JPH06170363A - ろ過脱塩装置、ろ過脱塩方法およびろ過脱塩装置製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ろ過処理および脱塩処理を
一つの装置内で実施することにより、ろ過装置および脱
塩装置の設置スペースの縮少を図ることにある。 【構成】 被処理液中に存在する懸濁物をろ過する中空
糸膜フィルタ29と、この中空糸膜フィルタ29の中空部に
充填され被処理液中に存在するイオン状不純物を脱塩す
るイオン交換樹脂30より構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントの
復水および廃液を処理するろ過脱塩装置、ろ過脱塩方法
およびろ過脱塩装置製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントにおいては、放射線
低減対策として腐食生成物の発生の抑制とその除去を行
っている。例えば、図９に示すように原子力発電プラン
トで発生する放射線廃液や一次冷却系の復水中に存在す
る懸濁物を分離除去するためにろ過装置１が用いられ、
このろ過装置１の下流にはイオン不純物の除去装置とし
て脱塩塔２が配置されている。即ち、被処理液３は廃液
供給管46によりろ過装置１に導入され懸濁物がろ過され
る。ろ過された被処理液は、連通管47を通って脱塩塔２
に圧送される。この脱塩塔２において、ろ過された被処
理液中に含入するイオン状不純物が脱塩される。この脱
塩した被処理液は脱塩塔２より処理液排出管48を介して
処理液４として排出される。

【０００３】かかるろ過装置１として中空糸膜フィルタ
を用いた中空糸膜ろ過装置により廃液中の懸濁物を分離
除去する方法が採用されるようになってきた。図10は本
発明の先行技術の中空糸膜ろ過装置１の概略構成図を示
すもので、同図に示すように容器本体５内に設けた仕切
板７にほぼＵ字型の中空糸膜フィルタ６を取付固定して
いる。そして、この容器本体５の側面の流入口には廃液
を流入する廃液供給管８を設け、また容器本体５の上端
部の流出口には供給された廃液を中空糸膜フィルタ６で
ろ過した後処理液を排出する処理液排出管９を設けてい
る。また処理液排出管９にはこの処理液排出管９より分
岐し中空糸膜フィルタ６の中空部に逆洗用の加圧気体を
供給する気体供給管10を設けている。さらに容器本体５
の下端部の流出口には処理液を排出した後の濃縮廃液を
排出する濃縮廃液排出管11が設けられている。また仕切
板７の取付位置の下方にはオーバーフロー管12が配設さ
れている。そして前記各管には図に示すように、それぞ
れ開閉弁13，14，15，16，17が設けられている。

【０００４】しかして、このような中空糸膜ろ過装置１
では、容器本体５内に廃液供給管８を介して廃液を一定
圧力で流入させつつ、中空糸膜フィルタ６のろ過差圧が
予め定められた値となるまでろ過が行なわれ、この間処
理液は処理液排出管９から排出される。

【０００５】そして、その後、気体供給管10から中空糸
膜フィルタ６の中空部に加圧気体が供給され、中空糸膜
フィルタ６の外側に付着した懸濁物の剥離除去に続いて
濃縮廃液の排出が行なわれた後再び廃液供給管８から新
な廃液が容器本体５内に供給され前述した廃液のろ過が
繰り返し行なわれる。なおこの中空糸膜ろ過装置１に
は、ろ過面積を大きくするため内径が 0.1〜0.5mm のよ
うな糸径の小さな中空糸膜フィルタ６が用いられてい
る。

