JPS6058291A - 懸濁物質含有液浄化装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は懸濁物質含有液の浄化装置に関し、更に詳しく
は濾過容器の濾過原液入りロラインに紫外線ランプを設
けることによって、懸濁物質含有液中の微生物を不活化
して濾過することにより濾過および逆洗性の低下を防止
する浄化装置に関するもので、特に放射性懸濁物質含有
液の浄化装置として好適に用いられる。

（発明の背景ン 液中の懸濁物質を多孔質濾過膜により濾過する場合、多
孔質濾過膜の表面に懸濁物質の微粒子が付着して次第に
濾過効率が低下する。

そのために、従来、この濾過膜を再生する方法として、
例えば酸、アルカリによる化学洗浄法あるいは濾過時と
逆の経路で空気あるいは濾過液を連続的に導入する物理
洗浄法が知られている。

しかし、これら再生法を施しても濾過性能の回復性が十
分でないという傾向がある。

本発明者等はその原因について種々検討した結果、放射
性廃液等の濾過原液に微生物が含まれている場合には、
それが分離用の多孔質濾過膜に捕捉され易く、かつ粘着
性を有するために逆洗の際の剥離性が悪く、逆洗性を低
下させると共に、更に濾過運転が長期に亘る場合には、
捕捉された微生物が膜面で繁殖してこの現象がより顕著
になり易いことを知った。

（発明の目的） 本発明者等はこのような事情に鑑み、微生物を含有する
懸濁物質含有液、特に放射性懸濁物質含有液の濾過効率
および逆洗性の低下を防止することを目的として鋭意検
討した結果、紫外線が殺菌性を有するとともに超音波に
よる振動が紫外線ランプ表面の汚染に対して洗浄効果の
あることに着目して本発明をなすに至った。

（発明の構成および効果） すなわち、本発明は微生物を含む！！濁物質含有液を多
孔質濾過膜で濾過するＳ！置であって、濾過容器の濾過
原液入口ラインに紫外線ランプを装備した少なくとも１
つの殺菌塔を組み込むと共に、さらに該殺菌塔内に該紫
外線ランプのジャケット等の汚染による殺菌効果の低下
防止のため、１個または非対向配置の２個以上の超音波
振動子を装備してなる浄化装置である。

本発明でいう微生物を含む懸濁物質含有液とは、液中に
粘着性またはｆｑ着性を有するバクテリア等の微生物あ
るいはこれに加えてその他の粘着性物質を含有するもの
で、その種類、含有量等については特に制限されない。

具体的には、例えば原子力施設等からの放射性懸濁物質
含有液（放躬性廃′ａ）、食品、医薬、化学工業等から
の懸濁物質を含む水性廃液等を挙げることができる。本
発明の浄化装置は、これらＩ！！濁物質含有液のうち特
に原子力施設からの放射性廃液、例えばコバル１へ、マ
ンガンあるいは鉄等の１種まＩＣは２種以上の各種の酸
化物を懸濁物質として含有する低Ｎ導度廃液の処理に適
している。

懸濁物質を濾過するだめの多孔質濾過膜としては、濾過
分離を有効に行なうため、０．０１〜３．０μｍの微細
孔を有するものが好ましい。このような濾過膜としては
、中空糸濾過膜、セラミックフィルター、焼結金属ＭＬ
金属メツシュフィルター等のあらゆる種類の多孔質濾過
膜を挙げることができるが、特に中空糸濾過膜が好まし
い。

中空糸濾過膜は外径３００〜３０００μｍ１膜厚５０〜
５００μｍ程度のものを、数１０〜数１０万本束ねた集
束体を、望ましくは円筒などの保護外筒に収めて使用す
る。

本発明で使用する濾過装置では、このような微細孔を有
する濾過膜を使用することにより、放射性懸濁物質（ク
ラッド）等の懸濁物質を効果的に分離できるが、反面、
懸濁物質含有液中の微生物が該懸濁物質および微細孔と
ほぼ同範囲内の大きさであり、かつ粘着性であるために
、該濾過膜に特に捕捉され易く、濾過性および逆洗性に
影響を与え易い。

