(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性核種などの微小物質を好適に除去できる微小物質除去装置を提供する。【解決手段】粒子状の吸着材２４が充填されると共に放射性核種を含む汚染水２が流れる吸着塔１１と、吸着塔に設けられ互いに対向する内側電極１２、外側電極１３と、これらの電極間に高周波電圧を印加する高周波電源１４、１５とを有し、高周波電源から互いに対向する電極間に高周波電圧を印加することで吸着材２４及び放射性核種を誘電分極させ、吸着材の誘電分極により吸着材２４の周囲に不均一な電場分布を形成して、誘電分極された放射性核種に誘電泳動力を作用させ、この誘電泳動力により放射性核種を吸着材２４に吸着させるよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小物質を含む被処理液から前記微小物質を除去する微小物質除去装置であって、
粒子状の吸着材が充填されると共に前記被処理液が流れる吸着塔と、
前記吸着塔に設けられ互いに対向する電極と、
前記電極に少なくとも高周波電圧を印加する電源とを有し、
前記電源から互いに対向する前記電極間に高周波電圧を印加することで前記吸着材及び前記微小物質を誘電分極させ、この吸着材の誘電分極により前記吸着材の周囲に不均一な電場分布を形成して、誘電分極された前記微小物質に誘電泳動力を作用させ、この誘電泳動力により前記微小物質を前記吸着材に吸着させるよう構成されたことを特徴とする微小物質除去装置。
【請求項２】
前記電源は、互いに対向する電極間に、１ｋＨｚ以上の高周波電圧を印加させ、または１ｋＨｚ以上で且つ異なる周波数の高周波電圧を重畳して印加させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の微小物質除去装置。
【請求項３】
前記吸着材は、シリカ、ジルコニウム、アルミニウム、セラミックス、ガラス、炭素、ニオブ、チタン、ナトリウム、カリウム、バリウム、アンチモン、マグネシウム、カルシウムの少なくとも１つが２０ｗｔ％以上の割合で含有されて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の微小物質除去装置。
【請求項４】
前記吸着材の絶縁抵抗値は、０℃〜４０℃の温度条件で直流に対し１ｋΩｍ以上の電気抵抗率に設定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項５】
前記吸着材の単体のサイズは、前記吸着材の単体の最小投影面積における最短部分の寸法が、吸着塔の内径の１／１０以下になるよう設定されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項６】
前記電源は、互いに対向する電極間に、０Ｈｚ以上１ｋＨｚ未満の低周波電圧を、高周波電圧に重畳して印加させるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項７】
前記電源が互いに対向する電極間に印加する低周波電圧は、吸着塔にて処理された処理液の導電率に基づいて制御されるよう構成されたことを特徴とする請求項６に記載の微小物質除去装置。
【請求項８】
前記電源が互いに対向する電極間に印加する低周波電圧は、ピーク電圧の絶対値が１．２３Ｖ以下に設定されることを特徴とする請求項６または７に記載の微小物質除去装置。
【請求項９】
前記吸着塔に充填される吸着材の充填量をＶｍ３とし、前記吸着塔が被処理液を処理する処理流量をＱｍ３／ｈとしたとき、前記吸着材の単位体積当たりの処理流量Ｑ／Ｖが、０．１≦Ｑ／Ｖ≦５０に設定されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１０】
前記電源が互いに対向する電極間に印加する高周波電圧または低周波電圧の電圧値と周波数の少なくとも一方は、吸着塔にて処理された処理液の放射能に基づいて制御されるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１１】
前記吸着塔の下流側には、互いに対向する電極間への高周波電圧及び低周波電圧の印加を停止した後に、前記吸着塔内の吸着材に吸着された微小物質を回収する回収機構が設置されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１２】
前記吸着塔には、互いに対向する電極間に印加される高周波電圧及び低周波電圧を変動させるための補助電極が設けられたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１３】
前記吸着塔を構成する容器の全部または一部が、互いに対向する電極の一方となるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１４】
