JP2013178177A - 土壌除染処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染することが可能になる、土壌除染処理方法を提供すること。
【解決手段】放射性セシウムが蓄積した汚染土壌を除染する土壌除染処理方法であって、汚染土壌を除染し、除去物と処理土に分離する除染工程と、汚染土壌を、汚染土壌に混入した植物と、植物が除去された植物除去土に分離する植物除去工程と、を含む。ここで除染工程は、汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することによって除染を行い、一次混合物を、粒径が所定粒径以上の一次処理土と粒径が所定粒径未満の一次除去物に分離する一次除染工程を含んでも良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染する土壌除染処理方法に関する。

近年、放射性物質の摂取および放射線の被曝による人体への影響が危惧されており、放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染処理する方法の急速な開発が要望されている。

このような汚染土壌を除染する技術としては、例えば、土壌改善法（例えば特許文献１参照）、放射性汚染要因物の除去方法（例えば特許文献２参照）、及び汚染プロセスからの重金属や放射性汚染要因物の除去方法（例えば特許文献３参照）が提案されている。ここで、上記特許文献１、２、３に記載の従来の土壌除染処理方法は、土壌除染処理により発生した重金属等を含んだ土壌洗浄抽出溶液の除染方法である。

特開平６−５１０９６号公報 特開平７−９７３号公報 特開平７−９７４号公報

ここで、上記特許文献１、２、３に記載の従来の土壌除染処理方法により重金属等を除染するには、一度その重金属を土壌から水相に溶出させることが前提となる。しかし、放射性セシウムのような放射性物質は、他の重金属等と異なり、その性質上一度土壌に吸着すると水相に溶出し難いため、これら従来の除染方法を一概に適用することは困難であると言える。

また、実際には、上空から飛散した放射性セシウムのような放射性物質は、主として地表に落下して蓄積するため、このような放射性物質を除染するためには地表部分の土壌を除去することになるが、地表部分の土壌には植物が混入していることが多い。また、地表に落下した放射性物質は、植物に付着または吸収されて当該植物に高濃度で蓄積するため、地表部分の土壌を除去する際には、放射性物質を蓄積している植物も同時に除去して処理対象にすることが好ましい。しかしながら、上記従来の除染方法では、このような植物の除染が全く考慮されていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射性物質が蓄積した汚染土壌であって、植物が混入している汚染土壌を除染することが可能になる、土壌除染処理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の土壌除染処理方法は、放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染する土壌除染処理方法であって、前記汚染土壌を分級除染し、除去物と処理土に分離する除染工程と、前記汚染土壌を、前記汚染土壌に混入した植物と、前記植物が除去された植物除去土に分離する植物除去工程とを含む。

また、請求項２に記載の土壌除染処理方法は、請求項１に記載の土壌除染処理方法において、前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することによって分級除染を行い、当該一次混合物を、粒径が所定粒径以上の一次処理土と粒径が当該所定粒径未満の一次除去物に分離する一次除染工程を含む。

また、請求項３に記載の土壌除染処理方法は、請求項１に記載の土壌除染処理方法において、前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することにより分離される処理土であって粒径が所定粒径以上の一次処理土又は前記植物除去土と、水とを磨砕混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含む。

また、請求項４に記載の土壌除染処理方法は、請求項１に記載の土壌除染処理方法において、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することにより分離される処理土であって粒径が所定粒径以上である一次処理土又は前記植物除去土と、水と、吸着材とを混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含む。

また、請求項５に記載の土壌除染処理方法は、請求項４に記載の土壌除染処理方法において、前記吸着材の粒径は前記所定粒径未満である。

また、請求項６に記載の土壌除染処理方法は、請求項１から５のいずれか一項に記載の土壌除染処理方法において、前記植物除去工程は、前記汚染土壌と水とを混合し、比重分離により前記植物を分離する工程である。

また、請求項７に記載の土壌除染処理方法は、請求項１から６のいずれか一項に記載の土壌除染処理方法において、前記除去物に沈殿剤を添加し、処理水と、放射性物質を含む濃縮汚泥とに分離する。

請求項１に記載の土壌除染処理方法によれば、前記汚染土壌を除染し、除去物と処理土に分離する除染工程と、前記汚染土壌を、前記汚染土壌に混入した植物と、前記植物が除去された植物除去土に分離する植物除去工程とを含んでいるため、除染工程で除去物を分離できると共に、植物除去工程で植物を除去することができ、放射性物質が蓄積した汚染土壌であって、植物が混入している汚染土壌を除染することが可能である。
また、植物除去工程を除染工程と別の工程として設けることで、各工程を多様に組み合わせた除染を行うことが可能である。

