JPH063495A - 廃液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】導電率の異なる廃液を一括して処理でき、二次
廃棄物の発生を大幅に減少させる。 【構成】被処理液を収集・貯蔵する収集タンク21に第１
の移送ポンプ22を介してフィルタ23を接続する。このフ
ィルタ23の出口側をろ過水タンク24に接続する。ろ過水
タンク24に第２の移送ポンプ25を介して電気脱イオン交
換装置26を接続する。電気脱イオン交換装置26の上部に
処理水タンク28を接続する。電気脱イオン交換装置26の
下部に蒸発濃縮器27を接続する。蒸発濃縮装置27の上部
をろ過水タンク24と処理水タンク28に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力施設で発生する放
射性廃液の廃液処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設にうち、原子力発電所の放射
性廃棄物処理系を考えると、廃液は導電率の高低で分別
され、高導電率の廃液は主として蒸発濃縮したのち脱塩
処理し、低導電率の廃液は主としてろ過したのち脱塩処
理する。それぞれの処理水は回収されてプラント内で再
使用されるか、または余剰水としてプラント外に放出さ
れている。

【０００３】一般的には図４に示したようにろ過装置１
のろ過器８でろ過し、脱塩塔２で脱塩し、また必要に応
じて濃縮等の処理を施した水は設備内で再使用され、一
部は放出される。なお、図４中、符号３は差圧計、４は
脱塩塔入口管、５は入口弁、６は出口弁、７は脱塩塔出
口管をそれぞれ示している。

【０００４】低導電度系においては前述したように、ろ
過装置１のろ過器８で主に廃液中の不溶解性不純物をろ
過によって除去し、脱塩塔２で主に廃液中の溶解性不純
物を内部に充填した粒状のイオン交換樹脂によって脱塩
除去している。このろ過装置１のろ過器８には表面に無
数の微細孔を有する中空糸膜を束ねた中空糸膜エレメン
ト10が組み込まれており、この中空糸膜エレメント10は
処理流量に応じてその本数が決められている。

【０００５】すなわち、入口管９からろ過器８内に流入
した廃液中の不溶解性不純物を中空糸膜エレメント10で
ろ過処理し、処理しろ水を出口管11から下流の脱塩塔２
に送る。入口管９および出口管11にはそれぞれ入口弁1
2、出口弁13が設けられており、ろ過器８内の流量は流
量調節弁14によりコントロールされる。

【０００６】ろ過器８内の下部にはバブリング管15が設
けられており、このバブリング管15はバブリング空気供
給配管16と接続している。出口管11には逆洗用圧縮空気
配管17が、入口管９には補給水配管18が、ろ過器８には
逆洗廃液の移送配管として上部ドレン管19および下部ド
レン管20が、この上部ドレン管19および下部ドレン管20
にはドレン弁がそれぞれ接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、放射
性廃棄物処理系で使用している処理装置には、水の精製
装置として脱塩塔が用いられるが、この装置ではイオン
交換樹脂の再生に伴って再生廃液（Ｎａ₂ ＳＯ₄ ）が排
出され、さらに一定期間使用したイオン交換樹脂は廃棄
することとなり、放射性廃棄物の発生という点から好ま
しくない状況にある。すなわち、放射性廃棄物の減量と
いう点からは再生廃液のような二次廃棄物はなるべく少
ないほうがよく、かつ長期間使用できる処理装置の開発
が望まれている。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、導電率の異なる廃液を一括して収集・処理で
き、廃液処理に伴って発生していた再生廃液がなく、同
時に廃棄イオン交換樹脂の発生がない二次廃棄物の発生
を大幅に減少させる廃液処理装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は被処理液を収集
・貯蔵するタンクと、前記被処理液中に存在する懸濁物
を除去するフィルタと、このフィルタで処理された清澄
水を収集・貯蔵するタンクと、前記清澄水中のイオン成
分を除去できかつ薬品による再生が不要な電気脱イオン
交換装置と、この電気脱イオン交換装置から排出される
濃縮液をさらに濃縮する蒸発濃縮器と、この蒸発濃縮器
および電気脱イオン交換装置から排出される処理液を収
集・貯蔵するタンクとを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明では、導電率の異なる廃液を一括して収
集し、続いて廃液中に含まれる懸濁物をフィルタにより
除去した後、清澄水はタンクに収集される。収集された
清澄水は電気脱イオン交換装置に移送され、水中に存在
するイオン成分の除去と濃縮が行われる。

【００１１】電気脱イオン交換装置に移動された廃液
（清澄水）は、イオン成分を含まない処理液とイオン成
分濃度の比較的高い濃縮液の二つの液流となり、前者は
プラント内で再使用されるかあるいは余剰水となる。

【００１２】ここで、問題となるのは後者の濃縮液であ
り、このままの状態で貯蔵しておくにはイオン成分濃度
が低く、さらに濃度を高める必要がある。このため、本
処理装置には電気脱イオン交換装置から排出される濃縮
液をさらに濃縮するための蒸発濃縮器が備えられてい
る。

