JPS5940063B2 - イオン交換樹脂の洗浄法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン交換樹脂の洗浄法及びその装置に関し、
より詳しくは廃水排出量を可及的に少くした樹脂洗浄法
及び装置に関する。

原子力発電所の原子炉冷却水の水質はきわめて高純度に
保つ必要があり、機器・配管よりの腐食生成物や不純物
が原子炉内に流入するとそれらが燃料棒に付着し伝熱特
性を悪化して燃料破損を生じたり、原子炉材料に悪影響
を生じ、また原子炉内で中性子照射を受けて放射化され
、構成機器に付着し機器や環境の放射能レベルを上昇さ
せ定期点検やメンテナンスを困難にする。

そのような腐食生成物や不純物が原子炉へ流入するのを
極力防止するために使用される装置として復水脱塩装置
がある。

その装置は陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを混
合使用する混床式脱塩塔と、それらのイオン交換樹脂を
再生使用するための再生装置とからなる。

汚染イオン交換樹脂のイオン的な再生は硫酸や苛性ソー
ダ等の再生剤を樹脂中へ通すことによって行なわれ、樹
脂に付着した腐食生成物（以下クラッドとして示す）は
再生塔内で多量の水、空気で洗浄し、クラッドを樹脂よ
り剥離させて系外に排出する。

この際に使用する水、空気は全て放射性廃棄物となり、
プラント内の放射性廃棄物処理系の負荷になる。

これらの樹脂の洗浄において、より少量の水、空気で十
分な洗浄効果が達成されると放射性廃棄物処理系の負荷
が減少し、従って原子力発電所で生ずる放射性廃棄物の
量が減少することになるのでプラント運営上きわめて重
要なことである。

本発明は原子力発電所の復水脱塩装置での汚染イオン交
換樹脂の洗浄において生ずる廃液量を可及的に減少させ
る方法を提供することを目的とする。

また本発明は廃液量を可及的に減少させて樹脂を洗浄す
るのに用いる装置を提供することを目的とする。

本発明の方法は汚染樹脂貯槽、逆洗槽又は超音波樹脂洗
浄槽、及び清浄樹脂貯槽を含むイオン交換樹脂洗浄装置
において、汚染樹脂貯槽から逆洗槽又は超音波樹脂洗浄
槽へ汚染樹脂を移送する際にポンプ又はエゼクタにより
樹脂を水と乱流状態で移送し、逆洗槽又は超音波樹脂洗
浄槽から清浄樹脂貯槽に樹脂をエゼクタ又はポンプで移
送する際に逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽のオーバフロー
管に濁度計および変換器を設置し、変換器よりの信号に
より清浄樹脂貯槽と汚染樹脂貯槽につながる配管にもう
けた弁を開閉し、清浄樹脂貯槽と汚染樹脂貯槽とに切替
又は相互の流量を調整分割して樹脂を移送するイオン交
換樹脂の洗浄法であるその方法は清浄樹脂貯槽中の清浄
水を前記各エゼクタ又はポンプの駆動水、汚染樹脂貯槽
の樹脂移送水及び逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽の逆洗水
に使用することが好ましい。

また本発明の方法は超音波樹脂洗浄槽と逆洗槽とを併用
し、汚染樹脂貯槽からポンプ又はエゼクタを用いて樹脂
を水と乱流状態で超音波樹脂洗浄槽に移送し、超音波樹
脂洗浄槽からポンプ又はエゼクタにより樹脂を水と乱流
状態で移送し、その際超音波樹脂洗浄槽のオーバーフロ
ー管に濁度計および変換器を設置し、変換器よりの信号
により逆洗槽と逆洗槽の樹脂移送配管のエゼクタ又はポ
ンプ分岐管間の位置とに切替又は相互の流量を調整分割
して樹脂を移送し、逆洗槽から樹脂をエゼクタ又はポン
プで移動する際に、逆洗槽のオーバフロー管に設置した
変換器よりの信号により、清浄樹脂槽と汚染樹脂貯槽と
に切替又は相互の流量を調整分割して樹脂を移送する。

