放射線グラフト捕集材を用いた湧水中フッ素・ホウ素除去効率化の検討

Investigations to increase the efficiency of fluorine and boron removal from groundwater using radiation-induced graft polymerization adsorbent

弥富 洋介 ; 保科 宏行; 瀬古 典明; 島田 顕臣; 尾方 伸久 ; 杉原 弘造; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男

Iyatomi, Yosuke; Hoshina, Hiroyuki; Seko, Noriaki; Shimada, Akiomi; Ogata, Nobuhisa; Sugihara, Kozo; Kasai, Noboru; Ueki, Yuji; Tamada, Masao

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、結晶質岩(花崗岩)を対象とした地層科学研究のため、瑞浪超深地層研究所において研究坑道の掘削工事を行っている。掘削工事に伴って発生する湧水(地下水)は、天然由来のフッ素とホウ素が含まれるため、排水処理設備において環境基準値以下まで除去した後、河川に放流している。今後増加していくと予測される湧水の効率的な処理が求められることから、低コストかつ小規模の設備で効率的な処理方法として放射線グラフト捕集材を用いた湧水中のフッ素及びホウ素除去の検討を行った。その結果、ホウ素については、一般的なイオン交換樹脂よりも約12倍の高速吸着処理が可能であり、繰り返し利用も可能であることを確認したが、湧水のpHによって捕集材の吸着性能が影響を受けることが明らかになった。また、フッ素についても、湧水中濃度の90%を吸着可能であったが、吸着性能はホウ素と比べると低くなった。その理由として、湧水中濃度の差が考えられ、吸着性能が十分発揮できる溶存濃度を把握してから、研究所の湧水に適用可能か判断する必要がある。

The Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project is a research project investigating the deep underground environment within crystalline rock being conducted by JAEA. The concentrations of fluorine and boron dissolved in groundwater pumped from shafts during excavation of geoscientific studies at MIU, are reduced to the levels below the environmental standards at a water treatment facility. Coagulation treatment and ion exchange treatment are applied for fluorine and boron respectively. So we have started to research on efficient groundwater treatment for fluorine and boron using radiation-induced graft polymerization adsorbent. Regarding the treatment for boron, the processing that about 12 times were faster than the general ion exchange resin was possible and the use of the adsorbent was possible repeatedly. In addition, it developed that the pH of the underground water gave adsorption performance of adsorbent influence. With respect to fluorine removal, fluorine adsorption more than 90% was able to confirm by the adsorbent, but low value in comparison with boron. As the reason, a difference of the concentration of fluorine and boron in groundwater is thought about. It is necessary to grasp the concentration which adsorption performance can show enough.