專利名稱：廢棄物處理方法和廢棄物處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機廢棄物的處理方法和處理裝置，以及無機廢棄物的處理方法和處理裝置。
近年來，聚合物容器、聚氯乙烯等的樹脂、含放射性物質有機廢棄物的處理等，對地球環(huán)境造成很大的問題。通常，對有機廢棄物是進行焚燒處理，該處理方法會產(chǎn)生二氧化物、氮氧化物等有毒物質，而回收這些有毒物質需要大規(guī)模的裝置。
原子能領域的無機廢棄物，除了含有放射性物質外，還含有大量的硝酸鈉鹽。這些物質作為固化體埋設在地下處理場。近來，根據(jù)對地下環(huán)境研究，據(jù)報告發(fā)現(xiàn)地下為氧氣分壓低的還原性包圍氣體，硝酸離子可能成為氨。這樣，钚等的核物質形成氨和絡合物，可能會從固化體中溶出。
近年來，作為分解有機物的方法，采用超過水臨界點(溫度374℃、壓力22.1MPa)的高溫高壓下的水(超臨界水)的方法受到注目。
所謂的超臨界狀態(tài)，是指處于化合物固有的物理量即臨界溫度和臨界壓力以上的溫度和壓力下的物質的狀態(tài)。處于該狀態(tài)的物質稱為超臨界流體。
把有機物、水和含氧流體混合，在超過水的臨界點的超臨界狀態(tài)，使有機物氧化分解的方法是公知的(“超臨界水中的有機物氧化法”，日本特愿昭56-68414，登記號1551862)。超臨界水由于具有液體和氣體的中間性質，任意混合有機物或氧等，可在短時間內有效地將有機物氧化分解。
但是，超臨界狀態(tài)中，無機物的溶解度顯著減小，有機廢棄物中含有的無機物析出到反應器表面，將反應器閉塞。特別是無機物的氧化物溶解度小，更容易產(chǎn)生上述的問題。
例如，處理原子能發(fā)電站產(chǎn)生的廢棄物時，由于放射性物質析出，不容易處理，廢棄物處理裝置的保養(yǎng)維修需要較多費用。
因此，希望有一種能利用超臨界狀態(tài)而不析出無機物的有機廢棄物的分解方法和裝置。
如上所述，如果固化體中存在氨，則钚等核物質可能會從固化體中溶出。因此，希望開發(fā)出即使在處理只含無機物的廢棄物時，使廢棄物中的硝酸離子或硝酸鹽成為氮氣，防止硝酸離子混入固化體中的廢棄物處理方法和裝置。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種能在短時間內有效地對有機廢棄物或無機廢棄物進行分解的方法和裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在氧化工序中，把在所述低分子量化工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的媒體與有機廢棄物的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述氧化劑是使用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者是它們的2種以上；這些氧化劑的用量是使有機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg的上述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述的超臨界媒體調整為10-4摩爾以上。
廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序、分離工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在分離工序中，分離有機廢棄物中所含的不溶性夾雜物；在氧化工序中，把在所述低分子量化工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與所述有機廢棄物的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述氧化劑是使用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者是它們的2種以上；這些氧化劑的用量是使有機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
廢棄物處理方法，其是將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，分解所述有機廢棄物中所含的有機物，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
所述的有機廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與所述有機廢棄物的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧化劑。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上，含有量是完全使所述有機廢棄物氧化所需化學計量量的1倍以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
廢棄物處理方法，其是將無機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，分解所述無機廢棄物中所含的無機物，其特征在于，上述媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與無機廢棄物的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述無機廢棄物含有硝酸和/或硝酸鹽。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧化劑。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上，含有量是完全使所述無機廢棄物氧化所需化學計量的1倍以上。
所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述超臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg的所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
廢棄物處理裝置，其特征在于備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；使所述反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器；將氧化劑供給所述氧化反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在所述氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
廢棄物處理裝置，其特征在于備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合并使氧化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；將氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在所述反應器生成的生成物流體的回收裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有分離所述有機廢棄物中所含不溶性夾雜物的分離裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，在上述有機廢棄物供給裝置、所述媒體供給裝置、所述氧化劑供給裝置內，分別設有用于加壓和預熱有機棄物、媒體、氧化劑的加壓裝置和預熱裝置；在上述回收裝置內，設有用于使所述反應器生成的流體減壓的減壓裝置和冷卻的冷卻裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有檢測所述反應器內的媒體狀態(tài)的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有對內裝物照射紫外線或放射線的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置、液體處理裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有去除液體中離子成分的離子交換裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體與提取劑接觸，以提取并回收液體中無機離子的提取回收處理裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，采用二氧化碳作為所述提取劑的稀釋劑。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置和使液體或淤渣干燥的干燥裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述固化裝置，使液體或淤渣或它們的混合物與固化劑的混料物在容器內固化。
廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物中所含的有機物分解的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置將無機酸和媒體混合后供給反應器，以成為預定的氫離子濃度。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置備有將無機酸供給所述反應器的酸供給裝置；計測所述反應器內氫離子濃度的氫離子濃度計測裝置；根據(jù)來自所述氫離子濃度計測裝置的信號、將計算量的無機酸從所述酸供給裝置供給所述反應器內的控制裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有將氧化劑供給反應器的氧化劑供給裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置根據(jù)所述有機廢棄物的種類和所述氧化劑的供給量，調節(jié)所述氫離子濃度。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，在上述有機廢棄物供給裝置、媒體供給裝置、氧化劑供給裝置內，分別設有用于加壓和預熱有機廢棄物、媒體、氧化劑的加壓裝置和預熱裝置；在上述回收裝置內，設有用于使所述反應器生成的流體減壓和冷卻的減壓裝置和冷卻裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有對內裝物照射紫外線或放射線的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置及液體處理裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有去除液體中離子成分的離子交換裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體與提取劑接觸、提取并回收液體中無機離子的提取回收處理裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，采用二氧化碳作為上述提取劑的稀釋劑。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合使其氧化的反應器、將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置、將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置、將所述氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置、
