けんきゅうの現場から
2015年3月号

放射能汚染廃棄物の洗浄・水処理技術の開発

蛯江 美孝

焼却飛灰の洗浄技術

写真1 焼却飛灰 写真1 焼却飛灰

市街地などに沈着した原発事故由来の放射性セシウムは、除草や剪定で生じた草木類のごみ、上下水道汚泥などの形で焼却施設に集まってきます。汚染物が収集された分だけ放射性セシウムは減少しますが、これらの汚染廃棄物が焼却施設で焼却されることによって放射能濃度の高い焼却飛灰(写真1)が発生します。一定の要件に該当する焼却灰は「特定一般廃棄物・特定産業廃棄物」(「事故由来放射性物質に汚染された廃棄物の種類」2013年1月号)と呼ばれ、廃棄物処理法に基づく通常の処理基準や施設維持管理基準に加え、放射性物質汚染対処特別措置法(特措法)1)による上乗せ基準が課せられています。

焼却飛灰の物理的状態(粉状、粒状、硬さなど)は施設によって異なりますが、ほとんどの場合、飛灰からの放射性セシウムの溶出性は非常に高いことがわかっています2、3)。従って特措法では、例えば8千Bq/kg超、10万Bq/kg以下の飛灰を管理型処分場に埋め立てる場合は、セメント固型化(「焼却灰のセメント固型化と水素ガス発生の影響」2015年2月号)など、溶出性を抑える処理をしてから埋立処分することとされています(10万Bq/kg超のものは中間貯蔵となります)。

国立環境研究所では、災害環境研究への取り組みの一環として、セメント固型化と並行して飛灰洗浄技術の開発を進めてきました4)。飛灰洗浄技術とは、飛灰中の放射性セシウムが水への高い溶出性を示すことを利用し、飛灰を予め水洗浄することにより飛灰から放射性セシウムを分離・濃縮し、安全かつ効率的に管理するための技術です。これまでに、ラボスケールからベンチスケールまでの試験を通じて効率性、作業性、安全性等の検討を実施・確認してきました3、5)。今後、安全・安心な中間貯蔵や最終処分に向けて、貢献できるものと考えています。

埋立地浸出水処理施設における対策(万が一に備える準備)

通常、埋立処分場には、雨水が廃棄物層を通ってしみ出てきた水(浸出水)を処理する施設が併設されていますが、原発事故後、一部の処分場では浸出水中に放射性セシウムが検出されました6)。そこで特措法では、汚染廃棄物を埋め立てた場所への雨水の浸透を減らしたり、放射性セシウムの浸出水への移行を防いだりする埋立方法が定められていますが、現場では、万が一に備えて対策準備をしておきたいというニーズがあります。これまでの調査を通じて、RO膜(逆浸透膜)を用いた高度処理技術によって浸出水中の放射性セシウムを十分に除去できることがわかっています6)が、高価な処理プロセスを予め導入しておくことは難しく、一方で、いざという時には迅速に対応を開始できる必要があります。

写真2 低濃度放射性セシウム含有水のモニタリング装置(試作) 写真2 低濃度放射性セシウム含有水のモニタリング装置(試作)

そこで国立環境研究所では、浸出水中の放射性セシウムを極低濃度域で連続的にモニタリングするアラートシステムの開発を進めています(写真2)。また併せて、当研究所で開発した埋立処分場におけるセシウム挙動簡易評価ソフトなどを活用し、放射性セシウムが浸出水中で検出される可能性の有無やその時期などを把握するとともに、既存の水処理施設を活用したゼオライトによる吸着処理など、万が一の場合に迅速に対応可能で、かつ安価な対策(準備)についても検討を進めています。

参考資料
  1. 平成二十三年三月十一日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う原子力発電所の事故により放出された放射性物質による環境の汚染への対処に関する特別措置法(平成23年8月30日法律第110号)
  2. 放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分(技術資料:第四版)改訂版(平成26年4月14日)、第4章放射性セシウムの溶出特性(http://www.nies.go.jp/shinsai/techrepo_r4_140414_4-5.pdf
  3. 放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分(技術資料:第四版)改訂版(平成26年4月14日)、第8章焼却飛灰の水洗浄による放射性セシウムの除去(http://www.nies.go.jp/shinsai/techrepo_r4_140414_8-10.pdf
  4. 環境回復研究プログラム(PG1)(http://www.nies.go.jp/shinsai/waste.html
  5. 洗浄・水処理プロジェクト(http://www.nies.go.jp/shinsai/hokoku_senjou.pdf)
  6. 放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分(技術資料:第四版)改訂版(平成26年4月14日)、第10章浸出水処理過程における挙動と制御(http://www.nies.go.jp/shinsai/techrepo_r4_140414_8-10.pdf
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