この方法においても清浄樹脂貯槽中の清浄水を前記各エ
ゼクタ又はポンプの駆動水及び汚染樹脂貯槽樹脂移送水
並びに逆洗槽及び超音波樹脂洗浄槽の逆洗水に使用する
ことが好ましい。

本発明の方法の実施に用いる装置は汚染樹脂貯槽、逆洗
槽又は超音波樹脂洗浄槽、清浄樹脂貯槽及び樹脂移送配
管を含み、汚染樹脂貯槽と逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽
との間の移送配管にポンプ又はエゼクタを設置し、逆洗
槽又は超音波樹脂洗浄槽のオーバフロー管に濁度計およ
び変換器を設置し、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽からの
移送配管にエゼクタ又はポンプを設置した後それを一方
は清浄樹脂貯槽に、他方は汚染樹脂貯槽に連絡する分岐
管となし各分岐配管に前記変換器からの信号による開閉
又は流量調整機構を具備する弁を設けたイオン交換樹脂
洗浄装置である。

この装置は清浄樹脂貯槽中の清浄水を汚染樹脂貯槽、逆
洗槽又は超音波樹脂洗浄槽及び各エゼクタ又はポンプに
供給するよう配管、弁及びポンプを設置することが好ま
しい。

上記装置はまた超音波樹脂洗浄槽と逆洗槽とを併用し、
汚染樹脂貯槽と超音波樹脂洗浄槽との間の樹脂移送配管
にポンプ又はエゼクタを設置し、超音波樹脂洗浄槽及び
逆洗槽のオーバフロー管に濁度計および変換器を設置し
、超音波樹脂洗浄槽からの移送管にエゼクタ又はポンプ
を設置した後それを一方は逆洗槽に、他方は逆洗槽から
の樹脂移送配管のエゼクタ又はポンプ分岐管間位置に連
絡する分岐管となし各分岐配管に前記超音波樹脂洗浄槽
オーバフロー管変換器からの信号による開閉又は流量調
整機構を具備する弁を設置し、逆洗槽からの樹脂移送配
管にエゼクタ又はポンプを設置した後それを一方は清浄
樹脂貯槽に、他方は汚染樹脂貯槽に連絡する分岐管とな
し各分岐配管に前記逆洗槽オーバフロー管変換器からの
信号による開閉又は流量調整機構を具備する弁を設置し
たイオン交換樹脂洗浄装置とすることができ、この場合
もまた清浄樹脂貯槽中の清浄水を汚染樹脂貯槽、超音波
樹脂洗浄槽、逆洗槽及び各エゼクタ又はポンプに供給す
るよう配管、弁及びポンプを設置した装置とすることが
好ましい。

次に図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の方法を実施する装置の工程説明図であ
る。

汚染樹脂貯槽１中の汚染イオン交換樹脂１５は弁１２よ
り導入された水とともにポンプ（又はエゼクタ）４によ
り逆洗槽２の上部に移送される。

その際必要なら汚染樹脂貯槽１の上部から空気及び水が
導入される。

又必要なら汚染樹脂貯槽１の下部より空気が導入される
。

樹脂はポンプ（又はエゼクタ）４により水と乱流状態で
逆洗槽２に送られる。

乱流状態で樹脂粒は相互に及び管壁と激しく接触して樹
脂からクラッドが剥離し、分離状態で逆洗槽２に流入す
る。

樹脂は逆洗槽２内で弁１３を経て導入された清浄水と向
流接触して逆洗され槽底からエゼクタ又はポンプ５によ
り移送される。

クラッドは洗浄水とともに逆洗槽２からオーバフローし
て排出される。

移送配管７は弁８を経て清浄樹脂貯槽３に連絡する配管
と、弁９を経て汚染樹脂貯槽１に連絡する配管とに分岐
し、弁８及び９はオーバーフロー管に設置した濁度計６
およびそのすぐ近くに変換器を設置し、変換器から送ら
れる信号により開閉又は相互の流量割合の調整が行なわ
れる。

エゼクタ又はポンプ５は弁１４を経た清浄水を駆動水と
し、逆洗槽２で洗浄された樹脂を弁８又は９を経た変換
器の信号に応じて清浄樹脂貯槽３又は汚染樹脂貯槽１に
移送される。