調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置、將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；使所述反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器、將氧化劑供給所述氧化反應器的氧化劑供給裝置；調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；用于回收在所述氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使無機廢棄物所含的無機物分解的反應器；將無機廢棄物供給所述反應器的無機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有將氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置將無機酸和媒體以預定的氫離子濃度混合后供給反應器。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置根據(jù)所述無機廢棄物的種類和所述氧化劑的供給量，調節(jié)氫離子濃度。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置備有將無機酸供給所述反應器的酸供給裝置、計測所述反應器內氫離子濃度的氫離子濃度計測裝置、根據(jù)來自所述氫離子濃度計測裝置的信號、將計算量的無機酸從酸供給裝置供給所述反應器內的控制裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置及液體處理裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
本發(fā)明的第1廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在氧化工序中，把在所述低分子量工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
根據(jù)該方法，預先在超臨界狀態(tài)中，在氧化劑不存在時，使有機物進行低分子量化，然后在無機物難以析出的亞臨界條件下，添加氧化劑分解有機物，所以，可有效地分解有機物，并防止無機物的析出。
有機廢棄物并無特殊限定，例如有紙、碎布、活性碳、瀝青、各種樹脂等。有機廢棄物也可以含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
有機廢棄物中也有含砂、礫、卵石等的不溶性物質者。
另外，樹脂中有聚乙烯、丙烯、PET樹脂、各種離子交換樹脂等不含無機添加物或有機金屬鹽添加物者，也有含氯乙烯、硅、纖維增強塑料(FRP)等無機添加物或有機金屬鹽添加物者。
無機添加物，有鉛鹽、Sn鹽等的穩(wěn)定劑、CaCO3或SiO2那樣的填充劑、Al2(OH)3、Sb2O3、MgO等的阻燃劑、導電用或加強用的碳等。有機金屬鹽添加物例如有硬脂酸鉛。
有機廢棄物中含有大量夾雜物、無機添加物或有機金屬鹽添加物時，為了防止無機物析出，最好減少一次處理的量。
本發(fā)明的第2廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序、分離工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在分離工序中，分離有機廢棄物中所含的不溶性夾雜物；在氧化工序中，把在所述低分子量工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
根據(jù)該方法，即使有機廢棄物含有多量的不溶性夾雜物、無機添加物或有機金屬鹽添加物，在超臨界狀態(tài)的處理后，除去這些夾雜物等后，在亞臨界狀態(tài)添加氧化劑使有機物氧化，所以，可有效地分解有機物，并且防止在亞臨界狀態(tài)的無機物析出。不必減少一次處理的量。
這些廢棄物處理方法中，媒體的氫離子濃度最好是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。因為提高無機物的溶解度，可更加減少無機物的析出。
本發(fā)明的第3廢棄物處理方法，是把有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的有機物分解，其特征在于，上述媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
根據(jù)該方法，由于媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上，所以能防止無機物的析出。
媒體也可以含有氧化劑。
處理對象可以是與第1或第2廢棄物處理方法中同樣的有機廢棄物，另外，有機廢棄物也可以含有氧化物。根據(jù)本廢棄物處理方法，可有效地處理這些物質。
本發(fā)明的第4廢棄物處理方法，是把無機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使無機廢棄物中所含的無機物分解，其特征在于，上述媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
在超臨界狀態(tài)的媒體中，無機物被有效地分解。每1kg的媒體中氫離子濃度為10-4摩爾以上，所以，根據(jù)本廢棄物處理方法，分解后的無機物不析出，可存在于流體中。
處理對象最好是只含無機物的廢棄物，例如，也可以處理含α廢棄物的固化體。無機廢棄物也可以含有硝酸和/或硝酸鹽。但是，并不限定于此，也可以把含有一些有機物的廢棄物作為處理對象。
媒體也可以含有氧化劑。
本發(fā)明的廢棄物處理方法中，也可以設置媒體超臨界化工序和混合工序在媒體超臨界化工序，使媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的媒體與有機廢棄物或無機廢棄物的混合物。連續(xù)地將有機廢棄物或無機廢棄物供給超臨界狀態(tài)的媒體，可高效率地連續(xù)地進行廢棄物處理。
當然，也可在把媒體與有機廢棄物或無機廢棄物混合后，對得到的混合物加熱、加壓而成為超臨界狀態(tài)。
媒體可采用水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
通常，在超臨界狀態(tài)的媒體中，在常溫常壓下，氣體或液體的物質都可均勻地以任何比例混合。另外，在超臨界狀態(tài)的媒體中，與采用液體溶媒的情形相比，可望得到高的物質移動速度。因此，本發(fā)明的超臨界狀態(tài)媒體，可根據(jù)處理對象采用具有上述特性的水、二氧化碳、碳化氫。
通過將它們混合，可改變媒體的臨界點。
氧化劑可采用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上；這些氧化劑的用量最好是使有機廢棄物或無機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。最好使用化學計量的1.2～10倍。
調節(jié)氫離子濃度時，最好使用無機酸。最好使用硫酸、鹽酸等。不適合采用象硝酸那樣的在高熱下熱分解的酸。
本發(fā)明的第1廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器；將有機廢棄物供給反應器的有機廢棄物供給裝置；將媒體供給反應器的媒體供給裝置；使反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器；將氧化劑供給氧化反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
本發(fā)明的第2廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合并使其氧化反應的反應器；將有機廢棄物供給反應器的有機廢棄物供給裝置；將媒體供給反應器的媒體供給裝置；將氧化劑供給反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在反應器生成的生成物流體的回收裝置。
本發(fā)明的第3廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的有機物分解的反應器；將有機廢棄物供給反應器的有機廢棄物供給裝置、
將媒體供給反應器的媒體供給裝置、調節(jié)反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、將反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
本發(fā)明的第4廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合使其氧化的反應器；將有機廢棄物供給反應器的有機廢棄物供給裝置、將媒體供給反應器的媒體供給裝置、將氧化劑供給反應器的氧化劑供給裝置、調節(jié)反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、將反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
