海水浄化システム
【課題】作業員が安全に作業を行なうことが出来て、且つ、海水を浄化する作業効率を向上することが出来る海水浄化システムの提案。
【解決手段】船上に、汚染物質（例えば、放射性物質）を含有する海水を供給して吸着材又は置換反応剤と混合する攪拌装置（１）と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置（４）と、能力が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置（５ｆ）を備え、攪拌装置（１）は、その内部で回転する攪拌用パドル（１２ｐ）を有している。
【解決手段】船上に、汚染物質（例えば、放射性物質）を含有する海水を供給して吸着材又は置換反応剤と混合する攪拌装置（１）と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置（４）と、能力が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置（５ｆ）を備え、攪拌装置（１）は、その内部で回転する攪拌用パドル（１２ｐ）を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質（例えば、放射性物質であるセシウム等）を包含する海水から汚染物質を除去して、浄化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水から汚染物質を除去して浄化する技術は、従来から数多く提案されている。例えば、重金属に汚染された海水にケイ酸塩を添加して不溶性の塩を生成し、凝集剤を添加して、凝集物を海水から分離することにより、海水を清浄化する技術が存在する（特許文献１参照）。
しかし、近年、汚染物質の種類が非常に多岐に亘っており、非常に毒性の強い汚染物質や各種放射性物質等が海水を汚染する事例が発生している。その様な非常に毒性の強い汚染物質や各種放射性物質等が海水を汚染している場合には、浄化作業に当たる作業員が海水に接触すると、作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまう恐れがある。
また、海水が放射性物質により汚染されている場合には、海水に接触した作業員が被爆してしまう危険が高まる。
【０００３】
さらに、従来の技術においては、海水浄化作業により生じた廃棄物（例えば、汚染物質を吸着した吸着材や、凝集された汚染物質等）を処理するのは、作業員による手作業で行なわれる場合が多い。
毒性の強い汚染物質（放射性物質等も含む）の場合には、係る廃棄物中に高純度の汚染物質が存在するため、作業員が手作業で処理することは極めて危険である。特に、汚染物質がセシウム等の放射性物質である場合には、作業員が被爆する可能性が高い。
【０００４】
これに加えて、海水を浄化する場合には、浄化処理するべき液体（海水）の量が膨大であるため、海水から汚染物質を除去する効率を高くしないと、海水浄化の実効性を図ることが出来ない。
しかし、上述した従来技術（特許文献１参照）では、ケイ酸塩或いは凝集剤を海水と効率的に反応させるための手法について、明示はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３１２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、作業員が安全に作業を行なうことが出来て、且つ、海水を浄化する作業効率を向上することが出来る海水浄化システムの提案を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の海水浄化システムは、船上に、汚染物質（例えば、放射性物質）を含有する海水を汲み上げて吸着材（例えば、ゼオライト）又は置換反応剤（例えば、フェロシアン化鉄）と混合する攪拌装置（攪拌ミキサー１）と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置（サイクロン分級機４）と、能力（吸着材であれば汚染物質を吸着する能力、置換反応剤であれば汚染物質を吸着して無害化せつめる反応を起こす能力）が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置（ゼオライト回収槽５）と、貯蔵装置（５）内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）を備え、
攪拌装置（１）は、その内部で回転する攪拌用パドル（１ｃ）を有し、攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向（例えば、平面図における時計方向）は攪拌装置（１）内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置（１）内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向）と逆方向であることを特徴としている。
【０００８】
本発明において、前記攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内の濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）から構成されるシステム（１００）を、船上で複数配置して、複数のシステム（１００Ａ、１００Ｂ）間で運転切換可能に構成することが好ましい。
【０００９】
また本発明において、分離装置（４）で分離された海水中に残存する汚染物質を除去する凝集沈殿機構（攪拌反応槽１０及び凝集沈殿槽１２）と、分離装置（サイクロン分級機４）で分離された海水を凝集沈殿機構（１０、１２）に供給する配管（Ｌ１０）と、当該配管（Ｌ１０）に介装されて当該管路を流過する海水に包含される汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する濃度計測装置（濃度センサ、ガイガー＝ミュラー計数管：いわゆるガイガーカウンターＧＣ）を備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、攪拌装置（１）によって、浄化する対象である海水（例えば放射性物質等の汚染物質を含有する海水）と吸着材（例えば、ゼオライト）又は置換反応剤（例えば、フェロシアン化鉄等のフェロシアン化金属）を混合、攪拌することにより、海水中に包含される放射性物質等の汚染物質がゼオライトの様な吸着材に吸着されて除去される。
発明者の研究によれば、特にゼオライトは、セシウムの様な放射性物質を良好に吸着して、海水中から分離、除去する性質が優れている。また、置換反応剤は放射性物質を吸着して、無害化する能力を有している。ここで、置換反応剤としては、フェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物が、海水中の放射性物質を吸着して、無害化する性質が優れているので好適である。
そのため、放射性物質等の汚染物質を含有する海水から、効率的に、汚染物質を除去することが出来る。
なお、上述したフェロシアン化鉄等としては、粒子状に形成されたものが望ましいが、攪拌装置（１）内で海水と混合、攪拌することが出来る形状であれば、粒子状に形成されていなくても良い。
【００１１】
ここで、本発明では攪拌装置（１）内で回転する攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向（例えば、平面図における時計方向Ｆｐ）は攪拌装置（１）内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置（１）内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向Ｆｗ）と逆方向である様に構成すれば、攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向下流側に乱流が発生し、或いは、渦（Ｆｒ）が発生するので、攪拌装置（１）内に供給された海水（汚染物質を包含する海水）と吸着材又は置換反応剤とが均一に且つ良好に混合される。その結果、海水中の汚染物質が吸着材又は置換反応剤の表面に接触する可能性が極めて高くなり、吸着材の吸着効率又は置換反応剤による吸着・反応効率が向上する。
そのため、本発明によれば、処理するべき海水量が膨大であっても、効率良く汚染物質を除去することができるので、海水処理の実効性を高めることが出来る。
【００１２】
本発明によれば、攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵する貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内部に設けられた濾過装置（フィルター５ｆ）は、全て船（２００）上に配置されている。
そのため、例えば、汚染された海水をオイルフェンスその他の遮蔽手段により海中で分離し、遮蔽手段で分離された汚染された海水の領域周辺部に本発明の構成（１００Ａ、１００Ｂ）を配置した船（２００）を係留し、ポンプ（２００Ｐ）その他の公知手段により、遮蔽手段で分離された領域から汚染された海水を攪拌装置（１）に供給することが可能である。
その様にすれば、汚染された海水の拡散の防止と、汚染物質の除去を同時に行うことが出来る。
【００１３】
また、本発明によれば、海水と吸着材を分離する分離装置（４）と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵する貯蔵装置（５）と、吸着材貯蔵装置（５）内部に設けられた濾過装置（フィルター５ｆ）を備えているので、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質は、大気中に開放されること無く、閉鎖されたシステム内で処理される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質に、作業員が接触する恐れがなく、海水が放射性物質により汚染されていても作業員が被爆してしまうことを防止することが出来る。
特に、放射性物質等の汚染物質を十分に吸着して吸着能力が低下した吸着材（ゼオライト等）や、放射性物質等の汚染物質と十分に反応して吸着・反応する能力が低下した置換反応剤は貯蔵装置（５）に貯留されるので、例えば遠隔操作により作業用ロボットで貯蔵装置（５）内の吸着材又は置換反応剤を処理することにより、浄化作業に当たる作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまうことが防止される。そして、海水が放射性物質により汚染されている場合に、作業員が被爆してしまう恐れがない。
【００１４】
本発明において、前記攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、貯蔵装置（５）と、吸着材貯蔵装置（５）内の濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）から構成されるシステム（１００Ａ、１００Ｂ）を、船（２００）上で複数配置して、複数のシステム（１００Ａ、１００Ｂ）間で運転切換可能に構成すれば、例えば、貯蔵装置（５）の容量の限界まで吸着材又は置換反応剤が貯留された場合等に、それまで稼動されていたシステムを停止して、それまで稼動していなかったシステムを稼動させて、停止したシステムにおいて、貯蔵装置（５）に貯留された吸着材又は置換反応剤（汚染物質を十分に吸着した吸着材、又は、放射性物質等の汚染物質と十分に反応した置換反応剤）の処理を行うことが出来る。
それにより、貯蔵装置（５）に貯留された吸着材（汚染物質を十分に吸着した吸着材、又は、放射性物質等の汚染物質と十分に反応した置換反応剤）を処理する間も、汚染された海水の浄化を連続して行うことが出来る。
【００１５】
