製品技術紹介

放射性物質により汚染された廃棄物処理技術の紹介

放射能汚染廃棄物処理
除染除去物の焼却減容化システム
日立造船株式会社

環境・エネルギー・プラント本部〒 559‑8559 大阪市住之江区南港北 1‑7‑89
TEL 06‑6569‑0171
FAX 06‑6569‑0197

1.

はじめに
2011 年 3 月 11 日 に 発 生 し た 東 日 本 大 震 災項について確認し、今後実施される除染事業計画の参考になるデータを蓄積しました。

は、津波と原子力発電所事故によって大きな被⑴ 焼却処理による減容率の確認

害をもたらしました。地震や津波により発生し⑵ 放射性物質濃度の確認：焼却灰、焼却飛灰、た膨大な震災廃棄物は、各方面の尽力により相排ガス中の放射性物質（Cs137、Cs134）の当程度、処理が進んでいますが、一方で原発事濃度故により生じた放射能汚染廃棄物は処理が進ん⑶ 大気汚染物質等の発生状況の確認：焼却処理によるダイオキシン類、ばいじん、塩化でいないのが現状です。

水素、硫黄酸化物等大気汚染物質等

本稿では、放射能汚染廃棄物の処理の今後の参考となる、「福島県での警戒区域、計画的避⑷ 焼却処理による放射性物質のマスバランスの評価難区域等における除染モデル事業」の一部として実施した除染廃棄物の焼却減容の実証試験について紹介します。

4.

焼却実証試験概要

4.1.
2.

除染モデル実証事業における減容化技術としての焼却実証試験
本実証試験は、（独）日本原子力研究開発機構殿が実施し、（株）大林組・戸田建設（株）・（株）アトックス・日立造船（株）・アタカ大機（株）共同企業体が委託を受けた、「警戒区域、計画的避難区域等における除染モデル実証事業」の委託研究事業のうち、「除去物の減容化」として、大熊町の除染から発生する可燃性廃棄物を対象に、大熊町仮置き場において実施したものです。
3.

焼却処理実証試験の目的
小型焼却炉を設置し、除染モデル事業の除染作業で回収した除去物を焼却処理し、以下の事処理対象物と処理ケース

表 1 に示す処理対象物と処理ケースを、2012
年 2 月 1 日〜 16 日（焼却処理時間：約 5 時間/日× 13 日間）に実施しました。
表1

処理対象物と処理ケース

種類

概略性状

枝葉類
除染落葉 ･ 枯葉除去草類物
上記の混合物

・放射性物質濃度
4.5 万〜 72.3 万 Bq/kg
・低位発熱量4770 〜 21630kJ/kg
・水分 17.8 〜 57.7％
タイベックス等除除染・灰分 1.9 〜 37.5％
染作業廃棄物､ フ作業
レコンバック、ブ廃棄・前処理として､ 仮置場に分ルーシートの混合物
別して置かれた除去物を破砕物
機 等 で 概 ね 50mm 以 下 に 破
枝葉類＋除染作業砕した｡
混合 廃棄物物 草類＋除染作業廃 ・周辺の空間線量率：9.5 〜
棄物
19.0μSv/h75

JEFMA No.61［2013.3］4.2.

5.2 焼却生成物の放射性物質濃度の確認

実証施設概要結果を以下に示します。

⑴ 主要目
・処理能力：49kg/h

被焼却物：45 〜 723kBq/kg

・炉形式：円筒型ロストル式焼却炉（回転レ焼却灰 :443 〜 2048kBq/kg
焼却飛灰：289 〜 2380kBq/kg

ーキ付）
・主要構成設備：焼却炉､ 二次燃焼炉､ 排ガ

排ガス（バグフィルタ出口）：＜ 2Bq/m3

ス冷却（廃熱回収（水冷）＋ガス冷却塔（空排ガス（HEPA フィルタ出口）：＜ 2Bq/m3

冷）､ バグフィルタ､ HEPA フィルタ､ 排排 ガ ス 中 の Cs 濃 度 は バ グ フ ィ ル タ 出 口風機､ 排突（HEPA フィルタ前）において、全て空気中の⑵ ブロックフロー（図 1）

濃度限度（平成 13 年 3 月 21 日経済産業省告示
排ガス

被焼却物

排突ＨＥＰＡフィルタ

バグフィルタ

図1

排ガス冷却焼却炉

二次燃焼供給装置

破砕機

焼却灰第 187 号）で定められた濃度限度、Cs‑134 : 20Bq/m3、Cs‑137：30Bq/m3 を大きく下回りました。
5.3

大気汚染物質の発生状況

全処理ケース（13 ケース）での排ガス中のダイオキシン類、ばいじん、塩化水素、硫黄酸化物の測定結果は下記の範囲で示され、全て規制値を下回っています。

焼却飛灰⑴ ダイオキシン類：0.0000025 〜 0.0055ng‑

実証施設ブロックフロー

TEQ/m35.

