特許 5715992 放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5715992

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/12 20060101AFI20150423BHJP

   G21F 9/04 20060101ALI20150423BHJP

   G21F 9/28 20060101ALI20150423BHJP

   G21F 9/06 20060101ALI20150423BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/12 501J

   G21F9/12 501B

   G21F9/04 Z

   G21F9/28 Z

   G21F9/28 521A

   G21F9/06 521A

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-156858(P2012-156858)

(22)【出願日】2012年7月12日

(65)【公開番号】特開2014-20806(P2014-20806A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2014年4月2日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100114432

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 寛昭

(72)【発明者】

【氏名】谷田 克義

(72)【発明者】

【氏名】野下 昌伸

(72)【発明者】

【氏名】西尾 弘伸

(72)【発明者】

【氏名】上田 豊

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 正男

(72)【発明者】

【氏名】前背戸 智晴

(72)【発明者】

【氏名】大迫 政浩

(72)【発明者】

【氏名】蛯江 美孝

【審査官】 村川 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３２１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８３２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５１２７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０５７２４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 川本 徹 他４名，「A1.多様な形状のセシウム吸着材 A2.吸着材を用いた効率的除染システム」，nano tech 2011 発表資料 ［ｏｎｌｉｎｅ］，２０１２年 ２月１７日，[検索日：平成２６年４月１５日],インターネット,<URL：http://www.aist-renkeisensya.jp/innovation-online/pdf/press/120208_01.pdf>

【文献】 （独）国立環境研究所 資源循環・廃棄物研究センター，「8,000Bq/kg超のばいじんの洗浄技術について」，［ｏｎｌｉｎｅ］，環境省，インターネット，<URL：http://www.env.go.jp/jishin/attach/haikihyouka_kentokai/12-mat_5.pdf>

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／００ − ９／３６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水の処理方法であって、
１ｍｍ以上２ｍｍ以下の粒子径になるように、且つ、固めた前後で組成を変化させないように粒状に固めた紺青を含む吸着塔に前記放射性セシウム含有水を供給して、前記放射性セシウム含有水に含有される放射性セシウムを前記紺青に吸着する工程と、
前記吸着する工程後に、前記吸着塔から漏出する紺青を捕獲する工程とを備え、
前記捕獲する工程では、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルターを用い、前記吸着塔から漏出する紺青を捕獲する、放射性セシウム含有水の処理方法。

【請求項2】

放射性セシウムを含有する飛灰と水とを混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを固液分離して、分離水を形成する工程と、
前記分離水を逆浸透膜装置に供給して、逆浸透膜処理により透過水及び濃縮水を生成する工程と、
前記濃縮水を放射性セシウム含有水として、請求項１に記載の放射性セシウム含有水の処理方法により前記濃縮水を処理する工程とを備えた、飛灰の処理方法。

【請求項3】

前記分離水を形成する工程では、フィルタープレスまたはベルトプレスを用いて固液分離し、
前記透過水を前記フィルタープレスまたはベルトプレスに供給する、請求項２に記載の飛灰の処理方法。

【請求項4】

放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水の処理装置であって、
前記放射性セシウム含有水に含有される放射性セシウムを吸着する１ｍｍ以上２ｍｍ以下の粒子径になるように、且つ、固めた前後で組成を変化させないように粒状に固めた紺青を含む吸着塔と、
前記吸着塔の出口側に配置され、前記吸着塔から漏出する紺青を捕獲するための捕獲部とを備え、
前記捕獲部は、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを含む、放射性セシウム含有水の処理装置。

【請求項5】

放射性セシウムを含有する飛灰と水とを混合してスラリーを形成する混合槽と、
前記スラリーを固液分離して分離水を形成する固液分離装置と、
前記分離水が供給され、逆浸透膜処理により透過水及び濃縮水を生成する逆浸透膜装置と、
請求項４に記載の放射性セシウム含有水の処理装置とを備え、
前記放射性セシウム含有水の処理装置は、前記濃縮水を前記放射性セシウム含有水として用いるように構成されている、飛灰の処理装置。

【請求項6】

前記固液分離装置は、フィルタープレスまたはベルトプレスを含み、
前記フィルタープレスまたはベルトプレスは、前記透過水が供給されるように構成されている、請求項５に記載の飛灰の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置に関し、より特定的には、放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、汚泥、ごみなどを焼却して生成される飛灰中に放射性セシウムが含有されている場合があり、このような飛灰を処理する必要が生じている。放射性セシウムを含有する飛灰を処理する方法として、例えば、非特許文献１に開示の以下の技術がある。