本發(fā)明的第5廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器、將有機廢棄物供給反應器的有機廢棄物供給裝置、將媒體供給反應器的媒體供給裝置、使反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器、將氧化劑供給氧化反應器的氧化劑供給裝置、調節(jié)反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、用于回收在氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
本發(fā)明的第6廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使無機廢棄物所含的無機物分解的反應器；將無機廢棄物供給反應器的無機廢棄物供給裝置、將媒體供給反應器的媒體供給裝置、調節(jié)反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、將反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
本發(fā)明的第1、2、3、4、5廢棄物處理裝置，也可以備有中性鹽添加裝置，該添加裝置用于在供給反應器的媒體中添加中性鹽。
上述反應器中，也可以設置對內裝物照射紫外線或放射線的裝置。
上述液體處理裝置中，也可設置用于中和液體中的酸的中和裝置。
本發(fā)明的第3、4、5、6廢棄物處理裝置中，上述調節(jié)裝置將無機酸和媒體以預定的氫離子濃度混合后供給反應器。
上述調節(jié)裝置可以備有將無機酸供給反應器的酸供給裝置、計測反應器內氫離子濃度的氫離子濃度計測裝置、根據(jù)來自氫離子濃度計測裝置的信號將計算量的無機酸從酸供給裝置供給反應器內的控制裝置。
上述無機酸，最好采用硫酸或鹽酸中的至少一方。
上述反應器，設有供給氧化劑的氣體劑供給裝置，上述調節(jié)裝置根據(jù)有機廢棄物或無機廢棄物的種類和氧化劑供給量，調節(jié)氫離子濃度?？捎行У靥幚砀鞣N各樣的廢棄物。
本發(fā)明的廢棄物處理裝置，在上述反應器內可備有分離有機廢棄物或無機廢棄物中所含不溶性夾雜物的分離裝置。
最好設有用于檢測反應器內的媒體狀態(tài)的裝置。這樣，可正確掌握反應器內的媒體是否為超臨界狀態(tài)，以最適當?shù)臓顟B(tài)處理廢棄物。例如，如果設置計測反應器內溫度和壓力的裝置，就可以檢測媒體的狀態(tài)。也可以不直接測定反應器內的溫度和壓力，而是測定供給反應器前的媒體與廢棄物的混合物的溫度和壓力。
在上述有機廢棄物或無機廢棄物供給裝置、媒體供給裝置內，分別設置用于加壓和預熱有機廢棄物或無機廢棄物、媒體的加壓裝置和預熱裝置；在上述回收裝置內，設有用于使反應器生成的流體減壓和冷卻的減壓裝置和冷卻裝置。在具有酸供給裝置或氧化劑供給裝置時，也可設置加壓和預熱酸或氧化劑的加壓裝置和預熱裝置。做成這樣的構造，可連續(xù)地供給、回收、處理廢棄物等，提高處理效率。
上述的氧化劑，可采用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上；這些氧化劑的用量最好是使有機廢棄物或無機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。最好使用化學計量量的1.2～10倍。
最好設置復蓋有機廢棄物或無機廢棄物供給裝置的至少一部分的裝置。例如，最好將有機廢棄物或無機廢棄物供給裝置的至少一部分設置在球形箱或護罩內。
上述復蓋裝置最好具有防爆性。
上述回收裝置最好具有氣液分離裝置、氣體處理裝置、液體處理裝置。
上述氣體處理裝置最好具有過濾器和洗滌器；過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
用于洗滌器中的溶液，最好采用水、含氫化鈉的堿溶液、或者含還原劑的水其中的至少一種。
上述液體處理裝置最好具有采取液體進行分析的裝置。
上述液體處理裝置最好具有攪拌液體用的攪拌裝置。
上述液體處理裝置最好具有冷卻液體用的冷卻裝置。
上述液體處理裝置最好具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
上述液體處理裝置最好具有分離液體中的固定成分的裝置。
上述液體處理裝置最好具有去除液體中離子成分的離子交換裝置。
上述液體處理裝置最好具有使液體與提取劑接觸、提取回收液體中無機離子的提取回收處理裝置。
上述提取劑，最好采用中性有機磷化合物或酸性有機磷化合物的至少一方。
上述提取劑的稀釋劑最好采用二氧化碳。
上述液體處理裝置最好具有使液體或淤渣干燥的干燥裝置。
上述液體處理裝置最好具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
上述固化裝置最好使液體或淤渣或它們的混合物與固化劑的混練物在容器內固化。
因此，根據(jù)本發(fā)明，利用超臨界狀態(tài)的媒體，處理有機廢棄物或無機廢棄物時，可有效地防止無機物析出，并且，可有效地處理大量的廢棄物。可大幅度降低裝置的建設費和運行費。
以下參照附圖，詳細說明
具體實施例方式

圖1是本發(fā)明實施例1的廢棄物處理方法的過程圖。
圖2是現(xiàn)有例的廢棄物處理方法過程圖。
圖3是表示在超臨界、亞臨界條件下的氧化鉛溶解度的曲線圖。
圖4是表示使溫度和壓力變化時的水離子積變化的曲線。
圖5是表示使氧化劑添加量變化時的鈰沉淀率的曲線。
圖6是表示實施例3的廢棄物處理裝置示意圖。
圖7是表示設在反應器下部的分離器的圖。
圖8是表示水和碳化氫類混合物臨界點的臨界曲線。
圖9是表示實施例4的廢棄物處理裝置示意圖。
圖10是表示實施例5的廢棄物處理裝置示意圖。
圖11是表示實施例6的廢棄物處理裝置示意圖。
圖12是表示實施例6的α核種回收裝置構造的圖。
圖13是表示實施例7的廢棄物處理裝置示意圖。
圖14是表示實施例8的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖15是水的狀態(tài)圖。
圖16是表示實施例9的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖17是表示實施例10的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖18是表示實施例11的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖19是表示實施例12的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖20是表示實施例13的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖21是表示實施例14的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖22是表示實施例15的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖23是表示實施例16的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖24是表示實施例17的廢棄物處理裝置局部的圖。
圖25是表示30％TBP-硝酸類類放射性(アクチノィド)元素的分配比曲線。
圖26是表示HDEHP-硝酸類放射性(アクチノィド)元素的分配比曲線。
下面說明實施例，在以下的實施例或圖中，同一部件注以相同標號，其重復說明從略。
(實施例1)圖1表示本發(fā)明實施例1的過程圖。圖2是現(xiàn)有例的過程圖。
如圖2所示，現(xiàn)有的方法中，在媒體超臨界化工序1，使作為媒體的水成為超臨界狀態(tài)。在混合工序2，往該超臨界狀態(tài)的水中添加含硫酸鹽的有機廢棄物。在超臨界分解工序6，把得到的混合物在超過水臨界點的高溫高壓下與氧化劑一起保持預定時間。含硫酸鹽的有機廢棄物在超臨界狀態(tài)的水中氧化分解。
生成的分解氣體和分解液、以及有機廢棄物中含有的硫酸鹽等無機物(氧化物等)，被送到回收工序5，接受有害物回收、固化等的處理。
而實施例1的方法中，在媒體超臨界化工序1，使作為媒體的水成為超臨界狀態(tài)。在混合工序2，往該超臨界狀態(tài)的水中添加含硫酸鹽的有機廢棄物。
另外，也可以不把超臨界狀態(tài)的媒體與有機廢棄物混合，而是先將媒體與有機廢棄物混合后，再加溫加熱該混合物，使媒體成為超臨界狀態(tài)。
在低分子量工序3，把得到的混合物在沒有氧化劑超臨界狀態(tài)的水中保持預定時間，使含硫酸鹽有機廢棄物中的全部或大部分有機物低分子量化。
接著在氧化工序4，把在低分子量化工序生成的生成物與氧化劑混合，在亞臨界狀態(tài)保持預定時間。
生成的分解氣體和分解液以及有機廢棄物中所含的硫酸鹽等無機物(離子)，被送到回收工序5，接受有害物回收、固化等的處理。
現(xiàn)有的方法中，雖然能有效地氧化分解有機廢棄物中的有機物，但是當有機廢棄物中含有無機物時，在超臨界狀態(tài)中，與亞臨界狀態(tài)比較，無機物更容易形成氧化物等并析出。
以鉛為例說明。圖3是表示超臨界、亞臨界條件下的氧化鉛的溶解度曲線(化工學會第63屆年會、東北大學工學部、陶他“亞臨界、超臨界水中的金屬氧化物的溶解度測定”)。如該曲線所示，在374℃以上超臨界區(qū)域，氧化鉛的溶解度小，在450℃為0.5×10-3mol/kg。但是，在亞臨界區(qū)域，溶解度上升約10倍，為0.5×10-2mol/kg。與氧氣共存時，則溶解度有更減小的傾向。
因此，如果象現(xiàn)有技術中那樣，在氧化劑存在的條件下用超臨界狀態(tài)處理含有無機添加物或有機金屬鹽添加物的有機廢棄物，則無機添加物或有機金屬鹽添加物中所含的無機物作為氧化物析出。
本實施例中，在低分子量化工序，由于不存在氧化劑，有機廢棄物中所含的硫酸鹽等無機物不被氧化，因此，可防止無機氧化物的析出。
然后，在亞臨界狀態(tài)加入氧化劑使其氧化，可有效地分解有機物。
將有機物與氧化劑混合氧化前，與水混合并在超臨界狀態(tài)使其反應時，則存在于有機物內的結合能量小的結合，選擇地被熱分解或加水分解，可使高分子量的有機物低分子量化。然后，往低分子量化后的有機物內添加氧化劑，在亞臨界狀態(tài)使其反應，由于有機物的分子量小、與氧氣的反應速度快，可在短時間內氧化。
因此，在超臨界狀態(tài)使有機廢棄物以預定時間反應后，在亞臨界狀態(tài)保持預定時間，可有效地分解有機廢棄物，并且可防止無機物的析出。
實施例1中，是使用過氧化氫作為氧化劑，但并不限定于此。也可以使用氧氣、空氣、臭氧、或者氧氣、空氣、過氧化氫、臭氧中的2種以上。
有機物通常與基團(ラジカル)反應而分解。對于有機物來說，活性的基團是羥基(·OH以下稱OH基)。OH基在25℃的酸性溶液中，具有Ⅰ式所示的氧化還原電位，是比臭氧更強的氧化劑。
2.85V.vs.NHE…Ⅰ因此，對于有效地分解有機物，OH基的生成是關鍵。
在超臨界水中，水與氧氣反應，生成Ⅱ式所示的OH基和氫過氧化基(·OOH)。
