JPH09206567A

JPH09206567A - 発電プラントにおけるヒータドレン水の濾過方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09206567A
Application number: JP3885896A
Authority: JP
Inventors: Satoru Tsuda; 悟津田; Shinichi Ohashi; 伸一大橋; Toshio Morita; 利夫森田
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】発電プラントにおけるヒータドレン水から酸
化鉄を主成分とする不純物を効果的に除去することがで
きれば、例えばＰＷＲの蒸気発生器への給水中の不純物
濃度を効果的に低減させることができるが、現在のとこ
ろヒータドレン水から酸化鉄等の不純物を効果的に除去
する有効な除鉄方法がなく、このような不純物をそのま
ま給水と共に蒸気発生器の２次側器内あるいはボイラへ
流入させているのが実情である。【解決手段】本発明の発電プラントにおけるヒータド
レン水の濾過方法は、ヒータドレン水を水蒸気発生用水
として供給する前に中空糸膜２８に通水し、中空糸膜２
８によりヒータドレン水を濾過する方法であって、中空
糸膜２８にヒータドレン水を通水するに先立って、酸化
鉄微粒子を添加した純水を中空糸膜２８に通水して酸化
鉄微粒子の被覆膜Ｄ₁を形成した後、被覆膜Ｄ₁が形成さ
れた中空糸膜２８に純水を循環通水すると共に酸化鉄微
粒子から循環水に溶出するイオン成分等の不純物を除去
しておくことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧水型原子力発
電所（以下、「ＰＷＲ」称す）、沸騰水型原子力発電所
（以下、「ＢＷＲ」称す）及び火力発電プラントにおけ
るヒータドレン水中に含まれている酸化鉄を主成分とす
る金属酸化物等の不純物を除去する発電プラントにおけ
るヒータドレン水の濾過方法及びその濾過装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、近年のＰＷＲでは、タービン駆
動用の蒸気を作る蒸気発生器の２次側器内に酸化鉄を主
成分とする金属酸化物等の不純物が給水に随伴して持ち
込まれる。そして、発電を行っている間に、この不純物
が蒸気発生器の伝熱管の外表面に徐々に付着し、この付
着物により蒸気発生器の伝熱効率が低下する。しかも、
この不純物は給水が循環している間に徐々に増加して濃
縮されるため、蒸気発生器への給水中の不純物濃度を低
減させる対策が従来から種々検討されている。また、Ｐ
ＷＲの場合と同様に、火力発電所では、ボイラへの給水
中に含まれる上述の不純物がボイラの伝熱管内に付着
し、この付着物によってボイラの差圧が上昇するため、
その差圧上昇を低減させる対策が従来から種々検討され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蒸気発
生器あるいはボイラへ持ち込まれる酸化鉄を主成分とす
る不純物を効果的に除去する除鉄方法について従来から
種々検討されているが、従来の除鉄方法ではこのような
不純物を効果的に除去できないという課題があった。こ
の課題を解決するためにこのような不純物の持ち込み源
について考えると、このような不純物は復水系からの持
ち込み分と各種ヒータドレン系からの持ち込み分に大別
される。ところが、復水系には一般に前置濾過器及び復
水脱塩装置、または復水脱塩装置単独で構成されている
復水浄化装置が設置され、給水中に占める復水系から持
ち込まれる不純物の量は比較的少ない。従って、蒸気発
生器またはボイラへの給水中に持ち込まれる不純物の濃
度を低減させるためには、復水浄化系以降の各種ヒータ
ドレン系から持ち込まれる不純物を低減するのが効果的
であると考えられる。

【０００４】そこで、ヒータドレン水から不純物を効果
的に除去する場合には、その方法として、例えば電磁フ
ィルタや金属フィルタ等のフィルタを用いて不純物を濾
過する方法が従来から検討されているが、いずれのフィ
ルタも除去性能が不安定であるため、現在のところ発電
プラントには電磁フィルタや金属フィルタ等のフィルタ
は適用されておらず、各種ヒータドレン系に起因する不
純物は全く除去されることなくそのまま給水と共に蒸気
発生器の２次側器内あるいはボイラへ流入しており、結
果的には従来の除鉄方法では蒸気発生器またはボイラへ
の給水中に持ち込まれる不純物を効果的に除去すること
ができないという課題は依然として残っている。また、
フィルタの中には上述の各フィルタの他に中空糸膜等の
膜フィルタがあるが、膜フィルタもそのまま使用すると
上述の各種フィルタと同様に不純物の除去性能が不安定
であるため、膜フィルタを用いる除鉄方法も実用化には
至っていない。

