原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法
【課題】原子炉建屋からの廃水から放射性核種や油分を除去し周辺環境への汚染拡散を回避することができる原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法を提供する。
【解決手段】原子力設備１０２からの廃水を浄化処理する廃水処理装置１００であって、原子炉建屋１０２からの廃水から油分を除去する油分除去装置１０３と、原子炉建屋１０２からの廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置１０４とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】原子力設備１０２からの廃水を浄化処理する廃水処理装置１００であって、原子炉建屋１０２からの廃水から油分を除去する油分除去装置１０３と、原子炉建屋１０２からの廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置１０４とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力発電設備等の各種原子力プラントにおいては、タービン駆動用の蒸気を発生させるための核燃料を含む炉心を原子炉圧力容器内に備えている。原子炉圧力容器は格納容器に包囲され、さらに格納容器は原子炉建屋に収容されている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原子力設備において原子炉格納容器や圧力容器から排出される廃水には、Ｃｓ,Ｓｒ,Ｉ等の放射性核種が含まれ得るため、そのまま発電所外に排出することはできない。原子力設備外に廃水を排出するには、廃水の放射性核種を規制値以下まで除去する必要がある。また、原子力設備ではタービン等の各種機械設備も設置されているため、廃水には油分も含まれ得る。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、原子炉建屋からの廃水から放射性核種や油分を除去し周辺環境への汚染拡散を回避することができる原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、原子炉建屋からの廃水の油分及び放射性核種を設定値まで低下させた上で放出又は原子力設備で再利用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、廃水から放射性核種や油分を除去し周辺環境への汚染拡散を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る原子力設備の一例の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
本実施の形態では、原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程、原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程、及び油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程を有する。また、必要に応じて、原子炉建屋からの廃水の塩濃度を設定値以下に下げる工程も有する。
【００１１】
図１は本発明に係る原子力設備の一例の概念図である。
【００１２】
本発明の原子力設備は、例えば沸騰水型原子力発電設備、加圧水型原子力発電設備や高速増殖炉型原子力発電設備等の原子力プラントであって、原子炉建屋１０２、及び原子炉建屋１０２からの廃水を浄化処理する廃水処理装置１００を備えている。
【００１３】
特に図示していないが、原子炉建屋１０２には、タービン駆動用の蒸気を発生させるための核燃料を含む炉心を内包した原子炉圧力容器が備えられている。この原子炉圧力容器は格納容器に包囲され、さらに格納容器が原子炉建屋１０２に収容されている。
【００１４】
廃水処理装置１００は、廃水から油分を除去する油分除去装置１０３、及び廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置１０４を備えている。本例では、原子炉建屋１０２の排水系に油分除去装置１０２を接続し、この油分除去装置１０２の下流に放射性核種除去装置１０４を接続することで、油分除去装置１０３によって原子炉建屋１０２の廃水から油分を除去した後、油分除去装置１０３で油分を除去した廃水から放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去する構成としてある。但し、油分除去装置１０３と放射性核種除去装置１０４の前後関係は必ずしもこの態様に限られず、油分除去装置１０３を放射性核種除去装置１０４の下流側に設置しても良い。
【００１５】
更に、原子炉建屋１０２が沿岸に建設されている場合には、想定を超える津波等に襲われた場合、又は非常的に原子炉の冷却水として海水を用いた場合等に、原子炉建屋１０２からの廃水に海水が混入する場合がある。このような場合には、原子炉建屋１０２からの廃水の塩濃度を下げる塩濃度低減装置１０５を更に設置する。本例では、塩濃度低減装置１０５を放射性核種除去装置１０４の下流に接続し、放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去した廃水の塩濃度を塩濃度低減装置１０５で下げる構成としてあるが、油分除去装置１０３や放射性核種除去装置１０４との前後関係は必ずしもこの態様に限られない。
【００１６】
このとき、廃水が塩濃縮装置１０５で処理されると、廃水は、低塩濃度水（蒸留液）、高塩濃度残渣（例えばＣｓ，Ｉ，Ｓｒを除く残留濃縮液）及び気体成分（例えばＩ２を含む排ガス）に分かれる。そこで、塩濃縮装置１０５を設置する場合には、その下流側に、気体成分から揮発性放射性成分（ヨウ素等）を除去する排気処理装置１０６、低塩濃度水の塩濃度を更に下げる脱塩処理装置１０７、及び高塩濃度残渣を固形化処理する固形化処理装置１０８を並列的に設置する。
【００１７】
したがって、本例では、原子炉建屋１０２からの廃水は油分除去装置１０３で油分を除去された後、放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去され、更に塩濃縮装置１０５において、塩濃度を低下させるとともに、低塩濃度水、高塩濃度残渣と気体成分に分離する。低塩濃度水は、脱塩処理装置１０７において更に塩濃度を下げた後に海等に放水（又は再使用経路に導かれて原子力設備で再利用）される。また、高塩濃度残渣は、固形化処理装置１０８においてセメントで固化され、廃棄物処理設備（不図示）にて保管処理される。また、気体成分は、排気処理装置１０６において揮発性放射性成分を除去された上で大気に放出される。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図２は本発明の第１の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００１９】
放射性核種除去装置１０４Ａは、廃水を一時貯留する水槽２０１、及び水槽２０１内における廃水の流れをガイドする導水手段３０１Ａを備えている。
【００２０】
水槽２０１は例えば密閉タンク状のものであり、廃水の入口２０２及び出口２０３を備えている。また、底部には放射性物質捕捉手段２０４が設置されている。放射性物質捕捉手段２０４は、放射性物質を吸着する放射性核種吸着材である。
【００２１】
