JPH039795B2 - - Google Patents

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JPH039795B2
JPH039795B2 JP57146238A JP14623882A JPH039795B2 JP H039795 B2 JPH039795 B2 JP H039795B2 JP 57146238 A JP57146238 A JP 57146238A JP 14623882 A JP14623882 A JP 14623882A JP H039795 B2 JPH039795 B2 JP H039795B2
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JP
Japan
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exchange resin
ion exchange
layer
particulate
precoat layer
Prior art date
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Application number
JP57146238A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5936586A (en
Inventor
Kinji Kinebuchi
Toshuki Ooki
Yasushi Yoshida
Takeshi Shimada
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Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
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Publication date
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Publication of JPH039795B2 publication Critical patent/JPH039795B2/ja
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  • Filtering Materials (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はフイルターエレメント上に微粒子状イ
オン交換樹脂をプレコートして、当該プレコート
層に不純物を含む液体を通過させて処理する、従
来のいわゆるイオン交換過法の改良に関するも
のである。 従来から火力発電所、原子力発電所の復水系統
や純水系統、あるいは比較的低イオン濃度の排水
系統において、液体中のイオンと共にコロイド状
物質、懸濁状物質などの非溶解物質を同時に除去
する場合に、前記イオン交換過法が用いられて
いる。 従来のイオン交換過法は粒子径が2〜250μ
の範囲にある微粒子状の陽・陰両イオン交換樹脂
の混合物をステンレス鋼製金網で形成した過筒
や、ナイロン製やポリプロピレン製などの糸を支
持体の上面に巻きつけてつくつた過筒などのフ
イルターエレメント上にプレコートして、当該プ
レコート層に不純物を含む液体を通過させて処理
するものであるが、当該プレコート層に亀裂が入
り、処理液の液質が悪化したり、またプレコート
層が緻密すぎるため圧力損失の増加が早く処理量
が少ないという欠点を有していた。 したがつて近年になつて微粒子状陽・陰両イオ
ン交換樹脂に、さらにイオン交換繊維を混合し
て、微粒子状陽・陰両イオン交換樹脂とイオン交
換繊維の混合物をプレコートしたり、あるいは微
粒子状陽・陰混合イオン交換樹脂のプレコート層
の上部に、さらにポリアクリルニトリル繊維をオ
ーバーコートしたりして、プレコート層の強度を
増加することにより前記亀裂の発生を防止するこ
とが提案されている。 しかしながら両方法ともプレコート層に発生す
る亀裂を防止するという目的を達成することがで
きるが、以下のような欠点がある。 まず前者の方法は、イオン交換繊維が比較的高
価なので、当該プレコート層が使い捨であること
を考慮するとコスト的に問題であり、また当該混
合物をプレコートするに際しては水中に微粒子状
陽・陰両イオン交換樹脂とイオン交換繊維を分散
させてこの分散液をフイルターエレメント上に通
過させるが、当該分散液中にイオン交換繊維があ
る程度からみ合つた集合体を形成し、当該集合体
を核としてその周囲に微粒子状イオン交換樹脂が
多数付着したフロツク群が生成されるので、その
分散液は均一な濃度とならず、そのためフイルタ
ーエレメント上に均一な厚さのプレコート層を形
成しにくく、またプレコート層内の空隙率が一定
とならず緻密な部分と粗い部分が生じやすい。し
たがつてコロイド状物質および懸濁状物質などの
非溶解物質がリークしやすいという欠点がある。 また後者の方法は比較的粒子径の小さい非溶解
物質が上層のポリアクリルニトリル繊維のプレコ
ート層をそのまま通過し、下層の微粒子状イオン
交換樹脂のプレコート層で捕促されるので、比較
的粒子径の小さい非溶解物質を多く含む液体を処
理する場合は上層のプレコート層が有効に働か
ず、さらに通液を続行していく内に、下層のプレ
コート層が圧密を受けて空隙が小さくなり、した
がつて圧力損失の上昇が早くなるという欠点を有
している。本発明はこのような欠点のないイオン
交換過法の改良方法を提供するもので、プレコ
ート層の圧力損失の増加を極力低減させて処理量
の増加を計り、さらにプレコート層に亀裂を生じ
せしめることなく、かつ均一なプレコート層を形
成することにより、処理液の液質をより向上させ
ることを目的とする。 すなわち本発明は液体から不純物を除去するに
あたり、フイルターエレメント上に粒子径が2〜
250μの微粒子状イオン交換樹脂と、太さが2〜
200μ、長さが250〜1000μの棒状のポリアクリル
ニトリル繊維の混合物の層をプレコートし、当該
プレコート層に不純物を含む液体を通液すること
を特徴とする液体から不純物を除去する方法に関
するものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明は微粒子状イオン交換樹脂と棒状のポリ
アクリルニトリル繊維の混合物をプレコートする
ものであるが、プレコートの方法としては水中に
微粒子状イオン交換樹脂と棒状のポリアクリルニ
トリル繊維を分散させよく混合し、当該混合物の
スラリーをフイルターエレメント上に通過させて
所定の厚みにプレコートするものである。 本発明においては微粒子状イオン交換樹脂と棒