【０００５】要するに、ヒータドレン水から酸化鉄を主
成分とする不純物を効果的に除去することができれば、
蒸気発生器への給水中の不純物濃度を効果的に低減させ
ることができるが、現在のところヒータドレン水から酸
化鉄等の不純物を効果的に除去する有効な除鉄方法がな
く、このような不純物をそのまま給水と共に蒸気発生器
の２次側器内あるいはボイラへ流入させているのが実情
である。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、発電所のヒータドレン水に含まれている酸
化鉄を主成分とする不純物を安定且つ確実に除去し、ひ
いては蒸気発生器あるいはボイラへの酸化鉄を主成分と
する不純物の持ち込みを効果的に防止することができる
発電プラントにおけるヒータドレン水の濾過方法及びそ
の装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは特にヒータ
ドレン水から酸化鉄を主成分とする不純物をフィルタを
用いて除去する方法について種々検討した結果、以下で
説明するような知見を得た。即ち、フィルタを用いる除
鉄方法として、例えばフィルタへの通水前に酸化鉄微粒
子の被覆膜をフィルタの濾過面に予め形成し、フィルタ
の不純物の除去性能を安定、向上させ、ヒータドレン水
から不純物を除去する方法が有効である。更に、この方
法の場合には酸化鉄微粒子として比較的入手し易い合成
された人工酸化鉄を使用するのが有効であるが、人工酸
化鉄は製造段階で洗浄により溶解性不純物を極力除去し
ているものの、その除去は完全ではなく、酸化鉄微粒子
からＮａ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^2-等のイオン成分等の溶解性
物質が不純物（以下、溶解性の不純物を「イオン成分」
で代表する）として溶出し、イオン成分を含んだ水がそ
のまま蒸気発生器またはボイラへ蒸気発生用水として供
給されるという新たな課題が生じる。つまり、フィルタ
の適用箇所として考えられる各種ヒータドレン系と蒸気
発生器あるいはボイラまでの間には脱塩装置等の浄化シ
ステムが設置されていないため、酸化鉄微粒子からイオ
ン成分が溶出すると、イオン成分がそのまま蒸気発生器
あるいはボイラ内へ給水と共に持ち込まれ、蒸気発生器
あるいはボイラ内でイオン成分の濃縮を促進する虞があ
る。そこで、このようなイオン成分を除去するためにイ
オン交換樹脂を充填した脱塩装置を蒸気発生器あるいは
ボイラの上流側に設置する方法が考えられるが、ヒータ
ドレン系以降の系統水は６０℃以上の温度になってイオ
ン交換樹脂の適用温度範囲を逸脱するため、ヒータドレ
ン系以降には脱塩装置を設置することは実質的に不可能
である。

【０００８】一方、発電プラントの起動工程におけるヒ
ータドレン水の系外排出時及び復水器回収時にフィルタ
に形成された酸化鉄微粒子の被覆膜を洗浄する方法も考
えられるが、この方法の場合には以下に説明するように
純水使用量が増加するという課題が生じる。即ち、プラ
ント起動時には所定の水質に到達するまでヒータドレン
水を系外へ排出し、ヒータドレン水が所定の水質に達し
た後、ヒータドレン水を復水器へ一定期間回収し、その
後、所定の箇所にヒータドレン水を回収する手順が採用
されているので、これらの系外排出時及び復水器回収時
に酸化鉄微粒子の被覆膜を洗浄することは可能である。
しかし、ヒータドレン水を復水器へ回収するには予め定
められた水質基準値を満足する必要があるため、被覆膜
を形成する酸化鉄微粒子からのイオン成分の溶出濃度が
高い場合にはフィルタによる濾過水をそのまま復水器へ
回収することはできず、濾過水を一旦系外へ排出せざ
るを得ず、系外への排水量が増加することになる。ま
た、ヒータドレン水の回収先を復水器から所定の箇所に
切り換える際にも水質基準値を満足する必要があり、酸
化鉄微粒子からのイオン成分の溶出濃度が高い場合には
ヒータドレン水を所定の箇所へ回収できず、ひいては発
電プラントの起動工程へ影響を及ぼす可能性も考えられ
る。

【０００９】つまり、本発明者等は、人工酸化鉄粒子の
被覆膜を形成したフィルタを特定の条件下で使用すれ
ば、酸化鉄を主成分とする不純物をヒータドレン水から
効果的に除去でき、ひいては蒸気発生器あるいはボイラ
への酸化鉄を主成分とする不純物の持ち込みを防止でき
ることを知見した。

【００１０】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、請求項１に記載の発電プラントにおけるヒータドレ
ン水の濾過方法は、ヒータドレン水を水蒸気発生用水と
して供給する前にフィルタに通水し、フィルタによりヒ
ータドレン水を濾過する方法であって、上記フィルタに
上記ヒータドレン水を通水するに先立って、酸化鉄微粒
子を添加した水を上記フィルタに通水してフィルタの濾
過面に酸化鉄微粒子の被覆膜を形成した後、上記被覆膜
が形成されたフィルタに水を通水することによって上記
酸化鉄微粒子から水に溶出する不純物を除去しておくこ
とを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発電プラ
ントにおけるヒータドレン水の濾過方法は、請求項１に
記載の発明において、上記酸化鉄微粒子は、１〜１０μ
のα−ＦｅＯＯＨ等の結晶性の含水酸化鉄を主成分とす
ることを特徴とするものである。