導水手段３０１Ａは、水槽２０１の廃水の入口２０２及び出口２０３の間に設けられ、廃水の流れを放射性物質捕捉手段２０４に導く役割を果たすものである。本実施の形態の導水手段３０１Ａは、隔壁２０５と邪魔板２０６とで構成されている。但し、邪魔板２０６は省略可能である。
【００２２】
隔壁２０５は、水槽２０１に対して鉛直に挿入されていて、その先端部（下端部）は放射性物質捕捉手段２０４に挿し込まれている。但し、隔壁２０５の先端部と水槽２０１の底部との間には隙間が確保されており、水槽２０１の入口２０２側の空間と出口２０３側の空間をその隙間で連通させている。隙間は放射性物質捕捉手段２０４で満たされている。従って、入口２０２から水槽２０１に供給された廃水は、出口２０３から排出されるまでに必ず放射性物質捕捉手段材２０４を経由する。
【００２３】
ここで、放射性物質捕捉手段２０４の上部に廃水が貯まっていくと、放射性物質捕捉手段２０４が拡散抵抗となるため、拡散抵抗の少ない隔壁２０５付近を廃水が通り易くなる場合がある。そこで、本実施の形態では、入口２０２側の空間では放射性物質捕捉手段２０４の上部に邪魔板２０６を水平に設けている。邪魔板２０６は隔壁２０５と接していて、入口２０２を設けた水槽２０１の側壁との間に隙間を有している。つまり、図２に破線矢印で示したように隔壁２０５から離れたこの隙間が廃水の通り道となり、放射性物質捕捉手段２０４中を廃水が通過する距離が確保され、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が上がる。
【００２４】
本実施の形態によれば、上記構成によって排水中の放射性物質を除去することができるので、油分回収装置１０３と併用することによって原子炉建屋１０２からの廃水から放射性核種や油分を除去し、周辺環境への汚染拡散を回避することができる。
【００２５】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００２７】
本実施の形態は、第１の実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ａの放射性物質捕捉手段の利用効率を更に向上させた実施の形態である。構成的に本実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ｂが第１の実施の形態と相違する点は邪魔板の構成にあり、本実施の形態の邪魔板２０７は、入口２０２側の端部が水槽２０１の底部側に折れ曲がって垂直に降ろされている。そのため、第１の実施の形態に比べて邪魔板２０７の入口側の端部と水槽２０１の底部との間の隙間が狭まり、図３に破線矢印で示したように、邪魔板２０７の下側に流れ込む際に廃水が水槽２０１の底部近辺を通過し、その後浮上して出口から排出されることになるので、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が更に向上する。
【００２８】
その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較しても放射性物質の除去効率が向上し、周辺環境への汚染拡散をより効果的に回避することができる。
【００３０】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図４は本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００３２】
本実施の形態は、第１の実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ａの放射性物質捕捉手段の利用効率を更に向上させた実施の形態である。構成的に本実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ｃが第１の実施の形態と相違する点は隔壁及び邪魔板の構成にあり、本実施の形態の隔壁２０８は縦に延びる円筒状に構成されており、邪魔板２１０は邪魔板２０８の外周部に設けたリング状の板で構成されている。邪魔板２１０の内周面は隔壁２０８の外周面に接触しており、邪魔板２１０の外周面と水槽２０９の内周面との間には隙間が介在している。
【００３３】
その他の点は第１の実施の形態と同様であり、既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態においては、隔壁２０８の内周通路を介して廃水が供給され、放射性物質捕捉手段２０４を通って出口２０３から排出される。このとき、供給された廃水は、隔壁２０８によって水槽２０９の底部近傍を通り、さらに邪魔板２１０によって水槽２０９の内壁近くを通過するので、水槽２０９に設けられた放射性物質捕捉手段２０４を廃水が通過する距離が確保され、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率をより向上させることができる。
【００３５】
よって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較しても、周辺環境への汚染拡散をより効果的に回避することができる。
【００３６】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００３７】
次に幾つかの試験例を実施例として示す。
【実施例１】
【００３８】
本実施例は図２の実施の形態において放射性物質捕捉手段２０４に粒状モルデナイトを用いた試験例である。
【００３９】
本実施例では、水槽２０１に対して重量で２０ｋｇの粒状モルデナイトをほぼ均一に充填し、模擬海水を３５０ｃｃ／ｍｉｎ供給した。模擬海水には、精製水：９６．６ｗｔ％、ＮａＣｌ：２．６５ｗｔ%、ＭｇＣｌ２：０．３３ｗｔ％、ＭｇＳＯ４：０．２１ｗｔ％、ＣａＳＯ４：０．１４ｗｔ％、ＫＣｌ：０．０７ｗｔ％を混合した溶液を用いた。以降の実施例で用いられる模擬海水は全てこの用液である。
【００４０】
模擬海水を放射性核種除去装置に流通し、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて入口２０２及び出口２０３のＣｓ濃度を測定した。入口２０２中のＣｓ濃度に対する出口２０３のＣｓ濃度の減少率をＣｓ吸着率とした。
【００４１】
比較試験例として、図２の構成において邪魔板２０６を省略した放射性核種除去装置を用いて同様の条件で試験を実施した結果、比較試験例における模擬海水供給２０時間後のＣｓ吸着率は６５％であった。
【００４２】
それに対し、図２の放射性核種除去装置１０４を用いた本実施例では、模擬海水供給２０時間後のＣｓ吸着率は９０％に達した。
【００４３】
以上のことから、邪魔板２０６を供えることで放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が改善されることが実証された。
【実施例２】
【００４４】
本実施例は、放射性物質捕捉手段２０４として、ヨウ素を捕捉するヨウ素捕捉手段を用いた例である。
【００４５】
模擬海水５０ｍＬにＮａＩ又はＩ２を１０−４ｍｏｌ／Ｌ（１２．７ｐｐｍ相当）とタービン油を５ｍＬ添加した溶液を撹拌（１ｈ）した。該溶液を静置し、模擬海水とタービン油を分離させた後、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて模擬海水中のヨウ素濃度を測定した。測定結果、模擬海水に投入したＩ２の３７％はタービン油に移行していた。ＮａＩ由来のＩ−は６％移行した。
【００４６】
以上のことから、海水中に含まれるヨウ素の一部が油分（タービン油を含む）に移行し得ることが明らかになった。
【００４７】
従って、放射性核種除去装置１０４とともに油分除去装置１０３を用いる実施の形態によれば、海水分と放射性核種（ヨウ素）を含む廃水から油分を除去することによって廃水からヨウ素の少なくとも一部を除去することができる。
【００４８】
