JPS59145012A

JPS59145012A - 微粒子懸濁液の濾過方法

Info

Publication number: JPS59145012A
Application number: JP58018601A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Iimura; 飯村　秀文; Shinichi Oki; 沖　慎一; Fumima Oota; 太田　文馬; Satoru Shimizu; 哲清水
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1984-08-20

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】原子力あるいは火力発電において、タービンから排出さ
れる水蒸気は、復水器で凝縮された復水として、回収さ
れ再使用されるが、この発明は、復水中の鉄、銅、ニッ
ケル、マンガン。

コバルト、クロムなどの金属酸化物および金属水酸化物
からなる微粒子（ｃ　ｒｕｄ　）を含有する懸濁液を、
予め所定量の酸化アルミニウム、酸化鉄。

酸化チタンなどおよびこれらの混合物の粒状金属酸化物
を表面にプレコートした焼結Ｆ材層を通過させることに
よりＦ遇する方法に関するものでアシ、従来法と比較し
て、濾過効率、プレコート材単位量当シのクラッド捕捉
量および使用済みプレコート材の減容性に優れた特長を
有している。

原子力発電において復水器中で凝縮された復水中には、
復水系統中に設けられている機器。

配管材料などより溶出する鉄、銅、ニッケル。

マンガン、コバルト、クロムなどの金属酸化物および金
属水酸化物が放射能化されたクラッドおよび各種イオン
を含むので通常粒状陽・陰イオン交換樹脂からなる脱塩
器を通して、これら不純物を一定の基準値以下となるよ
うに抑制している。この場合、脱塩器のイオン交換樹脂
層では、各種イオンの吸着以外に、前述の金属酸化物お
よび金属水酸化物からなる放射能化されたクラッドが、
樹脂層をＦ材として復水中よ少除去されるが、脱塩器は
、元来脱塩が主目的であり、濾過器としての性能は具備
していないため、濾過効率は尚然低く、放射性を帯びた
クラッドの脱塩器出口濃度が高く、放射能低減効果が充
分でない。また、樹脂層に蓄積するクラッドは、樹脂表
面に付着するため、イオン交換樹脂のイオン吸着能を早
期に低下せしめ、結果的に脱塩器の逆洗滌回数も増加し
、廃樹脂および廃液発生量も増加し、廃棄物量の増大を
招くことになる。

一方、よシ効果的な放射能低減効果を計るために、現在
建設中あるいは最近運転を開始した原子力発電所では、
復水器の前に前述の放射能化したクラッドおよび各種イ
オン除去を目的として、粒状陽・陰イオン交換樹脂を多
数本の円筒型戸材の外表面にプレコートした復水プレフ
ィルタ−を設置している。この復水プレフィルタ−に使
用している粉状イオン交換樹脂は、樹脂を原料としてい
るため、強度が小さく破砕され易いため、プレコート操
作中に樹脂自体の粉化が起ｂｐ過操作の安定性に欠ける
こと、この破砕によシ、濾過器のＰ材層に破砕された微
粒状樹脂が侵入し、Ｆ材層の閉塞が起シ易＜、濾過器流
通抵抗の増大によシ沖材層の逆洗滌頻度が大きくなシ、
放射能性廃樹脂発生量の増大を招くこと、粉状イオン交
換樹脂のプレコート操作後、復水中のクラッド除去の濾
過操作に切シ替えの際、粉状イオン交換樹脂の比重が復
水の比重に近似しているため浮遊し易＜、濾過器ｐ材よ
シ樹脂がはく離し易い状態にあるため、濾過操作への切
シ替えに特別の注意が必要なことおよび発生した廃樹脂
固化処理の減容性が悪いなどの欠点がある。

前者の、粒状陽・陰イオン交換樹脂からなる脱塩器に各
種イオンの脱塩機能とクラッドの濾過機能とを与えた場
合、陽・陰イオン交換樹脂層に捕捉されたクラッドが樹
脂表面に付着し隻イオン交換樹脂の本来の目的である脱
塩効果は阻害され、早期にイオン交換樹脂の再生操作が
必要になる。結果として、再生操作回数が多くなり、イ
オン交換樹脂の劣化を早め、廃樹脂発生量の増加および
再生廃液発生量の増加を招く。

また、脱塩器の本来目的が脱塩であるため、脱塩器が充
分なりラッドの濾過性能を有していることによシ、クラ
ッド除去効率が恕＜、原子力発電所においては、復水中
の残留クラッドによる放射能による被曝の問題がある。

この発明は、脱塩器の前にｐ過装置を設置することによ
って、脱塩器からの廃樹脂および再生廃液発生量を低減
するとともに、クラッド除去効率を向上せしめて、残留
クラッドによる放射能被曝の危険の低減効果も犬となる
。

