JPS60218098A - 放射性廃液中の塩素イオン除去方法および装置 - 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］ 本発明は、例えば原子力発電プラントにおいて生ずる放
射性廃液中の塩素イオンを除去する方法および装置に関
する。

［発明の技術的前傾とその問題点］ 原子力発電プラントにおいては、二次冷却水として海水
を使用しているが、この海水がリークして原子カプラン
ト内に流入した場合、プラントから排出される放射性廃
液中には腐蝕性の塩素イオンが含有されるようになるた
め、このような廃液は蒸発濃縮器で処理することができ
ないという問題がある。

このため従来から、このような放射性廃液は、放射性核
種を除去した後そのまま放出するか、あるいはこの廃液
をイオン交換樹脂塔に通水した後蒸発濃縮する一方、使
用済みのイオン交換樹脂を同化処理して廃棄することが
行われている。

しかしながら、前者の方法においては、蒸発濃縮処理が
できないため種々の放射性核種を完全に除去することが
困難Ｃあるという問題があり、また後者の方法において
は、廃樹脂発生量が増大するとい５問題があった。

本発明者等はこのような問題を解決するために、先に放
射性廃液中の塩素イオンをどスマス化合物に吸着させて
除去する方法を提案したが（特開昭５８−１６１８９４
５号公報）、この方法では放射性廃液中にクラッド（主
としてＦｅ　２０ｓ　）等の不溶解固形分や海水中のＮ
ａＣβに由来するナトリウムイオンが存在すると塩素イ
オンの除去効率が非常に低下するという難点があった。

また、単に塩素イオンを含む放射性廃液中にビスマス化
合物を投入し攪拌混合して塩素イオンを吸着させる従来
の方法では、中性ないしアルカリ性の領域では塩素イオ
ンの吸着効率が低く、このためビスマス化合物による吸
着効果を十分に発揮させるためには放射性廃液をｐＨ２
程度の酸性に調整しておかなければならず、放射性廃液
を収容する廃液収容槽や配管を含む装置全体を耐食性材
料で構成しなければならないという難点があった。

さらにビスマス化合物が塩素イオンと反応してオキシ塩
化ビスマス（Ｂｉ　０Ｃ１）が生成するにしたがって通
液抵抗が著しく増大し、場合によっては処理直前の通液
速度が初期の通液速度の１／１５にまで一砥５下してし
まうという難点があった。

［発明の目的］ 本発明はこのような従来の難点に対処してなされたもの
で、塩素イオンの吸着を妨害するクラッドやナトリウム
イオンを除去しつつ、しかも吸着の行なわれる領域のみ
を酸性の状態にして、効率よく放射性廃液中の塩素イオ
ンを除去する方法およびこの方法に使用する装置を提供
することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明の放射性廃液中の塩素イオン除去方法は
、塩素イオンを含む放射性廃液を、微粒子状担体に担持
させたビスマス化合物と陽イオン交換樹脂との混合物中
に通過させることを特徴としており、またこの方法に使
用する装置は、塩素イオンを含む放射性廃液を収容する
廃液収容槽と、微粒子状担体に担持させたビスマス化合
物と陽イオン交換樹脂との混合物を充填してなるミック
スベッドカラムと、このミックスベッドカラムを通過し
た放射性廃液を貯蔵する処理水貯蔵槽とを備えたことを
特徴としている。

本発明に使用されるビスマス化合物としては、ビスマス
酸（ＨＢｉ　０３　）またはその塩、あるいは酸化ビス
マス（Ｂｉ２０３・ｎＨ２Ｏ（ｎ≧０））等があげられ
るが、これらのうち特に水酸化ビスマス（Ｂｉ　（ＯＨ
）３’）が適している。

水酸化ビスマスは、例えば硝酸ビスマスとマンニットと
をすり合せて水に溶解させ、これを２０％のＮａ　ＯＨ
水溶液に注いで希釈した後、４ＮＡ定（Ｎ）の硫酸を添
加して中和し、次いで冷却した後、２４時間熟成し沈澱
物を洗浄することによって調製される。

この水酸化ビスマスは、風乾、粉砕、分級等の操作を行
なうことなくそのまま微粒子状担体に担持させて用いら
れる。

ビスマス化合物を担持させる微粒子状単体としては、ゼ
オライトが適している。ゼオライトにビスマス化合物を
担持させるには、例えば担体であるゼオライトとビスマ
ス化合物とを、水中で攪拌混合すればよい。この操作に
より吸着特性に優れ、かつ比表面積の大きいゼオライト
の表面に、水酸化ビスマスのようなビスマス化合物が吸
着される。