状のポリアクリルニトリル繊維の混合物を単一の
プレコート層として形成するので、前述したよう
なポリアクリルニトリル繊維層と微粒子状イオン
交換樹脂層の2層を形成する従来方法に生じてい
た欠点、すなわち比較的粒子径の小さい非溶解物
質が下層に集中して捕促されたり、あるいは下層
が圧密を受けて空隙率が小さくなることによる圧
力損失の急激な上昇が起らず、通液の続行による
圧力損失の上昇は緩やかであり、したがつて処理
量を大とすることができる。 また本発明に用いるポリアクリルニトリル繊維
は棒状を呈しており、従来のプレコート材として
用いられている縮毛状繊維や、粉砕することによ
り得た不定形状の繊維では達成し得ない以下のよ
うな効果を有している。 すなわち本発明に用いる棒状のポリアクリルニ
トリル繊維は太さが2〜200μの長い繊維素を、
250〜1000μの既定の長さに切断することにより
得るものであるが、このような棒状のポリアクリ
ルニトリル繊維を微粒子状イオン交換樹脂と混合
してフイルタースクリーン状にプレコートしてプ
レコート層を形成すると、当該棒状のポリアクリ
ルニトリル繊維がプレコート層中で、縦、横、斜
めの骨格構造を形成し、このためプレコート層に
亀裂が生じないことはもとより、プレコート層全
体が圧密され難くなる。したがつてプレコート時
に形成した空隙が通液を続行しても、そのままの
大きさで維持され、非溶解物質の捕促量を大とす
ることができ、かつ圧力損失の上昇も緩やかにす
ることができ、処理量を大巾に増加させることが
できる。なお縮毛状や不定形状のポリアクリルニ
トリル繊維を用いた場合、プレコート層内で前記
した骨格構造を形成することができず、よつて上
述のような効果を達成することはできない。 またプレコートする際においても、当該ポリア
クリルニトリル繊維が棒状なので水中でからみ合
つたりせず、かつ当該繊維に微粒子状イオン交換
樹脂が付着しないので、イオン交換繊維を用いる
時に見られていたようなフロツク群が形成され
ず、したがつてその分散液の濃度を均一とするこ
とができ、したがつてフイルターエレメント上に
均一な厚さのプレコート層を形成することがで
き、かつプレコート層のどの部分においても形成
される空隙の大きさを等しくすることができる。 本発明に用いる棒状のポリアクリルニトリル繊
維は前述したように太さが2〜200μで長さが250
〜1000μのものを用いるが、たとえば太さが2μ以
下では形成される空隙が小さくなりすぎ好ましく
なく、また太さが200μ以上では逆に形成される
空隙が大きくなりすぎ好ましくない。また長さが
250μ以下では同じように形成される空隙が小さ
くなりすぎ、逆に長さが1000μ以上となると、プ
レコート層を形成する際に分散液中で当該繊維が
沈降しやすくなり、均一なプレコート層が形成し
にくくなるので好ましくない。本発明においては
通常、太さが20μ前後、長さが500μ前後のものを
用いると好ましく、太さと長さの比は1:15〜
1:30程度の棒状のものを使用することが望まし
い。 また使用にあたつては太さと長さが前述したよ
うな範囲にある、任意の太さと長さを選定し、混
合して用いる棒状のポリアクリルニトリル繊維の
全ての太さと長さを等しくした方がプレコート層
に形成される空隙の大きさが一定となるので好ま
しい。 次に本発明に用いる微粒子状イオン交換樹脂に
ついて説明すると、粒子径が2〜250μの従来の
イオン交換過法に用いられている微粒子状イオ
ン交換樹脂をそのまま用いることができ、通常は
粒子径が10〜80μのものを用いるとよい。 微粒子状イオン交換樹脂の種類としては液中の
コロイド状物質、懸濁状物質のような非溶解物質
とともに、カチオン、アニオンなどのイオンも同
時に除去する場合は、陽イオン交換樹脂と陰イオ
ン交換樹脂の混合物を用い、また主に液中の非溶
解物質の除去を目的とする場合は、陰イオン交換
樹脂を用いる。一般に液中の非溶解物質はアニオ
ンに帯電しているので、当該非溶解物質を除去す
るにあたつては微粒子状陰イオン交換樹脂と棒状
のポリアクリルニトリル繊維の混合物によるプレ
コート層で充分にその目的を達し得る。 次に微粒子状イオン交換樹脂と棒状のポリアク
リルニトリル繊維の混合比を説明すると、微粒子
状イオン交換樹脂の比率を大きくすればする程、
形成される空隙が小さくなり、したがつて被処理
液中に存在する非溶解物質の粒径が小さい場合に
適しており、また微粒子状イオン交換樹脂の比率
を小さくすればする程、形成される空隙が大きく
なり、したがつて被処理液中に存在する非溶解物
質の粒径が大きい場合に適している。したがつて
当該混合比は被処理液中に存在する非溶解物質の
粒径によつて任意に調節することができ、この点
も本発明の利点のひとつであり、使用するポリア
クリルニトリル繊維が縮毛状や不定形状ではその
混合比率によつて空隙の大きさを調節することは
困難であり、またイオン交換繊維を用いる場合も
同じように空隙の大きさを調節することがむずか
しい。 このように本発明においては被処理液中の除去
せんとする非溶解物質の粒径によつて微粒子状イ
オン交換樹脂と棒状のポリアクリルニトリル繊維
の混合比を任意に調節するが、しかし過度に微粒
子状イオン交換樹脂を多くしても、また過度に棒
状のポリアクリルニトリル繊維を多くしても本発
明の所期の目的を達することができず、通常は微
粒子状イオン交換樹脂と棒状のポリアクリルニト
リル繊維の混合比を重量比で2:8〜8:2と
し、当該範囲内で被処理液中の非溶解物質の粒径
によつて混合比率を決定するとよい。 以上説明したように本発明はプレコート層に亀
裂が全く生じないので処理液と液質がよく、また
既定のプレコート量に対する処理量が従来のもの
と比較して大きいので、ランニングコストを低下
せしめることができ、また原子力発電所の放射性
物質を含む復水あるいは排水の処理に本発明を用
いた場合、既定の処理量に対する廃プレコート材
の量を少なくすることができ、それだけ廃棄物処
理のコストを低減せしめることができる。 以下に本発明の効果をより明確にするために実
施例を説明する。 実施例 1 本発明の棒状のポリアクリルニトリル繊維と微
粒子状イオン交換樹脂の混合プレコート層と従来
の微粒子状イオン交換樹脂のプレコート層につい
て以下の実験方法により、プレコート層の圧縮性
を比較した。 すなわち内径25mmのアクリル樹脂製のカラムに
40×250メツシユのスクリーンを設け、当該スク
リーン上に30mmの各プレコート層を形成し、当該
プレコート層に非溶解物質を含まない純水を通水
して通水流速を変化させた時のプレコート層の厚
み、および圧力損失を測定し、以下の式により、
各通水流速におけるプレコート層の平均細孔半径
