JP2017173192A - 放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射性セシウムで汚染された廃棄物から効率よく放射性セシウムを除去しながら安定して建築資材等を得られる廃棄物の処理方法を提供する。【解決手段】放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とを調合する調合装置２と、調合装置からの調合物Ｍを加熱して廃棄物中の放射性セシウムを揮発させる加熱炉１１と、加熱炉の排ガスＧを冷却して揮発した放射性セシウムを回収する回収装置（冷却塔２１〜第１集塵機２３）と、加熱炉から排出された焼成物Ｂ２を冷却する冷却装置１４と、加熱炉から排出された直後の焼成物Ｂ１の放射性セシウム濃度を測定する測定装置１２と、放射性セシウム濃度の測定値が所定の値以下の場合に焼成物を冷却装置に供給するルートと、前記測定値が所定の値を超える場合に焼成物を調合装置を介して加熱炉に戻すルートとに切り替える切替装置１３とを備える。【選択図】図１
Description
本発明は、放射性セシウムを含有する廃棄物から放射性セシウムを除去すると共に、この廃棄物から建築資材等を製造する方法及び装置に関する。
放射性セシウムで汚染された廃棄物を処理するため、例えば、特許文献１には、放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とをロータリーキルンで加熱して廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、加熱により生じたガスを冷却して放射性セシウムを回収すると共に、加熱により得られた焼成物をクーラで冷却し、土工資材等に有効利用することが提案されている。
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、ロータリーキルン内でのコーチングの成長や脱落等による運転状況の変動、或いはロータリーキルンに供給する廃棄物の流動性や化学組成、放射性セシウム濃度等の物性の変動により、ロータリーキルン内で放射性セシウムを揮発させるに十分な温度や時間を加えることができないため、放射性セシウム濃度が高い不良品がロータリーキルンからクーラに排出されることがあった。この不良品は、クーラ内に滞留して徐々にクーラから排出されるため、一旦不良品がクーラに排出されると、拡散した不良品がクーラから完全に排出されるまでには相当の時間が掛かる。そのため、その後の良品確保に長時間を要するという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、放射性セシウムで汚染された廃棄物から効率よく放射性セシウムを除去しながら安定して建築資材等を得ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理方法であって、放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とを調合し、調合物を加熱炉で加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、前記調合物の加熱により生じたガスを冷却して前記揮発した放射性セシウムを回収し、前記加熱炉から排出された直後の焼成物の放射性セシウム濃度を測定し、該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値以下の場合に、前記加熱炉から排出された直後の焼成物を冷却し、該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える場合に、前記加熱炉から排出された直後の焼成物を前記調合物と共に前記加熱炉で再度加熱することを特徴とする。
本発明によれば、加熱炉から排出された直後の焼成物の放射性セシウム濃度の測定値に応じて加熱炉から排出された直後の焼成物の処理方法を決定するため、放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える不良品が工程内で滞留するのを防止し、不良品の割合を低減し、安定して建築資材等の良品を得ることができる。また、前記不良品を再度加熱して処理することができる。
上記処理方法において、前記加熱炉から排出された直後の焼成物の一部について放射性セシウム濃度を測定し、該放射性セシウム濃度の測定値に応じて前記加熱炉から排出された焼成物全体の処理方法を決定することができる。測定対象の焼成物の一部は即座に冷却されて直接放射性セシウム濃度を測定することが可能となるため、精度の高い判定が可能となる。