…Ⅱ據(jù)Baulch等人的研究，在500℃中如果Ⅱ式的反應速度常數(shù)為10-10.5mol/s時則非常慢。(氧氣0.00631mol、水6.31mol)，另外，氫過氧化基如(Ⅲ)式那樣反應，生成過氧化氫和氧氣，再如Ⅳ式那樣分解，生成OH基。
…Ⅲ…Ⅳ通常，基團彼此的反應快，過氧化氫的分解反應，100℃以上的溫度時容易，所以，Ⅲ、Ⅳ式的反應速度快。
在超臨界水中用氧氣分解有機物時，由于Ⅱ式的反應速度慢，所以，添加過氧化氫，直接生成OH基時，可有效地引起有機物的分解反應。
以下是用實施例1方法分解聚乙烯的結果。
把附著有2mg硫酸鈰的聚乙烯10mg和水2ml，加入反應器(5.6ml)內，用400℃、30MPa使其反應30分鐘。
反應后，回到常溫常壓測定，結果是，最初作為固體存在的聚乙烯有99％以上熱分解，成為c=1～30的鏈烷類和鏈烯類，存在于氣體或液體中。
接著，添加過氧化氫0.3g和水1.6g(總共成為3.6g)，用350℃、30MPa保持60分鐘。反應后，回到常溫常壓，測定氣體和液體中的有機體碳量，結果是99％以上的有機物被氧化分解。
反應后，回到常溫常壓，過濾分解液，用ICP(InductivelyCoupled Plasma Spectroscopy)測定濾液中的鈰。另外，用酸溶解濾紙，同樣地用ICP測定鈰，結果是無沉淀物。因此，鈰全部以離子形式存在，不作為氧化物沉淀。
作為比較例，象現(xiàn)有技術中那樣，在氧化劑存在的條件下，在超臨界水中對聚乙烯作了分解。
把附著有2mg硫酸鈰的聚乙烯10mg和水2ml和過氧化氫0.3g，加入反應器(5.6ml)內，用400℃、30MPa使其反應30分鐘。
結果是，99％以上的聚乙烯被氧化，生成分解了二氧化碳。有一半的鈰成為氧化物沉淀。
從上述可知，用實施例1的方法，不析出無機物，可有效地分解有機廢棄物。
(實施例2)實施例2的方法中，在圖2所示現(xiàn)有的媒體超臨界化工序1中，對于1kg的水使氫離子為10-4摩爾以上地添加無機酸，將該溶液成為超臨界狀態(tài)，在其后的工序中作為超臨界媒體使用。
據(jù)Smith等人的研究，硝酸廢液中的金屬元素在高溫高壓下，如Ⅰ式所示地加水分解，然后，如Ⅵ式所示地熱分解，最終成為氧化物。
在Ⅴ式生成的硝酸，熱分解后產(chǎn)生氧氣，所以，容易形成氧化物。
…式Ⅴ…式Ⅵ為了防止這樣的加水分解，必須添加酸，使式Ⅴ的平衡向左移動。
水中的氫離子濃度，與水的離子積有密切關系。圖4表示溫度和壓力變化時的水的離子積變化。
例如，壓力為25MPa時，水的離子積在300℃附近最大，為l0-11(mol/kg)2。因此，與酸等不共存時的超臨界水中的氫離子濃度是3.3×10-6mol/kg。在3 7 4℃以上的超臨界水條件下，水的離子積小于10-11(mol/kg)2，在600℃時，為10-24(mol/kg)2。因此，在600℃時的氫離子濃度是10-12mol/kg，比300℃時小得多。
現(xiàn)有技術中，用超臨界水分解有機物時，多采用高溫且較低壓的條件(例如600℃、25MPa)。因此，只將水加入含無機物的有機物中用高溫使其反應時，反應器中的氫離子濃度變得極低，使式Ⅴ的平衡向右移，無機物作為氧化物析出。
為了增加超臨界水中的離子濃度，必須增加離子積。如圖4所示，離子積隨著壓力的上升而增加，實際能使用的壓力為50MPa以下。
例如，在350℃、50MPa時，離子積為10-12(mol/kg)2，比常溫常壓下的離子積10-14(mol/kg)2大100倍，氫離子濃度為10-6mol/kg。這樣，通過選擇溫度和壓力，不使超臨界水中的氫離子濃度極端增加，本實施例中，往超臨界水中添加酸，可以調節(jié)氫離子濃度，防止無機物的析出。
用本實施例的方法，研究往超臨界水中添加酸，無機物不析出的條件。
添加5×10-5摩爾的硫酸，得到水的氫離子濃度為10-4mol/kg的媒體。
把得到的媒體與硝酸鈰(鈰1mg)混合，用400℃、25MPa反應30分鐘后，回到常溫常壓，過濾分解液，用ICP測定濾液中的鈰。另外，用酸溶解濾紙，同樣地用ICP測定鈰，確認有無沉淀物。結果如表1所示。
另外，作為現(xiàn)有例，表示了采用二種媒體的結果。一種是不加硫酸只將水作為媒體的結果。另一種是對于1kg的水加入5×10- 6摩爾的硫酸、即氫離子濃度為10-5mol/kg的媒體的結果。
如表1所示，現(xiàn)有例中，鈰100％成為氧化鈰沉淀，而添加了5×10-5摩爾硫酸時，沉淀率為0％，全部鈰量以溶解狀態(tài)殘存在液中。另外，添加了5×10-6摩爾硫酸時，70％的鈰沉淀。
由上述可知，使氫離子濃度成為10-4mol/kg地添加酸時，沒有鈰的沉淀。
表1
當無機物中存在氧時，被氧化而成為氧化物。本實施例的方法中，研究了媒體中存在氧化劑時，不使無機物析出而能分解有機物的條件。
圖5表示在硝酸鈰(鈰1mg)中添加水、硫酸和氧化劑，用400℃、25MPa反應30分鐘的結果。對于1kg的水添加了5×10-3摩爾的硫酸。用ICP測定的結果是，鈰隨著氧化劑添加量的增加而沉淀。當氧化劑添加量超過化學計量(假設鈰成為二氧化鈰)的600倍(過氧化氫0.3g)時，97％的鈰沉淀。
因此，在氧化劑存在時，隨著氧化劑添加量的增加，必須增加酸的添加量。
表2表示在硝酸鈰(鈰1mg)中添加4倍化學計量量的氧化劑，用400℃、25MPa反應30分鐘的結果。硫酸相對于水的添加量是5×10-2mol/kg時，鈰的沉淀率為0％。
因此，在氧化劑存在的條件下，相對于1kg的水，必須添加5×10-2mol/kg硫酸(氫離子濃度為10-1mol/kg)。
表2
如上所述，當氧化劑存在時，在1kg媒體中使氫離子濃度成為10-1摩爾地添加酸時，可以不析出無機物地分解有機物。
本實施例的方法中，研究了有機廢棄物中含有硝酸鹽以外的無機鹽時的情形。
在鈰的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽和氧化物(鈰1mg)中，添加了4倍于化學計量量的氧化劑，作為處理對象。在水中添加了5×10-2mol/kg硫酸作為媒體，用400℃、30MPa反應30分鐘。
結果如表3所示。
在硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物和磷酸鹽的情況下，用ICP測定的結果是，在水中作為離子存在的鈰的量為100％，鈰的沉淀率為0％。另外，最初以固體存在的氧化物的50％，溶解在液中，即使有少量的氧化物也可回收到液中。
表3
如上所述，根據(jù)本實施例的方法，不僅硝酸鹽、即使含有硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽、氧化物，也可使無機物不析出地分解有機物。
例如，在處理含有钚氧化物的有機廢棄物時，可將钚作為離子回收到液中，所以，可將被钚污染的有機廢棄物(例如碎布、手套)變成為非α廢棄物(只含有不放出α射線元素的廢棄物)，可減低處理成本。
另外，本實施例的方法中，對于采用硫酸、鹽酸作為調節(jié)媒體氫離子濃度的無機酸，是否能不析出無機物地處理有機廢棄物作了研究。
在硝酸鈰中添加4倍于化學計量量的氧化劑，在1kg水中分別添加5×10-2mol/kg的硫酸、鹽酸、硝酸，將其作為媒體。用400℃、30MPa反應30分鐘，其結果如表4所示。
用ICP測定的結果，用硫酸、鹽酸時，未發(fā)現(xiàn)鈰的沉淀，但是添加硝酸時，100％的鈰沉淀。由于硝酸在高溫下熱分解，氫離子濃度為在1kg水中10-4mol以下，無機物的溶解度低，因此產(chǎn)生沉淀。
如上所述，采用硫酸或鹽酸作為無機酸時，可以不析出無機物地分解有機廢棄物。
表4<
實施例3)圖6是表示本實施例廢棄物處理裝置的示意圖。
本實施例的廢棄物處理裝置備有在水的超臨界狀態(tài)處理有機廢棄物的反應器11、將有機廢棄物投入反應器11的有機廢棄物供給裝置12、將作為媒體的水供給反應器11的水供給裝置13、使在反應器11生成的低分子量有機物氧化的氧化反應器14、將氧化劑供給氧化反應器14的氧化劑供給裝置15、回收氧化反應器14的生成物的回收裝置30。
回收裝置30備有氣液分離器33、氣體處理裝置34、液體處理裝置40。
液體處理裝置40具有干燥、固化液體淤渣的干燥器45和固化器46。
本實施例中，將反應器11和氧化反應器14分開設置，用管子等將二者連接，把在反應器11生成的生成物送到氧化反應器14。但是也可以做成為用分隔板等將一個容器分成為2個室的構造。也可以通過適當?shù)卣{節(jié)壓力和溫度，將一個容器作為反應器11和氧化反應器14使用。
處理對象無特別限定?？梢允呛袠渲鹊挠袡C廢棄物、被放射線物質污染了的有機廢棄物等，可處理各種各樣的有機廢棄物。
在處理含有砂、礫等不溶性夾雜物的有機廢棄物、含無機添加劑或有機金屬鹽添加劑樹脂等的有機廢棄物時，先在超臨界狀態(tài)使有機物低分子量化后，再在亞臨界狀態(tài)進行氧化，也可以充分防止無機物的析出。
這種情況下，最好減少一次處理的有機廢棄物的量。另外，如圖7所示，在反應器18的下部可設有分離器18，利用重量或慣性除去在超臨界狀態(tài)析出的無機物。這樣，可防止在亞臨界狀態(tài)的無機物析出。
如圖7所示，分離器18可以設在反應器11的內部，也可以設在反應器11與氧化反應器14之間。
本實施例中，是采用水作為超臨界媒體，但并不限于此，也可以采用二氧化碳、各種碳化氫或它們的混合物。
圖8是表示水和碳化氫類混合物的臨界點的臨界曲線。水的臨界點是374℃、22MPa，在圖8中，例如在水-苯類中，以特定的比例混合2種成分，可以將臨界點降低到300℃以上。因此，如果采用水、二氧化碳、碳化氫的混合物作為媒體，則可以保持超臨界狀態(tài)地在更低溫、低壓的柔和條件下，處理有機廢棄物。
本實施例中，是采用過氧化氫作為氧化劑，但并不限定于此，也可以采用氧氣、空氣或臭氧、或者氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧的2種以上混合物。
采用過氧化氫時，可有效地分解有機物。
為了完全分解有機物，過氧化氫的添加量，最好是使有機物成為二氧化碳或水所需量的1倍以上。最好為1.2～10倍。
用本裝置處理有機廢棄物時，由水供給裝置13將作為媒體的水供給反應器11。在反應器11往已成為超臨界狀態(tài)的水中，用有機廢棄物供給裝置12供給有機廢棄物，與超臨界水混合，在超臨界狀態(tài)保持預定時間。
有機廢棄物在反應器11中，在媒體水的超臨界狀態(tài)下，被低分子量化。將生成物移到氧化反應器14，添加氧化劑后，在亞臨界狀態(tài)氧化。
在氧化反應器14生成的生成物被送到回收裝置30，由氣液分離器33分離成氣體和液體，分別被送到氣體處理裝置34和液體處理裝置40，回收有害物質。
分解生成的固相或液相，由干燥器45干燥后，在固化器46中混入固化劑，在泄放罐等的處理容器內固化，成為穩(wěn)定的固化體。這樣，可確保處理時的安全性，管理也容易。固化劑最好采用水泥漿。
