JP6199154B2

JP6199154B2 - 放射性物質の除去装置

Info

Publication number: JP6199154B2
Application number: JP2013223707A
Authority: JP
Inventors: 岩田　秀樹; 秀樹岩田; 義信本間; 章文庄野; 忠輝熊谷
Original assignee: Honma Corp
Current assignee: Honma Corp
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: JP2015087130A

Description

本発明は、土壌中からセシウムなどの放射性物質を除去する放射性物質の除去装置に関する。

従来、土壌中から汚染物質を除去する方法として、汚染土壌と洗浄液とを攪拌混合する工程、汚染土壌と洗浄液との混合物から粗粒分を分級する工程、粗粒分を洗浄液によりさらに洗浄し分級装置により汚染物質を洗浄液とともに分離する工程、粗粒分を分級した残余の細粒分を沈降装置において沈降せしめて固液分離する工程、洗浄液を回収して汚染物質を分離し処理あるいは処分する工程とを有する汚染土壌の洗浄方法（例えば特許文献１）や、非揮発性汚染物質が混入した土壌に水を混合して土壌を洗浄し、得られた泥水中の土壌粒子を分級して、汚染物質が少ない粗粒子を分離し、汚染物質を高濃度に含有する泥水を固液分離し、汚染物質を多く含む土壌微粒子を分離し、非揮発性汚染物質が混入した土壌と水との混合物を、洗浄槽にて曝気、機械攪拌および／またはポンプ循環により解膠する土壌中の非揮発性汚染物質の除去方法（例えば特許文献２）や、汚染土壌は浄化剤やリターン水の供給を受けながら解泥されて選別洗浄工程に送られ、ここでもリターン水や補給水の供給を受けながら土壌の選別が行われ、選別された土壌の一部は洗浄土壌として再利用され、残りの土壌はリターン水の供給を受けながら分級されて洗浄土壌と汚土や汚染物質とに分けられ、汚土の凝集や汚染物質の分級が行われる汚染土壌洗浄浄化システム（例えば特許文献３）や、重金属により汚染された土地から汚染土壌を掘削する掘削工程、前記掘削工程より得られた汚染土壌を、攪拌機能を有する密閉容器を備えた搬送手段により、上記汚染土壌を水で磨研しながら、該土地より離れた分級プラントに搬送する搬送工程、上記搬送工程によって搬送された汚染土壌から、湿式分級する分級プラントにより微細粒土壌を分取する分級工程、及び、上記分級工程において微細粒土壌を分取された土壌を建設用資材として再利用する再利用工程を含むことを特徴とする汚染土壌の処理方法（例えば特許文献４）などが提案されている。

上記特許文献１では、汚染土壌と洗浄液とを攪拌混合し、その混合物から粗粒分を分級し、この粗粒分を洗浄液によりさらに洗浄して汚染物質を洗浄液とともに分離するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、洗浄液との撹拌混合しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。

また、特許文献２では、非揮発性汚染物質が混入した土壌と水との混合物を、洗浄槽にて曝気、機械攪拌および／またはポンプ循環により解膠するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、単に土壌と水の混合物を曝気、機械撹拌しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。

また、特許文献３では、汚染土壌に浄化剤やリターン水を供給して選別洗浄するが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、浄化剤やリターン水を供給しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。

また、特許文献４では、搬送時間を有効に利用し、汚染土壌中の粗粒に固着した重金属を多く含む微細粒土壌を磨研処理することができるが、汚染物質がセシウムなどの放射性物質の場合、水と撹拌することにより磨研処理しただけでは、汚染物質を有効に除去することができないという問題がある。

特開２００１−１４９９１３号公報特開２００４−２６１７９５号公報特開２００８−４３８７９号公報特開２００７−１７５５８５号公報

そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、土壌中の放射性物質を効率よく除去することができる放射性物質の除去方法と除去装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、前記汚染土壌を取り除く除去装置と、除去した汚染土壌に洗浄水と界面活性剤を混合した混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌装置と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置とを備え、前記撹拌装置は、先端側を基端側より上にして斜設したスクリューコンベア本体を備え、前記スクリューコンベア本体は、胴本体と、前記胴本体内に設けられ、回転駆動して前記胴本体内の前記混合物を基端側から先端側に圧送するスクリューと、前記胴本体の基端側に設けられた前記混合物の投入口と、前記胴本体の先端側に設けられた前記混合物の排出口と、前記胴本体内の前記混合物に前記圧縮空気を供給する空気ノズルと、前記胴本体内の前記混合物に振動を与える振動手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記胴本体の外周に前記振動手段を設けたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、前記胴本体内に水を供給する液体供給口を備えることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、前記胴本体の基端側を基台に揺動可能に連結し、前記スクリューコンベア本体の傾斜角度を調整する角度調整手段を備えることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、前記角度調整手段が、端部を前記胴本体と前記基台に枢着した伸縮駆動手段であることを特徴とする。