【0003】

具体的には、非特許文献１には、灰洗浄方式として、飛灰と水とが溶解槽に供給され、洗浄装置で洗浄され、フィルタープレスで脱水ケーキと分離水が生成され、分離水は逆浸透（ＲＯ）膜装置に供給され、濃縮水は吸着装置に供給され、放射性セシウムが吸着された非溶出性廃吸着材は埋立て処理される技術が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】（独）国立環境研究所 資源循環・廃棄物研究センター、“8,000Ｂｑ／ｋｇ超のばいじんの洗浄技術について”、［ｏｎｌｉｎｅ］平成２４年３月１７日、環境省、［平成２４年６月８日検索］、インターネット＜URL: http://www.env.go.jp/jishin/attach/haikihyouka_kentokai/12-mat_5.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記非特許文献１に開示された技術では、吸着装置に収容される吸着材が紺青の場合に、放射性セシウムを含有する濃縮水を十分に処理できないという問題があることを本発明者は鋭意研究の結果見出した。

【0006】

本発明は、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウム含有水及び飛灰を効果的に処理することができる、放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置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】

【0007】

本発明者が鋭意研究した結果、吸着材として紺青を用いた時に、放射性セシウム含有水中の放射性セシウムを十分に処理できないという問題は、紺青は微粉であるため、紺青が吸着塔から漏出する（リークする）ことに起因することを見出した。吸着材としての紺青は放射性セシウム含有水中の放射性セシウムを吸着しているので、紺青が吸着塔から漏出すると、放射性セシウムを十分に処理することができない。そこで、本発明者は、上記問題を解決するべく鋭意研究した結果、本発明を完成させた。

【0008】

すなわち、本発明の放射性セシウム含有水の処理方法は、放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水の処理方法であって、紺青を含む吸着塔に該放射性セシウム含有水を供給して、該放射性セシウム含有水に含有される放射性セシウムを該紺青に吸着する工程と、該吸着する工程後に、該吸着塔から漏出する紺青を捕獲する工程とを備えている。

【0009】

本発明の放射性セシウム含有水の処理装置は、放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水の処理装置であって、該放射性セシウム含有水に含有される放射性セシウムを吸着する紺青を含む吸着塔と、該吸着塔の出口側に配置され、該吸着塔から漏出する紺青を捕獲するための捕獲部とを備えている。

【0010】

本発明の放射性セシウム含有水の処理方法及び処理装置によれば、放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水中の放射性セシウムを吸着塔で紺青に吸着でき、微粉の紺青が吸着塔から漏出した場合であっても、吸着塔の出口側に配置された捕獲部において、漏出した紺青を捕獲することができる。このように、本発明の放射性セシウム含有水の処理方法及び処理装置は、放射性セシウム含有水中の放射性セシウムを吸着塔内の紺青に吸着させると共に、吸着塔から紺青が漏出した場合であっても、放射性セシウムが吸着した紺青を捕獲部で捕獲できる。したがって、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウム含有水を効果的に処理することができる。

【0011】

なお、本明細書において、紺青とは、フェロシアン化鉄（Ｃ₁₈Ｆｅ₇Ｎ₁₈）やプルシアンブルーとも呼ばれ、紺青の担持物、紺青の造粒物などの紺青に由来した物を含む。

【0012】

上記放射性セシウム含有水の処理方法において好ましくは、上記捕獲する工程では、限外ろ過（ＵＦ）膜装置及び精密ろ過（ＭＦ）膜装置の少なくとも一方を用いて上記吸着塔から漏出する紺青を捕獲する。

【0013】

上記放射性セシウム含有水の処理装置において好ましくは、上記捕獲部は、限外ろ過膜（ＵＦ）装置及び精密ろ過（ＭＦ）膜装置の少なくとも一方である。

【0014】

ＵＦ膜及びＭＦ膜は、吸着塔から漏出する紺青をより効果的に捕獲することができるので、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウム含有水をより効果的に処理することができる。

【0015】

上記放射性セシウム含有水の処理方法において好ましくは、上記捕獲する工程では、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いて上記吸着塔から漏出する紺青を捕獲する。

【0016】

上記放射性セシウム含有水の処理方法において好ましくは、上記捕獲部は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを含む。

【0017】

本発明者が鋭意研究した結果、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いることにより、吸着塔から漏出する紺青の約９０％以上を捕獲できることを見出した。したがって、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いることにより、吸着塔から漏出する紺青をより効果的に捕獲することができる。