【０００６】一方、脱塩塔２は、ろ過装置１にてろ過さ
れた被処理液３を導入してイオン状不純物を除去するた
めのもので、混床式イオン交換樹脂塔が使用されてい
る。復水中には微小な懸濁物と低濃度のイオン成分が存
在する。通常の運転中、イオン成分の主なものとして
は、鉄イオンが大きな割合を占める。これは、原子炉一
次系の配管が鉄を主成分としているからである。鉄イオ
ン以外にも例えばＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等の金属イオンが含
入されており、これ等のイオン成分を除去するためイオ
ン交換樹脂を詰めた脱塩塔２が設置されている。また日
本の沸騰水型原子力発電プラントでは、復水を冷却する
ために海水を使用しており、復水器内での海水が漏洩し
た場合、即ちＮａイオン、Ｃｌイオン等が高濃度の割合
で流入した場合を想定して、脱塩塔２が設置されてい
る。放射性廃液処理系の低濃度廃液の処理装置としても
脱塩塔２が使用されている。この処理系では原子力発電
所の各所から発生する廃液を処理することになり、イオ
ン成分も多種にわたっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原子力発電
プラントにおける立地条件等からろ過装置１の設置され
るスペースが制限されている。また脱塩塔２は前述の様
に、混床式イオン交換樹脂塔が採用されているために、
この脱塩塔の容積はろ過装置の数倍あり、ろ過装置が占
めるスペース以上に大きな空間を占有し、機器配管の配
置、計器類の点検および機器の保守点検上の支障となっ
ていた。この様にろ過装置および脱塩塔の設置スペース
の縮小、合理化を進めることが望まれている。

【０００８】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
で、設置スペースの縮小を図るためにろ過処理および脱
塩処理を一つの装置内で実施することができるろ過脱塩
装置、ろ過脱塩方法およびろ過脱塩装置製造方法を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、被処理液中に存在する懸濁物を
ろ過する中空糸膜フィルタと、この中空糸膜フィルタの
中空部に充填され前記ろ過された被処理液中に存在する
イオン状不純物を脱塩するイオン交換樹脂とを有するこ
とを特徴とするろ過脱塩装置を提供し、被処理液中に存
在する懸濁物を中空糸膜フィルタによりろ過する工程
と、このろ過された被処理液中に存在するイオン状不純
物を前記中空糸膜フィルタの中空部に充填したイオン交
換樹脂により脱塩する工程とを有することを特徴とする
ろ過脱塩方法を提供し、さらにはタンク内でイオン交換
樹脂を水中に懸濁する準備工程と、この懸濁したイオン
交換樹脂を予め容器内に装荷した中空糸膜モジュールを
構成する中空糸膜フィルタの中空部に充填する充填工程
と、このイオン交換樹脂を充填した中空糸膜モジュール
の端部材の端面を網で覆う組立工程とを有することを特
徴とするろ過脱塩装置製造方法を提供する。

【００１０】

【作用】このように構成することにより、被処理液中に
存在する懸濁物を中空糸膜フィルタによりろ過し、この
中空糸膜フィルタによりろ過した被処理液を前記中空糸
膜フィルタの中空部に充填したイオン交換樹脂に導入し
脱塩する。したがって中空糸膜フィルタ及びこの中空糸
膜フィルタの中空部に充填したイオン交換樹脂により被
処理液のろ過脱塩を一つの装置内で行うことができ、設
置スペースの縮小を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。

【００１２】図１は、ろ過脱塩装置の系統図である。ろ
過脱塩装置21は、中空糸膜フィルタを内蔵したものであ
る。被処理液22は、廃液供給管24よりろ過脱塩装置21に
導入され、ろ過脱塩されて、処理液排出管25より処理液
23として排出される。

【００１３】図２は、中空糸膜モジュールの外形図であ
る。中空糸膜モジュール26は、多数の中空糸膜フィルタ
27をＵ字形に形成し、この端部を接着剤から成る端部材
28で接着固定した構成となっている。この中空糸膜モジ
ュール26は、図１に記載したろ過脱塩装置21内に多数配
置されている。