油分除去装置１０３としては、油水分離フィルターの他、磁気式油水分離装置等を用いることができる。磁気式油水分離装置は、海水分と放射性核種（ヨウ素等）を含む廃水に親油性高分子付着磁性フェライトを添加し、ヨウ素を取り込んだ油分をフェイラトに付着させ、ヨウ素含有油該フェライトを磁石で回収する装置である。
【実施例３】
【００４９】
本実施例は、ヨウ素捕捉手段として、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類を用いた例である。この多糖類はいわゆる澱粉であり、例えば、片栗粉やコーンスターチ等を含む。本実施例においては、多糖類として片栗粉及びコーンスターチを用いた。
【００５０】
まず、模擬海水中に放射性核種としてＩ−１２５を２．２×１０−８ｍｏｌ／Ｌとなるように添加したものを模擬廃水として作成した。そして、この模擬廃水１０ｃｃに片栗粉又はコーンスターチを１ｇ添加し、室温で１時間撹拌した。次に撹拌後の模擬廃水を０．４５μmフィルターにより濾過し、濾液中のＩ−１２５濃度を測定した。この濾液中のＩ−１２５濃度から多糖類へのヨウ素吸着率（投入ヨウ素に対する多糖類へのヨウ素移動率）を求めた結果、片栗粉の場合には１２％、コーンスターチの場合には１１％となった。
【００５１】
以上のことから、ヨウ素捕捉手段として（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類を添加することで、廃水中のヨウ素を効果的に除除できることが明らかになった。
【実施例４】
【００５２】
本実施例は、Ｐｄ又はＡｇの少なくとも一方を含んだ多孔質無機酸化物をヨウ素捕捉手段として用いた例である。
【００５３】
Ｐｄ／アルミナは、直径３ｍｍ程度のγ-アルミナ粒子にＰｄ溶液を含浸法で担持させたものである。Ｐｄ溶液としては、硝酸Ｐｄ溶液、塩化Ｐｄ溶液などがある。本実施例ではアルミナ１００ｇに対して金属管算でＰｄを１ｇ担持させた。
【００５４】
また、模擬海水中に放射性核種としてＩ−１２５を２．２×１０−８ｍｏｌ／Ｌとなるように添加したものを模擬廃水として作成した。そして、この模擬廃水１０ｃｃにＰｄ／アルミナ触媒を１ｇ又は３ｇを添加し、室温で１時間撹拌した。次にＰｄ／アルミナ触媒と模擬廃水を０．４５μmフィルターにより濾過し、濾液中のＩ−１２５濃度を測定した。この濾液中のＩ−１２５濃度からＰｄ／アルミナ触媒へのヨウ素吸着率（投入ヨウ素に対するＰｄ／アルミナへのヨウ素移動率）を求めた結果、Ｐｄ／アルミナ触媒が１ｇの場合には５４％、３ｇの場合には８３％となった。
【００５５】
以上のことから、ヨウ素捕捉手段としてＰｄ／アルミナを用いることにより廃水中のヨウ素を除去できることが明らかになった。
【００５６】
Ｐｄは廃水中のヨウ素をＰｄ表面に化学吸着、又は化学反応によりＰｄＩ２として捕捉する能力を有する。従って、Ｐｄを担持する担体は多孔性酸化物であれば良く、アルミナ、シリカ、ゼオライト、層間粘土鉱物、チタニア、メソポーラス材料等が例示できる。また、Ｐｄ／アルミナの形状は、粒子状、粉末状、ハニカム状などがある。ハニカム状の場合には、コージェライト製ハニカムまたは金属製ハニカム（メタルハニカム）のセル内壁にＰｄ／アルミナを塗布したものがある。
【００５７】
放射性核種捕捉手段（例えば、ヨウ素捕捉手段）を用いた廃水からの放射性核種（例えば、ヨウ素）除去方法としては、放射性核種捕捉手段充填層に廃水を流通させる流通式、廃水を貯めたタンク内に放射性核種捕捉手段を分散させた後に廃水と放射性核種捕捉手段を分離する回分式、廃水と放射性核種捕捉手段を同時に反応管に流通させた後に廃水と放射性核種捕捉手段を分離する移動床式等がある。
【実施例５】
【００５８】
本実施例は、ヨウ素捕捉手段として、Ａｇイオン含有溶液を添加するＡｇイオン装置と、ヨウ化銀を回収するヨウ化銀回収装置を用いた例である。すなわち、海水及びヨウ素を含む廃水中にＡｇイオンを含む溶液を添加し、フィルター等を用いて廃水からヨウ化銀（固体）を分離することで、廃水からヨウ素を除去する例である。従来のヨウ素−Ａｇ反応は親水中で行われており、海水を含む溶液への適用性検討は不十分であった。
【００５９】
以下に試験条件を記す。
【００６０】
まず、模擬海水中にＩ−１２５を２．２×１０−６ｍｏｌ／Ｌとなるように添加して作成した模擬廃水に所定量のＡｇＮＯ３を添加し、室温で１時間撹拌した後に０．４５μmフィルターにより濾過した。そして、濾液中のＩ−１２５濃度を測定し、ヨウ素除去率を求めた。結果を表１に示す。
【００６１】
排水中のＮａＣｌ濃度を１×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、ＡｇＮＯ３濃度を０．０００５８ｍｏｌ／Ｌとすると、ヨウ素除去率は７６％となった。また、Ｃｌ濃度、Ｉ−（ＮａＩ）濃度、ＡｇＮＯ３濃度範囲には適性範囲があることが判った。
【００６２】
以上のことから、海水を含む廃水中に含まれるヨウ素は本方法により除去できることは明らかである。
【００６３】
【表１】
【実施例６】
【００６４】
本実施例では、ヨウ素を含む廃水に還元剤（アスコルビン酸、硫酸ヒドラジン）を添加してＩＯ３−をＩ−に還元した後、Ａｇ又はＰｄを含むヨウ素吸着材に接触させ、ＡｇＩまたはＰｄＩ２としてヨウ素を捕捉させた。
【００６５】
Ａｇ又はＰｄを含むヨウ素吸着材としては、ゼオライト、アルミナ、シリカ、チタニアなどの無機酸化物を担体として、Ａｇ又はＰｄをイオン交換法、浸漬法等で含有させたものを用いた。具体的には、Ａｇ／ゼオライト、Ｐｄ／ゼオライト、Ｐｄ／アルミナ等である。
【００６６】
試験条件は次の通りである。まず、模擬海水（１２ｃｃ）にヨウ素として、Ｉ−を５ｐｐｍ、ＩＯ３−を５ｐｐｍ含有させた。このヨウ素含有模擬海水に、アスコルビン酸を２５ｐｐｍ又は硫酸ヒドラジンを２０ｐｐｍ室温で添加した。次にＡｇ／ゼオライトを０．１２ｇ添加して１時間攪拌した。
【００６７】
比較例試験としてアスコルビン酸及び硫酸ヒドラジンのいずれも添加しない場合を実施した結果、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は５８％であった。それに対し、還元剤としてアスコルビン酸を用いた実施例の場合、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は７１％であった。また、還元剤として硫酸ヒドラジンを用いた実施例の場合、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は６１％であった。
【００６８】
比較例試験ではＩＯ３−がＩ−に還元されていないのに対し、実施例ではＩＯ３−をＩ−に還元する還元剤が添加されているため、比較例試験より高いヨウ素吸着率が得られたものと解される。
【実施例７】
【００６９】
本実施例では、放射性核種とともに廃水をゲル化剤で吸収し、このゲル化剤を乾燥装置（又は自然乾燥）で乾燥させた。この乾燥物は固形化廃棄物として処理することができる。
【００７０】
例えば、ゲル化剤として１％アガロース水溶液を用い、放射性核種を含む高温（例えば、８０℃）の廃水をゲル化した例を記す。まず、放射性核種を含む高温の廃水を貯留した貯留槽に１％アガロース水溶液を添加した。このアガロース添加廃水をゲル化させた後、室温まで冷却したら凝固した。この凝固物を真空乾燥させ、さらに圧縮することによって放射性核種とアガロース繊維を含んだ減溶固形物が得られた。
【００７１】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置の模式図である。
【００７２】
本実施の形態は、原子炉建屋１０２と海５０５との間の地中に放射性核種除去装置１０４Ｄを設けた例であり、沿岸にある原子炉建屋１０２から排出された放射性核種を含む廃水が地中を経由して海５０５に拡散することを抑制するものである。