また本発明において、分離装置（サイクロン分級機４）で分離された海水を凝集沈殿機構（１０、１２）に供給する配管（Ｌ１０）に、汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する濃度計測装置（濃度センサ、ガイガーカウンターの様な放射線量計測器ＧＣ）を介装すれば、濃度計測装置（ＧＣ）の測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、吸着材又は置換反応剤の能力が低下しておらず、吸着材又は置換反応剤の能力が十分に汚染物質を吸着又は反応していると判断することが出来る。例えば、吸着材又は置換反応剤がゼオライト（吸着材）であれば、濃度計測装置（ＧＣ）の測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、ゼオライトの吸着能力は低下しておらず、ゼオライトが十分に汚染物質を吸着していると判断出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施形態のブロック図である。
【図３】実施形態で用いられる攪拌装置の平面図である。
【図４】実施形態の作動手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態で用いられる凝集沈殿槽の断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。最初に図１を参照して、本発明の実施形態の概要について説明する。
図１において、海水が汚染されている海域を含む海洋Ｓの洋上に、浄化処理船２００が係留されている。ここで、海洋Ｓにおいて、汚染された海域は、オイルフェンスＯＦによって、清浄な海域と分離・区画されている。
図１で示す様に、浄化処理船２００には、本発明の実施形態に係る海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂが搭載されている。そして浄化処理船２００は、クレーン２００Ｋと、揚水ポンプ２００Ｐを装備している。
揚水ポンプ２００Ｐはクレーン２００Ｋの先端から、ケーブル２００Ｃによって海中に吊り下ろされている。揚水ポンプ２００Ｐには、搬送ライン２００Ｌの一端が接続されており、搬送ライン２００Ｌには浄化処理するべき海水が流れる。搬送ライン２００Ｌは２本に分岐して、それぞれが海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂに接続しており、海水浄化システム１００Ａに連通する分岐ラインには開閉弁２０ＡＶが介装され、海水浄化システム１００Ｂに連通する分岐ラインには開閉弁２０ＢＶが介装されている。
【００１８】
後述するように、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、吸着材（ゼオライト）の吸着能力が低下すると、揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた浄化処理するべき海水を連続的に処理することが出来なくなる。
そのため、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂの交互に稼動して、揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた浄化処理するべき海水が、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂの何れか一方で浄化される様に構成されている。
海水浄化システム１００Ａを稼動する場合には、開閉弁２０ＡＶが開放され、開閉弁２０ＢＶが閉鎖され、浄化処理するべき海水は海水浄化システム１００Ａに供給される。その場合、海水浄化システム１００Ｂでは、吸着能力が低下した吸着材を回収する。
海水浄化システム１００Ｂを稼動する場合には、開閉弁２０ＢＶが開放され、開閉弁２０ＡＶが閉鎖され、浄化処理するべき海水は海水浄化システム１００Ｂに供給される。そして海水浄化システム１００Ａでは、吸着能力が低下した吸着材を回収する。
【００１９】
次に、図２〜図４を参照して、図１で示す海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂについて説明する。
ここで、図１における海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、その稼動時期が異なるだけで、構成、作用効果は同一である。
図２〜図４において、図１における海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、説明の簡略化のため、符号１００で表現する。
図２において、全体を符号１００で示す海水浄化システムは、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、ゼオライト回収槽５と、真空タンク６と、ブロワ７と、冷却用補給水タンク８と、攪拌反応槽１０と、凝集沈殿槽１２と、上澄み水槽１４を備えている。
また海水浄化システム１００は、スラリーポンプ３、９と、チューブポンプ１３を備えている。
【００２０】
攪拌ミキサー１は、攪拌槽本体１ａと、吸入口１ｉと、攪拌機１ｂと、攪拌機に設けた攪拌用パドル１ｃと、排出口１ｏとを有している。そして攪拌ミキサー１には、ゼオライト供給機２が設けられている。
浄化処理するべき海水（図１における揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた海水）は、攪拌ミキサー１の吸入口１ｉから攪拌ミキサー１内に投入される。攪拌ミキサー１内には、ゼオライト供給機２から定量的に、吸着材であるゼオライトが供給される様に構成されている。
ここで、吸着材であるゼオライトのみならず、置換反応剤をミキサー１内に投入することも好適である。置換反応剤は放射性物質を吸着して、無害化する能力を有しているからである。置換反応剤としては、フェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物が、海水中の放射性物質を吸着して、無害化する性質が優れている。
また、ミキサー１内に投入される吸着材（例えばゼオライト）や置換反応剤（フェロシアン化鉄等）としては、粒子状に形成されたものが望ましい。ただし、ミキサー１内で海水と混合、攪拌することが出来る形状であれば、粒子状でなくても良い。
【００２１】
攪拌ミキサー１の平面構造が図３で示されている。
図３において、攪拌ミキサー１の吸入口１ｉは攪拌槽本体１ａ外周に設けられており、吸入口１ｉの右端が攪拌槽本体１ａの外周面に接続されている。そして、全体が円形の攪拌槽本体１ａの接線方向に、吸入口１ｉは延在している。
吸入口１ｉが係る態様で攪拌槽本体１ａの外周面に接続されているため、吸入口１ｉを介して攪拌槽本体１ａ内に流入した海水Ｆｗｉ（浄化処理されるべき海水）は、攪拌槽本体１ａ内で、反時計回りに旋回する（矢印Ｆｗ方向）。
【００２２】
図３において、攪拌機１ｂに設けた３本の攪拌用パドル１ｃは、時計回り（矢印Ｆｐ：海水Ｆｗｉの旋回方向とは逆方向）に回転する様に構成されている。攪拌用パドル１ｃの回転方向（時計回り：矢印Ｆｐ方向）と、海水Ｆｗｉの旋回方向（反時計回り：矢印Ｆｗ方向）とが逆方向であるため、攪拌槽本体１ａ内では、渦流（或いは乱流）Ｆｒが発生する。係る渦流（或いは乱流）Ｆｒが攪拌槽本体１ａ内で発生する結果、浄化処理するべき海水とゼオライトとが良好に混合され、接触する頻度が高くなる。そして、海水に含まれる放射性汚染物質（例えばセシウム）は、攪拌槽本体１ａ内で、良好にゼオライトへ吸着される。
ゼオライト供給機２（図２参照）から攪拌槽本体１ａ内に所定量のゼオライトが供給されるのは、海水Ｆｗｉが攪拌槽本体１ａ内に流入するのと同時である。
【００２３】
図２において、攪拌ミキサー１の上部にサイクロン分級機４が据え付けられている。サイクロン分級機４の下方は開放されており、攪拌ミキサー１内部の攪拌槽本体１ａに連通している。
攪拌ミキサー１の排出口１ｏは、開閉弁Ｖ１を介装したラインＬ１が接続されている。ラインＬ１は、スラリーポンプ３の吸入側に連通している。スラリーポンプ３の吐出側は、ラインＬ３を介して、サイクロン分級機４の吸入口４ｉと接続されている。
ここでラインＬ１は、攪拌ミキサー１の排出口１ｏと開閉弁Ｖ１の間の領域で分岐しており、分岐ラインＬ２は開閉弁Ｖ２を介装しており、ゼオライト回収槽５の吸入口５ｉと連通している。
【００２４】
ゼオライト回収槽５の内部にはフィルター５ｆが設けられ、フィルター５ｆは円筒状で下端が閉塞している。
ゼオライト回収槽５にはゼオライト及び海水が投入される。ここで、ゼオライト回収槽５に投入されるゼオライトは、海水に含まれていた放射性汚染物質（例えばセシウム）を十分に吸着して、吸着能力が低下した状態となっている。そして、ゼオライト回収槽５に投入される海水は、セシウムの様な放射性汚染物質が大部分除去された状態になっている。
フィルター５ｆは、当該海水を透過して、放射性汚染物質（セシウム）を吸着させたゼオライトを濾し摂り、以って、海水とゼオライトとを分離する。
【００２５】
ゼオライト回収槽５の排出口５ｏは、ラインＬ４を介して、真空タンク６の吸入口６ｉに連通している。ゼオライト回収槽５の下流側に真空タンク６を配置することにより、円筒状のフィルター５ｆを下流側から真空引きをするためである。
真空タンク６の上端に設けられた第１の排出口６ｏ１と、ブロワ７の吸入側は、ラインＬ５により接続されている。ブロワ７を稼動することにより、真空タンク６内を真空状態に保つことが出来る。
ここで、ブロワ７は水冷式であり冷却用補給水タンク８の水によって冷却されている。ブロワ７を水冷式にすることにより、ブロワ７の容量を大きくして、長時間稼動することが出来る様に構成されている。以って、真空タンク６を真空に保つことが出来る。なお、ブロワ７の排気は大気に放出される。
ブロワ７にはラインＬ６が接続しており、ラインＬ６は冷却用補給水タンク８の吸入口８ｉに接続している。そして、ラインＬ６には、ブロワ７からの冷却水が流過する。冷却用補給水タンク８の排出口８ｏは、ラインＬ７を介してブロワ７の冷却水の吸入側に連通している。
【００２６】
真空タンク６の下端に設けられた第２の排出口６ｏ２は、ラインＬ８を介して、スラリーポンプ９の吸入口９ｉに連通している。スラリーポンプ９の吐出口９ｏは、ラインＬ９を介して、攪拌反応槽１０の吸入口１０ｉに連通しており、ラインＬ９には開閉弁Ｖ３が介装されている。
これにより、真空タンク６に貯留された海水（概略浄化された海水）は、ラインＬ８、スラリーポンプ９、ラインＬ９を経由して、攪拌反応槽１０に搬送される。
【００２７】
図２において、攪拌ミキサー１の上部に据え付けられたサイクロン分級機４は、その排出口４ｏが、ラインＬ１０を介して、攪拌反応槽１０の吸入口１０ｉに連通している。ラインＬ１０には、ガイガー計測器ＧＣが介装されており、ガイガー計測器ＧＣは、放射性汚染物質（例えばセシウム）の濃度を計測する機能を有している。
攪拌ミキサー１内でゼオライトと共に攪拌された海水は、汚染物質である放射性物質がゼオライトに吸着されるため、概略浄化された状態となる。概略浄化された海水は、サイクロン分級機４でゼオライトと分離して、ラインＬ１０を経由して攪拌反応槽１０に移送される。
図示はされていないが、ラインＬ１０に移送用のスラリーポンプを介装しても良い。
【００２８】
攪拌反応槽１０は凝集沈殿槽１２に隣接しており、攪拌反応槽１０の近傍には吸着凝集剤定量供給機１１が配置され、吸着凝集剤定量供給機１１から攪拌反応槽１０に定量の吸着凝集剤が供給される様に構成されている。
攪拌反応槽１０の排出口１０ｏは、凝集沈殿槽１２の投入口１２ｉに連通している。
攪拌反応槽１０において、サイクロン分級機４から移送された海水に、吸着凝集剤定量供給機１１から吸着凝集剤が供給され、攪拌機１０ｍによって攪拌される。攪拌反応槽１０に供給された吸着凝集剤には、海水に残存する放射性汚染物質が吸着して、凝集する。
放射性汚染物質が吸着して凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、所定のサイクルで凝集沈殿槽１２に移される。
【００２９】
凝集沈殿槽１２において、放射性汚染物質が吸着して凝集した吸着凝集剤と海水の混合物が所定時間滞留し、上澄みと沈殿物（スラリー）とに分離する。
凝集沈殿槽１２は、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓと、第１の排出口１２ｏ１と、第２の排出口１２ｏ２を備えている。
沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓは、凝集沈殿槽１２の底部近傍の全長に亘って設けられている。第１の排出口１２ｏ１は、凝集沈殿槽１２の比較的上方の領域に配置され、上澄液を排出する様に構成されている。第２の排出口１２ｏ２は凝集沈殿槽１２の底部に配置されており、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓで押し出された沈殿物は、第２の排出口１２ｏ２を介して凝集沈殿槽１２から排出される。
凝集沈殿槽１２の第２の排出口１２ｏ２は、ラインＬ１１を介してチューブポンプ１３の吸入側に連通しており、ラインＬ１１には開閉弁Ｖ４が介装されている。そしてチューブポンプ１３の吐出側は、ラインＬ１２を介して、ゼオライト回収槽５の吸入口５ｉに接続されている。
【００３０】
凝集沈殿槽１２の第１の排出口１２ｏ１は、ラインＬ１３を介して上澄み水槽１４に連通している。
上澄み水槽１４の底部にはポンプＰが配置され、上澄み水槽１４内に貯留している上澄液（浄化された海水）が所定量以上になったなら、ラインＬ１４を介して、上澄液（浄化された海水）を海洋Ｓに戻すように構成されている。
ここで、攪拌反応槽１０でゼオライトにより放射性汚染物質が吸着され、残存する汚染物質も攪拌反応槽１０で供給される吸着凝集剤によって吸着され、凝集する。そのため、ラインＬ１４を介して海洋Ｓに戻される海水は、十分に浄化されており、汚染物質濃度は各種基準を下回る程度まで低下している。
【００３１】
図２を参照して、海水の浄化処理について、処理工程順に説明する。
図２において、汚染された海水は、海水浄化システム１００の攪拌ミキサー１の攪拌槽１ａ内に汲み上げられる。攪拌ミキサー１に継続的に汲み上げられた所定量の海水に、ゼオライト供給機２から定量のゼオライトが供給され、攪拌機１ｂが回転する。
攪拌槽本体１ａに海水が流入するのと同時に攪拌機１ｂを回転すれば、攪拌槽本体１ａに流入した海水の旋回方向と攪拌機１ｂの回転方向が逆方向であるため（図３参照）、攪拌槽本体１ａの海水の旋回流において、攪拌用パドル１ｃの下流側に乱流或いは渦Ｆｒが発生し、海水とゼオライトが効率的に混合、攪拌され、海水中の汚染物質がゼオライトに吸着する効率が向上する。
この際に、ラインＬ１、ラインＬ２に介装された開閉バルブＶ１、Ｖ２は、共に閉鎖している。
【００３２】
攪拌機１ｂによる海水とゼオライトの攪拌が所定時間行なわれると、ラインＬ１の開閉バルブＶ１が開放され、スラリーポンプ３が稼動する。ラインＬ２の開閉バルブＶ２は閉鎖している。
攪拌槽１ａ内において、攪拌が進むにつれて、海水中の放射性汚染物質（例えばセシウム）はゼオライトに吸着する。
スラリーポンプ３が稼動し、バルブＶ１が開放されていると、汚染物質を吸着したゼオライトと海水は、ラインＬ３を経由して、サイクロン分級機４に移送される。（汚染物質を吸着させた）ゼオライトと海水は、サイクロン分級機４で分離される。
サイクロン分級機４で分離された海水は概ね浄化されており、ラインＬ１０を経由して攪拌反応槽１０に移送される。一方、汚染物質を吸着させたゼオライトは、サイクロン分級機４から攪拌槽本体１ａ内に戻される。
上述のサイクル（開閉バルブＶ１が開放され、開閉バルブＶ２は閉鎖している場合のサイクル）は、ゼオライトの吸着能力が低下していない間は継続する。
【００３３】
概ね浄化された状態で攪拌反応槽１０に移送された海水には、吸着凝集剤定量供給機１１から吸着凝集剤が供給されて、所定時間、攪拌機１０ｍにより攪拌される。これにより、攪拌反応槽１０内の海水に残存する放射性汚染物質は、吸着凝集剤により吸着・凝集される。すなわち、海水は更に浄化される。
攪拌終了後（所定時間が経過したならば）、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、凝集沈殿槽１２に移される。
凝集沈殿槽１２に移された処理液、すなわち、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、所定時間、凝集沈殿槽１２内に滞留する。内に滞留している間に、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤は沈殿して沈殿物（スラリー）となり、上澄液（浄化された海水）とは分離される。
【００３４】
凝集沈殿槽１２の沈殿物（スラリー：放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤）は、第２の排出口１２ｏ２から、ラインＬ１１、チューブポンプ１３、ラインＬ１２を経由して、ゼオライト回収槽５に戻される。
ゼオライト回収槽５内における放射性汚染物質を十分に吸着したゼオライトと、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤は、例えば、マニュピレータ等を遠隔操作して、作業員が放射線で被爆しないような態様にて、格納エリア（図示せず）に格納処理される。
凝集沈殿槽１２で放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤から分離された上澄液、すなわち浄化の完了した海水（浄化海水）は、上澄み水槽１４内に貯留される。そして、上澄み水槽１４内の浄化された海水の容量がしきい値（所定量）を超えると、ポンプＰが稼動してラインＬ１４経由で海洋Ｓに戻される。
上述した様に、ラインＬ１４経由で海洋Ｓに戻される海水は、攪拌反応槽１０でゼオライトにより放射性汚染物質が吸着され、残存する汚染物質も攪拌反応槽１０で供給される吸着凝集剤によって吸着され、凝集しているので、汚染物質濃度は各種基準を下回る程度まで低下している。
【００３５】
次に、ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順について、図４に基づいて、図１、図２をも参照して説明する。
図４のステップＳ１では、海水浄化システム１００を稼動する。図１において、例えば海水浄化システム１００Ａを稼動する。その際には、海水浄化システム１００Ｂは停止する。
図４のステップＳ２では、ラインＬ１（図２）に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖する。
【００３６】
図４において、ステップＳ３では、ラインＬ１０（図２）に介装されたガイガー計測器ＧＣで、ラインＬ１０内を移送される海水における放射性汚染物質濃度を計測する。そしてステップＳ４において、放射性汚染物質濃度が所定値以下であるか否かを判断する。
放射性汚染物質濃度が所定値以下であれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。一方、放射性汚染物質濃度が所定量を越えていれば（ステップＳ４がＮＯ）、ステップＳ７まで進む。
【００３７】
放射性汚染物質濃度が所定値以下であれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、ゼオライトが放射性汚染物質を吸着する能力が未だに維持されている（ゼオライトの吸着能力が低下していない）と判断して、ラインＬ１に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖した状態を続行する（ステップＳ５）。
ラインＬ１に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖した状態（ステップＳ５の状態）では、攪拌ミキサー１から海水及びゼオライトがサイクロン分級機４に移送され、サイクロン分級機４内で放射性汚染物質（セシウム）を吸着させたゼオライトと、概ね浄化された海水が分離される。そして、概ね浄化された海水は攪拌反応槽１０に移送され、放射性汚染物質（例えばセシウム）を吸着させたゼオライトは攪拌ミキサー１へ戻される。
そして、ステップＳ６に進み、ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順を終了するか否かを判断する。ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順を続行するのであれば（ステップＳ６がＮＯ）、ステップＳ３まで戻り、ステップＳ３以降を繰り返す。
【００３８】
ラインＬ１０内を移送される海水における放射性汚染物質濃度が所定量を越えている場合（ステップＳ４がＮＯ）には、ゼオライトの吸着能力が低下したと判断して、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、ラインＬ１の開閉弁Ｖ１を閉鎖して、ラインＬ２の開閉弁Ｖ２を開放する。その結果、図２において、攪拌ミキサー１から排出された海水及び放射性汚染物質を吸着させたゼオライトは、ラインＬ２経由でゼオライト回収槽５に移送される。そして、ゼオライト回収槽５内に流入した海水は、真空タンク６によって真空引きされ、ラインＬ４、真空タンク６、ラインＬ８、スラリーポンプ９、ラインＬ９を経由して、攪拌反応槽１０に送られる。
一方、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトは、ゼオライト回収槽５内に貯留される。
【００３９】
ステップＳ８では、ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが貯留しているか否かを判断する（ゼオライト回収槽５が一杯か？）。
ゼオライト回収槽５が一杯になっていなければ（ステップＳ８がＮＯ）ステップＳ９に進み、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５に貯留されたか否かを判断する。
放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５内に貯留するまで、開閉弁Ｖ１を閉鎖し、開閉弁Ｖ２を開放して、海水及びゼオライトをゼオライト回収槽５に移送し続ける（ステップＳ９がＮＯのループ）。
放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５内に貯留されたならば（ステップＳ９がＹＥＳ）、ゼオライト供給機２から攪拌ミキサー１に、新たなゼオライト（吸着性能が高いゼオライト）を供給する（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトを貯留したならば（ステップＳ８がＹＥＳ）、海水浄化システム１００の運転を切り換える（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１において稼動していた海水浄化システム１００Ａ（図１参照）を停止して、停止していた海水浄化システム１００Ｂ（図１参照）を稼動する。
そして、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライト（放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライト）を、例えば、マニュピレータ等のロボットハンドを遠隔操作して、作業員が放射線で被爆しないような格納エリアに格納処理する（ステップＳ１２）。
ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライトの全量を、格納エリアに格納処理したならば（ステップＳ１３がＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
なお、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライトを格納処理した後（ステップＳ１３の後）、ゼオライト回収槽５内のフィルター５ｆを交換することが出来る。
【００４１】
図４では示されていないが、ステップＳ１１を省略し、ステップＳ１２の際に、開閉弁Ｖ１を開放して、開閉弁Ｖ２を閉鎖しても良い。
その様に構成すれば、ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトを貯留した際に（ステップＳ８がＹＥＳ）、ステップＳ１で作動している海水浄化システム１００Ａを停止せず、稼動し続ける。そして、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライト（放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライト）を、格納エリアに格納処理している間には、海水及びゼオライトがゼオライト回収槽５には移送されずに、サイクロン分級機４に送られ、ゼオライトは攪拌ミキサー１へ戻される。