【００１４】図３は、中空糸膜フィルタ組立を一部切欠
いて示す斜視図である。中空糸膜フィルタ組立27は、中
空糸膜フィルタ29とこの中空糸膜フィルタ29の中空部に
充填したイオン交換樹脂30より構成される。中空糸膜フ
ィルタ29は、ろ過面積を大きくするため内径が 0.1〜0.
5mm のような中空を有する糸状の中空糸膜フィルタが用
いられる。この中空糸膜フィルタ29の外部にポアサイズ
が 0.1μｍ程度の微孔が形成され、図１に示す被処理液
がこの微孔を通過することにより中空糸膜フィルタ29の
外表面で懸濁物が捕捉される。イオン交換樹脂30は、本
実施例では繊維状のイオン交換樹脂より形成されてい
る。

【００１５】図４は、繊維状のイオン交換樹脂３０の横
断面図である。この繊維状のイオン交換樹脂30は、イオ
ン交換機能を持つ繊維で、補強材31とイオン交換部32よ
り構成されている。繊維状イオン交換樹脂30は、外径が
40〜45μｍ、長さが約0.5mmである。補強材31は繊維状
で、不溶ポリエチレンより形成されている。イオン交換
部32は、同じく繊維状で、スチレンより形成されてい
る。この繊維状のイオン交換樹脂30は、中空糸膜フィル
タ29のポアサイズ 0.1μｍより大きい寸法のものを選定
する。

【００１６】図５は、中空糸膜フィルタへの繊維状イオ
ン交換樹脂の充填方法を示す。繊維状のイオン交換樹脂
30を充填していない中空糸膜モジュール26が圧力容器33
内に装荷される。一方繊維状イオン交換樹脂30は、開放
タンク34内で水中に懸濁されている。中空糸膜フィルタ
29の中空部へうまく充填するために攪拌用モータ35で十
分に攪拌し、 0.1％程度の濃度とする。この懸濁した繊
維状イオン交換樹脂30は、定量ポンプ45により導入配管
36を経由して圧力容器33に圧送される。この圧力容器33
内では、繊維状イオン交換樹脂30は中空糸膜モジュール
26を形成する中空糸膜フィルタ29の中空部に導入され
る。繊維状イオン交換樹脂30は、中空糸膜フィルタ29の
中空部に充填され、水分は中空糸膜フィルタ29の微孔を
経由して流出し、導出配管37を経由して、開放タンク34
内に戻される。中空糸膜モジュール26の端面まで繊維状
イオン交換樹脂が十分に満たされたならば定量ポンプ45
を停止する。この様にして中空糸膜モジュール26を構成
する中空糸膜フィルタ29の中空部に繊維状イオン交換樹
脂30を充填する。

【００１７】図６に示す様に、繊維状イオン交換樹脂30
を充填した中空糸膜モジュール26の端部材28の端面を網
38で覆う。この網38は、プラスチックの細かいメッシュ
のネットで、通水により繊維状イオン交換樹脂30が流出
するのを防止する。

【００１８】この後図７（ａ）に示す様に、繊維状イオ
ン交換樹脂30を充填した中空糸膜モジュール26の端部材
28を網38で覆い、金属製の通水孔が多数あいている金属
製押え板39で前記網38を固定し、その上を押えリング40
で固定する。中空糸膜モジュール26の端部材28を押えリ
ング40で固定することにより、図７（ｂ）に示す様に、
繊維状のイオン交換樹脂30を充填した中空糸膜モジュー
ル26が組立てられる。なお、図２は繊維状のイオン交換
樹脂を充填した中空糸膜モジュール26の側面図を示す。

【００１９】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。被処理液22は、廃液供給管24を通
ってろ過脱塩装置21に供給される。このろ過脱塩装置21
でろ過脱塩された被処理液22は、処理液23となって、処
理液排出管25より排出される。このろ過脱塩装置21に供
給された被処理液22は、中空糸膜モジュール26を構成す
る中空糸膜フィルタ29の外表面まで圧送される。この圧
送された被処理液22は、中空糸膜フィルタ29の微孔を通
過して、中空糸膜フィルタ29の中空部に圧送される。こ
のとき被処理液22中に存在する懸濁物は中空糸膜フィル
タ29の外表面で捕捉されろ過される。この懸濁物を捕捉
した処理液のみが中空糸膜フィルタ29の中空部に圧送さ
れる。中空糸膜フィルタ29の中空部に圧送された処理液
は、この中空部に充填された繊維状のイオン交換樹脂30
を通過して中空糸膜モジュール26の端部材28の端面より
排出される。処理液が繊維状のイオン交換樹脂30を通過
することにより処理液中に含有するイオン状不純物が除
去される。