を算出して、その結果を第1図に示した。 So2=ε3/(1−ε)2 ・1/K・△P・A・gc/μ・qf・L ……(1) γp=2ε/(1−ε)・1/So ……(2) (1)式、(2)式において So;単位体積あたりの比表面積(cm2/cm3) ε;空隙率 K;carmanの定数≒50 μ;流体の粘性係数(g/cm・S) qf;流量(cm3/S) L;プレコート層の厚さ(cm) △P;プレコート層の圧力損失(g重/cm2) A;プレコート層の断面積(cm2) gc;重力換算係数(g・cm/g・重S2)≒980 γp;平均細孔半径(cm) なお第1図において、直線1は平均粒子径が
35μの微粒子状陽イオン交換樹脂と微粒子状陰イ
オン交換樹脂を2:1に混合した場合の結果を示
し、直線−2は前記混合微粒子状イオン交換樹脂
と太さが20μ長さが500μの棒状のポリアクリルニ
トリル繊維を1:1に混合した場合、直線−3は
前記混合微粒子状イオン交換樹脂と太さが20μ、
長さが500μの棒状のポリアクリルニトリル繊維
を3:7に混合した場合、および直線−4は平均
粒子径が35μの微粒子状陰イオン交換樹脂と太さ
が20μ、長さが500μの棒状のポリアクリルニトリ
ル繊維を3:7に混合した場合のそれぞれの結果
を示している。 第1図に見られるごとく、微粒子状イオン交換
樹脂のみのプレコート層の平均細孔半径は通水流
速が速くなると急激に小さくなるのに対して、本
発明のプレコート層における平均細孔半径は通水
流速が速くなつてもそれ程小さくならず、本発明
のプレコート層は圧縮性が小さいことを示してい
る。 実施例 2 本発明のプレコート層の過性を比較例ととも
に以下のように求めた。 すなわち平均鉄濃度30ppb(平均粒子径3.5μ)の
復水を下記のプレコート層に8m/Hで通水し、
処理水の鉄量と処理量を求め、結果を第1表に示
した。なおプレコート量は全て1Kg/m2−過面
積とした。 本発明−1;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン
交換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂の2:1
の混合物5に対して、太さ20μ、長さ500μの棒
状のポリアクリルニトリル繊維を5の割合で混
合したプレコート層 本発明−2;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン
交換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂2:1の
混合物3に対して、太さ20μ、長さ500μの棒状
のポリアクリルニトリル繊維を7の割合で混合
したプレコート層 比較例1;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン交
換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂を2:1に
混合したプレコート層 比較例2;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン交
換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂を2:1に
混合したプレコート層の上部に、太さ20μ、長
さ500μの棒状のポリアクリルニトリル繊維の
プレコート層を形成した2層プレコート層、た
だし上層:下層=3:7 比較例3;太さ20μ、長さ500μの棒状のポリアク
リルニトリル繊維単独のプレコート層
The present invention relates to an improvement on the conventional ion exchange filtration method in which a filter element is precoated with a particulate ion exchange resin and a liquid containing impurities is passed through the precoat layer for treatment. Conventionally, it has been used to simultaneously remove undissolved substances such as colloidal substances and suspended substances along with ions in liquids in condensate systems and pure water systems of thermal power plants and nuclear power plants, or in drainage systems with relatively low ion concentrations. In this case, the ion exchange filtration method is used. Conventional ion exchange filtration method has a particle size of 2 to 250μ
A tube made of a mixture of fine particles of positive and negative ion exchange resin in the range of 200 to 3000 yen is formed using a stainless steel wire mesh, and a tube made by wrapping a thread made of nylon or polypropylene around the top surface of a support. The treatment is performed by pre-coating the filter element and passing a liquid containing impurities through the pre-coat layer, but this can cause cracks in the pre-coat layer, deteriorating the quality of the treatment liquid, or causing the pre-coat layer to deteriorate. Because it is too dense, it has the disadvantage that pressure loss increases quickly and throughput is small. Therefore, in recent years, it