JPS5820236A - 微粒子状イオン交換樹脂とイオン交換繊維とを用いた二重濾過膜層による水容液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 原子力発電所を火力発電所などにおける復水系統や純水
系統＃または導電率が５０μｓ／ｃｒｎ以下の比較的低
イオン濃度の排水系統などにおいてｐ水中のイオン、コ
ロイド状物質ｐ懸濁固形物質などを除去する必要性が増
大していもこ、のような水溶液の処理の方式としては９
従来は微粒子状の陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
を混合してｔまたはそれぞれを単独に用いてヂ過エレメ
ントにプレニ−トシて用いるプレコート方式がある。

しかし従来のプレコート方式には次のような欠点がある
。

第一に微粒子状陽・陰両イオン交換樹脂の混合物を濾過
エレメントにプレコートして通水すると通水中にプレコ
ート層にしばしばクラックが入る欠点がある。

このようなりラックの生成は一一般にプレコート剤の粒
子の形状あるいは粒度分布の如何によって起こるものと
考えられる。

すなわち微粒子状のイオン交換樹脂はＩ一般に粒径０・
２１１Ｄ１１〜０・６Ｗ程度の粒子状のイオン交換樹脂
を粉砕して製造するので廖その外観は粒子状でありｐそ
のためにクラックが入るものと考えられる。このような
りラックが入ると＃濾過エレメントを汚染し枦また処理
水水質を悪化させる欠陥がある。

第二に微粒子状陽。陰両イオン交換樹脂の混合物を濾過
エレメントにプレコートした時形成される濾過膜層はｐ
一般にδ〜１５ｍ程度のきわめて薄い濾過膜層であり、
この薄い濾過膜層で水中の微量のイオン・コロイド状物
質−懸濁固形物質などを除去する必要があるが１当該濾
過膜層はきわめて緻密なものでありｔ濾過特性は表面濾
過的でｔコロイド物質や懸濁固形物の除去性能はよいが
寥除去容量が小さく、したがって通水すると懸濁固形物
の堆積によって濾過膜層が閉塞し参比較的短時間で濾過
膜層の圧力損失が上昇してしまう欠点がある・ 本発明はこのような従来の方式の諸欠点を解消した水溶
液処理の新規なる技術を提供するものである。

本発明は水溶液の処理を行なうにあたり一粒径が２〜２
５０μｍの微粒子状イオン交換樹脂を水中で混合する第
一工程と一第一工程で得られた水で混合した微粒子状イ
オン交換樹脂を濾過支持体にプレコートして、濾過膜層
を形成させる第二工程とｔ太さが２〜２００μｍで長さ
が太さの２倍以上を有する細長い形状の陽イオン交換繊
維と粒径が２〜２５０μｍの微粒子状イオン交換樹脂を
水中で混合して絡み合わせる第三工程とｐ第三工程で得
られた水で混合して絡み合わせたイオン交換繊維と微粒
子状イオン交換樹脂の混合物を第二工程でプレコートし
た微粒子状イオン交換樹脂の濾過膜層の上にさらにプレ
コートしてｔ微粒子状イオン交換樹脂層とイオン交換繊
維層とを絡み合わせた二重濾過膜層を形成する第四工程
と・この濾過膜層に水溶液を通過させてクイオンやコロ
イド状物質や懸濁固形物質を除去して処理水を得る第五
工程と参当該濾過支持体を気体または水あるいは気体と
水とを用いて逆洗してｐ使用済み濾過膜層を剥離除去す
る第換繊維とを用いた水溶液の処理方法に関するもので
ある。

本発明の微粒子状陽・陰イオン交換樹脂の濾過膜層の上
に陽イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹脂の一過膜
層を絡み合わせで重ね゛た。二重−過膜層を用いた水溶
液の処理方法は磨従来の微粒子状イオン交換樹脂のみの
プレコート層による処理方法の諸欠点や諸障害を全く有
しない新規なる水溶液の処理方法であって９次のような
多くの特長と利点を有している。

第一に濾過膜層にクラックが生じないことである。本発
明方法では廖微粒子状陽、陰イオン交換樹脂の濾過膜層
の上にイオン交換繊維の濾過膜層を絡み合わせて重ねた
二重の濾過膜層を形成させるのでｔ形成され九濾過膜層
はイオン交換繊維の絡み合いによってできた丈夫な網状
の層で覆われ９さらにこの網状の層が微粒子状陽・陰イ
オン交換樹脂の一過膜層に絡み合いν全体として一体化
した丈夫な構造を有している。したがってプレコート層
の構造にはｔ弱い部分がなくｔクラックが生じない。し
たがって処理中に被処理水溶液によって濾過エレメント
を汚染したね一濾過支持体に目詰まりを生じた９ｔ″＆
だクラックを被処理水溶液が通過することによる処理水
水質の悪化などの従来のプレコート方式の欠点や障害が
ない。

