JPS5852598A - 放射性廃液中の有機化合物を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 て処理水を再利用しゃずくする方法の改良に関する。

原子力発電所の廃棄物処理施設において発生する低レベ
ル放射性廃液は、蒸発濃縮して濃縮廃液は固化処理し、
蒸発した水分は凝縮してイオン交換樹脂で処理し、再利
用している。　ところが、アニオン交換樹脂は一般に熱
や放射線に対してあまり安定でなく、一部が分解してア
ミン（たとえばトリメチルアミン）やアルコール（たと
えばメタノール）を生成する。　これらの有機化合物は
蒸発濃縮に際して凝縮水側に入るから、処理水の循環使
用中に次第に蓄積する傾向があり、除去が必要である。

水中の有機化合物を除去する最も簡易な方法は、活性炭
のような吸着剤を使用することであるが、上記のトリメ
チルアミンやメタノールのような低沸点化合物は吸着さ
れにくいという難点があり、放射性廃液を処理する場合
は、使用後の吸着剤が二次廃棄物となりその処理が問題
になる３、−　方、エアーストリツピングにより廃液中
の揮発性成分を除去才ることか提案された（特公昭５５
−４２７１．９号）が、十分な除去には大量の空気が必
要であり、除去率を高めるために高温度を採用すると廃
水のかなりの量が蒸発を一てしま５し、排ガス中の有機
物が悪臭をもつなどの二次公害のおそれがある。

別に、水中の有機物の分解除去法として、紫外線と塩素
（酸化剤としてはたらく）を用いる技術がある。　これ
は一般の有機物の処理にはよいが、装置の腐食の危険が
大きいから、放射性廃液の取扱いには不向きである。

本発明は、このような現状にかんがみ、放射性廃液中に
含まれる吸着性の低い有機化合物を、二次公害や装置の
腐食などの心配をきわめて少なくし、これらの有機化合
物を除去する技術を提供することを目的とする。

本発明の放射性廃液中の有機化合物を除去する方法は、
紫外線と酸化剤とを併用してこれを酸化分解するもので
あって、第一に、基本的態様として、有機化合物を含有
する放射性廃液に対し、紫外線を照射しつつ、オゾンま
たは過酸化水素を作用させて有機化合物を酸化分解する
ことを特徴とする。

紫外線は、波長領域１×１０２〜５　Ｘ　１０２ｍμの
ものが、とくに効果的である。　光化学反応に有用な紫
外線を発生する水銀ランプは、種々のものが市販されて
おり、それらの中から適当なものを選択すればよ℃・。

　照射は、内部照射型とよばれる、水銀ランプが液中に
ある方式が光の利用率が高く、有利である。　必要に応
じて、後に図示するように適宜のジャケットを使用する
とよい。

酸化剤としては、前述のようにオゾンまたは過酸化水素
を使用する。　アミン等の求電子試薬としては、とくに
オゾンが有効である。

オゾンは、周知のとおり酸素中のコロナ放電により生成
するから、放電装置に空気を供給し、オゾン含有空気を
つ（リ、これを処理すべき廃液中に、適当な散気管を通
じて気泡として送り込めばよい。

過酸化水素を用いる場合は、その水溶液を廃液に滴下し
、攪拌すればよい。　濃度は、００５〜０、５％程度が
適切である。

オゾン酸化剤として使用する場合は、後に示す実例にみ
るとおり、処理すべき廃液のｐＨを、ほぼ７またはそれ
以上に、つまり中性ないしアルカリ性領域にすると効果
的である。

オゾンを用いるにせよ過酸化水素によるにせよ、必要な
酸化剤の量は、照射すべき紫外線の光量とともに、処理
すべき廃液中の有機化合物の種類および濃度、また所望
する除去の程度によって異なるが、当業者はそれぞれの
場合において、後記する実施例を参考にし、必要なら若
干の実験を行なうことにより、容易に決定できるであろ
う。

本発明の方法は、通常の規模であればバッチ処理が好都
合であるが、十分な滞留時間がとれるならば、連続操作
によることもできる。

本発明に従って放射性廃液を処理すれば、含有されてい
る有機化合物の大部分が、無害な炭酸ガ−ぺと’−にと
に）芒全（で酸化力解き÷１、処理水が利用しやすくな
り、かつ装置の腐食をひきおこすおそれが少い。　また
使用後は、０２　やＨ２０に分解してし−Ｊ５から、処
理水中に蓄積することを心配する必要がない。