【００１２】本発明の請求項３に記載の発電プラントに
おけるヒータドレン水の濾過装置は、ヒータドレン水を
水蒸気発生用水として供給する前にフィルタに通水し、
フィルタによりヒータドレン水を濾過する濾過装置であ
って、上記ヒータドレン水をフィルタにより濾過する濾
過塔と、上記フィルタに酸化鉄微粒子が添加された水を
通水して上記フィルタの濾過面に酸化鉄微粒子の被覆膜
を形成する被覆膜形成装置と、上記濾過塔に水を通水す
る間に上記被覆膜の酸化鉄微粒子から溶出する不純物を
除去する洗浄装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。尚、本実施形態はフィル
タとして膜フィルタ、即ち外圧式の中空糸膜を多数本束
ねた中空糸膜モジュールを用いたものである。図１は本
発明の発電プラントにおけるヒータドレン水の濾過方法
を実施する際に用いられる本発明の濾過装置の一実施形
態を示す構成図、図２は図１に示す濾過装置に用いられ
た中空糸膜モジュールを示す断面図、図３は図１に示す
濾過装置でヒータドレン水を濾過する時の中空糸膜の状
態を部分的に拡大して示す断面図、図４は図１に示す濾
過装置が適用された発電所プラントの低圧給水ヒータの
系統を示す構成図、図５は結晶性の含水酸化鉄（α−Ｆ
ｅＯＯＨ）と酸化鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）の微細鉄粒子の除
去性能を実験により調べた結果を示すグラフ、図６は図
１に示す濾過装置による循環洗浄の結果を示すグラフで
ある。

【００１４】まず、本発明の濾過装置を発電プラントに
おける低圧給水ヒータに付設した場合を例に挙げて説明
する。本実施形態の濾過装置１０は、後述する発電プラ
ントの低圧給水ヒータに付設され、低圧ヒータにおいて
生成したドレン水（以下、「ヒータドレン水」と称す）
を濾過し、ヒータドレン水から不純物を除去するように
構成されている。

【００１５】本実施形態のヒータドレン水の濾過装置１
０は、図１に示すように、ヒータドレン水を後述する外
圧式中空糸膜を多数本束ねた中空糸膜モジュールにより
濾過する濾過塔１１と、濾過塔１１の中空糸膜モジュー
ルに酸化鉄微粒子が添加された水を通水して中空糸膜の
濾過面に酸化鉄微粒子の被覆膜を形成する被覆膜形成装
置１２と、濾過塔１１に水を循環させる循環配管１３に
配設し水が循環する間に被覆膜を形成する酸化鉄微粒子
から溶出する不純物（主としてイオン成分）を予め除去
しておく洗浄装置（例えば脱塩装置）１４とを備えて構
成されている。

【００１６】上記濾過塔１１は、図１に示すように、密
閉容器１５と、この密閉容器１５内を上室１６と下室１
７に区画する仕切板１８と、この仕切板１８に上端が固
定され且つ下端が下室１７側へ垂下する複数の中空糸膜
モジュール１９とを備え、下室１７に接続された流入配
管２０からこの下室１７内に流入したヒータドレン水を
各中空糸膜モジュール１９を構成する多数本の中空糸膜
２８（図２参照）によって濾過して不純物を濾過し、濾
過水を上室１６に接続された流出配管２１から流出させ
るように構成されている。

【００１７】上記下室１７内の底部近傍の中央にはバッ
フルプレート２２がヒータドレン水の流入口に対向させ
て配設され、このバッフルプレート２２によって下室１
７内へ流入したヒータドレン水を分散するようにしてあ
る。また、このバッフルプレート２２と中空糸膜モジュ
ール１９下端との間には分配機構２３が配設され、この
分配機構２３によってバッフルプレート２２からのヒー
タドレン水を一旦受け、引き続き各中空糸膜モジュール
１９へ分配するようにしてある。即ち、分配機構２３
は、全体が偏平な逆カップ状で下室１７の内径より縮小
した外径を有する大きさに形成され、下端が開口してい
る。そして、分配機構２３の上面には各中空糸膜モジュ
ール１９の下端に対向させた分配管２４がそれぞれ配設
され、各分配管２４から各中空糸膜モジュール１９へヒ
ータドレン水を供給するようにしてある。また、分配機
構２３の分配管２４以外の部分は後述するスクラビング
洗浄時の気泡受けとして機能し、気泡受けに溜まった空
気は分配管２４に形成された孔２４Ａから気泡として上
方へ浮上し、中空糸膜モジュール１９内へ流入するよう
にしてある。

【００１８】また、密閉容器１５には中空糸膜モジュー
ル１９を構成する中空糸膜２８に付着した不純物をスク
ラビング洗浄する際に用いる空気配管が接続されてい
る。この空気配管は、下室１７の下部に接続された空気
流入配管２５と、下室１７の上部に接続された空気流出
配管２６とからなっている。そして、各配管２５、２６
にはバルブ２５Ａ、２６Ａがそれぞれ取り付けられてい
る。また、密閉容器１５の下端にはドレン抜き配管２７
が接続され、このドレン抜き配管２７を介して不純物を
含んだ洗浄廃水を抜き取るようにしてある。尚、２７Ａ
はドレン抜き配管２７に取り付けられたバルブである。

【００１９】次に、上記中空糸膜モジュール１９につい
て図２を参照しながら説明する。この中空糸膜モジュー
ル１９は、同図に示すように、１００〜５００００本前
後の中空糸膜２８と、これらの中空糸膜２８を束ねて収
納する保護筒２９とを備えて構成されている。各中空糸
膜２８は、例えば０.０１〜０.３μの微細孔を有する樹
脂薄膜により外径０.３〜５ｍｍ、内径０.２〜４ｍｍの
中空糸として形成されている。また、保護筒２９の上端
部にはフランジ部２９Ａが形成され、このフランジ部２
９Ａで上記仕切板１８に垂下するようにしてある。