通過設置有機廢棄物供給裝置12、水供給裝置13、氧化劑供給裝置15，可連續(xù)地向反應器11供給有機廢棄物、水、氧化劑，另外，由回收裝置30連續(xù)地取出生成物。因此，可連續(xù)地處理有機廢棄物。
如上所述，根據(jù)本實施例的廢棄物處理裝置，利用超臨界狀態(tài)處理有機廢棄物時，可防止過去存在的無機物析出這一問題。
因此，可避免因無機物析出而引起的反應器閉塞等麻煩。可減低裝置的運行費用和維修費用。另外，當無機物是放射性物質時，可減少對作業(yè)者的危害。
將過氧化氫作為氧化劑添加時，可在短時間內生成OH基，所以能在短時間內分解處理大量的有機物。
使無機鹽不成為氧化物，而以離子狀回收，從一開始就作為氧化物存在的無機物，也能回收到液體中，所以，能將有機廢棄物變成為勻質的廢棄體。
(實施例4)圖9是本實施例廢棄物處理裝置的示意圖。
實施例4的廢棄物處理裝置備有在水的超臨界狀態(tài)處理有機廢棄物的反應器11、將有機廢棄物投入反應器11的有機廢棄物供給裝置12、將作為媒體的水供給反應器11的水供給裝置13、測定反應器11內水的氫離子濃度的PH計23、將酸供給反應器11的酸供給裝置16、根據(jù)PH計23的計測值控制酸供給裝置16并將計算量的酸供給反應器11的控制器24、回收反應器11生成物的回收裝置30。
回收裝置30備有氣液分離器33、氣體處理裝置34、液體處理裝置40。
液體處理裝置40具有干燥、固化液體淤渣的干燥器45和固化器46。
從酸供給裝置16供給的酸，是采用在媒體水中電離的無機酸，但是，不適合使用象硝酸那樣在高熱時熱分解的酸。最好采用硫酸或鹽酸。
如實施例2所述，在有機廢棄物的分解時，如果水的氫離子濃度為10-4摩爾/kg以上，則可以抑制超臨界狀態(tài)的無機物析出。
但是，要考慮到不同種類的有機廢棄物，其分解生成物對水的氫離子濃度的影響。
例如，將聚乙烯或聚氯乙烯做的聚合物容器，在水存在條件下，用374℃、22.1MPa使其反應，聚乙烯加水分解，生成乙醇和有機酸等，但聚氯乙烯除了生成乙醇和有機酸外，還生成鹽酸。聚氯乙烯中的氯含量為56wt％，如果在1kg的水中添加0.006g的聚氯乙烯，則反應器中的氫離子濃度為10-4摩爾/kg。
因此，在1kg水中添加0.006g的聚氯乙烯時，不必添加酸。但是，由于聚乙烯不生成酸，所以，要添加酸，使得在1kg水中的氫離子濃度為10-4摩爾/kg。
另外，在分解不生成酸的聚乙烯和生成酸的聚氯乙烯的混合廢棄物時，要弄清楚其混合比，掌握從有機物生成的酸的量。
本實施例中，用PH計23實時測定反應器11中的氫離子濃度，根據(jù)該測定值，由控制器24計算出每1kg水中氫離子濃度成為10-4摩爾以上所需酸的量，控制酸供給裝置16將計算量的酸供給反應器11。
根據(jù)該構造，與有機廢棄物種類無關地，都可將反應器內的氫離子濃度保持在最適當狀態(tài)。
根據(jù)處理對象，供給最適量的酸，可大幅度減少供給的酸的量。
另外，由于下述的原因，與現(xiàn)有例相比，可采用小型的氣液分離器33。
二氧化碳如Ⅶ式所示地溶解于水成為碳酸，在水中碳酸分解為Ⅷ、Ⅸ式所示的離子。
…Ⅶ…Ⅷ…Ⅸ為了使Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ式的平衡向左移動，分離二氧化碳和水，必須增加液中的氫離子濃度。Ⅷ式的酸分離常數(shù)為20℃時10-3.6(mol/l)。使氫離子濃度變化時的〔HCO3-〕/〔H2CO3〕之比如表5中所示。
由于H2CO3與氣相中的二氧化碳平衡，當溶解于液中的HCO3-的比例大于H2CO3時，水與二氧化碳的分離困難?，F(xiàn)有法中，由于液體中的氫離子濃度為10-7摩爾/Kg左右，所以，液中的H2CO3的比例少，分離二氧化碳時，必須與多量的空氣接觸，就需要比較大的氣液分離器。
但是本發(fā)明中，由于氫離子濃度為10-4摩爾/Kg以上，所以，與現(xiàn)有例相比，可采用小型的氣液分離器，可減低設備費用。另外，不必添加空氣，減少氣體處理器的處理量，減低設備費用和運行費用。
表5
本實施例中，是用PH計23直接測定反應器11中的氫離子深度，但實際上由于反應器內是高溫高壓，有時PH計的設置有困難。
也可以根據(jù)被處理廢棄物的種類和量等，算出加到水中的酸的量，將所需量的酸混合到水中后再供給反應器11。這樣，即使不直接測定反應器內的媒體的氫離子濃度，也可以控制氫離子濃度，所以，不必設置PH計。
如上所述，本實施例的有機廢棄物分解裝置中，根據(jù)有機廢棄物的種類調節(jié)無機酸的供給量，控制成為防止無機物析出的最適當氫離子濃度狀態(tài)，對混合著各種各樣有機物的廢棄物也能容易地處理。
把裝置內有機廢棄物水中的無機酸的量，用氫離子換算，控制成為1kg水中10-4摩爾以上，可以不用大的設備投資，有效防止無機物析出。另外，氣液分離器也能小型化。
使無機鹽不成為氧化物，以離子狀回收，從一開始就作為氧化物存在的無機物也能回收到液體中，可以將有機廢棄物變成為勻質的廢棄體。
(實施例5)
圖10是本實施例廢棄物處理裝置的示意圖。
本實施例的廢棄物處理裝置，是在實施例4的廢棄物處理裝置中，設有將氧化劑供給反應器11用的氧化劑供給裝置15。
本實施例的廢棄物處理裝置中，在反應器11內，先在水的超臨界狀態(tài)使有機物低分子量化，然后降低反應器11內的壓力和溫度，在亞臨界狀態(tài)進行有機物的氧化。
反應器11中的氫離子濃度是，由控制器24根據(jù)PH計23的測定值，控制酸供給裝置16，調節(jié)為每1kg水中氫離子濃度為10-4摩爾以上。
有機廢棄物，最好含有多量夾雜物、無機添加劑或有機金屬鹽添加劑。如果有機廢棄物中含有多量的無機添加劑等，要減少一次處理的有機廢棄物的量，或者，設置析出物分離裝置，在超臨界狀態(tài)中的處理后，除去析出的無機物，再在亞臨界狀態(tài)進行處理。
如上所述，本實施例的有機廢棄物處理裝置中，在超臨界狀態(tài)使有機物低分子量化，然后在亞臨界狀態(tài)進行氧化分解，可防止無機物的析出。
由于超臨界狀態(tài)的處理和亞臨界狀態(tài)的處理在同一個反應器內進行，所以，抑制裝置的費用，操作也簡單。
另外，把每1kg水的氫離子濃度調節(jié)為10-4摩爾以上，可更加有效地防止無機物析出。
根據(jù)有機廢棄物的種類和量、使用的氧化劑量等，調節(jié)無機酸的供給量，可將氫離子濃度控制為最適當狀態(tài)，對混合著各種各樣有機物的廢棄物也能容易地處理。
因此，可避免因無機物析出而引起的反應器閉塞等麻煩?？蓽p低裝置的運行費用和維修費用。另外，當無機物是放射性物質時，可減少對作業(yè)者的危害。
通過添加氧化劑，可在短時間內分解處理大量的有機物。
使無機鹽不成為氧化物，而以離子狀回收，從一開始就作為氧化物存在的無機物，也能回收到液體中，所以，能將有機廢棄物變成為勻質的廢棄體。
(實施例6)圖11是本實施例廢棄物處理裝置的示意圖。
本實施例的廢棄物處理裝置中，未設置有機廢棄物供給裝置12，而是設置了將無機廢棄物供給反應器11的無機廢棄物供給裝置51。另外，在氣體處理裝置34內備有氨處理裝置52，在液體處理裝置40內備有α核種回收裝置53。除此以外，其余構造與實施例5的廢棄物處理裝置相同。如圖12所示，α核種回收裝置53由凝聚沉淀裝置43和分離液體中的固形成體的分離器44構成。
另外，也可不設置無機廢棄物供給裝置51，而由有機廢棄物供給裝置12也供給無機廢棄物。這樣，用同一個裝置可處理有機廢棄物和無機廢棄物兩者，有利于降低成本。
作為處理對象，最好是只含無機物的廢棄物。例如，也可以處理含α廢棄物的固化體。但是，并不限定于此，也可將含有機物的廢棄物作為處理對象。
采用本裝置處理含α核種那樣的放射性物質或硝酸鹽的無機廢棄物時，由水供給裝置13將作為媒體的水供給反應器11。用無機廢棄物供給裝置51將無機廢棄物供給在反應器11內已成為超臨界狀態(tài)的水，與超臨界水混合，在超臨界狀態(tài)保持預定時間。
反應器11中的氫離子濃度是，由控制器24根據(jù)PH計23的測定值，控制酸供給裝置16，調節(jié)為每1kg水中氫離子濃度為10-4摩爾以上。
無機廢棄物在反應器11中，在氧化劑存在的條件下，在媒體水的超臨界狀態(tài)下氧化分解。
本實施例中，由于把每1kg水的氫離子濃度調節(jié)為10-4摩爾以上，所以放射性物質(例如钚等的α核種)不析出，可回收到液體中。無機廢棄物中所含的硝酸或硝酸鹽也不析出而分解，作為氨回收到氣體中。
生成的生成物被送到回收裝置30，被氣液分離器33分離成氣體和液體的，分別送到氣體處理裝置34和液體處理裝置40。
含氨氣體在氨處理裝置52中，在白金觸媒存在的條件下被加熱至310℃以上，氨成為氮氣。
含钚等α核種的液體，在α核種回收裝置53的凝聚沉淀裝置43中，被添加鋇，生成難溶性的硫酸鋇。Ⅲ價和Ⅳ價的α核種與硫酸鋇一起沉淀。Ⅴ價和Ⅵ價的α核種被還原劑還原為Ⅲ價和Ⅳ價后，與硫酸鋇一起沉淀。當含有銫、鍶等時，由沸石、亞鐵氰化鈷、鈦酸等吸附劑吸附后沉淀。
當液體含有氨時，添加氫氧化鈉，使液體的PH值成為9后，將氨置換成蒸汽相，從液體中去除。
也可以用分離器44分離含已沉淀α核種的硫酸鋇鹽后回收，成為玻璃固化體。也可以成為水泥固化體。
除了鋇以外，也可以添加鐵，使PH成為4以上，使α核種與生成的氫氧化鐵一起沉淀，使氫氧化鐵成為水泥固化體。也可以使其與鑭的磷鹽一起沉淀。
去除了α核種的液體，由干燥器45干燥后，在固化器46中與固化劑混合，在泄放罐等的處理容器內固化，成為非α廢棄物的固化體。固化劑可采用水泥漿。
如上所述，本實施例的廢棄物處理裝置中，通過調節(jié)超臨界狀態(tài)的媒體氫離子濃度是每1kg水為10-4摩爾，可以防止放射性物質或硝酸鹽等的無機物析出。因此，可避免因無機物析出而引起的反應器閉塞等麻煩。不僅能減低裝置的運行費用和維修費用，還可減少放射性物質對作業(yè)者的危害。
根據(jù)本實施例，由于硝酸離子分解成為大部分氮氣，超臨界處理后的α廢棄物的固化體中不含硝酸鹽。因此，將固化體埋在還原性氣氛的地下也不產(chǎn)生氨，可防止钚等核物質從固化體中溶出。
另外，使去除了α核種的液體和淤渣固化了的固化體，是非α廢棄物，所以，可在淺地層內處理，這樣，廢棄的處理容易。而且，減少廢棄物的深地層處理，可減少處理費用。
例如，用通常方法得到放射性廢棄物的固化體，從該固化體中回收钚等的α核種，成為玻璃固化體，可大幅度減少α廢棄物的量。
本實施例中，是使α核種沉淀分離回收之，但并不限于α核種，也可以使溶解在液相中的金屬等的無機離子凝聚，進行沉淀處理。
另外，實施例3或4的處理裝置中，也可以設置使這些無機離子凝聚沉淀的裝置。
(實施例7)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖13所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，在有機廢棄物供給裝置12、水供給裝置13、氧化劑供給裝置15內，分別設置加熱器25a～c和加壓器26a～c，在回收裝置30內，設置減壓器31和冷卻器32。