has become possible to pre-coat a mixture of fine particulate positive and anionic ion exchange resins and ion exchange fibers by mixing fine particulate positive and anionic ion exchange resins with ion exchange fibers, or to pre-coat a mixture of fine particulate positive and negative ion exchange resins and ion exchange fibers. It has been proposed to further overcoat polyacrylonitrile fibers on the precoat layer of a mixed positive/anion ion exchange resin to increase the strength of the precoat layer and thereby prevent the occurrence of the cracks. However, although both methods can achieve the purpose of preventing cracks from occurring in the precoat layer, they have the following drawbacks. First of all, the former method is problematic in terms of cost, considering that the pre-coat layer is disposable, as ion-exchange fibers are relatively expensive.Also, when pre-coating the mixture, fine particles of both positive and negative substances are added to the water. The ion exchange resin and ion exchange fibers are dispersed and this dispersion is passed over a filter element, but the ion exchange fibers form an aggregate in which the ion exchange fibers are intertwined to some extent in the dispersion, and the aggregate is used as a core and the surrounding area is dispersed. Since flocs with many particulate ion-exchange resins attached to the filter element are formed, the dispersion liquid does not have a uniform concentration, making it difficult to form a precoat layer of uniform thickness on the filter element. The porosity of the material is not constant, and dense parts and rough parts tend to occur. Therefore, there is a disadvantage that undissolved substances such as colloidal substances and suspended substances are likely to leak. In addition, in the latter method, undissolved substances with a relatively small particle size pass through the upper precoat layer of polyacrylonitrile fibers as they are and are captured by the lower precoat layer of fine particulate ion exchange resin. When processing a liquid containing many small undissolved substances, the upper precoat layer does not work effectively, and as the liquid continues to flow, the lower precoat layer is compacted and the voids become smaller. This has the disadvantage that the pressure loss increases quickly. The present invention provides an improved method of the ion exchange filtration method that does not have these drawbacks, and aims to increase the throughput by minimizing the increase in pressure loss in the precoat layer, and furthermore, it is possible to increase the throughput by minimizing the increase in pressure loss in the precoat layer. The purpose is to further improve the liquid quality of the processing liquid by forming a uniform pre-coat layer without any oxidation. That is, in the present invention, when removing impurities from a liquid, particles with a diameter of 2 to 2 are placed on a filter element.
