JPS5840122A - 微粒子状イオン交換樹脂と繊維状合成濾過助剤とを用いた二重濾過膜層による水溶液の処理方法 - 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・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／ｃｍ以下の比較的低イ
オン濃度の排水系統などにおいて・水中のイオン・コロ
イド状物質・懸濁固形物質などを除去する必要性が増大
している。

このような水溶液の処理の方式としては・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・
まだはそれぞれを単独に用いてＰｉエレメントにプレコ
ートし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６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層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。

このようなりランクの生成は・一般にプレ４−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、一般に粒径０．
２陶〜Ｏ−６ｔｏｍ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、その外些は粒子状であり・そのた
めにクラックが入るものと考えられる。このよう々クラ
ックが入ると・濾過エレメントを汚染し・まだ処理水水
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。

当＃Ｆ５週膜層はきわめて緻密なものであり・濾過特性
は表面濾過的で、コロイド物質や懸濁固形物の除去性能
はよいが・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、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因点を解消した水溶
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・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・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・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繊維状合成濾過
助剤と粒径が２〜２５０μｍの微粒子状陰イオン交換樹
脂を水中で混合して絡み合わせる第三工程と・第三工程
で得られた水で混合して絡み合わせた繊維状合成濾過助
剤と微粒子状陰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。

微粒子状イオン交換樹脂層と繊維状合成Ｆ　３ａ助剤層
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・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・当該涙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・使用済み濾過膜層を剥離除去する第
六工程との六つの工程を組み合わせたことを特徴とする
微粒子状イオン交換樹脂と繊維状合成濾過助剤とを用い
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
に繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交換樹脂の濾
過膜層を絡み合わせて重ねた・二重濾過膜層を用いた水
溶液の処理方法は・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・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・微粒子状陽、陰イオン交換樹脂の濾過膜層
の上に繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交換樹脂
からなる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・形成された濾過膜層は繊維状合成濾
過助剤の絡み合いによってできだ丈夫な網状の層で覆わ
れ・さらにこの網状の層が微粒子状陽、陰イオン交換樹
脂の濾過膜層に絡み合い・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
・弱い部分がなく・クラックが生しない。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
り・濾過支持体に目詰まりを生じたり・まだクラックを
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・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々傾向を示
し・除去容量が大きくｔかつ・繊維状合成濾過助剤単独
のプレコート層と異なりある程度精密なｐ過能力を有し
ｔ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繊維状合成濾過助剤と微粒子
状陰イオン交換樹脂の濾過膜層があるため・全体として
除去性能のよい・除去容量の大き々濾過膜層を有してい
る。このことは・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・みのイオン交換樹脂量が・除去容量に反比
例して減少する。たとえば１１０万謂級の発電所の場合
、・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・０００峙と試算さ
れるが・除去容量が２倍に々れば１９Ｉｏｏｏ　ｋｇ　
、　３倍になれば１２．７００ｋｐ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・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。

第三に渥過支持体へのプレコートによる均一な濾過膜層
の形成が容易であり・かつ使用済み濾過膜層の剥離除去
が完全かつ容易なことである。本発明では前述のように
細長い形状の繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交
換樹脂を水中で混合して絡み合わせ・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
プレコートして濾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繊維状合成濾過助
剤と微粒子状陰イオン交換樹脂が物理的にまたは物理的
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
層を除去して新だ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永あるいは気体と水とを用いて逆洗
する際・使用済み濾過膜層は全体が一体化した構造を有
しているため・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・使用済み濾過膜層
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りな濾過膜層の形成と剥離除去の状
態は・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・懸濁
固形物質の除去が安定して効果的に行なわれ・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・繊維状合成濾過助剤や微粒子
状陰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・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・コロイド状物質は繊維状合成濾過助剤およ
び微粒子状陰イオン交換樹脂によって溶解また゛は凝集
されて除去され・懸濁状固形物質は上層の繊維状合成濾
過助剤と微粒子状陰イオン交換樹脂による除去能力が大
きくかつ精密な濾過膜層によって大部分がｐ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
は均一であり・かつクラックを生ずることがないので・
長時間処理が安定して効果的に行なわれｔ極めて純度の
高い処理水を得ることができる。