【００７３】
図５において、原子炉建屋１０２は岩盤５０１の上に建っている。原子炉建屋１０２から流出した放射性核種を含む廃水がピット５０３へ移行し、さらに埋め戻した地表５０４の地中を経由して海５０５に流出し得るケースを想定する。
【００７４】
本実施の形態では、埋め戻した地表５０４と岩盤５０１の間に放射性物質捕捉手段５０６を予め充填して放射性核種除去装置１０４Ｄを構築しておくことにより、ピット５０３から移行した廃水が地表５０４の下部の地中を通って海５０５に向かう場合には、廃水が海５０５に到達するまでに廃水中の放射性核種を放射性物質捕捉手段５０６で捕捉することができる。これにより、廃水中の放射性核種が海５０５へ流出することを抑制することができる。放射性物質捕捉手段５０６は先に例示したものを用いることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００ 廃水処理装置
１０２ 原子炉建屋
１０３ 油分除去装置
１０４ 放射性核種除去装置
１０４Ａ 放射性核種除去装置
１０４Ｂ 放射性核種除去装置
１０４Ｃ 放射性核種除去装置
１０４Ｄ 放射性核種除去装置
１０６ 排気処理装置
１０７ 脱塩処理装置
１０８ 固形化処理装置
２０１ 水槽
２０２ 入口
２０３ 出口
２０４ 放射性物質捕捉手段
２０５ 隔壁
２０６ 邪魔板
２０７ 邪魔板
２０８ 隔壁
２１０ 邪魔板
２０９ 水槽
３０１Ａ 導水手段
５０１ 岩盤
５０３ ピット
５０４ 地表
５０５ 海
５０６ 放射性物質捕捉手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力発電設備等の各種原子力プラントにおいては、タービン駆動用の蒸気を発生させるための核燃料を含む炉心を原子炉圧力容器内に備えている。原子炉圧力容器は格納容器に包囲され、さらに格納容器は原子炉建屋に収容されている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原子力設備において原子炉格納容器や圧力容器から排出される廃水には、Ｃｓ,Ｓｒ,Ｉ等の放射性核種が含まれ得るため、そのまま発電所外に排出することはできない。原子力設備外に廃水を排出するには、廃水の放射性核種を規制値以下まで除去する必要がある。また、原子力設備ではタービン等の各種機械設備も設置されているため、廃水には油分も含まれ得る。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、原子炉建屋からの廃水から放射性核種や油分を除去し周辺環境への汚染拡散を回避することができる原子力設備、その廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、原子炉建屋からの廃水の油分及び放射性核種を設定値まで低下させた上で放出又は原子力設備で再利用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、廃水から放射性核種や油分を除去し周辺環境への汚染拡散を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る原子力設備の一例の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
本実施の形態では、原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程、原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程、及び油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程を有する。また、必要に応じて、原子炉建屋からの廃水の塩濃度を設定値以下に下げる工程も有する。
【００１１】
図１は本発明に係る原子力設備の一例の概念図である。
【００１２】
本発明の原子力設備は、例えば沸騰水型原子力発電設備、加圧水型原子力発電設備や高速増殖炉型原子力発電設備等の原子力プラントであって、原子炉建屋１０２、及び原子炉建屋１０２からの廃水を浄化処理する廃水処理装置１００を備えている。
【００１３】
特に図示していないが、原子炉建屋１０２には、タービン駆動用の蒸気を発生させるための核燃料を含む炉心を内包した原子炉圧力容器が備えられている。この原子炉圧力容器は格納容器に包囲され、さらに格納容器が原子炉建屋１０２に収容されている。
【００１４】
廃水処理装置１００は、廃水から油分を除去する油分除去装置１０３、及び廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置１０４を備えている。本例では、原子炉建屋１０２の排水系に油分除去装置１０２を接続し、この油分除去装置１０２の下流に放射性核種除去装置１０４を接続することで、油分除去装置１０３によって原子炉建屋１０２の廃水から油分を除去した後、油分除去装置１０３で油分を除去した廃水から放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去する構成としてある。但し、油分除去装置１０３と放射性核種除去装置１０４の前後関係は必ずしもこの態様に限られず、油分除去装置１０３を放射性核種除去装置１０４の下流側に設置しても良い。
【００１５】
更に、原子炉建屋１０２が沿岸に建設されている場合には、想定を超える津波等に襲われた場合、又は非常的に原子炉の冷却水として海水を用いた場合等に、原子炉建屋１０２からの廃水に海水が混入する場合がある。このような場合には、原子炉建屋１０２からの廃水の塩濃度を下げる塩濃度低減装置１０５を更に設置する。本例では、塩濃度低減装置１０５を放射性核種除去装置１０４の下流に接続し、放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去した廃水の塩濃度を塩濃度低減装置１０５で下げる構成としてあるが、油分除去装置１０３や放射性核種除去装置１０４との前後関係は必ずしもこの態様に限られない。
【００１６】
このとき、廃水が塩濃縮装置１０５で処理されると、廃水は、低塩濃度水（蒸留液）、高塩濃度残渣（例えばＣｓ，Ｉ，Ｓｒを除く残留濃縮液）及び気体成分（例えばＩ２を含む排ガス）に分かれる。そこで、塩濃縮装置１０５を設置する場合には、その下流側に、気体成分から揮発性放射性成分（ヨウ素等）を除去する排気処理装置１０６、低塩濃度水の塩濃度を更に下げる脱塩処理装置１０７、及び高塩濃度残渣を固形化処理する固形化処理装置１０８を並列的に設置する。
【００１７】
したがって、本例では、原子炉建屋１０２からの廃水は油分除去装置１０３で油分を除去された後、放射性核種除去装置１０４で放射性核種を除去され、更に塩濃縮装置１０５において、塩濃度を低下させるとともに、低塩濃度水、高塩濃度残渣と気体成分に分離する。低塩濃度水は、脱塩処理装置１０７において更に塩濃度を下げた後に海等に放水（又は再使用経路に導かれて原子力設備で再利用）される。また、高塩濃度残渣は、固形化処理装置１０８においてセメントで固化され、廃棄物処理設備（不図示）にて保管処理される。また、気体成分は、排気処理装置１０６において揮発性放射性成分を除去された上で大気に放出される。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図２は本発明の第１の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００１９】
放射性核種除去装置１０４Ａは、廃水を一時貯留する水槽２０１、及び水槽２０１内における廃水の流れをガイドする導水手段３０１Ａを備えている。
