JP4380875B2

JP4380875B2 - 液体処理装置

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Publication number: JP4380875B2
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Inventors: 伸久竹澤; 公親福島
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Publication date: 2009-12-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体中の不純物を除去するための液体処理装置に係り、特に放射性物質取扱施設で発生する放射性廃液や発電プラントの冷却材を処理して放射性物質や非放射性腐食物質を除去するのに好適した液体処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウラン鉱山、原子力発電所、核燃料再処理工場、放射性同位元素取扱施設などの放射性物質取扱施設或は火力発電所からは各種の放射性廃液や非放射性廃液が発生する。
【０００３】
これらの廃液に含まれる元素の種類は同一の施設から発生するものでも多種類にのぼっている。例えば、ウラン鉱山、原子力発電所、核燃料再処理工場及び放射性同位元素取扱施設から発生する元素の種類は以下のとおりである。
【０００４】
(1) ウラン鉱山…Ｕ及びその同位元素である^２３０Ｕ、^２３２Ｕ、^２３３Ｕ、^２３４Ｕ、^２３５Ｕ、^２３６Ｕ、^２３８Ｕ、^２４０Ｕなどの物質が大部分である。
【０００５】
(2) 原子力発電所…Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｚｒ及びその同位元素である^５５Ｆｅ、^５９Ｆｅ、^５１Ｃｒ、^５２Ｍｎ、^５４Ｍｎ、^５６Ｍｎ、^５７Ｃｏ、^５８Ｃｏ、^６０Ｃｏ、^１８２Ｔａ、^５９Ｎｉ、^６３Ｎｉ、^６５Ｎｉ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒなどの物質が含まれるが、Ｓｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ及びその同位元素である^８５Ｓｒ、^８９Ｓｒ、^９０Ｓｒ、^９１Ｓｒ、^９２Ｓｒ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒ、^９５Ｎｂ、^９９Ｍｏ、^９７Ｒｕ、^１０３Ｒｕ、^１０５Ｒｕ、^１０６Ｒｕ、^１２６Ｉ、^１２９Ｉ、^１３１Ｉ、^１３２Ｉ、^１３３Ｉ、^１３４Ｉ、^１３５Ｉ、^１２７Ｔｅ、^１２９Ｔｅ、^１３２Ｔｅ、^１３１Ｃｓ、^１３４Ｃｓ、^１３５Ｃｓ、^１３６Ｃｓ、^１３７Ｃｓ、^１３１Ｂａ、^１４０Ｂａ、^１４０Ｌａ、^１４１Ｃｅ、^１４３Ｃｅ、^１４４Ｃｅが含まれる場合もある。
【０００６】
(3) 核燃料再処理工場…廃液中に含まれる物質としては、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、及びその同位元素である^８５Ｓｒ、^８９Ｓｒ、^９０Ｓｒ、^９１Ｓｒ、^９２Ｓｒ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒ、^９５Ｎｂ、^９７Ｎｂ、^９９Ｍｏ、^９７Ｒｕ、^１０３Ｒｕ、^１０５Ｒｕ、^１０６Ｒｕ、^１２６Ｉ、^１２９Ｉ、^１３１Ｉ、^１３２Ｉ、^１３３Ｉ、^１３４Ｉ、^１３５Ｉ、^１２７Ｔｅ、^１２９Ｔｅ、^１３２Ｔｅ、^１３１Ｃｓ、^１３４Ｃｓ、^１３５Ｃｓ、^１３６Ｃｓ、^１３７Ｃｓ、^１３１Ｂａ、^１４０Ｂａ、^１４０Ｌａ、^１４１Ｃｅ、^１４３Ｃｅ、^１４４Ｃｅなどがある。
【０００７】
(4) 放射性同位元素取扱施設…取扱っているものが決まっていないため施設によって全く異なっている。
【０００８】
次に従来の液体処理装置について説明する。
【０００９】