請求項２に記載の土壌除染処理方法によれば、前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することによって分級除染を行い、当該一次混合物を、粒径が所定粒径以上の一次処理土と粒径が当該所定粒径未満の一次除去物に分離する一次除染工程を含むので、重金属を土壌から水相に溶出させる場合のように洗浄水のｐＨを調整するための酸又はアルカリや洗浄液としての強酸又は強アルカリを使用する必要がないので、除染を簡易かつ低コストで行うことが可能になる。また、酸や強酸を使用した場合のように、土壌から重金属が再溶出することがないので、重金属の処理を行う必要がなくなり、除染を一層簡易かつ一層低コストで行うことが可能である。

請求項３に記載の土壌除染処理方法によれば、粒径が所定粒径以上の一次処理土又は植物除去土と、水とを磨砕混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって分級除染を行い、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含むので、一次処理土又は植物除去土に対してさらに除染処理を行うことで、汚染土壌の放射性物質の蓄積量をより一層低下させることが可能である。

請求項４に記載の土壌除染処理方法によれば、所定粒径以上である一次処理土又は植物除去土と、水と、吸着材とを混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって除染を行い、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含むので、汚染土壌より剥離した放射性物質が汚染土壌に再度吸着することを防止でき、二次除染工程の精度を向上させることが可能である。

請求項５に記載の土壌除染処理方法によれば、吸着材の粒径は所定粒径未満であるので、放射性物質と吸着した吸着材が処理土に残留することが無いように分級することが可能である。

請求項６に記載の土壌除染処理方法によれば、植物除去工程は、汚染土壌と水とを混合し、比重分離により植物を分離する工程であるので、比重分離という比較的簡易な方法により、汚染土壌から植物を除去することが可能である。

請求項７に記載の土壌除染処理方法によれば、土壌除染処理方法により生じた除去物を、再利用可能な処理水と、放射性物質を高濃度に含む濃縮汚泥に分離することが可能となる。

本実施の形態に係る土壌除染処理方法を概念的に示すブロック図である。 用語の分類を示す図である。 実施例１の結果を示す図である。 実施例２の結果を示す図である。 土壌除染処理方法の変形例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る土壌除染処理方法の実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態に係る土壌除染処理方法は、採取した汚染土壌に対して除染処理を行う方法である。図１は、本実施の形態に係る土壌除染処理方法を概念的に示すブロック図、図２は用語の分類を示す図である。

これら図１、２に示すように、本実施の形態に係る土壌除染処理方法は、一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程、及び濁水処理工程を含んでいる。ここで、「一次除染工程」とは、汚染土壌を除染する工程であって、一次混合処理と一次分級処理を含む。「植物除去工程」とは、汚染土壌から植物を除去する工程である。「二次除染工程」とは、汚染土壌を除染する工程であって、二次混合処理と二次分級処理を含む。なお、「一次除染工程」と「二次除染工程」を必要に応じて「除染工程」と総称する。

また、図１、２に示すように、本実施の形態に係る土壌除染処理方法によって、汚染土壌は、処理土が除去物に分離される。ここで、「汚染土壌」とは、土壌除染処理方法による除染の対象となる、放射性物質が吸着した土壌であり、一次処理土、植物除去土、及び、二次処理土を含む概念であるが、特記する場合を除き単に「汚染土壌」と総称する。「放射性物質」とは、放射能を持つ物質の総称であり、例えばセシウム、ウラン、プルトニウム、トリウム等を含む概念であるが、本実施の形態においては放射性物質が放射性セシウムである場合について説明する。「処理土」とは、一次処理土と二次処理土を含む概念である。「一次処理土」とは、一次除染工程において除染されることで生成される土である。「植物除去土」とは、植物除去工程において植物が除去されることで生成される土である。「二次処理土」とは、二次除染工程において除染されることで生成される土である。「植物」とは、汚染土壌に予め混入している植物（枝、葉、茎、根、実、種子等を含む）である。「除去物」とは、一次除染工程又は二次除染工程において排出された高濃度の放射性物質を含有する物質であって、一次除去物及び二次除去物を含む概念である。「一次除去物」とは、一次除染工程において排出された高濃度の放射性物質を含有する物質である。「二次除去物」とは、二次除染工程において排出された高濃度の放射性物質を含有する物質である。「一次混合物」とは、一次混合処理により生成された混合物である。「二次混合物」とは、二次混合処理により生成された混合物である。

