JP2007326100A - 汚染された液体及び固体廃棄物から電荷を帯びた化学種を除去するための電気化学的システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】界面動電的システムは、陽極区画および陰極区画;それらの間を流体が流通するように接続する処理ゾーン(試料コンテナおよびチャンバーを含んでいる);陽極区画と陰極区画との間に電圧勾配を加える手段;ならびに、pHコントローラを有して成る。チャンバーは、陽極区画と試料コンテナとの間および陰極区画と試料コンテナとの間に配置されている。チャンバーには、汚染物質の電荷を帯びた成分の移動を妨害すると共に、電荷を帯びている化学種を通過させる多孔質マトリックス材料が含まれている。電圧勾配に起因して、試料中の電荷を帯びている化学種は移動する。処理ゾーンのpH調節によって、多孔質マトリックス材料において汚染物質の蓄積が促進され、電荷を帯びている化学種の分離が促進される。
【選択図】図3
Description
しかしながら、電気化学的/界面動電的プロセスは、従来においては核燃料の再処理の液体タンクのケーキ状廃棄物の処理には用いられていなかった。これらの廃棄物は、一般に高い塩含量を有し、プルトニウム、セシウム及びアクチノイド等のように長い半減期を有する核***生成物により汚染されている。これらの廃棄生成物は、環境を汚染する可能性を最小にするために、処分する前に、安定で適切な廃棄物形態に変えることが好ましい。
Claims (17)
- 可溶性の塩およびコロイド粒子からなる群から選ばれる電荷を帯びているカチオンまたはアニオンの化学種を、それが重金属、放射性物質およびそれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の汚染物質と混合されている液体または多孔質固体廃棄物の試料から取り除くための界面動電的システムであって、
陽極を有する陽極区画および陰極を有する陰極区画を含む複数の電極区画;
陽極区画と陰極区画との間を流体が流通するように接続する処理ゾーンであって、試料コンテナおよび少なくとも1つのチャンバーが含まれている処理ゾーン;
処理ゾーンにおいて試料を介する電流の流れを生じさせる陽極と陰極との間で電圧勾配を加える手段;ならびに
pHをモニタするモニタ手段およびpH調節手段を有して成るpHコントローラ
を有して成り、
汚染物質はアニオン成分、カチオン成分およびこれらの混合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の電荷を帯びた成分を含んで成り、
少なくとも1つのチャンバーは、電極区画の少なくとも1つと試料コンテナとの間に配置され、その少なくとも1つのチャンバーには、汚染物質の少なくとも1種の電荷を帯びた成分の移動を妨害すると共に、電荷を帯びている化学種を通過させる多孔質マトリックス材料が含まれており、
電圧勾配は、その電流の影響下において、試料中に存在する電荷を帯びているカチオンの化学種の陰極区画への移動及び試料中に存在する電荷を帯びているアニオンの化学種の陽極への移動を生じさせるようになっており、また
該pH調節手段は、モニタ手段に応じて処理ゾーンのpHを調節し、処理ゾーンに設けられている多孔質マトリックス材料において少なくとも1種の汚染物質の蓄積を促進させ、処理ゾーンからの電荷を帯びている化学種の分離を促進する、
システム。 - 少なくとも1つのチャンバーと陽極区画および陰極区画の少なくとも1つとの間に配置される少なくとも1つの多孔質セパレータを更に有する請求の範囲1記載のシステム。
- 陽極区画及び陰極区画の少なくとも1つが、電解溶液を導入又は排出するようになっている口を更に有する請求の範囲1記載のシステム。
- 電解溶液の流れをモニタするようになっている口に取り付けられた少なくとも1つの流れ用モニタを更に有して成る請求の範囲3記載のシステム。
- 処理ゾーン内における試料の中の電流の流れをモニタするために少なくとも1つの補助電極を処理ゾーン内に更に有する請求の範囲1記載のシステム。
- 陽極区画及び陰極区画の少なくとも1つが気体排出口を更に有する請求の範囲1記載のシステム。