−に記の処理法の実施に用いる装置は、一般に、第１図
に示す構成をとるとよい。　すなわち、処理ずべき廃液
Ｒｗを、まず濾過装置３に送って固形分を除く。　それ
により、被処理水の放射能レベルを低減できる上に、酸
化剤の無用の消費をな（ずことができる。　また、紫外
線を発生する水銀ランプへの固形物の付着を防ぎ、ラン
プの効率の低下を避けることができるといった利益が得
られる。

濾過装置を通った廃液は、すでに説明したとおり、酸化
処理槽１に入り、そごで水銀ランプ２がらの紫外線の照
射の下に、酸化剤Ｏｘの作用を受けて、有機化合物が酸
化される。　水銀ランプ２は内部照射型光化学反応装置
として知られる適宜のジャケット２１におさめて液１０
中に挿入するり・イブの使い方が、光の利用率の高い点
で好まし℃・。

排ガスは、ミストギャツチャ−４および処理装置５をへ
て大気中に放出される。　処理された液は、タンク（図
示してない）に貯えて必要により蒸発濃縮操作をへて、
循環再利用する。

処理すべき廃液中に含有されている有機化合物が比較的
高濃度であったり、高度の除去を希望する場合は、紫外
線照射下の酸化に先立って、酸化剤だけを用いた酸化を
行なうことが推奨される。

従って、本発明の放射性廃液中の有機化合物を除去する
方法の第二は、有機化合物を含有する放射性廃液に対し
、オゾンまたは過酸化水素を作用させて有機化合物の一
部を酸化分解し、ついでこの酸化分解後の廃液に対し、
紫外線を照射しつつ、オゾンまたは過酸化水素を作用さ
せて残りの有機化合物を酸化分解することを特徴とする
。

その実施に使用する装置は、第２図に示す構成が代表的
である。　すなわち、濾過装置３からの廃液をまず酸化
槽（第１槽）ＩＡに入れて、酸化剤Ｏｘだけで酸化し、
そこで処理された液１０　Ａを次の酸化槽（第２槽）Ｉ
Ｂに送って、紫外線照射下の酸化剤Ｏｘによる酸化を行
なう。

この２段階にわたる処理は、後記の実例が示すように、
有機化合物の高い分解率を得ることかできる。

本発明の放射性廃液中の有機化合物を除去する方法は、
さらに第三の方法をも包含しており、それは有機化合物
を含有する放射性廃液に対し、紫外線を照射し、かつ超
音波振動を与えつつ、オゾンまたは過酸化水素を作用さ
せて有機化合物を酸） 化分解することを特徴とする。

超音波振動は、１個または複数の振動素子を、酸化槽の
外壁、内壁または廃液中に設置することにより与えられ
る。　この目的に適する素子は、市場で容易に入手でき
る。　複数個を使用するときは、各素子を非対向的関係
におくべきである。

その例を、第３図に示す。　図において、３個の超音波
振動素子６が、酸化槽１の内壁に非対向的位置にとりつ
けである。

紫外線照射下での酸化剤による酸化に対して超音波を適
用する意義は、一つは廃液の攪拌の向上に寄与するため
、後記する実例にみるとおり、酸化反応の速度が若干向
上することであり、いま一つは、水銀ランプのジャケッ
トの汚れが防げ、紫外線の利用効率の低下が避けられる
ことである。

ランプジャケットが汚れず、従って洗浄の必要がなげれ
ば、それだけ人的被ばくの可能性を減らすことができる
。

従来、光化学反応装置におけるランプの洗浄には、種々
の機械的方法や化学的方法がとられてきたが、人的な被
ばくや二次廃棄物の増加、あるいは装置の腐食の危険な
どを伴い、放射性廃液の処理には不向きであった。　本
発明により、このような問題は解消する。

