JP6090095B2

JP6090095B2 - 飛灰洗浄装置および飛灰洗浄方法

Info

Publication number: JP6090095B2
Application number: JP2013208082A
Authority: JP
Inventors: 多田　光宏; 光宏多田; 洋平冨田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-10-03
Also published as: JP2015072200A

Description

本発明は、放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する飛灰洗浄装置および飛灰洗浄方法に関する。

放射性物質（放射性セシウム等）により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰には、上記放射性物質が含まれる。該放射性物質を含む飛灰が規定値以下の低汚染状態のものであれば、既存の最終処分場に埋立処分することが可能であるが、高汚染状態のものである場合には、既存の最終処分場に直接埋立処分することができず、飛灰をセメント固化したり容器に収容したりして放射性物質の溶出防止対策を施してから、管理型埋立処分場に埋立処分することになっている。

しかし、実際には、溶出防止対策を施す処分は進んでおらず、放射性物質を含む飛灰は処分されずに保管されたままになっており、膨大な量（体積）となってしまっている。そこで、放射性物質を含む飛灰を既存の最終処分場に埋立処分可能とするために、例えば非特許文献１のように、飛灰を、該最終処分場での埋立処分が可能なレベルにまで放射性物質の濃度を低減するように洗浄して除染する技術が検討されている。

非特許文献１に記載の飛灰洗浄を行うための飛灰洗浄装置の構成の概要を図３に示す。図３に見られるように、この飛灰洗浄装置は、放射性物質（セシウム等）を含む飛灰を洗浄水で洗浄して飛灰のスラリを生成する洗浄装置１１と、該洗浄装置１１に接続され上記スラリを脱水するとともに飛灰粒子間の間隙水に含まれている放射性物質をリンス用水に溶解して移行させる脱水リンス装置１２と、洗浄装置１１および脱水リンス装置１２に接続され、洗浄装置１１からの洗浄排水および脱水リンス装置１２からのリンス排水に含まれる放射性物質を吸着剤により吸着除去する吸着装置１３と、該吸着装置１３に接続され該吸着装置１３からの吸着処理排水に含まれる放射性物質を固化する固化処理装置１４とを有している。

固化処理装置１４は、後述する逆浸透膜処理装置１５を有しており、該逆浸透膜処理装置１５で放射性物質を分離された固化処理排水は、洗浄水およびリンス用水として用いるために戻される。具体的には、上記固化処理排水は、外部からの補給水とともに、洗浄水として洗浄装置１１に供給され、また、リンス用水として脱水リンス装置１２に供給される。

洗浄装置１１は、飛灰を受け入れて収容するとともに該飛灰を洗浄するための洗浄水の注入を受ける洗浄槽（図示せず）を有しており、該洗浄槽内にて、飛灰に含まれる放射性物質を洗浄水に溶解させるとともに上記飛灰のスラリを生成するようになっている。

脱水リンス装置１２は、スラリを脱水するためのベルトフィルタ、フィルタプレス等の脱水機（図示せず）を有している。該脱水リンス装置１２は、洗浄装置１１からのスラリを受けて上記脱水機でスラリを脱水する際、リンス用水をスラリに散水して、該スラリの飛灰粒子の間の間隙水に含まれる放射性物質をリンス用水に溶解して移行させるようになっている。

吸着装置１３は、放射性物質を吸着するための吸着剤が充填されており、洗浄装置１１からの洗浄排水および脱水リンス装置１２からのリンス排水を受けて、該洗浄排水および該リンス排水に含まれる放射性物質を上記吸着剤によって吸着除去するようになっている。

固化処理装置１４は、吸着装置１３からの吸着処理排水、すなわち該吸着装置１３で放射性物質が吸着され放射性物質の含有濃度が低減された洗浄排水およびリンス排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜（ＲＯ膜。図示せず）で放射性物質を分離除去するための逆浸透膜処理装置１５と、該逆浸透膜処理装置１５で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を加熱器（図示せず）で加熱して水分を蒸発させて放射性物質を固化させる蒸発固化処理装置１６とを有している。

また、図３に見られるように、逆浸透膜処理装置１５の逆浸透膜処理を施され固化処理装置１４外へ排出された排水（固化処理排水）を移送するための移送管は、補給水の供給管に接続されている。これによって、戻された固化処理排水に補給水が補給され、洗浄水またはリンス用水として、それぞれ洗浄装置１１または脱水リンス装置１２に供給される。