【0018】

上記放射性セシウム含有水の処理装置及び上記放射性セシウム含有水の処理方法において好ましくは、上記フィルタは、ＵＦ膜及びＭＦ膜の少なくとも一方である。

【0019】

粒径が０．０１μｍ以上１０μｍ以下の紺青を捕獲するフィルタとしてＵＦ膜及びＭＦ膜の少なくとも一方を用いることにより、吸着塔から漏出する紺青をより効果的に捕獲する処理装置及び処理方法を実現できる。

【0020】

本発明の飛灰の処理方法は、放射性セシウムを含有する飛灰と水とを混合して、スラリーを形成する工程と、該スラリーを固液分離して、分離水を形成する工程と、該分離水を逆浸透（ＲＯ）膜装置に供給して、ＲＯ膜処理により透過水及び濃縮水を生成する工程と、該濃縮水を放射性セシウム含有水として、上記のいずれかの放射性セシウム含有水の処理方法により濃縮水を処理する工程とを備えている。

【0021】

本発明の飛灰の処理装置は、放射性セシウムを含有する飛灰と水とを混合してスラリーを形成する混合槽と、該スラリーを固液分離して分離水を形成する固液分離装置と、該分離水が供給され、ＲＯ膜処理により透過水及び濃縮水を生成する逆浸透（ＲＯ）膜装置と、上記いずれかの放射性セシウム含有水の処理装置とを備え、該放射性セシウム含有水の処理装置は、該濃縮水を放射性セシウム含有水として用いるように構成されている。

【0022】

本発明の飛灰の処理方法及び処理装置によれば、混合槽において飛灰中の放射性セシウムを水に溶解した状態のスラリーを形成し、このスラリーを固液分離装置で放射性セシウムが除去された飛灰と、放射性セシウムを含有する分離水とに分離できる。この分離水中の放射性セシウムをＲＯ膜装置でＲＯ膜処理することで、放射性セシウムを含有する濃縮水を生成でき、この濃縮水中の放射性セシウムを吸着塔で紺青に吸着することができる。紺青が吸着塔から漏出した場合であっても、上述したように、吸着塔の出口側に配置された捕獲部で紺青を捕獲することができる。したがって、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウムを含有する飛灰を効果的に処理することができる。

【0023】

上記飛灰の処理方法において好ましくは、上記分離水を形成する工程では、フィルタープレスまたはベルトプレスを用いて固液分離し、上記透過水を該フィルタープレスまたはベルトプレスに供給する。

【0024】

上記飛灰の処理方法において好ましくは、上記固液分離装置は、フィルタープレスまたはベルトプレスを含み、該フィルタープレスまたはベルトプレスは、上記透過水が供給されるように構成されている。

【0025】

これにより、ＲＯ膜装置を用いたろ過により得られる透過水を、フィルタープレスまたはベルトプレスでの洗浄水として用いることができるので、飛灰を効果的に洗浄できるとともに、飛灰の処理方法及び処理装置内に供給される水を低減することができる。

【発明の効果】

【0026】

以上説明したように、本発明によれば、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウム含有水及び飛灰を効果的に処理することができる、放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態における放射性セシウム含有水の処理方法、飛灰の処理方法、放射性セシウム含有水の処理装置及び飛灰の処理装置を示す模式図である。

【図2】本発明の実施の形態における放射性セシウム含有水の処理方法及び処理装置を示す別の模式図である。

【図3】実施例において、紺青の粒径と頻度分布を示す図である。

【図4】実施例において、紺青の粒径と積算分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態における放射性セシウム含有水の処理装置１及び飛灰の処理装置１０について説明する。本実施の形態では、放射性セシウム含有水として、飛灰を洗浄した後に得られる洗浄排水を用いている。

【0029】

図１に示すように、本実施の形態における放射性セシウム含有水の処理装置１は、吸着塔１６と、捕獲部１７と、遮蔽部１８とを備えている。本実施の形態における飛灰の処理装置１０は、混合槽２と、固液分離装置３と、調整槽１１と、沈殿槽１２と、除濁装置１３と、加圧部１４と、逆浸透（ＲＯ）膜装置１５と、吸着塔１６と、捕獲部１７と、遮蔽部１８と、処理水槽１９と、固化装置２０とを備えている。

【0030】

混合槽２は、放射性セシウムを含有する飛灰Ａと、水Ｂとが供給され、飛灰Ａと水Ｂとを混合してスラリーを形成する。混合槽２は、飛灰Ａ中の放射性セシウムを水Ｂに溶解する。なお、水Ｂは、特に限定されないが、例えば、水道水、工水、純水、地下水、各種排水の再処理水などを利用できる。