容積］、　Ｏｔの槽の中央部に出力１００Ｗの水銀ラン
プをジャケットを介して置き、底部に散気管を設けた。

　この酸化槽を中心に、第１図に示す構成の装置を組み
立てた。

主としてメタノール１．７０ｐｐｍを含有有機化合物と
する放射性廃液を、０１〜］、　Ｏｔ／ｍｉｎ　　の範
囲内で種々の流量で連続的に槽に送り込み、同量ずつと
り出しながら、温度２０’Ｃにおいて、散気管からオゾ
ンを含む空気を気泡として放出させることにより有機化
合物を酸化した。　供給オゾン量は０．５　　ｆ／ｍｉ
ｎ　である。

槽からの流出液中のメタノール濃度を測定し、槽内滞留
時間で整理した。　その結果を第４図のグラフに示す（
０３＋ＵＶ）。　　比較のため、紫外線照射なせずオゾ
ンだけ供給して酸化を試み、その結果を第４図にあわせ
示した（０３　）。　オゾンだけではメタノールの分解
はあまり進まないが、紫外線を併用することにより効果
的に酸化が行なわれることが明らかである。

実施例１で使用した槽を第２槽とし、その前に、容＠２
ｔで、底部に散気管だけをもつ槽を第１槽として設けた
。　そのほかは実施例］と同様にして、第２図に示す構
成の装置を組み立てた。

処理スヘき廃液は、メタノール１．５０１’）ｒｉｍ　
　およびトリメチルアミン１．５０　ｐｐｍ　　を含む
ものであった。　この廃液を０．２　ｔ／ｍｉｎ　　の
流量で供給し、まず第１槽でオゾン酸化したのち、その
流出液を第２槽で光−オシン酸化した。　オゾン供給量
は、第１槽、第２槽とも０．１　ｉｔ′／ｍｉｎ　　で
ある。　この処理法を１２段法」とよぷ。

比較のため、容積１２ｔの槽内において、オゾン供給量
０．２　ｆ／ｍｉｎ　の条件で、実施例１と同じ光−オ
シン酸化だけを行なった。　これを２段法とする。

流出液中の残存有機化合物量からみた分解率は、次のと
おりであった。

メタノール　　　８４％　　　９５％ ｉ・リメチルアミン　　　９７　　　　　９７トリメチ
ルアミンが存在すると、それ自体の分解率は高いが、メ
タノールの分解を抑制する傾向がみられる。

一方、流量を種々に変化させたときのメタノール分解率
を槽内滞留時間で整理した結果は、第５図のとおりであ
る。　２段法によれば、速やかに高い分解率に達する。

実施例　３ 第３図に示す構造の、ただし超音波振動素子は１個だけ
容器外壁にとりつけた酸化槽を用いて、第１図のフロー
の装置を組み立てた。

槽の容量は１０ｔであり、紫外線発生手段として１００
Ｗ　の低圧水銀ランプ２を用い、バイコールガラス製ジ
ャケット２１で保護した。　超音波発振器は、３００Ｗ
　　、２５ＫＨｚのものである。

メタノール２００ｐｐｍ　　、懸濁固形分２００１）Ｉ
）ｍを含有する廃液１０を槽１に入れ、底部の散気管４
からオゾンを含有する空気を吹き込んで酸化し、時間の
経過に伴うメタノールの分解率を測定した。

比較のため、超音波振動を加えない場合についても実験
した。

その結果を第６図のグラフに示す。　第三の方法に従う
と（ｔＪＶ＋ＵＳ）、紫外線照射だけの場合（ＵＶ）よ
りも速やかに高い分解率に達することがわかる。

また、上記廃液を１バッチ２時間ずつ処理し、メタノー
ル分解の初速度を追いかけて、第７図のグラフを得た。

　超音波振動を加えることにより、処理バッチ数が増加
しても当初の反応速度が維持できるが、そうでない場合
は、次第に反応速度が低下することが観察された。　こ
れは、いうまでもなく懸濁物のランプジャケットへの付
着による紫外線透過率の低下がもたらしたものである。