一方、後者の粒状陽・陰イオン交換樹脂からなる脱塩器
の前に、クラッド除去機能を寿えた粒状陽・陰イオン交
換樹脂を多数本の円筒型炉材の外表面にプレコートした
復水プレフィルタ−を設置する場合、プレコート時粉状
イオン交換樹脂の粉化によって、濾過操作が不安定とな
り、非再生Ｆ材の早期閉塞に起因する放射性廃棄物発生
量の増大を招く。また、Ｆ材にプレ：−１される粉状イ
オン交換樹脂の比重が水の比重に近似しているため、浮
遊力によＦ）Ｐ材表面からはく離し易く、運転操作性に
困難があるとともに、廃樹脂同化処理の場合、減溶性が
小さい欠点を有している。

この発明によれば、粉状イオン交換樹脂を使用したプレ
フィルタ−の代シにＡｌ２Ｏ，、ＴｉＯ２゜Ｆｅ２Ｏ，
などの金Ｒｅ化物の数粒子をＦ材にプレコートした濾過
器を使用して、粉状イオン交換樹脂の破砕による不安定
な濾過操作および放射性廃棄物発生量の増加、粉状イオ
ン交換樹脂のＦ材よｐのはく陥し易い傾向による運転操
作性が悪いこと、廃樹脂の低減容性の問題など全ての解
決が可能である。

次に、この発明の方法についで具体的に説明する。

原子力発電所の復水または廃液中に０．０１〜５０　ｐ
ｐｍの範囲内の濃度で含有される微粒子懸濁物を除去す
る場合、２〜１００ミクロンの粒径のＡ１２°５．Ｔｉ
Ｏ２，Ｆθ２’５などの金属酸化物を純水に懸濁させた
後、孔径１０ミクロン未満の円筒型多層金網焼結ｐ過材
素子の外表面よシＦ材素子を通して内表面方向へ、懸濁
液を通過させ循環させプレコート材としての粒状金属酸
化物層を濾過材木子の円筒外表面に形成させる。

プレコート材としての粒状金属酸化物の粒径が２ミクロ
ン未満の場合、１０ミクロン未満の孔径を有する多層金
縁焼結戸材素子層中に粒状金属酸化物微粒子が侵入し閉
塞を起こすため、濾過層の流通抵抗が急上昇して濾過時
間を短縮するとともに、逆洗節操作が非能率となる。一
方１粒状金Ｍｅ化物の粒径が１００ミクロンを越える場
合は、炉材層における表面沖過および層内い過の両効果
が喪失し、懸濁微粉子の除去率は低下するとともにクラ
ッドの炉材層への侵入による閉塞が生起し、前記同様に
濾過層の流通抵抗が急上昇して、濾過時間を短縮すると
ともに逆洗節の能率と効果の低下を招く。

また、ＡＩ　Ｏ、ＴｉＯ２，Ｆｅ、、Ｏ，などの粒状金
属５酸化物をプレコート材とする場合、エレメント表面積Ｉ
ＰＪ当ｐ、　０．０１ｇｒ以下では、プレコート層にお
ける濾過機能即ち表面−過および層内Ｐ遇が不可能にな
って、戸材素子層の閉塞を起し、水性液中の０．０１〜
５０　ｐｐｍの金属酸化物および金属水酸化物からなる
クラッドの除去が不可能となる。一方、プレコート材の
量がエレメント表面積１−当り、０．０６ｇｒを越えた
場合は、プレコート層の厚み増加に比例して、濾過開始
初期から流通抵抗が著しく上昇し、結果として濾過時間
の急激な短縮となることが実験の結果として判明した。

プレコートされた粒状金属酸化物は、イオン交換樹脂と
比較して強度があり、プレコートのだめの循環送液中の
圧縮破砕などによる粒状金属酸化物変形の問題は殆どな
いので、適切なプレコート材の粒径分布の維持が可能で
あシ、かつ破砕によるＦ材素子層の閉塞の心配はなく、
安定した濾過操作が可能である。また、濾過器Ｆ材素子
は円筒状の多層金網焼結体であシ、かつ、プレコート材
としての粒状金属酸化物は、同様目的に使用されるイオ
ン交換樹脂と比較して、粒子の膨張あるいけ収縮が無視
され得て、Ｆ材素子外表面の網目上に安定し念金属酸化
物微粒子の架橋を形成し、はく離し難い濾過層を形成す
るためプレコート操作から濾過操作に切シ替えの際に、
プレコート層のはく離の心配がなく、優れたｐ過性能を
示す。

更に、濾過層のクラッド捕捉量は、プレコート材単位重
量の１２〜１８％であり、粉状イオン交換樹脂をプレコ
ート材とした場合と比較して、２〜４倍量のクラッドを
捕捉し得る０ま九プレコート材として粒状金属酸化物を
使用する場合のプレコート材廃棄物発生量は、粉状イオ
ン交換樹脂のそれと比較して、減容率は、１／８〜１／
４となり、放射性廃棄物発生量から見ても有利なｐ過方
法である。