【００２０】
水槽２０１は例えば密閉タンク状のものであり、廃水の入口２０２及び出口２０３を備えている。また、底部には放射性物質捕捉手段２０４が設置されている。放射性物質捕捉手段２０４は、放射性物質を吸着する放射性核種吸着材である。
【００２１】
導水手段３０１Ａは、水槽２０１の廃水の入口２０２及び出口２０３の間に設けられ、廃水の流れを放射性物質捕捉手段２０４に導く役割を果たすものである。本実施の形態の導水手段３０１Ａは、隔壁２０５と邪魔板２０６とで構成されている。但し、邪魔板２０６は省略可能である。
【００２２】
隔壁２０５は、水槽２０１に対して鉛直に挿入されていて、その先端部（下端部）は放射性物質捕捉手段２０４に挿し込まれている。但し、隔壁２０５の先端部と水槽２０１の底部との間には隙間が確保されており、水槽２０１の入口２０２側の空間と出口２０３側の空間をその隙間で連通させている。隙間は放射性物質捕捉手段２０４で満たされている。従って、入口２０２から水槽２０１に供給された廃水は、出口２０３から排出されるまでに必ず放射性物質捕捉手段材２０４を経由する。
【００２３】
ここで、放射性物質捕捉手段２０４の上部に廃水が貯まっていくと、放射性物質捕捉手段２０４が拡散抵抗となるため、拡散抵抗の少ない隔壁２０５付近を廃水が通り易くなる場合がある。そこで、本実施の形態では、入口２０２側の空間では放射性物質捕捉手段２０４の上部に邪魔板２０６を水平に設けている。邪魔板２０６は隔壁２０５と接していて、入口２０２を設けた水槽２０１の側壁との間に隙間を有している。つまり、図２に破線矢印で示したように隔壁２０５から離れたこの隙間が廃水の通り道となり、放射性物質捕捉手段２０４中を廃水が通過する距離が確保され、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が上がる。
【００２４】
本実施の形態によれば、上記構成によって排水中の放射性物質を除去することができるので、油分回収装置１０３と併用することによって原子炉建屋１０２からの廃水から放射性核種や油分を除去し、周辺環境への汚染拡散を回避することができる。
【００２５】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００２７】
本実施の形態は、第１の実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ａの放射性物質捕捉手段の利用効率を更に向上させた実施の形態である。構成的に本実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ｂが第１の実施の形態と相違する点は邪魔板の構成にあり、本実施の形態の邪魔板２０７は、入口２０２側の端部が水槽２０１の底部側に折れ曲がって垂直に降ろされている。そのため、第１の実施の形態に比べて邪魔板２０７の入口側の端部と水槽２０１の底部との間の隙間が狭まり、図３に破線矢印で示したように、邪魔板２０７の下側に流れ込む際に廃水が水槽２０１の底部近辺を通過し、その後浮上して出口から排出されることになるので、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が更に向上する。
【００２８】
その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較しても放射性物質の除去効率が向上し、周辺環境への汚染拡散をより効果的に回避することができる。
【００３０】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図４は本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置に備えられた放射性核種除去装置の概略構成図である。
【００３２】
本実施の形態は、第１の実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ａの放射性物質捕捉手段の利用効率を更に向上させた実施の形態である。構成的に本実施の形態の放射性核種除去装置１０４Ｃが第１の実施の形態と相違する点は隔壁及び邪魔板の構成にあり、本実施の形態の隔壁２０８は縦に延びる円筒状に構成されており、邪魔板２１０は邪魔板２０８の外周部に設けたリング状の板で構成されている。邪魔板２１０の内周面は隔壁２０８の外周面に接触しており、邪魔板２１０の外周面と水槽２０９の内周面との間には隙間が介在している。
【００３３】
その他の点は第１の実施の形態と同様であり、既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態においては、隔壁２０８の内周通路を介して廃水が供給され、放射性物質捕捉手段２０４を通って出口２０３から排出される。このとき、供給された廃水は、隔壁２０８によって水槽２０９の底部近傍を通り、さらに邪魔板２１０によって水槽２０９の内壁近くを通過するので、水槽２０９に設けられた放射性物質捕捉手段２０４を廃水が通過する距離が確保され、放射性物質捕捉手段２０４の利用効率をより向上させることができる。
【００３５】
よって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較しても、周辺環境への汚染拡散をより効果的に回避することができる。
【００３６】
また、放射性物質捕捉手段２０４の上部に水が存在することで、放射性物質捕捉手段２０４に蓄積された放射性物質の遮蔽効果もある。
【００３７】
次に幾つかの試験例を実施例として示す。
【実施例１】
【００３８】
本実施例は図２の実施の形態において放射性物質捕捉手段２０４に粒状モルデナイトを用いた試験例である。
【００３９】
本実施例では、水槽２０１に対して重量で２０ｋｇの粒状モルデナイトをほぼ均一に充填し、模擬海水を３５０ｃｃ／ｍｉｎ供給した。模擬海水には、精製水：９６．６ｗｔ％、ＮａＣｌ：２．６５ｗｔ%、ＭｇＣｌ２：０．３３ｗｔ％、ＭｇＳＯ４：０．２１ｗｔ％、ＣａＳＯ４：０．１４ｗｔ％、ＫＣｌ：０．０７ｗｔ％を混合した溶液を用いた。以降の実施例で用いられる模擬海水は全てこの用液である。
【００４０】
模擬海水を放射性核種除去装置に流通し、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて入口２０２及び出口２０３のＣｓ濃度を測定した。入口２０２中のＣｓ濃度に対する出口２０３のＣｓ濃度の減少率をＣｓ吸着率とした。
【００４１】
比較試験例として、図２の構成において邪魔板２０６を省略した放射性核種除去装置を用いて同様の条件で試験を実施した結果、比較試験例における模擬海水供給２０時間後のＣｓ吸着率は６５％であった。
【００４２】
それに対し、図２の放射性核種除去装置１０４を用いた本実施例では、模擬海水供給２０時間後のＣｓ吸着率は９０％に達した。
【００４３】
以上のことから、邪魔板２０６を供えることで放射性物質捕捉手段２０４の利用効率が改善されることが実証された。
【実施例２】
【００４４】
本実施例は、放射性物質捕捉手段２０４として、ヨウ素を捕捉するヨウ素捕捉手段を用いた例である。
【００４５】
模擬海水５０ｍＬにＮａＩ又はＩ２を１０−４ｍｏｌ／Ｌ（１２．７ｐｐｍ相当）とタービン油を５ｍＬ添加した溶液を撹拌（１ｈ）した。該溶液を静置し、模擬海水とタービン油を分離させた後、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて模擬海水中のヨウ素濃度を測定した。測定結果、模擬海水に投入したＩ２の３７％はタービン油に移行していた。ＮａＩ由来のＩ−は６％移行した。
【００４６】
以上のことから、海水中に含まれるヨウ素の一部が油分（タービン油を含む）に移行し得ることが明らかになった。