まず、原子力発電所で発生する放射性廃液の処理について説明する。
【００１０】
原子力発電所の放射性廃液は、廃液の電導度の高低に応じて異なる処理装置で処理が行われる。
【００１１】
すなわち、低電導度の廃液は、図３に示したように、廃液中の微粒子成分を除去する濾過器１と、濾過器１を透過したイオン成分を除去するための粒状イオン交換樹脂を充填した脱塩装置２を備えた処理装置で処理される。
【００１２】
脱塩装置２で、イオン成分の除去された脱イオン水は再使用されるか、或はそのまま放出される。図３に示した濾過器１の最新のものでは、中空糸膜フィルタが使用されている。
【００１３】
一方、高電導度の廃液は、図４に示したように廃液を濃縮する蒸発濃縮器３と粒状イオン交換樹脂を充填した脱塩装置２とを備えた処理装置で処理される。
【００１４】
上述したように、従来の液体処理装置では、濾過器１または蒸発濃縮器３の後段に粒状イオン交換樹脂を充填した脱塩装置２を設けて構成されている。
【００１５】
低電導度の廃液の場合には、前段で濾過器１で廃液を処理するため構造材や各燃料被覆管材に由来する^５４Ｍｎや^６０Ｃｏなどは濾過器１で微粒子成分として除去される。一方、高電導度の廃液中の^５４Ｍｎや^６０Ｃｏなどは蒸発濃縮器３で処理した濃縮液中に残留して分離される。
【００１６】
次に、火力発電所や原子力発電所などの発電プラントで行われている冷却材の処理を、原子力発電所の冷却材の処理を例にして説明する。
【００１７】
沸騰水型（ＢＷＲ型）原子力発電所の発電プラントでは、ＢＷＲ型原子炉で発生したスチームは、タービンを経て復水器に送給され、この復水器で凝縮されて復水となる。この復水中には、タービンや配管等の腐食によって生成した放射性腐食生成物の微粒子成分や微量のイオン成分が含まれている。
【００１８】
放射性腐食生成物の代表的な物質は、同位元素^５５Ｆｅ、^５９Ｆｅ、^５１Ｃｒ、^５２Ｍｎ、^５４Ｍｎ、^５６Ｍｎ、^５７Ｃｏ、^５８Ｃｏ、^６０Ｃｏ、^１８２Ｔａ、^５９Ｎｉ、^６３Ｎｉ、^６５Ｎｉ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒ若しくはこれらの酸化物である。
【００１９】
復水は、図３に示したような、微粒子成分を除去するための濾過器１と、濾過器１を透過したイオン成分を除去するイオン交換樹脂を充填した脱塩装置２とを接続した処理装置で処理され、イオン成分の除去された脱イオン水は再使用される。
【００２０】
なお、火力発電所における復水も同様の液体処理装置で処理されて非放射性腐食生成物が除去される。
【００２１】
図３及び図４のいずれの液体処理装置の場合でも、廃液中の微粒子成分を除去する工程と、イオン成分を除去する工程が別々に存在する構造になっているため、操作が煩雑となり装置も大型化する。
【００２２】
さらに、中空糸膜及びイオン交換樹脂の両方を用いる液体処理装置では、使用済の中空糸膜及びイオン交換樹脂の両方が二次廃棄物となって多量に排出されるため廃棄物の処理が問題となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来の液体処理装置では、廃液中の微粒子成分を除去する工程と、イオン成分を除去する工程が別々に存在する構造になっているため、操作が煩雑となり装置も大型化するという問題があった。
【００２４】
さらに、微粒子成分除去のための中空糸膜とイオン成分除去のためのイオン交換樹脂の両方を用いる液体処理装置では、使用済の中空糸膜やイオン交換樹脂が両方が二次廃棄物となって多量に排出されるため廃棄物の処理が厄介であるという問題があった。特に原子力発電関連施設の場合には、放射性廃棄物の減容は大きい課題であるため、その改善が求められていた。