また、本発明は、放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置であって、放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とを調合する調合装置と、該調合装置からの調合物を加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させる加熱炉と、前記加熱炉の排ガスを冷却して前記揮発した放射性セシウムを回収する回収装置と、前記加熱炉から排出された焼成物を冷却する冷却装置と、前記加熱炉から排出された直後の焼成物の放射性セシウム濃度を測定する測定装置と、該測定装置による放射性セシウム濃度の測定値が所定の値以下の場合に、前記焼成物を処理するルートを前記冷却装置に供給するルートと、該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える場合に、前記焼成物を前記加熱炉に戻すルートとに切り替える切替装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、加熱炉から排出された放射性セシウム濃度が所定の値以下の焼成物のみを冷却装置で冷却するため、冷却装置において放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える不良品が滞留するのを防止し、不良品の割合を低減し、安定して建築資材等の良品を得ることができる。また、前記不良品を再度加熱炉で加熱処理することができる。
上記処理装置は、前記加熱炉から排出された直後の焼成物の一部を分取する分取装置と、該分取装置で分取されなかった残りの焼成物を貯留する貯槽又は該残りの焼成物を冷却する予備冷却装置とを備え、前記測定装置は、前記分取装置で分取された焼成物の放射性セシウム濃度を測定し、前記切替装置は、該放射性セシウムの測定値に応じて前記貯槽又は予備冷却装置から排出された焼成物を処理するルートを前記冷却装置に供給するルート又は前記加熱炉に戻すルートのいずれかに切り替えるように構成することができ、分取した焼成物の一部は即座に冷却されて直接放射性セシウム濃度を測定することが可能となるため、精度の高い判定が可能となる。
以上のように、本発明によれば、放射性セシウムで汚染された廃棄物から効率よく放射性セシウムを除去しながら安定して建築資材等を得ることができる。
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において、放射性セシウムとは、セシウムの放射性同位体であるセシウム１３４及びセシウム１３７である。
図１は、本発明に係る放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置の第１の実施形態を示し、この処理装置１は、調合装置２と、焼成装置１０と、排ガス処理装置２０とで構成される。
調合装置２は、放射性セシウムで汚染された土壌や焼却灰等の廃棄物Ｗを貯留する貯槽３と、反応促進剤としての酸化カルシウム源（以下「ＣａＯ源」という。）を貯留する貯槽４と、反応促進剤としての塩素源（以下「Ｃｌ源」という。）を貯留する貯槽５と、貯槽３〜５に貯留される廃棄物Ｗ、ＣａＯ源及びＣｌ源を引き出して調合する定量供給機（不図示）と、調合物Ｍを貯留する貯槽６とを備える。
上記ＣａＯ源として炭酸カルシウム、生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイト、高炉スラグ等を含むものを用いることができる。上記Ｃｌ源としては、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩素を有する廃プラスチック等を用いることができるが、このうちＣａＣｌ2は、効果的に放射性セシウムを除去できるので好ましい。
焼成装置１０は、ロータリーキルン（加熱炉）１１と、ロータリーキルン１１から排出された直後の焼成物Ｂ１の放射性セシウム濃度を測定する第１測定装置１２と、第１測定装置１２の測定値に応じて焼成物Ｂ１を処理するルートを、クーラ１４に供給するルートＲ１又は調合装置２に戻すルートＲ２に切り替える第１切替装置１３と、第１切替装置１３から排出された焼成物Ｂ２を冷却するクーラ１４と、クーラ１４から排出された良品（仮の良品）Ｐ１の放射性セシウム濃度を測定する第２測定装置１５と、第２測定装置１５の測定値に応じて良品Ｐ１を処理するルートを、良品（最終的な良品）Ｐ２を搬送又は保管するルートＲ３又は調合装置２に戻すルートＲ４に切り替える第２切替装置１６とで構成される。ロータリーキルン１１は、調合装置２からの調合物Ｍが供給される投入口１１ａや、微粉炭等の化石燃料を噴出して調合物Ｍ等を焼成するためのバーナ１１ｂを備える。
ロータリーキルン１１は、貯槽６から排出された調合物Ｍを加熱するために備えられる。尚、ロータリーキルン１１以外の加熱炉を用いることもできる。