請求項１の構成によれば、界面活性剤による分離作用と、圧縮空気を供給しながらの撹拌による分離作用とにより、粗粒分からセシウムが分離すると共に、セシウムの付着している細粒分を粗粒分から分離することができ、この分離したセシウムが細粒分に移動する。この後、粗粒分と細粒分とを分離し、前記セシウム濃度の低い粗粒分が得られる。

また、請求項１の構成によれば、圧縮空気を供給しながらの撹拌に、更に振動を与えることにより、セシウムの分離作用が向上する。

また、請求項１の構成によれば、スクリューにより混合物を撹拌しながら搬送するから、混合物の連続処理が可能となる。

また、請求項２の構成によれば、胴本体の外周に設けた振動手段より、胴本体内の混合物に振動を与えることができる。

また、請求項３の構成によれば、胴本体内の混合物に水を供給することができる。

また、請求項４及び５の構成によれば、胴本体は角度が調整可能であるから、回転速度が一定の場合、角度が大きくなれば、スクリューにより混合物に加わる撹拌力を大きくすることができる。

本発明の実施例１を示す除去装置の全体説明図である。同上、除去方法のフローチャート図である。同上、除去方法の説明図である。同上、予備実験に用いた撹拌処理装置の断面図である。同上、予備実験のフローチャート図である。同上、本実験のフローチャート図である。同上、本実験の汚染土壌Ａの帯グラフである。同上、本実験の汚染土壌Ｂの帯グラフである。同上、本実験の汚染土壌Ａのセシウム量の変化を示すグラフである。同上、本実験の汚染土壌Ａのセシウム量の変化を示すグラフである。同上、撹拌による擦洗いの効果を説明する説明図である。同上、界面活性材の効果を説明する説明図である。同上、撹拌処理装置の正面図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる放射性物質の除去方法と除去装置を採用することにより、従来にない放射性物質の除去方法と除去装置が得られ、その放射性物質の除去方法と除去装置を夫々記述する。

以下、本発明の放射性物質の除去方法と除去装置を添付図面を参照して説明する。図１〜図１２は、本発明の実施例１を示し、同図に示すように、放射性物質を含む汚染土壌の除染作業において、まず、汚染物質である汚染土壌１を取り除く除去工程Ｓ１を行う。この除去工程Ｓ１は、表土の剥ぎ取りや、河川や海の浚渫などにより行われ、また、法面、側溝、屋根外壁、農耕地などから汚染物質の除去や、それらの際、発生する汚染水スラッジも含まれる。尚、図１においては、汚染土壌１を取り除く除去装置として浚渫船２を例示している。また、表土の剥ぎ取り除去装置としては、バックホーなどが例示される。

以下、セシウムなどの放射性物質を含む汚染土壌１の処理について説明する。

前記除去工程Ｓ１において除去した汚染土壌１が、浚渫などにより得られた比較的含水率の高い場合は、そのまま調泥槽４に移送し、比較的含水比が低い場合は、流動化槽３に移送し、水を加えて流動化した後、調泥槽４に移送する。

次の撹拌工程Ｓ３の前に行われる前処理工程Ｓ２において、汚染土壌１に水と界面活性剤を加えて含水比を１００〜５００％、例えば３００％程度に調整し、所定期間２〜１２時間、好ましくは１２時間以上の間、漬け置きする。尚、この漬け置き期間はほぼ含水比を略一定の範囲（１００〜５００％）に保つ。また、含水比は、水分の重量を固形分の重量で割り、１００を掛けた値で単位は％である。

このように汚染土壌１と水と界面活性剤を混合して所定の含水比の汚染土壌混合物を形成し、界面活性剤に漬け置きした後、撹拌工程Ｓ３に移行する。撹拌工程Ｓ３で用いる撹拌処理装置５は、汚染土壌混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌することにより撹拌処理を行う。この際、汚染土壌混合物に振動を付与してもよい。