【００２５】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、イオン吸着機能と微粒子除去機能とを共に兼ね備え、イオンと微粒子を同時に１つの工程で効率良く除去することができ、二次廃棄物の減容と、安全性、経済性、操作性の向上及び小型化が可能な液体処理装置を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、ウラン鉱山、原子力発電所、核燃料再処理工場若しくは放射性同位元素取扱施設などの放射性物質取扱施設において、放射性廃液中、若しくは冷却材中に微粒子又はイオンとして存在する放射性物質を除去して、放射性物質の人体に対する影響を防いで放射線障害の予防に貢献する液体処理装置を提供することを目的とする。
【００２７】
さらに、本発明は、火力発電所や原子力発電所などの発電プラントにおいて、復水中や冷却材中に微粒子又はイオンとして存在する放射性腐食生成物や非放射性腐食生成物を除去して復水ポンプ若しくは給水ポンプにこれらの腐食生成物が沈着して電力変換効率が低下するのを防止して、発電所における電力効率の改善に貢献する液体処理装置を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置の一実施態様では、イオン吸着機能と微粒子除去機能を共に有する複合機能濾過膜からなるフィルタと、前記フィルタに接続された前記フィルタに被処理液体を供給する収集タンクと、前記フィルタの処理済水を受ける処理済水タンクと、前記フィルタで処理後の処理済水の放射能濃度をインラインで計測する放射線検出器及び／又は前記フィルタで処理後の前記処理済水の腐食生成物濃度をインラインで計測する濃度計と、前記フィルタの処理済水を前記処理済水タンクに移送する処理済水移送手段と、前記フィルタの処理済水を前記収集タンクへ戻す処理済水還流手段と、前記放射線検出器及び前記濃度計の少なくとも一方の計測結果に基づいて前記処理済水移送手段及び前記処理済水還流手段を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
また、本発明の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置の他の実施態様では、さらに、前記フィルタを逆洗する逆洗手段と、前記フィルタの逆洗時に排出されるイオン成分及び微粒子成分を受けるスラッジ受タンクと、前記フィルタの入口水の圧力と出口水の圧力をそれぞれインラインで計測する圧力計及び／又は前記フィルタの出口水の放射線強度を計測する放射線測定器と、前記フィルタの入口水と出口水の差圧及び前記フィルタの出口水の放射線強度の少なくとも一方の計測結果に応じて前記逆洗手段を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【００２９】
前記複合機能濾過膜は、基材膜の材質がポリオレフィン又はオレフィンとハロゲン化オレフィンの共重合体からなる多孔膜に、親水基及びイオン吸着性官能基を導入して成るものである。複合機能濾過膜の基材膜は、平膜状又は中空糸状の構造のいずれであってもよい。
【００３０】
基材膜の素材には、スルホン酸基、カルボン酸基、フェノール性水酸基、ホスホン酸基及びアミドキシム基から選ばれた１種以上の親水基及びイオン吸着性官能基が導入されている。
【００３１】
本発明に使用されるイオン吸着機能と微粒子除去機能を共に有する複合機能濾過膜からなるフィルタとしては、例えば特開平１−７０１０８号公報に記載されている複合機能濾過膜が挙げられる。この濾過膜は、平均孔径０．０１〜１０μｍで、基材と重合性単量体に電離性放射線を照射して基材に重合性単量体をグラフト重合させる例が示されている。
【００３２】
本発明の処理対象である液体中の不純物としては、廃液若しくは冷却材中に含まれる放射性物質又は非放射性腐食生成物が挙げられる。
【００３３】
本発明の処理対象である放射性物質としては、放射性腐食生成物；核分裂、核変換若しくは核融合により生成する物質；アクチノイド元素若しくはアクチノイド元素１つ以上を含む化合物から選ばれた１種以上の物質が挙げられる。
【００３４】
上記の放射性腐食生成物としては、構造材若しくは核燃料被覆管材の構成元素の放射性同位元素のいずれか１つ以上、若しくは前記放射性同位元素のいずれか１つ以上を含む酸化物、若しくは前記放射性同位元素のいずれか１つ以上を含む酸化物以外の化合物、若しくは前記放射性同位元素のいずれか１つ以上或は前記酸化物の１つ以上、或は前記酸化物以外の化合物のいずれか１つ以上を含む複合化合物が挙げられる。