【００４２】
図５は、凝集沈殿槽１２の詳細を示している。図５において、凝集沈殿槽１２は、図２を参照して上述した様に、投入口１２ｉと、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓと、第１の排出口１２ｏ１と、第２の排出口１２ｏ２を備えている。
投入口１２ｉの近傍には、仕切板１２２が配置されており、仕切板１２２近傍で投入口１２ｉ側の領域にはレベルセンサ１２４が配置されている。仕切板１２２よりも排出口１２ｏ１、１２ｏ２に近い側は分離スペース１２ＵＷとなっており、凝集沈殿槽１２に流入した水を上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離している。すなわち、分離スペース１２ＵＷの上方の領域には上澄水が貯留し、下方の領域には、放射性物質のような汚染物を吸着して凝集した吸着凝集剤が沈殿する。
【００４３】
凝集沈殿槽１２で上澄水が貯留している箇所には上澄水取水部１２６−１〜１２６−４が設けられており、上澄水取水部１２６−１〜１２６−４は第１の排出口１２ｏ１に連通している。
図５において、符号１２ＩＳは投入スペースであり、上澄水と沈殿物ＤＳに分離する以前の段階で、投入口１２ｉから凝集沈殿槽１２に投入された水が貯留している。また、符号１２２ｅは仕切板１２２の下端部を示している。
【００４４】
明確には図示されてはいないが、スクリュー１２Ｓの駆動源（例えば電動モータ）と、レベルセンサ１２４は制御ユニット（図示せず）に接続されており、図示しない制御ユニットには図示しない計時装置（タイマ）を有している。
図５で示す凝集沈殿槽１２によれば、レベルセンサ１２４で投入スペース１２ＩＳの液位（レベル）を計測し、投入スペース１２ＩＳの液位が上限を上回った場合には、スクリュー１２Ｓを駆動して、凝集沈殿槽１２に沈殿した沈殿物ＤＳを、第２の排出口１２ｏ２から排出している。そして、図示しない計時装置（タイマ）により、スクリュー１２Ｓの駆動を開始してから予め設定された時間が経過したことが計時されたならば、スクリュー１２Ｓを停止して、第２の排出口１２ｏ２から沈殿物ＤＳを排出することを停止している。
【００４５】
図５で示すように、凝集沈殿槽１２に沈殿した沈殿物ＤＳが、仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積してしまうと、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するための間隔がなくなってしまい、上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが困難になる。
ここで、投入スペース１２ＩＳには、攪拌反応槽１０から凝集沈殿剤と水の混合物が流入し続けるので、沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積すると、投入スペース１２ＩＳの液位が上昇する。
沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積した場合における投入スペース１２ＩＳの液位を「上限」と設定すれば、沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを超えると、投入スペース１２ＩＳの液位が「上限」よりも上昇し、レベルセンサ１２４の検知信号により、スクリュー１２Ｓが駆動する。
【００４６】
スクリュー１２Ｓが駆動すると、沈殿物ＤＳは第２の排出口１２ｏ２から排出される。そして、沈殿物ＤＳがスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出されると、仕切板１２２の下端部１２２ｅの下方の領域に、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するための間隔が確保され、上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが出来る。
スクリュー１２Ｓを駆動してから停止するまでの「予め設定された時間」は、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するのに十分な間隔が仕切板１２２下方に確保される程度まで、沈殿物ＤＳがスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出されるのに十分な時間として設定される。
【００４７】
図５において、沈殿物ＤＳをスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出するタイミングを、レベルセンサ１２４で投入スペース１２ＩＳの液位に基づいて判断すれば、上述した様に、凝集沈殿槽１２において上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが保証される。そして、凝集沈殿槽１２の連続運転が保証される。
これに対して、凝集沈殿槽１２に濁度センサを設けて、沈殿物ＤＳが一定以上沈殿した旨を濁度センサで検知する場合には、濁度センサの感知部にはレンズが用いられているため、沈殿物が当該レンズに付着する等の原因により、使用不能になってしまう場合が多い。図５で示す凝集沈殿槽１２であれば、その様な不都合は生じない。
【００４８】
図示の実施形態によれば、攪拌ミキサー１によって、浄化する対象である海水（例えば放射性物質等の汚染物質を含有する海水）と吸着材（例えば、ゼオライト）を混合、攪拌することにより、海水中に包含される放射性物質（例えばセシウム）等の汚染物質がゼオライトに吸着されて除去される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を含有する海水から、効率的に、汚染物質を除去することが出来る。
これに加えて、海水に残留した放射性物質等も、凝集沈殿槽１２で吸着凝集剤により吸着・凝集するので、海水から放射性物質（例えばセシウム）等の汚染物質が十分に除去される。
【００４９】
また、図示の実施形態では、攪拌ミキサー１内で回転する拡販用攪拌用パドル１ｃの回転方向（例えば、平面図における時計方向Ｆｐ）は攪拌ミキサー１内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌ミキサー１内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向Ｆｗ）と逆方向である様に構成してある。そのため、攪拌用パドル１ｃの回転方向下流側に乱流が発生し、或いは、渦Ｆｒが発生し、攪拌ミキサー１内に供給された海水（汚染物質を包含する海水）とゼオライトとが均一に且つ良好に混合される。その結果、海水中の汚染物質がゼオライト表面に接触して吸着される可能性が極めて高くなり、ゼオライトによる汚染物質の除去効率が向上する。
そのため、図示の実施形態によれば、処理するべき海水量が膨大であっても、効率良く汚染物質を吸着、除去することができるので、海水処理の実効性を高めることが出来る。
【００５０】
さらに図示の実施形態によれば、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵するゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内部に設けられたフィルター５ｆは、全て処理船２００上に配置されている。
そのため、例えば、汚染された海水をオイルフェンスその他の遮蔽手段により海中で分離し、遮蔽手段で分離された汚染された海水の領域周辺部に、海水処理システム１００Ａ、１００Ｂを搭載した処理船２００を係留し、揚水ポンプ２００Ｐその他の公知手段により、遮蔽手段で分離された領域から汚染された海水を攪拌ミキサー１に汲み上げることが可能である。
その様にすれば、汚染された海水の拡散の防止と、汚染物質の除去を同時に行うことが出来る。
【００５１】
図示の実施形態によれば、サイクロン分級機４と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵するゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内部に設けられたフィルター５ｆを備えているので、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質は、大気中に開放されることなく、閉鎖されたシステム１００内で処理される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質に、作業員が接触する恐れがなく、海水が放射性物質により汚染されていても作業員が被爆してしまうことを防止することが出来る。
特に、放射性物質等の汚染物質を十分に吸着して吸着能力が低下したゼオライトはゼオライト回収槽５のフィルター５ｆに貯留されるので、例えば遠隔操作により作業用ロボットでゼオライト回収槽５内のゼオライト及びフィルター５ｆを処理することにより、浄化作業に当たる作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまうことが防止される。そして、海水が放射性物質により汚染されている場合に、作業員が被爆してしまう恐れがない。
【００５２】
そして図示の実施形態において、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、ゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内のフィルター５ｆから構成されるシステムを、浄化処理船２００上で複数配置して、複数のシステム１００Ａ、１００Ｂ間で運転切換可能に構成しているので、例えば、ゼオライト回収槽５の容量の限界まで、汚染物質を吸着したゼオライトが貯留された場合等に、それまで稼動されていた海水浄化システム(例えば１００Ａ）を停止して、それまで稼動していなかった海水浄化システム(例えば１００Ｂ）を稼動させて、停止したシステムにおいて、ゼオライト回収槽５に貯留されたゼオライト（汚染物質を十分に吸着したゼオライト）を処理することが出来る。
そのため、ゼオライト回収槽５に貯留されたゼオライト（汚染物質を十分に吸着したゼオライト）を処理する間も、汚染された海水の浄化を連続して行うことが出来る
【００５３】
これに加えて図示の実施形態では、サイクロン分級機４で分離された海水を攪拌反応槽１０に供給する配管Ｌ１０に、汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する放射線量計測器（ガイガーカウンター）ＧＣを介装している。
そのため、ガイガーカウンターＧＣの測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、ゼオライトの吸着能力は低下しておらず、ゼオライトが十分に汚染物質を吸着していると判断することが出来る。
【００５４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、汚染物質として放射性物質（セシウム）を例示したが、それ以外の汚染物質により海洋が汚染された場合についても、本発明を適用することが可能である。
また、図示の実施形態では、ミキサー１に吸着材であるゼオライトを投入しているが、置換反応剤であるフェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物を投入しても良い。その場合、ゼオライト供給機２、ゼオライト回収槽５は、それぞれ、フェロシアン化物の供給機、フェロシアン化物の回収槽として機能することになる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・攪拌ミキサー
１ｃ・・・攪拌用パドル
２・・・ゼオライト供給機
３・・・スラリーポンプ
４・・・サイクロン分級機
５・・・ゼオライト回収槽
６・・・真空タンク
７・・・ブロワ
８・・・冷却用歩給水タンク
９・・・スラリーポンプ
１０・・・攪拌反応槽
