JPS60166006A - 濾過装置およびその運転方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は復水器からの復水や廃棄物処理系の廃液等の
被処理液を濾過する濾過装置およびその運転方法に係り
、特に濾過塔内に収容される中空糸状濾過膜を加圧流体
を用いて再生する濾過装置およびその運転方法に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に廃棄物処理系に組み込まれる濾過装置は、廃液供
給タンクからの廃液を濾過塔内に案内して濾過し、不純
物が除去された処理液を脱塩器で脱塩処理し、その後原
子炉圧力容器内に給水として供給されるようになってい
る。

前記濾過塔は濾過室内に複数本の中空糸状濾過膜を収容
し、この濾過膜の周壁面に形成され無数の細孔を通して
廃液を通すことにより、各細孔に不純物を捕捉し、濾過
するようになっている。中空糸状濾過膜の細孔（開孔）
に不純物が捕捉されると、細孔部の開孔面積が減少して
いくため、中空糸状濾過膜は壁面内外の圧力差が上昇す
る。

従来の濾過装置は１、中空糸状濾過膜壁面内外の圧力差
が規定値に達すると、濾過塔内に加圧空気を供給し、中
空糸状濾過膜の細孔に捕捉された不純物を剥離させ、分
離せしめる。分離せしめられた不純物は濾過塔内の水（
被処理水）とともに逆洗受タンクに排出される。このよ
うに、中空糸状濾過膜に捕捉された不純物を剥離させる
不純物分離作業毎に逆洗作業が行なわれ、濾過塔内の廃
液が逆洗受タンクに排出されるので、排出される廃液量
が増大し、この排出廃液の処理が大きな問題になってい
る。

また、逆洗時に、濾過塔内金水で洗浄した後に、濾過塔
内を水で満たして濾過作用を継続させている。しかしな
がら、従来の濾過装置においては、逆洗作業の回数が多
く、逆洗作業毎に濾過塔内を洗浄してらるため、洗浄に
要する作業時間が多く、濾過装置を高効率的に能率よく
利用することが困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情を考慮し、濾過塔から逆洗受タ
ンクに排出される逆洗廃液量を少なぐして廃液処理を簡
素化した濾過装置およびその一転方法を提供することを
目的とする。

この発明の他の目的は、逆洗作業時間を少なくしてその
分だけ濾過作業を行ない得るようにし、装置の利用重金
向上させることができる濾過装置およびその運転方法を
提供するにある。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために、本件第１番目の発明に
係る濾過装置は、被処理液供給用流入口および処理液流
出用流出口を備えた濾過塔と、この濾過塔の濾過室に収
納された中空糸状濾過膜と、前記流出入口部の圧力差が
規定差圧に達したとき、濾過塔内に加圧・攪拌用加圧流
体を供給する流体供給装置と、前記中空糸状濾過膜で捕
捉された不純物を逆洗時に収容可能な逆洗受タンクとを
有し、前記濾過塔は前記加圧流体の加圧作用により中空
糸状濾過膜から分離せしめられた不純物を貯蔵する不純
物貯溜部を濾過室底部に形成し、この底部を逆洗受タン
クに連通させたものである。

また、本件第２番目の発明に係る濾過装置の運転方法は
、濾過塔内に収容された中空糸状濾過膜で被処理液を処
理する際、上記濾過塔の流出入口部の圧力差が規定差圧
に達したとき、前記濾過塔まわシの弁を閉じ、流体供給
装置により濾過塔の流出口側から加圧流体を供給して前
記中空糸状濾過膜に圧力を加え、濾過膜表面に捕捉され
た不純物を剥離させ、分離せしめられた不純物ｋｍ過室
底部の不純物貯溜部に沈殿させて貯溜し、被処理液の濾
過作用を開始する方法である。

〔発明の実施例〕 以下、この発明の好ましい実施例について添付図面を参
照して説明する。

第１図は原子力発電プラントの廃棄物処理系に適用され
るこの発明に係る濾過装置を示し、図中符号１０は、被
処理液としての廃液を処理する濾過装置の濾過塔である
。この濾過塔１０は廃液供給ライン１ｌｔ−介して廃液
供給タンク臣に接続される。

廃液供給タンク１２には濾過作用を受ける廃棄物処理系
からの廃液が貯溜される。貯溜された廃液は攪拌機１３
により攪拌され、廃液の均質化が図られる。廃液の攪拌
作用は廃液攪拌ライン１４を循環する廃液によって補助
される。この攪拌ライン１４は、廃液供給ライン１１か
ら分岐され、途中に開閉弁１５を有する。