第１測定装置１２には、コンベア式やホッパ充填式のものを用いることができる。コンベア式とは、測定対象物を専用容器に充填するか、もしくは所定の形状にしてコンベアに載せるか、又は測定対象物をコンベアに載せてから所定の形状にして搬送し、コンベアを囲うように設けられたゲルマニウム半導体検出器やＮａＩシンチレーション検出器等で構成された測定器で、搬送中の測定対象物の放射性セシウム濃度を連続的に測定するものである。
また、ホッパ充填式とは、ホッパに測定対象物を充填し、ホッパを囲うように設けられた測定器で測定対象物の放射性セシウム濃度をバッチ式で測定するものである。また、ホッパ充填式のものには、ホッパ内の放射性セシウムから発せられてホッパを貫通する放射線量率と、ホッパ内の放射性セシウム量との関係を予め導き出し、ホッパ内の測定対象物の重量と測定器により計測したホッパを貫通する放射線量とからホッパ内の測定対象物の放射性セシウム濃度を算出するものも用いられる。
第１切替装置１３は、第１測定装置１２における測定値が例えば１００Ｂｑ／ｋｇ以下の場合に、焼成物Ｂ１を処理するルートをクーラ１４に供給するルートＲ１に切り替え、この測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合に、調合装置２に戻すルートＲ２に切り替えるために備えられる。これにより、放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇ以下の良品Ｐ１を得ることができる。
クーラ１４には、ロータリークーラやエアークエンチングクーラ等を用いることができる。
第２測定装置１５には、第１測定装置１２と同様のものを用いることができる。第２測定装置１５で放射性セシウム濃度が測定される良品Ｐ１は、クーラ１４の内部で冷却されているため、第２測定装置１５は耐熱性を有する必要はない。また、第２測定装置１５にコンベア式のものを用いる場合には、良品Ｐ１を耐熱性の容器に入れてコンベアを搬送させるのではなく、良品Ｐ１を容器に入れずに直接コンベアで搬送することができるため、良品Ｐ１の放射性セシウム濃度をより正確に測定することができる。
第２切替装置１６は、第２測定装置１５における測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合に、良品Ｐ１を処理するルートを調合装置２に戻すルートＲ４に切り替えるために備えられる。これにより、放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇ以下の良品（最終的な良品）Ｐ２を得ることができる。
尚、第２測定装置１５及び第２切替装置１６は、放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇ以下の良品Ｐ１から得られる良品Ｐ２の放射性セシウム濃度をより確実に１００Ｂｑ／ｋｇ以下にするために備えられ、良品Ｐ１の放射性セシウム濃度を確認的に測定して良品Ｐ１の処理ルートを切り替えるために設けられるため、これらを省略することも可能である。
排ガス処理装置２０は、ロータリーキルン１１の後段に配置され、ロータリーキルン１１の排ガスＧを冷却する冷却塔２１と、冷却塔２１の後段に配置されたサイクロン２２と、第１集塵機２３と、第２集塵機２４と、両集塵機２３、２４によって濃縮セシウム塩等のダストが除去された排ガスＧ４を脱硝する脱硝装置２５と、脱硝装置２５の排ガスＧ５を大気へ放出する煙突２６とで構成される。
冷却塔２１は、ロータリーキルン１１の排ガスＧを冷却し、廃棄物Ｗから揮発した放射性セシウム等を固体状として回収するために備えられる。排ガスＧの冷却は、冷却塔２１の下端部に設置された散水装置２１ａから水を噴霧することにより行う。尚、この散水装置２１ａは、揮発した塩化セシウム等の放射性セシウムを固体状となるまで冷却して回収し得る程度の機能を備えていればよい。また、水による冷却ではなく、冷却塔内に冷却空気を導入することによって冷却してもよく、水と冷却空気とを併用してもよい。
分級機としてのサイクロン２２は、冷却塔２１の排ガスＧ１からカルシウム成分を主体とする粗粉Ｃを回収するために設けられる。
第１集塵機２３は、サイクロン２２の排ガスＧ２から、上述のようにして濃縮されたセシウム塩等を含むダストＤ１を集塵するために備えられ、バグフィルタ等が用いられる。
第２集塵機２４は、セシウム塩等を除去した後の排ガスＧ３に含まれる酸性ガス等を除去するために設けられ、カルシウム成分を含んでいる中和剤Ｎを中和剤添加装置（不図示）から添加し、酸性ガス等を吸着したダストＤ２を回収する。第２集塵機２４にもバグフィルタ等が用いられる。
脱硝装置２５は、第２集塵機２４の排ガスＧ４にアンモニアガス（ＮＨ3）を注入してＮＯｘを窒素に還元して無害化するために設けられる。
次に、上記構成を有する処理装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
