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放射線グラフト重合法により作製した捕集材を用いた瑞浪超深地層研究所における湧水処理の検討; 2007年度成果報告書(共同研究)

Development of groundwater treatment method using radiation-induced graft polymerization adsorbent at the Mizunami Underground Research Laboratory; Annual report on 2007 fiscal year (Joint research)

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

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

東濃地科学センター瑞浪超深地層研究所では、研究坑道掘削工事に伴う湧水に含まれる天然由来のフッ素及びホウ素について、排水処理設備における処理によって河川の環境基準値以下の濃度まで除去した後、湧水を河川に放流している。一方、量子ビーム応用研究部門環境・産業応用研究開発ユニットでは、放射線グラフト重合法で作製した捕集材により、海水や温泉水などに含まれる低濃度の希少金属捕集の実績があることから、2006年度から地層処分研究開発部門と量子ビーム応用研究部門が共同で効率的な湧水中のフッ素・ホウ素除去方法について検討を行っている。2007年度は、ホウ素吸着試験を行うにあたって、スケールアップした試験を行うための排水処理試験装置を製作した。その試験装置を用いて、通液速度の違いによるホウ素の吸着性能評価試験や、捕集材の繰り返し利用時における耐久性や吸着性能を把握する再生利用試験を行った。その結果、吸着性能評価試験では通液速度をSV50h$$^{-1}$$から100h$$^{-1}$$へ2倍に速めても、吸着性能が低下せず、捕集材の繰り返し利用に対する耐久性もあることは確認できたが、湧水のpHが捕集材の吸着性能に影響を与えることが明らかになった。

The concentrations of fluorine and boron dissolved in groundwater pumped from shafts during excavation at the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU), Tono Geoscience Centre, are reduced to the levels below the environmental standards at a water treatment facility. Collaborative research on groundwater treatment for fluorine and boron has been started by the Environment and Industrial Materials Research Division, Quantum Beam Science Directorate and the Tono Geoscientific Research Unit, Geological Isolation Research and Development Directorate. This is because the Quantum Beam Science Directorate in JAEA has synthesized fibrous adsorbents with radiation-induced graft polymerization and applied them to collect rare metals dissolved in hot springs and sea water. Boron adsorbent synthesized by grafting showed higher removal rate than that of the ion-exchange resin. Additionally, the durability and the repetition use of the boron adsorbent were evaluated to estimate the performance of boron adsorption. Therefore we produced the test equipment to do scale-up test of the adsorbent. Effect of flow rate and the repetition use on the adsorption performance of boron was investigated. As a result, it concluded that adsorption performance did not change even when the flow rate increased from SV 50h$$^{-1}$$ to SV 100h$$^{-1}$$. In addition, enough durability was confirmed for the repetition use of the adsorbent. The adsorption performance of the adsorbent was affected by pH of the groundwater especially in alkaline region.

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