このような構成の飛灰洗浄装置によって、飛灰は以下の要領で処理される。まず、洗浄装置１１の洗浄槽に、放射性物質を含む飛灰が供給されるとともに洗浄水が注入される。上記洗浄槽内にて、洗浄水と飛灰との液固比を３〜５程度とした状態で該飛灰を洗浄水中に撹拌しながら浸漬して、該飛灰のスラリを生成するとともに、該飛灰から放射性物質を洗浄水に溶解させる。このようにして生成されたスラリの飛灰粒子同士間の間隙水には放射性物質が含まれている。

洗浄装置１１で生成されたスラリは、脱水リンス装置１２へ送られて、脱水機で脱水処理される。この脱水処理の際、リンス用水がスラリに散水され、該スラリの飛灰粒子同士間の間隙水に含まれる放射性物質がリンス用水に溶解して移行する。スラリが脱水処理された後の飛灰（脱水灰）は、放射性物質の含有濃度が十分に低減されており、既存の埋立処分場で埋立処分される。

洗浄装置１１からの洗浄排水および脱水リンス装置１２からのリンス排水は吸着装置１３に送られて、該洗浄排水および該リンス排水に含まれる放射性物質が吸着剤によって吸着除去される。吸着装置１３からの排水、すなわち放射性物質の含有濃度が低減された吸着処理排水は、固化処理装置１４に送られて、該固化処理装置１４の逆浸透膜処理装置１５で該吸着処理排水に含まれる放射性物質が分離される。この分離された放射性物質を含む濃縮水は蒸発固化処理装置１６で加熱され、その結果、水分が蒸発して放射性物質が固化される。その固化物は、当初の飛灰に比べて放射性物質が大幅に濃縮され減容されており、容器に収容されて保管される。

一方、逆浸透膜処理装置１５で逆浸透膜処理を施され放射性物質が分離除去された排水は、固化処理排水として固化処理装置１４から排出される。この固化処理排水は、洗浄水やリンス用水として利用可能な程度まで、放射性物質が十分に除去されており、図３に見られるように帰還され、補給水とともに、洗浄水またはリンス用水として洗浄装置１１または脱水リンス装置１２へ供給される。

「飛灰中セシウムの洗浄分離に関する研究」、第23回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集廃棄物資源循環学会 2012年10月22日、E2-2、p.573

非特許文献１では、既述したように、脱水リンス装置１２は、飛灰のスラリを脱水する際、飛灰粒子同士間の間隙水に含まれる放射性物質を除去するために、リンス用水を散水しながら脱水する。しかし、脱水灰（脱水処理された飛灰）中の放射性物質の残留濃度をリンスで十分に低くするには多量のリンス用水が必要であり、その分、脱水リンス装置１２からのリンス排水の量も多量となる。また、非特許文献１では、洗浄装置１１からの洗浄排水や脱水リンス装置１２からのリンス排水を洗浄水やリンス用水として再利用するために、洗浄排水およびリンス排水の放射性物質濃度を低減すべく、該洗浄排水およびリンス排水に含まれる放射性物質を、吸着処理や逆浸透膜処理により除去している。しかし、上述したように、リンス排水量が多量となる結果、吸着装置１３および逆浸透膜処理装置１５の規模を大きくする必要が生じ、設備費や運転費が嵩むという問題点がある。

本発明では、このような事情に鑑みて、設備費や運転費を低く抑えつつ、飛灰から放射性物質を効率良く除去できる飛灰洗浄装置および飛灰洗浄方法を提供することを課題とする。

＜第一発明＞
第一発明に係る飛灰洗浄装置は、放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する。

かかる飛灰洗浄装置において、第一発明では、放射線物質を含む上記飛灰を収容し該飛灰の洗浄のための洗浄水の注入を受ける洗浄槽を有し、該洗浄槽内で上記飛灰を洗浄水により洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成して、該溶解水を洗浄排水として排水するとともに、上記スラリを排出する洗浄装置と、該洗浄装置からの洗浄排水を受け該洗浄排水に含まれる飛灰を濾過材で捕捉して除去し、該飛灰が除去された洗浄排水を濾過処理排水として排水するとともに、捕捉した飛灰を濾過残渣として排出する濾過装置と、該濾過装置からの濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去装置と、上記洗浄装置からの上記スラリおよび上記濾過装置からの上記濾過残渣を受け該スラリおよび該濾過残渣を脱水処理する脱水処理装置と、該脱水処理装置からの脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理し、放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水する固化処理装置とを備え、上記洗浄装置は、上記除去装置からの除去処理排水と上記固化処理装置からの固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として上記洗浄槽に受けることを特徴としている。