調合装置２において、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、反応促進剤としてのＣａＯ源及びＣｌ源を貯槽３〜５から引き出して調合して調合物Ｍを得る。調合物Ｍは、焼成した場合にＣ3Ｓ（エーライト）が生成しない土工資材、又はセメント混合材や、Ｃ3Ｓを含むセメントクリンカの組成とする。
土工資材又はセメント混合材を製造する場合には、調合物Ｍ中のＣａＯ、ＳｉＯ2及びＭｇＯの関係が（ＣａＯ＋１．３９×ＭｇＯ）／ＳｉＯ2＝１．０〜２．７を満たすように、廃棄物ＷとＣａＯ源をその種類や配合割合を定めた上で調合することが好ましい。尚、上記関係式において、ＣａＯの１モルの質量は、ＭｇＯの１．３９モルの質量に相当することから、ＭｇＯの質量に１．３９を乗じている。
上記質量比が１．０未満であると、焼成温度が高温になるにつれて液相が生じ易くなり、放射性セシウムの揮発量が減少するおそれがある。上記質量比が２．７を超えると、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗ及び調合物Ｍ中のカリウム及びナトリウムの揮発量の総和が増加し、粗粉Ｃ中のアルカリ成分が増加したり、排ガスＧ２を冷却して得られるダストの量が増加するおそれがある。
一方、セメントクリンカを製造する場合には、調合物Ｍ中のＣａＯ、ＳｉＯ2及びＭｇＯの関係が（ＣａＯ＋１．３９×ＭｇＯ）／ＳｉＯ2＝２．７〜３．７を満たすように、廃棄物ＷとＣａＯ源をその種類や配合割合を定めた上で調合することが好ましい。
上記質量比が２．７以上であると、調合物Ｍが溶融し難くなるため、放射性セシウムをより多く揮発させることができる。一方、上記質量比が３.７を超えると、セメントクリンカに含まれるフリーライム（遊離石灰）が増加するためセメントの品質が低下するおそれがある。これらをより確実に防止するため、上記質量比が２．８〜３．５を満たすことが好ましい。さらに、調合物Ｍのケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）を１．３〜３．０、鉄率（Ｉ．Ｍ．）を１．３〜２．８に調整することで、所望のセメントクリンカを製造することができる。
また、上記Ｃｌ源の量は、土工資材、セメント混合材、及びセメントクリンカのいずれを製造する場合にも、廃棄物Ｗに含まれる放射性セシウムに対して当量以上となるように調合することが好ましい。Ｃｌ源の量の上限は、塩素と、セシウム及びカリウムとのモル比Ｃｌ／（Ｃｓ＋Ｋ）が好ましくは１．５以下、より好ましくは１．０以下になる量である。このモル比が１．０以下であると、カリウムやナトリウムの揮発量を抑制しながら放射性セシウムが揮発するため、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。
尚、土工資材又はセメント混合材を製造する場合には、土工資材（焼成物Ｂ）の酸化カルシウム濃度が５０質量％以上となるように、上記調合及び下記焼成を行うことが好ましい。これにより、硫黄分が土工資材中に保持されたり、後述する第１集塵機２３において硫黄化合物として、排ガスＧ２のダストＤ１として集塵されるため、硫黄分の循環を抑制でき、排ガス処理の負荷の増大やコーチングの増加を低減することができる。
次に、調合物Ｍを貯槽６から投入口１１ａを介してロータリーキルン１１に投入し、１２００℃以上１５５０℃以下で焼成し、得られた焼成物Ｂ１をロータリーキルン１１から排出する。ここで、ロータリーキルン１１内の酸素分圧を３％以上、好ましくは５％以上とする。これにより、ロータリーキルン１１内での硫黄化合物の分解が抑制され、硫黄分の循環が抑制されるので、中和剤使用量の増加及びロータリーキルン１１や冷却塔２１へのコーチング付着量の増加を抑制することができる。
ロータリーキルン１１から排出した焼成物Ｂ１の放射性セシウム濃度を第１測定装置１２で測定し、測定後の焼成物Ｂ１を第１切替装置１３に供給する。この測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合には、焼成物Ｂ１を不良品Ｉ１としてルートＲ２を介して貯槽３に戻し、この測定値が１００Ｂｑ／ｋｇ以下である場合には、焼成物Ｂ１を焼成物Ｂ２としてルートＲ１を介してクーラ１４に供給して冷却する。
クーラ１４で焼成物Ｂ２を冷却して良品Ｐ１を排出し、第２測定装置１５で良品Ｐ１の放射性セシウム濃度を測定し、測定後の良品Ｐ１を第２切替装置１６に供給する。第２測定装置１５の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合には、良品Ｐ１を不良品Ｉ２としてルートＲ４を介して不良品Ｉ１と合流させて貯槽３に戻し、第２測定装置１５の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇ以下の場合は、仮の良品Ｐ１を最終的な良品Ｐ２とする。