在實施例4或實施例5的廢棄物裝置中，在有機廢棄物供給裝置12、水供給裝置13、氧化劑供給裝置15、酸供給裝置16內也可以設置同樣的加熱器和加壓器，在回收裝置30內也可以設置同樣的減壓器和冷卻器。
在實施例6的廢棄物處理裝置中，在無機廢棄物供給裝置51、水供給裝置13、氧化劑供給裝置15、酸供給裝置16內，也可以設置同樣的加熱器和加壓器，在回收裝置30內也可以設置同樣的減壓器和冷卻器。
加熱器25a～c，分別加熱有機廢棄物、媒體、氧化劑，加壓器26a～c分別加壓有機廢棄物、媒體、氧化劑。做成這樣的構造，可以連續(xù)地把有機廢棄物、水、氧化劑供給反應器11，并且，不降低反應溫度和壓力地連續(xù)處理有機廢棄物。
在氧化反應器14生成的分解生成物被送到回收裝置30，被減壓器31和冷卻器32減壓冷卻。做成這樣的構造，可連續(xù)地從氧化反應器14抽取生成物流體，并接著由氣液分離器33有效地進行流體的氣液分離。
把氧氣添加到有機物內分解時，碳成為二氧化碳，氫成為水。在超臨界水的條件下，作為媒體的水和分解生成的二氧化碳任意混合，不容易分離。但是，對分解生成的流體進行減壓降溫，成為常溫常壓時，可以分離水和二氧化碳的大部分。
這樣，根據(jù)本實施例，與分批處理相比，處理速度快，可大幅度減少運行費用。另外，氣液分離裝置33的氣液分離可有效地進行。
(實施例8)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖14所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，在反應器11內設置了溫度傳感器21和壓力傳感器22。
實施例4、5、6、或7的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
圖15表示水的狀態(tài)圖。水的狀態(tài)取決于溫度和壓力，所以，反應器11內是否為超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)，通過監(jiān)視反應器內的溫度和壓力就可以把握。
用溫度傳感器21和壓力傳感器22監(jiān)視反應器11內的溫度和壓力，可準確掌握反應器11內的媒體是否為超臨界狀態(tài)，這樣，能以最適當?shù)臓顟B(tài)處理廢棄物。
不僅反應器11，最好在氧化反應器14中也設置同樣的溫度傳感器和壓力傳感器，這樣，可掌握氧化反應器14內是否為亞臨界狀態(tài)。
如實施例7的廢棄物處理裝置那樣，具有加熱器25a～c和加壓器26a～c的裝置中，也可以在供給反應器之前測定被加熱或加壓的廢棄物、媒體等的溫度和壓力。即使不直接測定反應器內溫度和壓力，也能掌握反應器內的狀態(tài)。
(實施例9)實施例9的廢棄物處理裝置，如圖16所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，把反應器11和有機廢棄物供給裝置12的至少一部分設置在干燥箱(少ロ-ブボックス)27內。
實施例4、5、6、7或8的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
在處理被放射性物質或有害物質污染了的有機廢棄物時，必須不能使放射性物質或有害物質泄漏到外部。實施例3的廢棄物處理裝置，大部分在封閉的系統(tǒng)中進行處理，但有機廢棄物供給裝置12的一部分，為了接受有機廢棄物而成為開放系統(tǒng)。因此，在處理被放射性物質或有害物質污染了的有機廢棄物時，把成為開放系統(tǒng)的有機廢棄物供給裝置12設置在護罩(フ-ド)或干燥箱等部件內，可防止污染的擴散。
另外，干燥箱或護罩等復蓋部件最好能防爆。因有機廢棄物的分解而產(chǎn)生有爆炸危險的揮發(fā)性有機物、或者，有機廢棄物上附著著有爆炸危險的揮發(fā)性有機物時，也可以進行處理。
根據(jù)本實施例，由于把處理裝置的一部分設置在球形箱內，與把整個裝置設置在復蓋部件內相比，可使設備規(guī)模小型化。
(實施例10)本實施例如圖17所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，設有中性鹽供給裝置29，該中性鹽供給裝置29用于向媒體水中添加中性鹽。
實施例4、5、7、8或9的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
通常，難溶性的鹽MnLm的溶解度Ks，用活量如Ⅹ式所示。
,Ks=a1m·a2n…Ⅹa1Mm+的活量，a2Ln-的活量活量a用活量系數(shù)γ和濃度C如Ⅺ式所示。
a=γ·C…Ⅺ當溫度和壓力為一定時，活量a為一定，Ks具有一定的值。在稀薄溶液中，γ=1，活量a與濃度C相等。但是，離子強度增加時，γ＜1，結果濃度C增加，溶解于溶液中的Mm+和Ln-增加，溶解度有增加的傾向。
因此，添加中性鹽時，難溶性鹽的溶解度增加，可抑制沉淀。
該中性鹽可采用氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉、硫酸鉀等。
根據(jù)本實施例，由于添加中性鹽，可更有效地抑制無機物析出。
(實施例11)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖18所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，備有向反應器11的內裝物照射放射線的放射線照射裝置28。
實施例4、5、7、8、9或10的廢棄物處理裝置中也可以做成同樣的構造。
也可以不使用放射線照射裝置，而使用照射紫外線的紫外線照射裝置。
向水中照射放射線時，如Ⅻ式所示，生成OH基。
…ⅫOH基如Ⅰ式所示，成為強氧化劑，所以，即使不添加氧化劑也能分解有機物。
另外，在氧化劑存在的條件下，如果照射紫外線和放射線，則更能加速該反應。例如，照射放射線時，氧氣生成基團，最終生成過氧化氫。過氧化氫在放射線存在的條件下，如ⅩⅢ式地反應，生成OH基，可分解有機物。
…ⅩⅢ臭氧如ⅪⅢ式所示地與紫外線反應，生成過氧氫。過氧化氫再與紫外線如ⅩⅢ式所示地反應，生成OH基。
…ⅪⅢ再如ⅩⅤ式所示，在Ⅶ式生成的氫原子與氧氣反應，生成氫過氧化基，再如ⅩⅥ式所示地與臭氧反應，生成OH基。
…ⅩⅤ…ⅩⅥ因此，通過照射放射線，可有效地生成OH基，從而更有效地分解有機物。
在處理含放射性物質的廢棄物時，不必從外部照射放射線便可容易地形成放射線場，所以，即使不備有放射線照射裝置也能得到上述效果。
(實施例12)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖19所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，氣體處理裝置30備有過濾器25和洗滌器26，過濾器25用于去除氣體中的固形成分或有害成分，洗滌器26用于回收有害成分。
實施例4、5、6、7、8、9、10或11的廢棄物處理裝置中也可以做成同樣的構造。
例如，在處理被再處理工廠的放射性物質污染了的廢棄物時，锝或釕這樣的揮發(fā)性元素過渡到氣相中。
釕作為四氧化釕過渡到氣相中，但當有機物存在時還原成為二氧化釕。二氧化釕在常溫下是固體，所以，能用去除固體成分的過濾器去掉。
锝作為七氧化锝或過锝酸過渡到氣相中，但如ⅩⅦ、ⅩⅧ式所示，與水接觸時，以離子形態(tài)溶解在水中。
…ⅩⅦ…ⅩⅧ因此，設置了洗滌器時，可將锝回收到液體中。
為了更有效地回收锝等的元素，在洗滌器中，除了使用水外，最好使用含氫氧化鈉的堿溶液或含還原劑的水。
锝與水接觸時，如ⅩⅦ、ⅩⅧ式所示，以陰離子的形態(tài)溶解。該陰離子與鈉離子反應生成鹽，所以，可以將锝以鹽的形態(tài)回收到溶液中。
…ⅩⅥⅢ當還原劑存在時，锝被還原，從過锝酸(Ⅶ價)變成為二氧化锝(Ⅳ價)。對于常溫常壓的水，二氧化锝的溶解度小，所以，锝能以固體形態(tài)回收到水中。
如上所述，根據(jù)本實施例，可除去被霧？？？？向氣相中移動的固體或揮發(fā)性有害元素，即使是被放射性物質污染了的廢棄物也能安全處理。
(實施例13)實施例13的廢棄物處理裝置，如圖20所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，液體處理裝置34具有攪拌液體的攪拌器41和采取液體進行分析的采取分析裝置42。
實施例4、5、6、7、8、9、10、11、或12的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
從氣液分離裝置33送到液體處理裝置34的液體，被攪拌器41攪拌后，液相變得均勻。用采取分析裝置42采取均勻液體的一部分，并進行分析，則可弄清楚液相的組成。在固化器46中，可選擇對儲藏、處理最為適當?shù)墓袒b置。另外，固化處理后的固化體的內容物很清楚，所以，儲藏、處理時的管理容易。
即使液體中含有懸濁固形物，也可用攪拌器41攪拌均勻，在固化器35中容易進行固化處理。
如果不設置采取分析裝置42，則不清楚固化體的內容物，在管理上要用某種方法測定其內容物。但是，固化體內容物的測定中，要采取有代表性的試樣是困難的，所以精度差，在廢棄物管理上存在問題。
(實施例14)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖21所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，液體處理裝置34具有中和處理裝置46，該中和處理裝置46用于中和處理液體中含有的酸、堿。
實施例4、5、7、8、9、10、11、12、或13的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
例如，在處理含锝的放射性固體廢棄物時，锝成為七氧化锝過渡到氣相中。
但是，從氧化反應器14把分解生成物回收到回收裝置30后，用中和處理裝置46添加氫氧化鈉那樣的堿時，如ⅩⅥⅢ式所示，可以使微量殘存于氣液分離后液體中的锝在液相中穩(wěn)定化。
因此，根據(jù)本實施例，液體中所含的放射性物質等有害物質穩(wěn)定化，在固化器中容易固化處理。
(實施例15)實施例15的廢棄物處理裝置，如圖22所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，液體處理裝置34內設有冷卻液相用的冷卻器47。
實施例4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
在處理放射性廢棄物時，由于液體處理裝置34內的放射性物質發(fā)出熱，液體不能冷卻而沸騰，可能會擴大放射性物質的污染。用冷卻器47冷卻液體時，可避免該危險，使放射性物質在液相中保持穩(wěn)定。