一方、廃液供給ライン１１には廃液供給ポンプ１７が設
置され、この供給ポンプ１７のポンプ作用により廃液供
給タンク１２内の廃液が流入口１８を介して濾過装置の
濾過室１９内に供給される。廃液供給ライン１１には流
入口１８下流側に流入回加および流入口側の廃液圧力を
検出する入口圧力計２１が設けられる。

また、濾過塔１０のケーシングｎ内は仕切壁Ｍにより濾
過室１９と流出室５とに区画される。濾過室１９内には
複数本の中空糸状濾過膜あが収容される、これらの濾過
膜加は具体的には仕切壁冴にＵ字状に吊設され、この中
空糸状濾過膜２６ヲ介して濾過室１９は流出室部に連通
される。

中空糸状濾過膜加はチューブ状をなし、周壁に第３図に
示すように無数の細孔路が形成され、この細孔あにより
廃液が濾過され、廃液中に含まれる不純物が除去される
ようになっている。

ところで、中空糸状濾過膜２６全収容した濾過塔１０の
濾過室１９の底部には不純物貯溜部四が形成され、との
貯溜部器に中空糸状濾過膜かから剥離され、分離せしめ
られた不溶解性物質としての不純物を貯溜するようにな
っている。不純物貯溜部四は逆洗廃液ライン３０ヲ介し
て逆洗受タンク３１に接続され、貯溜された不純＠を逆
洗受タンク３１に排出し、処理するようになっている。

逆洗廃液ライン（資）には開閉弁３２が設けられている
。

ま九、前記濾過室１９内の中空糸状濾過膜あて濾過され
た処理液は上記濾過膜あ内に形成される軸孔（軸方向の
流路）３５ｔｌ−通って流出室ゐに案内される。この流
出室の流出口あには処理液流出管３７が接続され、この
流出管ｒは流出弁あおよび流量計３９１に介して脱塩器
（図示せず）に接続される。

流出室ゐから流出された処理液は脱塩器でイオン交換作
用を受け脱塩処理された後、原子炉圧力容器等へ供給さ
れるようになっている。処理液流出管３７には流出口側
の液圧力を検出する出口圧力計４０が設けられる。

また、濾過塔１０の流出口凹側には加圧流体を供給する
流体供給装置４３が接続される。流体供給装置４３は復
水補給水や純水を供給する加圧水配管４４と図示しない
コンプレッサにて例えば８ｋｇ／Ｃｍ２程度に加圧され
た加圧空気１に４　ｋｇ／ａｍ２程度に減圧して供給す
る加圧空気配管４５とを有し、両配管４４　、４５は開
閉弁４６　、４７　’ｉ介して濾過塔１０の流出口開側
に接続される。上記加圧空気配管４５の途中から逆洗用
の空気配管絽が分岐され、この空気配管化は開閉弁４９
を介して濾過塔ｉｏの濾過室１９に接続され、この濾過
室１９内に加圧空気を必要に応じて供給するようになっ
ている。

一方、前記加圧水配管材は復水補給水ラインあるいは純
水ライン（共に図示せず）に接続され、復水中綿水が濾
過塔ｌＯの流出室１９に案内されるようになっている。

この加圧水配管Ｉは逆洗作業時に濾過塔１０内部を洗浄
する洗浄水を供給する洗浄水供給装置としても機能する
。なお、符号間、５１は加圧水配管材および加圧空気配
管４５に取付けられた圧力計であり符号５２は開閉弁で
ある。

次に、濾過装置の運転方法について説明する。

廃棄物処理系の廃液供給タンク１２に貯溜された廃液を
濾過する場合には、攪拌機１３ヲ作動させて廃液を攪拌
するとともに廃液供給ポンプ１７を作動させる。この供
給ポンプ１７の作動により、廃液供給タンク１２内の廃
液は廃液供給ライン１１を通って濾過塔１０の濾過室１
９に案内される。

濾過室１９に案内された廃液が中空糸状濾過膜脚の細孔
２８を通るとき、この細孔あの外表面に不純物が捕捉さ
れ、濾過される。この濾過作用を受けて処理された処理
液は中空糸状ｆＩｌ過膜が内の軸孔３５ｆ：通って流出
室６に送られ、この流出室５の流出口あから処理液流出
管３７を通って図示しない脱塩器等に送られるようにな
っている。