良品Ｐ２は、必要に応じて解砕や粉砕を行い、セメントクリンカ、セメント混合材、土工資材（骨材（コンクリート用骨材、アスファルト用骨材）、埋め戻し材、盛り土材、路盤材等）の建築資材として利用することができる。
一方、ロータリーキルン１１内で、廃棄物Ｗに含まれていた放射性セシウムをＣｌ源と反応させて塩化セシウムを生成させ、生成して揮発した塩化セシウムを含むロータリーキルンの排ガスＧを冷却塔２１へ導入する。冷却塔２１で散水装置２１ａから排ガスＧに水を噴霧して排ガスＧを急激に冷却し、排ガスＧに含まれていた塩化セシウムを固体状のセシウム塩とする。
冷却塔２１の排ガスＧ１に含まれるダストをサイクロン２２で分級し、分級して得られた粗粉Ｃを調合物Ｍと合流させてロータリーキルン１１に投入する。
一方、セシウム塩を含有するサイクロン２２からの排ガスＧ２を第１集塵機２３に導入し、固体状の濃縮セシウム塩を含むダストＤ１を回収する。回収したダストＤ１は、必要に応じて圧縮、水洗、吸着等により、さらに減容化処置をした後、コンクリート製の容器等に密閉して保管することができ、放射性セシウムを含む廃棄物を外部に漏洩させることなく減容化し、保管することができる。
濃縮セシウム塩を回収した後の第１集塵機２３の排ガスＧ３には、酸性ガス等の有害ガスが含まれているため、排ガスＧ３に中和剤添加装置から中和剤Ｎを添加した後、酸性ガス等を吸着したダストＤ２を第２集塵機２４で排ガスＧ３から回収する。ここで、中和剤Ｎとして、消石灰、生石灰、ドロマイト、軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイトからなる群から選択される一以上を含むものを用いることができる。回収したダストＤ２は、消石灰、石膏、塩化カルシウムが主成分であるので、ＣａＯ源やＣｌ源として調合装置２に戻して廃棄物Ｗに添加して再利用できる。
第２集塵機２４の排ガスＧ４にアンモニア添加装置からアンモニアガスを添加し、添加後の排ガスＧ４を脱硝装置２５で脱硝する。脱硝後の排ガスＧ５は、煙突２６から大気に放出する。
次に、本発明に係る放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置の第２の実施形態について、図２を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係る処理装置は、上記第１の実施形態における焼成装置１０に代えて焼成装置３０を備える。以下において、本実施形態と上記第１の実施形態との共通点については説明を省略し、焼成装置３０について詳細に説明する。
焼成装置３０は、図１に示したロータリーキルン１１から排出された直後の焼成物Ｂ１から測定用焼成物Ｓ１を分取する分取装置３２と、分取装置３２で分取された測定用焼成物Ｓ１を冷却する冷却装置３３と、冷却装置３３で冷却された測定用焼成物Ｓ２の放射性セシウム濃度を測定する第１測定装置３４と、第１測定装置３４での測定値に応じて測定用焼成物Ｓ２の処理ルートを切り替える第１切替装置３５と、測定用焼成物Ｓ１を分取した後の残りの焼成物Ｂ３を貯留するホッパ３６と、ホッパ３６から排出された焼成物Ｂ３の処理ルートを第１測定装置３４の測定値に応じて切り替える第２切替装置３７と、第１切替装置３５及び第２切替装置３７から各々排出された焼成物Ｂ５、Ｂ４を冷却するクーラ３８と、クーラ３８から排出された良品（仮の良品）Ｐ３の放射性セシウム濃度を測定する第２測定装置３９と、第２測定装置３９の測定値に応じて良品Ｐ３の処理ルートを切り替える第３切替装置４０とで構成される。
ホッパ３６には耐熱性を有するものが用いられる。また、第１測定装置３４及び第２測定装置３９には、図１に示す第１測定装置１２及び第２測定装置１５と各々同様のものが用いられる。また、ホッパ３６に代えて焼成物Ｂ３を予備冷却する予備冷却装置を備えることもできる。この予備冷却装置での焼成物Ｂ３の滞留期間は、焼成物Ｂ３が予備冷却装置に供給されてから、第１の測定装置３４の測定値が判明するまでとすることで、予備冷却装置内での焼成物Ｂ３の滞留期間を短くして予備冷却装置内での放射性セシウムの拡散を最小限に抑制することができる。さらに、クーラ３８には、ロータリークーラやエアークエンチングクーラ等を用いることができる。
次に、上記焼成装置３０の動作について、図２を参照しながら詳細に説明する。
図１に示したロータリーキルン１１から排出した焼成物Ｂ１の一部を分取装置３２で分取し、分取した測定用焼成物Ｓ１を冷却装置３３で冷却する。焼成物Ｂ１からの分取は、排出を分岐して連続的に少量を取り分けてもよいし、一定間隔で少量を抜き取ってもよい。測定用焼成物Ｓ１は、少量であるのでコンベア上などで送風や散水を行うことで容易に冷却できる。