【0031】

混合槽２は、供給される飛灰Ａと水Ｂとを混合及び撹拌するための撹拌部材を有していてもよい。また、混合槽２は、複数の槽を含んでいてもよい。

【0032】

固液分離装置３は混合槽２と接続され、混合槽２で得られるスラリーを固液分離する。固液分離装置３は、スラリーを、洗浄された飛灰（洗浄飛灰Ｃ）と、放射性セシウムを含む分離水とに分離するように構成されている。固液分離装置３は、例えば、フィルタープレスまたはベルトプレスを含む。

【0033】

混合槽２と固液分離装置３との間には、洗浄装置、分級装置などの機器が配置されている（図示せず）。

【0034】

調整槽１１は、固液分離装置３の分離水排出部と接続され、固液分離装置３で生成される放射性セシウムを含有する分離水を貯留する。調整槽１１は、複数の槽を含んでいてもよい。

【0035】

沈殿槽１２は、調整槽１１と接続され、分離水に固形物が混じっている場合に、分離水中の粗い固形物（除濁装置１３で分離するよりも粗い固形物）を凝集沈殿させる。沈殿槽１２により、分離水中の粗い固形物が低減される。沈殿槽１２は、複数の槽を含んでいてもよい。

【0036】

除濁装置１３は、沈殿槽１２と接続され、粗い固形物が低減された分離水をろ過するためのものであり、ＲＯ膜よりも粗いろ過、即ち、ＲＯ膜で分離するよりも粗い不純物（例えば沈殿槽１２で除去できなかった固形物等）を除去するためのものであり、ＲＯ膜装置１５の前処理装置である。除濁装置１３は、例えば、砂ろ過である。

【0037】

加圧部１４は、除濁装置１３と接続され、除濁装置１３から排出される粗い不純物が除去された分離水を浸透圧以上に加圧する。加圧部１４は、例えば高圧ポンプである。

【0038】

ＲＯ膜装置１５は、加圧部１４と接続され、加圧された分離水が供給され、ＲＯ膜処理により透過水Ｄ及び濃縮水を生成する。透過水Ｄは、ＲＯ膜を透過した水であり、濃縮水は、ＲＯ膜を透過せず、放射性セシウムを含有する水である。このＲＯ膜装置１５において、ＲＯ膜によるろ過処理により、放射性セシウムが除去された透過水Ｄと、飛灰に含有されていた放射性セシウムが残留する濃縮水とが得られる。

【0039】

ＲＯ膜装置１５は、例えば、ＲＯ膜と、このＲＯ膜を収容する圧力容器とを有している。ＲＯ膜は、放射性セシウムを透過させないように構成されている。

【0040】

なお、処理装置１０は、１組の加圧部１４及びＲＯ膜装置１５を備えていてもよく、複数組の加圧部１４及びＲＯ膜装置１５を備えていてもよい。処理装置１０が複数組の加圧部１４及びＲＯ膜装置１５を備えている場合には、並列に配置されていても直列に配置されていてもよいが、直列に配置されることが好ましい。

【0041】

ＲＯ膜装置１５により得られる透過水Ｄの用途は特に限定されないが、固液分離装置３に供給されるように構成されることが好ましい。例えば、図１において透過水Ｄと固液分離装置３とを結ぶ点線で示されるように、ＲＯ膜装置１５の透過水排出部と固液分離装置３とを配管等で接続する。固液分離装置３がフィルタープレスまたはベルトプレスを含む場合、透過水Ｄは飛灰Ａの洗浄に用いられる。また、透過水Ｄは、例えば飛灰Ａを洗浄する水Ｂとして用いてもよい。このように、処理装置１０は、処理装置１０で発生する水を処理装置１０内で循環させるように構成されていることが好ましい。

【0042】

吸着塔１６は、ＲＯ膜装置１５の濃縮水排出部と接続され、濃縮水中の放射性セシウムを吸着する紺青を含む。吸着塔１６により、濃縮水中の放射性セシウムは紺青に吸着されるので、処理水を生成する。

【0043】

吸着塔１６は、放射性セシウムを吸着可能な紺青を含む。吸着塔１６に収容される吸着材は、紺青を含んでいれば特に限定されず、紺青のみを用いてもよく、紺青と併せて他の１種以上の吸着材を用いてもよい。

【0044】

捕獲部１７は、吸着塔１６の出口側に配置され、吸着塔１６から漏出される紺青を捕獲する。捕獲部１７は、特に限定されないが、例えば、ＵＦ膜装置、ＭＦ膜装置などのフィルタを有する装置、沈殿装置などを用いることができ、捕獲性が高い観点からＵＦ膜装置及びＭＦ膜装置の少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。ＵＦ膜装置またはＭＦ膜装置は、例えば、紺青を捕獲可能なＵＦ膜またはＭＦ膜と、このＵＦ膜またはＭＦ膜を収容する圧力容器とを有している。