濾過塔１０内での廃液の濾過作用が進行すると、中空糸
状濾過膜部の細孔列は次第に不純物が捕捉堆積されてい
くため、濾過塔１０の流出入口ｔ８　、３６の圧力差が
第３図に示すように徐々に大きくなる。

この流出入口部の圧力差は濾過塔１０の出入口の圧力計
２１　、４０により検出される。

そして、濾過塔１０の流出入口部の圧力差が規定差圧、
例えば３　ｋｇ／ａｍ２に達したとき、濾過塔ｌＯまわ
りの弁頭＋　３２．３８　＋　４７　ｔ　４９を閉じ、
加圧水配管材の開閉弁４６を開放する。この開閉弁４６
の開により、濾過塔１０の流出口あ側から流出室δ内に
加圧水による圧力を作用させる。この加圧作用により、
流出室あから中空糸状濾過膜あの内部に圧力が伝播され
、濾過膜かの細孔四に捕捉されてい次不純物が細孔表面
から剥離し、不純物貯溜部四に沈殿せしめられる。この
ように、加圧水にて一定時間逆圧を加えた後、開閉弁４
６ヲ閉じ、濾過塔ｌＯの流入弁（イ）、流出弁３８を開
いて再び廃液の濾過作用を再開する。

以後、廃液の濾過作用と加圧水による不純物の剥離作用
を数回反復させる。この反復継続により、濾過作用再開
時の濾過塔ｌＯ流出入口部の初期差圧が徐々に上昇する
ので、反復継続の周期は徐々に短縮される。不純物の剥
離作用は加圧水配管材からの加圧空気によって行なって
もよい。この場合には開閉弁妬が閉じ、加圧空気配管４
５の開閉弁４７　、５２が開かれる。

しかして、廃液の濾過作用と不純物の剥離作用が数回反
復されるが、不純物の剥離作用時に分離せしめられた不
純物を濾過塔１０外にその都度排出する必要がなく、濾
過作用全継続することができるので、濾過作業の作業能
率が向上するとともに、濾過塔１０外に排出される廃液
量が減少し、廃液処理をスムーズに行なうことができる
。

また、中空糸状濾過膜あの表面に捕捉された不純物を取
り除く手段は、濾過塔ｌＯの流出口あ側から圧力を加え
る疋けでよいから、操作が容易でめり、不純物の剥離作
用を短時間で行ない得るので濾過装置の操作性、稼動率
が向上する。

実際、濾過作用による効果を確認するために、中空糸状
濾過膜あの長さ３５０ｍｍ、その濾過表面積０　、３　
ｍ２、濾過流量０−５１７’ｒｎ　ｉ　ｎ　％濾過塔１
０流入口側の不溶解性鉄濃度（不純物濃度）　２００ｐ
ｐｍの場合でモデル実験した。

このモデル実験装置で濾過作用を開始すると、濾過によ
り捕捉された不純物量が増加するにしたがい、濾過塔Ｉ
Ｏの流出入口部の圧力差が上昇していき、規定差圧に達
する。

従来の濾過装置では、規定差圧に達すると中空糸状濾過
膜の洗浄が開始され、濾過塔から逆洗廃液が排出されて
いた。しかし、この発明に係るモデル濾過装置において
は、濾過塔１０流出入口部の圧力差が規定差圧に達した
とき、４　ｋｇ／ａｍ２程度に加圧された圧縮空気を瞬
時に送シ込み、濾過塔ｌＯの流出口側から約加分間加圧
させることにより、中空糸状濾過膜あの内部に残留して
いる処理液が上記濾過膜がの細孔２８を内側から加圧し
、細孔公金閉塞している不溶解性物質を細孔表面からス
ムーズに剥離させることができた。

中空糸状濾過膜々に捕捉された不純物を剥離させること
により、濾過塔ｌＯ流出入口部の差圧が濾過可能な値ま
で低下するので、洗浄廃液を濾過塔ｌＯ外に排出しなく
ても、濾過作用全再開させ、継続することができる。こ
のため、排出廃液量を大幅（約１／４）に減少させるこ
とができる。

このようにして、数回の濾過作用と不純物剥離用を繰り
返した後、逆洗作業を行なう。逆洗作業時には、濾過塔
１０内に貯溜された不純物を逆洗廃液ライン３０を通し
て廃液とともに逆洗受タンク３１内に排出する。逆洗作
業を効率的に行なうため、分岐配管招から濾過室１９内
に加圧空気を供給させることがある。