次に、冷却装置３３で冷却して得られた測定用焼成物Ｓ２の放射性セシウム濃度を第１測定装置３４で測定し、測定後の測定用焼成物Ｓ２を第１切替装置３５に供給する。この測定値が例えば１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合には、測定用焼成物Ｓ２を不良品Ｉ３としてルートＲ５を介して貯槽３に戻し、この測定値が１００Ｂｑ／ｋｇ以下である場合には、測定用焼成物Ｓ２を焼成物Ｂ５としてルートＲ６を介してクーラ３８に供給する。
一方、分取装置３２で分取されなかった残りの焼成物Ｂ３を測定装置３４の測定値が判明するまでホッパ３６に貯留し、第１測定装置３４の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合には、第２切替装置３７によって焼成物Ｂ３を不良品Ｉ４としてルートＲ７を介して貯槽３に戻し、第１測定装置３４の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇ以下である場合は、焼成物Ｂ３を焼成物Ｂ４としてルートＲ８を介してクーラ３８に供給する。
クーラ３８から良品Ｐ３を排出し、第２測定装置３９で良品Ｐ３の放射性セシウム濃度を測定し、測定後の良品Ｐ３を第３切替装置４０に供給する。第２測定装置３９の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇを超える場合には、第３切替装置４０によって良品Ｐ３を不良品Ｉ５としてルートＲ９を介して貯槽３に戻し、第２測定装置３９の測定値が１００Ｂｑ／ｋｇ以下である場合には、良品Ｐ３を良品（最終的な良品）Ｐ４としてルートＲ１０を介して搬送又は保管する。
以上のように、上記第１及び第２の実施形態によれば、加熱して得られた焼成物Ｂ１をすぐさま仕分けし、放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇ以下のものＢ２、Ｂ４、Ｂ５のみをクーラ１４、３８に供給するため、クーラ１４、３８の内部で不良品が拡散するのを防止し、不良品の割合を低減して、クーラ１４、３８から放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇ以下の良品Ｐ１、Ｐ３を安定して得ることができる。また、加熱により得られた焼成物Ｂ１の中で放射性セシウム濃度が１００Ｂｑ／ｋｇを超えるものＩ１〜Ｉ５は再度加熱処理する。
尚、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗとして、放射性セシウムで汚染された土壌、焼却灰を例示したが、これらの他に、伐採木、ごみ由来の溶融スラグ、下水汚泥、下水汚泥乾粉、浄水汚泥、建設汚泥、下水スラグ、貝殻、草木、がれき等の廃棄物であって放射性セシウムを含むものすべてを対象とすることができ、これらの群に含まれる１種を単独で、又は２種以上を組み合わせることができる。さらに、放射性セシウムをほとんど含まない部分（土壌の場合には、砂や石）を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮された中間処理物も、本発明における放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗに含まれる。
また、上記第１及び第２の実施形態では、貯槽４からＣａＯ源を供給したが、ＣａＯ源に代えて又はＣａＯ源と共に酸化マグネシウム源（ＭｇＯ源）を供給することもできる。ＭｇＯ源には、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、ドロマイト、蛇紋岩、フェロニッケル合金スラグ等を含むものを用いることができる。
さらに、上記良否判定の基準は、基本的には建築資材に利用可能となるクリアランスレベル（１００Ｂｑ／ｋｇ）とするが、高濃度に汚染された区域の土壌・瓦礫等の放射性セシウム含有廃棄物を対象とし、該区域で従事する作業者の被曝線量を現状より少しでも低減することを目的とするのであれば、これを超える基準にしてもよい。すなわち、対象処理物の放射性セシウム濃度や焼成物の用途により任意に良否判定の基準を変更することができる。
１ 放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置
２ 調合装置
３〜６ 貯槽
１０ 焼成装置
１１ ロータリーキルン
１１ａ 投入口
１１ｂ バーナ
１２ 第１測定装置
１３ 第１切替装置
１４ クーラ
１５ 第２測定装置
１６ 第２切替装置
２０ 排ガス処理装置
２１ 冷却塔
２１ａ 散水装置
２２ サイクロン
２３ 第１集塵機
２４ 第２集塵機
２５ 脱硝装置
２６ 煙突
３０ 焼成装置
３２ 分取装置
３３ 冷却装置
３４ 第１測定装置
３５ 第１切替装置
３６ ホッパ