第一発明に係る飛灰洗浄装置では、洗浄装置で生成された溶解水は、放射性物質の含有濃度が高くなっており、また、スラリにならなかった飛灰を含んでおり、洗浄排水として濾過装置へ送られる。そして、該洗浄排水は、濾過装置で該洗浄排水中に含まれる飛灰が捕捉されて除去され、濾過処理排水として除去装置に送られ、該除去装置で放射性物質が効率良く除去される。また、放射性物質が除去された濾過処理排水を除去処理排水として排水し洗浄装置の洗浄槽に洗浄水として戻すことにより、外部からの補給水の補給をできる限り少なくして飛灰の洗浄を行うことができる。

洗浄装置では、従来の脱水リンス装置のように多量のリンス用水を散水するのではなく、洗浄槽内で飛灰を攪拌して洗浄できる程度の量の洗浄水を供給するだけでよい。つまり、第一発明では、飛灰の洗浄に使用される洗浄水の量は、従来必要とされた上記リンス用水の量と比較して少量で済む。したがって、除去装置で除去処理される濾過処理排水の量もその分少なくなるので、上記除去装置の規模を小さくすることができ、除去装置の設備費や運転費を抑制することができる。

また、第一発明では、脱水処理装置は、スラリおよび濾過残渣を脱水処理する際に、従来のようにリンス用水の供給を受けない。したがって、上記脱水処理装置から排出される脱水処理排水は、スラリおよび濾過残渣に含まれる水分だけであり、脱水リンス装置でリンス用水を散水していた従来と比較して少量である。この結果、固化処理装置で固化処理される排水の量もその分少なくなるので、上記固化処理装置の規模を小さくすることができ、固化処理装置の設備費や運転費を抑制することができる。

また、除去装置からの除去処理排水および固化処理装置からの固化処理排水は、洗浄装置の洗浄槽へ帰還して洗浄水として再利用される。この除去処理排水および固化処理排水によって洗浄水を賄うことができるので、外部から新たに洗浄槽へ補給する補給水はわずかな量で済み、洗浄水による飛灰の洗浄を効率よく行うことができる。

＜第二発明＞
第二発明に係る飛灰洗浄装置は、放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する。

放射線物質を含む上記飛灰を収容し該飛灰の洗浄のための洗浄水の注入を受ける洗浄槽と該洗浄槽内に設けられる濾過材とを有し、該洗浄槽内で上記飛灰を洗浄水により洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成し、上記溶解水に含まれる飛灰を上記濾過材で捕捉して除去して、該飛灰が除去された溶解水を濾過処理排水として排水するとともに、上記スラリおよび濾過残渣である捕捉した飛灰を排出する洗浄装置と、該洗浄装置からの濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去装置と、上記洗浄装置からの上記スラリおよび上記濾過残渣を受け該スラリおよび該濾過残渣を脱水処理する脱水処理装置と、該脱水処理装置からの脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理し、放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水する固化処理装置とを備え、上記洗浄装置は、上記除去装置からの除去処理排水と上記固化処理装置からの固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として上記洗浄槽に受けることを特徴としている。

第二発明に係る飛灰洗浄装置では、洗浄装置で生成された溶解水は、放射性物質の含有濃度が高くなっており、また、スラリにならなかった飛灰を含んでいる。該溶解水は、該溶解水中に含まれる飛灰が濾過材で捕捉されて除去され、濾過処理排水として除去装置に送られ、該除去装置で放射性物質が効率良く除去される。また、放射性物質が除去された濾過処理排水を除去処理排水として排水し洗浄装置の洗浄槽に洗浄水として戻すことにより、外部からの補給水の補給をできる限り少なくして飛灰の洗浄を行うことができる。

第二発明においても、第一発明と同様に、多量のリンス用水が不要であるので、除去装置および固化処理装置の設備費や運転費の抑制することができ、また、除去処理排水および固化処理排水によって洗浄水を賄うことができるので、補給水の量を最小限として、飛灰の洗浄の効率化を図ることができる。

また、第二発明では、飛灰を捕捉するための濾過材が、洗浄装置の洗浄槽内に設けられているので、該濾過材を有する濾過装置を洗浄装置の外部に設ける場合と比較して、飛灰洗浄装置全体をコンパクトにすることができる。