【００２０】また、保護筒２９の下端部にはスカート部
２９Ｂが形成され、このスカート部２９Ｂで洗浄時に流
入した気体を捕集するようにしてある。そして、保護筒
２９の上端部で各中空糸膜２８の上端部を接着剤等によ
り束ねて接合固定した上部接合部３０が形成され、その
下端部で各中空糸膜２８の下端部を上端部と同様に接合
固定した下部接合部３１が形成されている。上部接合部
３０では各中空糸膜２８は開口し、下部接合部３１では
各中空糸膜２８は閉塞し、濾過水が中空糸膜２８の開口
から流出して上室１６内で集水するようにしてある。各
中空糸膜２８の両端から集水する場合には、それぞれの
下端部も上端部と同様に開口した状態にし下部集水室
（図示せず）を設けておく。また、下部接合部３１には
流通孔３１Ａが形成され、流通孔３１Ａを介してスカー
ト部２９Ｂに捕集した気体が中空糸膜モジュール１９内
へ流入するようにしてある。更に、上記保護筒２９の上
部接合部３０のやや下方と、下部接合部３１のやや上方
にはそれぞれ流通孔２９Ｃ、２９Ｄが形成され、これら
の流通孔２９Ｃ、２９Ｄを介してヒータドレン水が中空
糸膜モジュール１９内へ流入するようにしてある。

【００２１】また、上記濾過塔１１に付設された被覆膜
形成装置１２は、図１に示すように、酸化鉄微粒子が添
加された水を貯留する貯留槽１２Ａと、この貯留槽１２
Ａと循環配管１３とを連通させる配管１２Ｂと、この配
管１２Ｂに上流側から順次配設された注入ポンプ１２Ｃ
及びバルブ１２Ｄとを備えている。また、循環配管１３
の一端は濾過塔１１の流入配管２０にバルブ２０Ａの下
流側で接続され、その他端は流出配管２１にバルブ２１
Ａの上流側で接続されている。従って、被覆膜形成装置
１２は、バルブ１２Ｄが開き、注入ポンプ１２Ｃの駆動
により貯留槽１２Ａ内の酸化鉄微粒子を含む水を配管１
２Ｂ、循環配管１３を介して濾過塔１１内へ供給し、中
空糸膜２８の外表面に酸化鉄微粒子を付着させてその被
覆膜Ｄ₁を図３に示すように形成するようにしてある。
尚、注入ポンプ１２Ｃの代わりに圧縮気体を駆動力とし
て用いる場合もある。

【００２２】上記酸化鉄微粒子は、中空糸膜２８の膜面
に付着しても後述のスクラビング逆洗工程で容易に剥離
し得る酸化鉄微粒子が好ましく、例えば、１〜１０μの
α−ＦｅＯＯＨ等の結晶性の含水酸化鉄及びα−Ｆｅ₃
Ｏ₄（マグネタイト）等の酸化鉄微粒子が好ましい。こ
れらの酸化鉄微粒子は非粘着性であり、中空糸膜２８の
表面に薄い被覆膜Ｄ₁を形成してもスクラビング逆洗で
容易に剥離し、しかも市販されているため容易に入手す
ることができる。酸化鉄微粒子の粒径が１μ未満では中
空糸膜２８からの剥離性が低下する虞があり、また、１
０μを超えるとヒータドレン水中に含まれる比較的粒径
の小さな酸化鉄が被覆膜Ｄ₁を通過し、小さな酸化鉄を
被覆膜Ｄ₁により捕捉できなくなる虞がある。また、酸
化鉄微粒子の除去性能に着目すれば、結晶性の含水酸化
鉄が微細な酸化鉄微粒子を除去する性能に優れている。
このことは、後述する実施例１の実験結果を示した図５
からも明かである。

【００２３】また、図１に示すように上記循環配管１３
には上記脱塩装置１４が配設されている。この脱塩装置
１４は、例えば、強酸性カチオン交換樹脂及び強塩基性
アニオン交換樹脂が充填された混床式の脱塩塔１４Ａ
と、脱塩塔１４Ａの上流側に配設された循環ポンプ１４
Ｂと、循環ポンプ１４Ｂの上流側及び脱塩塔１４Ａの下
流側に配設されたバルブ１４Ｃ、１４Ｄとを備えてい
る。この脱塩装置１４は、被覆膜形成装置１２により中
空糸膜２８の外表面に酸化鉄微粒子の被覆膜形成装置１
２により中空糸膜２８の外表面に形成された被覆膜Ｄ₁
を形成した後に、バルブ１４Ｃ、１４Ｄを開いた状態で
循環ポンプ１４Ｂを駆動することにより濾過塔１１内に
充満した水を循環配管１３を介して循環させる間に脱塩
塔１４Ａにおいて脱塩処理し、被覆膜Ｄ₁から水中に溶
出するＮａ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^2-等のイオン成分を除去す
るようにしてある。