(實施例16)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖23所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，液體處理裝置34內設有離子交換塔48。
實施例4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
例如，在處理被再處理工廠的放射性物質污染了的廢棄物時，锝或釕這樣的揮發(fā)性元素雖然過渡到氣相中，但其一部分殘存在液相中，锝成為過锝酸存在于溶液中，釕成為氯化物離子或硝酸離子的絡合物存在于溶液中。
由于過锝酸是陰離子，可用陰離子交換樹脂除去。釕是陽離子，可用陽離子交換樹脂除去。
因此，根據(jù)本實施例，可除去分解生成物的溶液中所含放射性物質那樣的有害離子成分，可將剩余的溶液排出系統(tǒng)外，減低廢棄物的處理費用。
另外，這樣地去除了液體中的有害離子成分后，從液體處理線供給到固化器的廢液，其液相和固相均勻，成為均質。該廢液中只要混入固化劑，就能形成均質的固化體，可用簡單的過程進行儲藏、處理該穩(wěn)定的固化體。
(實施例17)本實施例的廢棄物處理裝置，如圖24所示，是在實施例3的廢棄物處理裝置中，液體處理裝置34內設有提取回收裝置49，該提取回收裝置49用于使液體與提取劑接觸，將水中的有害無機離子回收到提取劑中。
實施例4、5、7、8、9、10、11、12、13、14或15的廢棄物處理裝置中，也可以做成同樣的構造。
例如，從再處理工廠產(chǎn)生的放射性廢棄物中，含有鈾、钚等的核燃料物質。如果將含有這些元素的有機廢棄物直接固化，則成為α廢棄物，增加固化體處理費用。因此，必須從廢棄物中去除這些元素。
作為提取劑，可采用磷酸三丁基(以下稱為TBP)等的中性有機磷化合物或二已基磷酸(HDEHP)等的酸性有機磷化合物。
圖25表示30vol％的TBP-硝酸類放射性(アクチノィド)元素的分配系數(shù)。硝酸濃度為3mol/升(リットル)時，鈾、钚、镎的分配系數(shù)為10以上，釷的分配系數(shù)為3以上。
用提取回收裝置49將回收到液體處理裝置中的液體酸濃度調節(jié)到3克mol/升后，使其與TBP接觸，可將钚等放射性元素回收到TBP中。另外，使含有钚等放射性元素的TBP與稀酸接觸，可將钚等的放射性元素回收到稀酸中。
圖26表示采用了HDEHP的放射性元素的分配系數(shù)。硝酸濃度即使在10-1mol/升以下，钚、鈾、镅的分配系數(shù)也在100以上，可回收到HDEHP中。另外，使含有肼(ヒドラジン)等還原劑的1mol/升左右酸與HDEHP接觸時，钚或鈾的Ⅵ價被還原，成為Ⅲ價，回收到酸中。
如果使用HDEHP，則在酸濃度為10-1mol/升左右，可回收放射性元素，所以，與使用TBP等中性有機磷化合物相比，可減少添加到分離回收器內的酸的量，減低運行費用。
上述TBP或HDEHP等提取劑的稀釋劑，最好采用超臨界二氧化碳。因為可減少使用后的有機溶媒的量，大幅度減低二次廢棄物處理費用。
在常溫常壓下的TBP的比重與水相同，為1g/ml，將正十二烷(ノルマルドデカン)作為稀釋劑添加到TBP中時，可容易分離有機相和水相。把钚等的放射性物質回收到TBP中后，由于使用后的TBP或正十二烷帶有放射性，所以，必須作為放射性有機廢棄物處理。
通常，由于以TBP30vol％、正十二烷70vol％的比例混合，所以正十二烷的處理量為TBP的2倍以上。因此，如果不需要處理正十二烷，處理費用可減少至3分之一。
在31℃、7.4MPa以上的條件下，二氧化碳成為超臨界狀態(tài)，與有機物任意混合，所以，使TBP與超臨界狀態(tài)的二氧化碳接觸時，可從分解液中將钚等的放射性元素回收到TBP中。使用后在常溫常壓下，二氧化碳成為氣體，可容易與TBP分離，所以，不需要二氧化碳的處理。
因此，采用超臨界狀態(tài)的二氧化碳作為稀釋劑時，可大幅度減少處理費用。
如上所述，根據(jù)本實施例，將液體中的有害無機離子回收到提取劑中，可減少固化體的處理費用。另外，這樣地去除了液體中的有害離子成分后，從液體處理裝置供給到固化器的廢液，其液相和固相均勻，成為均質。該廢液中只要混入固化劑，就能形成均質的固化體，可用簡單的過程進行儲藏、處理該穩(wěn)定的固化體。
權利要求
1．廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在氧化工序中，把在所述低分子量化工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
2．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的媒體與有機廢棄物的混合物。
3．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
4．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
5．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述氧化劑是使用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者是它們的2種以上；這些氧化劑的用量是使有機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。
6．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg的上述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
7．如權利要求1所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述的超臨界媒體調整為10-4摩爾以上。
8．廢棄物處理方法，其特征在于，具有低分子量化工序、分離工序和氧化工序；在低分子量工序中，將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，使有機廢棄物中所含的全部或大部分有機物進行低分子量化；在分離工序中，分離有機廢棄物中所含的不溶性夾雜物；在氧化工序中，把在所述低分子量化工序生成的生成物與氧化劑混合，并在亞臨界狀態(tài)保持預定時間進行氧化。
9．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與所述有機廢棄物的混合物。
10．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
11．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
12．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述氧化劑是使用氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者是它們的2種以上；這些氧化劑的用量是使有機廢棄物完全氧化所需化學計量量的1倍以上。
13．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
14．如權利要求8所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
15．廢棄物處理方法，其是將有機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，分解所述有機廢棄物中所含的有機物，其特征在于，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
16．如權利要求15所述的有機廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與所述有機廢棄物的混合物。
17．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述有機廢棄物含有硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽或硅酸鹽、或者它們的2種以上。
18．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
19．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧化劑。
20．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上，含有量是完全使所述有機廢棄物氧化所需化學計量量的1倍以上。
21．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
22．廢棄物處理方法，其是將無機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間，分解所述無機廢棄物中所含的無機物，其特征在于，上述媒體的氫離子濃度是，相對于1kg上述媒體為10-4摩爾以上。
23．如權利要求22所述的廢棄物處理方法，其特征在于，具有媒體超臨界化工序和混合工序；在媒體超臨界化工序，使所述媒體成為超臨界狀態(tài)；在混合工序，得到已成為超臨界狀態(tài)的所述媒體與無機廢棄物的混合物。
24．如權利要求22所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述無機廢棄物含有硝酸和/或硝酸鹽。
25．如權利要求22所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述媒體是水、二氧化碳或碳化氫、或者是它們2種以上的混合物。
26．如權利要求22所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧化劑。
27．如權利要求15所述的廢棄物處理方法，其特征在于，上述超臨界媒體含有氧氣、空氣、過氧化氫或臭氧、或者它們的2種以上，含有量是完全使所述無機廢棄物氧化所需化學計量量的1倍以上。
28．如權利要求22所述的廢棄物處理方法，其特征在于，在上述超臨界媒體中添加硫酸或鹽酸的至少一方，上述超臨界媒體的氫離子濃度是，相對于1kg的所述超臨界媒體為10-4摩爾以上。
29．廢棄物處理裝置，其特征在于備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；使所述反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器；將氧化劑供給所述氧化反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在所述氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