前記吸着塔に互いに対向して設けられる電極の数が、同一または異なって構成されたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の微小物質除去装置。
【請求項１５】
微小物質を含む被処理液から前記微小物質を除去する微小物質除去方法であって、
粒子状の吸着材が充填された吸着塔内に前記被処理液を流し、
前記吸着塔に設けられた互いに対向する電極間に高周波電圧を印加することで前記吸着材及び前記微小物質を誘電分極させ、
この吸着材の誘電分極により前記吸着材の周囲に不均一な電場分布を形成して、誘電分極された前記微小物質に誘電泳動力を作用させ、
この誘電泳動力により前記微小物質を前記吸着材に吸着させることを特徴とする微小物質除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性核種などの微小物質を含む被処理液から微小物質を除去する微小物質除去装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性核種を含む汚染水から放射性核種を除去する方法やシステムについては、これまで多数提案されているが、そのほとんどは除去対象の放射性核種が放射性セシウムの場合である。汚染水中の放射性セシウム除去方法やシステムについては、吸着材の種類及び製法が例えば特許文献１に、吸着塔の構成及び交換方法が例えば特許文献２に、それぞれ詳細に提案されている。また、放射性ストロンチウムの除去方法等についても、放射性セシウムほどではないものの、例えば特許文献３等に提案されている。
【０００３】
上述の特許文献１〜３では、それぞれ、単一のイオン性の放射性核種の除去を目的としている。しかしながら、実際の汚染水中の放射性核種はイオン性だけではなく、電気的に中性なコロイド状の場合や、イオン性の放射性核種が汚染水中の微粒子に付着した場合などもある。このような場合については、活性炭をはじめとする多孔質体を吸着材として吸着させる提案が、例えば特許文献４になされている。
【０００４】
また、流動する溶液中で一対の電極間に交流電圧を印加し、溶液中の微小物体に誘電泳動力を作用させて、微小物体を電極に捕集し、または電極により分離させる技術が特許文献５及び６に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２９４９８号公報
【特許文献２】特許第５２３６８３５号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０８８１８号公報
【特許文献４】特開２００８−２３２７７３号公報
【特許文献５】特開２０１２−７１２５６号公報
【特許文献６】特開２０１３−２１５２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、放射性核種を含む汚染水から放射性核種を除去する際、汚染水が大量にある場合には、特定の放射性核種を選択的に吸着する吸着材を充填した吸着塔を用いることが、吸着材の利用効率の点で有利である。特許文献１〜３は、それぞれ単一のイオン性放射性核種の除去を目的としているが、コロイド状の放射性核種を除去できない。放射性核種のイオン半径が吸着のパラメータの１つになっているためである。つまり、イオン性の放射性核種に対してコロイド状の放射性核種が吸着材の想定吸着サイズよりも大きいため、吸着材による吸着分離性能が低下してしまうのである。
【０００７】
コロイド状の放射性核種を分離する目的で、特許文献４の如く活性炭などの多孔質体を用いた吸着材があるものの、活性炭のポアサイズや液のｐＨなどに吸着性能が左右されるため万全とは言えない。また、活性炭を含む吸着材がコロイド状の放射性核種を吸着するためには、この放射性核種と吸着材との接触を促進する必要があるが、このような接触を促進させる手法は存在しない。
【０００８】
また、特許文献５及び６に記載のように、流動する溶液中の微小物体に誘電泳動力を作用させて、微小物体を電極に捕集等する技術では、捕集される微小物体のサイズはμｍ程度以上であり、μｍ以下の微小物体を捕集等することができない。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、放射性核種などの微小物質を好適に除去できる微小物質除去装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る微小物質除去装置は、微小物質を含む被処理液から前記微小物質を除去する微小物質除去装置であって、粒子状の吸着材が充填されると共に前記被処理液が流れる吸着塔と、前記吸着塔に設けられ互いに対向する電極と、前記電極に少なくとも高周波電圧を印加する電源とを有し、前記電源から互いに対向する前記電極間に高周波電圧を印加することで前記吸着材及び前記微小物質を誘電分極させ、この吸着材の誘電分極により前記吸着材の周囲に不均一な電場分布を形成して、誘電分極された前記微小物質に誘電泳動力を作用させ、この誘電泳動力により前記微小物質を前