〔II〕実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る実施の形態の具体的内容について説明する。

（構成）
ここでは、図１に示す各工程について説明し、最後に土壌除染処理方法の全体的な流れについて説明する。

まず、一次除染工程について説明する。一次除染工程は、汚染土壌の除染を行う工程である。図１に示すように、本実施の形態に係る一次除染工程は、一次混合処理と、一次分級処理とを含んで構成される。以下では各処理について説明する。

（構成−一次除染工程−一次混合処理）
まず、図１の一次混合処理について説明する。一次混合処理は、汚染土壌を水と混合して攪拌する混合工程である。このような処理を行う理由は、以下の通りである。すなわち、放射性セシウムは土壌粒子の表面に吸着した状態で存在するため、比表面積の大きい土壌粒子（つまり、粒径が小さい土壌粒子である、シルトや粘土）は高濃度の放射性セシウムを含有し、比表面積の小さい土壌粒子（つまり、粒径が大きい土壌粒子である、砂や礫）は低濃度の放射性セシウムを含有する。ここで、汚染土壌の除染を行うためには、高濃度の放射性セシウムを含有する土壌粒子と、低濃度の放射性セシウムを含有する土壌粒子とを、粒径の違いにより分級する処理を行う必要がある。しかし、汚染土壌を分級する処理を行ったとしても、粒径が小さい土壌粒子が団塊状になってしまっている場合や、粒径の大きい土壌粒子に吸着してしまっている場合には、粒径が小さい土壌粒子が正常に分級されない。そこで、分級処理を行う前段階において、この一次混合処理により汚染土壌を水と混合して攪拌することにより、団塊状となった粒径が小さい土壌粒子同士の結合を解除し、あるいは、粒径が大きい土壌粒子に吸着した粒径が小さい土壌粒子を剥離し、後述の一次分級処理の効率を高める。

（構成−一次除染工程−一次混合処理−一次混合装置１）
この一次混合処理は、一次混合装置１を用いて行う。一次混合装置１は、汚染土壌を水と混合して攪拌する混合手段である。この一次混合装置１は、略中空円筒形状の筐体を備える装置であって、当該筐体がその軸心を中心として円周方向に沿って自在に回転可能なドラム式装置である。

この一次混合装置１の筐体内部に汚染土壌及び水を供給し、これらが供給された筐体を回転させることによって汚染土壌と水を攪拌し、スラリー化する。この一次混合装置１により汚染土壌を水と混合し攪拌されて生成された混合物（以下、一次混合物）は、ホッパー等を用いて後述の一次分級装置２に送る。この際に筐体に供給する水は、後述する一次分級装置２により放射性セシウムを湿式分級するために筐体に供給されるものであり、任意の洗浄水を用いても良い。なお、この一次混合装置１としては、公知の混合装置を採用することが出来るため、その詳細な説明を省略する。

（構成−一次除染工程−一次分級処理）
次に、図１の一次分級処理について説明する。一次分級処理は、一次混合物を一次除去物と一次処理土に分級する分級工程である。より詳細に説明すると、この一次分級処理によって、前述した一次混合処理により生成された一次混合物を、放射性セシウム含有濃度の高い土壌である一次除去物と、放射性セシウム含有濃度の低い土壌である一次処理土とに分離する。このようにして、汚染土壌から放射性セシウムの含有濃度の高い土壌のみを排除することで、汚染土壌を除染することを可能とする。

（構成−一次除染工程−一次分級処理−一次分級装置２）
この一次分級処理は、一次分級装置２を用いて行う。この一次分級装置２は、一次混合物を一次除去物と一次処理土に分級する分級手段である。この一次分級装置２は、略中空円筒形状の筐体を備える装置であって、当該筐体がその軸心を中心として円周方向に沿って自在に回転可能なドラム式装置である。また、筐体の外周面は、筐体の外壁から内壁に貫通された所定粒径の分級孔を多数備えるメッシュ状に形成される。

この「所定粒径」としては、任意の値を採用することが出来るが、少なくとも高濃度の放射性セシウムが吸着した土壌粒子（例えば粘土やシルト）がこの分級孔を通過することが可能な値とする。本実施形態では、当該所定粒径を、「７５μｍ未満の分子のみがメッシュを通過出来る粒径」として説明する。なお、実際には粒径７５μｍの分子は７５μｍの粒径の分級孔を通過することが出来ないため、７５μｍの分子を通すことが可能な分級孔とするには、分級孔の粒径は７５μｍよりも多少大きくなる。従って、当該所定粒径を「７５μｍの粒径」というようにメッシュの分級孔を所定粒径の基準とせず、「粒径が７５μｍ未満の分子のみがメッシュを通過出来る粒径」というようにメッシュの分級孔を通過する分子の粒径を所定粒径の基準とした。なお、本実施形態では、粒径が５μｍ未満の土を「粘土」、５μｍ以上７５μｍ未満の土を「シルト」、７５μｍ以上２ｍｍ未満の土を「砂」、２ｍｍ以上の土を「礫」と称する。