【００２４】ところで、上述した濾過装置１０は、例え
ば図４に示すように、発電所プラントの低圧給水ヒータ
に付設されている。この低圧ヒータの系統は、図４に示
すように、図示しない蒸気発生器から蒸気を受けて駆動
する低圧タービン１と、この低圧タービン１の蒸気を水
に戻す復水器２と、この復水器２からポンプ３により送
水された復水を脱塩処理する脱塩装置４と、この脱塩装
置４からポンプ５を介して脱塩処理後の処理水を低圧タ
ービン１から供給された蒸気により加熱する低圧ヒータ
６とを備えている。そして、低圧ヒータ６において加熱
された処理水は高圧ヒータ（図示せず）等を介して蒸気
発生器へ送られる。この低圧ヒータ６には、同図に示す
ように、上述した濾過装置１０が付設され、この濾過装
置１０によりヒータドレン水を濾過し、ヒータドレン水
中から酸化鉄粒子を主成分とする不純物が除去され、こ
の濾過水が低圧ヒータ６において加熱された復水と合流
するようにしてある。

【００２５】次に、上記濾過装置１０を用いた本発明の
ヒータドレン水の濾過方法について説明する。本濾過方
法を実施する場合にはヒータドレン水の濾過に先立って
濾過塔１１の中空糸膜２８への酸化鉄微粒子の被覆膜Ｄ
₁の形成及びその洗浄を実施する。それにはまず、ヒー
タドレン水の通水に先立って濾過塔１１の上室１６と下
室１７内を水により満水にする。次いで、貯留槽１２Ａ
において酸化鉄微粒子を水に分散、混入した後、循環配
管１３のバルブ１４Ｃ、１４Ｄが開き、循環ポンプ１４
Ｂが起動すると、濾過塔１１内の水が循環配管１３を介
して濾過塔１１と脱塩塔１４Ａ間で循環して循環洗浄ル
ープを形成する。尚、上記濾過塔の上下室１６、１７を
満水にする水及び酸化鉄微粒子を分散させる水としては
純水を用いることが好ましいが、比較的清澄な水であれ
ば純水に限定されるものではない。

【００２６】次に、被覆膜形成装置１２のバルブ１２Ｄ
が開き、注入ポンプ１２Ｃが起動すると、酸化鉄微粒子
を分散させた水が配管１２Ｂ、循環配管１３を介して濾
過塔１１の下室１７内に流入する。これにより酸化鉄微
粒子は、濾過塔１１の下室１７内において中空糸膜モジ
ュール１９の各中空糸膜２８の表面で濾過され、中空糸
膜２８の膜面に被覆膜Ｄ₁を形成する。次に、バルブ１
２Ｄが閉じ、注入ポンプ１２Ｃが停止すると、その後、
酸化鉄微粒子の供給が停止する。一方、この間も循環ポ
ンプ１４Ｂは駆動し続け、濾過塔１１と脱塩塔１４Ａと
の間で水の循環が継続し、水が循環する間に中空糸膜２
８の外表面で被覆膜Ｄ₁を形成する酸化鉄微粒子から溶
出するイオン成分を脱塩塔１４Ａにおいて除去する。脱
塩塔１４Ａの流出水はイオン成分が除去された純水であ
り、この純水は中空糸膜モジュール１９に循環し、再び
酸化鉄微粒子からイオン成分を溶出させる洗浄水として
用いられる。

【００２７】その後、酸化鉄微粒子から溶出したイオン
成分が規定値以下の濃度に到達した時点でバルブ１４
Ｃ、１４Ｄが閉じ、循環ポンプ１４Ｂが停止する。この
ように脱塩装置１４により被覆膜Ｄ₁を循環洗浄するこ
とにより、酸化鉄微粒子に残存するイオン成分が極めて
少なくなり、その後、被処理水であるヒータドレン水を
濾過塔１１に通水しても中空糸膜２８の被覆膜Ｄ₁から
溶出するイオン成分は規定値以下になっているため、
何等問題なくヒータドレン水の濾過を行うことができ
る。本実施形態では洗浄水の循環ラインに脱塩塔１４Ａ
を設置し、この脱塩塔１４Ａでイオン成分を除去するよ
うにしているが、循環ラインを形成せずに純水を一過式
に通水することで酸化鉄微粒子からイオン成分を溶出さ
せるフローとしても差し支えない。

【００２８】次に、被処理水であるヒータドレン水の濾
過方法について説明する。この濾過工程ではまず、流入
配管２０のバルブ２０Ａ及び流出配管２１のバルブ２１
Ａが開き、ヒータドレン水を流入配管２０から濾過塔１
１の下室１７に流入させる。このような操作により中空
糸膜モジュール１９によりヒータドレン水中の酸化鉄微
粒子が濾過され、濾過水は上室１６を介して流出配管２
１から流出する。この濾過を継続すると、中空糸膜２８
の外表面の被覆膜Ｄ₁にヒータドレン水中から濾過され
た酸化鉄微粒子が図３に示すように積層して付着層Ｄ₂
を形成し、この付着層Ｄ₂により濾過塔１１でのヒータ
ドレン水の差圧が徐々に上昇し、それが規定の差圧に到
達した時点でスクラビング洗浄を実施して被覆膜Ｄ₁及
び付着層Ｄ₂を洗浄して除去する。