【００１３】濃縮器から排出される蒸留水はその性状
（導電率）によって処理水タンクに移送されるか、ある
いはフィルタ清澄水タンクに移送されて再度電気脱イオ
ン交換装置で処理される。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の廃液処理装置の系統図を示
す。

【００１５】図１において、符号21は収集タンクで、こ
の収集タンク21内には被処理液が収集・貯蔵される。こ
の収集タンク21の底部は第１の移送ポンプ22を介してフ
ィルタ23が接続される。このフィルタ23の出口側はろ過
水タンク24の上部に接続される。このろ過水タンク24の
底部は第２の移送ポンプ25を介して電気脱イオン交換装
置26の下部側面に接続される。

【００１６】電気脱イオン交換装置26の上部は処理水タ
ンク28の上部に接続され処理水タンク28の底部は第３の
移送ポンプ29を介して処理水側に接続される。電気脱イ
オン交換装置26の下部は蒸発濃縮器27の下部側面に接続
される。蒸発濃縮器27の上部はろ過水タンク24および処
理水タンク28の上部にそれぞれ接続されている。

【００１７】図２は廃液処理時の系統を示す図で、図３
は蒸発濃縮器の蒸留液の導電率が高い場合の系統図を示
している。すなわち、被処理液は収集タンク21に収集さ
れる。収集された廃液は第１の移送ポンプ22によりフィ
ルタ23に移動され、液中の懸濁物の除去が行われる。フ
ィルタ23により懸濁物を除かれたろ液はろ過水タンク24
に収集・貯蔵される。

【００１８】ろ過水タンク24の液量が所定の量に達した
ならば、第２の移送ポンプ25により電気脱イオン交換装
置26に移送され、液中のイオン成分が除去される。電気
脱イオン交換装置26からは、精製された処理水とイオン
濃度の高い廃液が排出されるが、前者（精製された処理
水）は処理タンク28に貯留され、後者（イオン濃度の高
い廃液）は蒸発濃縮器27に移送され廃液の濃縮が行われ
る。

【００１９】蒸発濃縮器27により濃縮された廃液は、濃
縮廃液として固化処理される。他方、蒸発濃縮器27から
排出される蒸留水はその導電率の高低により、処理水タ
ンク28（導電率低）、またはろ過水タンク24（導電率
高、図３を参照）に移送される。

【００２０】ここで、電気脱イオン交換装置26とはイオ
ン交換樹脂、イオン交換膜および電気を利用して水の脱
イオン化を行う市販されている既知の装置である（たと
えば栗田工業（株）「ピュアコンティ」参照）。この電
気脱イオン交換装置26のモジュールは多くの隔壁から構
成され、各室はイオン交換膜とスペーサを交互に重ねた
構造になっている。

【００２１】各室は希釈室と濃縮室が交互に組合わされ
たものであり、希釈室にはイオン交換樹脂が混床方式で
充填されている。また、イオン交換膜は陽イオン交換膜
と陰イオン交換膜が交互に配置されている。給水は希釈
室と濃縮室に並行して流入する。希釈室へ流入した給水
中のイオン（Ｎａ⁺ Ｃｌ^- ）はイオン交換樹脂と反応捕
捉される。

【００２２】次にイオンは外部電源により印加される直
流電源により電位の傾きの方向に樹脂中に移動すると同
時に、イオン交換膜を横切って移動し、全ての室におい
て電荷の中和が保たれる。膜の半透過性と電位の傾きの
方向性のために溶液中のイオンは希釈室で減少し、隣の
濃縮室では濃縮されることになる（『建築設備と配管工
事』’89.7 p117 〜118 参照）。

【００２３】製品としての連続式脱イオン交換装置（Ｃ
ＩＤ）は、プレフィルタ、逆浸透装置ならびに上述した
電気脱イオン交換装置からなっているが、本発明に係る
廃液処理装置では電気脱イオン交換装置のみを利用して
いる。その理由は逆浸透装置からは運転中に排水が多量
に排出されることから、放射性廃液処理には適していな
いと判断したためである。

【００２４】電気脱イオン交換装置は一般的に利用され
ているイオン交換塔と同様の働き、すなわち水中に存在
する不純物イオンを序供給する装置であるが、薬品によ
る再生は不要になる。その理由は不純物イオンの移動・
除去は、イオン交換膜を介して電気的に行われるためで
ある。

【００２５】上記実施例において、原子力発電所内で発
生する廃液は導電率の高低で分別収集されるのが普通で
ある。そして、これらの廃液を一括収集すると、その導
電率は数100 μＳ／cmとなる。このようなことから、導
電率をパラメータとして電気脱イオン交換装置26の処理
特性を調べた。