試験結果（ 規 制 値：0.1 〜 5ng‑TEQ/m3N（ 規 模 に5.1

焼却処理による減容効果よる））

焼却処理により、容量ベースで平均 1.53％⑵ ばいじん：0.0006 〜 0.0068g/m3Nに減容（減容率 98.47％）、重量ベースで平均（規制値：0.04 〜 0.15（規模による））

13.43％（減容率 86.57％）となりました（表 2）。

⑶ 塩化水素：3 〜 12ppm

表2試1234567891011121376

焼却処理による減容効果

料

枝葉類
落葉 ･ 枯葉草類
上記の混合物

低線量
高線量
低線量
高線量
低線量
高線量
低線量
高線量

枝葉類
廃棄物
＋除染作業場
20％混合所廃棄物
枝葉類
廃棄物＋除染作業場
40 混合
所廃棄物
草類
廃棄物
＋除染作業場
30％混合所廃棄物
枝葉類
廃棄物＋除染作業場
30％混合所廃棄物
平
均

容量ベース
重量ベース
/ 減（減容後）（/ 減 （減容後）（容前）× 100容前）× 100
10.57
1.33
19.09
2.26
14.98
0.89
35.15
3.69
12.54
1.90
2.85
15.91
7.50
0.66
30.58
4.43
6.112.122.890.39（規制値：430ppm（国の基準）⑷ 硫黄酸化物：＜ 10ppm（規制値 : 地域、有効煙突高さにより排出許容量が定められる）
5.4 焼却処理による放射性物質のマスバラン
スの評価
全処理ケース（13 ケース）において、各ケー ス で の INPUT（ 被 焼 却 物 ＋ 薬 剤 ） とOUTPUT（焼却主灰、炉内残さ（炉床の堆積分）＋焼却飛灰）の比率（％）
は、44 〜 147％、平均65％となりました。機内に堆積したダストがあ8.830.82ることなどを考慮すると、概ねバランスは取れ8.381.36ているものと考えます。

4.72

0.79

13.431.53

製品技術紹介

また、飛灰への Cs 移行率は、除染廃棄物の度 限 度（Cs‑134：20Bq/m3、Cs‑137：30Bq/みを焼却した場合（処理ケース 1 〜 8）では 6.8m3）を下回った。HEPA フィルタ出口におい〜 22.8％、除染作業場所廃棄物を混合焼却しては 13 処理ケース中 11 処理ケースで検出下た 場 合（ 処 理 ケ ー ス 9 〜 13） で は 3.4 〜限値未満となりました。

54.9％でした（処理ケース 12 を除くと 35.3 〜⑶ 除染除去物を焼却処理することで、高濃度54.9％）。処理ケース 12 を除くと、除染作業場の灰が生成しましたが、100ℓドラム缶とコ所廃棄物の混合焼却による移行率の大幅な上昇

ンクリート躯体に保管することで、その表面が見られ、高温安定燃焼により移行率が高まる線量を抑制することができ､ 大熊町役場周辺ものと推察されます。の除染除去物の平均線量を下回る値となりました。

5.5

灰の保管

⑷ 高線量の除染除去物であっても、減容化、実証試験では焼却飛灰や焼却灰を専用の灰回排ガス処理にあたっては、従来の一般廃棄物

収ボックス→灰用ドラム缶→コンクリート遮蔽の焼却処理技術を適用できることが示唆され容器に入れ、コンクリート遮蔽容器の状態で仮ました。
⑸ 機内の堆積物の放射性物質濃度の濃縮につ置場に覆土しました。

いては、さらな長期的な運転のよる確認が必

これらの容器活用により、下記（図 2）のよ要です。

うに放射能レベルを抑制できました。
焼却灰、焼却飛灰

放射能レベル

灰回収ボックス（30ℓ）

27 〜 238 万 Bq/kg

灰用ドラム缶（100ℓ）

表面線量：
39 〜 170μSv/h

コンクリート遮蔽容器

表面線量10 〜 20μSv/h（空の表面線量 9μSv/h）7.

おわりに地域住民、自治体関係者の方々のご理解とご協力のおかげで本実証事業を遂行することができました。本成果が被災地復興に少しでも役立つことになれば幸いです。
また、（独）日本原子力研究開発機構の方々、仮置場での覆土（参考）・周辺空間線量率 9.5 〜 19μSv/h

大林組殿はじめ、共同企業体構成各社の方々には多大なるご指導、ご助言をいただきましたこと、感謝いたします。

図 2 容器活用による放射能レベルの抑制
6. まとめ⑴ 除染除去物を焼却処理することによって、容積を 1/50 〜 1/100 に減容することができました。また、タイベックスやフレコンパックなどの除染作業場所廃棄物を混合焼却処理できることがわかりました。
⑵ 4.5 万〜 72 万 Bq/kg の除染除去物を焼却処理し､ バグフィルタのみでも排ガス中の放射性 Cs 濃度は、全て国が定める空気中の濃77