【００２９】スクラビング洗浄を実施するにはまず、流
入配管２０のバルブ２０Ａ及び流出配管２１のバルブ２
１Ａが閉じ、下室１７にはヒータドレン水が、また上室
１６内には濾過水がそれぞれ満水のままで、空気流入配
管２５のバルブ２５Ａ及び空気流出配管２６のバルブ２
６Ａが開くと、空気流入配管２５から圧縮空気が流入す
る。圧縮空気は分配機構２３の気泡受けで一旦溜まり、
次いで、各分配管２４の孔２４Ａから気泡となって各中
空糸膜モジュール１９のスカート２９Ｂ内に流入し、次
いで下部接合部３１の流通孔３１Ａから各中空糸膜モジ
ュール１９内に流入する。中空糸膜モジュール１９内で
は気泡の上昇により各中空糸膜２８が気泡により振動す
ると共に中空糸膜モジュール１９内の水が気泡により攪
拌され、各中空糸膜２８の表面に形成された付着層Ｄ₂
及び被覆膜Ｄ₁が剥離し、酸化鉄微粒子が濾過塔１１の
下室１７中に分散する。この気泡はその後中空糸膜モジ
ュール１９の流通孔２９Ｃから中空糸膜モジュール１９
外へ流出し、ついで空気抜き配管２６から濾過塔１１外
へ流出する。尚、スクラビング逆洗工程に先立ち、濾過
塔１１の下室１７内のヒータドレン水の水温を低下させ
る措置を取ることもできる。

【００３０】上述のスクラビング逆洗により剥離し、濾
過塔１１の下室１７内の水中に分散した酸化鉄微粒子は
濾過塔１１外へ流出する。そして、空気流出配管２６の
バルブ２６Ａが開いたまま空気流入配管２５のバルブ２
５Ａが閉じると共に、ドレン抜き配管２７のバルブ２７
Ａが開くと、下室１７内で酸化鉄微粒子が分散している
洗浄廃液がドレン抜き配管２７から濾過塔１１外へ流出
する。尚、洗浄廃液が流出するこの工程は水頭差を用い
るものであるが、空気流出配管２６あるいは空気流入配
管２５から圧縮空気を流入させると、圧縮空気により濾
過塔１１内の洗浄廃液を迅速に流出させることができ
る。このように圧縮空気による攪拌、洗浄排水のブロー
工程が終了した後、上述の酸化鉄微粒子による被覆膜Ｄ
₁の形成及びその洗浄を行った後、ヒータドレン水の濾
過を行い、この順序で濾過を繰り返す。

【００３１】しかして、ヒータドレン水中に含まれてい
る不純物の大部分が酸化鉄である場合には、本発明にお
ける酸化鉄微粒子の被覆膜Ｄ₁を形成するに当たり、被
覆膜形成装置１２から酸化鉄微粒子を加えなくてもヒー
タドレン水に含まれている酸化鉄をそのまま利用するこ
とができる。即ち、ヒータドレン水の濾過により中空糸
膜２８の外表面に捕捉された酸化鉄微粒子は、その濾過
工程期間中にヒータドレン水により十分に洗浄されてい
るため、酸化鉄微粒子からイオン成分は殆ど溶出するこ
とがなく、中空糸膜２８の被覆膜Ｄ₁を形成する酸化鉄
微粒子として使用することができる。また、発電プラン
トにおける他系統、例えば復水浄化系に復水中の不溶解
性物質、即ち酸化鉄微粒子を捕捉できるフィルタを設置
し、そのフィルタで捕捉された復水中の酸化鉄微粒子も
イオン成分が殆ど溶出することがないため、中空糸膜２
８の被覆膜Ｄ₁を形成する酸化鉄微粒子として使用する
ことができる。

【００３２】以上説明したように本実施形態によれば、
発電プラントにおいてヒータドレン水を濾過装置１０で
濾過する際に、濾過塔１１の中空糸膜２８にヒータドレ
ン水を通水して濾過するに先立って、酸化鉄微粒子を添
加した水を中空糸膜２８に通水して酸化鉄微粒子の被覆
膜Ｄ₁を形成した後、被覆膜Ｄ₁が形成された中空糸膜２
８に水を循環通水すると共に酸化鉄微粒子から循環水に
溶出するイオン成分を除去しておくようにしたため、ヒ
ータドレン水中の不純物を確実に除去することができ、
しかも被覆膜Ｄ₁を形成する酸化鉄微粒子からイオン成
分の溶出が殆どない。従って、起動時にヒータドレン水
の濾過水からイオン成分を除去する必要がなく、濾過水
をそのまま水蒸気発生器等へ給水でき、ひいては低圧ヒ
ータ６の下流側にイオン交換樹脂を有する脱塩装置を設
置する必要はなくなり、また、起動時に酸化鉄微粒子の
被覆膜Ｄ₁を洗浄するための系外への排水が不要とな
る。

【００３３】また、本実施形態によれば、酸化鉄微粒子
として中空糸膜２８から剥離し易い１〜１０μの結晶性
の含水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）を主成分とする酸化鉄微粒
子を用いるため、スクラビング洗浄時に確実に中空糸膜
２８から剥離させることができ、中空糸膜２８の目詰ま
りを防止し、中空糸膜２８の寿命を長期間に渡り低下さ
せる虞がない。