＜第三発明＞
第三発明に係る飛灰洗浄方法は、放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する。

かかる飛灰洗浄方法において、第三発明では、放射線物質を含む上記飛灰を洗浄槽に収容し、該飛灰の洗浄のための洗浄水により該飛灰を上記洗浄槽内で洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成して、該溶解水を洗浄排水として排水するとともに、上記スラリを排出する洗浄工程と、該洗浄工程で排水された上記洗浄排水に含まれる飛灰を濾過材で捕捉して除去し、該飛灰が除去された洗浄排水を濾過処理排水として排水するとともに、捕捉した飛灰を濾過残渣として排出する濾過工程と、該濾過工程で排水された濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去工程と、上記洗浄工程で排出された上記スラリおよび上記濾過工程で排出された上記濾過残渣を脱水処理する脱水処理工程と、該脱水処理工程で排水された脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理し、放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水する固化処理工程とを備え、上記洗浄工程にて、上記除去工程で排水された除去処理排水と上記固化処理工程で排水された固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として、上記洗浄槽に受けることを特徴としている。

＜第四発明＞
第四発明に係る飛灰洗浄方法は、放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する。

かかる飛灰洗浄方法において、第四発明では、放射線物質を含む上記飛灰を濾過材が設けられた洗浄槽に収容し、該飛灰の洗浄のための洗浄水により該飛灰を上記洗浄槽内で洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成し、上記溶解水に含まれる飛灰を上記濾過材で捕捉して除去して、該飛灰が除去された溶解水を濾過処理排水として排水するとともに、上記スラリおよび濾過残渣である捕捉した飛灰を排出する洗浄工程と、該洗浄工程で排水された濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去工程と、上記洗浄工程で排出された上記スラリおよび上記濾過残渣を脱水処理する脱水処理工程と、該脱水処理工程で排水された脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理し、放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水する固化処理工程とを備え、上記洗浄工程にて、上記除去工程で排水された除去処理排水と上記固化処理工程で排水された固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として、上記洗浄槽に受けることを特徴としている。

以上のように、本発明では、洗浄装置で生成された溶解水は、放射性物質の含有濃度が高くなっており、また、スラリにならなかった飛灰を含んでいる。該溶解水は、該溶解水に含まれる飛灰が濾過材で捕捉されて除去され、濾過処理排水として除去装置に送られる。該除去装置では、吸着剤による吸着処理あるいは分離除去剤および凝集剤による凝集沈殿分離により濾過処理排水から放射性物質を除去することにより、該濾過処理排水に含まれる放射性物質が効率よく除去される。また、放射性物質が除去された濾過処理排水を除去処理排水として排水し洗浄装置の洗浄槽に洗浄水として戻すことにより、外部からの補給水の補給をできる限り少なくして飛灰の洗浄を行うことができる。また、飛灰の洗浄に使用される洗浄水の量は、従来必要とされたリンス用水の量と比較して少量で済み、除去装置で除去処理される濾過処理排水の量が少なくなるので、除去装置の規模を小さくすることができ、除去装置の設備費や運転費を抑制することができる。

また、脱水処理装置では、スラリおよび濾過残渣を脱水処理する際にリンス用水の供給を受けない。したがって、上記脱水処理装置から排出される脱水処理排水は、スラリおよび濾過残渣に含まれる水分だけであり、リンス用水を散水していた従来と比較して少量である。この結果、固化処理装置で固化処理される排水の量もその分だけ少なくなるので、上記固化処理装置の規模を小さくすることができる。したがって、固化処理装置の設備費や運転費を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る飛灰洗浄装置を示す概略構成図である。図１の実施形態の変形例に係る飛灰洗浄装置の洗浄装置を示す概略構成図である。従来の飛灰洗浄装置を示す概略構成図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る飛灰洗浄装置を示す概略構成図である。本実施形態に係る飛灰洗浄装置は、放射性物質（セシウム等）を含む飛灰の該放射性物質の含有濃度を、既存の埋立処分場で埋立処分可能な程度にまで低減させるように、該飛灰を洗浄する。洗浄後の放射性物質を高濃度で含有する排水から放射性物質を吸着剤により吸着除去し、洗浄後の飛灰を脱水処理した排水中の放射性物質を逆浸透膜処理により濃縮し、該濃縮水の水分蒸発固化後の放射性物質を含む固化物を保管する。

図１に見られるように、飛灰洗浄装置は、放射性物質を含む飛灰を洗浄水で洗浄して飛灰のスラリを生成する洗浄装置１と、該洗浄装置１に接続され、該洗浄装置１からの洗浄排水を受けて該洗浄排水に含まれる飛灰を濾過材により捕捉して除去する濾過装置２と、濾過装置２からの濾過処理排水に含まれる放射性物質を吸着剤により吸着除去する除去装置としての吸着装置３と、濾過装置２からの濾過残渣（捕捉した飛灰）を脱水処理する脱水処理装置４と、脱水処理装置４からの脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理する固化処理装置５とを有している。