続いて、一次分級装置２の分級処理について説明する。まず、この一次分級装置２の筐体の内部に一次混合物を供給し、筐体を回転させる。このことによって、一次混合物に対して、筐体内部から筐体外部に向かう方向の遠心力を付加し、一次混合物を筐体の内壁に圧接する。その際に、一次混合物を構成する粒子のうち、メッシュの粒径よりも小さい粒径を有する粒子（本実施形態では粒径が７５μｍ未満である、放射性セシウム、粘土、シルト）は、筐体の外周面に設けられたメッシュを通過するため筐体外部に排出される。一方、メッシュの粒径よりも大きい粒径を有する粒子（本実施形態では粒径が７５μｍより大きい、砂、礫）は、筐体の外周面に設けられたメッシュを通過出来ないため筐体内部に蓄積する。このようにして筐体の外部に排出された一次除去物（放射性セシウム、粘土、シルト）と、筐体の内部に蓄積された一次処理土（砂、礫）に分級することが可能である。なお、この一次分級装置２としては、公知の分級装置を採用することが出来るため、その詳細な説明を省略する。

なお、実際には、粒径の違いのみによって一次処理土と一次除去物を完全に分級することは困難であり、一次処理土にも放射性セシウム濃度が高い粘土やシルトが残存することとなるため、後述する二次除染工程を行うことが好ましい。また、一次分級装置２により分級された一次処理土の中でもさらに、第２の所定粒径（上記所定粒径より小さいものとして設定された所定粒径）以上の粒径を有する一次処理土と、第２の所定粒径未満の粒径を有する一次処理土とに分けても良い。すなわち、第２の所定粒径以上の粒径を有する一次処理土には植物が元々含まれないため、例えば一次分級装置２と同様の装置であってメッシュ径のみを変えた装置を介して、このような二段階分級を行うことで、後述する植物除去工程を行う必要の無い一次処理土を予め分離しておくことが可能である。

（構成−植物除去工程）
次に、植物除去工程について説明する。植物除去工程とは、汚染土壌に含まれる植物を除去する工程である。

（構成−植物除去工程−比重分離装置３）
この植物除去工程は、比重分離装置３を用いて行う。この比重分離装置３は、汚染土壌を、汚染土壌に混入した植物と、植物が除去された植物除去土に分離する植物除去手段である。この比重分離装置３は、略中空円筒形状の筐体を備える装置であって、その内壁に複数の気泡噴出口を備える沈降分離装置である。

この比重分離装置３の筐体内部に汚染土壌及び水を供給し、これら汚染土壌及び水からなる液中に気泡を導入し、その気泡表面に疎水性物質である植物を付着させ浮上分離する。これにより汚染土壌に浮上した植物を容易に除去することが可能となる。なお、この比重分離装置３としては、公知の装置を採用することが出来るため、その詳細な説明を省略する。

なお、本実施の形態では、汚染土壌として、前述した一次除染工程において生成された一次処理土を当該比重分離装置３に供給するが、この一次処理土の中でも比較的粒径の小さいもののみを当該比重分離装置３に供給するようにしてもよい。何故ならば、上述したように、一次処理土の中でも粒径の大きいものには元々植物が含まれていないため、植物を除去する処理が必要ないためである。

（構成−二次除染工程）
次に、図１の二次除染工程について説明する。二次除染工程は、汚染土壌の除染を行う工程であり、少なくとも植物除去工程の後に行われる工程である。図２に示すように、本実施の形態に係る二次除染工程は、二次混合処理と、二次分級処理とを含む。以下では各処理について説明する。

（構成−二次除染工程−二次混合処理）
まず、二次混合処理について説明する。二次混合処理は、汚染土壌を水と混合して攪拌する混合工程である。なお、二次混合処理は、特記する場合を除き一次混合処理と同様に構成されるため、一次混合処理と同様の点についてはその説明を省略し、一次混合処理と異なる点についてのみ説明する。この二次混合処理を行うことの理由としては、一次混合処理と同様に、後述の二次分級処理の効率を高めることが可能となるためである。

