JPS6412359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はイオン交換樹脂、イオン交換繊維等
の廃棄物をマイクロ波を利用して減容化する方法
に関し、詳しくはルツボのような移動可能な容器
に廃棄物を入れてマイクロ波を照射する操作をく
り返し行い、減容化された廃棄物を移動可能な容
器に蓄積する廃棄物の処理方法に関するものであ
る。

一般の用水処理や放射性廃液の処理には粒状イ
オン交換樹脂やプリコートフイルター用として粉
末イオン交換樹脂、各種繊維素等のプリコート材
（以下総称して「イオン交換樹脂等」という）が
使用されている。このイオン交換樹脂等の使用済
のものは、現在のところ適当な減容化方法がない
ため、そのままの状態で貯蔵されているので、そ
の貯蔵量の増加が問題となつている。本発明はこ
のイオン交換樹脂等の廃棄物をマイクロ波を用い
て加熱脱水し、次いで前記廃棄物を移動可能な容
器に収容してマイクロ波を照射して減容化する方
法を繰返し行うと同時に排ガスの処理もマイクロ
波を使用して行うことを特徴とする効果的な廃棄
物の減容化処理を提供するものである。

従来放射性金属製品の廃棄物或いは焼却灰等に
ついて、その主体が金属酸化物である場合、処理
物が誘電体である性質を利用してマイクロ波照射
による直接熔融技術の開発も行なわれている。一
般に放射性廃棄物の処理にあつては途中工程で粉
塵等の発生は公害の原因となり望ましくない。

本発明によるイオン交換樹脂等の廃棄物は移送
を容易にするため、水スラリ状となつて水処理系
から抜出されるが、本発明の処理に供するために
予め濃縮、脱水、乾燥等の操作によつて自由水の
大部分を除去しておくのが望ましいが、粒状イオ
ン交換樹脂のように極度の乾燥しても飛散しにく
いものであれば前処理として乾燥を行い、粉末イ
オン交換樹脂のように水分が少なすぎると容器に
収容する際に舞上るものにあつては適度の水分を
もつていることが必要であり、廃棄物の含水率は
廃棄物の性状によつて適宜決定さるべきである。

本発明において廃棄物にマイクロ波を照射する
ときの雰囲気として酸化性雰囲気、非酸化性雰囲
気及びその中間的な雰囲気のいづれの雰囲気中で
あつても用いることが出来る。

酸化性雰囲気で操作するには高酸素濃度気体或
いは空気等をマイクロ波の照射とともに容器に対
して通気すればよい。

廃棄物が減容されたのち、再び容器に適当量の
廃棄物を追加し再度マイクロ波を照射し減容化す
る。

本発明はこの操作をくり返し行うことによつて
多量の廃棄物を減容化し、小容量の容器に収容す
ることが可能となる。

なお廃棄物を容器に収容する際には１つの容器
に対し、予め設定された量の廃棄物が減容化され
て収容されるようにするため収容前後の容器を計
測することが望ましい。この場合静電容量式レベ
ル計、光学式レベル計等のレベル計によつて容器
中の廃棄物のレベルを計測すれば、マイクロ波の
照射による廃棄物の減容率に変化があるとしても
廃棄物を容器に追加する操作は安全に実施するこ
とが出来る。

また廃棄物が放射性物質を含む場合には大半の
放射性物質が容器中に蓄積することから適当な物
質を添加することも可能である。この場合には
CaO，SiO₂，B₂O₃，PbO等のガラス形成剤やア
スフアルト或いはプラスチツクなどが適当であ
り、減容化操作の最終段階でこれらの物質を添加
し、固形化することが望ましい。このように固形
化剤を添加し内容物全体を一体固形化すれば減容
化処理後の取扱いが極めて容易となる。

以下本発明の一具体例を図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の工程図である。

以下その工程に従つて説明する。

１は廃棄物調整槽でイオン交換樹脂（粒状及び
粉末状）、繊維質プリコート材（ソルカフロツク、
KCフロツク等）が貯留槽から水ポンプ等を用い
て移送される。この場合対象物の種類により濃度
が異なるため一たん廃棄物調整槽に受け入れる。