洗浄装置１は、放射性物質を含む飛灰を受け入れて収容するとともに該飛灰の洗浄のための洗浄水の注入を受ける洗浄槽（図示せず）を有しており、該洗浄槽内で飛灰を洗浄水により洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と上記飛灰のスラリとを生成するようになっている。飛灰に含まれる放射性物質はそのほとんどが溶解水に溶解する。上記洗浄槽内では、スラリが沈降して下層を占めるので、溶解水は上層を形成し、洗浄排水として排水される。

また、洗浄装置１の洗浄槽には、洗浄水供給管８が接続されており、該洗浄水供給管８から洗浄水が供給されるようになっている。本実施形態では、洗浄水として、吸着装置３からの除去処理排水としての吸着処理排水と、固化処理装置５からの固化処理排水と、さらには、吸着処理排水および固化処理排水による水量に対する不足分（例えば、後述の蒸発固化処理装置７で蒸発する分）を補う量だけ外部から補給される補給水とが、洗浄水供給管８を経て上記洗浄槽に供給される。

濾過装置２は、洗浄装置１の洗浄槽の上部に配管を介して接続されており、洗浄槽から排水された溶解水、すなわち洗浄排水を受ける。該濾過装置２は、洗浄排水に混ざっている飛灰を捕捉するための濾過材（図示せず）を有している。該濾過材は、例えば、メッシュフィルターや濾過膜等により構成される。濾過装置２は、濾過材に付着した飛灰による閉塞を防止する閉塞防止機構（図示せず）を有していている。該閉塞防止機構は、例えば、濾過材を透過した濾過処理排水を逆流させ飛灰を除去する逆洗機構や、濾過材に機械的振動を与えて飛灰を除去する機構や、圧縮空気を吹き込んで濾過材に振動を与えて飛灰を除去する機構によって構成することができる。濾過材により飛灰が除去された洗浄排水は、濾過処理排水として排水される。

吸着装置３は、濾過装置２に接続されており、濾過装置２からの濾過処理排水を受ける。該吸着装置３は、放射性物質を吸着するための吸着剤が充填された充填層を有しており、濾過処理排水に含まれる放射性物質を上記吸着剤によって吸着除去するようになっている。本実施形態では、上記吸着剤として、例えばゼオライト等が使用されている。また、吸着装置３は、既述の洗浄水供給管８に接続されており、吸着装置３から排出された吸着処理排水が上記洗浄水供給管８に送られるようになっている。

本実施形態では、濾過処理排水に含まれる放射性物質を除去するための除去装置として、上述の吸着装置３を設けることとしたが、これに代えて、上記除去装置として、濾過処理排水に含まれる放射性物質を凝集沈殿分離により除去する凝集沈殿分離装置を設けてもよい。該凝集沈殿分離装置は、濾過処理排水の注水を受ける凝集沈殿槽を有し、該濾過処理排水に分離除去剤粒子を添加して該分離除去剤粒子に放射性物質を吸着させ、さらに凝集剤を添加して、懸濁している分離除去剤粒子を凝集そして沈殿させ、その沈殿物を抜き出すことにより上記放射性物質を除去する。上記分離除去剤粒子としては、例えば、フェロシアン化金属錯塩、例えばフェロシアン化ニッケル錯塩、プルシアンブルー（フェロシアン化鉄錯塩）が使用され、また、上記凝集剤としては、例えば、硫酸第二鉄などが使用される。

脱水処理装置４は、洗浄装置１の洗浄槽の下部および濾過装置２に配管を介して接続されており、該洗浄槽の下部に沈降しているスラリおよび濾過装置２で捕捉除去された濾過残渣である飛灰を受けるようになっている。該脱水処理装置４は、例えばベルトフィルタ、フィルタプレス等の脱水機（図示せず）を有しており、該脱水機でスラリおよび濾過残渣を脱水処理する。

固化処理装置５は、脱水処理装置４に接続されており、脱水処理装置４から排水される放射性物質を含む脱水処理排水を受けるようになっている。固化処理装置５は、脱水処理排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜（ＲＯ膜。図示せず）で分離除去するための逆浸透膜処理装置６と、該逆浸透膜処理装置６で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を加熱器（図示せず）で加熱して水分を蒸発させることにより放射性物質を濃縮して固化させる蒸発固化処理装置７とを有している。