（構成−二次除染工程−二次混合処理−二次混合装置４）
この二次混合処理は、二次混合装置４を用いて行う。この二次混合装置４は、汚染土壌を混合攪拌する混合手段であって、一次除染工程を経ても未だに汚染土壌の表面に吸着している放射性セシウムを、汚染土壌から剥離する磨砕手段である。

この二次混合装置４は、略中空円筒形状の筐体を備える装置であって、当該筐体がその軸心を中心として円周方向に沿って自在に回転可能であるドラム洗浄装置である。なお、当該筐体の内部には複数の磨砕ロッドが搭載されており、この点で一次混合装置１と異なる。

磨砕ロッドとは、例えば、所定の強度を有する金属製の略中実円筒形状として形成される棒状体及び球状体であり、その外周面には磨砕が効率的に行われるよう、表面積の大きい形状等が用いられる。

この二次混合装置４の筐体内部に汚染土壌及び水を供給し、これらが供給された筐体を回転させることによって、筐体内部の複数の磨砕ロッドを汚染土壌と接触させ、汚染土壌及び水を磨砕混合攪拌する。このように筐体が回転する際に磨砕ロッドで汚染土壌を磨砕することで、磨砕ロッドを備えない一次混合装置１と比べて、団塊状となった粒径が小さい土壌粒子同士の結合の解除や、粒径が大きい土壌粒子に吸着した粒径が小さい土壌粒子の剥離を、一層効率よく行うことが可能になる。これにより、一次除染工程を経ても未だに汚染土壌に吸着している放射性セシウムを汚染土壌から剥離することが可能である。

この二次混合装置４により汚染土壌を水と混合攪拌して生成した混合物（以下、二次混合物）は、ホッパー等を用いて後述の二次分級装置５へと送られる。なお、この二次混合装置４としては、公知の混合装置を採用することが出来るため、その詳細な説明を省略する。

なお、植物除去工程の前段階においてこのような汚染土壌を磨砕する処理を行ってしまうと、汚染土壌に含まれる植物を磨砕してしまうため、植物除去工程における精度を低下させてしまう。したがって、二次混合処理は植物除去工程の後に行うことが好ましい。

ただし、磨砕ロッドを搭載しない装置（例えば、一次混合装置１と同様の装置）によって二次混合処理を行ったとしても、一次除染工程を経ても未だに汚染土壌に吸着している放射性セシウムを汚染土壌からある程度剥離することは可能である。

（構成−二次除染工程−二次分級処理）
次に、図１の二次分級処理について説明する。二次分級処理は、二次混合物を二次除去物と、二次処理土に分級する分級工程である。この二次分級処理によって、前述した二次混合処理により生成された二次混合物を、放射性セシウム含有濃度の高い土壌である二次除去物と、放射性セシウム含有濃度の低い土壌である二次処理土とに分離することが可能である。なお、二次分級処理は、二次分級装置５によりなされるが、この二次分級装置５は一次分級装置２と同様の構成を採用することが出来るため、その詳細な説明を省略する。

（構成−濁水処理工程）
次に、図１の濁水処理工程について説明する。濁水処理工程は、除去物に沈殿剤を添加し、処理水と、放射性物質を含む濃縮汚泥とに分離する工程であり、この濁水処理工程により、除去物から再利用可能な処理水を採取することが可能である。なお、一次除去物から処理水と濃縮汚泥を分離する処理と、二次除去物から処理水と濃縮汚泥を分離する処理は、同様に構成することが可能であるため、本実施形態では前者についてのみ説明する。

濁水処理工程は、図示しない遠心分離装置や、個液分離装置や、加圧ろ過装置等の公知の濁水処理手段を用いて、必要に応じて沈殿剤等を投与しながら、除去物を濃縮汚泥と処理水に分離する工程である。このようにして分離された濃縮汚泥は、脱水装置により脱水され、ケーキヤード等に入れて保管され、その後専用の処理設備などに運ばれて処理されることとなる。一方処理水は、放射性セシウムをほぼ検知することができない状態まで除染されているため、再利用したり、公共下水道へ放流したりすることが可能である。なお、この濁水処理工程は、公知の濁水処理手段を用いて行うことが出来るため、その詳細な説明を省略する。