そこで本発明では、濾過容器の濾過原液入口ラインに紫
外線ランプを装備した殺菌塔（殺菌装置）を装着し、濾
過前に微生物を不活化する。これによって、懸濁物質の
分離効率を良好に保持すると共に、微生物を濾過原液入
口ライン中で不活化して粘着性および繁殖性を除き、剥
離性を向上させ、逆洗性の低下も防止することができる
。

殺菌塔に装置される紫外線ランプとしては、例えば波長
２４０〜２６０ｎｍの紫外線を出す３０〜２００ワツト
の水銀ランプが用いられる。

これら紫外線ランプによる照射時間等の条件は微生物を
不活化し得る範囲内で適宜設定することができる。

紫外線を利用した殺菌装置は一般には既に普及している
技術であるが、処理液中の懸濁物質による汚染の為、殺
菌効果が経時的に減少するという問題がある。

従って本発明の殺菌塔には、懸濁物質のランプジャケラ
］・および塔内壁への付着による殺菌効果の低下を防止
するために、１個または非対向配置く対向配置であると
干渉を生じる〉の２個以上の超音波振動子を装備する。

特に放射性懸濁物質を含有する液中の微生物を不活化す
るには、作業者が被爆ブる等の問題からこのような無人
の浄化装置を備えたシステムが効果的である。

超音波は、殺菌塔外の発振器より供給する出力に応じて
、超音波振動子より振巾を調整して発振し、ランプジャ
ケットおよび塔内壁にあてる。この超音波の周波数は、
１０ＫＩ−１ｚ以上、好ましくは２０〜５００Ｋ　ＨＺ
が適当である。また、本発明でいう超音波振動子の非対
向配置どはその取付高さを異にするか、またはそれが同
レベルの場合は対向する超音波振動子面が互に１８０°
±１０°の範囲に入らないように配置した状態をいう。

なお、紫外線の照射効率を高めるために殺菌塔の内壁は
鏡面仕上げとするのが好ましい。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係わる浄化装置の一例を示づプロセス
フローシートで、膜として中空糸多孔質濾過膜を用いる
場合の例を示したものである。第７図中、１は中空糸多
孔質濾過膜２を内蔵した濾過容器、３は濾過容器１から
の逆洗液を受けるタンクで、４は逆洗気体浄化装置であ
る。

濾過容器１の上方部は濾過液帯部Ａ、下方部は原液帯部
Ｂに仕切られており、その仕切板を通して、下端を封じ
た中空糸濾過膜の集束体２を保護円筒に収納して１〜複
数個配置取ｆりけである。

放射性懸濁物質を含む放射性原液は濾過原液供給ライン
５から殺菌塔６に導入され、殺菌塔６内の紫外線ランプ
７により、微生物が殺菌、不活化される。この紫外線ラ
ンプ７は好ましくはランプジャケット８に収納−されて
いる。超音波が光振器９よりの出力に応じて、超音波振
動子１０より発振され、ランプジャケット８に至り、同
ジ１アケツ１−の汚染を防止する。超音波振動子１０を
２個以上装備するときは干渉を生じないように非対向に
配置されている。

殺菌された原液はライン１１から濾過容器１の原液帯部
Ｂに導入される。導入された原液は中空糸多孔質濾過膜
２で濾過され、その原液中に含まれる放射性懸濁物質は
膜面上に捕捉除去される。浄化された濾過液は中空糸濾
過膜の中空糸内を通り、濾過液帯部Ａに導かれ、更に濾
過液排出ライン１２から濾過容器１外に導出され、浄化
液として再使用または系外に放出される。中空糸多孔質
濾過膜２の表面にｔｃ、濁物質が堆積して濾過性能が低
下した場合、濾過液排出ライン１２を閉じ、中空糸多孔
質濾過膜２が液中に浸漬されている状態で逆洗気体供給
ライン１３がら空気またはオゾン含有空気等の加圧気体
を濾過容器１の濾過液帯部／’ｌ紅で中空糸多孔質濾過
膜２の中空糸内に圧入し、その膜表面から無数の気泡を
発生させ、中空糸多孔質濾過膜２の表面に堆積および付
着した放射性懸濁物質および微生物を剥離除去づる。

