原子力発電：フィルタスラッジとは

原子力発電：フィルタスラッジとは

ろ過処理で生じるもの

様々な産業分野では、液体の中から不要な物質を取り除くために、ろ過という操作が行われています。原子力発電所も例外ではなく、ろ過は欠かせない作業の一つです。このろ過を行う過程で、必ず発生してしまうのがフィルタスラッジと呼ばれるものです。

ろ過とは、フィルターを使って液体の中から目的以外の物質を分離する操作です。フィルターには様々な種類がありますが、いずれも、液体を通し、不要な物質を捕らえる役割を担っています。この時、フィルター上に捕集された物質こそがフィルタスラッジです。

フィルタスラッジは、元々の液体に含まれていた物質の種類や、ろ過の目的などによって、その性質は大きく異なります。例えば、工場排水から発生するフィルタスラッジには、重金属などの有害物質が含まれている可能性があります。一方、食品工場で使用されたろ過フィルターからは、食品残渣を含むスラッジが発生するでしょう。このように、フィルタスラッジは発生源や処理方法によって、資源になる場合もあれば、適切な処理が必要となる場合もあります。

プレコート型ろ過器の場合

– プレコート型ろ過器の場合

プレコート型ろ過器は、ろ過効率を高めるために、あらかじめ細かい粒子をろ過材としてフィルターに塗布します。このろ過材は「プレコート材」と呼ばれ、水をきれいにする上で重要な役割を担っています。

プレコート型ろ過器では、水に含まれるゴミや不純物などをろ過する過程で、プレコート材に徐々に汚れが蓄積していきます。この汚れが溜まると、フィルターが目詰まりを起こし、ろ過効率が低下してしまいます。

そこで、フィルターの目詰まりを取り除き、ろ過性能を維持するために、逆洗浄という操作を行います。逆洗浄とは、フィルターに高圧の水を逆方向から流し込むことで、フィルターに付着した汚れを洗い流す操作です。

この逆洗浄によって、プレコート材とろ過で捕獲された汚れが水に混ざり合い、排出されます。この排出される混合物を「フィルタスラッジ」と呼びます。フィルタスラッジは、濃縮された汚れを含んでいるため、適切に処理する必要があります。

原子力発電所でのフィルタスラッジ

原子力発電所、特に電力会社で多く採用されている沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉といった軽水炉では、ウラン燃料を封じ込める金属製の被覆管である「クラッド」を扱う際に、フィルタスラッジと呼ばれるものが発生します。このクラッドは、原子炉内でウラン燃料が核分裂反応を起こす際に発生する放射性物質が付着しているため、環境や人体への影響を考慮し、厳重な管理の下で安全に取り扱う必要があります。

クラッドの除去作業では、フィルター材を使用しない、薬品を使うことのない非助材型のろ過器が用いられることがあります。これは、放射性物質を含むクラッドを効率的に分離するためです。このろ過器の中にクラッドを含む廃液を通すことで、固形分のクラッドだけがフィルター上に残され、残りの廃液はろ過されていきます。フィルター上に残ったものがフィルタスラッジであり、これは放射性物質を含むため、セメントと混ぜて固めたり、ドラム缶に詰めて密閉したりするなどして、最終的には放射性廃棄物として国の定める厳格な基準に従って処分されます。

遠心分離器とフィルタスラッジ

原子力発電所では、放射性物質を含む水や廃液を浄化するために、様々な方法が用いられています。ろ過処理はその一つですが、それ以外にも、遠心力を利用して液体から固体を分離する遠心分離器も重要な役割を担っています。
遠心分離器は、高速回転によって生じる遠心力を利用し、密度差のある物質を分離する装置です。原子力発電所では、水や廃液に含まれる放射性物質を含む微粒子を、この遠心分離器にかけることで、沈殿しにくい微粒子でも効率的に分離・濃縮することができます。
しかし、遠心分離器によって放射性物質が濃縮されたとしても、そのままでは取り扱いが困難です。そこで、濃縮された捕集物を固形化し、より安全に取り扱えるようにする必要があります。この固形化の過程で発生するのが、フィルタスラッジと呼ばれる泥状の物質です。
このように、フィルタスラッジは、ろ過処理だけでなく、遠心分離器による処理など、原子力発電所の様々な工程で発生する可能性があります。フィルタスラッジには放射性物質が含まれているため、その処理や処分は厳格な管理の下で行われることになります。

フィルタスラッジの扱い方

原子力発電所では、安全運転のために原子炉内の水を循環させて熱を取り出す過程で、水中の不純物を除去する「ろ過」という操作が行われています。このろ過の過程で発生するのが、フィルタスラッジと呼ばれる泥状の物質です。フィルタスラッジには、水の中に含まれていた鉄さびなどの金属の酸化物や、ろ過材として使用される砂や活性炭などの微粒子などが含まれています。
原子力発電所から発生するフィルタスラッジには、放射性物質が含まれている可能性があります。そのため、環境や人体への影響を低減するために、適切な処理と保管が極めて重要となります。
フィルタスラッジの処理方法として一般的なのは、セメントなどの固化材を用いて固める「固化処理」です。この処理により、フィルタスラッジに含まれる水分を減らし、放射性物質が漏れ出すリスクを低減します。固化処理されたフィルタスラッジは、放射性物質の漏洩を防ぐために設計された専用の容器に収納されます。そして、最終処分場への輸送までの間、厳重に管理された保管施設において一時的に保管されます。
最終処分場への輸送は、関係法令に基づいた厳格な手続きに従って行われます。このように、フィルタスラッジは、その発生から最終処分に至るまで、安全性が確保された適切な管理体制の下で取り扱われています。