- 少なくとも1つのチャンバーが陽極に隣接して配置され、多孔質マトリックス材料は、汚染物質のアニオン成分の移動を妨害し、カオリナイト及びアンディソル・クレーからなる群から選ばれる請求の範囲1記載のシステム。
- 陽極区画及び陰極区画の少なくとも1つが、pHのモニタ及び調節を行うpHコントローラを更に有する請求の範囲1記載のシステム。
- 少なくとも1つのチャンバーが陰極に隣接して配置され、多孔質マトリックス材料は、汚染物質のカチオン成分の移動を妨害し、カオリナイト及びモンモリロナイトからなる群から選ばれる請求の範囲1記載のシステム。
- 可溶性の塩およびコロイド粒子からなる群から選ばれる電荷を帯びているカチオンまたはアニオンの化学種を、それが重金属、放射性物質およびそれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の汚染物質と混合されている試料から取り除くための方法であって、
請求の範囲1記載の界面動電的システムを供する工程;
界面動電的システムの処理ゾーン内に試料を入れる工程;
陽極と陰極との間に電圧勾配を形成することによって試料の中に電流を流れさせ、その電流の影響下において、試料中に存在する電荷を帯びているカチオンの化学種の陰極区画への移動及び試料中に存在する電荷を帯びているアニオンの化学種の陽極区画への移動を生じさせる工程;並びに
処理ゾーン内のpHをモニタ及び調節し、処理ゾーンに設けられている多孔質マトリックス材料において少なくとも1種の汚染物質の蓄積を促進させ、試料からの電荷を帯びている化学種の分離を促進する工程
を含んで成る方法。 - 界面動電的システムの陽極区画及び陰極区画の少なくとも1つに電解溶液を入れる工程を更に含む請求の範囲10記載の方法。
- 試料がセシウムを含んでなる請求の範囲10記載の方法。
- 試料を処理ゾーン内に入れる前に、セシウムに結合する物質により試料を予備処理する工程を更に含む請求の範囲12記載の方法。
- 試料の予備処理工程が、試料をモンモリロナイトに接触させることを含む請求の範囲13記載の方法。
- 電荷を帯びている化学種を除去した試料をガラス状化する工程を更に含む請求の範囲10記載の方法。
- カチオン及びアニオンからなる群から選ばれる電荷を帯びている化学種を、それが少なくとも1種の汚染物質と混合されている試料から取り除くための界面動電的システムであって、
陽極を有する陽極区画;
陰極を有する陰極区画;
陽極区画と陰極区画との間を流体が流通するように接続する処理ゾーンであって、試料コンテナ、第1のチャンバーおよび第2のチャンバーが含まれている処理ゾーン;
処理ゾーンにおいて試料を介する電流の流れを生じさせる陽極と陰極との間で電圧勾配を加える手段;ならびに
pHをモニタするモニタ手段およびpH調節手段を有して成るpHコントローラ
を有して成り、
汚染物質は、アニオン成分、カチオン成分およびこれらの混合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の電荷を帯びた成分を含んで成り、
第1のチャンバーが、試料コンテナと陽極区画との間に配置されており、汚染物質のアニオン成分の移動を妨害すると共に、電荷を帯びている化学種を通過させる多孔質マトリックス材料を含むようになっており、また、第2のチャンバーが、試料コンテナと陰極区画との間に配置されており、汚染物質のカチオン成分の移動を妨害すると共に、電荷を帯びている化学種を通過させる多孔質マトリックス材料を含むようになっており、
電圧勾配は、その電流の影響下において、試料中に存在するカチオンの陰極区画への移動及び試料中に存在するアニオンの陽極への移動を生じさせるようになっており、また
該pH調節手段は、モニタ手段に応じて処理ゾーンのpHを調節し、処理ゾーンに設けられている多孔質マトリックス材料において少なくとも1種の汚染物質の蓄積を促進させ、処理ゾーンからの電荷を帯びている化学種の分離を促進する、
システム。 - 第1のチャンバーと試料コンテナとを隔てる第1の多孔質セパレータおよび第2のチャンバーと試料コンテナとを隔てる第2の多孔質セパレータを更に含む請求の範囲16記載のシステム。
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