その逆洗気体は逆洗気体出口ライン１４から濾過容器１
外に導出されるが、これは微ωの懸濁物質を有するミス
トを含んでいるので、一時的に逆洗液受タンク３に導く
。この逆洗液受タンク３でミスト中の黴鑓の懸濁物質を
落し、ざらに逆洗気体排出ライン１５からデミスタ−を
内蔵した逆洗気体浄化装置４に導き、逆洗気体を浄化し
た後、浄化気体放出ライン１６から放出する。

１・ｒｌ　＾　顛　鴫　山ハ洒齢鍼薯物醤ん全４畳ｔｈ
　’Ｉ＞　液Ｌｉ逆洗液排出ライン１７から逆洗液受タ
ンク３に集められる。このタンク３の逆洗液は逆洗液輸
送ライン１８から貯蔵タンクに送られるか、プラスチッ
ク固化、アスファルト同化またはセメント固イし８１等
に送られ処理される。

以上のごとき本発明の浄化装置によ＊ＬＬ、ｆ、次のよ
うな効果が得られる。

■微生物を含む懸濁物質含有液の濾過処理にＪ５いて、
殺菌塔を紺み込むことにより、懸濁１勿貿を効率よく長
期にわたって安定的に分離しくＪる。

■濾過圧が上昇した際、通常、化学処理法としてのｉＩ
Ｑ、フルカリ等を利用した薬洗ｈ〜採用されているが、
薬洗後、濾過中にはこれらのイオンが含まれることにな
り処理液によってＧ、を不適当の場合があるが、本発明
の浄化装置でｌま気イ本逆洗でよ０ので問題ない。

■化学処理法を用いて薬洗づる場合、薬ン先乃くの処理
が必要となり、プロセスが複１（ヒする力〜、本発明の
浄化装置ではそのような問題（ｊな０゜■微生物による
濾過圧上昇が少ないため、３勇ン先インターバルが長く
どれ、逆洗液発生量が少ない。

■濾過圧の復帰性が良好なため膜寿命が長く経演的であ
り、２次廃東物発」−量す減少する。

■膜膜寿命長くなることにより、濾過膜交換回数が減少
し、懸濁物質含有液として放ｑ４性廃液を用いる場合に
作業者の被曝ＦＡ量が減少する。

■殺菌塔に超音波振動子を装置することにより、ランプ
ジャケラ１〜ｄ５よひ容器内壁への懸濁物質の付着を防
止でき、良好な殺菌性が持続する。

■殺菌塔の汚れを無人で浄化できるため、懸濁物質含有
液どして放射性廃液を用いる場合に作業者の被曝を防止
できる。

（実施例および比較例の説明） 以下、本発明を実施例Ｊ３よび比較例に基づきさらに具
体的に説明する。

実施例１　ａ３よび比較例１ ポリビニルアルコール系ポリマーから作られた０、０１
〜０．５μｍの微細孔を右する外径９００μ、内径４５
０μおよび純水の透過速度（Ｋ　）　２００４　／１１
ｒ−ａｔｍ−尻（膜面積は外壁面で計紳）、バブルポイ
ント　１．５ａｔｍ、、有効長２５　ｃｍの中空糸１５
０本が、上端部はシール固定され、下端部は各々の中空
糸開口部が接着剤で封止されかつ中空糸同志は固定され
ず自由端を形成する構造の濾過膜集束体２を形成する。

