JP2004195377A - 排水のろ過方法 - Google Patents

Abstract

【課題】前記した堆積物片の再付着を効果的に防止できる排水のろ過方法を提供する。
【解決手段】排水である原水１１は、循環ポンプ２２によってろ過装置２に送り込まれ、循環ポンプ２２の推進力によって循環すると同時に、セラミック膜２３でろ過され、ろ過水は処理水として取り出される。そして、ＳＳが堆積し目詰まりが生じたときには、逆洗を行い、ろ過面の堆積物を剥離させるろ過方法において、この逆洗操作後に、ろ過水側水路の圧力を調整して原水側水路の圧力と均衡させながら原水を循環させる循環操作を行い、その後に通常のクロスフローろ過操作に復帰するようにした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水のクロスフローろ過方法に関するものであって、特に、逆洗により除去した剥離ケーキ片の再付着を抑制できる排水のろ過方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原子炉施設から発生する洗濯廃液や床ドレン廃液などの放射性液体廃棄物の処理としては、フィルタでろ過処理して放射性物質を除去する方法が採用されている。原子炉施設の冷却水や雑用水を蒸発缶で濃縮した濃縮廃液にも、微量の放射性核種が含まれている可能性があるので、同様にろ過処理が行われる。
【０００３】
この場合に用いられるフィルタとしては、セラミック膜や有機膜が適当であり、特にセラミック膜は、強度が大で耐圧性に優れているので、クロスフローろ過方式のフィルタとして適用することにより、懸濁物質（ＳＳ）を多量に含む前記廃液を１０００倍程度まで高濃縮することが可能となる。
【０００４】
クロスフローろ過処理を図２を参照して説明すると、原水タンク１には放射性排水である原水１１が貯留しており、送出管２１を経て循環ポンプ２２によってろ過装置２に導入される。この原水は、ろ過装置２内のろ過膜であるセラミック膜２３に沿って流動し、排出されて原水タンク１に還流する。このろ過装置２内に導入された原水は、このように循環ポンプ２２の推進力（圧力）によって循環するとともに、セラミック膜２３でろ過され、ろ過した液（ろ過水）はろ過水配管３を経て処理水として取り出される。
【０００５】
この際に、セラミック膜２３のろ過において、時間とともにろ過面にはＳＳが堆積する。クロスフローろ過では膜に沿った流動によってこの堆積物の掻き取り効果があるので堆積物の成長を抑制し安定したろ過を行うことができるが、排水条件及び運転条件等によっては目詰まりが生じる。この目詰まりを解消するには、定期的に逆洗操作を行うのが普通である。すなわち、循環ポンプ２２を停止し原水側を開放するとともに、逆洗ポンプ（図示せず）により加圧したろ過水または清水をセラミック膜２３のろ過水側から原水側に流す、いわゆる逆洗を行い、ろ過面の堆積物を剥離させる方法である。この場合、循環ポンプは運転を継続し、ろ過圧以上の逆洗圧で逆洗することもできる。さらに、逆洗ポンプの代わりに圧縮空気または水を用いて加圧することもできる。
【０００６】
ここで、以上説明した逆洗操作における目詰まり解消の原理を図３のイラストによって説明すると、クロスフローろ過時には（Ａ）に示すように原水はセラミック膜２３を原水側（左側）からろ過水側（右側）に通過し、このときＳＳは堆積物１２となって原水側膜面に堆積する。逆洗時には、（Ｂ）に示すように、逆洗圧によって洗浄水がセラミック膜２３をろ過水側（右側）から原水側（左側）に通過し、このとき堆積物１２は洗浄水の圧力で膜面から堆積物片１２ａの状態に剥離して除去される。（特許文献１を参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１０８７９０号公報：請求項１、図２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この逆洗操作終了後に、ろ過操作を再開するのであるが、剥離した堆積物片１２ａが短時間のうちに膜面に再付着してろ過効率を低下させるという問題が生じた。
このような堆積物片の再付着の問題は、前記逆洗終了後のろ過操作の再開時のみならず、逆洗前や、システムの起動時、停止時においても、ろ過圧力を急激に加減すると発生しやすいことが分かった。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、前記した堆積物片の再付着を効果的に防止できる排水のろ過方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、排水のクロスフローろ過方法であって、逆洗操作後に、ろ過水側水路の圧力を調整して原水側水路の圧力と均衡させながら原水を循環させる循環操作を行い、その後に通常のクロスフローろ過操作に復帰することを特徴とする本発明の排水のろ過方法によって、解決することができる。
【００１０】
また、本発明は、排水側水路に逆洗水を充満させるとともに、ろ過水側の排水弁を閉じた状態において、前記循環操作を行う形態の前記排水のろ過方法に具体化でき、さらに、ろ過水側水路の圧力Ｐ２と原水側水路の圧力Ｐ１とを計測して、この圧力差を調整しながら、例えば、その圧力差をＰ１≦Ｐ２≦Ｐ１＋0.01(単位：MPa)に保つよう、ろ過水側水路の圧力Ｐ２を調整しながら、前記循環操作を行う形態とするのが特に好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の排水のろ過方法に係る実施形態について、本発明が適用される図１に例示するろ過装置を参照しながら説明する。