【００３５】
上記の構造材若しくは核燃料被覆管材を構成する元素の放射性同位元素としては、^５１Ｃｒ、^５２Ｍｎ、^５４Ｍｎ、^５６Ｍｎ、^５５Ｆｅ、^５９Ｆｅ、^５７Ｃｏ、^５８Ｃｏ、^６０Ｃｏ、^５９Ｎｉ、^６３Ｎｉ、^６５Ｎｉ、^６４Ｃｕ、^６９Ｚｎ、^１８２Ｔａ、^１８１Ｗ、^１８５Ｗ、^１８７Ｗ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒ、^１２Ｎａ、^２４Ｎａ又は^３２Ｐが例示され、これらは通常１種以上が存在する。
【００３６】
典型的な放射性腐食生成物としては、^５５Ｆｅ又は^５９Ｆｅを含む鉄錆、酸化鉄、マグネタイト、マグヘマイト、ヘマタイト、水酸化鉄若しくはＦｅＯＯＨが挙げられる。
【００３７】
また、核分裂生成物としては、Ｂｒ、Ｉ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｎｐのような元素、若しくは^８２Ｂｒ、^１２６Ｉ、^１２９Ｉ、^１３１Ｉ、^１３２Ｉ、^１３３Ｉ、^１３４Ｉ、^１３５Ｉ、^８５Ｓｒ、^８９Ｓｒ、^９０Ｓｒ、^９１Ｓｒ、^９２Ｓｒ、^９３Ｚｒ、^９５Ｚｒ、^９７Ｚｒ、^９５Ｎｂ、^９９Ｍｏ、^９６Ｔｃ、^９７Ｔｃ、^９ ^９Ｔｃ、^９７Ｒｕ、^１０３Ｒｕ、^１０５Ｒｕ、^１０６Ｒｕ、^１２７Ｔｅ、^１２９Ｔｅ、^１３２Ｔｅ、^１３１Ｃｓ、^１３４Ｃｓ、^１３５Ｃｓ、^１３６Ｃｓ、^１３７Ｃｓ、^１３１Ｂａ、^１４０Ｂａ、^１４０Ｌａ、^１４１Ｃｅ、^１４３Ｃｅ、^１４４Ｃｅ、^１４２Ｐｒ、^１４３Ｐｒ、^１４４Ｎｄ、^１４７Ｎｄ、^１４９Ｎｄ、^２３７Ｎｐ及び^２３９Ｎｐのような同位元素が挙げられる。これらの元素又は同位元素は通常１種以上が存在し、また、これらの元素又は同位元素の酸化物、これらの元素又は同位元素の酸化物以外の化合物、或はこれらの、元素、同位元素、酸化物、酸化物以外の化合物を含む複合化合物としても存在する。
【００３８】
上記のアクチノイド元素としては、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｂｋ、Ｃｆ、Ｅｓ、Ｆｍ、Ｍｄ、Ｎｏ及びＬｒから選ばれた元素、若しくは^２２７Ａｃ、^２２８Ａｃ、^２２７Ｔｈ、^２２８Ｔｈ、^２３０Ｔｈ、^２３１Ｔｈ、^２３２Ｔｈ、^２３４Ｔｈ、^２３０Ｐａ、^２３１Ｐａ、^２３３Ｐａ、^２３０Ｕ、^２３２Ｕ、^２３３Ｕ、^２３４Ｕ、^２３５Ｕ、^２３６Ｕ、^２３８Ｕ、^２４０Ｕ、^２３７Ｎｐ、^２３９Ｎｐ、^２３８Ｐｕ、^２３９Ｐｕ、^２４０Ｐｕ、^２４１Ｐｕ、^２４２Ｐｕ、^２４３Ｐｕ、^２４４Ｐｕ、^２４１Ａｍ、^２４２Ａｍ、^２４３Ａｍ、^２４４Ａｍ、^２４２Ｃｍ、^２４３Ｃｍ、^２４４Ｃｍ、^２４５Ｃｍ、^２４６Ｃｍ、^２４７Ｃｍ、^２４８Ｃｍ、^２４９Ｃｍ、^２４９Ｂｋ、^２５０Ｂｋ、^２４９Ｃｆ、^２５０Ｃｆ、^２５１Ｃｆ、^２５２Ｃｆ、^２５３Ｃｆ、^２５４Ｃｆ、^２５２Ｅｓ、^２５４Ｅｓ、^２５５Ｆｍ、^２５７Ｆｍ、^２５５Ｍｄ、^２５６Ｍｄ、^２５８Ｍｄ、^２５４Ｎｏ、^２５５Ｎｏ、^２５９Ｎｏ、^２５７Ｌｒ及び^２６０Ｌｒから選ばれた同位元素が例示される。これらの元素若しくは同位元素の酸化物や酸化物以外の化合物も本発明の処理対象である。
【００３９】
本発明の処理対象となる非放射性腐食生成物としては、構造材若しくは核燃料被覆管材の構成元素のいずれか１つ以上、若しくは前記構成元素のいずれか１つ以上を含む酸化物、若しくは前記構成元素のいずれか１つ以上を含む化合物、若しくは前記構成元素のいずれか１つ以上あるいは前記酸化物のいずれか１つ以上あるいは前記化合物のいずれか１つ以上を含む複合化合物が挙げられる。
【００４０】
このような構造材若しくは核燃料被覆管材の構成元素としては、例えばＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｎａ、Ｐが例示され、これらは通常２種以上が存在する。