記吸着材に吸着させるよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係る微小物質除去方法は、微小物質を含む被処理液から前記微小物質を除去する微小物質除去方法であって、粒子状の吸着材が充填された吸着塔内に前記被処理液を流し、前記吸着塔に設けられた互いに対向する電極間に高周波電圧を印加することで前記吸着材及び前記微小物質を誘電分極させ、この吸着材の誘電分極により前記吸着材の周囲に不均一な電場分布を形成して、誘電分極された前記微小物質に誘電泳動力を作用させ、この誘電泳動力により前記微小物質を前記吸着材に吸着させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、微小物質がイオン性でなくコロイド状であっても、このコロイド状の微小物質を吸着材に吸着させて、被処理液から好適に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る微小物質除去装置が適用された第１実施形態の放射性核種除去装置を示す構成図。
【図２】図１の吸着塔に配置された電極の構成を示す横断面図。
【図３】図１の吸着塔内で生ずる不均一な電場分布を説明する説明図。
【図４】放射性核種が誘電泳動力により吸着材表面に吸着される状況を説明する説明図。
【図５】本発明に係る微小物質除去装置が適用された第２実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図。
【図６】本発明に係る微小物質除去装置が適用された第３実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図。
【図７】本発明に係る微小物質除去装置が適用された第４実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図。
【図８】図２に示す電極構成の変形形態を示す吸着塔の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図４）
図１は、本発明に係る微小物質除去装置が適用された第１実施形態の放射性核種除去装置を示す構成図である。この図１に示す微小物質除去装置としての放射性核種除去装置１０は、海水や地下水などに微小物質として放射性核種１が含まれる被処理液としての汚染水２から放射性核種１を除去するものであり、吸着塔１１、電極（内側電極１２及び外側電極１３）、電源（第１高周波電源１４、第２高周波電源１５及び低周波電源１６）、汚染水供給ポンプ１７、回収機構部１８、モニタ類（汚染水流量計１９、導電率モニタ２０及び放射能モニタ２１）、並びに制御装置２２を有して構成される。
【００１５】
吸着塔１１は、吸着塔容器２３内に粒子状の吸着材２４が多数充填され、吸着塔容器２３の上流側に汚染水配管２５が、吸着塔容器２３の下流側に処理水配管２６がそれぞれ接続されて構成される。汚染水配管２５から吸着塔容器２３内へ供給された汚染水２は、吸着塔容器２３内を流れる間に、汚染水２中の放射性核種１が後述の如く吸着材２４の表面に電気的に吸着されて除去され、処理水３となって吸着塔容器２３から処理水配管２６を経て流出する。
【００１６】
吸着材２４は、シリカ、ジルコニウム、アルミニウム、セラミックス、ガラス、炭素（活性炭）、ニオブ、チタン、ナトリウム、カリウム、バリウム、アンチモン、マグネシウム、カルシウムの少なくとも１つが２０ｗｔ％以上の割合で含有されて構成される。本第１実施形態の吸着材２４は、イオン性の放射性核種１（放射性核種１Ｂ）の吸着に優れたゼオライトが用いられる。
【００１７】
また、吸着材２４の単体（１粒子）のサイズは、この吸着材２４の１粒子の最小投影面積における最短部分の寸法が、吸着塔容器２３の内径の１／１０以下になるように設定される。このサイズの吸着材２４の粒子が吸着塔容器２３内に多数充填されることで、吸着材２４の粒子間の隙間が極めて小さく設定される。
【００１８】
更に、吸着材２４は、その絶縁抵抗値が０℃〜４０℃の温度条件下で直流に対し１ｋΩｍ以上の電気抵抗率に設定されて、高い絶縁性を備える。このため、内側電極１２と外側電極１３間に第１高周波電源１４または第２高周波電源１５から１ｋＨｚ以上の高周波電圧が印加されたときには、図３に示すように、吸着材２４の各粒子が誘電分極して、この吸着材２４の各粒子の周囲に不均一な電場分布が形成されると共に、吸着材２４の各粒子がイオン性の放射性核種１Ｂに対して、または後述の如く誘電分極されたコロイド状の放射性核種１Ａに対して電極として機能する。
【００１９】
内側電極１２は、吸着塔１１の吸着塔容器２３内、例えば図２に示すように吸着塔容器２３の軸心位置に配置された棒状電極である。また、外側電極１３は、吸着塔容器２３の側壁の内側に配置された、例えば円筒形状の筒状電極である。この内側電極１２と外側電極１３とにより、互いに対向する一対の電極が構成される。尚、内側電極１２と外側電極１３は、吸着塔容器２３内で、互いに対向して複数対設けられてもよい。