第二にコロイド物質や懸濁固形物の除去容量が大きいこ
とである。本発明方法ではｔ微粒子状陽・陰イオン交換
樹脂による緻密な濾過膜層の上に体積濾過的な傾向を示
し・除去容量が大きく２かつりイオン交換繊維単゛独の
プレコート層と異りある程度精密な濾過能力を有しｐ下
層の微粒子状陽・陰イオン交換樹脂の濾過膜層に負担の
少ないように配慮した陽イオン交換繊維と微粒子状イオ
ン交換樹脂の濾過膜層があるため９全体として除去性能
のよいｐ除去容量の大きな濾過膜層を有している。この
ことは参たとえば本発明の方法をＢＷＲ型原子力発電所
の一次系冷却水中の鉄系クラッドの除去に使用した場合
はり二次的放射性廃棄物として排水される使用済みのイ
オン交換樹脂量がｔ除去容量に反比例して減少する。１
１０万藺級の発電所の場合り・年間に放射性廃棄物とし
て排出される微粒子状イオン交換樹脂量は乾燥重量で約
３８ｙＯＯＯｋｊｉｊと試算されるが１除去容量が２倍
になれば１９＊ｏｏ。

ｋｙ　ｅ　３倍になれば１２ｓフ０Ｏｋｆと大幅に減少
する。

このことにより復水系およびラドウェスト系での作業は
大幅に減少しｉひいては原子力発電所所員の放射能被曝
量の大幅な低減に卓効を示す。

第三に濾過支持体へのプレコートによる均一な一過膜層
の形成が容易であ抄−かつ使用済み一過膜層の剥離除去
が完全かつ容易なことである。本発明では前述のように
細長い形状の陽イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹
脂を水中で混合して絡み合わせｔその絡み合わせ体を微
粒子状陽・陰イオン交換樹脂の濾過膜層上にさらにプレ
コートして一過膜層を形成させる二重のプレコート方法
によるため！プレコートに際して陽イオン交換繊細と微
粒子状イオン交換樹脂が物理的にまだは物理的と静電気
的に絡み合ってできた丈夫な網状の濾過膜層が下部の微
粒子状イオン交換樹脂層を覆い・一体として二重の濾過
膜層が濾過支持体に形成されるので一均一で丈夫な濾過
膜層の形成が容易である。また使用済み濾過膜層を除去
して新たな濾過膜層を形成しなおすために濾過支持体を
気体または水あるいは気体と水と、を用いて逆洗する際
を使用済み一過膜層は全体が一体化した構造を有してい
るためｐ使用済み濾過膜層はその全部または大部分が一
体となって剥離してくるからｔ使用済み一過膜層の剥離
除去が完全かつ極めて容易に行なわれる。

本発明方法のこのような濾過膜層の形成と剥離除去の状
態は参従来の微粒子状イオン交換樹脂のみによるプレコ
ート層の形成と除去の場合とは極めて異なった状態を呈
する特徴を有している。

第四に被処理水溶液中のイオン・コロイド状物質を懸濁
固形物質の除去が安定して効果的に行なわれ膠極めて純
度の高い処理水を高流速で長時間得ることができること
である。本発明方法では１陽イオン交換繊維や微粒子状
イオン交換樹脂を物理的や静電気的に絡み合わせた二重
の、濾過膜層に被処理水溶液を通過させて処理を行なう
ので１被処理水溶液中のイオンはイオン交換反応により
除去されｐコロイド状物質は陽イオン交換繊維および微
粒子状イオン交換樹脂によって芦解または凝集されて除
去されｐ懸濁状固形物質は上層の陽イオン交換繊維と微
粒子状イオン交換樹脂量換樹脂去能力が大きくかつ精密
な濾過膜層によって大部分がＦ別除去されて処理が効果
的に行なわれる。

また前述のようにｔ本発明によって形成された濾過膜層
は均一であ沙ｔかつクラックを生ずることがないのでｔ
長時間処理が安定して効果的に行なわれり極めて純度の
高い処−水を得ることができる。