尚、前処理工程Ｓ２で混合物の含水比を、撹拌処理時含水比５００〜１５００％より低くし、撹拌処理装置５において水を加えることにより、撹拌工程Ｓ３において含水比を所定の値である５００〜１５００％としてもよい。

このように撹拌工程Ｓ３において、界面活性剤により電気的分離作用と、撹拌及び圧縮空気の吹き込みによる機械的分離作用により、汚染土壌の粗粒分からセシウムを分離し、或いは粗粒分に付着したセシウムの付着する細粒分を分離し、この分離したセシウム或いはセシウムの付着した細粒分を粒子の小さいシルト質・粘土質や所定粒径未満の砂（細砂）などの細粒分に移動させることができる。言い換えれば、汚染土壌に含まれる異物や礫・所定粒径未満以上の砂（粗砂）などの粗粒分から、セシウム或いは粗粒分に付着したセシウムの付着する細粒を分離し、この分離したセシウム或いはセシウムの付着した細粒分を細粒分に移動・凝集することにより粗粒分のセシウムの減容化が可能となる。尚、細粒分は粗粒分より粒子が小さい。

次に、汚染土壌混合物の粗粒分と細粒分とを分級する分級工程Ｓ４において、分級装置６により汚染土壌混合物から粗粒分である異物・礫・砂などを分離し、残った細粒分及び水分は撹拌槽７に移送する。

分級装置６としては、篩に振動を与えることにより分級する振動篩や、サイクロンなどが例示される。

そして、粗粒分から異物を取り除いた礫・粗砂などの粗粒分１Ａは土木材料などとして再利用する。一方、撹拌槽７においては、細粒分及び水分に凝集剤を添加して撹拌し、細粒分を沈殿させ、且つ細粒分にセシウムを固定する。この沈殿した細粒分の上澄み水を回収し、この上澄み水は放流又は再利用することができる。前記撹拌槽７内には、縦方向の回転軸８を設け、この回転軸８に複数の撹拌翼９を設け、回転軸８を回転駆動することにより、複数の撹拌翼９が細粒分及び水分を撹拌する。

このように上澄み水を回収することにより含水比を下げた細粒分を、脱水手段10により脱水して脱水余水11と処理土壌たる脱水土分12とが得られる。その脱水余水11は放流又は再利用することができる。一方、脱水土分12には、汚染土壌のセシウムが濃縮された状態で含まれ、且つ土壌は減容化されたものになっている。

前記脱水手段10には、プレス処理手段たるフィルタープレス13を用いることができる。図１の概略図に示すように、フィルタープレス13は、固定フレーム21と締込板22の間に、複数枚の濾布を張設した濾板23を複数枚配置すると共に、これら濾板23間に濾室を形成する。そして、前記締込板22を油圧シリンダ24により移動することにより、前記濾室内の泥土をプレスして濾過脱水するものなどある。

また、前記界面活性剤としては、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤のいずれを使用しても良く、特に、陽イオン性界面活性剤が好適である。また、陽イオン性界面活性剤と陰イオン性界面活性剤を混合する以外は、２種類以上の界面活性剤を混合して使用しても良い。前記陽イオン性界面活性剤としては、第四級アンモニウム塩型又はアミン塩型が挙げられ、特に、第四級アンモニウム塩型が好適である。さらに、第四級アンモニウム塩型の中でも、特に、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライドが好適である。

前記陰イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩型、硫酸エステル塩型、リン酸エステル塩型又はカルボン酸塩型が挙げられる。

前記両性界面活性剤としては、ベタイン型、イミダゾリン型又はアミノ酸型が挙げられる。

前記非イオン性界面活性剤としては、エーテル型、エステル型、脂肪酸エステル型、アルキルアミン型又は高級アルコール型が挙げられる。

また、前記界面活性剤は、必要に応じて、水で希釈して使用しても良い。界面活性剤の濃度は、例えば、０．１〜１５質量％であることが好ましい。

さらに、凝集剤は、その原材料に天然素材である火山灰を用いた無機質凝集剤であり、特にその火山灰としては、南九州を広く覆う火山噴出物である「シラス」を用いることが好ましい。そして、主原料であるシラスの粒子を焼成炉において焼成することによって一般の凝集剤に比べて非常に多くの正電荷を帯電するものとなる。

