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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; 2008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 for 2008 fiscal year (Joint research)

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

東濃地科学センター瑞浪超深地層研究所(以下、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、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年度から共同で湧水中のフッ素・ホウ素の効率的な除去方法について検討を行ってきた。これまでの研究によって、捕集材を用いて湧水中のフッ素・ホウ素の除去が可能であり、ホウ素除去については、イオン交換樹脂よりも高速処理が可能であることが明らかになっている。しかし、吸着性能は湧水のpHに大きく影響することから、2008年度はホウ素除去について中性域の湧水を用いた捕集材の再生利用試験を行い、吸着性能を把握した。その結果、2009年度行った再生利用試験結果よりも吸着性能が向上したが、再生利用時の性能は低下した。その理由として、フッ素除去後の湧水を用いたため、一度吸着したホウ素を溶離する際に、フッ素除去処理に使用する薬剤等が十分に除去できなかったためと考えられる。さらに、本研究を実施するにあたって設定した目標と、これまで得られた成果との比較及び研究所の排水処理を取り巻く状況について考察し、本研究の取りまとめを行った。

The concentrations of fluorine (7.2-10 mg/L) and boron (0.8-1.5 mg/L) dissolved in groundwater pumped from the shafts during excavation of the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU), Tono Geoscience Centre, must be reduced to the levels below the environmental standards for fluorine: 0.8mg/L and boron: 1 mg/L. As well, collaborative research on groundwater treatment to remove fluorine and boron started in 2006 between the Environmental 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 has synthesized fibrous adsorbents with radiation-induced graft polymerization and applied adsorbents to collect rare metals dissolved in hot springs and sea water. The results of previous testing indicate that the adsorbent was able to remove more than 95% of the boron and fluorine and that performance of adsorbent for boron removal was better than the performance using ion-exchange resin. It was also apparent that the pH of groundwater had an influence on the performance of the adsorbent with respect to boron removal. Therefore we reran the recycling test using groundwater from the neutralization tank at the groundwater treatment facility. The results indicated that the performance of the adsorbent using neutral groundwater for boron removal was higher than using uncontrolled groundwater. However the bed volume (BV) with recycled adsorbent decreased compared to first use. It is thought that sulfur added at the groundwater treatment facility was retained by the adsorbent despite elution, and affected the performance such that repeat usage resulted in decreased efficiency. In addition, it is considered that the goals established in the first year compared to the results obtained to date, including the status of waste water treatment at the MIU, and summarized the results in this development.

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