１１・・・吸着凝集剤定量供給機
１２・・・凝集沈殿槽
１３・・・チューブポンプ
１４・・・上澄み槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質（例えば、放射性物質であるセシウム等）を包含する海水から汚染物質を除去して、浄化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水から汚染物質を除去して浄化する技術は、従来から数多く提案されている。例えば、重金属に汚染された海水にケイ酸塩を添加して不溶性の塩を生成し、凝集剤を添加して、凝集物を海水から分離することにより、海水を清浄化する技術が存在する（特許文献１参照）。
しかし、近年、汚染物質の種類が非常に多岐に亘っており、非常に毒性の強い汚染物質や各種放射性物質等が海水を汚染する事例が発生している。その様な非常に毒性の強い汚染物質や各種放射性物質等が海水を汚染している場合には、浄化作業に当たる作業員が海水に接触すると、作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまう恐れがある。
また、海水が放射性物質により汚染されている場合には、海水に接触した作業員が被爆してしまう危険が高まる。
【０００３】
さらに、従来の技術においては、海水浄化作業により生じた廃棄物（例えば、汚染物質を吸着した吸着材や、凝集された汚染物質等）を処理するのは、作業員による手作業で行なわれる場合が多い。
毒性の強い汚染物質（放射性物質等も含む）の場合には、係る廃棄物中に高純度の汚染物質が存在するため、作業員が手作業で処理することは極めて危険である。特に、汚染物質がセシウム等の放射性物質である場合には、作業員が被爆する可能性が高い。
【０００４】
これに加えて、海水を浄化する場合には、浄化処理するべき液体（海水）の量が膨大であるため、海水から汚染物質を除去する効率を高くしないと、海水浄化の実効性を図ることが出来ない。
しかし、上述した従来技術（特許文献１参照）では、ケイ酸塩或いは凝集剤を海水と効率的に反応させるための手法について、明示はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３１２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、作業員が安全に作業を行なうことが出来て、且つ、海水を浄化する作業効率を向上することが出来る海水浄化システムの提案を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の海水浄化システムは、船上に、汚染物質（例えば、放射性物質）を含有する海水を汲み上げて吸着材（例えば、ゼオライト）又は置換反応剤（例えば、フェロシアン化鉄）と混合する攪拌装置（攪拌ミキサー１）と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置（サイクロン分級機４）と、能力（吸着材であれば汚染物質を吸着する能力、置換反応剤であれば汚染物質を吸着して無害化せつめる反応を起こす能力）が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置（ゼオライト回収槽５）と、貯蔵装置（５）内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）を備え、
攪拌装置（１）は、その内部で回転する攪拌用パドル（１ｃ）を有し、攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向（例えば、平面図における時計方向）は攪拌装置（１）内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置（１）内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向）と逆方向であることを特徴としている。
【０００８】
本発明において、前記攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内の濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）から構成されるシステム（１００）を、船上で複数配置して、複数のシステム（１００Ａ、１００Ｂ）間で運転切換可能に構成することが好ましい。
【０００９】
また本発明において、分離装置（４）で分離された海水中に残存する汚染物質を除去する凝集沈殿機構（攪拌反応槽１０及び凝集沈殿槽１２）と、分離装置（サイクロン分級機４）で分離された海水を凝集沈殿機構（１０、１２）に供給する配管（Ｌ１０）と、当該配管（Ｌ１０）に介装されて当該管路を流過する海水に包含される汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する濃度計測装置（濃度センサ、ガイガー＝ミュラー計数管：いわゆるガイガーカウンターＧＣ）を備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、攪拌装置（１）によって、浄化する対象である海水（例えば放射性物質等の汚染物質を含有する海水）と吸着材（例えば、ゼオライト）又は置換反応剤（例えば、フェロシアン化鉄等のフェロシアン化金属）を混合、攪拌することにより、海水中に包含される放射性物質等の汚染物質がゼオライトの様な吸着材に吸着されて除去される。
発明者の研究によれば、特にゼオライトは、セシウムの様な放射性物質を良好に吸着して、海水中から分離、除去する性質が優れている。また、置換反応剤は放射性物質を吸着して、無害化する能力を有している。ここで、置換反応剤としては、フェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物が、海水中の放射性物質を吸着して、無害化する性質が優れているので好適である。
そのため、放射性物質等の汚染物質を含有する海水から、効率的に、汚染物質を除去することが出来る。
なお、上述したフェロシアン化鉄等としては、粒子状に形成されたものが望ましいが、攪拌装置（１）内で海水と混合、攪拌することが出来る形状であれば、粒子状に形成されていなくても良い。
【００１１】
ここで、本発明では攪拌装置（１）内で回転する攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向（例えば、平面図における時計方向Ｆｐ）は攪拌装置（１）内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置（１）内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向Ｆｗ）と逆方向である様に構成すれば、攪拌用パドル（１ｃ）の回転方向下流側に乱流が発生し、或いは、渦（Ｆｒ）が発生するので、攪拌装置（１）内に供給された海水（汚染物質を包含する海水）と吸着材又は置換反応剤とが均一に且つ良好に混合される。その結果、海水中の汚染物質が吸着材又は置換反応剤の表面に接触する可能性が極めて高くなり、吸着材の吸着効率又は置換反応剤による吸着・反応効率が向上する。
そのため、本発明によれば、処理するべき海水量が膨大であっても、効率良く汚染物質を除去することができるので、海水処理の実効性を高めることが出来る。
【００１２】
本発明によれば、攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵する貯蔵装置（５）と、貯蔵装置（５）内部に設けられた濾過装置（フィルター５ｆ）は、全て船（２００）上に配置されている。
そのため、例えば、汚染された海水をオイルフェンスその他の遮蔽手段により海中で分離し、遮蔽手段で分離された汚染された海水の領域周辺部に本発明の構成（１００Ａ、１００Ｂ）を配置した船（２００）を係留し、ポンプ（２００Ｐ）その他の公知手段により、遮蔽手段で分離された領域から汚染された海水を攪拌装置（１）に供給することが可能である。
その様にすれば、汚染された海水の拡散の防止と、汚染物質の除去を同時に行うことが出来る。
【００１３】
また、本発明によれば、海水と吸着材を分離する分離装置（４）と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵する貯蔵装置（５）と、吸着材貯蔵装置（５）内部に設けられた濾過装置（フィルター５ｆ）を備えているので、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質は、大気中に開放されること無く、閉鎖されたシステム内で処理される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質に、作業員が接触する恐れがなく、海水が放射性物質により汚染されていても作業員が被爆してしまうことを防止することが出来る。
特に、放射性物質等の汚染物質を十分に吸着して吸着能力が低下した吸着材（ゼオライト等）や、放射性物質等の汚染物質と十分に反応して吸着・反応する能力が低下した置換反応剤は貯蔵装置（５）に貯留されるので、例えば遠隔操作により作業用ロボットで貯蔵装置（５）内の吸着材又は置換反応剤を処理することにより、浄化作業に当たる作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまうことが防止される。そして、海水が放射性物質により汚染されている場合に、作業員が被爆してしまう恐れがない。
【００１４】
本発明において、前記攪拌装置（１）と、分離装置（４）と、貯蔵装置（５）と、吸着材貯蔵装置（５）内の濾過装置（ゼオライト回収槽５に内蔵された微粒子用フィルター５ｆ）から構成されるシステム（１００Ａ、１００Ｂ）を、船（２００）上で複数配置して、複数のシステム（１００Ａ、１００Ｂ）間で運転切換可能に構成すれば、例えば、貯蔵装置（５）の容量の限界まで吸着材又は置換反応剤が貯留された場合等に、それまで稼動されていたシステムを停止して、それまで稼動していなかったシステムを稼動させて、停止したシステムにおいて、貯蔵装置（５）に貯留された吸着材又は置換反応剤（汚染物質を十分に吸着した吸着材、又は、放射性物質等の汚染物質と十分に反応した置換反応剤）の処理を行うことが出来る。
それにより、貯蔵装置（５）に貯留された吸着材（汚染物質を十分に吸着した吸着材、又は、放射性物質等の汚染物質と十分に反応した置換反応剤）を処理する間も、汚染された海水の浄化を連続して行うことが出来る。
【００１５】
また本発明において、分離装置（サイクロン分級機４）で分離された海水を凝集沈殿機構（１０、１２）に供給する配管（Ｌ１０）に、汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する濃度計測装置（濃度センサ、ガイガーカウンターの様な放射線量計測器ＧＣ）を介装すれば、濃度計測装置（ＧＣ）の測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、吸着材又は置換反応剤の能力が低下しておらず、吸着材又は置換反応剤の能力が十分に汚染物質を吸着又は反応していると判断することが出来る。例えば、吸着材又は置換反応剤がゼオライト（吸着材）であれば、濃度計測装置（ＧＣ）の測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、ゼオライトの吸着能力は低下しておらず、ゼオライトが十分に汚染物質を吸着していると判断出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施形態のブロック図である。
【図３】実施形態で用いられる攪拌装置の平面図である。
【図４】実施形態の作動手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態で用いられる凝集沈殿槽の断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。最初に図１を参照して、本発明の実施形態の概要について説明する。
図１において、海水が汚染されている海域を含む海洋Ｓの洋上に、浄化処理船２００が係留されている。ここで、海洋Ｓにおいて、汚染された海域は、オイルフェンスＯＦによって、清浄な海域と分離・区画されている。