（処理−土壌除染処理方法）
最後に上述した各工程を踏まえて、土壌除染処理方法全体の流れについて、順を追って説明する。

まず、採取した汚染土壌を一次混合装置１に供給し、同時に一次混合装置１に水を供給する。この一次混合装置１により一次混合処理を行い、一次混合物を生成する。このようにして生成した一次混合物を一次分級装置２に運び、ここで一次処理土と一次除去物に分級する処理を行う。この一次処理土を、比重分離装置３により植物と植物除去土に分離する。そしてこの植物除去土を二次混合装置４に供給し、同時に二次混合装置４に水を供給する。なお、一次処理土の内、粒径の大きいものは、前述した通り植物が混入していないため、植物除去工程を行わずに直接二次混合装置４に供給しても良い。そして、この二次混合装置４により二次混合処理がされ、二次混合物が生成される。このようにして生成された二次混合物は二次分級装置５に運ばれ、ここで二次処理土と二次除去物に分級する処理がされる。これにて、放射性セシウムが除染され植物が除去された二次処理土を得ることが出来る。

このように実施の形態１によれば、植物が混入した汚染土壌を効果的に除染することが可能である。また、汚染土壌を除染する際に、洗浄水のｐＨを調整するための酸又はアルカリや、洗浄液としての強酸又は強アルカリを使用することなく汚染土壌の除染を行うことが可能である。また、一次処理土又は植物除去土に対してさらに除染処理を行うことで、汚染土壌の放射性セシウムの蓄積量をより一層低下させることが可能である。また、簡易な方法により、汚染土壌から植物を除去することが可能である。また、土壌除染処理方法により生じた除去物を、再利用可能な処理水と、放射性セシウムを高濃度に含む濃縮汚泥に分離することが可能となる。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、二次除染工程において吸着材を使用する土壌除染処理方法である。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。

本実施の形態に係る土壌除染処理方法は、一次除染工程と、植物除去工程と、二次除染工程とを備えている。このうち一次除染工程と、植物除去工程は実施の形態１と同様に構成することが出来るため、二次除染工程についてのみ説明する。なお、本実施の形態に係る二次除染工程は、実施の形態１に係る二次除染工程と同様に、二次混合処理と、二次分級処理とを含む。

（構成−二次除染工程−二次混合処理）
二次混合処理は、二次混合装置４の筐体内部に汚染土壌、水、及び吸着材を供給した上で攪拌する処理を行う。これにより、この攪拌処理により汚染土壌中の水溶性の放射性セシウムが吸着材に吸着される。

（構成−二次除染工程−二次混合処理−吸着材）
ここで、吸着材は、汚染土壌中の水溶性の放射性セシウムを吸着し、分級処理の精度を向上させる分級促進手段である。吸着材は、粒径が後述する二次分級装置５のメッシュを通過する粒径のもので、かつ放射性セシウムを吸着しやすいものならば良く、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、ゼオライト、又は雲母粉末等、任意の吸着材を用いることが可能である。この吸着材は、二次混合装置４の筐体内で汚染土壌及び水と共に攪拌されることで、汚染土壌に含まれる放射性セシウムと吸着する。吸着材が吸着した放射性セシウムは、汚染土壌の土壌粒子と再度吸着しにくい性質となるため、二次分級処理の段階で土壌粒子に放射性セシウムが再吸着してしまうことを防ぐことが可能となり、二次分級処理の精度を向上させることが出来る。

（構成−二次除染工程−二次分級処理−二次分級装置５）
二次分級装置５の筐体の外周面に設けられる分級孔の所定粒径は任意の値を採用することが出来るが、少なくとも吸着材がこの分級孔を通過することが可能な値とする。このことにより、メッシュの粒径よりも小さい粒径を有する粒子（本実施形態では粒径が７５μｍ未満である、放射性セシウム、放射性セシウムが吸着した吸着材、粘土、シルト）は、筐体外部に排出される。一方、メッシュの粒径よりも大きい粒径を有する粒子（本実施形態では粒径が７５μｍより大きい、砂、礫）は、筐体内部に蓄積する。このようにして筐体の外部に排出された二次除去物（放射性セシウム、放射性セシウムが吸着した吸着材、粘土、シルト）と、筐体の内部に蓄積された二次処理土（砂、礫）に分級することが可能である。

このように実施の形態２によれば、汚染土壌より剥離した放射性セシウムが汚染土壌に再度吸着することを防止でき、二次除染工程の精度を向上させることが可能である。また、放射性セシウムと吸着した吸着材が処理土に残留することが無いように分級することが可能である。また、放射性セシウムが吸着した吸着材が処理土として得られる７５μｍ〜２５０μｍ以上の土壌に残留することを防止することが可能となる。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
本例では、１５０００Ｂｑ／ｋｇの放射性濃度の放射性セシウムが含まれる汚染土壌に対して一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程の順に各工程を行った際の汚染土壌の放射性濃度の変化を計測した。図３はその際の結果を示す図である。