実施例　４ 実施例１で使用した装置に過酸化水素水の供給口を設け
、ポンプで、槽内のＨ３Ｏ２濃度が０．０５％になるよ
うに供給した。

さきに用いたオゾン含有空気の散気管から空気だけ吹き
込み、槽内の廃液を攪拌した。　そのほかの操作条件は
、実施例１と同じである。

槽からの流出液中のメタノール濃度を測定し、槽内滞留
時間で整理した結果を、第８図に示す。

比較のため、過酸化水素の供給だけで紫外線の照射を行
なわなかった場合のデータを、第８図にあわぜて示す。

　実施例１と同様に、併用の効果が明らかである。

実施例　５ 廃液の初期ｐＨすなわち槽に流入するときのｐｉ−１を
、種々変化させたほかは同じ条件で、実施例］をくり返
した。　メタノールの、槽内滞留６０分における分解率
をプロットして、第９図の結果を得た。　紫外線−オシ
ン酸化に際しては、廃液の液性を中性ないしアルカリ性
にすべきことがわ・かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一の方法を説明するためのフロー
チャー１・である。 第２図は、本発明の第二の方法を説明するための、第１
図と同様なフローチャートである。 第３図は、本発明の第三の方法の実施に用℃・る装置の
、主要部分の構成を示す縦断面図である。 第４図は、本発明の効果を示すグラフであって、処理時
間と廃液中のメタノール濃度との関係をあられす。 第５図は、本発明と（に第二の方法の効果を示すグラフ
であって、処理時間とメタノール分解率との関係をあら
れす。 第６図は、本発明の第三の方法の効果を示すグラフであ
って、処理時間とメタノール分解率との関係をあられす
。 第７図は、本発明の第三の方法の別の観点からの効果を
示すグラフであって、処理バッチ数と酸化反応速度との
関係をあられす。 第８図は、本発明の効果を示すグラフであって、処理時
間とメタノール分解率の関係を示すグラフである。 第９図は、本発明の実施に際して廃液のｐＨがメタノー
ルの分解率に及ぼす影響を示すグラフである。 Ｒｗ・・・・・・原廃液 １．０．　ＩＯＡ、　ＩＯＢ・・・・・・廃　液Ｏｘ・
・・・・酸化剤 １　・・・・・・　酸化処理槽　、　　　ＩＡ・・・・
・　同（第１槽）、１Ｂ・・・・・　同（第２槽） ２・・・・・　水銀ランプ ３・・・・・・散気管 ４・・・・　超音波振動素子 特許出願人　日揮株式会社 代理人　弁理士　　　須　　賀　　総　　夫才１図 １２図 牙８図 牙４図 欅Ｖ吟範（別 矛５図 ０　　　２０　　　４０　　　６０　　　８０　　１０
０啼貿Ｆ＋）￥Ｉｆ左 オ６図 ０　　２０　　４０　　６０　　　８０　　　１００臥
吟陶（澄） オフ図 ０　　２　　　４　　　６　　　１３　　　１０　　１
２パ゛・ン今数 才８図 押９爵ｎ吟） 牙　０　図 Ｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋１有機化合物を含有する放射性廃液に対し、紫外線
   を照射しつつ、オゾンまたは過酸化水素を作用させて有
   機化合物を酸化分解することを特徴とする放射性廃液中
   の有機化合物を除去する方法。 （２）有機化合物を含有する放射性廃液に対し、オゾン
   または過酸化水素を作用させて有機化合物の一部を酸化
   分解し、ついでこの酸化分解後の廃液に対し、紫外線を
   照射しつつ、オゾンまたは過酸化水素を作用させて残り
   の有機化合物を酸化分解することを特徴とする放射性廃
   液中の有機化合物を除去する方法。 （３）有機化合物を含有する放射性廃液に対し、紫外線
   を照射し、かつ超音波振動を与えつつ、オゾンまたは過
   酸化水素を作用させて有機化合物を酸化分解することを
   特徴とする放射性廃液中の有機化合物を除去する方法。 （４）照射する紫外線が、ｌＸＩＯ２〜５×１０２？ｙ
   ｌμの波長域を含む特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかの方法。 （５）オゾン含有空気を放射性廃液中に吹き込むことに
   よりオゾンを作用させる特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかの方法。 （６）過酸化水素を放射性廃液に添加することにより過
   酸化水素を作用させる特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかの方法。 （力酸化分解に先立って廃液を涙過し、固形分を除去す
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの方法
   。 （８）廃液のｐＨを７またはそれ以上にして、オゾンを
   作用させる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かの方法。