図１で示す様に、浄化処理船２００には、本発明の実施形態に係る海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂが搭載されている。そして浄化処理船２００は、クレーン２００Ｋと、揚水ポンプ２００Ｐを装備している。
揚水ポンプ２００Ｐはクレーン２００Ｋの先端から、ケーブル２００Ｃによって海中に吊り下ろされている。揚水ポンプ２００Ｐには、搬送ライン２００Ｌの一端が接続されており、搬送ライン２００Ｌには浄化処理するべき海水が流れる。搬送ライン２００Ｌは２本に分岐して、それぞれが海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂに接続しており、海水浄化システム１００Ａに連通する分岐ラインには開閉弁２０ＡＶが介装され、海水浄化システム１００Ｂに連通する分岐ラインには開閉弁２０ＢＶが介装されている。
【００１８】
後述するように、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、吸着材（ゼオライト）の吸着能力が低下すると、揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた浄化処理するべき海水を連続的に処理することが出来なくなる。
そのため、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂの交互に稼動して、揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた浄化処理するべき海水が、海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂの何れか一方で浄化される様に構成されている。
海水浄化システム１００Ａを稼動する場合には、開閉弁２０ＡＶが開放され、開閉弁２０ＢＶが閉鎖され、浄化処理するべき海水は海水浄化システム１００Ａに供給される。その場合、海水浄化システム１００Ｂでは、吸着能力が低下した吸着材を回収する。
海水浄化システム１００Ｂを稼動する場合には、開閉弁２０ＢＶが開放され、開閉弁２０ＡＶが閉鎖され、浄化処理するべき海水は海水浄化システム１００Ｂに供給される。そして海水浄化システム１００Ａでは、吸着能力が低下した吸着材を回収する。
【００１９】
次に、図２〜図４を参照して、図１で示す海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂについて説明する。
ここで、図１における海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、その稼動時期が異なるだけで、構成、作用効果は同一である。
図２〜図４において、図１における海水浄化システム１００Ａ、１００Ｂは、説明の簡略化のため、符号１００で表現する。
図２において、全体を符号１００で示す海水浄化システムは、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、ゼオライト回収槽５と、真空タンク６と、ブロワ７と、冷却用補給水タンク８と、攪拌反応槽１０と、凝集沈殿槽１２と、上澄み水槽１４を備えている。
また海水浄化システム１００は、スラリーポンプ３、９と、チューブポンプ１３を備えている。
【００２０】
攪拌ミキサー１は、攪拌槽本体１ａと、吸入口１ｉと、攪拌機１ｂと、攪拌機に設けた攪拌用パドル１ｃと、排出口１ｏとを有している。そして攪拌ミキサー１には、ゼオライト供給機２が設けられている。
浄化処理するべき海水（図１における揚水ポンプ２００Ｐで汲み上げられた海水）は、攪拌ミキサー１の吸入口１ｉから攪拌ミキサー１内に投入される。攪拌ミキサー１内には、ゼオライト供給機２から定量的に、吸着材であるゼオライトが供給される様に構成されている。
ここで、吸着材であるゼオライトのみならず、置換反応剤をミキサー１内に投入することも好適である。置換反応剤は放射性物質を吸着して、無害化する能力を有しているからである。置換反応剤としては、フェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物が、海水中の放射性物質を吸着して、無害化する性質が優れている。
また、ミキサー１内に投入される吸着材（例えばゼオライト）や置換反応剤（フェロシアン化鉄等）としては、粒子状に形成されたものが望ましい。ただし、ミキサー１内で海水と混合、攪拌することが出来る形状であれば、粒子状でなくても良い。
【００２１】
攪拌ミキサー１の平面構造が図３で示されている。
図３において、攪拌ミキサー１の吸入口１ｉは攪拌槽本体１ａ外周に設けられており、吸入口１ｉの右端が攪拌槽本体１ａの外周面に接続されている。そして、全体が円形の攪拌槽本体１ａの接線方向に、吸入口１ｉは延在している。
吸入口１ｉが係る態様で攪拌槽本体１ａの外周面に接続されているため、吸入口１ｉを介して攪拌槽本体１ａ内に流入した海水Ｆｗｉ（浄化処理されるべき海水）は、攪拌槽本体１ａ内で、反時計回りに旋回する（矢印Ｆｗ方向）。
【００２２】
図３において、攪拌機１ｂに設けた３本の攪拌用パドル１ｃは、時計回り（矢印Ｆｐ：海水Ｆｗｉの旋回方向とは逆方向）に回転する様に構成されている。攪拌用パドル１ｃの回転方向（時計回り：矢印Ｆｐ方向）と、海水Ｆｗｉの旋回方向（反時計回り：矢印Ｆｗ方向）とが逆方向であるため、攪拌槽本体１ａ内では、渦流（或いは乱流）Ｆｒが発生する。係る渦流（或いは乱流）Ｆｒが攪拌槽本体１ａ内で発生する結果、浄化処理するべき海水とゼオライトとが良好に混合され、接触する頻度が高くなる。そして、海水に含まれる放射性汚染物質（例えばセシウム）は、攪拌槽本体１ａ内で、良好にゼオライトへ吸着される。
ゼオライト供給機２（図２参照）から攪拌槽本体１ａ内に所定量のゼオライトが供給されるのは、海水Ｆｗｉが攪拌槽本体１ａ内に流入するのと同時である。
【００２３】
図２において、攪拌ミキサー１の上部にサイクロン分級機４が据え付けられている。サイクロン分級機４の下方は開放されており、攪拌ミキサー１内部の攪拌槽本体１ａに連通している。
攪拌ミキサー１の排出口１ｏは、開閉弁Ｖ１を介装したラインＬ１が接続されている。ラインＬ１は、スラリーポンプ３の吸入側に連通している。スラリーポンプ３の吐出側は、ラインＬ３を介して、サイクロン分級機４の吸入口４ｉと接続されている。
ここでラインＬ１は、攪拌ミキサー１の排出口１ｏと開閉弁Ｖ１の間の領域で分岐しており、分岐ラインＬ２は開閉弁Ｖ２を介装しており、ゼオライト回収槽５の吸入口５ｉと連通している。
【００２４】
ゼオライト回収槽５の内部にはフィルター５ｆが設けられ、フィルター５ｆは円筒状で下端が閉塞している。
ゼオライト回収槽５にはゼオライト及び海水が投入される。ここで、ゼオライト回収槽５に投入されるゼオライトは、海水に含まれていた放射性汚染物質（例えばセシウム）を十分に吸着して、吸着能力が低下した状態となっている。そして、ゼオライト回収槽５に投入される海水は、セシウムの様な放射性汚染物質が大部分除去された状態になっている。
フィルター５ｆは、当該海水を透過して、放射性汚染物質（セシウム）を吸着させたゼオライトを濾し摂り、以って、海水とゼオライトとを分離する。
【００２５】
ゼオライト回収槽５の排出口５ｏは、ラインＬ４を介して、真空タンク６の吸入口６ｉに連通している。ゼオライト回収槽５の下流側に真空タンク６を配置することにより、円筒状のフィルター５ｆを下流側から真空引きをするためである。
真空タンク６の上端に設けられた第１の排出口６ｏ１と、ブロワ７の吸入側は、ラインＬ５により接続されている。ブロワ７を稼動することにより、真空タンク６内を真空状態に保つことが出来る。
ここで、ブロワ７は水冷式であり冷却用補給水タンク８の水によって冷却されている。ブロワ７を水冷式にすることにより、ブロワ７の容量を大きくして、長時間稼動することが出来る様に構成されている。以って、真空タンク６を真空に保つことが出来る。なお、ブロワ７の排気は大気に放出される。
ブロワ７にはラインＬ６が接続しており、ラインＬ６は冷却用補給水タンク８の吸入口８ｉに接続している。そして、ラインＬ６には、ブロワ７からの冷却水が流過する。冷却用補給水タンク８の排出口８ｏは、ラインＬ７を介してブロワ７の冷却水の吸入側に連通している。
【００２６】
真空タンク６の下端に設けられた第２の排出口６ｏ２は、ラインＬ８を介して、スラリーポンプ９の吸入口９ｉに連通している。スラリーポンプ９の吐出口９ｏは、ラインＬ９を介して、攪拌反応槽１０の吸入口１０ｉに連通しており、ラインＬ９には開閉弁Ｖ３が介装されている。
これにより、真空タンク６に貯留された海水（概略浄化された海水）は、ラインＬ８、スラリーポンプ９、ラインＬ９を経由して、攪拌反応槽１０に搬送される。
【００２７】
図２において、攪拌ミキサー１の上部に据え付けられたサイクロン分級機４は、その排出口４ｏが、ラインＬ１０を介して、攪拌反応槽１０の吸入口１０ｉに連通している。ラインＬ１０には、ガイガー計測器ＧＣが介装されており、ガイガー計測器ＧＣは、放射性汚染物質（例えばセシウム）の濃度を計測する機能を有している。
攪拌ミキサー１内でゼオライトと共に攪拌された海水は、汚染物質である放射性物質がゼオライトに吸着されるため、概略浄化された状態となる。概略浄化された海水は、サイクロン分級機４でゼオライトと分離して、ラインＬ１０を経由して攪拌反応槽１０に移送される。
図示はされていないが、ラインＬ１０に移送用のスラリーポンプを介装しても良い。
【００２８】
攪拌反応槽１０は凝集沈殿槽１２に隣接しており、攪拌反応槽１０の近傍には吸着凝集剤定量供給機１１が配置され、吸着凝集剤定量供給機１１から攪拌反応槽１０に定量の吸着凝集剤が供給される様に構成されている。
攪拌反応槽１０の排出口１０ｏは、凝集沈殿槽１２の投入口１２ｉに連通している。
攪拌反応槽１０において、サイクロン分級機４から移送された海水に、吸着凝集剤定量供給機１１から吸着凝集剤が供給され、攪拌機１０ｍによって攪拌される。攪拌反応槽１０に供給された吸着凝集剤には、海水に残存する放射性汚染物質が吸着して、凝集する。
放射性汚染物質が吸着して凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、所定のサイクルで凝集沈殿槽１２に移される。
【００２９】
凝集沈殿槽１２において、放射性汚染物質が吸着して凝集した吸着凝集剤と海水の混合物が所定時間滞留し、上澄みと沈殿物（スラリー）とに分離する。
凝集沈殿槽１２は、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓと、第１の排出口１２ｏ１と、第２の排出口１２ｏ２を備えている。
沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓは、凝集沈殿槽１２の底部近傍の全長に亘って設けられている。第１の排出口１２ｏ１は、凝集沈殿槽１２の比較的上方の領域に配置され、上澄液を排出する様に構成されている。第２の排出口１２ｏ２は凝集沈殿槽１２の底部に配置されており、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓで押し出された沈殿物は、第２の排出口１２ｏ２を介して凝集沈殿槽１２から排出される。
凝集沈殿槽１２の第２の排出口１２ｏ２は、ラインＬ１１を介してチューブポンプ１３の吸入側に連通しており、ラインＬ１１には開閉弁Ｖ４が介装されている。そしてチューブポンプ１３の吐出側は、ラインＬ１２を介して、ゼオライト回収槽５の吸入口５ｉに接続されている。
【００３０】
凝集沈殿槽１２の第１の排出口１２ｏ１は、ラインＬ１３を介して上澄み水槽１４に連通している。
上澄み水槽１４の底部にはポンプＰが配置され、上澄み水槽１４内に貯留している上澄液（浄化された海水）が所定量以上になったなら、ラインＬ１４を介して、上澄液（浄化された海水）を海洋Ｓに戻すように構成されている。
ここで、攪拌反応槽１０でゼオライトにより放射性汚染物質が吸着され、残存する汚染物質も攪拌反応槽１０で供給される吸着凝集剤によって吸着され、凝集する。そのため、ラインＬ１４を介して海洋Ｓに戻される海水は、十分に浄化されており、汚染物質濃度は各種基準を下回る程度まで低下している。
【００３１】
図２を参照して、海水の浄化処理について、処理工程順に説明する。