【００２０】
第１高周波電源１４は、内側電極１２と外側電極１３間に１ｋＨｚ以上、好ましくは１ｋＨｚ〜３ＭＨｚの範囲の高周波電圧を印加する。内側電極１２と外側電極１３間に上述の高周波電圧が印加されることで、図３及び図４に示すように、絶縁性の高い吸着材２４を誘電分極させ、更に電気的に中性のコロイド状の放射性核種１Ａを誘電分極させることが可能になる。
【００２１】
吸着材２４の誘電分極により、図３に示すように、吸着材２４の各粒子の周囲に不均一な電場分布が形成され、この吸着材２４が吸着塔容器２３内に多数充填されることで、吸着塔１１には不均一な電場分布が連続して形成される。従って、この不均一な電場分布内に存在する、誘電分極されたコロイド状の放射性核種１Ａとイオン性の放射性核種１Ｂとに誘電泳動力が作用し、これらの放射性核種１Ａ及び１Ｂは、誘電泳動力により吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）の表面に電気的に吸着されて捕捉される。
【００２２】
ここで、誘電泳動現象は、クラウジウス−モソッティの式（式（１））で評価される。放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）に作用する誘電泳動力ＦＤＥＰは、放射性核種１の比誘電率をεｐとし、媒質である水の比誘電率をεｍとし、放射性核種１の代表寸法をｒとし、電場強度をＥとし、電場傾度を∇Ｅとしたとき、式（１）で規定される。
【数１】
2016077978.tif 000003
【００２３】
また、一般に、比誘電率εは、高周波電圧または低周波電圧の周波数ｆ、溶媒である水の温度Ｔ、圧力Ｐの影響を受けて、以下の式（２）のように表記される。
【数２】
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この式（２）中のεｒは実効比誘電率、ε′は誘電損失をそれぞれ示し、式（１）におけるＲｅは、実数部の抽出を意味する。
【００２４】
式（１）に電場傾度∇Ｅの項が含まれているため、誘電泳動力には電場の勾配が重要であり、均一な電場では誘電泳動力は生じない。電場の勾配を高めるためには一般に電極の形状を工夫するが、この第１実施形態では、吸着塔１１内で内側電極１２と外側電極１３との間に誘電体である吸着材２４を介在させている。そして、内側電極１２、外側電極１３間に高周波電圧を印加させることで、図３に示すように、吸着材２４の各粒子を誘電分極させ、吸着材２４の各粒子の周囲に不均一な電場分布を形成する。この吸着材２４が吸着塔１１の吸着塔容器２３内に多数充填されることで、吸着塔１１内に不均一な電場分布が連続的に形成されて、式（１）中の電場傾度∇Ｅが高くなる。
【００２５】
特に、図４に示すように、吸着材２４の粒子同士が接触する部分では、不均一な電場の電場勾配が非常に大きくなるので、この部分で電場傾度∇Ｅがより一層高くなる。この結果、吸着材２４の各粒子の接触部分で放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）に作用する誘電泳動力が非常に大きくなり、この接触部分に放射性核種１がより効果的に吸着される。
【００２６】
更に、式（１）には、放射性核種（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）と溶媒である水との比誘電率の差の項（εｐ−εｍ）が含まれている。放射性核種１は様々な形態を有するが、いかなる形態であっても比誘電率が水と異なる。このため、放射性核種１には、式（１）から誘電泳動力が作用する。ここで、放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）の成分が既知の場合には、式（２）から内側電極１２、外側電極１３間に印加される高周波電圧、低周波電圧の周波数ｆを適切に選定することで、この放射性核種１に作用する誘電泳動力を調整して、放射性核種１の移動方向を制御することも可能になる。
【００２７】
図１に示すように、第２高周波電源１５は、１ｋＨｚ以上（好ましくは１ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）の高周波電圧であって、且つ第１高周波電源１４からの高周波電圧とは異なる周波数の高周波電圧を、内側電極１２と外側電極１３間に、第１高周波電源１４からの高周波電圧に重畳して印加する。また、内側電極１２と外側電極１３間には、上述のように、第１高周波電源１４及び第２高周波電源１５から１ｋＨｚ以上で且つ異なる周波数の高周波電圧を重畳して印加する代わりに、第１高周波電源１４または第２高周波電源１５が、１ｋＨｚ〜３ＭＨｚの範囲内で、周波数を連続または不連続に変化させて印加させてもよい。
【００２８】