250μ fine particle ion exchange resin and thickness 2~
A method for removing impurities from a liquid, characterized by precoating a layer of a mixture of rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a length of 200μ and a length of 250 to 1000μ, and passing the impurity-containing liquid through the precoat layer. be. The present invention will be explained in detail below. The present invention involves precoating a mixture of particulate ion exchange resin and rod-shaped polyacrylonitrile fibers, and the precoating method involves dispersing the particulate ion exchange resin and rod-shaped polyacrylonitrile fibers in water and mixing them well. , the slurry of the mixture is passed over the filter element to pre-coat it to a predetermined thickness. In the present invention, a mixture of particulate ion exchange resin and rod-shaped polyacrylonitrile fibers is formed as a single precoat layer, so two layers, the polyacrylonitrile fiber layer and the particulate ion exchange resin layer as described above, are formed. The drawbacks of conventional methods for this are that undissolved substances with relatively small particle sizes are concentrated and trapped in the lower layer, or the lower layer is consolidated and the porosity decreases, resulting in a sudden increase in pressure loss. This does not occur, and the increase in pressure loss due to continued liquid flow is gradual, and therefore the throughput can be increased. In addition, the polyacrylonitrile fiber used in the present invention has a rod-like shape, and has the following properties that cannot be achieved with curly fibers used as conventional precoating materials or irregularly shaped fibers obtained by crushing. It has an effect. That is, the rod-shaped polyacrylonitrile fiber used in the present invention has long cellulose with a thickness of 2 to 200 μm,
It is obtained by cutting into a predetermined length of 250 to 1000μ, but if such rod-shaped polyacrylonitrile fibers are mixed with particulate ion exchange resin and precoated in the shape of a filter screen to form a precoat layer. The rod-shaped polyacrylonitrile fibers form a vertical, horizontal, and diagonal skeletal structure in the precoat layer, which not only prevents cracks from occurring in the precoat layer but also makes it difficult for the entire precoat layer to be consolidated. Therefore, even if the voids formed during precoating continue to pass through the liquid, they remain the same size, making it possible to increase the amount of undissolved substances trapped, and also to moderate the increase in pressure loss. can significantly increase the throughput. Note that when curly or irregularly shaped polyacrylonitrile fibers are used, the above-described skeletal structure cannot be formed within the precoat layer, and therefore the above-described effects cannot be achieved. Also, during pre-coating, since the polyacrylonitrile fibers are rod-shaped, they do not get entangled in water, and fine particulate ion exchange resin does not adhere to the fibers, which is similar to what was seen when using ion exchange fibers. No flocs are formed, so the concentration of the dispersion can be made uniform, and therefore a precoat layer of uniform thickness can be formed on the filter element, and no part of the precoat layer can be formed. Also, the sizes of the voids formed can be made equal. As mentioned above, the rod-shaped polyacrylonitrile fiber used in the present invention has a thickness of 2 to 200 μm and a length of 250 μm.
-1000μ is used, but if the thickness is less than 2μ, the voids formed will be too small, which is undesirable, and if the thickness is 200μ or more, the voids formed will be too large, which is undesirable. Also the length
If the length is less than 250μ, the voids formed will be too small, and if the length is more than 1000μ, the fibers will tend to settle in the dispersion when forming the precoat layer, forming a uniform precoat layer. This is not preferable as it makes it difficult to do so. In the present invention, it is usually preferable to use a material with a thickness of around 20 μm and a length of around 500 μm, and the ratio of thickness to length is 1:15 to 1:15.