【００３４】

【実施例】次に、具体的な実施例に基づいて本発明を説
明する。実施例１本実施例では下記の実験条件で中空糸膜にα−ＦｅＯＯ
Ｈの微粒子またはα−Ｆｅ₃Ｏ₄の微粒子をプリコートし
て中空糸膜の表面に酸化鉄微粒子の被覆膜を作り、それ
ぞれの被覆膜を有する中空糸膜による下記の被処理水の
通水試験を行い、この被処理水中に含まれている鉄の除
去性能について調べ、その結果を図５に示した。

【００３５】図５に示す結果によれば、α−ＦｅＯＯＨ
の微粒子からなる被覆膜の方がα−Ｆｅ₃Ｏ₄の微粒子か
らなる被覆膜よりも鉄に対する除去性能が優れているこ
とが判った。

【００３６】〔実験条件〕１．中空糸膜の微細孔：０.２μｍ２．酸化鉄微粒子 α−ＦｅＯＯＨの粒径：１〜３μｍ被覆膜：５ｇ（酸化鉄微粒子）／ｍ²（中空糸膜） α−Ｆｅ₃Ｏ₄の粒径：１〜３μｍ被覆膜：５ｇ（酸化鉄微粒子）／ｍ²（中空糸膜）３．被処理水鉄の濃度：１００ｐｐｂ酸化鉄微粒子の粒径：鉄の濃度の内約７０％が０.１μ
ｍ以下被処理水の導電率：１μＳ以下水温：２５℃

【００３７】実施例２本実施例では図１に示す濾過装置として下記の仕様で小
型実験濾過塔を製作し、この小型実験濾過塔を用いて以
下の実験を行った。即ち、下記の酸化鉄微粒子を下記の
条件で貯留槽内の水中に分散させて酸化鉄微粒子の懸濁
液を調整した後、濾過塔と脱塩塔間で水を循環させ、水
の循環ループを形成した。

【００３８】その後、貯留槽から循環ループ内に酸化鉄
微粒子の懸濁液を注入し、各中空糸膜の外側から内側へ
通水することで、各中空糸膜の外表面に下記実験条件で
示す膜厚の酸化鉄微粒子の被覆膜を形成した。次いで、
循環洗浄により酸化鉄微粒子から溶出するイオン濃度を
測定した。溶出するイオン種は主にＮａ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ
₄ ^2-であるが、本実施例ではＳＯ₄ ^2-についてその濃度の
経時変化を追跡し、その結果を図６に示した。尚、図６
の斜線部分は洗浄装置を設けていない場合に給水中に持
ち込まれるＳＯ₄ ^2-量を示す。

【００３９】図６に示す結果によれば、洗浄装置を設け
ることで斜線部分の給水中への持ち込みをなくし、従来
同様の給水水質管理が可能となることが判った。

【００４０】〔小型実験濾過塔の仕様〕１．中空糸膜モジュール中空糸膜；微細孔：０.２μｍ前後外径：１ｍｍ内径：０.７ｍｍ長さ：１.１ｍ本数：２５０本保護筒；直径：２５ｍｍ２．中空糸膜モジュールの使用本数：１本３．脱塩塔：カチオン交換樹脂：ＩＲ−１２０Ｂ（ローム＆ハース社製）使用容量：２Ｌ：アニオン交換樹脂：ＩＲＡ−４００Ｔ（ローム＆ハース社製）使用容量：２Ｌ

【００４１】〔実験条件〕１．酸化鉄微粒子：α−ＦｅＯＯＨ粒径：１〜３μ ２．被覆膜：２ｇ（酸化鉄微粒子）／ｍ²（中空糸膜）

【００４２】尚、本発明は上記実施形態に何等制限され
るものではない。例えば、中空糸膜フィルタの他にフィ
ルタとしてプリーツ型フィルタ、セラミックフィルタ、
金属フィルタ、焼結金属フィルタ、ディスクフィルタ等
の素材を用いることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項３に記載の発
電プラントにおけるヒータドレン水の濾過方法及び発電
プラントにおけるヒータドレン水の濾過装置によれば、
発電所のヒータドレン水に含まれている酸化鉄を主成分
とする不純物を安定且つ確実に除去し、ひいては蒸気発
生器あるいはボイラへ持ち込まれる酸化鉄を主成分とす
る不純物を効果的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発電プラントにおけるヒータドレン水
の濾過方法を実施する際に用いられる本発明の濾過装置
の一実施形態を示す構成図である。

【図２】図１に示す濾過装置に用いられた中空糸膜モジ
ュールを示す断面図である。

【図３】図１に示す濾過装置でヒータドレン水を濾過す
る時の中空糸膜の状態を部分的に拡大して示す断面図で
ある。

【図４】図１に示す濾過装置が適用された発電所プラン
トの低圧給水ヒータの系統を示す構成図である。

【図５】結晶性の含水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ）と酸化
鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃）の微細鉄粒子の除去性能を実験によ
り調べた結果を示すグラフである。

【図６】図１に示す濾過装置による循環洗浄の結果を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０濾過装置１１濾過塔１２被覆膜形成装置１３洗浄装置２８中空糸膜（フィルタ）Ｄ₁ 被覆膜