また、逆浸透膜処理装置６は、既述の洗浄水供給管８に接続されており、逆浸透膜処理装置６で逆浸透膜処理を施され固化処理装置５外へ排水された固化処理排水が上記洗浄水供給管８に送られるようになっている。

このような構成を有する本実施形態の飛灰洗浄装置によって、放射性物質を含む飛灰は以下の要領で処理される。まず、洗浄装置１の洗浄槽に、放射性物質を含む飛灰が供給されるとともに洗浄水が注入される。上記洗浄槽内にて、該飛灰を洗浄水中に撹拌しながら浸漬して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成する。このとき、飛灰に含まれる放射性物質はそのほとんどが溶解水に溶解するので、上記スラリ中の放射性物質の濃度は十分に低減されている。

上記洗浄槽で生成された溶解水は、洗浄排水として排水されて濾過装置２へ送られる。濾過装置２に送られた洗浄排水は、該洗浄排水中に混ざっている飛灰が濾過材で捕捉されて除去され、該濾過材を透過した洗浄排水が濾過処理排水として吸着装置３へ送られる。上記飛灰に含まれていた放射性物質はそのほとんどが洗浄装置１での洗浄により洗浄排水中に溶解しているので、上記濾過材で捕捉される飛灰中の放射性物質の濃度は十分に低減されている。上記洗浄槽で生成されたスラリおよび濾過装置２で除去された濾過残渣（飛灰）は、脱水処理装置４へ送られて、脱水機により脱水処理される。

吸着装置３へ送られた濾過処理排水は、吸着剤の充填層を透過することにより、濾過処理排水に含まれる放射性物質が上記充填層における吸着剤によって吸着除去される。この結果、濾過処理排水は、洗浄水として再利用可能な程度まで放射性物質が上記吸着剤により吸着除去されてから、吸着処理排水として吸着装置３から排水される。該吸着処理排水は、洗浄水供給管８へ送られて、洗浄装置１の洗浄槽へ洗浄水として供給される。また、上述の吸着処理を繰り返して放射性物質を吸着した上記吸着剤は、適宜、吸着装置３から取り出された後、保管される。また、吸着装置３には新たな吸着剤が充填される。

また、上記洗浄装置１で生成されたスラリおよび濾過装置９で捕捉除去された濾過残渣（飛灰）は、脱水処理装置４へ送られて、脱水機により脱水処理される。該スラリおよび該濾過残渣が脱水処理された後の飛灰（脱水灰）は、放射性物質の含有濃度が十分に低減されており、既存の埋立処分場で埋立処分される。

脱水処理装置４からの脱水処理排水は、固化処理装置５の逆浸透膜処理装置６へ送られて、該逆浸透膜処理装置６で逆浸透膜処理されて放射性物質が分離除去される。分離除去された放射性物質を含む濃縮水は、蒸発固化処理装置７へ送られて、加熱器で加熱され、水分が蒸発することにより、放射性物質が固化される。該放射性物質の固化物は容器に収容されて保管される。

脱水処理排水は、逆浸透膜処理装置６で逆浸透膜処理された後には、洗浄水として再利用可能な程度までに放射性物質が除去されており、固化処理排水として固化処理装置５から排水される。該固化処理排水は、洗浄水供給管８へ送られて、洗浄装置１の洗浄槽へ洗浄水として供給される。

本実施形態に係る飛灰洗浄装置では、洗浄装置１で生成された溶解水は、放射性物質の含有濃度が高くなっており、また、飛灰が混ざっており、洗浄排水として濾過装置２へ送られる。そして、該洗浄排水は、濾過装置２で該洗浄排水中に混ざっている飛灰が捕捉されて除去され、濾過処理排水として吸着装置３に送られ、該吸着装置３で放射性物質が効率良く除去される。また、放射性物質が除去された濾過処理排水を吸着処理排水として排水し洗浄装置１の洗浄槽に洗浄水として戻すことにより、外部からの補給水の補給をできる限り少なくして飛灰の洗浄を行うことができる。

洗浄装置１では、従来の脱水リンス装置のように多量のリンス用水を散水するのではなく、洗浄槽内で飛灰を攪拌して洗浄できる程度の量の洗浄水を供給する。つまり、本実施形態では、飛灰の洗浄に使用される洗浄水の量は、従来必要とされた上記リンス用水の量と比較して少量で済む。したがって、吸着装置３で吸着処理される濾過処理排水の量もその分少なくなるので、上記吸着装置３の規模を小さくすることができ、吸着装置３の設備費や運転費を抑制することができる。