２は沈降濃縮槽で廃棄物調整系に送られた物の
うち余剰水分の多い場合があり、対象とする廃棄
物が分散しているケースがある。この場合には必
要に応じて凝集助剤等を加えて分散している廃棄
物を凝集し濃縮を行う。上澄水は沈降濃縮槽にと
りつけられている弁を開き取り出すことが可能で
ある。濃縮物は重力脱水装置に送られる。

３は回分式重力脱水槽で対象廃棄物は水分（自
由水）を多く含んでいるため、このまゝ直接マイ
クロ波で加熱焼却すると能率が悪いので、できる
だけ自由水をあらかじめ除く必要がある。本脱水
系は容器の内部に金鋼等の多孔板をとりつけ重力
で自由水を取り除くものである。容器の出口はロ
ータリーバルブ５等の定量供給性のある機器に接
続し、対象とする試料の定量処理が可能なような
措置がとれるようにする。

４は乾燥コンベアーで重力で自由水が除かれた
試料を焼却減容する以前に水分を除くため乾燥シ
ステムを設置する。乾燥の方法としてはマイクロ
波照射法による。１例として被乾燥物をベルトコ
ンベアー４等に載せ、マイクロ波照射ゾーン４を
通し、その間含有分子の振動（内部の分子運動）
により発熱し乾燥が行われる。水分子の誘電率は
高いので発熱の効率は高い。乾燥が終つた試料は
試料サイロ８に送り込まれる。試料サイロからは
１例としてバケツトコンベアー９にて試料回転台
１１に送られる。なお試料回転台への試料投入に
はロータリーバルブ10等の機器を用いる。

１１は試料回転台で、マイクロ波によるイオン
交換樹脂等廃棄物の焼却に際し、放射性物質の場
合には遠隔で取り扱う必要があるので、この目的
のために１例として回転円台を使用する。

第２図は試料回転台１１の立面図及び平面図で
ある。先ず１１−１の位置で容器として使用する
新しいルツボを装入するこの位置には装入物の重
量が測定出来るようにロードセルの如き測定機器
を設置する。１１−３の位置は予備、１１−４の
位置はマイクロ波照射位置、たゞしこの位置で直
接照射するのでなく、廃棄物の入つたルツボをマ
ニユピレーター等の遠隔移送装置でマイクロ波焼
却炉に移動し、照射焼却が完了した後は１１−２
の位置へ戻し廃棄物を再投入し、１１−４の位置
に戻し、前の手順と同様に再度マイクロ波処理を
行う。

１１−５の位置は固形剤投入の位置で、イオン
交換樹脂等の廃棄物のマイクロ波による焼却処理
を行い残渣が残つた場合最終段階で固形化するこ
とが考えられる。この目的のために適当な固形
剤、１例としてアスフアルト、熱可塑性プラスチ
ツク、またマイクロ波で熔融した後固形化する物
質例えばCaO，SiO₂，B₂O₃，PbO等ガラス形成
剤も含まれるが、これらの固形剤が１１−５の位
置で固形剤供給槽１２から供給される。廃棄物の
マイクロ波による焼却が完了し、かつ固形剤の注
入が完了して廃棄物の固体が出来上つた段階でル
ツボを１１−６の位置で取出す。放射性物質の場
合は遠隔操作で処理出来るようにする。

第１図の６はマイクロ波焼却炉でイオン交換樹
脂等の廃棄物をマイクロ波で焼却する場合は前に
述べたように容器のルツボを回転台１１にのせ、
マニピユレーター１３で焼却炉に入れるが、マイ
クロ波焼却炉の場合、上部のマイクロ波導入の導
波管は固定しなければならないので炉そのものを
上下する機構の上にのせ、下部を下げてルツボを
装入したあとで再び上部にあげて炉を固定する。