上述のように周波数の異なる高周波電圧を内側電極１２、外側電極１３間に印加することで、式（２）からも明らかなように、放射性核種１の比誘電率を変化させることが可能になり、従って、式（１）から、放射性核種１に作用する誘電泳動力を変化させて、様々な大きさの放射性核種１を吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）に吸着させることが可能になる。尚、内側電極１２、外側電極１３間に印加される電圧が高周波電圧の場合には、吸着塔１１内で水の電気分解が発生しないので、この電気分解に伴うガスも発生しない。
【００２９】
図１に示す低周波電源１６は、０Ｈｚ以上且つ１ｋＨｚ未満の低周波電圧を内側電極１２と外側電極１３間に、第１高周波電源１４（または第１高周波電源１４及び第２高周波電源１５）からの高周波電圧を重畳して印加する。このように内側電極１２、外側電極１３間に低周波電圧が印加されることで、吸着塔１１内の汚染水２中におけるイオン性の放射性核種１Ｂに、式（１）で規定される誘電泳動力が作用して、このイオン性の放射性核種１Ｂを誘電泳動力を用いて、吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）に電気的に吸着させることが可能になる。
【００３０】
この内側電極１２、外側電極１３間に印加される低周波電圧は、吸着塔１１内での水の電気分解の発生を防止するために、ピーク電圧の絶対値が１．２３Ｖ以下に制限される。これにより、水の電気分解に伴い吸着塔１１内でガスが発生することが防止される。
【００３１】
また、吸着塔１１の吸着塔容器２３に接続されている汚染水配管２５には、汚染水２を吸着塔容器２３内へ供給するための汚染水供給ポンプ１７が配設され、更にこの汚染水ポンプ１７の下流側に汚染水流量計１９が配設される。この汚染水流量計１９は、汚染水供給ポンプ１７が汚染水配管２５を経て吸着塔容器２３内へ供給する汚染水２の流量、即ち吸着塔１１における汚染水２の処理流量を計測する。汚染水流量計１９の計測値が制御装置２２へ送信されて、この制御装置２２は、汚染水供給ポンプ１７による汚染水２の吸着塔１１への供給流量を制御する。
【００３２】
つまり、吸着塔１１の吸着塔容器２３に充填された吸着材２４の充填量をＶｍ３とし、吸着塔１１が汚染水２を処理する処理流量をＱｍ３／ｈとしたとき、吸着材２４の単位体積当たりの処理流量Ｑ／Ｖが、０．１≦Ｑ／Ｖ≦５０となるように、制御装置２２により汚染水供給ポンプ１７が制御されて、汚染水２が吸着塔１１内へ適切な流量で供給される。
【００３３】
更に、吸着塔１１内で放射性核種１が吸着されて除去された処理水３が流れる処理水配管２６には、放射能モニタ２１が配設される。この放射能モニタ２１により、処理水配管２６内を流れる処理水３の放射能が計測される。この放射能モニタ２１の計測値が制御装置２２へ送信されることで、この制御装置２２は、第１高周波電源１４及び第２高周波電源１５が内側電極１２、外側電極１３間に印加する高周波電圧、並びに低周波電源１６が内側電極１２、外側電極１３間に印加する低周波電圧の、それぞれにおける電圧値と周波数の少なくとも一方を制御する。
【００３４】
また、処理水配管２６には、例えば放射能モニタ２１の上流側に、吸着塔１１にて処理された処理水３の導電率を計測する導電率モニタ２０が配設されている。この導電率モニタ２０の計測値が制御装置２２へ送信されて、この制御装置２２は、低周波電源１６が内側電極１２、外側電極１３間に印加する低周波電圧の電圧値及び電流値を制御する。例えば、導電率モニタ２０により計測された導電率が所定値以下であれば、吸着塔１１内にイオン性の放射性核種１Ｂが減少したとして、制御装置２２は低周波電源１６からの低周波電圧の電圧値及び電流値を低下させる。
【００３５】
また、吸着塔１１の下流側には、この吸着塔１１内への汚染水２の供給を停止し、且つ内側電極１２、外側電極１３間への高周波電圧及び低周波電圧の印加を停止した後に、吸着塔１１内で吸着材２４の表面に電気的に吸着されて捕捉された放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ及びイオン性の放射性核種１Ｂ）を回収する回収機構部１８が設置されている。
【００３６】
つまり、回収機構部１８は、処理水配管２６における導電率モニタ２０の上流側に接続された回収配管２８と、この回収配管２８の流出口に対応して設置された回収タンク２９と、処理水配管２６に配設された第１開閉弁３１と、回収配管２８に配設された第２開閉弁３２と、を有して構成される。第１開閉弁３１は、処理水配管２６における回収配管２８との接続点３０と導電率モニタ２０との間に配設される。
【００３７】
第１開閉弁３１と第２開閉弁３２とは制御装置２２によりその開閉が制御される。即ち、吸着塔１１内で汚染水２から放射性核種１を除去処理する通常運転時には、制御装置２２は第１開閉弁３１を開弁動作し、第２開閉弁３２を閉弁動作させて、吸着塔１１にて処理された処理水３を導電率モニタ２０及び放射能モニタ２１に通過させて流す。