また、この際に、通常通り植物除去工程を行った場合と、植物除去工程を省略した場合の２パターンの汚染土壌の放射性濃度を計測した。

また、二次除染工程において、二次混合装置４に吸着材を添加する場合と添加しない場合、これに対して二次混合処理において磨砕処理を行う場合（二次混合装置４に磨砕ロッドを装着する場合）と磨砕処理を行わない場合（二次混合装置４に磨砕ロッドを装着しない場合）の計４パターンを行った際の汚染土壌の放射性濃度を計測した。

図３の結果より、一次除染工程を行うことで汚染土壌の放射性濃度を５０％（１５０００Ｂｑ／ｋｇ→７５００Ｂｑ／ｋｇ）に低減できることが明らかとなった。また、一次除染工程を行うことにより生成された一次処理土に対して植物除去工程を行うことにより、放射性濃度をさらに低減できる（７５００Ｂｑ／ｋｇ→３０００Ｂｑ／ｋｇ）ことが明らかとなった。また、二次除染工程において、吸着材の添加や磨砕ロッドの装着を行うことにより、これらの処理を行わない場合と比べて、二次除染工程により生成される二次処理土の放射性濃度がより一層低減されることが明らかとなった。

（実施例２）
本例では、１５０００Ｂｑ／ｋｇの放射性濃度の放射性セシウムが含まれる汚染土壌に対して一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程（吸着材有り、磨砕処理有り）の順に各工程を行い、二次除染工程の際に二次分級装置５の粒径を変化させた場合に得られる二次処理土の放射性濃度の変化を計測した。図４はその際の結果を示す図である。

なお、７５μｍ以上の粒径を有する土壌粒子が汚染土壌全体の７０％を占める汚染土壌についての計測（図４（ａ））と、７５μｍ以上の粒径を有する土壌粒子が汚染土壌全体の９８％を占める汚染土壌についての計測（図４（ｂ））を行った。

ここで、図４（ａ）について説明する。この計測では、二次分級装置５の粒径を、「５００μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」、「２５０μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」、「１２５μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」、又は「７５μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」とした場合の、二次処理土の放射性セシウム濃度及び二次処理土の回収量を計測した。

次に、図４（ｂ）について説明する。この計測では、二次分級装置５の粒径を、「２５０μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」、又は「７５μｍ未満の粒子のみが通過出来る粒径」とした場合の、二次処理土の放射性セシウム濃度及び二次処理土の回収量を計測した。

図４の結果より、二次分級装置５の粒径を大きくするほど、回収できる二次処理土の放射性セシウム濃度は下がるが、二次処理土の回収量も少なくなることが明らかとなった。また、汚染土壌の土質条件等や、目標とする放射性セシウム濃度に応じて、二次分級装置５の粒径の設定変更を行うことで、より適切な除染処理を行うことが可能となる。なお、このように二次分級装置は、採取可能な二次処理土の粒径の下限を任意に設定することが可能であるが、当該粒径の下限は、二次処理土の回収量と回収された二次処理土の放射性セシウム濃度のバランスを考慮すると、特に、７５μｍから２５０μｍとすることで、一層効率の良い除染処理を行うことが可能である。

〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、少なくとも、従来と異なる方法により放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染することが可能になっている場合には、本発明の課題は解決されている。

（各装置について）
本実施の形態においては、各装置が別々の装置であるものとして説明したが、これらの装置のうちいずれか複数の装置の機能を一体として含む装置を用いて各工程を行い、土壌除染処理方法を行っても良い。

（処理土、植物除去土について）
一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程を行う際には湿式分級、あるいは比重分離をするために汚染土壌に水を加えるため、一次処理土、植物除去土、二次処理土を土壌として採取する場合には、各工程を終えた後に、図示しない脱水装置を用いて各汚染土壌を乾燥させる必要がある。しかし、上述したように各工程は同一の装置により行う事が可能であり、例えば一次除染工程と植物除去工程を同一の装置において行う場合等のように、一次処理土を土壌として一旦採取する必要の無いときは、このような乾燥処理を行う必要は無く、水分を多く含む一次処理土のまま比重分離装置３に供給しても良い。このような場合の一次処理土は既に水分を多く含んでいるため、比重分離装置３に一次処理土を供給する際には水を供給しなくても良い。