【００４７】
従って、放射性核種除去装置１０４とともに油分除去装置１０３を用いる実施の形態によれば、海水分と放射性核種（ヨウ素）を含む廃水から油分を除去することによって廃水からヨウ素の少なくとも一部を除去することができる。
【００４８】
油分除去装置１０３としては、油水分離フィルターの他、磁気式油水分離装置等を用いることができる。磁気式油水分離装置は、海水分と放射性核種（ヨウ素等）を含む廃水に親油性高分子付着磁性フェライトを添加し、ヨウ素を取り込んだ油分をフェイラトに付着させ、ヨウ素含有油該フェライトを磁石で回収する装置である。
【実施例３】
【００４９】
本実施例は、ヨウ素捕捉手段として、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類を用いた例である。この多糖類はいわゆる澱粉であり、例えば、片栗粉やコーンスターチ等を含む。本実施例においては、多糖類として片栗粉及びコーンスターチを用いた。
【００５０】
まず、模擬海水中に放射性核種としてＩ−１２５を２．２×１０−８ｍｏｌ／Ｌとなるように添加したものを模擬廃水として作成した。そして、この模擬廃水１０ｃｃに片栗粉又はコーンスターチを１ｇ添加し、室温で１時間撹拌した。次に撹拌後の模擬廃水を０．４５μmフィルターにより濾過し、濾液中のＩ−１２５濃度を測定した。この濾液中のＩ−１２５濃度から多糖類へのヨウ素吸着率（投入ヨウ素に対する多糖類へのヨウ素移動率）を求めた結果、片栗粉の場合には１２％、コーンスターチの場合には１１％となった。
【００５１】
以上のことから、ヨウ素捕捉手段として（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類を添加することで、廃水中のヨウ素を効果的に除除できることが明らかになった。
【実施例４】
【００５２】
本実施例は、Ｐｄ又はＡｇの少なくとも一方を含んだ多孔質無機酸化物をヨウ素捕捉手段として用いた例である。
【００５３】
Ｐｄ／アルミナは、直径３ｍｍ程度のγ-アルミナ粒子にＰｄ溶液を含浸法で担持させたものである。Ｐｄ溶液としては、硝酸Ｐｄ溶液、塩化Ｐｄ溶液などがある。本実施例ではアルミナ１００ｇに対して金属管算でＰｄを１ｇ担持させた。
【００５４】
また、模擬海水中に放射性核種としてＩ−１２５を２．２×１０−８ｍｏｌ／Ｌとなるように添加したものを模擬廃水として作成した。そして、この模擬廃水１０ｃｃにＰｄ／アルミナ触媒を１ｇ又は３ｇを添加し、室温で１時間撹拌した。次にＰｄ／アルミナ触媒と模擬廃水を０．４５μmフィルターにより濾過し、濾液中のＩ−１２５濃度を測定した。この濾液中のＩ−１２５濃度からＰｄ／アルミナ触媒へのヨウ素吸着率（投入ヨウ素に対するＰｄ／アルミナへのヨウ素移動率）を求めた結果、Ｐｄ／アルミナ触媒が１ｇの場合には５４％、３ｇの場合には８３％となった。
【００５５】
以上のことから、ヨウ素捕捉手段としてＰｄ／アルミナを用いることにより廃水中のヨウ素を除去できることが明らかになった。
【００５６】
Ｐｄは廃水中のヨウ素をＰｄ表面に化学吸着、又は化学反応によりＰｄＩ２として捕捉する能力を有する。従って、Ｐｄを担持する担体は多孔性酸化物であれば良く、アルミナ、シリカ、ゼオライト、層間粘土鉱物、チタニア、メソポーラス材料等が例示できる。また、Ｐｄ／アルミナの形状は、粒子状、粉末状、ハニカム状などがある。ハニカム状の場合には、コージェライト製ハニカムまたは金属製ハニカム（メタルハニカム）のセル内壁にＰｄ／アルミナを塗布したものがある。
【００５７】
放射性核種捕捉手段（例えば、ヨウ素捕捉手段）を用いた廃水からの放射性核種（例えば、ヨウ素）除去方法としては、放射性核種捕捉手段充填層に廃水を流通させる流通式、廃水を貯めたタンク内に放射性核種捕捉手段を分散させた後に廃水と放射性核種捕捉手段を分離する回分式、廃水と放射性核種捕捉手段を同時に反応管に流通させた後に廃水と放射性核種捕捉手段を分離する移動床式等がある。
【実施例５】
【００５８】
本実施例は、ヨウ素捕捉手段として、Ａｇイオン含有溶液を添加するＡｇイオン装置と、ヨウ化銀を回収するヨウ化銀回収装置を用いた例である。すなわち、海水及びヨウ素を含む廃水中にＡｇイオンを含む溶液を添加し、フィルター等を用いて廃水からヨウ化銀（固体）を分離することで、廃水からヨウ素を除去する例である。従来のヨウ素−Ａｇ反応は親水中で行われており、海水を含む溶液への適用性検討は不十分であった。
【００５９】
以下に試験条件を記す。
【００６０】
まず、模擬海水中にＩ−１２５を２．２×１０−６ｍｏｌ／Ｌとなるように添加して作成した模擬廃水に所定量のＡｇＮＯ３を添加し、室温で１時間撹拌した後に０．４５μmフィルターにより濾過した。そして、濾液中のＩ−１２５濃度を測定し、ヨウ素除去率を求めた。結果を表１に示す。
【００６１】
排水中のＮａＣｌ濃度を１×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、ＡｇＮＯ３濃度を０．０００５８ｍｏｌ／Ｌとすると、ヨウ素除去率は７６％となった。また、Ｃｌ濃度、Ｉ−（ＮａＩ）濃度、ＡｇＮＯ３濃度範囲には適性範囲があることが判った。
【００６２】
以上のことから、海水を含む廃水中に含まれるヨウ素は本方法により除去できることは明らかである。
【００６３】
【表１】
【実施例６】
【００６４】
本実施例では、ヨウ素を含む廃水に還元剤（アスコルビン酸、硫酸ヒドラジン）を添加してＩＯ３−をＩ−に還元した後、Ａｇ又はＰｄを含むヨウ素吸着材に接触させ、ＡｇＩまたはＰｄＩ２としてヨウ素を捕捉させた。
【００６５】
Ａｇ又はＰｄを含むヨウ素吸着材としては、ゼオライト、アルミナ、シリカ、チタニアなどの無機酸化物を担体として、Ａｇ又はＰｄをイオン交換法、浸漬法等で含有させたものを用いた。具体的には、Ａｇ／ゼオライト、Ｐｄ／ゼオライト、Ｐｄ／アルミナ等である。
【００６６】
試験条件は次の通りである。まず、模擬海水（１２ｃｃ）にヨウ素として、Ｉ−を５ｐｐｍ、ＩＯ３−を５ｐｐｍ含有させた。このヨウ素含有模擬海水に、アスコルビン酸を２５ｐｐｍ又は硫酸ヒドラジンを２０ｐｐｍ室温で添加した。次にＡｇ／ゼオライトを０．１２ｇ添加して１時間攪拌した。
【００６７】
比較例試験としてアスコルビン酸及び硫酸ヒドラジンのいずれも添加しない場合を実施した結果、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は５８％であった。それに対し、還元剤としてアスコルビン酸を用いた実施例の場合、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は７１％であった。また、還元剤として硫酸ヒドラジンを用いた実施例の場合、Ａｇ／ゼオライトへのヨウ素吸着率は６１％であった。
【００６８】
比較例試験ではＩＯ３−がＩ−に還元されていないのに対し、実施例ではＩＯ３−をＩ−に還元する還元剤が添加されているため、比較例試験より高いヨウ素吸着率が得られたものと解される。
【実施例７】
【００６９】
本実施例では、放射性核種とともに廃水をゲル化剤で吸収し、このゲル化剤を乾燥装置（又は自然乾燥）で乾燥させた。この乾燥物は固形化廃棄物として処理することができる。
【００７０】
例えば、ゲル化剤として１％アガロース水溶液を用い、放射性核種を含む高温（例えば、８０℃）の廃水をゲル化した例を記す。まず、放射性核種を含む高温の廃水を貯留した貯留槽に１％アガロース水溶液を添加した。このアガロース添加廃水をゲル化させた後、室温まで冷却したら凝固した。この凝固物を真空乾燥させ、さらに圧縮することによって放射性核種とアガロース繊維を含んだ減溶固形物が得られた。
【００７１】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態に係る廃水処理装置の模式図である。