前記凝集剤をコロイド粒子を含んだ溶液中に入れると、コロイド粒子の負電荷と凝集剤の正電荷がイオン結合して、コロイド粒子が凝結する。前記凝集剤は一般の凝集剤に比べて多くの正電荷に帯電しているため、コロイド粒子中の複数の負電荷とイオン結合することから、凝結力が大きく、フロックが壊れにくい。

また、凝結するコロイド粒子も多くなることから、大きなフロックが形成される。さらに、イオン結合に寄与していない正電荷がまだ多く残っているため、コロイド粒子に帯電している負電荷が凝集剤に引き寄せられ電荷の偏りが生じ、反対側は正電荷に帯電することとなり、電気的双極子が形成される。電気的双極子となったコロイド粒子と別のコロイド粒子が凝集剤を介せずにイオン−双極子間結合を行うことから、フロックはさらに大きくなる。

以上のように、前記凝集剤は一般の凝集剤と比べて少ない添加量で高い凝集効果を発揮するとともに、高分子凝集剤との併用は不要であり、一剤で凝結・凝集を行うことができる。なお、負電荷に帯電していない中性のコロイド粒子であっても、前記凝集剤が持つ強い正電荷により、電気的双極子を形成することから凝結は可能となる。

その他にも、前記凝集剤は、原材料が天然素材なので、人体や自然界への影響は一切ない。また、従来の凝集剤のように高分子凝集剤との併用は不要となる。さらに、圧倒的な凝集スピード（10〜20秒）を誇るため、反応撹拌槽・沈殿槽等の施設規模を従来の約１／５以下に小型化が可能である。しかも、凝集スラッジの粘性が極めて低いため、脱水処理が容易である。

また、前記凝集剤は、適用pH範囲が広く、多くの場合は、pH=5〜10でも適用可能。pH≦4(強酸性)やpH≧11(強アルカリ)の廃水でも適用可能な凝集剤をオーダーメイドにより調合可能である。また、前記凝集剤は凝集反応に伴いアルカリ度をほとんど消費しないため、アルカリ助剤の添加が不要である。これに対して、硫酸バンド、PAC等の従来の凝集剤では、反応の進行に伴い酸性化するため、高分子凝集剤の他にアルカリ助剤の添加も必要とする。

予備実験
図４及び図５は予備実験に係る図面であり、図４に示すように、撹拌処理装置５にポット型のミキサー25を用い、このミキサー25は、回転中心が斜設された回転胴26を備え、この回転胴26の上部に開口部27を有する。また、予備実験で使用した汚染土壌採取時の空間線量は、１．５μＳｖ／ｈであった。

試料28は、実験例２では、セシウムを含む汚染土壌２ｋｇと水２０リットルとこれらに対して界面活性剤０．５重量％を混合した汚染土壌混合物を用いた。前記試料28を回転胴26に投入し、回転胴26を回転すると共に、圧縮ノズル29の先端と振動棒30の先端を試料28内に挿入し、圧縮ノズル29の先端から試料28内に圧縮空気を噴出し、また、振動棒30を振動駆動する。尚、振動棒30の先端は回転胴26の内面に接触しないように保持する。このように試料28に圧縮空気の供給と振動を与えた状態で、撹拌処理を２時間行った。

このように実験例２では、回転胴26の回転による「撹拌」、「界面活性剤」の混合、「圧縮空気」の供給、振動棒30による「振動」の付与の条件より撹拌処理を行った。

また、上記表１に示すように、実験例７では、実験例２の「振動」の付与を行わずに撹拌処理を行った。実験例３では「撹拌」のみ、実験例４では、「撹拌」、「圧縮空気」の供給、実験例５では、「撹拌」、「界面活性剤」の混合、実験例６では、「撹拌」、「振動」の条件でそれぞれ行われた。

尚、実験例１は、セシウムを含む汚染土壌２ｋｇと水２０リットルからなる原試料であり、撹拌処理を行っていない。また、本予備実験及び後述する本実験に用いた界面活性剤は、陽イオン性界面活性剤としては、第四級アンモニウム塩型を用い、凝集剤には、上述したように、原料にシラス（火山灰）を適用し、この特性を利用した特殊な焼成技術により製造したものを用いた。