（土壌除染処理方法について）
土壌除染処理方法に含まれる各工程や各処理は、本実施の形態に示した通りの形態に限られない。すなわち、図５に示すように各工程や各処理を行ったとしても、従来より有利な効果を得ることが可能である。例えば、本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程の順に各工程を行う事として説明したが、一次除染工程、植物除去工程は順序を逆にしても良い。すなわち、図５（ｂ）に示すように、植物除去工程、一次除染工程、二次除染工程の順に各工程を行う事としても良い。また、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、二次除染工程又は一次除染工程のいずれか一方の工程を省略しても良い。

また、本実施形態では、図５（ｅ）に示すように、一次混合処理、一次分級処理の順に、各処理を行う事として説明したが、一次混合処理、一次分級処理は順序を逆にしても良い。すなわち、図５（ｆ）に示すように、一次分級処理、一次混合処理の順に各処理を行う事としても良い。同様に、図５（ｆ）に示すように、二次混合処理、二次分級処理は順序を逆にしても良い。また、図５（ｇ）に示すように、一次混合処理と一次分級処理の間、あるいは、二次混合処理と二次分級処理の間において植物除去工程を行うものとしても良い。

また、図５（ｈ）に示すように、一次除染工程、植物除去工程、二次除染工程の各工程は繰り返し行っても良い。あるいは、図５（ａ）から図５（ｈ）に示すような土壌除染処理方法を繰り返し行っても良い。このことにより、汚染土壌に含まれる放射性セシウムをより精度良く除染することが可能となる。

（濁水処理工程について）
本実施の形態では、一次処理土に係る濁水処理工程と、二次処理土に係る濁水処理工程を別々の工程として説明したが、これらをまとめて一つの工程としても良い。すなわち、一次処理土と二次処理土を混合した処理土に対して濁水処理工程を行うことで、同様の効果を得ることが可能である。

（一次分級装置２及び二次分級装置５について）
本実施の形態では、一次分級装置２及び二次分級装置５を筐体の外周面に分級孔を多数備えるドラム式装置として説明したが、これらの装置は本実施形態に示した形態に限られない。すなわち、汚染土壌を分級可能な装置であれば良く、例えば、電動モーターの振動により固液分離を行う機械式振動ふるい装置や、細粒分と粗粒分に分離する比重分離装置等を用いても良い。

（比重分離装置３について）
本実施の形態では、植物除去工程に用いる比重分離装置３を内壁に複数の気泡噴出口を備える沈降分離装置として説明したが、この装置は本実施形態に示した形態に限られない。すなわち、汚染土壌から植物を除去することが可能な装置であれば良く、例えば、気泡噴出口を備えず、自然沈降により比重分離を行う装置等を用いても良い。

１ 一次混合装置
２ 一次分級装置
３ 比重分離装置
４ 二次混合装置
５ 二次分級装置

Claims (7)

1. 放射性物質が蓄積した汚染土壌を除染する土壌除染処理方法であって、
   前記汚染土壌を除染し、除去物と処理土に分離する除染工程と、
   前記汚染土壌を、前記汚染土壌に混入した植物と、前記植物が除去された植物除去土に分離する植物除去工程と、
   を含む土壌除染処理方法。
2. 前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することによって除染を行い、当該一次混合物を、粒径が所定粒径以上の一次処理土と粒径が当該所定粒径未満の一次除去物に分離する一次除染工程を含む、
   請求項１に記載の土壌除染処理方法。
3. 前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することにより分離される処理土であって粒径が所定粒径以上の一次処理土、又は前記植物除去土と、水とを磨砕混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含む、
   請求項１に記載の土壌除染処理方法。
4. 前記除染工程は、前記汚染土壌と水とを混合攪拌して生成された一次混合物を湿式分級することにより分離される処理土であって粒径が所定粒径以上である一次処理土又は前記植物除去土と、水と、吸着材とを混合攪拌して生成された二次混合物を、湿式分級することによって、当該二次混合物を、粒径が所定粒径以上の二次処理土と粒径が所定粒径未満の二次除去物に分離する二次除染工程を含む、
   請求項１に記載の土壌除染処理方法。
5. 前記吸着材の粒径は前記所定粒径未満である、
   請求項４に記載の土壌除染処理方法。
6. 前記植物除去工程は、前記汚染土壌と水とを混合し、比重分離により前記植物を分離する工程である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の土壌除染処理方法。
7. 前記除去物に沈殿剤を添加し、処理水と、放射性物質を含む濃縮汚泥とに分離する濁水処理工程、
   を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の土壌除染処理方法。

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