また前述のようにｔ本発明によって形成され九濾過膜層
は濾過支持体を閉塞して目詰まりを起こすことが極めて
少なくう圧損失が小さい特長があり・処理を高流速でか
つ長時間安定して行なうことができるという利点があも
本発明に用いる陽イオン交換繊維や微粒子状の陽イオン
交換樹脂や陰イオン交換樹脂としてハ歩たとえばスチレ
ン、ジビニルベンゼン系やアクリル系などの通常のイオ
ン交換樹脂の母体と同様なものすおよび反応性を有する
炭素繊維などがすべて使用できｐイオン交換基はそれぞ
れスルホン酸基ｐカルボキシル基ｔおよびトリメチルア
ンモニウム基などの第４アンモニウム基を第１〜３アミ
ン基などの通常のイオン交換樹脂と同様なものが使用で
きるが磨水溶液の処理性能の点やｔ陽イオン交換繊維ま
たは微粒子状の陽イオン交換樹脂や陰イオン交換樹脂と
の物理的や静電気的絡み合いのよい点で２強酸性のスル
ホン酸基や強塩基性のトリメチルアンモニウム基などの
第４アンモニウム基のものが好ましい。イオン交換基の
型としては１被処理水溶液の性質や処理目的に応じてＨ
＋型ｊＮＨ４＋型ｌ０Ｈ−型などを適宜選択して用いる
。

本発明に用いるイオン交換繊維の形状としては１線状の
ものり枝分かれしたものｔ捲縮状のものかおよびこれら
が絡み合ってできた集合体などが用いられｐ繊維断面の
形状としては一円形を楕円形・亜鈴形・角形ｐ星形−中
空形などのいずれの形状のものも使用できる。

本発明において用いる陽イオン交換繊維の寸法は−太さ
が２〜２００μｍのものであり慶太さが３０μｍ以下の
細いイオン交換繊維が処理の際の反応速度が大であり・
コロイド状物質や懸濁状固形物質の除去性能がよい点で
好ましへ本発明において用いる陽イオン交換繊維卒本社
ｔ：交襄裁賃の長さは太さの２倍以上のも　、のであり
−長さが太さの６〜５０倍程度の細長い形状のものがｐ
降客＃＃穆イオン交換繊維の絡み合わせｐさらにそれら
と微粒子状イオン交換樹脂との絡み合わせによる濾過膜
層の一体化ｔプレコートによる濾過膜層形成の゛均一化
や容易さ＃濾過膜層のクラックの防止廖および使用済み
濾過膜層の剥離除去の容易さなどの点から好ましい。

本発明に用いる微粒子状イオン交換樹脂はり通常の充填
層式イオン交換方式に用いる粒径の大きな粒子状のもの
を粉砕したものか廖またはイオン交換樹脂の母体を製造
する時に靜微粒子となるようにｔたとえば懸濁重合法な
どによってつくられたもので１その粒子の形状は破砕状
のものおよび球状−回転楕円体状・達磨状などのいずれ
の形状のものも使用できる。用いる微粒子状イオン交換
樹脂の寸法はクコロイド状物質や懸濁状固形物質の除去
性能がよい点で好ましくνまた濾過膜層の一体化。

濾過膜層のクラックの防止などの点でも好ましい。

本発明はｔブレーートに先立って？微粒子状陽。陰イオ
ン交換樹脂を水中で混合し膠・また陽イオン交換繊維と
微粒子状イオン交換樹脂を水中で混合してそれらを物理
的に９または物理的と静電気的に絡み合わせる工程を有
するがｔこの工程はプレコートにより丈夫で均一な安定
した濾過膜層を形成させるために極めて重要である。

これらの工程はｔ水中でよく攪拌混合することによって
行、なうが９水中での攪拌混合はりたとえば１００〜３
００ｒｐｍ程度で行なう。

第１図を第２図に従来のプレコート方式における微粒子
状イオン交換樹脂を水中で攪拌混合した場合の粒子の状
態の一部拡大説明図の一例を示す。第１図は微粒子状陽
イオン交換樹脂を単独で攪拌混合した場合であってｔ微
粒子状陽イオン交換樹脂Ｃは個々に独立した分散状態と
なる。なおｐ当該微粒子状陽イオン交換樹脂Ｃにはひび
われＢを有し−また陽イオン交換樹脂の極微粒子Ｃ′を
含んでいる。