【００２０】このように本実施例によれば、中空糸膜フ
ィルタ29により被処理液中に存在する懸濁物を捕捉して
ろ過し、この後中空糸膜フィルタ29の中空部に充填した
繊維状のイオン交換樹脂30より前記ろ過した被処理液中
に存在するイオン状不純物を脱塩することにより、一つ
の装置内でろ過処理および脱塩処理を行うことができ
る。

【００２１】次に本発明の他の実施例を図８を参照して
説明する。図８においては、図２におけるＵ字形の中空
糸膜フィルタ組立27を直線状にした中空糸膜フィルタ41
であり、両端を端部材42，43で接着したものである。被
処理液は、中空糸膜フィルタ41の外表面より侵入しろ過
され、ろ過された被処理液は端部材42，43を介して排出
される。他の実施例においても、第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るろ過
脱塩装置、ろ過脱塩方法およびろ過脱塩装置製造方法に
よれば、中空糸膜フィルタ及びこの中空糸膜フィルタの
中空部に充填した繊維状イオン交換樹脂により、ろ過処
理および脱塩処理を一つの装置内で行うことができるの
で、ろ過装置および脱塩装置の設置スペースの縮少を図
り、ひいては原子力発電プラントの縮少を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るろ過脱塩装置の系
統図。

【図２】図１に示したろ過脱塩装置に適用される中空糸
膜モジュールの外形図。

【図３】図２に示した中空糸膜モジュールを構成する中
空糸膜フィルタ組立を一部切欠いて示す斜視図。

【図４】繊維状イオン交換樹脂の横断面図。

【図５】中空糸膜フィルタへの繊維状イオン交換樹脂の
充填方法を示す概略構成図。

【図６】繊維状イオン交換樹脂を充填した中空糸膜モジ
ュールの端部材を網で覆った斜視図。

【図７】（ａ）は繊維状のイオン交換樹脂を充填した中
空糸膜モジュールの組立手順図。（ｂ）は繊維状のイオ
ン交換樹脂を充填した中空糸膜モジュールの組立図。

【図８】本発明の他の実施例に係る中空糸膜モジュール
の外形図。

【図９】従来のろ過脱塩装置の系統図。

【図１０】従来のろ過装置の概略構成図。

【符号の説明】

21…ろ過脱塩装置 26…中空糸膜モジュール 27…中空糸膜フィルタ組立 29…中空糸膜フィルタ 30…イオン交換樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 9/00 Ｚ 7446−4Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理液中に存在する懸濁物をろ過する
   中空糸膜フィルタと、この中空糸膜フィルタの中空部に
   充填され前記ろ過された被処理液中に存在するイオン状
   不純物を脱塩するイオン交換樹脂とを有することを特徴
   とするろ過脱塩装置。
2. 【請求項２】 被処理液中に存在する懸濁物を中空糸膜
   フィルタによりろ過する工程と、このろ過された被処理
   液中に存在するイオン状不純物を前記中空糸膜フィルタ
   の中空部に充填したイオン交換樹脂により脱塩する工程
   とを有することを特徴とするろ過脱塩方法。
3. 【請求項３】 タンク内でイオン交換樹脂を水中に懸濁
   する準備工程と、この懸濁したイオン交換樹脂を予め容
   器内に装荷した中空糸膜モジュールを構成する中空糸膜
   フィルタの中空部に充填する充填工程と、このイオン交
   換樹脂を充填した中空糸膜モジュールの端部材の端面を
   網で覆う組立工程とを有することを特徴とするろ過脱塩
   装置製造方法。