30．廢棄物處理裝置，其特征在于備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合并使氧化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；將氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置；用于回收在所述反應器生成的生成物流體的回收裝置。
31．如權利要求29所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有分離所述有機廢棄物中所含不溶性夾雜物的分離裝置。
32．如權利要求29所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，在上述有機廢棄物供給裝置、所述媒體供給裝置、所述氧化劑供給裝置內，分別設有用于加壓和預熱有機棄物、媒體、氧化劑的加壓裝置和預熱裝置；在上述回收裝置內，設有用于使所述反應器生成的流體減壓的減壓裝置和冷卻的冷卻裝置。
33．如權利要求29所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有檢測所述反應器內的媒體狀態(tài)的裝置。
34．如權利要求29所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有對內裝物照射紫外線或放射線的裝置。
35．如權利要求29所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置、液體處理裝置。
36．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
37．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
38．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
39．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有去除液體中離子成分的離子交換裝置。
40．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體與提取劑接觸，以提取并回收液體中無機離子的提取回收處理裝置。
41．如權利要求40所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，采用二氧化碳作為所述提取劑的稀釋劑。
42．如權利要求35所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
43．如權利要求42所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置和使液體或淤渣干燥的干燥裝置。
44．如權利要求42所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述固化裝置，使液體或淤渣或它們的混合物與固化劑的混料物在容器內固化。
45．廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物中所含的有機物分解的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
46．如權利要求45所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置將無機酸和媒體混合后供給反應器，以成為預定的氫離子濃度。
47．如權利要求45所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置備有將無機酸供給所述反應器的酸供給裝置；計測所述反應器內氫離子濃度的氫離子濃度計測裝置；根據(jù)來自所述氫離子濃度計測裝置的信號、將計算量的無機酸從所述酸供給裝置供給所述反應器內的控制裝置。
48．如權利要求47所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有將氧化劑供給反應器的氧化劑供給裝置。
49．如權利要求48所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置根據(jù)所述有機廢棄物的種類和所述氧化劑的供給量，調節(jié)所述氫離子濃度。
50．如權利要求48所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，在上述有機廢棄物供給裝置、媒體供給裝置、氧化劑供給裝置內，分別設有用于加壓和預熱有機廢棄物、媒體、氧化劑的加壓裝置和預熱裝置；在上述回收裝置內，設有用于使所述反應器生成的流體減壓和冷卻的減壓裝置和冷卻裝置。
51．如權利要求45所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述反應器具有對內裝物照射紫外線或放射線的裝置。
52．如權利要求45所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置及液體處理裝置。
53．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
54．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
55．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
56．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有去除液體中離子成分的離子交換裝置。
57．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體與提取劑接觸、提取并回收液體中無機離子的提取回收處理裝置。
58．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，采用二氧化碳作為上述提取劑的稀釋劑。
59．如權利要求52所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
60．廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化、接著在亞臨界狀態(tài)將生成物與氧化劑混合使其氧化的反應器、將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置、將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置、將所述氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置、調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置、將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
61．廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使有機廢棄物所含的全部或大部分有機物進行低分子量化的反應器；將所述有機廢棄物供給所述反應器的有機廢棄物供給裝置、將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；使所述反應器生成的生成物在亞臨界狀態(tài)氧化的氧化反應器、將氧化劑供給所述氧化反應器的氧化劑供給裝置；調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；用于回收在所述氧化反應器生成的生成物流體的回收裝置。
62．廢棄物處理裝置，其特征在于，備有在超臨界狀態(tài)的媒體中，使無機廢棄物所含的無機物分解的反應器；將無機廢棄物供給所述反應器的無機廢棄物供給裝置；將所述媒體供給所述反應器的媒體供給裝置；調節(jié)所述反應器內氫離子濃度的調節(jié)裝置；將所述反應器內生成的生成物流體回收的回收裝置。
63．如權利要求62所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，具有將氧化劑供給所述反應器的氧化劑供給裝置。
64．如權利要求62所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置將無機酸和媒體以預定的氫離子濃度混合后供給反應器。
65．如權利要求63所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置根據(jù)所述無機廢棄物的種類和所述氧化劑的供給量，調節(jié)氫離子濃度。
66．如權利要求62所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述調節(jié)裝置備有將無機酸供給所述反應器的酸供給裝置、計測所述反應器內氫離子濃度的氫離子濃度計測裝置、根據(jù)來自所述氫離子濃度計測裝置的信號、將計算量的無機酸從酸供給裝置供給所述反應器內的控制裝置。
67．如權利要求62所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述回收處理裝置具有氣液分離裝置、氣體處理裝置及液體處理裝置。
68．如權利要求67所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述氣體處理裝置具有過濾器和洗滌器；所述過濾器用于去除氣體中的固形成分、放射性物質或有害物質；所述洗滌器用于回收氣體中的放射性物質或有害物質。
69．如權利要求67所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體中的無機離子凝聚沉淀的裝置。
70．如權利要求67所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有分離液體中的固體成分的裝置。
71．如權利要求67所述的廢棄物處理裝置，其特征在于，上述液體處理裝置，具有使液體或淤渣固化的固化裝置。
全文摘要
一種廢棄物處理方法和廢棄物處理裝置,將有機或無機廢棄物與媒體的混合物在超臨界狀態(tài)保持預定時間,分解有機或無機廢棄物中所含的有機物或無機物;媒體的氫離子濃度相對1kg媒體為10
文檔編號C08J11/14GK1208938SQ98117610
公開日1999年2月24日 申請日期1998年8月20日 優(yōu)先權日1997年8月20日
發(fā)明者赤井芳惠, 松林義和, 山口恭志, 山田和矢, 小原敦 申請人:東芝株式會社