【0045】

捕獲部１７がフィルタの場合、このフィルタは、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有することが好ましく、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有することが好ましい。これにより、吸着塔１６から漏出する紺青の約９０％以上を捕獲することができる。なお、捕獲部１７が当該孔径を有するフィルタである場合、フィルタは、ＵＦ膜またはＭＦ膜に限定されず、他の膜等をであってもよい。

【0046】

また、処理装置１０は、捕獲部１７において捕獲された非透過水を排出する排出部と、調整槽１１とを接続する配管が配置されていることが好ましい。この配管により、捕獲部１７により得られた非透過水を調整槽１１へ返送することができるので、放射性セシウムを吸着した紺青を処理装置１０の外部に流出することを防止できる。

【0047】

遮蔽部１８は、吸着塔１６及び捕獲部１７を取り囲む。遮蔽部１８は、例えばコンクリートであり、内部から外部へ放射性セシウムが漏れ出ないように構成されている。より具体的には、遮蔽部１８により、放射性セシウムが濃縮された吸着塔１６及び捕獲部１７から放出される放射線を遮断するとともに、万が一、放射性セシウムを含有する濃縮水が流出した場合でも、処理装置１０の外部に放射線が漏れ出ることを防止する。

【0048】

処理水槽１９は、捕獲部１７と接続され、捕獲部１７で紺青が除去された処理水を収容する。処理水槽１９に収容された処理水は、放射性セシウムが低減されているが、塩分を有している。

【0049】

固化装置２０は、処理水槽１９と接続され、塩分が低減された処理水Ｅと、塩分Ｆとに分離する。固化装置２０は、例えば蒸発装置である。得られた処理水Ｅは、透過水Ｄと同様に、飛灰Ａの洗浄として、固液分離装置３に供給してもよく、水Ｂとして利用してもよい。

【0050】

続いて、本実施の形態における飛灰の洗浄方法及び処理方法について説明する。本実施の形態における飛灰の洗浄方法及び処理方法は、図１に示す飛灰の処理装置１０を用いて行う。

【0051】

まず、放射性セシウムを含有する飛灰Ａと、水Ｂとを混合槽２に供給し、混合槽２において飛灰Ａと水Ｂとを混合してスラリーを形成する。この工程では、飛灰Ａ中の放射性セシウムを水Ｂに溶解する。

【0052】

次に、スラリーを固液分離して、分離水を形成する。この工程では、フィルタープレスまたはベルトプレスを用いて、スラリーを固液分離することが好ましい。この工程により、固形分としての洗浄された飛灰（洗浄飛灰Ｃ）と、液体分としての放射性セシウムを含む分離水とに分離される。

【0053】

なお、スラリーを形成する工程と分離水を形成する工程との間に、分級工程、脱水工程などの他の工程を実施する。

【0054】

以上の工程を実施することにより、飛灰Ａ中の放射性セシウムを低減することができるので、飛灰Ａを洗浄することができる。

【0055】

次に、固液分離により得られた放射性セシウムを含有する分離水を、調整槽１１に移送する。

【0056】

次に、調整槽１１に貯留された分離水を沈殿槽１２に移送して、分離水中に固形分が含まれている場合には、分離水中の固形物を凝集沈殿する。

【0057】

次に、沈殿槽１２で沈殿処理された分離水を除濁装置１３でろ過する。このろ過により、沈殿槽１２で取り除かれなかった分離水中の固形物質等の粗い不純物を除去することができる。

【0058】

なお、沈殿槽１２及び除濁装置１３は省略されてもよい。この場合には、固液分離装置３で得られた分離水をそのまま加圧部１４を介してＲＯ膜装置１５に供給する。

【0059】

次に、除濁装置１３で粗い不純物が除去された分離水を加圧部１４で加圧する。分離水に加える圧力は特に限定されないが、ＲＯ膜装置１５で放射性セシウムを除去した透過水Ｄを得るために必要な圧力を加える。

【0060】

次に、加圧部１４で加圧した分離水を、ＲＯ膜装置１５に供給して、ＲＯ膜を用いたＲＯ膜処理により透過水Ｄと濃縮水とに分離する。この工程により、放射性セシウムが除去された透過水Ｄと、飛灰Ａに含有されていた放射性セシウムが残留する濃縮水とを生成する。

【0061】

なお、加圧部１４及びＲＯ膜装置１５は、１段であってもよく、複数段であってもよい。２段の場合には、１段目の加圧部１４で加圧された分離水を１段目のＲＯ膜装置１５でろ過処理し、得られる透過水を２段目の加圧部で加圧し、加圧された透過水を２段目のＲＯ膜装置でろ過処理し、２段目のＲＯ膜装置を透過した水を透過水Ｄとすることが好ましい。