本発明は、排水のクロスフローろ過方法であって、この実施形態のろ過システとしては、先に説明した放射性核種を含む排水のクロスフローろ過によって説明することができる。
【００１２】
すなわち、原水タンク１に貯留している放射性核種を含む放射性排水である原水１１は、循環ポンプ２２によって送出管２１を経てろ過装置２に送り込まれ、そしてろ過装置２内のろ過膜としてのセラミック膜２３に沿って流動し、排出されて原水タンク１に還流する。このようにろ過装置２内に導入された原水は、循環ポンプ２２の推進力によって循環すると同時に、セラミック膜２３でろ過され、ろ過した液（ろ過水）はろ過水配管３を経て処理水として取り出される。そして、セラミック膜２３には、時間とともにＳＳが堆積し目詰まりが生じるので、循環ポンプ２２を停止し原水側を開放するとともに、逆洗ポンプ（図示せず）により加圧したろ過水または清水をセラミック膜２３のろ過水側から原水側に流す、いわゆる逆洗を行い、ろ過面の堆積物を剥離させるのである。
【００１３】
そして、本発明の特徴とするところは、この逆洗操作後に、ろ過水側水路の圧力を調整して原水側水路の圧力と均衡させながら原水を循環させる循環操作を行い、その後に通常のクロスフローろ過操作に復帰するようにした放射性排水のろ過方法にある。より具体的には、図１において、排水側水路内に、すなわち、ろ過装置２内のろ過水側空間と、ろ過水排水弁３１までのろ過水配管３との中に、逆洗水を充満させるとともに、ろ過水排水弁３１を閉じた状態として、前記循環操作を行うのがよい。かくして、ろ過装置２の排水側水路内は、非圧縮性に保持されるので、原水の循環操作に伴って、原水が急激にセラミック膜２３を通じてろ過水側に押し込まれることがない。したがって、前記したような堆積物片の再付着を防止できるのである。
【００１４】
この場合、ろ過水側水路、例えばろ過水配管３に設けた圧力センサ３２によって、ろ過水側水路の圧力Ｐ２を計測し、また原水側水路、例えば原水送出管２１に設けた圧力センサ２４によって、原水側水路の圧力Ｐ１を計測して、この圧力差を調整して、原水が急激にセラミック膜２３を通じてろ過水側に押し込まれないようにするのが好ましい。
この場合には、圧力Ｐ１、Ｐ２に基づいて作動する加圧装置３３によって、前記圧力差をＰ１≦Ｐ２≦Ｐ１＋0.01(単位：MPa)に保つよう、ろ過水側水路の圧力Ｐ２を調整しながら前記循環操作を行うのが最も好適である。
【００１５】
また、前記のろ過水側水路に充満させる用水として、ろ過水自体を利用したり、清浄な清水を用いる他に、次亜塩素酸ソーダ、過酸化水素水などの酸化性水溶液、塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸などの酸性水溶液、または苛性ソーダ、アンモニア水などのアルカリ性水溶液を用いると、ろ過膜の洗浄とともに、付着有機物の分解、除去に特に効果的となる。
【００１６】
また、前記した各種類の用水を単独で用いるのではなく、複数種類を組み合わせて用いるのも好ましい。たとえば、１）酸性水溶液−清水−アルカリ性水溶液−清水−酸性水溶液、２）アルカリ性水溶液−清水−酸性水溶液−清水−アルカリ性水溶液の順に入れ替えて適用するのがよい。
【００１７】
さらに、本発明では、前記した各形態において、逆洗操作後に、通常のクロスフローろ過操作に復帰するにあたり、ろ過流量を０の状態から徐々に増加させて所定流量とするようにしたり、また、クロスフローろ過操作を停止するあたり、ろ過流量所定流量の状態から徐々に減少させろ過流量を０の状態にするように具体化すれば、ろ過水量の急激な変化がなくなるので、前記したようなろ過膜の異常な目詰まりが予防できるという利点が得られるのである。徐々に増加または減少させる時間としては、１０秒から５分、好ましくは３０秒から２分かけて一定速度で増加または減少させるのが好適である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の排水のろ過方法は、以上説明したように構成されているので、前記した堆積物片の再付着を効果的に防止でき、ろ過効率の低下を防止することができるようになる。また、ろ過水側水路に酸化性水溶液、酸性水溶液、またはアルカリ性水溶液を充満させることにより、フィルタ材の浄化、洗浄もあわせ行うことができるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した排水のろ過方法として、工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水のろ過方法を説明するためのフロー略図。
【図２】従来のろ過方法を説明するためのフロー略図。
【図３】逆洗の原理を示す断面イラスト図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）。
【符号の説明】
１ 原水タンク、１１ 原水、２ ろ過装置、２１ 送出管、２２ 循環ポンプ、２３ セラミック膜、２４ 圧力センサ、３ ろ過水配管、３１ 排水弁、３２ 圧力センサ、３３ 加圧装置。