３７ 第２切替装置
３８ クーラ
３９ 第２測定装置
４０ 第３切替装置
Ｂ１〜Ｂ５ 焼成物
Ｃ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
Ｇ、Ｇ１〜Ｇ５ 排ガス
Ｉ１〜Ｉ５ 不良品
Ｒ１〜Ｒ１０ ルート
Ｍ 調合物
Ｎ 中和剤
Ｐ１、Ｐ３ （仮の）良品
Ｐ２、Ｐ４ （最終的な）良品
Ｓ１、Ｓ２ 測定用焼成物
Ｗ （放射性セシウムで汚染された）廃棄物
２ 調合装置
３〜６ 貯槽
１０ 焼成装置
１１ ロータリーキルン
１１ａ 投入口
１１ｂ バーナ
１２ 第１測定装置
１３ 第１切替装置
１４ クーラ
１５ 第２測定装置
１６ 第２切替装置
２０ 排ガス処理装置
２１ 冷却塔
２１ａ 散水装置
２２ サイクロン
２３ 第１集塵機
２４ 第２集塵機
２５ 脱硝装置
２６ 煙突
３０ 焼成装置
３２ 分取装置
３３ 冷却装置
３４ 第１測定装置
３５ 第１切替装置
３６ ホッパ
３７ 第２切替装置
３８ クーラ
３９ 第２測定装置
４０ 第３切替装置
Ｂ１〜Ｂ５ 焼成物
Ｃ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
Ｇ、Ｇ１〜Ｇ５ 排ガス
Ｉ１〜Ｉ５ 不良品
Ｒ１〜Ｒ１０ ルート
Ｍ 調合物
Ｎ 中和剤
Ｐ１、Ｐ３ （仮の）良品
Ｐ２、Ｐ４ （最終的な）良品
Ｓ１、Ｓ２ 測定用焼成物
Ｗ （放射性セシウムで汚染された）廃棄物
Claims (4)
- 放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とを調合し、
調合物を加熱炉で加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、
前記調合物の加熱により生じたガスを冷却して前記揮発した放射性セシウムを回収し、
前記加熱炉から排出された直後の焼成物の放射性セシウム濃度を測定し、
該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値以下の場合に、前記加熱炉から排出された直後の焼成物を冷却し、該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える場合に、前記加熱炉から排出された直後の焼成物を前記調合物と共に前記加熱炉で再度加熱することを特徴とする放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理方法。 - 前記加熱炉から排出された直後の焼成物の一部について放射性セシウム濃度を測定し、該放射性セシウム濃度の測定値に応じて前記加熱炉から排出された焼成物全体の処理方法を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理方法。
- 放射性セシウムで汚染された廃棄物と、酸化カルシウム源又は／及び酸化マグネシウム源と、塩素源とを調合する調合装置と、
該調合装置からの調合物を加熱して前記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させる加熱炉と、
前記加熱炉の排ガスを冷却して前記揮発した放射性セシウムを回収する回収装置と、
前記加熱炉から排出された焼成物を冷却する冷却装置と、
前記加熱炉から排出された直後の焼成物の放射性セシウム濃度を測定する測定装置と、
該測定装置による放射性セシウム濃度の測定値が所定の値以下の場合に、前記焼成物をを処理するルートを前記冷却装置に供給するルートと、該放射性セシウム濃度の測定値が所定の値を超える場合に、前記焼成物を前記加熱炉に戻すルートとに切り替える切替装置とを備えることを特徴とする放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置。 - 前記加熱炉から排出された直後の焼成物の一部を分取する分取装置と、
該分取装置で分取されなかった残りの焼成物を貯留する貯槽又は該残りの焼成物を冷却する予備冷却装置とを備え、
前記測定装置は、前記分取装置で分取された焼成物の放射性セシウム濃度を測定し、
前記切替装置は、該放射性セシウムの測定値に応じて前記貯槽又は予備冷却装置から排出された焼成物を処理するルートを前記冷却装置に供給するルート又は前記加熱炉に戻すルートのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置。
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2016
- 2016-03-25 JP JP2016061065A patent/JP2017173192A/ja active Pending
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