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】上記酸化鉄微粒子は、中空糸膜２８の膜
面に付着しても後述のスクラビング逆洗工程で容易に剥
離し得る酸化鉄微粒子が好ましく、例えば、１〜１０μ
のα−ＦｅＯＯＨ等の結晶性の含水酸化鉄及びＦｅ₃Ｏ₄
（マグネタイト）等の酸化鉄微粒子が好ましい。これら
の酸化鉄微粒子は非粘着性であり、中空糸膜２８の表面
に薄い被覆膜Ｄ₁を形成してもスクラビング逆洗で容易
に剥離し、しかも市販されているため容易に入手するこ
とができる。酸化鉄微粒子の粒径が１μ未満では中空糸
膜２８からの剥離性が低下する虞があり、また、１０μ
を超えるとヒータドレン水中に含まれる比較的粒径の小
さな酸化鉄が被覆膜Ｄ₁を通過し、小さな酸化鉄を被覆
膜Ｄ₁により捕捉できなくなる虞がある。また、酸化鉄
微粒子の除去性能に着目すれば、結晶性の含水酸化鉄が
微細な酸化鉄微粒子を除去する性能に優れている。この
ことは、後述する実施例１の実験結果を示した図５から
も明かである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】

【実施例】次に、具体的な実施例に基づいて本発明を説
明する。実施例１本実施例では下記の実験条件で中空糸膜にα−ＦｅＯＯ
Ｈの微粒子またはα−Ｆｅ₂Ｏ₃ の微粒子をプリコートし
て中空糸膜の表面に酸化鉄微粒子の被覆膜を作り、それ
ぞれの被覆膜を有する中空糸膜による下記の被処理水の
通水試験を行い、この被処理水中に含まれている鉄の除
去性能について調べ、その結果を図５に示した。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】図５に示す結果によれば、α−ＦｅＯＯ
Ｈの微粒子からなる被覆膜の方がα−Ｆｅ₂Ｏ₃ の微粒子
からなる被覆膜よりも鉄に対する除去性能が優れている
ことが判った。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】〔実験条件〕１．中空糸膜の微細孔：０.２μｍ２．酸化鉄微粒子 α−ＦｅＯＯＨの粒径：１〜３μｍ被覆膜：５ｇ（酸化鉄微粒子）／ｍ²（中空糸膜）α−Ｆｅ₂Ｏ₃ の粒径：１〜３μｍ被覆膜：５ｇ（酸化鉄微粒子）／ｍ²（中空糸膜）３．被処理水鉄の濃度：１００ｐｐｂ酸化鉄微粒子の粒径：鉄の濃度の内約７０％が０.１μ
ｍ以下被処理水の導電率：１μＳ以下水温：２５℃

【手続補正書】

【提出日】平成８年１２月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】また、図１に示すように上記循環配管１
３には上記脱塩装置１４が配設されている。この脱塩装
置１４は、例えば、強酸性カチオン交換樹脂及び強塩基
性アニオン交換樹脂が充填された混床式の脱塩塔１４Ａ
と、脱塩塔１４Ａの上流側に配設された循環ポンプ１４
Ｂと、循環ポンプ１４Ｂの上流側及び脱塩塔１４Ａの下
流側に配設されたバルブ１４Ｃ、１４Ｄとを備えてい
る。この脱塩装置１４は、被覆膜形成装置１２により中
空糸膜２８の外表面に酸化鉄微粒子の被覆膜Ｄ₁を形成
した後に、バルブ１４Ｃ、１４Ｄを開いた状態で循環ポ
ンプ１４Ｂを駆動することにより濾過塔１１内に充満し
た水を循環配管１３を介して循環させる間に脱塩塔１４
Ａにおいて脱塩処理し、被覆膜Ｄ₁から水中に溶出する
Ｎａ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄ ^2-等のイオン成分を除去するよう
にしてある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータドレン水を水蒸気発生用水として
供給する前にフィルタに通水し、フィルタによりヒータ
ドレン水を濾過する方法であって、上記フィルタに上記
ヒータドレン水を通水するに先立って、酸化鉄微粒子を
添加した水を上記フィルタに通水してフィルタの濾過面
に酸化鉄微粒子の被覆膜を形成した後、上記被覆膜が形
成されたフィルタに水を通水することによって上記酸化
鉄微粒子から水に溶出する不純物を除去しておくことを
特徴とする発電プラントにおけるヒータドレン水の濾過
方法。
【請求項２】上記酸化鉄微粒子は、１〜１０μのα−
ＦｅＯＯＨ等の結晶性の含水酸化鉄を主成分とすること
を特徴とする請求項１に記載の発電プラントにおけるヒ
ータドレン水の濾過方法。
【請求項３】ヒータドレン水を水蒸気発生用水として
供給する前にフィルタに通水し、フィルタによりヒータ
ドレン水を濾過する濾過装置であって、上記ヒータドレ
ン水をフィルタにより濾過する濾過塔と、上記フィルタ
に酸化鉄微粒子が添加された水を通水して上記フィルタ
の濾過面に酸化鉄微粒子の被覆膜を形成する被覆膜形成
装置と、上記濾過塔に水を通水する間に上記被覆膜の酸
化鉄微粒子から溶出する不純物を除去する洗浄装置とを
備えたことを特徴とする発電プラントにおけるヒータド
レン水の濾過装置。