なお、この発明の詳細な説明においては、廃棄物処理系
の廃液を濾過装置で処理する例について説明したが、こ
の濾過装置を原子力発電プラントに組み込まれる復水ラ
インに設け、復水器からの復水を処理するようにしても
よい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明においては、濾過塔流出
入口部の圧力が規定差圧に達したとき、流体供給装置に
より加圧流体を濾過塔の流出口側から加圧し、濾過室に
収容された中空糸状濾過膜の内部に圧力を加えて濾過膜
表面に捕捉されていた不純物を剥離させることができる
。しかも、この剥離作業の都度、不純物を含む廃液を濾
過塔外に排出する必要がないので排出廃液量が減少し、
その処理が容易になる。

ま−、た、剥離作業により分離せしめられた不純物を濾
過室底部の不純物貯溜部に沈殿させた状態で濾過作用全
再開することができるので、装置の利用率を向上させる
ことができ、濾過作業を有効的に行なうことができる。

さらに、中空糸状濾過膜の表面に捕捉された不純物は流
体供給装置からの加圧流体を作用させ、加圧するだけで
剥離させることができるので、剥離作用の操作が容易で
あり、かつ短時間で行ない得るので、濾過装置の操作性
、稼動率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る濾過装置の一実施例を示す系統
図、第２図は上記濾過装置に組み込まれる中空糸状濾過
膜の部分的拡大図、第３図はこの発明に係る濾過装置の
運転方法を示すグラフである。 ｉｏ・・・濾過塔、Ｌｌ・・・廃液供給ライン、１２・
・・廃液供給タンク、１７・・・廃液供給ポンプ、１８
・・・流入口、１９・・・濾過室、２１・・・入口圧力
計、ゐ・・・ケーシング、冴・・・仕切壁、５・・・流
出室、あ・・・中空糸状濾過膜、四・・・不純物貯溜部
、３１・・・逆洗受夕／り、あ・・・流出口、３７・・
・処理液流出管、４０・・・出口圧力計、４３・・・流
体供給装置、必・・・加圧水配管、４５・・・加圧空気
配管、４６　、４７　、４９・・・開閉弁。 出願人代理人　波多野　久 第１図 第２図 第３図 硲

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理液供給用流入口および処理液流出用流出口を
   備えた濾過塔と、この濾過塔の濾過室に収納され念中空
   糸状濾過膜と、前記流出入口部の圧力差が規定差圧に達
   したとき、濾過塔内に加圧・攪拌用加圧流体を供給する
   流体供給装置と、前記中空糸状濾過膜で捕捉され不純物
   を逆洗時に収容可能な逆洗受タンクとを有し、前記濾過
   塔は前記加圧流体の加圧作用により中空糸状濾過膜から
   分離せしめられた不純物を貯蔵する不純物貯溜部を濾過
   室底部に形成し、この底部を逆洗受タンクに連通させた
   ことｔ−特徴とする濾過装置。 ２、濾過塔内は仕切壁で濾過室と流出室とに区画され、
   上記仕切壁に中空糸状濾過膜が吊設され、この濾過膜を
   介して濾過室は流出室に連通された特許請求の範囲第１
   項に記載の濾過装置。 ３、流体供給装置は加圧空気供給配管と加圧水供給配管
   とを有し、両供給配管は開閉弁を介して濾過塔の流出口
   側に接続された特許請求の範囲第１項に記載の濾過装置
   。 ４、濾過塔内に収容された中空糸状濾過膜で被処理液を
   処理する際、上記濾過塔の流出入口部の圧力差が規定差
   圧に達したとき、前記濾過ｑｒまわり゛め弁を閉じ、流
   体供給装置により濾過塔の流出口側から加圧流体を供給
   して前記中空糸状濾過膜に圧力を加え、濾過膜表面に捕
   捉された不純物を剥離させ、分離せしめられた不純物を
   濾過室底部の不純物貯溜部に沈殿させて貯溜し、被処理
   液の濾過作用を開始することを特徴とする濾過装置の運
   転方法。 ５、被処理液の濾過作用と中空糸状濾過膜に捕捉された
   不純物の剥離作用とを複数回反復させた後、濾過塔内を
   逆洗させ、との逆洗時に不純物貯溜部に貯溜された不純
   物を逆洗受タンクに排出する特許請求の範囲第４項に記
   載の濾過装置の運転方法。