【００３８】
制御装置２２は、汚染水供給ポンプ１７を停止させ、第１高周波電源１４、第２高周波電源１５及び低周波電源１６から内側電極１２、外側電極１３間への電圧印加を停止させて通常運転を終了させた後、所定時間経過後に、第１開閉弁３１を閉弁動作させ且つ第２開閉弁３２を開弁動作させる。上記所定時間は、吸着塔１１内の吸着材２４の表面に電気的に吸着されて捕捉された放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）が、吸着塔１１における吸着塔容器２３の底部に沈降して堆積するに要する時間である。第２開閉弁３２の開弁動作によって、吸着塔容器２３内に堆積した放射性核種１が吸着塔１１内の処理水３と共に回収タンク２９に回収される。
【００３９】
以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）第１高周波電源１４、第２高周波電源１５の少なくとも一方から内側電極１２、外側電極１３間に高周波電圧が印加されることにより、吸着塔１１内の吸着材２４を誘電分極させて吸着材２４の周囲に不均一な電場分布を形成して、同様に誘電分極されたコロイド状の放射性核種１Ａに誘電泳動力を作用させることができる。従って、この誘電泳動力により、この放射性核種１を吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）に吸着させることができるので、放射性核種１がコロイド状の放射性核種１Ａであっても、このコロイド状の放射性核種１を吸着材１４に吸着させて、汚染水２から好適に除去できる。
【００４０】
（２）第１高周波電源１４、第２高周波電源１５の少なくとも一方から内側電極１２、外側電極１３間に印加される高周波電圧に重畳して、低周波電源１６から内側電極１２、外側電極１３間に低周波電圧が印加されることで、吸着材２４の周囲に形成された不均一な電場分布において、イオン性の放射性核種１Ｂを、誘電泳動力により吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）の表面に確実に吸着させることができる。
【００４１】
（３）吸着材２４が吸着塔１１の吸着塔容器２３内に多数充填されて、吸着材２４の粒子間の隙間が極めて小さくなることから、放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）がμｍ以下のサイズであっても、この放射性核種１を吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）の表面に好適に吸着させて除去できる。
【００４２】
（４）吸着塔１１の下流側には、吸着塔１１内で吸着材２４及び電極（内側電極１２、外側電極１３の少なくとも一方）の表面に吸着された放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）を回収する回収機構部１８が設置されている。このため、吸着塔１１内への汚染水２の供給を停止し、且つ内側電極１２、外側電極１３間への高周波電圧及び低周波電圧の印加を停止した後に、回収機構部１８の第２開閉弁３２を開弁動作させることで、回収タンク２９に、吸着材１１内で吸着された放射性核種１（コロイド状の放射性核種１Ａ、イオン性の放射性核種１Ｂ）を濃縮して回収することができる。
【００４３】
［Ｂ］第２実施形態（図５）
図５は、本発明に係る微小物質除去装置が適用された第２実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４４】
本第２実施形態の微小物質除去装置としての放射性核種除去装置４０が第１実施形態と異なる点は、内側電極１２、外側電極１３間に印加される高周波電圧または低周波電圧を変動させるための補助電極４１が、吸着塔１１に設置された点である。
【００４５】
つまり、補助電極４１は、例えば吸着塔１１の吸着塔容器２３内において内側電極１２と外側電極１３との間に配置される。補助電極４１に電圧が印加されることで、内側電極１２、外側電極１３間に印加された高周波電圧及び低周波電圧は、補助電極４１に例えば逆位相の電圧が印加されることで、電圧の振幅（電位差）を拡大させることが可能になる。
【００４６】
以上のように構成されたことから、本第２実施形態においても、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。
【００４７】
（５）吸着塔１１の吸着塔容器２３内に、内側電極１２、外側電極１３間に印加される高周波電圧及び低周波電圧を変動させるための補助電極４１が設置されている。このため、特に、内側電極１２、外側電極１３間に高周波電圧が印加された状態で補助電極４１に電圧を印加させることによって、吸着材２４の周囲に形成される電場の勾配を制御することができる。
【００４８】
［Ｃ］第３実施形態（図６）
