有排水の処理装置は、１槽の撹拌機付き反応槽１とＭＦ膜分離装置３を用いたものであり、図１におけると同様に、原水を反応槽１に導入すると共に、反応槽１に吸着剤スラリータンク５からの吸着剤スラリーと、炭酸塩、ｐＨ調整のためのアルカリをｐＨ計４に連動させて添加して所定の時間反応させ、反応槽１からの反応液をＭＦ膜分離装置３で固液分離する。ＭＦ膜分離装置３の透過水は処理水として系外へ排出され、濃縮水の一部は返送濃縮水として反応槽１に返送され、残部は余剰汚泥として系外へ排出される。
図２の態様においても、濃縮水の返送を行うことにより、濃縮水中の固形分を核として析出物を粗大化して固液分離性を高めるという効果が奏されるが、濃縮水の返送を行うと処理系のスケールアップにつながるため、濃縮水の返送は行わなくてもよい。
【００６５】
（３）  ２段反応槽＋沈殿槽
図３のストロンチウム含有排水の処理装置は、２槽の撹拌機付き反応槽１Ａ，１Ｂと沈殿槽２を用いたものであり、原水を第一反応槽１Ａに導入すると共に、第一反応槽１Ａに炭酸塩とｐＨ調整のためのアルカリを添加して所定の時間反応させ、第一反応槽１Ａの反応液を第二反応槽１Ｂに送給し、この第二反応槽１Ｂに吸着剤スラリータンク５からの吸着剤スラリーと、更にｐＨ調整のための酸又はアルカリをｐＨ計４に連動させて添加して所定の時間反応させる。そして第二反応槽１Ｂからの反応液を沈殿槽２で固液分離する。沈殿槽２の分離水は処理水として系外へ排出され、分離汚泥の一部は返送汚泥として第一反応槽１Ａに返送され、残部は余剰汚泥として系外へ排出される。
この図３の態様においても、汚泥返送を行うことにより、返送汚泥を核として析出物を粗大化して沈降性を高めるという効果が奏されるが、汚泥返送を行うと処理系のスケールアップにつながるため、汚泥返送は行わなくてもよい。
【００６６】
（４）  ２段反応槽＋ＭＦ膜分離装置
図４のストロンチウム含有排水の処理装置は、２槽の撹拌機付き反応槽１Ａ，１ＢとＭＦ膜分離装置３を用いたものであり、原水を第一反応槽１Ａに導入すると共に、第一反応槽１Ａに炭酸塩とｐＨ調整のためのアルカリを添加して所定の時間反応させ、第一反応槽１Ａの反応液を第二反応槽１Ｂに送給し、この第二反応槽１Ｂに吸着剤スラリータンク５からの吸着剤スラリーと、更にｐＨ調整のための酸又はアルカリをｐＨ計４に連動させて添加して所定の時間反応させる。そして、第二反応槽１Ｂからの反応液をＭＦ膜分離装置３で固液分離する。ＭＦ膜分離装置３の透過水は処理水として系外へ排出され、濃縮水の一部は返送濃縮水として第一反応槽１Ａに返送され、残部は余剰汚泥として系外へ排出される。
図４の態様においても、濃縮水の返送を行うことにより、濃縮水中の固形分を核として析出物を粗大化して固液分離性を高めるという効果が奏されるが、濃縮水の返送を行うと処理系のスケールアップにつながるため、濃縮水の返送は行わなくてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
なお、以下の実施例及び比較例では、以下の表１に示す性状の模擬海水を原水として用いた。
【００６８】
【表１】
2013244481.tif 000003
【００６９】
［比較例１］
Ｎａ２ＣＯ３を１３００ｍｇ／Ｌとなるように原水に添加すると共に、ＮａＯＨでｐＨ１２．５に調整した。この時、析出した汚泥濃度は約２重量％であった。この水を孔径０．２μｍのＭＦ膜で固液分離して処理水（ＭＦ膜透過水）を得た。
この処理水の水質は表２に示す通りであった。
【００７０】
［実施例１、２］
比較例１において、Ｎａ２ＣＯ３及びＮａＯＨと共に、Ｎａ型−Ａ型ゼオライトを平均粒径２０μｍに粉砕した粉末を、０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液に、ゼオライト濃度１０重量％となるように懸濁させた吸着剤スラリー（ｐＨ１３）を、ゼオライトの添加量が５００ｍｇ／Ｌとなるように添加し、表２に示す時間、攪拌機付き反応槽で反応させ、その後反応液を比較例１と同様にＭＦ膜分離処理した。
【００７１】
得られた処理水の水質は表２に示す通りであった。
【００７２】
［実施例３、４］
実施例１、２において、Ｎａ型−Ａ型ゼオライト粉末の代わりに合成膨潤性マイカを平均粒径２０μｍに粉砕した粉末を用いて調製した吸着剤スラリー（合成膨潤性マイカ濃度１０重量％、ｐＨ１３）を用いたたこと以外は同じ条件で処理を行った。
得られた処理水の水質は表２に示す通りであった。
【００７３】
［実施例５、６］
実施例１、２において、Ｎａ型−Ａ型ゼオライト粉末の代わりにチタン酸カリウムを平均粒径２０μｍに粉砕した粉末を用い、０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ溶液の代わりに０．１ｍｏｌ／ＬのＫＣｌ水溶液を用いて調製した吸着剤スラリー（チタン酸カリウム１０重量％、ｐＨ１１．５）を用いたこと以外は同じ条件で処理を行った。
得られた処理水の水質は表２に示す通りであった。
【００７４】
【表２】
2013244481.tif 000004
【００７５】
表２より、本発明によれば、他のアルカリ土類金属イオンが共存するストロンチウム含有排水であっても、ストロンチウムを効率的に除去することができることがわかる。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ，１Ｂ  反応槽
２  沈殿槽
３  ＭＦ膜分離装置
４  ｐＨ計
５  吸着剤スラリータンク
【図１】
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【図２】
2013244481.tif 000006
【図３】
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【図４】
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