微粒子状陰イオン交換樹脂を単独で攪拌混合した場合も
ｔ粒子の状態は第１図と同様である。第２図は微粒子状
陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを水中で攪拌混
合した場合であって・微粒子状陽イオン交換樹脂Ｃと微
粒子状陰イオン交換樹脂Ａとは静電気的に弱く引き合う
。なおｇ当該微粒子状イオン交換樹脂にはいずれもひび
われＢを有し＃また陽イオン交換樹脂の極微粒子Ｃ′と
陰イオン交換樹脂の極微粒子Ａ′を含んでいる。したが
って。

このような微粒子状イオン交換樹脂をプレコートシたと
き、濾過膜層は比較的緻密なものとなり一濾過特性は表
面濾過的で懸濁固形物の除去容量は比較的小さなものと
なる。第３図（イ）は本発明、において用いる線状の陽
イオン交換繊維りと微粒子状陽イオン交換樹脂Ｏおよび
微粒子状陰イオン交換樹脂Ａを水中で攪拌混合して絡み
合わせた場合を示した一部拡大説明図であ抄夛第３図（
ロ）は本発明において用いる線状ｐ枝分かれしたものｔ
捲縮状のものなどが絡み合ってできた集合体の陽イオン
交換繊維りと微粒子状陽イオン交換樹脂Ｃおよび微粒子
状陰イオン交換樹脂Ａを水中で攪拌混合してさらに絡み
合わせた場合の一部拡大説明図を示したものである。ま
だ第４図はＤと微粒子状陽・陰イオン交換樹脂ＯｓＡと
を混合してプレコートした本発明の二重濾過膜層の状態
の一部拡大断面図を示すものでｔ陽イオン交換繊維りは
それ自身が網状構造をもって絡み合うとともにｉその網
状構造の中に微粒子状陽・陰イオン交換樹脂ＯｙＡをと
り込み・下層の微粒子状陽・陰イオン交換樹脂ＯＶＡと
も静電気的を物理的に絡み合う。

なお９本発明における微粒子状イオン交換樹脂と陽イオ
ン交換繊維の割合は１処理の目的廖陽イオン交換繊維お
よび微粒子状イオン交換樹脂のイオン交換容量を除去す
べきイオン−コロイド状物質を懸濁固形物質の組成や濃
度ｔおよび陽イオン交換繊維の絡み合いの強弱や均一化
などの諸点を考慮して定める。陽イオン父換繊維と微粒
子状イオン交換樹脂とのプレコート剤量の割合はｐ乾燥
重量で前者が前者と後者の合計の１ｏｔＩ）程度以上ｐ
多くの場合は３０〜８０チ程度とする。これらのプレコ
ート剤量の割合の代表的例を第１表に示す。

第　　１　　表 プレコート剤量比り成分比は乾燥重量比で示す。

Ｆｃ：陽イオン交換繊維 ＲＣ：微粒子状陽イオン交換樹脂 Ｒａ：微粒子状陰イオン交換樹脂 Ｆ：イオン交換繊維 Ｒ：微粒子状イオン交換樹脂合計 Ｃ：陽イオン交換体合計 ａ：陰イオン交換体合計 本発明の濾過膜層を形成させる工程はりまず微粒子状イ
オン交換樹脂をスラリー状で濾過支持体に送って均−次
厚さにプレコートすんこのプレコートによって形成され
る濾過膜層の厚さは２〜２０ｗ程度でありν好ましくは
５〜ｌｏｗ程度とする。次にその外面に陽イオン交換繊
維と微粒子状イオン交換樹脂との絡み合わせ体を同様に
プレコートして濾過膜層を形成させｔ二層の濾過膜層を
形成させる方法による。イオン交換繊維と微粒子状イオ
ン交換吸着との絡み合わせ体により形成される濾過膜層
の厚さは２〜１０■程度であり一好ましくは２〜フ■程
度である。

本発明に用いる濾過支持体としては＋　２０〜１００μ
ｍ程度のスリットを有する線輪型濾過筒ｔナイロン製や
ポリプロピレン製などの糸を工Ｏ〜１５ｍ＋ｎ程度の厚
さに巻１きつけてつくった多孔質濾過筒１目開きが１０
−１００μｍ程度のステンレス鋼製金線で形成したｐ退
部などの円筒型のものｔまたは葉状濾過網り葉状濾過板
などの葉状型のものなどでν従来の通常のプレコート濾
過や微粒子状イオン交換樹脂を用いたイオン交換濾過な
どに用いられる通常の形状の濾過支持体がすべて使用で
きる。

本発明により水溶液を処理する工程はｔ微粒子状イオン
交換樹脂と陽イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹脂
の絡み合せ体による二重層の濾過膜層に被処理水溶液を
圧送して通過させる方法によって行なわれる。かかる処
理によりｔ被処理水溶液中のＮａ＋、Ｏａ″＋ｙ　Ｍｇ
”。