第１図の７はオフガス処理装置で、イオン交換
樹脂等の廃棄物をマイクロ波で照射する場合１）
加熱脱水する工程と２）加熱焼却の２つの工程が
含まれるが、この工程中樹脂等は分解して分子の
構成因子であるアミン類を発生する。これらのア
ミン中には悪臭を示すものもありこのまゝ大気に
放出する場合悪臭公害を伴う場合もある。また含
水物質を加熱するため水分が蒸発する。このため
排ガス系にクーラー及び凝縮器を入れて水分を除
去したのち、オフガス処理装置に通す。このオフ
ガス処理装置はマイクロ波発生装置によつて発生
したマイクロ波をプラズマ発生トーチに送りこゝ
で高温プラズマを発生させ、このプラズマ中にオ
フガスを通し高熱により有臭分子を加熱燃焼して
分解する。排ガス中には微粒子状の粉塵を含むの
で、粗いフイルターと高性能フイルターを組合せ
たフイルターシステムを通して粉塵を除去する。

本発明は前述のようにイオン交換樹脂等の廃棄
物をマイクロ波を用い加熱脱水し、さらに加熱焼
却を行い、その排ガスをマイクロ波を利用したプ
ラズマにより分解する方法を組込んだ廃棄物処理
方法であり、以下に述べるような特徴を有してい
る。

１ マイクロ波を用いて含水廃棄物をそのまゝ処
理出来る。従来方法は廃棄物を一たん完全に乾
燥してから燃焼炉で焼却しなければならない。

２ 加熱に燃料油やガス等を用いないので公害に
対して影響が少い。

３ 放射性廃棄物に対しても遠隔で取扱うことが
出来る。

４ 従来の焼却炉と比較し予熱や停止後の徐冷等
の操作は不要である。

５ 流動床炉の如き流動砂を用いずに粒状樹脂の
処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程図、第２図は工程中の試
料回転台の立面図及び平面図。 １……廃棄物調整槽、２……沈降濃縮槽、３…
…回分式重力脱水槽、４……乾燥コンベヤー、
４′……マイクロ波照射ゾーン、５……ロータリ
ーバルブ、６……マイクロ波焼却炉、７……オフ
ガス処理装置、８……試料サイロ、９……バケツ
トコンベアー、１０……ロータリーバルブ、１１
……試料回転台、１１−１……新ルツボ装架位
置、１１−２……廃棄物投入位置、１１−３……
予備孔、１１−４……マイクロ波照射容器装架位
置、１１−５……固形材投入位置、１１−６……
容器取出し位置、１２……固形材料供給槽、１３
……マニユピレーター、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
……マイクロ波発生装置、１５，１６，１７……
マイクロ波位相調整チユーナー、１８，１９，２
０……モニター、２１……ヒーター、２２……コ
ンデンサー、２４……クーラー、２４，２５，２
６……ブロアー、２７……ヘツドチユーナー、２
８……ロードセル、２９……フイルター装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性物質を含有した使用済のイオン交換樹
   脂等の廃棄物の焼却減容化の処理方法に於いて、
   水スラリー状の廃棄物の自由水の大部分を重力式
   脱水装置により除去後、マイクロ波を用いて予備
   乾燥及び加熱焼却を行い、減容化された廃棄物の
   容器に固形化剤を用いて固定化すると共に、工程
   中の排ガスをマイクロ波を利用したプラズマによ
   り分解することを特徴とする放射性廃棄物の処理
   方法。 ２ マイクロ波による加熱焼却減容工程に於い
   て、廃棄物焼却容器を多数個懸架可能な回転台を
   使用し、容器への廃棄物の投入、加熱焼却減容の
   工程をくり返し行い、所定量に達した焼却廃棄物
   の容器に二酸化硅素（SiO₂）、酸化カルシウム
   （CaO）、３・２酸化硼素（B₂O₃）、アスフアル
   ト、プラスチツク等の固形化剤を添加し、減容化
   された廃棄物を前記容器中に固定化することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射性廃棄
   物の処理方法。