2015 Fiscal Year Annual Research Report
セシウム等の放射性物質を含む指定廃棄物等の新処理システムの構築
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26241022
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| Research Institution | Osaka Sangyo University |
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Principal Investigator |
尾崎 博明 大阪産業大学, 工学部, 教授 (40135520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤川 陽子 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (90178145)
津野 洋 大阪産業大学, 人間環境学部, 教授 (40026315)
山田 修 大阪産業大学, 工学部, 教授 (10140203)
李 玉友 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30201106)
藤長 愛一郎 大阪産業大学, 工学部, 教授 (40455150)
櫻井 伸治 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (30531032)
谷口 省吾 大阪産業大学, 工学部, その他 (40425054)
高浪 龍平 大阪産業大学, 工学部, その他 (00440933)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射性セシウム除去 / 放射性廃棄物処理 / フェロシアン化法 / 非イオン性放射性セシウム / シュウ酸抽出 / オゾン分解 / 過酸化水素添加 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2013年、2014年度におけるシュウ酸等による下水汚泥焼却飛灰からの放射性セシウムの抽出実験から、指定廃棄物から抽出されるrad-Csに非イオン性の成分がある可能性が示唆されたため、2015年度の現場試験で詳しく検討した。具体的には、主に分画分子量5,000 Daの膜を用いたクロスフロー式限外ろ過を指定廃棄物等の抽出液に対して行い、非イオン性の可能性のあるrad-Csの割合を算出した。さらに、限外ろ過後の液について凝集剤も併用したフェロシアン化物共沈法を適用して、rad-Csの除去率を観測した。総じて、下水汚泥の溶融飛灰に比べると、焼却飛灰抽出液中では、分画分子量5,000Daを超える非イオン性のrad-Csが存在する可能性がより高いと考えられた。しかし、より分画分子量の大きい膜を使う、または抽出液試料を希釈したうえで、膜に対するコロイド状のrad-Csの透過係数が一定になる条件を作り、改めて評価する必要がある。また、焼却飛灰の塩酸抽出液について、フェロシアン化物共沈試薬と凝集剤を組み合わせてrad-Cs除去率向上がはかれるかを検討した。分画分子量100,000の限外濾過の保持液について凝集剤の効果を認めた。
また、放射性セシウムを汚泥からシュウ酸により抽出し、その液からフェロシアン化物錯塩として共沈分離する技術において、抽出液中に過剰のシュウ酸が存在する場合には、共沈の効率が低下する。その蓚酸の濃度の低下法として、オゾン/過酸化水素の促進酸化処理について、回分式の反応器で実験的に検討した。その結果、pH７の条件下で初期に一度に過酸化水素を添加する方式で、シュウ酸は効率よく分解され、TOC濃度は90分で100から20mg/Lに低下した。反応器でのオゾン吸収効率が95％とすると、TOC除去あたりの必要オゾン量は3.42 mgO3/mgTOC除去となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね予定通りに進捗していると考える。下水汚泥の焼却（溶融）方式による放射性セシウム(rad-Cs)の溶出性の違いについて、同一の指定廃棄物発生現場で継続的に試験を行った知見の蓄積ができた。溶融飛灰のrad-Cs除染についてはほぼ手順が確立できた。一方、下水汚泥の焼却飛灰中のrad-Cs除染については、その抽出液中に、非イオン状のrad-Csの存在の可能性があることから、その処理性について検討に着手したところである。一方、rad-Csを含むフェロシアン化物沈殿についてはアルカリ条件下で次亜塩素酸ナトリウムを加えて分解することを現場試験で確認した。
放射性セシウムを汚泥からシュウ酸により抽出する技術においては、抽出液中の過剰のシュウ酸を低減し、セシウムの共沈効率を高める必要がある。本研究では、そのシュウ酸の濃度の低下法として、オゾン/過酸化水素の促進酸化処理を研究計画に従い回分式の反応器を用いて試み、「研究実績の概要」に示す成果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
下水汚泥のみを焼却したときに得られる下水汚泥焼却飛灰中のrad-Csの除染方策が課題である。このrad-Csはシュウ酸では抽出しにくく、塩酸で抽出される特性がある。関西地域でえられた下水汚泥焼却飛灰（福島第一原発事故由来のrad-Csを含まない）について行った各種の試験から、このようなrad-Csは耐火性の鉄等の酸化物に含まれている可能性があると推定している。固体飛灰からの磁気分離等、あらたな手法の適用の可能性があり、基礎試験を予定している。また、下水汚泥焼却飛灰から溶出されるrad-Csの特性については、限外濾過試験で検討したところではあるが、膜上にゲル層の形成されない条件下での濾過試験を改めて行い、確認していく予定である。
放射性セシウムのフェロシアン化法による共沈分離における、セシウム抽出のために添加した過剰のシュウ酸の分解については、これまで「オゾン／過酸化水素」の促進酸化処理を回分方式で検討してきた。今後は、過酸化水素を連続で供給する方式について検討し、過剰シュウ酸の分解特性及び必要オゾン量について検討していく。
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Research Products
(5 results)