Ｏｕ　　ｌ　’？ｅ　　ｅ　Ｆ’ｅ　　＃　Ｃ１−ｐ　
８０４　　磨Ｈ（３０３−ｐ　ＨＥ１１０３−などの無
機質イオンｔおよびアミンや有機酸などの有機質イオン
はＩ陽を如枕婁イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹
脂の、曾オン交換反応によって除去され）またコロイド
軟鉄やコロイド状シリカおよび有機質のコロイド状物質
は廖陽ｔた＃婁イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹
脂による溶解または凝集作用によってそれぞれイオン交
換吸着又は濾過膜層による戸別によって除去されａまた
泥質や酸化鉄および菌類や藻類などの微生物などの無機
質や有機質の懸濁固形物質はこれら濾過膜層による炉別
によって除去されｐこれらの物質が同時にかつ効果的に
除去されｌ極めて純度の高い処理水が簡単に得られる。

被処理水溶液の濾過膜層への通過速度は１〜２０ψ程度
である。

本発明の使用済み濾過膜層を剥離除去する工程は９使用
済み濾過膜層を濾過支持体に気体または水あるいは気体
と水とを用いて逆洗することによって剥離して除去する
。通常は気体として空気を用い・水と空気の混合物また
は空気のみを用いて逆洗したのち９さらに水で逆洗して
使用済み濾過膜層の剥離除去を完全に行なう。逆洗流速
は通常水で約２〜６ヴ売１・ｈ空気でｌＯ〜３０→夕、
ｈ程度である。使用済み濾過膜層を剥離除去する時期の
判定は・処理水水質が悪化しだ時または濾過膜層の圧力
損失が約２　ｋｆＩ／−程度に達した時とするのが普通
である。使用済み濾過膜層を剥離除去した濾過支持体は
−再び新しい濾過膜層のプレコート用に用いて繰り返し
使用する。

本発明に用いる水溶液の処理装置はｐ第５図〜第１図に
例示したようなものでｔ従来の微粒子状イオン交換樹脂
をプレコートして用いる装置と同様なものをすべて用い
ることができる。

第５図により本発明に用いる水溶液の処理装置と実施の
態様を説明する。濾過槽ｌの内部に設置されたチューブ
シート２の上面に溶接され九濾過エレメント受け３に濾
過エレメント番を多数個立設する。プレコートを行なう
には−まず空気抜き管１３に取り付けた弁■５を開き？
圧力純水を弁Ｖ、より濾過槽１内に導きｔまた圧力純水
をｖ６よりプレコート槽テに加えて、濾過槽１＃プレコ
ート槽’ｌｐプレコートポンプ８を含むプレコート系統
を満水状態にしたのち・弁ｖ５を閉じ弁Ｖ３　を弁７番
を開きｐプレコート槽マにあらかじめ微粒子状イオン交
換樹脂を適量ずつ加えながら攪拌機１４で攪拌混合して
調整したスラリーをｔプレコートポンプ８によＦ）　Ｖ
５　ｖ入口管５を経て濾過槽１に送入しｐバッフル９で
スラリーを平均に分配し、濾過エレメント４の外面にプ
レコートしりその同伴水は濾過エレメント４の内部より
出口管６・弁−を経てプレコート槽マに返送する。この
ようにして濾過エレメント４の外面に均一な厚さで微粒
子状イオン交換′樹脂よりなる濾過膜層を形成させ２同
様な方法で陽イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹脂
との絡み合わせ体を上層にプレコートして一二重の濾過
膜層を形成させたのちｐ撹拌機１４．プレコートポンプ
８を停止しｔ弁Ｖ５９弁ｖ４を閉じｔ弁Ｖ１　ｅ弁ｖ２
を開いて被処理水溶液を弁ｖ１を入口管５−バッフル９
を経て濾過槽１内に通水しｔ出口管６ｐ弁ｖ２を経て処
理水を得る。なお−各々のプレコート操作の間ｐはじめ
に形成された濾過膜層を保持するため廖プレコート保持
ポンプ（図示せず）が起動する。使用済み濾過膜層の剥
離除去を行なうにはｔ弁ｖ１＃弁ｖ２を閉じｐ弁Ｖ７　
ｍ弁当を開いて圧力純水と圧力空気の混合物を出口管６
より濾過槽ユに導入し、濾過エレメント番の内側から外
側に水と空気の混合物を通し次いで同一経路で圧力純水
のみを通して使用済み濾過膜層剥離物を弁）を経て排出
する。