【００２６】図４は純水にＮａＣｌを溶解して供給液の
導電率を調整した場合を示し、図５は同様にＮａ₂ ＳＯ
₄ を溶解して調整した場合である。これらの図に示すよ
うに、供給液の導電率が10³ μＳ／cm以下ならば連続的
に低導電率（〜10μＳ／cm）の処理液が得られることが
わかる。脱塩塔で処理した場合にも、処理液の導電率は
１〜10μＳ／cmとなり、電気脱イオン交換装置26は脱塩
塔に匹敵する性能を発揮する。

【００２７】電気脱イオン交換装置26を適用した場合、
図４および図５の図中に示したように、供給液量の約１
／３が濃縮液として排出されることがあり、これをその
まま次の処理装置に送ることは得策ではないので、本発
明では小型蒸発濃縮器27を設置することで廃液処理装置
としての有効性を高めることができる。

【００２８】次に二次廃棄物の発生について説明する。
廃液処理装置には前段の処理装置としてフィルタ（具体
的には中空糸膜フィルタ）が設置してあるが、この交換
頻度は、本発明に適用したからといって長くも短くもな
らず不変であり、問題となるのは従来の脱塩塔から排出
される再生廃液量および使用済イオン交換樹脂量（経年
劣化による）と電気脱イオン交換装置そのものが比較さ
れるべきものとなる。

【００２９】原子力発電所内で廃液処理に使用されてい
る脱塩塔を考えると、通常年２回程度の再生操作が必要
となり、この操作１回で約70ｍ³ の化学廃液（Ｎａ₂ Ｓ
Ｏ₄）が排出され、これを濃縮処理した後にセメント固
化すると 200リットルドラム缶が30本程発生することに
なり、年間では60〜70本のドラム缶が発生することにな
る。

【００３０】また、イオン交換樹脂の交換は10年に１度
程度と考えられ、このときには１回に約６ｍ³ の廃イオ
ン交換樹脂が発生する。廃イオン交換樹脂については焼
却炉で燃やせばほとんど灰となるため、二次廃棄物とし
て問題とならない。すなわち、脱塩塔を再生しながら使
用する場合には再生廃液の発生とこの最終処分でドラム
缶が多量に発生することがわかる。

【００３１】一方、本発明による廃液処理装置において
は、電気脱イオン交換装置が廃棄物となるが、この装置
もイオン交換樹脂と同様に可燃性のプラスチック類で構
成されているため、焼却炉が備え付けられていれば廃棄
物としての問題は生じない（非常に薄い金属電極はその
まま廃棄物となるが量的には問題にならないほど少な
い）。以上の比較より、脱塩塔と本発明の廃液処理装置
を比較すると、前者は再生廃液の処理が短所となってい
ることがいえる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、脱塩装置として電気脱
イオン交換装置を組み込むことにより、従来廃液処理に
ともなって発生していた再生廃液がなくなり、同時に廃
棄イオン交換樹脂の発生もなくなることで放射性廃棄物
発生量は大幅に低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃液処理装置の一実施例を示す系
統図。

【図２】図１における廃液処理装置で蒸発濃縮器の蒸留
液の導電率が十分に低い場合の系統図。

【図３】図１における廃液処理装置で蒸発濃縮器の蒸留
液の導電率が十分に高い場合の系統図。

【図４】図１における電気脱イオン交換装置でＮａＣｌ
水溶液を処理した場合を示す処理特性図。

【図５】図１における電気脱イオン交換装置でＮａ₂ Ｓ
Ｏ₄ 水溶液を処理した場合を示す処理特性図。

【図６】従来の廃液処理装置を示す系統図。

【符号の説明】

１…ろ過装置、２…脱塩塔、３…差圧計、４…脱塩塔入
口管、５…入口弁、６…出口弁、７…脱塩塔出口管、８
…ろ過器、９…入口管、10…中空糸膜エレメント、11…
出口管、12…入口弁、13…出口弁、14…流量調節弁、15
…バブリング管、16…バブリング空気供給配管、17…逆
洗用圧縮空気配管、18…補給水配管、19…上部ドレン
管、20…下部ドレン管、21…収集タンク、22…第１の移
送ポンプ、23…フィルタ、24…ろ過水タンク、25…第２
の移送ポンプ、26…電気脱イオン交換装置、27…蒸発濃
縮器、28…処理水タンク、29…第３の移送ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理液を収集・貯蔵するタンクと、前
   記被処理液中に存在する懸濁物を除去するフィルタと、
   このフィルタで処理された清澄水を収集・貯蔵するタン
   クと、前記清澄水中のイオン成分を除去できかつ薬品に
   よる再生が不要な電気脱イオン交換装置と、この電気脱
   イオン交換装置から排出される濃縮液をさらに濃縮する
   蒸発濃縮器と、この蒸発濃縮器および電気脱イオン交換
   装置から排出される処理液を収集・貯蔵するタンクとを
   備えたことを特徴とする廃液処理装置。