こうして得られた微粒子状担体に担持されたビスマス化
合物を陽イオン交換樹脂と混合し、カラムに充填するこ
とによりミックスベッドカラムが調製される。

［発明の実施例］ 以下本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の塩素イオン除去装置の構成
を概略的に示すブロック図である。

この塩素イオン除去装置は、リーク海水やリーク海水を
処理した脱塩器再生廃液あるとは床ドレン廃液等の含塩
素イオン廃液を一口収容する廃液収容槽１、上述した方
法により硝酸ビスマスからスラリー状の水酸化ビスマス
を調製する水酸化ビスマス調製槽２、水酸化ビスマス調
製槽２から送られたスラリー状の水酸化ビスマスをゼオ
ライトと混合して担持させ、次いでゼオライトに担持さ
れた水酸化ビスマスと陽イオン交換樹脂貯蔵槽３から送
られた陽イオン交換樹脂とを混合するゼオライト樹脂混
合槽４、ゼオライト樹脂混合槽４から送られた混合物を
ミックスベッドとして収容するミックスベッドカラム５
ａ　、５ｂおよびこのミックスベッドカラム５ａ　、５
ｂで処理された処理水を次の処理を行なうまで−Ｂ貯蔵
する処理水貯蔵槽６とから構成されている。

次に、上述した実施例の装置を用いて塩素イオンを除去
する方法について説明する。

まず、ミックスベッドカラム５ａ１５ｂにゼオライトに
担持された水酸化ビスマスと陽イオン交換樹脂との混合
物とがミックスベッドとして充填された後、廃液収容槽
１に収容されている含塩素イオン廃液７が、適当な通水
速度でミックスベッドカラム５ａまたは５ｂの一方に通
水される。なおミックスベッドカラム５ａ　、５ｂは交
互に用いられる。

ここで、放射性廃液中のナトリウムイオンその他の陽イ
オンが、陽イオン交換樹脂により水素イオンと交換され
廃液全体が酸性とされるとともに、クラッドがゼオライ
トにより吸着除去され、同時に放射性廃液中の塩素イオ
ンがゼオライトに担持された水酸化ビスマスによって効
果的に吸着され除去される。このとき水酸化ビスマスは
塩素と反応してオキシ塩化ビスマスを生成するが微粒子
状の゛ゼオライトにより通水のための空隙が確保されて
いるので通水抵抗はさほど上昇しない。

次いで、このミックスベッドカラム５ａ　、　５ｂを通
った処理水は処理水貯蔵槽６に収容され貯蔵される。

従って、この装置によれば、ゼオライトおよび陽イオン
交換樹脂により放射性廃液中のクラッドおよびナトリウ
ムイオンが同時に除去され、これらが存在しない状態で
塩素イオンが水酸化ビスマスと接触するため、第２図お
よび第３図に示したように、水酸化ビスマスへの塩素イ
オン吸着効果が改善され、塩素イオン除去効率が大幅に
向上する。

すなわち、第２図は、２０００　ｐ１１＋１１の塩素イ
オンを有するｐＨ７の溶液にクラッド（Ｆｅ　２０ｓ　
）を異なる饅添加した複数の模擬廃液に、２５℃で２４
時間水酸化ビスマスを浸漬して塩素イオン吸着口を測定
した結果を示したグラフである。第２図の結果から明ら
かなように、被処理液中のクラッド量の減少とともに、
塩素イオンの吸着量が急激に増大していること、がわか
る。

また第３図は２３００　Ｉ）１１１＋１のＮａＣβを含
有するｐＨ２の模擬廃液（曲線Ａ）およびナトリウムイ
オンを含まない２３００　ｆ）ｐｍの塩素イオンを含有
するｐＨ２の模擬廃液（曲ＩａＢ）を、それぞれ水酸化
ビスマスを充填したカラムに０．１ｍ／ｈｒの通水速度
で通過させた場合の処理液量（州β１Ｏ−Ｂｉ　（Ｏｆ
−１）　３）に対するカラム出口塩素濃度（μＱ／ｒＡ
ｉｌ＞を測定した結果を示している。第３図のグラフか
ら明らかなように、被処理液中に　□ナトリウムイオン
が存在しないと水酸化ビスマスによる塩素イオン吸着作
用がかなり向上することがわかる。