実験例１を除いて撹拌処理後、試料を分級した。実験例１はそのまま分級を行った。この場合、篩により粒径２ｍｍ以上、７５μｍ〜２ｍｍ、７５μｍ未満に分級した。尚、粒径２ｍｍ以上は、篩の目が２ｍｍのものを通過しないもの（礫）、粒径７５μｍ〜２ｍｍは、篩の目が２ｍｍのものを通過し、且つ篩の目が７５μｍのものを通過しないもの（砂）、７５μｍ未満は、篩の目が７５μｍのものを通過するものである。また、７５μｍ未満に分級した後、分級した試料に凝集剤を添加して静置することにより、固形分が凝集沈殿し、上水を除去してシルト及び粘土を主体とする固形分（シルト粘土）を分離する。

上記表２は、分級した礫、砂、シルト粘土のセシウム量を測定した結果を示している。ここでＣｓ比率とは、測定したセシウム量をセシウム全体の量で序した値であり、粒径２ｍｍ以上の礫と、粒径７５μｍ〜２ｍｍの砂は、撹拌処理によりセシウム量が減少し、粒径７５μｍ未満のシルト粘土ではセシウム量が上昇した。尚、表２の棒グラフは、実験例１を左側とし、その右側に実験例２、３、４、５、６、７の順に並び、実験例７は右側に位置する。

また、実験例２と実験例７との比較から、「振動」を付与することにより、セシウム除去が向上することが分かる。さらに、実験例４及び実験例５から、「撹拌」に「圧縮空気」と「界面活性剤」の一方を組み合わせた場合に効果が認められず、界面活性剤によるセシウムの遊離は、圧縮空気の注入により発生する乱流により助長されていると考えられる。

下記の表３〜表５に、３つに分級したもののそれぞれのＣｓ比率などを示す。

上記表３〜表５では、実験例１、３、７、２について、Ｃｓ比率、原資料に対するＣｓ除去率、低下率、Ｃｓ濃度を示す。

尚、原資料に対するＣｓ除去率は、下記の式で表される。

原資料に対するＣｓ除去率＝（１−（処理後のＣｓ比率／原試料のＣｓ比率））×100

また、低下値は、原試料に対するＣｓ除去率において、下段の値から上段の値を引いたものであり、例えば、表３では、実験例７の値７５％から実験例３の値６８％を引いて低下値が７％となる。

上記のように、「撹拌」のみの実験例３では、２ｍｍ以上の粒子では、原試料に対するＣｓ除去率が６８％であるが、７５μｍ〜２ｍｍの粒子では、同Ｃｓ除去率が２８％であり、十分な効果が得られず、界面活性剤を用いた実験例２及び７において、高いセシウム除去率が得られた。

また、表５において、原試料に対するＣｓ増加率の上昇は、７５μｍ以上の粒子から、遊離Ｃｓが７５μｍ未満の粒子へ移行したことを示唆するものである。

これらのことから、「撹拌」「界面活性剤」「圧縮空気」を条件とする実験例７がＣｓ除去効果に優れ、さらに、「撹拌」「界面活性剤」「圧縮空気」「振動」を条件とする実験例２がそれよりもＣｓ除去効果に優れることが分かった。

本実験
図６は本実験に係るフローを示し、本実験では前記予備実験と同様に、撹拌処理装置にポット型のミキサー25を用い、圧縮ノズル29に圧縮空気の供給を行い、振動は与えずに、回転胴26の回転による撹拌処理を２時間行った。また、本実験で使用した汚染土壌Ａ採取時の区間染量は１．５μＳｖ／ｈ、同汚染土壌Ｂ採取時の空間線量は１．９μＳｖ／ｈであった。

撹拌処理を行う前に、先ず、回転胴26に汚染土壌２ｋｇを投入し、さらに、研磨剤として複数のボルト（図示せず）を回転胴26内の汚染土壌に混入し、予備実験と同じ回転速度で、擦洗いを２時間行った。擦洗い後、研磨剤を回収した。

この後、汚染土壌に水２０リットルを加え、これら汚染土壌と水に対して界面活性剤０．５重量％（110ｇ）を混合して汚染土壌混合物を構成し、混合後、回転胴を停止した状体で１５時間静置する漬け置きを行った。そして、擦洗いと漬け置きが前処理である。