【００７２】
本実施の形態は、原子炉建屋１０２と海５０５との間の地中に放射性核種除去装置１０４Ｄを設けた例であり、沿岸にある原子炉建屋１０２から排出された放射性核種を含む廃水が地中を経由して海５０５に拡散することを抑制するものである。
【００７３】
図５において、原子炉建屋１０２は岩盤５０１の上に建っている。原子炉建屋１０２から流出した放射性核種を含む廃水がピット５０３へ移行し、さらに埋め戻した地表５０４の地中を経由して海５０５に流出し得るケースを想定する。
【００７４】
本実施の形態では、埋め戻した地表５０４と岩盤５０１の間に放射性物質捕捉手段５０６を予め充填して放射性核種除去装置１０４Ｄを構築しておくことにより、ピット５０３から移行した廃水が地表５０４の下部の地中を通って海５０５に向かう場合には、廃水が海５０５に到達するまでに廃水中の放射性核種を放射性物質捕捉手段５０６で捕捉することができる。これにより、廃水中の放射性核種が海５０５へ流出することを抑制することができる。放射性物質捕捉手段５０６は先に例示したものを用いることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００ 廃水処理装置
１０２ 原子炉建屋
１０３ 油分除去装置
１０４ 放射性核種除去装置
１０４Ａ 放射性核種除去装置
１０４Ｂ 放射性核種除去装置
１０４Ｃ 放射性核種除去装置
１０４Ｄ 放射性核種除去装置
１０６ 排気処理装置
１０７ 脱塩処理装置
１０８ 固形化処理装置
２０１ 水槽
２０２ 入口
２０３ 出口
２０４ 放射性物質捕捉手段
２０５ 隔壁
２０６ 邪魔板
２０７ 邪魔板
２０８ 隔壁
２１０ 邪魔板
２０９ 水槽
３０１Ａ 導水手段
５０１ 岩盤
５０３ ピット
５０４ 地表
５０５ 海
５０６ 放射性物質捕捉手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力設備からの廃水を浄化処理するものであって、
原子炉建屋からの廃水から油分を除去する油分除去装置と、
原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項２】
原子力設備から廃水を浄化処理するものであって、
原子力設備の排水系に接続し当該原子炉建屋からの廃水から油分を除去する油分除去装置と、
この油分除去装置の下流に接続し当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、
原子炉建屋からの廃水を一時貯留するものであって底部に放射性物質捕捉手段を設置した水槽と、
この水槽の廃水の入口及び出口の間に設けられ、廃水の流れを前記放射性物質捕捉手段に導く導水手段と
を備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項４】
請求項３の廃水処理装置において、
前記導水手段は、水槽の底部との間に隙間を介在させて前記放射性物質捕捉手段に挿し込んだ隔壁と、この隔壁に接するとともに前記水槽の内壁面との間に隙間が介在するように前記放射性物質捕捉手段の上部に設けた邪魔板とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項５】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
原子炉建屋からの廃水の塩濃度を下げる塩濃度低減装置を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項６】
請求項５の廃水処理装置において、
前記塩濃度低減装置は、前記放射性核種除去装置の下流に接続し当該放射性核種除去装置で放射性核種を除去した廃水の塩濃度を下げる
ことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項７】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、ヨウ素を捕捉するヨウ素捕捉手段を有していることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項８】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類であることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項９】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、Ｐｄ又はＡｇの少なくとも一方を含んだ多孔質無機酸化物であることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１０】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、Ａｇイオン含有溶液を添加するＡｇイオン装置と、ヨウ化銀を回収するヨウ化銀回収装置を備えている
ことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１１】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、放射性核種とともに廃水を吸収するゲル化剤を有していることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１２】
請求項１１の廃水処理装置において、
前記ゲル化剤を乾燥させる乾燥装置を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１３】
請求項１１の廃水処理装置において、
前記ゲル化剤がアガロースであることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１４】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
原子炉建屋からの廃水から生じたガスから放射性物質を除去する排気処理装置と、
原子炉建屋からの廃水から生じた残渣を固形化する固形化処理装置と
を更に備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１５】
請求項１の放射性核種除去装置を前記原子炉建屋と海との間の地中に設けたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１６】
廃水から油分を除去する油分除去装置と、
廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする原子力設備。
【請求項１７】
排水系に接続し廃水から油分を除去する油分除去装置と、
この油分除去装置の下流に接続し当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする原子力設備。
【請求項１８】
原子炉建屋からの廃水を浄化処理する方法であって、
前記原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程と、
前記原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程と、
油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程と
を有することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１９】
原子炉建屋からの廃水を浄化処理する方法であって、
前記原子力設備の排水系に油分除去装置を接続し、当該原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程と、