濁度は通常−のオーダで測定する。オーバーフロー管よ
りの３０ＩＦ程度以上の場合は、弁９を開き、弁８を閉
じ、３０騨程度以下の場合は弁９、弁８ともに開く、２
０ｐｐＨ程度になると弁９を閉じ弁８を開き、このよう
に流量割合を調節する。

但し以上は０Ｎ−ＯＦＦ制御の場合である。清浄樹脂貯
槽３に送られた樹脂は水と分離して槽下部１６に集積し
、化学再生又は使用に供される。

清浄水１７はフィルター１０を通過しポンプ１１により
弁１２，１３，１４を経てそれぞれ汚染樹脂貯槽１、逆
洗槽２又はエゼクタ又はポンプ５に送られる。

必要に応じ清浄樹脂貯槽３又はポンプ１１の前後に補給
水が供給される。

第２図は第１図の洗浄装置において逆洗槽２の代りに超
音波樹脂洗浄槽１８を設置した装置の工程説明図である
。

前記と同様に汚染樹脂貯槽１の樹脂１５は弁１２から導
入される水とともにポンプ（又はエゼクタ）４を経て乱
流状態で超音波洗浄槽１８に送られ、逆洗水で洗浄され
、エゼクタ（又はポンプ）１９により配管２０から弁８
又は９を経て変換器の信号に応じて清浄樹脂貯槽３又は
汚染樹脂貯槽１に移送される。

濁度計２１および変換器は洗浄槽１８のオーバフロー管
に設置され、変換器は弁８及び９の開閉、流量割合の調
整信号を送る。

エゼクタ又はポンプ１９の駆動水及び洗浄槽１８の逆洗
水はポンプ１１により清浄樹脂貯槽３からそれぞれ弁２
２又は２３を経て送られる。

第３図は第１図の装置のポンプ（又はエゼクタ）４と逆
洗槽２との間に超音波樹脂洗浄槽１８を設置した洗浄装
置の工程説明図である。

前記と同様に樹脂１５は弁１２から導入された水ととも
にポンプ（又はエゼクタ）４を経て乱流状態で超音波樹
脂洗浄槽１８に送られ、逆洗水で洗浄され、エゼクタ（
又はポンプ）１９により配管２４から弁２６を経て乱流
状態で逆洗槽２に送られる。

超音波洗浄剤１８のオーバーフロー管に濁度計２１およ
び変換器を設置し、変換器から弁２５．２６の開閉、流
量割合の調整信号が送られ、弁２５を設置した配管は配
管７に連結されていて弁２５を経た樹脂は逆洗槽２から
移送される樹脂とともにオーバーフロー管に濁度計６お
よび変換器を設置し、変換器よりの信号に応じて弁８又
は９を経て移送される。

ポンプ１１により清浄樹脂貯槽３から清浄水が弁１２，
１３，１４，２２゜２３を経て送られる。

この方法は超音波樹脂洗浄槽１８で槽内を流下する汚染
樹脂から超音波エネルギーによりクラッドを剥離し、剥
離したクラッドの一部はオーバフローとして系外へ排出
され、配管中の乱流状態の移送による樹脂とクラッドと
の分離、逆洗槽における洗浄の三段階で樹脂からクラッ
ドが洗浄されるので洗浄効果が一層良好で、また配管中
の樹脂の移送操作を連続して行なうことができ使用水量
を減少させることができる。

本発明によれば樹脂からのクラッドの剥離効果が向上し
、また排出廃液量を減少させることができる。

従来の逆洗方法として逆洗槽使用の場合は６．６ｍ３の
汚染樹脂使用したときの発生廃液量は約１２０ｍ３であ
り、超音波樹脂洗浄槽の場合は６．６ｍ３の汚染樹脂を
使用したときの発生廃液量は約９０ｍ３であった。