【0062】

透過水Ｄは処理装置１０の外部に放流してもよいが、処理装置１０で発生する水を処理装置１０内に循環させるクローズドシステムを採用することが好ましい。クローズドシステムでは、固液分離装置３がフィルタープレスまたはベルトプレスの場合、透過水Ｄを、洗浄液としてフィルタープレスまたはベルトプレスに供給してもよく、水Ｂとして利用してもよい。

【0063】

次に、固液分離装置３で形成された濃縮水を、紺青を含む吸着塔１６に供給して、濃縮水中の放射性セシウムを紺青に吸着する。つまり、放射性セシウムを含有する濃縮水を吸着塔１６に供給して、吸着塔１６内に収容された紺青に放射性セシウムを吸着させる。なお、放射性セシウムを吸着させる吸着材は、紺青を含んでいれば特に限定されず、紺青のみに放射性セシウムを吸着させてもよく、紺青と、他の１種以上の吸着材とに放射性セシウムを吸着させてもよい。この工程により、飛灰Ａに含有されていた放射性セシウムを吸着材に吸着させることができる。放射性セシウムが吸着された吸着材は、所定の廃棄物処理が行われる。

【0064】

次に、吸着塔１６から漏出した紺青を捕獲する。この工程では、紺青は粒子径が小さい微粉あるいは粒子となって吸着塔１６から漏出する場合があるが、放射性セシウムを吸着した紺青が吸着塔１６から漏出された場合には、捕獲部１７で紺青を捕獲する。なお、吸着塔１６が紺青以外の他の吸着材を含んでいる場合であって、他の吸着材の粒径が小さいこと等によって吸着塔１６から他の吸着材が漏出する場合には、捕獲部１７で他の吸着材を捕獲することが好ましい。捕獲部１７で捕獲された放射性セシウムを吸着した紺青は、所定の廃棄物処理が行われる。

【0065】

この捕獲する工程では、捕獲部１７としてＵＦ膜装置及びＭＦ膜装置の少なくともいずれか一方を用いて紺青を捕獲することが好ましい。この場合、ＵＦ膜及びＭＦ膜は、例えばクロスフロー方式で使用される。

【0066】

また、この捕獲する工程では、好ましくは０．０１μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いて吸着塔１６から漏出する紺青を捕獲する。このフィルタは、特に限定されないが、ＵＦ膜及びＭＦ膜の少なくともいずれか一方であることが好ましい。

【0067】

この工程において捕獲部１７としてＵＦ膜装置及びＭＦ膜装置の少なくともいずれか一方を用いる場合、ＵＦ膜及びＭＦ膜は、耐圧付近まで使用し、使用後のＵＦ膜及びＭＦ膜は再生（洗浄）せずに、焼却処理、産業廃棄物処理、中間貯蔵施設への受入れ等によって処分をすることが好ましい。

【0068】

捕獲部１７で捕獲された非透過水は、調整槽１１へ返送することが好ましい。これにより、放射性セシウムを吸着した紺青を処理装置１０の外部に流出することを防止できる。

【0069】

上記紺青に吸着する工程及び吸着材を捕獲する工程は、放射線を内部に遮蔽する遮蔽部１８内で実施する。これにより、上記工程の実施中に、外部へ放射性セシウムが漏れることを抑制できる。

【0070】

以上の工程を実施することにより、飛灰Ａに含有されていた放射性セシウムを洗浄して得られる濃縮水（放射性セシウム含有水）を処理することができる。

【0071】

次に、捕獲部１７で吸着材が除去された処理水を処理水槽１９に収容する。処理水槽１９に収容された処理水は、放射性セシウムが低減されているが、塩分を有している。

【0072】

次に、処理水中の塩分を蒸発装置などの固化装置２０で分離する。これにより、塩分が低減された処理水Ｅと、塩分Ｆとを生成することができる。なお、処理水Ｅを、固液分離装置３に供給してもよく、水Ｂとして利用してもよい。

【0073】

以上説明したように、本実施の形態の飛灰の処理方法は、放射性セシウムを含有する飛灰Ａと水Ｂとを混合して、スラリーを形成する工程と、スラリーを固液分離して、分離水を形成する工程と、分離水をＲＯ膜装置１５に供給して、ＲＯ膜処理により透過水Ｄ及び濃縮水を生成する工程と、濃縮水を紺青を含む吸着塔１６に供給して、濃縮水中の放射性セシウムを紺青に吸着する工程と、吸着する工程後に、吸着塔１６から漏出される紺青を捕獲する工程とを備えている。