図２において、汚染された海水は、海水浄化システム１００の攪拌ミキサー１の攪拌槽１ａ内に汲み上げられる。攪拌ミキサー１に継続的に汲み上げられた所定量の海水に、ゼオライト供給機２から定量のゼオライトが供給され、攪拌機１ｂが回転する。
攪拌槽本体１ａに海水が流入するのと同時に攪拌機１ｂを回転すれば、攪拌槽本体１ａに流入した海水の旋回方向と攪拌機１ｂの回転方向が逆方向であるため（図３参照）、攪拌槽本体１ａの海水の旋回流において、攪拌用パドル１ｃの下流側に乱流或いは渦Ｆｒが発生し、海水とゼオライトが効率的に混合、攪拌され、海水中の汚染物質がゼオライトに吸着する効率が向上する。
この際に、ラインＬ１、ラインＬ２に介装された開閉バルブＶ１、Ｖ２は、共に閉鎖している。
【００３２】
攪拌機１ｂによる海水とゼオライトの攪拌が所定時間行なわれると、ラインＬ１の開閉バルブＶ１が開放され、スラリーポンプ３が稼動する。ラインＬ２の開閉バルブＶ２は閉鎖している。
攪拌槽１ａ内において、攪拌が進むにつれて、海水中の放射性汚染物質（例えばセシウム）はゼオライトに吸着する。
スラリーポンプ３が稼動し、バルブＶ１が開放されていると、汚染物質を吸着したゼオライトと海水は、ラインＬ３を経由して、サイクロン分級機４に移送される。（汚染物質を吸着させた）ゼオライトと海水は、サイクロン分級機４で分離される。
サイクロン分級機４で分離された海水は概ね浄化されており、ラインＬ１０を経由して攪拌反応槽１０に移送される。一方、汚染物質を吸着させたゼオライトは、サイクロン分級機４から攪拌槽本体１ａ内に戻される。
上述のサイクル（開閉バルブＶ１が開放され、開閉バルブＶ２は閉鎖している場合のサイクル）は、ゼオライトの吸着能力が低下していない間は継続する。
【００３３】
概ね浄化された状態で攪拌反応槽１０に移送された海水には、吸着凝集剤定量供給機１１から吸着凝集剤が供給されて、所定時間、攪拌機１０ｍにより攪拌される。これにより、攪拌反応槽１０内の海水に残存する放射性汚染物質は、吸着凝集剤により吸着・凝集される。すなわち、海水は更に浄化される。
攪拌終了後（所定時間が経過したならば）、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、凝集沈殿槽１２に移される。
凝集沈殿槽１２に移された処理液、すなわち、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤と海水の混合物は、所定時間、凝集沈殿槽１２内に滞留する。内に滞留している間に、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤は沈殿して沈殿物（スラリー）となり、上澄液（浄化された海水）とは分離される。
【００３４】
凝集沈殿槽１２の沈殿物（スラリー：放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤）は、第２の排出口１２ｏ２から、ラインＬ１１、チューブポンプ１３、ラインＬ１２を経由して、ゼオライト回収槽５に戻される。
ゼオライト回収槽５内における放射性汚染物質を十分に吸着したゼオライトと、放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤は、例えば、マニュピレータ等を遠隔操作して、作業員が放射線で被爆しないような態様にて、格納エリア（図示せず）に格納処理される。
凝集沈殿槽１２で放射性汚染物質を吸着・凝集した吸着凝集剤から分離された上澄液、すなわち浄化の完了した海水（浄化海水）は、上澄み水槽１４内に貯留される。そして、上澄み水槽１４内の浄化された海水の容量がしきい値（所定量）を超えると、ポンプＰが稼動してラインＬ１４経由で海洋Ｓに戻される。
上述した様に、ラインＬ１４経由で海洋Ｓに戻される海水は、攪拌反応槽１０でゼオライトにより放射性汚染物質が吸着され、残存する汚染物質も攪拌反応槽１０で供給される吸着凝集剤によって吸着され、凝集しているので、汚染物質濃度は各種基準を下回る程度まで低下している。
【００３５】
次に、ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順について、図４に基づいて、図１、図２をも参照して説明する。
図４のステップＳ１では、海水浄化システム１００を稼動する。図１において、例えば海水浄化システム１００Ａを稼動する。その際には、海水浄化システム１００Ｂは停止する。
図４のステップＳ２では、ラインＬ１（図２）に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖する。
【００３６】
図４において、ステップＳ３では、ラインＬ１０（図２）に介装されたガイガー計測器ＧＣで、ラインＬ１０内を移送される海水における放射性汚染物質濃度を計測する。そしてステップＳ４において、放射性汚染物質濃度が所定値以下であるか否かを判断する。
放射性汚染物質濃度が所定値以下であれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。一方、放射性汚染物質濃度が所定量を越えていれば（ステップＳ４がＮＯ）、ステップＳ７まで進む。
【００３７】
放射性汚染物質濃度が所定値以下であれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、ゼオライトが放射性汚染物質を吸着する能力が未だに維持されている（ゼオライトの吸着能力が低下していない）と判断して、ラインＬ１に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖した状態を続行する（ステップＳ５）。
ラインＬ１に介装した開閉弁Ｖ１を開放し、ラインＬ２に介装した開閉弁Ｖ２を閉鎖した状態（ステップＳ５の状態）では、攪拌ミキサー１から海水及びゼオライトがサイクロン分級機４に移送され、サイクロン分級機４内で放射性汚染物質（セシウム）を吸着させたゼオライトと、概ね浄化された海水が分離される。そして、概ね浄化された海水は攪拌反応槽１０に移送され、放射性汚染物質（例えばセシウム）を吸着させたゼオライトは攪拌ミキサー１へ戻される。
そして、ステップＳ６に進み、ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順を終了するか否かを判断する。ゼオライトの吸着能力が低下したか否かの判断と、吸着能力が低下したゼオライトを処理する作業の手順を続行するのであれば（ステップＳ６がＮＯ）、ステップＳ３まで戻り、ステップＳ３以降を繰り返す。
【００３８】
ラインＬ１０内を移送される海水における放射性汚染物質濃度が所定量を越えている場合（ステップＳ４がＮＯ）には、ゼオライトの吸着能力が低下したと判断して、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、ラインＬ１の開閉弁Ｖ１を閉鎖して、ラインＬ２の開閉弁Ｖ２を開放する。その結果、図２において、攪拌ミキサー１から排出された海水及び放射性汚染物質を吸着させたゼオライトは、ラインＬ２経由でゼオライト回収槽５に移送される。そして、ゼオライト回収槽５内に流入した海水は、真空タンク６によって真空引きされ、ラインＬ４、真空タンク６、ラインＬ８、スラリーポンプ９、ラインＬ９を経由して、攪拌反応槽１０に送られる。
一方、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトは、ゼオライト回収槽５内に貯留される。
【００３９】
ステップＳ８では、ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが貯留しているか否かを判断する（ゼオライト回収槽５が一杯か？）。
ゼオライト回収槽５が一杯になっていなければ（ステップＳ８がＮＯ）ステップＳ９に進み、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５に貯留されたか否かを判断する。
放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５内に貯留するまで、開閉弁Ｖ１を閉鎖し、開閉弁Ｖ２を開放して、海水及びゼオライトをゼオライト回収槽５に移送し続ける（ステップＳ９がＮＯのループ）。
放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトが、全量、ゼオライト回収槽５内に貯留されたならば（ステップＳ９がＹＥＳ）、ゼオライト供給機２から攪拌ミキサー１に、新たなゼオライト（吸着性能が高いゼオライト）を供給する（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトを貯留したならば（ステップＳ８がＹＥＳ）、海水浄化システム１００の運転を切り換える（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１において稼動していた海水浄化システム１００Ａ（図１参照）を停止して、停止していた海水浄化システム１００Ｂ（図１参照）を稼動する。
そして、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライト（放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライト）を、例えば、マニュピレータ等のロボットハンドを遠隔操作して、作業員が放射線で被爆しないような格納エリアに格納処理する（ステップＳ１２）。
ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライトの全量を、格納エリアに格納処理したならば（ステップＳ１３がＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
なお、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライトを格納処理した後（ステップＳ１３の後）、ゼオライト回収槽５内のフィルター５ｆを交換することが出来る。
【００４１】
図４では示されていないが、ステップＳ１１を省略し、ステップＳ１２の際に、開閉弁Ｖ１を開放して、開閉弁Ｖ２を閉鎖しても良い。
その様に構成すれば、ゼオライト回収槽５が、その容量の限界まで、放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライトを貯留した際に（ステップＳ８がＹＥＳ）、ステップＳ１で作動している海水浄化システム１００Ａを停止せず、稼動し続ける。そして、ゼオライト回収槽５に貯留しているゼオライト（放射性汚染物質を十分に吸着して吸着性能が低減したゼオライト）を、格納エリアに格納処理している間には、海水及びゼオライトがゼオライト回収槽５には移送されずに、サイクロン分級機４に送られ、ゼオライトは攪拌ミキサー１へ戻される。
【００４２】
図５は、凝集沈殿槽１２の詳細を示している。図５において、凝集沈殿槽１２は、図２を参照して上述した様に、投入口１２ｉと、沈殿物押出し用のスクリュー１２Ｓと、第１の排出口１２ｏ１と、第２の排出口１２ｏ２を備えている。
投入口１２ｉの近傍には、仕切板１２２が配置されており、仕切板１２２近傍で投入口１２ｉ側の領域にはレベルセンサ１２４が配置されている。仕切板１２２よりも排出口１２ｏ１、１２ｏ２に近い側は分離スペース１２ＵＷとなっており、凝集沈殿槽１２に流入した水を上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離している。すなわち、分離スペース１２ＵＷの上方の領域には上澄水が貯留し、下方の領域には、放射性物質のような汚染物を吸着して凝集した吸着凝集剤が沈殿する。
【００４３】
凝集沈殿槽１２で上澄水が貯留している箇所には上澄水取水部１２６−１〜１２６−４が設けられており、上澄水取水部１２６−１〜１２６−４は第１の排出口１２ｏ１に連通している。
図５において、符号１２ＩＳは投入スペースであり、上澄水と沈殿物ＤＳに分離する以前の段階で、投入口１２ｉから凝集沈殿槽１２に投入された水が貯留している。また、符号１２２ｅは仕切板１２２の下端部を示している。
【００４４】
明確には図示されてはいないが、スクリュー１２Ｓの駆動源（例えば電動モータ）と、レベルセンサ１２４は制御ユニット（図示せず）に接続されており、図示しない制御ユニットには図示しない計時装置（タイマ）を有している。