It is preferable to use a rod-shaped one with a diameter of about 1:30. In addition, when using the fibers, select any thickness and length that are within the range described above, and make sure that all the rod-shaped polyacrylonitrile fibers used in the mixture have the same thickness and length. This is preferable because the size of the voids formed in the precoat layer becomes constant. Next, to explain the particulate ion exchange resin used in the present invention, the particulate ion exchange resin used in the conventional ion exchange filtration method with a particle size of 2 to 250μ can be used as is; It is preferable to use one with a diameter of 10 to 80μ. The types of particulate ion exchange resins are cation exchange resins and anion exchange resins when simultaneously removing ions such as cations and anions as well as undissolved substances such as colloidal substances and suspended substances in liquids. An anion exchange resin is used when a mixture of the following is used and the main purpose is to remove undissolved substances in the liquid. Generally, undissolved substances in a liquid are anionically charged, so a precoat layer made of a mixture of particulate anion exchange resin and rod-shaped polyacrylonitrile fibers is sufficient to remove the undissolved substances. can achieve the purpose. Next, to explain the mixing ratio of particulate ion exchange resin and rod-shaped polyacrylonitrile fibers, the larger the ratio of particulate ion exchange resin, the more
It is suitable when the particle size of the undissolved substances present in the liquid to be treated is small, and the smaller the proportion of the particulate ion exchange resin, the smaller the voids formed. It is suitable when the voids are large and therefore the particle size of undissolved substances present in the liquid to be treated is large. Therefore, the mixing ratio can be arbitrarily adjusted depending on the particle size of the undissolved substances present in the liquid to be treated, and this point is also one of the advantages of the present invention. In the case of curly or irregular shapes, it is difficult to adjust the size of the voids by changing the mixing ratio, and it is similarly difficult to adjust the size of the voids when using ion exchange fibers. As described above, in the present invention, the mixing ratio of the particulate ion exchange resin and the rod-shaped polyacrylonitrile fibers is arbitrarily adjusted according to the particle size of the undissolved substance to be removed from the liquid to be treated. Even if the amount of fine particulate ion exchange resin is increased, or even if the rod-shaped polyacrylonitrile fiber is excessively increased, the intended purpose of the present invention cannot be achieved. It is preferable that the mixing ratio of the acrylonitrile fibers is 2:8 to 8:2 by weight, and the mixing ratio is determined within this range depending on the particle size of the undissolved substance in the liquid to be treated. As explained above, in the present invention, since no cracks occur in the precoat layer, the processing liquid and liquid quality are good, and the processing amount for the predetermined precoat amount is larger than that of the conventional method, so running costs can be reduced. Furthermore, when the present invention is used to treat condensate or wastewater containing radioactive materials from a nuclear power plant, the amount of waste precoat material can be reduced relative to the predetermined amount of treatment, and the cost of waste treatment can be reduced accordingly. can be reduced. Examples will be described below to make the effects of the present invention more clear. Example 1 The compressibility of the precoat layer was compared between a mixed precoat layer of the rod-shaped polyacrylonitrile fiber and particulate ion exchange resin of the present invention and a conventional precoat layer of particulate ion exchange resin using the following experimental method. In other words, an acrylic resin column with an inner diameter of 25 mm
A 40 x 250 mesh screen is provided, each 30 mm pre-coat layer is formed on the screen, and the pre-coat layer is obtained by passing pure water containing no undissolved substances through the pre-coat layer and changing the water flow rate. Measure the thickness and pressure loss, and use the following formula:
The average pore radius of the precoat layer at each water flow rate was calculated, and the results are shown in FIG. So 2 = ε 3 / (1-ε) 2・1/K・△P・A・gc/μ・qf・L ……(1) γp=2ε/(1−ε)・1/So ……( 2) In equations (1) and (2), So: Specific surface area per unit volume (cm 2 /cm 3 ) ε: Porosity K: Carman's constant ≒ 50 μ; Fluid viscosity coefficient (g/cm・S ) qf: Flow rate (cm 3 /S) L: Thickness of pre-coat layer (cm) △P: Pressure loss of pre-coat layer (g force/cm 2 ) A: Cross-sectional area of pre-coat layer (cm 2 ) gc: Gravity conversion Coefficient (g・cm/g・weight S 2 )≒980 γp; Average pore radius (cm) In Figure 1, straight line 1 indicates that the average particle diameter is
The results are shown when a 35μ particulate cation exchange resin and a particulate anion exchange resin are mixed at a ratio of 2:1, and the straight line 2 is a mixture of the mixed particulate ion exchange resin and a rod shape with a thickness of 20μ and a length of 500μ. When polyacrylonitrile fibers are mixed at a ratio of 1:1, straight line 3 has a thickness of 20 μm with the mixed fine particulate ion exchange resin.
When rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a length of 500μ are mixed at a ratio of 3:7, and straight line 4 is a mixture of a particulate anion exchange resin with an average particle size of 35μ and a rod-shaped polyacrylonitrile fiber with a thickness of 20μ and a length of 500μ. The results are shown when polyacrylonitrile fibers were mixed at a ratio of 3:7. As can be seen in Figure 1, the average pore radius of the precoat layer containing only particulate ion exchange resin rapidly decreases as the water flow rate increases, whereas the average pore radius of the precoat layer of the present invention decreases rapidly as the water flow rate increases. Even when the water flow rate increases, it does not decrease significantly, indicating that the precoat layer of the present invention is less compressible. Example 2 The permeability of the precoat layer of the present invention was determined as follows along with a comparative example. That is, condensate with an average iron concentration of 30 ppb (average particle size 3.5 μ) was passed through the precoat layer below at a rate of 8 m/H,
The iron content and amount of treated water were determined and the results are shown in Table 1. The amount of precoating was 1 Kg/m 2 -overarea in all cases. Present invention-1; 2:1 of fine particulate cation exchange resin and fine particulate anion exchange resin with an average particle size of 35μ
Pre-coat layer in which rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20 μm and a length of 500 μm are mixed in a ratio of 5 to the mixture 5 of the present invention-2; Pre-coat layer Comparative Example 1 in which rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20 μm and a length of 500 μm were mixed in a ratio of 7 to 2:1 ion exchange resin mixture 3; fine particulate cation exchange with an average particle size of 35 μm. Comparative Example 2 of a precoat layer in which a resin and a particulate anion exchange resin are mixed at a ratio of 2:1; an upper part of a precoat layer in which a particulate cation exchange resin and a particulate anion exchange resin with an average particle size of 35μ are mixed at a ratio of 2:1. A two-layer precoat layer in which a precoat layer of rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20 μm and a length of 500 μm was formed, however, upper layer: lower layer = 3:7 Comparative example 3; Precoated layer of acrylonitrile fiber alone

【表】 第1表に見られるごとく、棒状のポリアクリル
ニトリル繊維の単独プレコート層は処理水の鉄量
が多く使用に耐えないが、本発明−1および本発
明−2のプレコート層は従来のプレコート層であ
る比較例1、比較例2と比較すると、処理水の鉄
量は同じであるが1.75Kg/cm2に達する処理日数は
従来のプレコート層が16〜19日であるのに本発明
のプレコート層は26〜35日であり、処理量が1.4
〜2倍に増加した。 実施例 3 本発明のプレコート層の過性を以下のように
して求めた。 すなわち平均鉄濃度31ppb(平均粒子径2μ)の
復水を下記のプレコート層に8m/Hで通水し、
処理水の鉄量と処理量を求め、第2表に示した。
なおプレコート量は全て1Kg/m2−過面積とし
た。 本発明−3;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン
交換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂の2:1
の混合物5に対して、太さ20μ、長さ500μの棒
状のポリアクリルニトリル繊維を5の割合で混
合したプレコート層 本発明−4;平均粒子径35μの微粒子状陽イオン
交換樹脂と微粒子状陰イオン交換樹脂の2:1
の混合物3に対して、太さ20μ、長さ500μの棒
状のポリアクリルニトリル繊維を7の割合で混
合したプレコート層 本発明−5;平均粒子径35μの微粒子状陰イオン
交換樹脂3に対して、太さ20μ、長さ500μの棒
状のポリアクリルニトリル繊維を7の割合で混
合したプレコート層
[Table] As shown in Table 1, the single precoat layer of rod-shaped polyacrylonitrile fibers cannot withstand use due to the large amount of iron in the treated water, but the precoat layers of Invention-1 and Invention-2 are similar to the conventional precoat layer. Comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, which are pre-coated layers, the amount of iron in the treated water is the same, but the processing time to reach 1.75 Kg/cm 2 is 16 to 19 days with the conventional pre-coated layer, whereas the present invention The pre-coat layer is 26-35 days and the throughput is 1.4
~2-fold increase. Example 3 The permeability of the precoat layer of the present invention was determined as follows. That is, condensate with an average iron concentration of 31 ppb (average particle size 2 μ) was passed through the precoat layer below at a rate of 8 m/H,
The iron content and amount of treated water were determined and shown in Table 2.