【0074】

本実施の形態の飛灰の処理装置１０は、放射性セシウムを含有する飛灰Ａと水Ｂとを混合してスラリーを形成する混合槽２と、スラリーを固液分離して分離水を形成する固液分離装置３と、分離水が供給され、ＲＯ膜処理により透過水Ｄ及び濃縮水を生成するＲＯ膜装置１５と、濃縮水中の放射性セシウムを吸着する紺青を含む吸着塔１６と、吸着塔１６の出口側に配置され、吸着塔１６から漏出される紺青を捕獲するための捕獲部１７とを備えている。

【0075】

本実施の形態の飛灰の処理方法及び処理装置１０によれば、混合槽２において飛灰Ａ中の放射性セシウムを水Ｂに溶解した状態のスラリーを形成し、固液分離装置３でスラリーを、放射性セシウムが除去された飛灰と、放射性セシウムを含有する分離水とに分離できる。ＲＯ膜装置１５での放射性セシウムをＲＯ膜処理することで、分離水から、放射性セシウムを含有する濃縮水を生成できる。紺青は放射性セシウムを効果的に吸着することができるので、本実施の形態では、吸着材として紺青を用いて、濃縮水中の放射性セシウムを紺青に吸着させる。しかし、紺青は微粒あるいは粒子であるため、吸着塔１６から紺青が漏出する可能性がある。本実施の形態では、紺青自体、紺青の担持物、造粒物の微粉等の紺青に由来した紺青が処理水とともに吸着塔１６から漏出した場合であっても、吸着塔１６の出口側に配置された捕獲部１７において、漏出した紺青を捕獲することができる。このように、本実施の形態の飛灰の処理方法及び処理装置１０は、飛灰Ａ中の放射性セシウムを吸着塔１６内の吸着材としての紺青に吸着させると共に、吸着塔１６から紺青が漏出した場合であっても、放射性セシウムを吸着した紺青を捕獲部１７で捕獲することができる。したがって、吸着材として紺青を用いた場合に、放射性セシウムを含有する飛灰Ａを効果的に処理することができる。

【0076】

このように、本実施の形態の処理装置１、１０及び処理方法では、吸着材としての紺青が処理装置１０の外部に漏出することを抑制できる。吸着塔１６から紺青が漏出する場合には、漏出した紺青を含む処理水は固化装置２０で蒸発固化されて、塩分Ｆ中に放射性セシウムが含有されることになる。この場合、塩分Ｆを埋め立てたところから、放射性セシウムを付着した微粉が大気中に飛散して、人体に取り込まれると、内部被爆を起こす危険性がある。しかし、本実施の形態の処理装置１０及び処理方法によれば、このような危険性を回避することができる。

【0077】

本実施の形態の飛灰の処理方法において好ましくは、上記捕獲する工程では、ＵＦ膜装置及びＭＦ膜装置の少なくともいずれか一方を用いて吸着塔１６から漏出される紺青を捕獲する。

【0078】

本実施の形態の飛灰の処理装置において好ましくは、捕獲部１７は、ＵＦ膜装置及びＭＦ膜装置の少なくともいずれか一方である。

【0079】

ＵＦ膜及びＭＦ膜は、微粉の紺青をより効果的に捕獲することができるので、紺青を含む吸着材を用いて、放射性セシウムを含有する飛灰Ａをより効果的に処理することができる。

【0080】

なお、捕獲部１７は、ＵＦ膜装置またはＭＦ膜装置に限定されず、紺青を捕獲できるものであればよい。紺青を効果的に捕獲する観点から、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタ（ＭＦ膜、ＵＦ膜など）を用いることが好ましい。吸着材として、３００μｍ以上（好ましくは３００μｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下）の粒子径になるように紺青を固めたものを吸着塔１６に収容した場合、０．０１μｍ以上３００μｍ以下の粒子径を有する微粒あるいは粒子が漏出することを本発明者は見出し、さらに、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いることにより、約９０％以上の漏出した紺青を捕獲することができることを見出した。

【0081】

本実施の形態の飛灰の処理方法において好ましくは、上記分離水を形成する工程では、フィルタープレスまたはベルトプレスを用いて固液分離し、上記透過水を該フィルタープレスまたはベルトプレスに供給する。

【0082】

本実施の形態の飛灰の処理装置１０において好ましくは、上記固液分離装置３は、フィルタープレスまたはベルトプレスを含み、該フィルタープレスまたはベルトプレスは、ＲＯ膜装置１５で得られる透過水Ｄが供給されるように構成されている。