【００４１】
典型的な非放射性腐食生成物は、鉄錆、酸化鉄、マグネタイト、マグヘマイト、ヘマタイト、水酸化鉄若しくはＦｅＯＯＨである。
【００４４】
前記フィルタ、前記収集タンク、前記処理済水タンク及び前記スラッジ受タンクの全部又は少なくとも１つは、アクチノイド元素又はアクチノイド元素１種以上を含む酸化物若しくは酸化物以外の化合物で満たされたときに臨界量に達しない容積に制限することが望ましい。
【００４５】
【作用】
本発明の液体処理装置においては、イオン吸着機能と微粒子除去機能とを同時に有する複合機能濾過膜によってイオン成分と微粒子成分が同時に１つの工程で除去される。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る液体処理装置の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は第１の実施の形態の構成を示す系統図である。
【００４７】
図１は本発明の第１の実施形態の構成を系統図で示したものである。
【００４８】
図１に示したように、この実施形態の液体処理装置は、被処理液体、例えば廃液或は冷却材を収集する収集タンクＴ１と、イオン吸着機能と微粒子除去機能とを同時に有する複合機能濾過膜によって構成されたフィルタＦと、最終的な処理済水を受ける処理済水タンクＴ２と、フィルタＦの逆洗時に排出されるスラッジ（微粒子成分若しくはイオン成分の濃縮物）を受けるスラッジ受タンクＴ３と、フィルタＦの出口水（処理済水）の放射能濃度を測定する放射線検出器Ｄと、フィルタＦの入口の廃液若しくは冷却材の圧力を計測する圧力計Ｘ１と、フィルタＦの出口の廃液若しくは冷却材の圧力を計測する圧力計Ｘ２と、放射線検出器Ｄ及び／又は圧力計Ｘ１及びＸ２からの信号により状況判断を行ない逆洗操作や処理済水の収集タンクＴ１への戻し操作を行う制御装置Ｎが備えられている。
【００４９】
なお、図中Ｐ１からＰ３はポンプを、Ｖ１からＶ６はバルブを示している。
【００５０】
制御装置Ｎは、次のような状況のときに、各バルブの開閉操作を行い逆洗や処理済水の還流を行う。
【００５１】
（逆洗操作）
(1) フィルタＦの差圧（フィルタの入口圧力と出口圧力の差）が圧力計Ｘ１及びＸ２の計測結果から予め設定した基準値より高くなったとき、
(2) 放射線検出器Ｄが計測したフィルタＦの出口水（処理液）の放射性物質濃度が予め設定した基準値より高くなったとき、
(3) 差圧と放射性物質の濃度の両者が共に予め設定した基準値より高くなったとき、
このようなとき、制御装置Ｎは、バルブＶ１、Ｖ５を閉じ、バルブＶ４、Ｖ６を開けて、酸、アルカリ若しくは水からなる逆洗用液をフィルタＦに注入して逆洗操作をする。
【００５２】
（処理済水の還流操作）
放射線検出器Ｄによる計測結果から放射性物質濃度が十分に低減していないと判断したとき、制御装置Ｎは、バルブＶ２を閉じバルブＶ３を開けて処理液を収集タンクＴ１に戻す還流操作をする。
【００５３】
次に、上記実施形態の液体処理装置を用いて放射性廃液を処理する方法について図１を参照しながら説明する。
【００５４】
図１に示す通り、例えば原子力発電所で発生した放射性廃液は、収集タンクＴ１に集められる。収集タンクＴ１に集められた放射性廃液はポンプＰ１によりフィルタＦに移送されて微粒子とイオンが同時に除去され処理済水は出口水は処理済水タンクＴ２へ移送される。このときバルブＶ１、Ｖ５、Ｖ２は開かれ、バルブＶ４、Ｖ６、Ｖ３は閉じられている。
【００５５】
フィルタＦが有効に機能しているときは、放射性物質はフィルタＦで除去されているため放射線検出器Ｄからは放射性物質が基準値以下であることを示す信号が出力され、制御装置Ｎはこの信号から再度の処理は必要ないものと判断し処理済水の処理済水タンクＴ２への移送を継続させる。
【００５６】
何らかの理由によりフィルタＦによる放射性物質の除去が不十分となって放射線検出器Ｄからの信号が高レベルになると、制御装置Ｎは、フィルタＦの出口水の放射性物質濃度が十分に低減していないと判断して、バルブＶ２を閉じバルブＶ３を開けて、出口水（処理液）を収集タンクＴ１に戻して再度フィルタＦに移送して処理を行わせる。