また前述のように・本発明によって形成された濾過膜層
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・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る
。

本発明に用いる微粒子状の陽イオン交換樹脂や陰イオン
交換樹脂としては、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め通常のイオン交換樹脂の母体と
同様なものがすべて使用でき・イオン交換基はそれぞれ
スルホン酸基、カルボキシル基・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、第１−３アミン
基などの通常のイオン交換樹脂と同様々ものが使用でき
るが、水溶液の処理性能の点や・繊維状合成ｐ過動剤ま
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・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アンモニとしては・被処理水溶液の性質や処理目的
に応じてＨ＋型・ＮＨ，＋型・ＯＨ−型などを適宜選択
して用いる。

本発明に用いる繊維状合成濾過助剤としては。

スチレン、ジビニルベンゼン系やアクリル系やポリビニ
ルアルコール系やポリアミド系の各種の繊維状合成物質
あるいはこれらの繊維状合成物質を炭化した炭素繊維物
質などがすべて使用でき・まだ当該繊維状合成ｐ過動剤
の形状としては線状のもの・枝分かれしたもの・捲縮状
のもの會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・繊維状断面の形状としては１円形・楕円形を
亜鈴形−角形・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繊維状合成濾過助剤の寸法は・太
さが２〜２００μｍのものであり・太さが３０μｍ以下
の細い繊維状合成濾過助剤が処理の際の除去容量が犬で
ありゃコロイド状物質や懸濁状固形物質の除去性症がよ
い点て好ましい。

本発明において用いる繊維状合成濾過助剤の長さは太さ
の２倍以上のものであり・長さが太さの５〜５０倍程度
の細長い形状のものが・繊維状合成濾過助剤同志の絡み
合わせ、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・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・および使用済みｆＰ４膜層の剥離除去の容易さなど
の点から好ましい０ 本発明に用いる微粒子状イオン交換樹脂は。

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・またはイオン交換樹脂の
母体を製造する時に・微粒子となるように９たとえば懸
濁重合法などによってつくられたもので・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・粒径が２〜２５０／ｌｊｍの
ものであり２粒径が５０μｍ以下の微粒子が処理の際の
反応速度が大きく。

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・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、プレコートに先立って・微粒子状陽・陰イオ
ン交換樹脂を水中で混合し・また繊維状合成濾過助剤と
微粒子状陰イオン交換樹脂を水中で混合してそれらを物
理的に・壕だは物理的と静電気的に絡み合わせる工程を
有するが−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だめに極めて重要である。

これらの工程は・水中でよく攪拌混合することによって
行なうが一水中での攪拌混合は・たとえば１００〜３０
Ｏｒｐｍ程度で行なう０第１図・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拶拌
混合した場合の粒子の状態の一部拡大説明図の−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・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・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
・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・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したと
き・濾過膜層は比較的緻密なものとなり・濾過特性は表
面Ｐ？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助剤りと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
図であり・第３図（ロ）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
た集合体の繊維状合成ｐ過助剤りと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だものである。

また第４図は微粒子状陽、陰イオン交換樹脂Ｃ・Ａを混
合してプレコートした上に、＃雄状合成濾過助剤りと微
粒子状陰イオン交換樹脂Ｎ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・繊維状合成濾過助剤りはそれ自身が網状構造をも
って絡み合うとともに・その網状枠・造の中に微粒子状
陰イオン交換樹脂Ａをとり込み・下層の微粒子状陽・陰
イオン交換樹脂Ｃ・Ａとも静電気的・物理的に絡み合う
。

なお・本発明における微粒子状イオン交換樹脂と繊維状
合成濾過助剤の割合は・処理の目的・繊維状合成ｆ５過
助剤および微粒子状イオン交換樹脂のイオン交換容量、
除去すべきイオン・コロイド状物質、懸濁固形物質の組
成や濃度・および繊維状合成濾過助剤の絡み合いの強弱
や均一化などの諸点を考慮して定める。