図６は、本発明に係る微小物質除去装置が適用された第３実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４９】
本第３実施形態の微小物質除去装置としての放射性核種除去装置４３が第１実施形態と異なる点は、外側電極１３が吸着塔１１の吸着塔容器２３の内側ではなく、外側に設置された点である。
【００５０】
吸着塔容器２３の導電性が高い場合には、この吸着塔容器２３の外側に配置された外側電極１３と内部に配置された内側電極１２との間に高周波電圧及び低周波電圧を印加することで、外側電極１３が吸着塔容器２３の内部に配置された場合と同様に、吸着塔１１内で放射性核種１を吸着させ除去することができる。また、吸着塔容器２３の導電性が低い場合でも、吸着塔容器２３の外側に配置された外側電極１３と内部に配置された内側電極１２との間に、高周波電圧を好適に印加することが可能になる。
【００５１】
以上のように構成されたことから、本第３実施形態の放射性核種除去装置４３によれば、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏することができる。
【００５２】
［Ｄ］第４実施形態（図７）
図７は、本発明に係る微小物質除去装置が適用された第４実施形態の放射性核種除去装置の吸着塔に配設される電極の構成を示す横断面図である。この第４実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００５３】
本第４実施形態の微小物質除去装置としての放射性核種除去装置４５が第１実施形態と異なる点は、互いに対向する電極のうちの外側電極４６が、吸着塔容器２３の全部または一部（本第４実施形態では一部）として構成され、且つ、これらの互いに対向する内側電極１２と外側電極４６の電極数が異なって構成された点である。
【００５４】
つまり、吸着塔１１の吸着塔容器２３の材質が導電性を有する場合には、吸着塔容器２３の全てまたは一部を外側電極４６として構成することが可能になり、吸着塔１１に外側電極を別途設置する必要がない。また、吸着塔１１の構成によっては、同時に正極または負極となる内側電極１２と外側電極４６の数を必ずしも同数にする必要がない。本第４実施形態では内側電極１２を２本、外側電極４６を４個としている。
【００５５】
以上のように構成されたことから、本第４実施形態においても、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）を奏する。
【００５６】
（６）吸着塔１１の吸着塔容器２３が導電性材質にて構成されている場合には、この吸着塔容器２３の全部または一部を外側電極４６として構成できるので、吸着塔容器２３に別途設置される電極数を削減できる。この結果、既存の吸着塔に大規模な改造を施すことなく、放射性核種除去装置４５を構成することができる。
【００５７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５８】
例えば、第１〜第４の各実施形態では、吸着塔１１における吸着塔容器２３が円筒形状の場合を述べたが、他の形状、例えば図８に示すように角筒形状の吸着塔容器５０であってもよい。この場合、外側電極は、吸着塔容器５０に対応した角筒形状または平板形状としてもよいが、図８に示すように、内側電極１２と同様な棒形状の外側電極５１であってもよい。
【００５９】
また、吸着塔１１内に充填される充電材２４は、セラミック粒子またはガラス粒子などのような絶縁体の性質を有する粒子であってもよい。このような吸着材では、イオン性の放射性核種１Ｂの吸着は減少するが、コロイド状の放射性核種１Ａの吸着性に優れる。
【００６０】
更に、第１〜第４の各実施形態では、除去対象の微小物質は放射性核種１の場合を述べたが、細胞や細菌、プラスチック等の微粒子であってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  放射性核種（微小物質）
１Ａ  コロイド状の放射性核種
１Ｂ  イオン性の放射性核種
２  汚染水（被処理水）
１０  放射性核種除去装置（微小物質除去装置）
１１  吸着塔
１２  内側電極
１３  外側電極
１４  第１高周波電源
１５  第２高周波電源
１６  低周波電源
１７  汚染水供給ポンプ
１８  回収機構部
２４  吸着材
２８  回収配管
２９  回収タンク
４０  放射性核種除去装置（微小物質除去装置）
４１  補助電極
４３  放射性核種除去装置（微小物質除去装置）
４５  放射性核種除去装置（微小物質除去装置）
４６  外側電極
Ｖ  充填量
Ｑ  処理流量
【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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【図８】
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