この油分除去装置の下流に放射性核種除去装置を接続し、当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程と、
油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程と
を有することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９の廃水処理方法において、
前記原子炉建屋からの廃水の塩濃度を設定値以下に下げる工程を有することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１】
原子力設備からの廃水を浄化処理するものであって、
原子炉建屋からの廃水から油分を除去する油分除去装置と、
原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項２】
原子力設備から廃水を浄化処理するものであって、
原子力設備の排水系に接続し当該原子炉建屋からの廃水から油分を除去する油分除去装置と、
この油分除去装置の下流に接続し当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、
原子炉建屋からの廃水を一時貯留するものであって底部に放射性物質捕捉手段を設置した水槽と、
この水槽の廃水の入口及び出口の間に設けられ、廃水の流れを前記放射性物質捕捉手段に導く導水手段と
を備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項４】
請求項３の廃水処理装置において、
前記導水手段は、水槽の底部との間に隙間を介在させて前記放射性物質捕捉手段に挿し込んだ隔壁と、この隔壁に接するとともに前記水槽の内壁面との間に隙間が介在するように前記放射性物質捕捉手段の上部に設けた邪魔板とを備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項５】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
原子炉建屋からの廃水の塩濃度を下げる塩濃度低減装置を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項６】
請求項５の廃水処理装置において、
前記塩濃度低減装置は、前記放射性核種除去装置の下流に接続し当該放射性核種除去装置で放射性核種を除去した廃水の塩濃度を下げる
ことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項７】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、ヨウ素を捕捉するヨウ素捕捉手段を有していることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項８】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎ（ｎ＞１）の分子構造を有するＤ−グルカンを主鎖とする多糖類であることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項９】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、Ｐｄ又はＡｇの少なくとも一方を含んだ多孔質無機酸化物であることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１０】
請求項７の廃水処理装置において、
前記ヨウ素捕捉手段が、Ａｇイオン含有溶液を添加するＡｇイオン装置と、ヨウ化銀を回収するヨウ化銀回収装置を備えている
ことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１１】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
前記放射性核種除去装置は、放射性核種とともに廃水を吸収するゲル化剤を有していることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１２】
請求項１１の廃水処理装置において、
前記ゲル化剤を乾燥させる乾燥装置を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１３】
請求項１１の廃水処理装置において、
前記ゲル化剤がアガロースであることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１４】
請求項１又は２の廃水処理装置において、
原子炉建屋からの廃水から生じたガスから放射性物質を除去する排気処理装置と、
原子炉建屋からの廃水から生じた残渣を固形化する固形化処理装置と
を更に備えていることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１５】
請求項１の放射性核種除去装置を前記原子炉建屋と海との間の地中に設けたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項１６】
廃水から油分を除去する油分除去装置と、
廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする原子力設備。
【請求項１７】
排水系に接続し廃水から油分を除去する油分除去装置と、
この油分除去装置の下流に接続し当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去する放射性核種除去装置と
を備えたことを特徴とする原子力設備。
【請求項１８】
原子炉建屋からの廃水を浄化処理する方法であって、
前記原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程と、
前記原子炉建屋からの廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程と、
油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程と
を有することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１９】
原子炉建屋からの廃水を浄化処理する方法であって、
前記原子力設備の排水系に油分除去装置を接続し、当該原子炉建屋からの廃水から油分を除去して油分濃度を設定値以下にする工程と、
この油分除去装置の下流に放射性核種除去装置を接続し、当該油分除去装置で油分を除去した廃水から放射性核種を除去して放射性物質濃度を設定値以下にする工程と、
油分及び放射性物質を除去した処理水を放出又は前記原子炉設備で再利用する工程と
を有することを特徴とする廃水処理方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９の廃水処理方法において、
前記原子炉建屋からの廃水の塩濃度を設定値以下に下げる工程を有することを特徴とする廃水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３３７４９（Ｐ２０１２−２３３７４９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１４０８（Ｐ２０１１−１０１４０８）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
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