繊維状合成Ｐａ助剤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・乾燥重量そ前者が前者と後者の合
計の１０％程度以上・多くの場合は１０〜５咋程度とす
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・成分比は乾燥重量比で示す。

Ｆ：繊維状合成濾過助剤 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 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 本発明では・上層のプレコート剤量比が除鉄容量に大き
な役割を果しており・特にＦ：Ｒａ　＝４．２／１．３
（＝７／３）が卓効を示す。

なお２下層のＲｃｅＲａはこの表の値に特に限定される
ものでない。

本発明の濾過膜層を形成させる工程は２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一
な厚さにプレコートする。

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
〜２０Ｔｒａｎ程度であり、好ましくは５〜１０關程度
とする。次にその外面に繊維状合成濾過助剤と微粒子状
陰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・二層の濾過膜層を形成蓬せる
方法による。繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交
換樹脂との絡み合わせ体により形成される濾過膜層の厚
さは２〜１ｏｍ程度でありｔ好ましくは２〜７胴程度で
ある。

本発明に用いる濾過支持体としては１２０〜１００μｍ
程度のスリットを有する線輪型濾過筒・ナイロン製やポ
リプロピレン製などの糸を１０〜１５ｍｍ程度の厚さに
巻きつけてつくった多孔質濾過筒２目開きが１０〜１０
０μｍ程度のステンレス鋼製金網で形成した濾過筒など
の円筒型のもの・または葉状濾過網９葉状濾過板など一
トチ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・微粒子状陽・陰
イオン交換樹脂と９繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イ
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ｐ被処理水溶液中のＮａ＋＋Ｏａ
　　＋Ｍｇ　　＋Ｏｕ　　＋１”１９　　＋Ｆｅ　　夛
０１　＋ＳＯ４＋ＨＣＯ３−＋Ｈ８１０３−などの無機
質イオン、およびアミンや有機酸などの有機質イオンは
微粒子状イオン交換樹脂のイオン交換反応によって除去
され。

またコロイド状鉄やコロイド状シリカおよび有機質のコ
ロイド状物質はり繊維状合成濾過助剤と微粒子状イオン
交換樹脂による溶解まだ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炉別によって除去され
。

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。

これらの物質が同時にかつ効果的に除去され・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１〜２０ｍ／ｈ
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貴使用
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！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〜ｅｍ”／ｙｎ”。Ｆ空気でｌＯ〜３０
→／ｓ”、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２ｋｇ／Ｃ４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
支持体はり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・第５図〜第１図に
例示したようなもので・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の内部ニ設置されたチューブ
シート２の上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に取り付けだ弁ｖ５を開きｔ
圧力純水を弁ｖ１より濾過槽１内に導きｐまた圧力純水
をｖ６よりプレコート槽フに加えて、濾過槽ＩＩプレコ
ート槽ツｔプレコートポンプ８を含むプレコート系統を
満水状態にしだのち・弁ｖ５を閉じ弁Ｖ３　＋弁ｖ４を
開き・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、プレコ−トポング８によりＶ３　ｍ
入口管５を経て濾過槽１に送入し・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
士しｔその同伴水は濾過エレメント４の内部より出口管
６９弁■４を経てプレコート槽グに返送する。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ｐ同様な方
法で繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交換樹脂と
の絡み合わせ体を上層にプレコートしてｔ二重の濾過膜
層を形成させだのちｔ撹拌機１４　ｊプレコートポンプ
８を停止し・弁Ｖ３　ｙ弁ｖ４を閉じｔ弁Ｖ１　ｍ弁ｖ
２を開いて被処理水溶液を弁ｖ１−人ロ入口管バッフル
９を経て濾過槽１内に通水し穿出口管６・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ｔはじ
めに形成された濾過膜層を保持するだめクプレコート保
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う弁７１歩弁■２を閉じｔ弁動・
弁■８管６より濾過槽１に導入し、濾過エレメント４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
■９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い過エレメント受け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゛まず空気抜き管ユ３に取り付けた弁ｖ５を開
き一圧力純水を弁Ｖ、より濾過膜１内に導き、まだ圧力
純水を弁ｖ６よりプレコート槽７に加え、濾過槽１１プ
レコート槽７１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ｐ弁ｖ５を閉じ・弁ｖ３・弁Ｖ
４を開きｐプレコート槽フ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・プレコートポンプ８により弁Ｖ
３　ｍ入口管５を経て濾過槽１に送入し・ディストリビ
ュータ−９でスラリーを平均に分配しＩｖ５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ｔ
その同伴水は濾過エレメント４の内部より出口管６ｊ弁
ｖ４を経てプレコート槽フに返送する。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・同様な方法で繊
維状合成濾過助剤と微粒子状陰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剤てｔ二重の濾過膜層
を形成させたのち・攪拌機１４　＋プレコートポンプ８
を停止し９弁Ｖ３り弁ｖ４を閉じｔ弁ｖ１ｐ弁ｖ２を開
いて被処理水溶液を弁Ｖｌ　＋入口管５Ｉディストリビ
ューター９を経て濾過槽１内に通水し・出口管６Ｉ弁ｖ
２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・弁Ｖ１　を弁ｖ２を閉じ・弁ｖ５・弁ｖ９
を開いて濾過槽ｌ中の水を抜きｔ弁ｖ５−弁ｖ９を閉じ
て・圧力純水を弁ｖり入口管５・ディストリビュータ−
９を経て濾過槽ｌ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−次いで弁ｖ７を閉じ・弁ｖ
９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■９を経て排出
する。