１５時間静置した後、上記実施例７と同じ条件で撹拌処理を行った。即ち、「撹拌」「界面活性剤」「圧縮空気」を用いて撹拌処理を行った。

土壌Ａと土壌Ｂにつき、それぞれ実験を行った結果を、図７及び図８に示す。同図は、上段が原土（処理前の汚染土壌）、中段が前処理なしの撹拌処理済の処理土、下段が前処理ありの撹拌処理済の処理土に対応し、ぞれぞれの粒度範囲の分布を示している。例えば、図７の上段では、左側から粒径２ｍｍ以上の礫が１６．９％、粒径４２５μｍ以上〜２ｍｍ未満の粗砂が５８．８％、粒径７５μｍ以上〜４２５μｍ未満の細砂が９.０％、残りのシルト粘土が１５．３％である。

尚、本実験では、細粒分と粗粒分の境目（分岐点）を４２５μｍ以上、即ち篩の目が４２５μｍを通過するものを細粒分としたが、前記境目は４２５μｍ未満でもよく、例えば予備実験のように境目を７５μｍ以上としてもよい（４２５μｍ＞境目＞＝７５μｍ）。

同図から明らかなように、撹拌処理における擦洗いにより汚染土壌の細砂及びシルト粘土の組成が大きくなる傾向にある。さらに、前処理を行うことにより、細砂及びシルト粘土の組成が大きくなる傾向が顕著になる。

図９及び図１０に前記汚染土壌Ａ及び汚染土壌Ｂのセシウム濃度の変化を示す。図９は、図７の上段、中段、下段の帯グラフを左側、中央、右側に並べ、帯グラフの下に対応するグラフを記載したものであり、下のグラフは縦軸にセシウム濃度、横軸に重量割合を採っている。

図９に示す汚染土壌Ａでは、撹拌処理前の土壌は各粒径共にＣｓ濃度が３０００Ｂｑ／ｋｇを越え、粗砂とシルト粘土の汚染濃度が比較的高い状況であった。撹拌処理後は、礫、粗砂のＣｓ濃度はそれぞれ２１００Ｂｑ／ｋｇ、１９２０Ｂｑ／ｋｇまで低下し、さらに、前処理を施すことにより、Ｃｓ濃度の低下が見られた。尚、本願では、再利用可能なＣｓ濃度の基準を３０００Ｂｑ／ｋｇ以下としている。

汚染土壌Ｂは汚染土壌ＡよりＣｓ全体量が多く、図１０に示すように、汚染土壌Ｂでは、撹拌処理前は各粒径共にＣｓ濃度が３００００Ｂｑ／ｋｇを越えていた。撹拌処理後は前処理を施すことにより、汚染レベルは礫分が１０７０Ｂｑ／ｋｇ、粗砂分が２３６０Ｂｑ／ｋｇまでＣｓ濃度の低下が見られた。

以上の本実験から下記のことが分かった。
（１）汚染土壌Ａの撹拌処理効果について
セシウム濃度が13000Bq/kgの汚染土壌Ａを洗浄・分級することにより、54.4wt%の土粒子（レキ、粗砂）をセシウム濃度3000Bq/kg以下にすることができる。また、前処理することにより汚染濃度は低下し、おおよそ65%の土粒子（レキ、粗砂、細砂）をセシウム濃度3000Bq/kg以下にすることができ（下記の表６参照）、再生資材としての活用することが出来る。

（２）汚染土壌Ｂの撹拌処理効果について
セシウム濃度が34000Bq/kgの汚染土壌Ｂを前処理を施した後に洗浄・分級することにより、汚染濃度は低下し、およそ18%の土粒子（レキ、粗砂）を3000Bq/kg以下にすることができ（下記の表７参照）、再生資材としての活用が見込まれる。
（３）前処理の有効性について
前処理により、Ｃｓ濃度の低下が見られるが、一方でレキ、粗砂分の体積が小さくなることから、洗浄土のセシウム濃度と体積のバランスを加味して前処理の実施を検討する必要がある。

ここで、図１１を用いて撹拌による擦洗いの効果を説明する。同図に示すように、撹拌中における土粒子と土粒子の接触により、粗粒分に付着する細粒分を分離させ、この付着していた細粒分には粗粒分よりセシウムが多く吸着しているから、細粒分と共にセシウムを分離することができる。