【００５７】
また、廃液の処理に伴いフィルタＦの入口と出口に配置した圧力計Ｘ１及びＸ２の測定する圧力の差が大きくなって、その差圧が予め設定した基準値を越えたとき、放射線検出器Ｄで測定されたフィルタＦの出口水の放射性物質濃度が予め設定した基準値を越えたとき、或はフィルタの入口、出口の差圧と出口水の放射性物質の濃度の両者が予め設定した基準値を越えたときフィルタＦを逆洗することとなる。このとき、バルブＶ１とＶ５が閉じられ、バルブＶ４とＶ６が開けられ、酸若しくはアルカリ若しくは水からなる逆洗用液がフィルタＦに注入され、フィルタＦから排出されるスラッジ（濃縮物）はスラッジ受タンクＴ３に移送される。
【００５８】
この実施例では廃液中に含まれる放射性物質にイオンと微粒子が共存している場合でも、フィルタはイオン吸着機能と微粒子除去機能とを同時に兼ね備えているので、イオンと微粒子を同時に効率良く除去することができる。
【００５９】
本実施例によれば従来例に比較して処理液の放射性物質の濃度を１／１０００から１／１０に低減することができる。
【００６０】
次に、本発明に係る液体処理装置の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２は本発明の第２の実施の形態の構成を示す系統図である。
【００６１】
図２に示したように、この実施形態の液体処理装置は、図１における放射線検出器Ｄの代わりに濃度計Ｍを配置した点と、制御装置Ｎを濃度計Ｍの計測結果に基づいて逆洗操作と還流操作を行わせるように構成した点を除いて実施例１と同一構成であるので、同一部分に同一符号を付して図１と共通する各部の重複する説明は省略する。
【００６２】
上記実施形態の液体処理装置を用いて冷却材を処理する方法について図２を参照しながら説明する。
【００６３】
図２に示す通り、冷却材は収集タンクＴ１に集められポンプＰ１によりフィルタＦに移送されて微粒子成分とイオン成分とが同時に除去され処理済水は出口水は処理済水タンクＴ２へ移送される。このときバルブＶ１、Ｖ５、Ｖ２は開かれ、バルブＶ４、Ｖ６、Ｖ３は閉じられている。
【００６４】
フィルタＦが有効に機能しているときは、冷却材中の放射性腐食生成物や非放射性腐食生成物はフィルタＦで除去されているため、濃度計Ｍからは基準濃度以下であることを示す信号が出力され、制御装置Ｎはこの濃度信号から冷却材を再度処理する必要はないと判断して処理済水の処理済水タンクＴ２への移送を継続させる。
【００６５】
何らかの理由によりフィルタＦによる放射性腐食生成物や非放射性腐食生成物の除去が不十分となって濃度計Ｍからの信号が高レベルになると、制御装置Ｎは再処理が必要と判断して、バルブＶ２を閉じバルブＶ３を開いて処理済液は収集タンクＴ１に戻され再度フィルタＦによる処理が行われる。
【００６６】
また、冷却材の処理に伴いフィルタの入口と出口に配置した圧力計Ｘ１及びＸ２の測定する圧力の差が大きくなって差圧が予め設定した基準値を越えたとき、濃度計Ｍで測定されたフィルタＦの出口水の放射性腐食生成物及び非放射性腐食生成物の濃度が予め設定した基準値を越えたとき、或はフィルタの入口水、出口水の差圧と出口水の放射性腐食生成物及び非放射性腐食生成物の濃度の両者が予め設定した基準値を越えたとき、制御装置ＮはフィルタＦの逆洗操作を行う。
【００６７】
このとき、バルブＶ１とＶ５が閉じられ、バルブＶ４とＶ６が開けられ、酸若しくはアルカリ若しくは水からなる逆洗用液がフィルタＦに注入され、フィルタＦから排出されるスラッジ（濃縮物）はスラッジ受タンクＴ３に移送される。
【００６８】
しかして、この実施例では廃液中に含まれる放射性物質にイオンと微粒子が共存している場合でも、フィルタはイオン吸着機能と微粒子除去機能とを同時に兼ね備えているので、イオンと微粒子を同時に効率良く除去することができる。
【００６９】
