2016 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) |
高浪 龍平 大阪産業大学, 人間環境学部, 講師 (00440933)
山田 修 大阪産業大学, 工学部, 教授 (10140203)
李 玉友 東北大学, 工学研究科, 教授 (30201106)
櫻井 伸治 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (30531032)
津野 洋 大阪産業大学, 人間環境学部, 特任教授 (40026315)
谷口 省吾 大阪産業大学, 工学部, 契約助手 (40425054)
藤長 愛一郎 大阪産業大学, 工学部, 教授 (40455150)
藤川 陽子 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (90178145)
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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 / 指定廃棄物処理 / フェロシアン化法 / 下水汚泥 / 溶融飛灰 / 非イオン性放射性セシウム / シュウ酸抽出 / 高分子凝集剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2013年度以降、下水汚泥の焼却灰や溶融飛灰からのセシウム抽出及びフェロシアン化法によるセシウム共沈試験を、下水処理場において実汚泥を用いて行ってきた。2015年度の試験結果からは総じて、下水汚泥の焼却飛灰抽出液（5M塩酸等使用）中では、限外ろ過法で測定した分画分子量5,000Daを超える非イオン性の放射性セシウムが最大46％存在することがわかり、このことがフェロシアン化法によるセシウムの共沈効果を悪くしている可能性があった。
2016年度には、下水汚泥溶融飛灰を0.1Mシュウ酸により抽出した液を、クロスフロー式限外ろ過法（分画分子量5,000 Da）でろ過したところ、分画分子量5,000 Da超のコロイド状放射性セシウムは存在しないことが明らかになった。実際の下水汚泥ではキレート剤による前処理が行われることが多い。キレート処理後の溶融飛灰を用いる試験では放射性セシウムの溶出率低下は見られなかったが、フェロシアン化鉄の沈降とセシウム共沈率の低下が起こる事例が見られ、キレート処理後の下水汚泥についてはさらに処理の最適化が必要と考えられた。
また、生成したフェロシアン化物のうち、微細なものをより効率的に分離するための高分子凝集剤の選定について検討した。フェロシアン化鉄のゼータ電荷を測定したところ負であったので、カチオン系の高分子凝集剤が効果的と考えられたが、下水汚泥中セシウムのシュウ酸抽出液では、カチオン系だけでなくノニオン系、アニオン系の高分子凝集剤によっても凝集が可能であり、フェロシアン化鉄の微細結晶に対して過大に大きな分子量をもつ強カチオン性高分子凝集剤は不適であった。
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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
おおむね予定通りに進捗している。2013年度以降、放射性セシウムを含む実下水汚泥（焼却灰、溶融飛灰）からのセシウム抽出と抽出液中セシウムのフェロシアン化法による共沈除去について実験的検討を行い、この方法によりセシウム除去がおおむな可能であることを明らかにしてきた。しかしながら、焼却飛灰からのセシウム除去率が悪い場合があること、フェロシアン化法共沈粒子が微細な場合の固液分離など、新たな課題が生じてきた。これに対し、フェロシアン化法による除去率低下は、抽出液中の非イオン性高分子物質が存在するためであることを突き止めた。このような非イオン性高分子物質や微細共沈粒子を各種の高分子凝集剤で沈殿分離する方法について検討を行っており、有効な高分子凝集剤に関するデータを収集している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、放射性セシウムを含む下水汚泥からのセシウム除去を目指しており、【現在までの進捗状況】の欄に記述したように現在まで順調に進捗していることから、当初の研究目的に沿って研究を推進することにより所定の成果が得られると見通している。
研究を進める過程で、下水汚泥はキレート剤により前処理されている場合があり、下水汚泥からのセシウム抽出とフェロシアン化法によるセシウム共沈に影響を及ぼす可能性があることがわかった。溶融飛灰について試験したところ、キレート処理により放射性セシウムの溶出率低下は見られなかったが、フェロシアン化鉄の沈降とセシウム共沈率の低下が起こる事例が見られ、キレート処理後の下水汚泥についてはさらに処理の最適が必要と考えられた。今後は以上の点および共沈除去における高分子凝集剤の併用について検討を進めることにより、セシウムを含む下水汚泥焼却物からの効率的なセシウム除去法を確立する。
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