また、本実施形態では、脱水処理装置４は、スラリおよび濾過残渣を脱水処理する際に、従来のようにリンス用水の供給を受けない。したがって、脱水処理装置４から排出される脱水処理排水は、スラリおよび濾過残渣に含まれる水分だけであり、脱水リンス装置でリンス用水を散水していた従来と比較して少量である。この結果、固化処理装置５で固化処理される排水の量もその分少なくなるので、固化処理装置５の規模を小さくすることができ、固化処理装置５の設備費や運転費を抑制することができる。

また、吸着装置３からの吸着処理排水および固化処理装置５からの固化処理排水は、洗浄装置１の洗浄槽へ帰還して洗浄水として再利用される。この吸着処理排水および固化処理排水によって洗浄水を賄うことができるので、外部から新たに洗浄槽へ補給する補給水はわずかな量で済み、洗浄水による飛灰の洗浄を効率よく行うことができる。

本実施形態では、固化処理装置５は、逆浸透膜処理装置６で分離除去された放射性物質を、蒸発固化処理装置７の加熱器で加熱して水分を蒸発させることにより、固化させることとしたが、この蒸発固化処理装置７に代えて、例えば、セメント固化処理装置を設けて、上記放射性物質をセメントで固化することとしてもよい。セメントで固化された固化物は、そのまま保管してもよいし、容器に収容して保管してもよい。

本実施形態では、図１に見られるように、濾過装置２が洗浄装置１とは別個の装置として設けられることとしたが、これに代えて、図２に見られる変形例のように、洗浄装置１の内部に濾過材２’を設けることとしてもよい。

図２は、図１の実施形態の変形例に係る飛灰洗浄装置の洗浄装置１を示す概略構成図である。この変形例では、洗浄装置１の内部に濾過材２’が設けられている点を除き、図１の実施形態と構成が同じであるので、図２では洗浄装置１および濾過材２’のみを図示し、他の装置の図示を省略している。

図２に見られるように、この変形例では、洗浄装置１と別個の装置としての濾過装置は設けられておらず、洗浄装置１の洗浄槽内に濾過材２’が設けられており、洗浄装置１で生成された溶解水に含まれる飛灰が濾過材２’で捕捉されて除去されるようになっている。また、洗浄装置１は、濾過材２’とともに、濾過材２’に付着した飛灰による閉塞を防止するために該濾過材２’の逆洗処理を行う逆洗機構（図示せず）を有している。

図２の変形例では、洗浄装置１の洗浄槽内で飛灰を洗浄して放射性物質が溶解した洗浄水（溶解水）が濾過材２’を透過して、濾過処理排水として吸着装置３へ送られる。このとき、溶解水に混ざっている飛灰が濾過材２’で捕捉されて除去される。そして、上記逆洗機構により濾過材２’の逆洗処理を行うことにより、該濾過材２’に付着した飛灰が濾過残渣として除去され、脱水処理装置４へ送られて、洗浄装置１からのスラリとともに脱水処理される。かかる変形例では、飛灰を捕捉するための濾過材２’が、洗浄装置１の洗浄槽内に設けられているので、飛灰洗浄装置全体をコンパクトにすることができる。