The amount of precoating was 1 Kg/m 2 -overarea in all cases. Present invention-3: 2:1 of particulate cation exchange resin and particulate anion exchange resin with an average particle size of 35μ
A pre-coat layer is prepared by mixing rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20 μm and a length of 500 μm in a ratio of 5 to the mixture 5 of the present invention-4; 2:1 of ion exchange resin
A pre-coat layer in which rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20μ and a length of 500μ are mixed in a ratio of 7 to the mixture 3 of the present invention-5; , a pre-coat layer made of rod-shaped polyacrylonitrile fibers with a thickness of 20μ and a length of 500μ mixed in a ratio of 7 parts.

【表】 微粒子状イオン交換樹脂として陽・陰両イオン
交換樹脂の混合イオン交換樹脂を用いた本発明−
3および4、そして、微粒子状イオン交換樹脂と
して陰イオン交換樹脂のみを用いた本発明−5と
も、平均粒子径2μの非溶解鉄が良好に過し得
ることが確認された。 実施例 4 実施例3で用いたと同じ組成の本発明のプレコ
ート層を用い、平均鉄濃度30.5ppb(平均粒子径
5μ)の復水を、実施例3と同条件で処理し、処
理水の鉄量と処理量を求め第3表に示した。
[Table] The present invention using a mixed ion exchange resin of both cationic and anionic ion exchange resins as particulate ion exchange resin.
It was confirmed that non-dissolved iron having an average particle diameter of 2 μm could be removed satisfactorily in Examples 3 and 4, and Invention-5 in which only an anion exchange resin was used as the particulate ion exchange resin. Example 4 Using the precoat layer of the present invention having the same composition as that used in Example 3, an average iron concentration of 30.5 ppb (average particle size
5μ) of condensate was treated under the same conditions as in Example 3, and the amount of iron and amount of iron in the treated water were determined and shown in Table 3.

【表】 実施例4の結果では微粒子状陽・陰混合イオン
交換樹脂:棒状のポリアクリルニトリル繊維=
3:7の本発明−4′のプレコート層が処理水の鉄
0.3ppb、処理日数38日で一番優れた結果を得た。 また実施例3の同様なプレコート層である本発
明−4と比較すると、処理日数が6日間延びてい
[Table] In the results of Example 4, fine particulate positive and negative mixed ion exchange resin: Rod-shaped polyacrylonitrile fiber =
The present invention-4' pre-coat layer of 3:7 is iron in the treated water.
The best results were obtained with 0.3 ppb and 38 days of treatment. Also, compared to Invention-4, which is a similar pre-coat layer in Example 3, the processing time is extended by 6 days.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例1における本発明のプレコート
層と従来のプレコート層の圧縮性を示す両対数グ
ラフであり、縦軸に平均細孔半径、横軸に通水流
速を示す。
FIG. 1 is a log-log graph showing the compressibility of the precoat layer of the present invention and the conventional precoat layer in Example 1, where the vertical axis shows the average pore radius and the horizontal axis shows the water flow rate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液体から不純物を除去するにあたり、フイル
ターエレメント上に粒子径が2〜250μの微粒子
状イオン交換樹脂と、太さが2〜200μ、長さが
250〜1000μの棒状のポリアクリルニトリル繊維
の混合物の層をプレコートし、当該プレコート層
に不純物を含む液体を通液することを特徴とする
液体から不純物を除去する方法。 2 微粒子状イオン交換樹脂とポリアクリルニト
リル繊維を重量比で2:8〜8:2に混合する特
許請求の範囲第1項記載の液体から不純物を除去
する方法。 3 微粒子状イオン交換樹脂が陽イオン交換樹脂
と陰イオン交換樹脂の混合物である特許請求の範
囲第1項および第2項記載の液体から不純物を除
去する方法。 4 微粒子状イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂
である特許請求の範囲第1項および第2項記載の
液体から不純物を除去する方法。
[Claims] 1. In order to remove impurities from a liquid, a particulate ion exchange resin with a particle size of 2 to 250μ and a diameter of 2 to 200μ and a length are placed on a filter element.
A method for removing impurities from a liquid, which comprises precoating a layer of a mixture of rod-shaped polyacrylonitrile fibers of 250 to 1000 microns, and passing a liquid containing impurities through the precoat layer. 2. The method for removing impurities from a liquid according to claim 1, wherein the particulate ion exchange resin and polyacrylonitrile fiber are mixed in a weight ratio of 2:8 to 8:2. 3. The method for removing impurities from a liquid according to claims 1 and 2, wherein the particulate ion exchange resin is a mixture of a cation exchange resin and an anion exchange resin. 4. The method for removing impurities from a liquid according to claims 1 and 2, wherein the particulate ion exchange resin is an anion exchange resin.
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