また、第４図は２００　！１１１１９の塩素イオンを含
む水溶液の吐を変化させて、２５℃の液温にて水酸化ビ
スマスを２４時間浸漬して水酸化ビスマスへの塩素吸着
量（ｌｅＱ　１０−Ｂ　ｉ　（ＯＨ）　３）を測定した
結果を示すグラフである。このグラフから放射性廃液が
陽イオン交換樹脂により酸性とされた場合には、水酸化
ビスマスの塩素イオン吸＠量が増大することがわかる。

また第５図は第２図において、曲線Ａで示したｐＨ２で
塩素イオン濃度が２３００１）ＤＩＲのＮａＣぶ溶液を
この実施例の装置に通過させた場合のカラム出口におけ
るｐＨを測定した結果を示すグラフである。このグラフ
から陽イオン交換樹脂により一旦酸性になった被処理液
が水酸化ビスマスにより塩素イオンが吸着された結果、
再び′中性になっていることがわかる。

したがって本発明の装置においては、中和装置を不要と
することもできる。なお安全性を考處して、処理水貯蔵
槽６に中和装置を設けてもよいことは勿論である。

〔発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように本発明の方法および装
置によれば、ビスマス化合物がゼオライト表面に担持さ
れた状態で用いられているため、ビスマス化合物の比表
面積が大きくなり、塩素イオンの吸着性能の向上を図る
ことができる。

また、微粒子状担体に担持されたビスマス化合物と陽イ
オン交換樹脂との混合物によりミックスベッドが構成さ
れているため、ゼオライト等による不溶解固形分（クラ
ッド）の除去および陽イオン交換樹脂によるナトリウム
イオンと水素イオンの交換がほぼ同時に起こり、ビスマ
ス化合物による塩素イオンの吸着効果が従来に比べて著
しく改善され、また処理中に湧水抵抗が異常に上昇する
ようなこともない。さらにこのミックスベッドによって
処理された廃液のｐＨはほぼ中性付近となるため、設備
に特別の防蝕手段を施す必要がなく、その後の中和操作
を省略することもできるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
クラッドが存在した場合の塩素イオン吸着量の変化を示
すグラフ、第３図はナトリウムイオンが存在した場合と
しない場合の水酸化ビスマスを充填したカラムの処理液
量に対する出口塩素イオン濃度の変化を示すグラフ、第
４図はＤＨによる水酸化ビスマスの塩素イオン吸＠饅の
変化を示すグラフ、第５図は塩素イオン吸着処理後の被
処理液のｌ）Ｈを示すグラフである。 １・・・・・・・・・・・・廃液収容槽２・・・・・・
・・・・・・水酸化ビスマス調製槽３・・・・・・・・
・・・・陽イオン交換樹脂貯蔵槽４・・・・・・・・・
・・・ゼオライト混合槽５ａ　、５ｂ・・・ミックスベ
ッドカラム６・・・・・・・・・・・・処理水貯蔵槽代
理人弁理士　須　山　佐　− 第１図 第２図 Ｆｅ２Ｏ３量ＣＨｇ　／ｍｌ　） 第４図 第５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩素イオンを含む放射性廃液を、微粒子状担体に
   担持させたビスマス化合物と陽イオン交換樹脂との混合
   物中に通過させることを特徴とする放射性廃液中の塩素
   イオン除去方法。
2. （２）ビスマス化合物が水酸化ビスマスである特許請求
   の範囲第１項記載の放射性廃液中の塩素イオン除去方法
   。
3. （３）微粒子状担体がゼオライトである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の放射性廃液中の塩素イオン除
   去方法。
4. （４）塩素イオンを含む放射性廃液を収容する廃液収容
   槽と、微粒子状担体に担持させたビスマス化合物と陽イ
   オン交換樹脂との混合物を充填してなるミックスベッド
   カラムと、このミックスベッドカラムを通過した放射性
   廃液を貯蔵する処理水貯蔵槽とを備えたことを特徴とす
   る放射性廃液中の塩素イオン除去装置。
5. （５）ビスマス化合物が水酸化ビスマスである特許請求
   の範囲第４項記載の放射性廃液中の塩素イオン除去装置
   。
6. （６）微粒子状担体がゼオライトである特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の放射性廃液中の塩素イオン除
   去′装置。