第６図は本発明に用いる水溶液の処理装置と実施の態様
を示す別の例である。濾過槽ｌの内部に設置されたチュ
ーブシート２の下面に溶接された濾過エレメント受け３
に濾過エレメント４を多数つり下げる。プレコートを行
なうにはまず空気抜き管１３に取ね付けた弁ｋを開１！
を圧力純水を弁ｖ１より濾過槽１内に導きｌまた圧力純
水を弁ｖ６よりプレコート槽７に加え＃濾過槽１＃プレ
コート槽７ｐプレコートポンプ８を含むプレコート系統
を満水状態にしたのちｔ弁ｖ心を閉じｔ弁ｖ３Ｆ弁−を
開きｔプレコート槽７にあらかじめ微粒子状イオン交換
樹脂を適量ずつ加えながら攪拌機１４で攪拌混合して調
整したスラリーをｔプレコートポンプ８により弁ｖ３−
人ロ入口管経て濾過槽ｌに送入しｔディストリビュータ
−９でスラリーを平均に分配し＃濾過エレメント４の外
面に微粒子状イオン交換樹脂をプレコートしｐその同伴
水は濾過エレメント番の内部より出口管６を弁−を経て
プレコート槽マに返送する。このようにして濾過エレメ
ント４の外面に均一な厚さで微粒子状イオン交換樹脂よ
りなる濾過膜層を形成させＳ同様な方法で陽イオン交換
繊維と微粒子状イオン交換樹脂との絡み合わせ体をその
上層にプレコートしてｐ二重の濾過膜層を形成させたの
ちｔ撹拌機１４　ｘプレコートポンプ８を停止しう弁Ｖ
３　を弁−を閉じ・弁■１ｊ弁ｖ２を開いて被処理水溶
液を弁■ｌ＃入口管５−ディストリビュータ−９を経て
濾過槽１内に通水しｔ出口管６を弁ｖ２を経て処理水を
得る。使用済み濾過膜層の剥離除去を行なうには１弁ｖ
１＃弁ｖ２を閉じｐ弁Ｖ５　ｊ弁ｖ９を開いて濾過槽１
中の水を抜きｔ弁ｖ５−弁ｖ９を閉じて・圧力純・水を
弁慢１人口管５１ディストリビュータ−９を経て濾過槽
１内に圧入することによりチューブシート２の上面の空
気を圧縮し２次いで弁Ｖ。

を閉じり弁ｖ９を開いて濾過エレメント４の内側から外
側に空気を急激に通して使用済み濾過膜層剥離物を弁ｖ
９を経て排出する。

第１図は本発明に用いる濾過エレメントの構造の一例を
示すものでｔ°ステンレス鋼製の円筒状多穴板でできた
エレメントコア１０の外側に２ステンレス鋼金網を巻き
つけるか−またはナイロン製やポリプロピレン製の糸を
巻きつけてつくられた濾過支持体１１を有しりその外側
に微粒子状イオン交換樹脂と陽イオン交換繊維と微粒子
状イオン交換樹脂の絡み合わせ体の二重層で構成された
濾過膜層１２を均一な厚さでプレコートした状態を示し
たものである。

次に本発明の実施例を示す。

〔実施例１〕 試験に用いた装置とプレコート剤を次に示す。

濾過筒（ｉ明アクリル樹脂製円筒） 寸法：内径１５０＋Ｍｎ＊高さ２＋ｏｏｏ簡濾過支持体 形式ニステンレス鋼製金網 寸法：外径５０．８ｇｐ高さ゛Ｉｊ５００■目開き：６
３μｍ 濾過面積：　０．２３９佛１ 濾過支持体を含む濾過エレメントを濾過筒中に立設する
。