本実施例によれば従来例に比較して処理液の放射性物質の濃度を１／１０００から１／１０に低減することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液体処理装置においては、フィルタはイオン吸着機能と微粒子除去機能とを共に兼ね備えているので、イオン成分と微粒子成分とを同時に１つの工程で効率良く除去することができ、これによって装置の小型化と二次廃棄物の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体処理装置の一実施例を示す系統図。
【図２】本発明に係る液体処理装置の他の実施例を示す系統図。
【図３】従来の液体処理装置を示す系統図。
【図４】従来の液体処理装置を示す系統図。
【符号の説明】
Ｔ１…収集タンク、Ｔ２…処理済水タンク、Ｔ３…スラッジ受タンク、
Ｆ…フィルタ、Ｄ…放射線検出器、Ｍ…濃度計、Ｎ…制御装置、
Ｐ１〜Ｐ３…ポンプ、Ｖ１〜Ｖ６…バルブ、Ｘ１，Ｘ２…圧力計

Claims

イオン吸着機能と微粒子除去機能を共に有する複合機能濾過膜からなるフィルタと、
前記フィルタに接続された前記フィルタに被処理液体を供給する収集タンクと、
前記フィルタの処理済水を受ける処理済水タンクと、
前記フィルタで処理後の処理済水の放射能濃度をインラインで計測する放射線検出器及び／又は前記フィルタで処理後の前記処理済水の腐食生成物濃度をインラインで計測する濃度計と、
前記フィルタの処理済水を前記処理済水タンクに移送する処理済水移送手段と、
前記フィルタの処理済水を前記収集タンクへ戻す処理済水還流手段と、
前記放射線検出器及び前記濃度計の少なくとも一方の計測結果に基づいて前記処理済水移送手段及び前記処理済水還流手段を制御する制御装置と
を具備することを特徴とする液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記フィルタを逆洗する逆洗手段と、
前記フィルタの逆洗時に排出されるイオン成分及び微粒子成分を受けるスラッジ受タンクと、
前記フィルタの入口水の圧力と出口水の圧力をそれぞれインラインで計測する圧力計及び／又は前記フィルタの出口水の放射線強度を計測する放射線測定器と、
前記フィルタの入口水と出口水の差圧及び前記フィルタの出口水の放射線強度の少なくとも一方の計測結果に応じて前記逆洗手段を制御する逆洗制御装置とを具備することを特徴とする請求項１記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記複合機能濾過膜が、基材膜の材質がポリオレフィン又はオレフィンとハロゲン化オレフィンの共重合体からなる多孔膜に親水基及びイオン吸着性官能基を導入して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記複合機能濾過膜の基材膜が、平膜状又は中空糸状の構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記複合機能濾過膜が、スルホン酸基、カルボン酸基、フェノール性水酸基、ホスホン酸基及びアミドキシム基から選ばれた１種以上を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記液体中の不純物は、廃液もしくは冷却材中に含まれる放射性物質又は非放射性腐食生成物であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記放射性物質は、放射性腐食生成物；核分裂、核変換若しくは核融合により生成する物質；アクチノイド元素若しくはアクチノイド元素１種以上を含む酸化物又は酸化物以外の化合物；から選ばれた１種以上の物質であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。
前記フィルタ、前記収集タンク、前記処理済水タンク及び前記スラッジ受タンクの全部又は少なくとも１つは、アクチノイド元素又はアクチノイド元素１種以上を含む酸化物若しくは酸化物以外の化合物で満たされたときに臨界量に達しない容積に制限されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の液体中の放射性物質を除去するための液体処理装置。