第マ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・ステンレス鋼製の円筒状多穴板でできだエ
レメントコア１０の外側に１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
きつけてつくられだｐ過支持体１１を有し歩その外側に
微粒子状イオン交換樹脂と繊維状合成濾過助剤と微粒子
状陰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
しだものである。

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（ａ明アクリル樹脂製円筒） 寸法：内径１５０１１１ｍｌ高さ２＊０００％１１濾過
支持体 形式ニステンレス鋼製金網 寸法：外径５０．８Ｎｎ＋高さ１　＊　５００１ｒｒｍ
目開き１６３μｍ 濾過面積：　０．２３９売２ 濾過支持体を含むｐ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（Ｒｅ
） 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／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繊維状合成濾過助剤 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ールアンモニウム型ＣＯＨ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 ポリアクリルニトリル製繊維状合成濾過助剤（Ｆ） 平均太さ：２０μｍ 平均長さ：５００μ 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＋　ＲＣ：　Ｒａ　＝　２−１０．４ｋｆ
／８９過面積Ｆ二Ｒａ＝　７：３　０．ｅｋｇ／ｍｆ過
面積プレ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７０ａ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＋６乾燥重量％ プレコート量（乾燥重量）・１ｋｇ／ｍｆ過面積プレコ
ート流速＋　５ｍ／ｈ 通水条件 プレコートを行なった後＃　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とＦｅ２Ｏ３として５
００ｐｐｂ　（Ｆｅ２０３の粒径１μ以下のもの８０９
６以上）の三二酸化鉄を含む被処理水をそれぞれｌｏｍ
／ｈの濾過流速で通水処理ビ・濾過膜層の圧力損失が１
・７５にν讐に達するときをもって終点としだ。

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・縦軸に圧力損失（ｋｇ／ｃｒｄ　）　を横軸に四
三酸化鉄除去容量（ｆ　（Ｆｅ３　ｏ、として）Ａ１プ
レコート乾燥重量）をとりｔ■ は従来方法・　☆は本発明方法を示も 圧力損失１．７５ｋｇ／ｃｄｌのところで！除去容量は
従来方法では２１３ｔ（Ｆｅ３　ｏ、として）／ｋｇ乾
燥重量であるのに対しｔ本発明の方法では６８０ｒ（Ｆ
ｅ３０ａとしテ）　／ｋｙ乾燥重量であり一四三酸化鉄
除去容量は 約３・２倍大きくなっている。

試験中１従来方法・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Ｏ、’　３ｋｇｙ−程度になると濾過膜層
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ｔ安定して処理を行なうことが出来 た。