使用プレコート剤 （１）従来の方法の微粒子状イオン交換樹脂ポリスチレ
ンスルホン酸型（Ｈ型）強酸性陽イオン交換樹脂（Ｒｃ
　） 平均粒径：５１μｍ 総イオン交換容量：　４．５ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂ポリス
チレン系トリメチルアンモニウム型（ＯＨ型）強塩基性
陰イオン交換樹脂（Ｒａ　）平均粒径：３９μｍ 総イオン交換容量：４・１ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂（２）本
発明の微粒子状イオン交換樹脂と陽イオン交換繊維 ポリスチレンスルホン酸型（Ｈ型）強酸性・陽イオン交
換樹脂 （１）のＲｃと同様のものを使用 ポリスチレン系トリメチルアンモニウム型（ＯＨ型）強
塩基性陰イオン交換樹脂（１）のＲａと同様のものを使
用 ポリスチレンスルホン酸型（Ｈ型）強酸性陽イオン交換
繊維（Ｆｃ） 平均太さ：２０μｍ 平均長さ：２５０μｍ 総イオン交換容量；４・ｅｍｅｑ／ｇ乾燥繊維プレコー
ト条件（水温２８℃） プレコート剤の配合比（乾燥重量単位）従来の方法＋　
Ｒｃ：Ｒａ−２：１ 本発明の方法ｚ　Ｒｃ：Ｒａ＝２：ｌ　　Ｏ−４暖伽す
過面積Ｆｃ：Ｒａ＝’ｉｌ：３　　ｏ−ｅｋｙ’ｙｎｆ
過面積ブＹコート剤の混合攪拌条件 プレコート剤を水中に投入しながら７０１１１１１１の
羽根径の攪拌器を用いて３００ｒｐｍで５分間攪拌し混
合する。

スラリー濃度・５乾燥重量％ プレコート量（乾燥１重量）＃１にシｂｙ過面積プレコ
ート流速・賄Ａ 通水条件 プレコートを行なっだ後＋　Ｆｅ３Ｏ４として５００ｐ
ｐｂ　（Ｆｅ３Ｏ４の粒径３μ以下のもの９０％以上）
の四三酸化鉄を含む被処理水溶液をｌＯｍ／ｈの濾過流
速で通水処理し一濾過膜層の圧力損失がｘ　、　７５ｋ
ｆ／ａＩｔに達するときをもって終点とした。

四三酸化鉄除去容量 四三酸化鉄除去容量と濾過膜層の圧力 損失との関係を第８図に示す。

なおｐ縦軸に圧力損失（ｋν讐）を横軸に四三酸化鉄除
去容量（ｆ　Ｑｒｅ３０４として）／ｋｇプレコート乾
燥重量）をとり−０は従来方法・☆は本発明方法を示も 圧力損失１−７５　ｋｇ／ｃｒｌのところで・除去容量
は従来方法では２１３ｆ　（Ｆｅ３Ｏ４と・して）／ｋ
ｙ−乾燥重量であるのに対し１本発明の方法では６１８
Ｆ（Ｆｅ２０４として）／ｋｌ−乾燥重量であり、四三
酸化鉄除去容 量は約２．９４倍大きくなっている。

試験中、従来方法９本発明方法とも処 理水中の四三酸化鉄濃度は１ｐｐｂ以下であった。従来
方法の場合は、濾過膜層 の圧力損失が０．３ｋＩ／ｃｄ程度になるとｐ、過膜層
にクラックが生ずることがあり。

その場合は処理水中の四三酸化鉄濃度 は３００−４００ｐｐｂに増大することが認められた。

しかし本発明の方法では濾過 膜層にクラックが生ずることが全くな く、安定して処理を行々うことが出来 たＯ このように１本発明方法は従来方法に比較し。

処理水質が安定し良好であるとともに、除去容量が約３
倍大きい。従って本発明方法をＢＷＲ型原子力発電所の
一次系冷却水中の鉄系クラッドの除去に使用した場合、
除去容量は従来方法の１．５倍から３倍になると推定さ
れる。

除去容量が増大することは即ち、二次的放射性廃棄物と
して排出される使用済みの濾過助剤の量が反比例で減少
することである〇前述の如（、１１０万蹟級の発電所の
場合１年間に放射性廃棄物として排出される微粒子状イ
オン交換樹脂量は乾燥重量で約３８，０００ｋｇと試算
されるが、除去容量が１．５倍になれば約２５．０００
ｋｇ、　３倍になれば約１２，７００ｋｊと大幅に減少
する。

また本発明の方法は処理水がきわめて良好であることか
ら当然原子炉内に持込まれるクラッドの量を大幅に減少
させ、炉内での中性子照射によるクラッドの放射化をき
わめて低くおさえることが期待される。