【0083】

これにより、ＲＯ膜装置１５を用いたろ過により得られる透過水Ｄを、フィルタープレスまたはベルトプレスでの洗浄水として用いることができるので、飛灰Ａを効果的に洗浄できるとともに、飛灰の処理方法及び処理装置１０内に供給される水を低減することができる。

【0084】

ここで、本実施の形態では、放射性セシウム含有水として、飛灰Ａを洗浄した濃縮水を例に挙げて説明したが、本発明の放射性セシウム含有水の処理装置１及び処理方法は、飛灰Ａの洗浄排水に特に限定されない。本発明の放射性セシウム含有水として、例えば、ごみ処理場、ごみ埋立地等から発生する放射性セシウムを含有する浸出水や、放射性セシウムを含有する土壌の処理によって得られる排水などを用いることができる。この場合、図２に示すように、調整槽１１を受け槽として用い、調整槽１１に浸出水が供給される。また、透過水Ｄは、調整槽１１に返送されてもよい。

【実施例】

【0085】

本実施例では、所定の孔径を有するフィルタを用いて吸着塔から漏出する紺青を捕獲することの効果について調べた。

【0086】

粒径が約１〜２ｍｍになるようにバインダーで粒状に固め、放射性セシウム及び非放射性セシウムを吸着させた紺青５００ｍＬを準備した。この紺青５００ｍＬと、純水５００ｍＬとを１Ｌの容器に入れて、振動を起こした。その後、純水５００ｍＬ中に含まれる紺青の粒度分布をＬＡ−５００（ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて分析した。その結果を、図３及び図４の「振動発生」として示す。

【0087】

粒径が約１〜２ｍｍになるようにバインダーで粒状に固め、放射性セシウム及び非放射性セシウムを吸着させた紺青５００ｍＬを内部に収容する吸着塔カラム（直径２５ｍｍ）を準備した。この吸着塔カラムに線速度ＬＶ＝３ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝３／ｈで通水を開始して、２０分間で得られた水量（約５００ｍＬ）中に含まれる紺青の粒度分布をＬＡ−５００（ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて分析した。その結果を図３及び図４の「開始２０分後」として示す。

【0088】

なお、図３において、横軸は紺青の粒子径（単位：μｍ）示し、縦軸は紺青の粒子径の割合（単位：％）を示す。図３における分布を積算したものを図４に示す。図４において、横軸は紺青の粒子径（単位：μｍ）を示し、縦軸はその粒子径の積算分布（単位：％）を示す。

【0089】

図３に示すように、放射性セシウム及び非放射性セシウムを吸着した紺青は、２μｍ以上３００μｍ以下であることがわかった。このことから、本実施例では、本来の存在形態である微粉状の紺青ではなく、これらをバインダーで粒状に１〜２ｍｍの粒径になるように固めたものを用いたところ、２μｍ以上３００μｍ以下の粒径の紺青が存在することから、このような粒の紺青を吸着塔で用いると、これらの粒から剥離したり、粒に付着しきれなかった微粉（紺青自体、紺青の担持物、造粒物の微粉等の紺青に由来した物）が吸着塔から漏出することが考えられる。

【0090】

図４に示すように、放射性セシウム及び非放射性セシウムを吸着した紺青の９０％以上を捕獲するためには、振動発生させた場合には３６μｍ以上、開始２０分後の場合には１０μｍ以上の紺青の捕獲の必要があることがわかる。このことから、孔径が０．０１μｍ以上１０μｍ以下のフィルタを用いることにより、９０％以上の紺青を捕獲することができることがわかる。

【0091】

また、図４に示すように、２μｍ以下の粒径の紺青はほとんど含まれないことがわかる。このことから、本来の紺青の粒子径よりも大きい２μｍ以上１０μｍ以下の孔径のフィルタを用いても、９０％以上の紺青を捕獲できることがわかる。

【0092】

以上より、本実施例によれば、０．０１μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いることによって、吸着塔から漏出する紺青を高い割合で捕獲することができることが確認できた。また、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有するフィルタを用いることによっても、吸着塔から漏出する紺青を高い割合で捕獲することができることが確認できた。

【0093】

今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0094】

１，１０ 処理装置、２ 混合槽、３ 固液分離装置、１１ 調整槽、１２ 沈殿槽、１３ 除濁装置、１４ 加圧部、１５ ＲＯ膜装置、１６ 吸着塔、１７ 捕獲部、１８ 遮蔽部、１９ 処理水槽、２０ 固化装置、Ａ 飛灰、Ｂ 水、Ｃ 洗浄飛灰、Ｄ 透過水、Ｅ 処理水、Ｆ 塩分。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】