図５で示す凝集沈殿槽１２によれば、レベルセンサ１２４で投入スペース１２ＩＳの液位（レベル）を計測し、投入スペース１２ＩＳの液位が上限を上回った場合には、スクリュー１２Ｓを駆動して、凝集沈殿槽１２に沈殿した沈殿物ＤＳを、第２の排出口１２ｏ２から排出している。そして、図示しない計時装置（タイマ）により、スクリュー１２Ｓの駆動を開始してから予め設定された時間が経過したことが計時されたならば、スクリュー１２Ｓを停止して、第２の排出口１２ｏ２から沈殿物ＤＳを排出することを停止している。
【００４５】
図５で示すように、凝集沈殿槽１２に沈殿した沈殿物ＤＳが、仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積してしまうと、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するための間隔がなくなってしまい、上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが困難になる。
ここで、投入スペース１２ＩＳには、攪拌反応槽１０から凝集沈殿剤と水の混合物が流入し続けるので、沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積すると、投入スペース１２ＩＳの液位が上昇する。
沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを越える程度まで堆積した場合における投入スペース１２ＩＳの液位を「上限」と設定すれば、沈殿物ＤＳが仕切板１２２の下端部１２２ｅを超えると、投入スペース１２ＩＳの液位が「上限」よりも上昇し、レベルセンサ１２４の検知信号により、スクリュー１２Ｓが駆動する。
【００４６】
スクリュー１２Ｓが駆動すると、沈殿物ＤＳは第２の排出口１２ｏ２から排出される。そして、沈殿物ＤＳがスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出されると、仕切板１２２の下端部１２２ｅの下方の領域に、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するための間隔が確保され、上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが出来る。
スクリュー１２Ｓを駆動してから停止するまでの「予め設定された時間」は、投入スペース１２ＩＳに貯留した水が分離スペース１２ＵＷに移動するのに十分な間隔が仕切板１２２下方に確保される程度まで、沈殿物ＤＳがスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出されるのに十分な時間として設定される。
【００４７】
図５において、沈殿物ＤＳをスクリュー１２Ｓにより凝集沈殿槽１２外に排出するタイミングを、レベルセンサ１２４で投入スペース１２ＩＳの液位に基づいて判断すれば、上述した様に、凝集沈殿槽１２において上澄水と沈殿物或いはスラリーＤＳに分離することが保証される。そして、凝集沈殿槽１２の連続運転が保証される。
これに対して、凝集沈殿槽１２に濁度センサを設けて、沈殿物ＤＳが一定以上沈殿した旨を濁度センサで検知する場合には、濁度センサの感知部にはレンズが用いられているため、沈殿物が当該レンズに付着する等の原因により、使用不能になってしまう場合が多い。図５で示す凝集沈殿槽１２であれば、その様な不都合は生じない。
【００４８】
図示の実施形態によれば、攪拌ミキサー１によって、浄化する対象である海水（例えば放射性物質等の汚染物質を含有する海水）と吸着材（例えば、ゼオライト）を混合、攪拌することにより、海水中に包含される放射性物質（例えばセシウム）等の汚染物質がゼオライトに吸着されて除去される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を含有する海水から、効率的に、汚染物質を除去することが出来る。
これに加えて、海水に残留した放射性物質等も、凝集沈殿槽１２で吸着凝集剤により吸着・凝集するので、海水から放射性物質（例えばセシウム）等の汚染物質が十分に除去される。
【００４９】
また、図示の実施形態では、攪拌ミキサー１内で回転する拡販用攪拌用パドル１ｃの回転方向（例えば、平面図における時計方向Ｆｐ）は攪拌ミキサー１内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌ミキサー１内を旋回する方向（例えば、平面図における反時計方向Ｆｗ）と逆方向である様に構成してある。そのため、攪拌用パドル１ｃの回転方向下流側に乱流が発生し、或いは、渦Ｆｒが発生し、攪拌ミキサー１内に供給された海水（汚染物質を包含する海水）とゼオライトとが均一に且つ良好に混合される。その結果、海水中の汚染物質がゼオライト表面に接触して吸着される可能性が極めて高くなり、ゼオライトによる汚染物質の除去効率が向上する。
そのため、図示の実施形態によれば、処理するべき海水量が膨大であっても、効率良く汚染物質を吸着、除去することができるので、海水処理の実効性を高めることが出来る。
【００５０】
さらに図示の実施形態によれば、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵するゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内部に設けられたフィルター５ｆは、全て処理船２００上に配置されている。
そのため、例えば、汚染された海水をオイルフェンスその他の遮蔽手段により海中で分離し、遮蔽手段で分離された汚染された海水の領域周辺部に、海水処理システム１００Ａ、１００Ｂを搭載した処理船２００を係留し、揚水ポンプ２００Ｐその他の公知手段により、遮蔽手段で分離された領域から汚染された海水を攪拌ミキサー１に汲み上げることが可能である。
その様にすれば、汚染された海水の拡散の防止と、汚染物質の除去を同時に行うことが出来る。
【００５１】
図示の実施形態によれば、サイクロン分級機４と、吸着能力が低下した吸着材を貯蔵するゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内部に設けられたフィルター５ｆを備えているので、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質は、大気中に開放されることなく、閉鎖されたシステム１００内で処理される。
そのため、放射性物質等の汚染物質を除去される以前の海水や、海水から除去された汚染物質に、作業員が接触する恐れがなく、海水が放射性物質により汚染されていても作業員が被爆してしまうことを防止することが出来る。
特に、放射性物質等の汚染物質を十分に吸着して吸着能力が低下したゼオライトはゼオライト回収槽５のフィルター５ｆに貯留されるので、例えば遠隔操作により作業用ロボットでゼオライト回収槽５内のゼオライト及びフィルター５ｆを処理することにより、浄化作業に当たる作業員の身体に毒性の強い汚染物質が付着してしまうことが防止される。そして、海水が放射性物質により汚染されている場合に、作業員が被爆してしまう恐れがない。
【００５２】
そして図示の実施形態において、攪拌ミキサー１と、サイクロン分級機４と、ゼオライト回収槽５と、ゼオライト回収槽５内のフィルター５ｆから構成されるシステムを、浄化処理船２００上で複数配置して、複数のシステム１００Ａ、１００Ｂ間で運転切換可能に構成しているので、例えば、ゼオライト回収槽５の容量の限界まで、汚染物質を吸着したゼオライトが貯留された場合等に、それまで稼動されていた海水浄化システム(例えば１００Ａ）を停止して、それまで稼動していなかった海水浄化システム(例えば１００Ｂ）を稼動させて、停止したシステムにおいて、ゼオライト回収槽５に貯留されたゼオライト（汚染物質を十分に吸着したゼオライト）を処理することが出来る。
そのため、ゼオライト回収槽５に貯留されたゼオライト（汚染物質を十分に吸着したゼオライト）を処理する間も、汚染された海水の浄化を連続して行うことが出来る
【００５３】
これに加えて図示の実施形態では、サイクロン分級機４で分離された海水を攪拌反応槽１０に供給する配管Ｌ１０に、汚染物質（例えば、放射性物質）の濃度を計測する放射線量計測器（ガイガーカウンター）ＧＣを介装している。
そのため、ガイガーカウンターＧＣの測定値が基準値（しきい値）よりも低ければ、ゼオライトの吸着能力は低下しておらず、ゼオライトが十分に汚染物質を吸着していると判断することが出来る。
【００５４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、汚染物質として放射性物質（セシウム）を例示したが、それ以外の汚染物質により海洋が汚染された場合についても、本発明を適用することが可能である。
また、図示の実施形態では、ミキサー１に吸着材であるゼオライトを投入しているが、置換反応剤であるフェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化コバルトの様なフェロシアン化物を投入しても良い。その場合、ゼオライト供給機２、ゼオライト回収槽５は、それぞれ、フェロシアン化物の供給機、フェロシアン化物の回収槽として機能することになる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・攪拌ミキサー
１ｃ・・・攪拌用パドル
２・・・ゼオライト供給機
３・・・スラリーポンプ
４・・・サイクロン分級機
５・・・ゼオライト回収槽
６・・・真空タンク
７・・・ブロワ
８・・・冷却用歩給水タンク
９・・・スラリーポンプ
１０・・・攪拌反応槽
１１・・・吸着凝集剤定量供給機
１２・・・凝集沈殿槽
１３・・・チューブポンプ
１４・・・上澄み槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船上に、汚染物質を含有する海水を汲み上げて吸着材又は置換反応剤と混合する攪拌装置と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置と、能力が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置と、貯蔵装置内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置を備え、攪拌装置は、その内部で回転する攪拌用パドルを有し、攪拌用パドルの回転方向は攪拌装置内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置内を旋回する方向と逆方向であることを特徴とする海水浄化システム。
【請求項１】
船上に、汚染物質を含有する海水を汲み上げて吸着材又は置換反応剤と混合する攪拌装置と、海水と吸着材又は置換反応剤とを分離する分離装置と、能力が低下した吸着材又は置換反応剤を貯蔵する貯蔵装置と、貯蔵装置内で海水を濾過して吸着材又は置換反応剤を分離する濾過装置を備え、攪拌装置は、その内部で回転する攪拌用パドルを有し、攪拌用パドルの回転方向は攪拌装置内に供給された汚染物質を含有する海水が攪拌装置内を旋回する方向と逆方向であることを特徴とする海水浄化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５０２１４（Ｐ２０１２−２５０２１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６８９２（Ｐ２０１１−１２６８９２）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（５００１４８３３０）
【出願人】（５１０２０７６７８）株式会社バイオメルト (2)
【出願人】（５０１４６５８５０）株式会社パワーりめいく (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（５００１４８３３０）
【出願人】（５１０２０７６７８）株式会社バイオメルト (2)
【出願人】（５０１４６５８５０）株式会社パワーりめいく (9)
【Ｆターム（参考）】
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