以上２点により復水系およびラドウェスト系での作業は
大幅に減少し、ひいては、原子力発電所所員の放射能被
曝量の大幅な低減に卓効を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のプレコート方法における微粒子
状イオン交換樹脂を水中で攪拌した場合の粒子の状態の
一例を示す一部拡大説明図、第３図ビ）は本発明におい
て用いる線状の陽イオン交換繊維と微粒字状イオン交換
樹脂を水中で攪拌混合して絡み合わせた場合の。 また第３図（ａｌは本発明において用いる線状。 枝分かれしたもの、捲縮状のものなどが絡み合ってでき
た集合体の陽イオン交換繊維と微粒子状イオン交換樹脂
を水中で攪拌混合してさらに絡み合わせた場合の状態の
一例を示す一部拡大説明図、第４図は陽イオン交換繊維
と微粒子状イオン交換樹脂の絡み合わせ体を上層に微粒
子状イオン交換樹脂を下層にプレコートした本発明の二
重濾過膜層の状態を示した一部拡大説明図、第５図、第
６図は本発明に用いる水溶液の処理装置と本発明の実施
の態様を例示したフロー説明図、第７図は本発明に用い
る濾過エレメントの構造の一例を示した縦断面説明図、
第８図は本発明の実施例における四三酸化鉄の除去容量
を示したグラフであり、縦軸に圧力損失（ｋｌ／ｄ）　
、横軸に四三酸化鉄除去容量Ｃｆ（Ｆｅ３０４として）
／ｋｌプレコート乾燥重量をとり、○は従来方法。 ☆は本発明方法を示す。 第１図〜第マ図の説明に用いた符号の説明を次に示す。 Ａ・・・・・微粒子状陰イオン交換樹脂Ａ′・・・・・
陰イオン交換樹脂の極微粒子Ｂ・・・・・ひびわれ Ｃ・・・・・微粒子状陽イオン交換樹脂Ｃ′・・・・・
陽イオン交換樹脂の極微粒子Ｄ・・・・・陽イオン交換
繊維 ｌ・・・・・濾過槽 ２・・・・・チューブシート ３・・・・・濾過エレメント受け ４・・・・・濾過エレメント ５・・・・・入口管 ６・・・・・出口管 ’ｉ’　、、、、、プレコート槽 ８・・・・・プレコートポンプ ９・・・・・バッフル（第７図） ディストリビュータ−（第８図） １０・・・、・エレメントコア １１・・・・・濾過支持体 １２・・・・・濾過膜層 １３・・・・・空気抜き管 １４・・・・・攪拌機 ■１〜Ｖ９・・・・・弁 第１図 第２図 第３図（Ｃ１） 手続補正書（自発） 昭和５７年１０月２９日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１１７７８７号 ２　発明の名称 微粒子吠イオン交換樹脂とイオン交換繊維とを用いた二
重濾過膜層による水溶液の処理方法 ａ　補正をする者 事件との関係　出願人 住所　　東京都文京区本郷５丁目５番１６号名称　　（
４４０）　　オルガノ株式会社代表者　　　永　　井　
　邦　　夫 ４、代理人　　〒１１３ 巳　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ０　補正の内容 別紙のとおり 明細書中の下記事項を訂正顧います。 １、第３頁１３行目に「粒子吠」とあるのを「破砕伏」
と訂正する。 ２第１９頁６行目に「５〜１０龍程度とする。」とある
のを「２〜１０關程度とする。」と訂正する。 ３、第２８頁下から４行目にｒＦｃ：Ｒａ＝７：　３Ｊ
とあるのをｒＦｃ：Ｒｃ：Ｒａ＝３：２：ＩＪと訂正す
る。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水溶液の処理を行なうにあたシを粒径が２〜２５０μｍ
   の微粒子状イオン交換樹脂を水中で混合する第一工程と
   膠第一工程で得られた水で混合した微粒子状イオン交換
   樹脂を濾過支持体にプレコートして、濾過膜層を形成さ
   せる第二工程とｔ太さが２〜２００μｍで長さが太さの
   ２倍以上を有する細長い形状の陽イオン交換繊維と粒径
   が２〜２５０μｍの微粒子状イオン交換樹脂を水中で混
   合して絡み合わせる第三工程とｔ第三工程で得られた水
   で混合して絡み合わせたイオン交換繊維と微粒子状イオ
   ン交換樹脂の混合物を第二工程でプレコートした微粒子
   状イオン交換樹脂のｐ過膜層の上にさらにプレコートし
   てｔ微粒子状イオン交換樹脂層とイオン交換繊維層とを
   絡み合わせた二重濾過膜層を形成する第四工程と１この
   ヂ過膜層に水溶液を通過させて？イオンやコロイド状物
   質や懸濁固形物質を除去して処理水を得る第五工程とｔ
   当該済過支持体を気体または水あるいは気体と水とを用
   いて逆洗してｔ使用済みヂ過膜層を剥離除去する第六工
   程とを用いた二重濾過膜層による水溶液の処理方法。