また、図１２に示すように、界面活性剤により、セシウムの周囲を−（マイナス）に帯電させ、プラスのセシウムを遊離させ、遊離したセシウムが細粒分に吸着される。

これらの場合、圧縮空気により気泡が発生し、この気泡により発生する乱流により、擦洗いおよびＣｓ遊離効果が促進される。

このように本実施例では、放射性物質を含む汚染土壌１を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去方法において、汚染土壌１を取り除く除去工程Ｓ１と、除去した汚染土壌１に洗浄水と界面活性剤を混合し、この混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌工程Ｓ３と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級工程Ｓ４とを備え、処理土壌として粗粒分を得るから、界面活性剤による分離作用と、圧縮空気を供給しながらの撹拌による分離作用とにより、粗粒分からセシウムが分離すると共に、セシウムの付着している細粒分を粗粒分から分離することができ、この分離したセシウムが細粒分に移動する。この後、粗粒分と細粒分とを分離し、前記セシウム濃度の低い粗粒分が得られる。

また、このように本実施例では、撹拌工程Ｓ３において、汚染土壌混合物に振動を与えるから、圧縮空気を供給しながらの撹拌に、更に振動を与えることにより、セシウムの分離作用が向上する。

また、このように本実施例では、撹拌工程Ｓ３の前に、汚染土壌１に界面活性剤を混合して漬け置きするから、撹拌処理Ｓ３の前に汚染土壌１に界面活性財による漬け置きを行うことにより、界面活性剤による分離作用が向上する。

また、このように本実施例では、粗粒分を再利用するから、セシウム濃度の低い粗粒分を土木材料などに再利用できる。

また、このように本実施例では、放射性物質を含む汚染土壌１を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、汚染土壌を取り除く除去装置たる浚渫船２と、除去した汚染土壌１に洗浄水と界面活性剤を混合した混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌装置たる撹拌処理装置５と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置６とを備えるから、上記請求項１と同様の作用・効果を奏する。

また、このように本実施例では、混合物に振動を与える振動手段を備えるから、上記請求項２と同様の作用・効果を奏する。

また、実施例上の効果として、汚染土壌１が浚渫して得られたものであり、比較的含水率が高いから、流動化が容易又は不要となる。また、撹拌処理Ｓ２の前に研磨剤を混合した撹拌により擦り洗する前撹拌工程を行うから、粗粒分からセシウムを含んだ細粒分が機械的に擦り降ろされる。尚、前撹拌手段では、加水せず、撹拌工程Ｓ２より含水比が低い状態で擦り洗い擦るから、擦り降ろし効果が高い。

図１３は本発明の請求項に対応する除去装置を示す。同図では、撹拌処理装置５の変形例を示し、この例の撹拌処理装置５は、基台31にスクリューコンベア本体32を斜設し、このスクリューコンベア本体32は、円筒状の胴本体33の基端を、枢着部34により基台31に揺動可能に連結し、胴本体33の先端側を伸縮駆動手段35により基台31に連結する。また、伸縮駆動手段35の端部は基台31と胴本体33に枢着し、角度調整手段たる伸縮駆動手段35を伸縮駆動することにより、スクリューコンベア本体32の傾斜角度を調整することができる。尚、伸縮駆動手段35としては、油圧シリンダなどの流体圧駆動シリンダなどを用いることができる。

前記胴本体33内には回転駆動軸36を設け、この回転駆動軸36にスクリュー37を設け、回転駆動軸36の両端を軸受38，38により胴本体33に回動可能に設ける。また、回転駆動軸36の基端側に従動輪39を設け、この従動輪39を回転駆動することにより、スクリュー37が回転し、胴本体33内の混合物が基端側から先端側に圧送される。

前記胴本体33の基端側上部には投入口41が設けられ、胴本体33の先端側下部に排出口42を設け、前記投入口41に混合物を投入する投入装置43が設けられている。また、胴本体33の先端側上部に液体供給口44を設け、胴本体33の基端側下部に圧縮空気の空気ノズル45が設けられている。尚、混合物に振動を与える場合は、胴本体33の外周下部に振動手段46を設け、この振動手段46により胴本体33内の混合物を振動するようにすればよい。

そして、前記調泥槽４の汚染土壌混合物を投入装置43に供給する。尚、液体供給口44から水を胴本体33に供給するから、所定含水比より低い状態の汚染土壌混合物を投入装置43に供給するようにする。

投入装置43から一定量の汚染土壌混合物が投入口41に投入され、空気ノズル45から胴本体33内に圧縮空気が供給された状態で、混合物はスクリュー37により撹拌されながら排出口42側に移送され、撹拌処理される。この場合、投入装置43の混合物の投入量に対応して液体供給口44から水が供給され、胴本体33内の混合物が設定含水比になるように制御される。