しかし本発明の場合は６．６ｍ３の汚染樹脂を使用した
ときの発生廃液量は約２３ｍ３ないし約３０ｍ３であっ
た。

復水脱塩装置に使用した同様の汚染イオン交換樹脂の洗
浄において、本発明の方法によって処理するときは、逆
洗槽又は超音波樹脂洗浄槽からの排出廃液量あるいは超
音波樹脂洗浄槽と逆洗槽との排出廃液の合計量が従来法
により処理したときの排出廃液量の数分の−の量で、従
来法と同等以上のクラッドの少い清浄樹脂を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する樹脂洗浄装置の工程説
明図、第２図は超音波樹脂洗浄槽を設置した同様の装置
の工程説明図、第３図は超音波樹脂洗浄槽と逆洗槽を設
置した同様の装置の工程説明図である。 １・・・・・・汚染樹脂貯槽、２・・・・・・逆洗槽、
３・・・・・・清浄樹脂貯槽、１８・・・・・・超音波
樹脂洗浄槽、６，２１・・・・・・濁度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚染樹脂貯槽、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽、及び
   清浄樹脂貯槽を含むイオン交換樹脂洗浄装置において、
   汚染樹脂貯槽から逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽へ汚染樹
   脂を移送する際にポンプ又はエゼクタにより樹脂を水と
   乱流状態で移送し、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽から清
   浄樹脂貯槽に樹脂をエゼクタ又はポンプで移動する際に
   、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽のオーバフロー管に濁度
   計および変換器を設置し、変換器よりの信号により、清
   浄樹脂貯槽と汚染樹脂貯槽とに切替又は相互の流量を調
   整分割して樹脂を移送することを特徴とするイオン交換
   樹脂の洗浄法。 ２ 清浄樹脂貯槽中の洗浄水を前記各エゼクタ又はポン
   プの駆動水、汚染樹脂貯槽の樹脂移送水及び逆洗槽又は
   超音波樹脂洗浄槽の逆洗水に使用する特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 汚染樹脂貯槽、超音波樹脂洗浄槽、逆洗槽及び清浄
   樹脂貯槽を含むイオン交換樹脂洗浄装置において、汚染
   樹脂貯槽からポンプ又はエゼクタを用いて樹脂を水と乱
   流状態で超音波樹脂洗浄槽に移送し、超音波樹脂洗浄槽
   からポンプ又はエゼクタにより樹脂を水と乱流状態で移
   送し、その際超音波樹脂洗浄槽のオーバフロー管に濁度
   計および変換器を設置し、変換器よりの信号により、逆
   洗槽と逆洗槽の樹脂移送配管のエゼクタ又はポンプ分岐
   管間位置とに切替又は相互の流量を調整分割して樹脂を
   移送し、逆洗槽から樹脂をエゼクタ又はポンプで移送す
   る際に逆洗槽のオーバフロー管に濁度計および変換器を
   設置し、変換器より濁度計の信号により、清浄樹脂貯槽
   と汚染樹脂貯槽とに切替又は相互の流量を調整分割して
   樹脂を移送することを特徴とするイオン交換樹脂の洗浄
   法。 ４ 清浄樹脂貯槽中の清浄水を前記各エゼクタ又はポン
   プの駆動水、汚染樹脂貯槽の樹脂移送水並びに逆洗槽及
   び超音波樹脂洗浄槽の逆洗水に使用する特許請求の範囲
   第３項記載の方法。 ５ 汚染樹脂貯槽、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽、清浄
   樹脂貯槽及び樹脂移送配管を含み、汚染樹脂貯槽と逆洗
   槽又は超音波樹脂洗浄槽との間の移送配管にポンプ又は
   エゼクタを設置し、逆洗槽又は超音波樹脂洗浄槽のオー
   バフロー管に濁度計および変換器を設置し、逆洗槽又は
   超音波樹脂洗浄槽からの移送配管にエゼクタ又はポンプ
   を設置し該配管の一方は清浄樹脂槽に、他方は汚染樹脂
   貯槽に連絡する分岐管となし各分岐配管に前記変換器か
   らの信号による開閉又は流量調整機構を具備する弁を設
   置することを特徴とするイオン交換樹脂洗浄装置。 ６ 清浄樹脂貯槽中の清浄水を汚染樹脂貯槽、逆洗槽又
   は超音波樹脂洗浄槽及び各エゼクタ又はポンプに供給す
   る配管及び弁、並びにポンプを設置してなる特許請求の
   範囲第５項記載の装置。