JPS61247999A - 改良されたイオン交換樹脂の再生法 - Google Patents

改良されたイオン交換樹脂の再生法

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JPS61247999A
JPS61247999A JP60088778A JP8877885A JPS61247999A JP S61247999 A JPS61247999 A JP S61247999A JP 60088778 A JP60088778 A JP 60088778A JP 8877885 A JP8877885 A JP 8877885A JP S61247999 A JPS61247999 A JP S61247999A
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JP
Japan
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exchange resin
regeneration
chamber
cathode
resin
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JP60088778A
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Inventor
松井 多嘉夫
釜谷 昌水
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、放射性核種を含有する廃水処理に使用したイ
オン交換樹脂を再使用するための再生方法の改良に関す
る。
且米旦炊亘 BWR型の原子力発電所で発生する使用ずみのイオン交
換樹脂を再生するには、酸およびアルカリの再生剤を使
用する。即ち使用ずみのイオン交換樹脂に吸着したイオ
ンを大過剰のH+イオン又はOR−イオンにより強制的
に置換させることにより再生を行なうためである。従っ
てこの場合にイオン交換樹脂の再生率を高めるにはかな
りの量の酸、アルカリを使用しなければならないための
再生廃液が多量に発生し、しかもこれが放射性であるた
め、放射性廃液として減容固化処理しなければならない
。これは固化処理に余分な負担がかかることを意味し、
再生廃液の量を減少させる対策が求められている。
ひとつの対策として、使用ずみのイオン交換樹脂を再生
処理した廃液から、再生剤を回収して再使用することが
考えられ、イオン交換膜を用いた電解透析法が提案され
た(%開開50−60700号)。
しかし、これだけでは再生廃液の発生量を十分減少させ
ることはできないので根本的な改善は望めない。再生廃
液蓋を大幅に減らし、かつ高い再生率を得るためにはイ
オン交換樹脂そのものの再生を改良しなければならない
。この方法として陽・陰画極間にイオン交換樹脂と溶媒
とを介在せしめ、両極間に通電することにより、水の電
気分解で生じる虻あるいはOH−でイオン交換樹脂を再
生する方法が提案された(特公昭29−1575号、特
開昭53−116278号)。しかしこの方法では樹脂
と電極が直接接触するために、電極から発生するガスと
樹脂の分離が峻しいばかりでなく、樹脂が酸化もしくは
還元されて性能が低下する等の問題点がある。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、使用ずみイオン交換樹脂の再生により
発生する放射性再生廃液の量を極力低減し、しかもイオ
ン交換樹脂の再生率を向上することができ、さらにはイ
オン交換樹脂には何ら損傷を与えず安定に運転できる、
イオン交換樹脂の電気的再生法を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明のイオン交換樹脂の再生方法は、水の電気分解に
よって生ずるH+イオン又は0「イオンによりイオン交
換樹脂を再生し、しかも再生すべきイオン交換樹脂をH
又はOH−イオン流に対して向流に流すことにより高い
再生率を得ることを特徴とする。
作用 カチオン樹脂の再生に例をとれば、第1図に示す様に1
再生装置は、陽電極板1、陰電極板2および2枚の陽イ
オン交換膜3.4により、陽極電解室5、再生室6、陰
極電S呈7が形成される。再生室6の陰極側近傍にはカ
チオン樹脂の供給口8が、また陽極側近傍には排出口9
がそれぞれ設けられ、再生すべきカチオン樹脂は稀硫酸