その膜面積は０．１７ｄである。上記濾過面積をもつ中
空糸状濾過膜集束体１個を第１図と同様の濾過容器１に
組み込んだ。

原液タンク中で、平均粒径０．６μｍの水酸化鉄を含む
水を腐敗させて（コロニーカラン１へ法で測定した微生
物濃度１０６〜１０７個／ｍε）、模擬廃液を調製し、
濾過逆洗試験を行なった。

第１図と同様の装置において、上記の水を原液タンクか
ら、ライン５を経て殺菌塔６に通人し、微生物を不活化
した後、ライン１１より濾過容器１に導入して濾過を行
なった。

殺菌塔６の詳細は第２図に示す通りで、７は紫外線ラン
プ、８はランプジャケラ１〜．１ｏは超音波振動子、９
は超音波発振器、５は濾過原液供給ライン、１１は濾過
原液の殺菌塔から濾過容器１への供給ラインを示す。濾
液はライン１２より抜き出した。

濾過中止後、濾過時の液を保持したままの状態で空気を
ライン１３より濾過容器１に通人し、ライン１４より′
４Ｊ［出し、また逆洗液はライン１７より抜出すことに
より、上記濾過膜の逆洗を行ない、濾過初期圧を測定し
た〈実施例１）。

以上の試験条件は以下の通りであった。

’ａｌＡ？ｆｆ１ｆｆｌ　：　１５Ｊ　／　ｌｌｒ　逆
洗１ｆ　：　３ｋｇ／　ｃＢｔ鑵過時間：１５１１ｒ　
逆洗時間：１０分温　度　：２０℃　殺菌塔容ＩＪ：５
Ｊ紫外線ランプ：低圧水銀ランプ、３０Ｗ超音波発振器
：　３００Ｗ、２５　Ｋ　ｌ−１ｚ試　験　回　数：　
５サイクル 一方、比較として殺菌塔の作動を停Ｊｈ　Ｌ、た以外は
実施例１と同様に試験し、逆洗後の濾過初期圧を比較し
た。（比較例１ン それぞれの初期圧の変化を第３図に示した。第３図に示
されるごとく、殺菌塔を作動させて濾過を行なった実施
例１は、殺菌塔の作動を停止して濾過を行なった比較例
１に比較して、初期圧の上昇は極く僅かであり、殺菌塔
の使用による効果が現われていることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる浄化装置の一実施例を示すプロ
レスフローシート、 第２図は実施例１における殺菌塔の拡大図、および 第３図は実施例１および比較例１におりる運転時間と濾
過初期圧の関係を示すグラフ。 １・・・濾過容器、 ２・・・中空糸多孔質濾過膜、 ５・・・濾過原液供給ライン、 ６・・・殺菌塔、 ７・・・紫外線ランプ ８・・・ランプジャケラ１へ、 ９・・・超音波発振器、 １０・・・超音波振動子、 １１・・・濾過原液の殺菌塔から濾過容器への供給ライ
ン、 １２・・・濾過液υ１出ライン、 １３・・・逆洗気体供給ライン、 １４・・・逆洗気体出口ライン、 １６・・・浄化気体放出ライン、 １７・・・逆洗液排出ライン。 特許出願人　日　揮　株　式　会　社 代理人　弁理士　伊　東　辰　雄 代理人　弁理士　伊　東　哲　也 第２図 第　３１！Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微生物を含む懸濁物質含有液を多孔質濾過膜で濾過
   する装置であって、濾過容器の濾過原液入口ラインに紫
   外線ランプを装備した少なくども１つの殺菌」ｂを組み
   込むと共に、該殺菌塔内に　１個または非対向配置の２
   個以上の超音波振動子を装備したことを特徴とする懸濁
   物質含有液浄化装置。 ２、前記懸濁物質含有液が放射性懸濁物質含有液である
   前記特許請求の範囲第１項記載の懸濁物質含有液浄化装
   置。 ３、前記濾過膜が中空糸多孔質濾過膜である特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の懸濁物質含有液浄化装置
   。