１洗浄装置
２濾過装置
２’ 濾過材
３吸着装置（除去装置）
４脱水処理装置
５固化処理装置

Claims

放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する飛灰洗浄装置において、
放射性物質を含む上記飛灰を収容し該飛灰の洗浄のための洗浄水の注入を受ける洗浄槽を有し、該洗浄槽内で上記飛灰を洗浄水により洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成して、該溶解水を洗浄排水として排水するとともに、上記スラリを排出する洗浄装置と、
該洗浄装置からの洗浄排水を受け該洗浄排水に含まれる飛灰を濾過材で捕捉して除去し、該飛灰が除去された洗浄排水を濾過処理排水として排水するとともに、捕捉した飛灰を濾過残渣として排出する濾過装置と、
該濾過装置からの濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去装置と、
上記洗浄装置からの上記スラリおよび上記濾過装置からの上記濾過残渣を受け該スラリおよび該濾過残渣を脱水処理する脱水処理装置と、
該脱水処理装置からの脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理する固化処理装置とを備え、
該固化処理装置は、上記脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜で分離除去する逆浸透膜処理装置と、該逆浸透膜処理装置で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を受け加熱して水分を蒸発させ放射性物質を固化する蒸発固化処理装置とを有しており、上記逆浸透膜処理装置で放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水し、
上記洗浄装置は、上記除去装置からの除去処理排水と上記固化処理装置からの固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として上記洗浄槽に受けることを特徴とする飛灰洗浄装置。
放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する飛灰洗浄装置において、
放射性物質を含む上記飛灰を収容し該飛灰の洗浄のための洗浄水の注入を受ける洗浄槽と該洗浄槽内に設けられる濾過材とを有し、該洗浄槽内で上記飛灰を洗浄水により洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成し、上記溶解水に含まれる飛灰を上記濾過材で捕捉して除去して、捕捉した飛灰が除去された溶解水を濾過処理排水として排水するとともに、上記スラリおよび濾過残渣である上記飛灰を排出する洗浄装置と、
該洗浄装置からの濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去装置と、
上記洗浄装置からの上記スラリおよび上記濾過残渣を受け該スラリおよび該濾過残渣を脱水処理する脱水処理装置と、
該脱水処理装置からの脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理する固化処理装置とを備え、
該固化処理装置は、上記脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜で分離除去する逆浸透膜処理装置と、該逆浸透膜処理装置で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を受け加熱して水分を蒸発させ放射性物質を固化する蒸発固化処理装置とを有しており、上記逆浸透膜処理装置で放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水し、
上記洗浄装置は、上記除去装置からの除去処理排水と上記固化処理装置からの固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として上記洗浄槽に受けることを特徴とする飛灰洗浄装置。
放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する飛灰洗浄方法において、
放射性物質を含む上記飛灰を洗浄槽に収容し、該飛灰の洗浄のための洗浄水により該飛灰を上記洗浄槽内で洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成して、該溶解水を洗浄排水として排水するとともに、上記スラリを排出する洗浄工程と、該洗浄工程で排水された上記洗浄排水に含まれる飛灰を濾過材で捕捉して除去し、捕捉した飛灰が除去された洗浄排水を濾過処理排水として排水するとともに、該飛灰を濾過残渣として排出する濾過工程と、
該濾過工程で排水された濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去工程と、
上記洗浄工程で排出された上記スラリおよび上記濾過工程で排出された上記濾過残渣を脱水処理する脱水処理工程と、
該脱水処理工程で排水された脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理する固化処理工程とを備え、
該固化処理工程は、上記脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜で分離除去する逆浸透膜処理工程と、該逆浸透膜処理工程で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を受け加熱して水分を蒸発させ放射性物質を固化する蒸発固化処理工程とを有しており、上記逆浸透膜処理工程で放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水し、
上記洗浄工程にて、上記除去工程で排水された除去処理排水と上記固化処理工程で排水された固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として、上記洗浄槽に受けることを特徴とする飛灰洗浄方法。
放射性物質により汚染された廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を洗浄する飛灰洗浄方法において、
放射性物質を含む上記飛灰を濾過材が設けられた洗浄槽に収容し、該飛灰の洗浄のための洗浄水により該飛灰を上記洗浄槽内で洗浄して、上記放射性物質が溶解した溶解水と飛灰のスラリとを生成し、上記溶解水に含まれる飛灰を上記濾過材で捕捉して除去して、捕捉した飛灰が除去された溶解水を濾過処理排水として排水するとともに、上記スラリおよび濾過残渣である上記飛灰を排出する洗浄工程と、
該洗浄工程で排水された濾過処理排水に含まれる放射性物質を、放射性物質を吸着する吸着剤充填層により吸着除去し、又は分離除去剤と凝集剤を供給し放射性物質を吸着した分離除去剤粒子を凝集沈殿分離して除去し、放射性物質が除去された上記濾過処理排水を除去処理排水として排水する除去工程と、
上記洗浄工程で排出された上記スラリおよび上記濾過残渣を脱水処理する脱水処理工程と、
該脱水処理工程で排水された脱水処理排水に含まれる放射性物質を固化処理する固化処理工程とを備え、
該固化処理工程は、上記脱水処理排水を受け該脱水処理排水に含まれる放射性物質を逆浸透膜で分離除去する逆浸透膜処理工程と、該逆浸透膜処理工程で分離除去された放射性物質を含む濃縮水を受け加熱して水分を蒸発させ放射性物質を固化する蒸発固化処理工程とを有しており、上記逆浸透膜処理工程で放射性物質が除去された上記脱水処理排水を固化処理排水として排水し、
上記洗浄工程にて、上記除去工程で排水された除去処理排水と上記固化処理工程で排水された固化処理排水とを、外部から供給される補給水とともに上記洗浄水として、上記洗浄槽に受けることを特徴とする飛灰洗浄方法。