三二酸化鉄除去容量 三二酸化鉄除去容量と濾過膜層の圧力 損失との関係を第９図に示す。

なおｔ縦軸に圧力損失（ｋμすを横軸に三二酸化鉄除去
容量（ｆ（ＦｅｚＯ３として）／ｋｇ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９図に見られるごとく一四三酸化鉄 より粒子径が小さくｓｒ濾過が悪い三 二酸化鉄に対しても・圧力損失１・−１５にμのところ
までの除去容量は従来方法で はｅｌｆ　（Ｆｅ２０３として）　／ｋｉ乾燥重量であ
るのに対してｐ本発明の方法は１，７３９（Ｆ　ｅ２０
３として）／ｋｙ乾燥重量であり一三二酸化鉄の除去容
量に対しても約２．１倍大きくなっている。

まだ処理水質も従来方法では４〜５ｐｐｂに対して磨水
発明の方法はｌ＝２　ｐｐｂでありｔ良好であった。

また従来方法では圧力損失が０．３にν檀程度になると
濾過膜層にクラックが生 ずることがありＩその場合は処理水中 の三二酸化鉄濃度が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り 理を行なうことができた。

このように・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・除去シ　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ｐ除去容
量は従来方法の３倍前後になると推定される。

しだがって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大巾に減少する。

前述の如（ｊ１１０万荻級０発電所の場合９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ｐ除去容
量がたとえば３倍になれば約１２ｅ７００ｋｙと大幅に
減少する。

まだ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Ｆ内に持込まれるクラッドの量を大幅に減少
させ、Ｆ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なす。

【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９第３図（イ）は本発明にお
いて用いる線状の繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオ
ン交換樹脂を水中で攪拌混合して絡み合わせた場合のｔ
また第３図（ロ）は本発明において用いる線状・枝分か
れしたものｐ捲縮状のものなどが絡み合ってできだ集合
体の繊維状合成濾過助剤と微粒子状陰イオン交換樹脂を
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図は繊維状合成濾過助剤
と微粒子状陰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
施の態様を例示しだフロー説明図・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
を第８図および第９図はそれぞれ本発明の実施例におけ
る四三酸化鉄および三二酸化鉄の除去容量を示したグラ
フでありｔ縦軸に圧力損失（ｋｙ／ｃ−Ｊ）　Ｉ横軸に
四三酸化鉄除去容量（り（Ｆｅ３０４として）／ｋｔプ
レコート乾燥重量・三二酸化鉄除去容量（ｆ　（Ｆｅ３
０．として）／ｋｙ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１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 ０・・、・、微粒子状陽イオン交換樹脂Ｃ’ｓ、＊ｍ＊
陽イオン交換樹脂の極微粒子り、・・、・繊維状合成濾
過助剤 １・・・・・濾過槽 ２・・・、・チューブシート ３　、、、、、　ｆ５過エレメント受け４目・・・ｐ過
エレメント ５・・・・・入口管 ６・・・・・出口管 フ０６０．プレコート槽 ８・・・・・プレコートポンプ ９　、、、、、バッフル（第５図） ディストリビュータ−（第６図） １０、、、。、エレメントコア １１、・・、・Ｅ過支持体 １２・・・・・濾過膜層 １３・・・・・空気抜き管 １４・・・・・攪拌機 ｖｌ−Ｖ９・・・・・弁 毛 ０・　　　　　　第４図 第６１ −１３９− 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水溶液の処理を行なうにあたり・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
   ・第一工程で得られた水÷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・ｐ過膜層を形成さ
   せる第二工程と−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繊維状合成濾過助剤と粒
   径が２〜２５０μｍの微粒子状陰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・第三工程で得られ
   た水で混合して絡み合わせた繊維状合成濾過助剤と微粒
   子状陰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・微粒子状イオン交換樹脂層と繊維状合成
   濾過助剤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・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・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・使用済み濾過膜層を剥離
   除去する第六工程との六つの工程を組み合わせたことを
   特徴とする微粒子状イオン交換樹脂と繊維状合成濾過助
   剤とを用いた二重濾過膜層による水溶液の処理方法。