Claims (8)

1. 排水のクロスフローろ過方法であって、逆洗操作後に、ろ過水側水路の圧力を調整して原水側水路の圧力と均衡させながら原水を循環させる循環操作を行い、その後に通常のクロスフローろ過操作に復帰することを特徴とする排水のろ過方法。
2. 排水側水路に逆洗水を充満させるとともに、ろ過水側の排水弁を閉じた状態において、前記循環操作を行う請求項１に記載の排水のろ過方法。
3. ろ過水側水路の圧力Ｐ２と原水側水路の圧力Ｐ１とを計測して、この圧力差を調整しながら前記循環操作を行う請求項２に記載の排水のろ過方法。
4. 圧力差をＰ１≦Ｐ２≦Ｐ１＋0.01(単位：MPa)に保つよう、ろ過水側水路の圧力Ｐ２を調整しながら前記循環操作を行う請求項３に記載の排水のろ過方法。
5. ろ過水側水路に、ろ過水、清水、酸化性水溶液、酸性水溶液、またはアルカリ性水溶液を充満させた請求項４に記載の排水のろ過方法。
6. ろ過水側水路に充満させる用水として、ろ過水、清水、酸化性水溶液、酸性水溶液、およびアルカリ性水溶液の１種以上を選択して、それらを順次入れ替えるようにした請求項４に記載の排水のろ過方法。
7. 逆洗操作後に、通常のクロスフローろ過操作に復帰するにあたり、ろ過流量を徐々に増加させて所定流量とする請求項１〜６のいずれかに記載の排水のろ過方法。
8. 請求項７に記載の排水のろ過方法において、クロスフローろ過操作を停止するあたり、ろ過流量を徐々に減少させるようにした排水のろ過方法。

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