この発明によるｒ過方法は、原子力発電所の復水中のク
ラッド除去だけでなく、復水中のクラッド濃度と同程度
の濃度のクラッドまたは、クラッド類似懸濁物を含む溶
液あるいは廃液の処理にも広く適用可能である。

次に、この発明のｐ過方法を第１図および第２図によっ
て説明する。

第１図によシ濾過方法について説明する０被処理水の濾
過は、プレコート操作、濾過操作および逆洗操作の３操
作を反覆して行われる０１）プレコート操作プレコート材調整タンク４に、金属酸化物からなるプレ
コート材および純水を供給し、攪拌機１５によシ混合攪
拌して一定濃度のプレコート材懸濁水を調整する。プレ
コート材懸濁水は、ポンプ１６によって、プレコート材
懸濁水供給管１０から、濾過器１に供給された後、プレ
コート材懸濁水戻シ管１１を通シ、プレコート材調整タ
ンク４に返送される。

前述のプレコート操作をプレコート材懸濁水を循環しな
がら一定時間行い、濾過器エレメント１４の外表面に粒
状金属酸化物をプレコートする。

２）　　濾過操作被処理水は、被処理水供給管５を通シ、濾過器本体１に
送入される。被処理水は、濾過器ｐ材木子１４の外表面
にプレコートされた粒状金属酸化物プレコート層１８お
よび多層金網焼結ｒ材木子１７を通過する間に表面濾過
および層内濾過により、被処理水中のクラッドが除去さ
れた後、処理水として、処理水排出管６を通り系外に放
出される。

濾過操作から、逆洗操作への切り替えは、沖過器本体入
口および出口における圧力差を検出し所定値に達したと
き行う。

５）逆洗操作被処理水中のクラッドが、濾過操作によシ粒状金属酸化
物プレコート層および多層金網焼結Ｆ材木子に付着また
は、堆積し、濾過器本体の出入口圧力差が所定値に上昇
した時点で濾過操作を停止して、逆洗操作へ切り替える
。逆洗用の圧縮ガスまたは圧縮室２ガスは、圧縮ガス供
給管７を通して、圧縮ガス貯蔵タンク２に一定圧で貯え
られる。次いで、プレコート操作および濾過操作管の弁
を閉じ、逆洗使用済圧縮ガスおよびプレコート材排出管
９、ガス放出管１２の弁を開として後、逆洗用圧縮ガス
注入管の弁を開け、圧縮ガス貯蔵タンク２内の圧縮ガス
を濾過器本体１内の濾過器Ｐ材木子１４の円筒内面よシ
外素面方向へ噴出させ、濾過器戸材素子１４に付着また
は堆積しているクラッドを濾過器ｒ材木子よりはく離さ
せ、逆洗受タンク３の底部のドレン排出管１５から系外
に放出する０逆洗用圧縮ガスは噴出後、ガス放出管１２から系外に放
出される。

実施例第１図および第２図に示す工程の試験用濾過装置を使用
して原子力発電所の原子炉復水系統のクラッドを含有す
る復水の濾過試験（ホット）を行った結果を表１に示す
。

表　　　　　　１

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施のために使用される装置のフ
ローシートであシ、第２図は、ｐ過器ｒ＃素子１゛４の
縦断面図である。１・・・ｐ過器本体２・・・圧縮ガス貯蔵タンク３・・・逆洗受タンク４・・・プレコート材調整タンク５・・・被処理水供給管６・・・処理水排出管７・・・圧縮ガス供給管８・・・逆洗用圧縮ガス注入管９・・・逆洗使用済圧縮ガス及びプレコート材排出管１
０・・・プレコート材懸濁水供給管１１・・・　　　〃　　　戻シ管１２・・・ガス放出管１５・・・ドレン排出管１４・・・ｒ過器−Ｆ＃水素子５・・・攪拌機１６・・・ポンプ１７・・・多層金網焼結Ｆ＃素子１８・・・粒状金属酸化物プレコート層出願人代理人　
古　谷　　　　馨第　　　　１　　　　図第　　　２　　　図

Claims

【特許請求の範囲】Ｌ　ｆｍ、　クロム、ニッケル、マンガン、亜ｉｎ。コバルトなどの金属酸化物および金属水酸化物からなる
微粒子を含有する懸濁液を、酸化アルミニウム、酸化鉄
、酸化チタンなどの金属酸化物もしくはこれらの混合物
の粒径２〜１ｏｏミクロンの範囲の粒状物を０．０１〜
０．０６　ｇ、ｒ／ｃＪを表面にプレコートした１０ミ
クロン未満の孔径の焼結ｐ材層に供給して濾過し懸濁液
中の微粒子を捕捉することを特徴とするｒ過方法。