このように本実施例では、請求項１に対応して、放射性物質を含む汚染土壌１を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、汚染土壌を取り除く除去装置たる浚渫船２と、除去した汚染土壌１に洗浄水と界面活性剤を混合した混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌装置たる撹拌処理装置５と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置６とを備え、撹拌処理装置５は、先端側を基端側より上にして斜設したスクリューコンベア本体32を備え、スクリューコンベア本体32は、胴本体33と、胴本体33内に設けられ、回転駆動して胴本体33内の前記混合物を基端側から先端側に圧送するスクリュー37と、胴本体33の基端側に設けられた前記混合物の投入口41と、胴本体33の先端側に設けられた前記混合物の排出口42と、胴本体33内の前記混合物に圧縮空気を供給する空気ノズル45と、胴本体33内の前記混合物に振動を与える振動手段46とを備えるから、スクリュー37により混合物を撹拌しながら搬送するから、混合物の連続処理が可能となる。

このように本実施例では、請求項２に対応して、胴本体33の外周に振動手段46を設けたから、胴本体33の外周に設けた振動手段46より、胴本体33内の混合物に振動を与えることができる。

このように本実施例では、請求項３に対応して、胴本体33内に水を供給する液体供給口44を備えるから、胴本体33内の混合物に水を供給することができる。

このように本実施例では、請求項４に対応して、胴本体33の基端側を基台31に揺動可能に連結し、スクリューコンベア本体32の傾斜角度を調整する角度調整手段たる伸縮駆動手段35を備え、また、このように本実施例では、請求項５に対応して、角度調整手段が、端部を胴本体33と基台31に枢着した伸縮駆動手段35であるから、胴本体33は角度が調整可能であるから、回転速度が一定の場合、角度が大きくなれば、スクリュー37により混合物に加わる撹拌力を大きくすることができる。

また、混合物に振動を与える振動手段46を備えるから、圧縮空気を供給しながらの撹拌に、更に振動を与えることにより、セシウムの分離作用が向上する。

尚、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、除去した汚染土壌から異物を分離した後、撹拌処理を行っても良い。また、放射性物質はセシウムに限らず各種の放射性物質の除去に用いることができる。

１汚染土壌
１Ａ粗粒分
２浚渫船（除去装置）
５撹拌処理装置（撹拌装置）
６分級装置（分離装置）
12 脱水土壌（処理土壌）
29 圧縮ノズル
30 振動棒
31 基台
32 スクリューコンベア本体
33 胴本体
35 伸縮駆動手段（角度調整手段）
37 スクリュー
41 投入口
42 排出口
44 液体供給口
45 空気ノズル
46 振動手段

Claims

放射性物質を含む汚染土壌を放射性物質と処理土壌とに分別する放射性物質の除去装置において、前記汚染土壌を取り除く除去装置と、除去した汚染土壌に洗浄水と界面活性剤を混合した混合物に圧縮空気を供給しながら撹拌する撹拌装置と、撹拌後の汚染土壌混合物を粗粒分と細粒分に分級する分級装置とを備え、
前記撹拌装置は、先端側を基端側より上にして斜設したスクリューコンベア本体を備え、
前記スクリューコンベア本体は、
胴本体と、
前記胴本体内に設けられ、回転駆動して前記胴本体内の前記混合物を基端側から先端側に圧送するスクリューと、
前記胴本体の基端側に設けられた前記混合物の投入口と、
前記胴本体の先端側に設けられた前記混合物の排出口と、
前記胴本体内の前記混合物に前記圧縮空気を供給する空気ノズルと、
前記胴本体内の前記混合物に振動を与える振動手段とを備えることを特徴とする放射性物質の除去装置。
前記胴本体の外周に前記振動手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の放射性物質の除去装置。
前記胴本体内に水を供給する液体供給口を備えることを特徴とする請求項１記載の放射性物質の除去装置。
前記胴本体の基端側を基台に揺動可能に連結し、前記スクリューコンベア本体の傾斜角度を調整する角度調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射性物質の除去装置。
前記角度調整手段が、端部を前記胴本体と前記基台に枢着した伸縮駆動手段であることを特徴とする請求項４記載の放射性物質の除去装置。