とともに供給口8から供給され、再生室の陰極側から陽
極側に流動し、排出口9から再生ずみカチオン樹脂とし
て取り出される。陽電極板1においては水が電気分解さ
れ H2O−2H++ ’ 0@ j + 2m−の反応に
より酸素とH+イオンが生成する。生成したH+イオン
は電気泳動により陰極側に移動し、陽イオン交換膜3を
選択的に透過し、再生室に達して R−Me++  H” 4 R−H++  M;”のイ
オン交換反応によりカチオン樹脂を再生する。ここでR
はカチオン交換樹脂を、またMe”は使用ずみカチオン
交換樹脂に吸着している金属イオン、例えば、Na+、
Fa”、 Fa”+ Co”’pi、、2 + 、 c
 u2+等を意味するものである。
カチオン交換樹脂から脱着された金属イオンはH+イオ
ンと同様に電気泳動により陰極の方向に移動する。従っ
て再生室6においては陽極側では金属イオンの濃度が低
(、陰極側では高(なる。この時再生すべきカチオン交
換樹脂は陰極側から陽極側に流動しているので、カチオ
ン交換樹脂は再生が進むにつれてより純度の高いH+イ
オンに接触することになり、高い再生率が得られる。
金属イオンと過剰のH+イオンは再生室6から陽イオン
交換膜4を選択的に透過して陰極電解室7に移動する。
陰極を解呈7では水の′α電気分解より H2O+ e →7 H2↑+OH の反応が起こり、水素ガスおよびOH″′″イオンが生
成する。OH−イオンの生成する当量は、陰極電解室T
に移動して(るH+イオンの尚蛍と金属イオンの当量の
和に等しいので、過剰の1イオンを中和するとともに金
属イオンの水酸化物を生成することになる。しかし金媚
イオンが重金属の場合にはその水酸化物は水に不溶又は
難溶性であるため、陰極電解室7には硫酸の様な酸を満
たしておき、金鵡イオンの塩を生成する方が好ましい。
従ってこれらの塩を含有する廃液を、減容固化の対象と
して後工程へ回せばよい。陽極電解室5及び再生N6中
のSO4イオンは陰イオン交換膜3.4を透過しないの
でその場を移動せず、常に一定量のH,SO4が任在し
、(り返り又使用できる。また陽極電解室5では電気分
解によりH,Oが消費されるのでHsOのみを供給すれ
ばよい。一方陰極電解室Tには理想的にはカチオン交換
樹脂に吸着した金属イオンと同当量のH,SO4を供給
すればよい。
アニオン交換樹脂の再生も同様であって、第2図に示す
様に再生装置は陽電極板1、陰電極板2および2枚の陰
イオン交換膜10,11により、陽極電解室5、再生室
6、陰極電解室7が形成される。再生室の陽極側近傍に
はアニオン交換樹脂の供給口8が、また陰極側近傍には
排出口9がそれぞれ設けられ、再生すべきアニオン交換
樹脂は苛性ソーダ水溶液とともに供給口8から供給され
、再生室6の陽極側から陰極側に流動し、排出口9より
再生ずみアニオン交換樹脂として取り出される。
陰極電解室Tで生成したOH−イオンは陰イオン又&l
膜10を透過し、蕎生呈6に移動してアニオン交換樹脂
に吸着したα−イオンやso4’−イオンと交換される
。過剰のOH−イオン及びα−イオンや804  イオ
ンは陰イオン交換膜11を透過して陽極′t!L解室5
に移動し、陰極電解室5で生成するHイオンによりH2
0とHct−?H,SO4の様な酸を生成する。陽極電
解室5にNaOHを満たしておくことにより生成したH
ctやH,S O,をNactやNag 804の様な
塩にすることが好ましい。
アニオン樹脂の再生の場合は再生すべきアニオン樹脂を
再生室6の陽極側から陰極側に流動させることにより、
再生が進むに従い、より純度の漏いOH−イオンに接触
させることができ、高い再生率を得ることができるので
ある。またこの場合も陰極電解室Tおよび再生室6中の
Na’イオンは陰イオン交換膜10,11を透過しない
ので常に一定量のN a OHが存在し、くり返し使用
できる。
一実」1例− 再生室に交換樹脂とともに供給する酸またはアルカリの
濃度は再生室の電気抵抗が十分低くなるように選べばよ
(、通常は0.lN−1ON1好ましくは0.5〜5N
である。
カチオン交換樹脂再生の陽極′W!L′l!4室および
アニオン交換樹脂再生の陰極電解室は水を電気分解させ
るのに十分な濃度の酸またはアルカリが含まれていれば
よく、0.0IN以上あればよい。
カチオン交換樹脂再生の陰極電解室は、金属水酸化物の
スケールが析出しない様にpit 2以下に調整しなか
らHISO4を添加する。アニオン交換樹脂再生の陽極
室はpitlQ以上に調整しなからNaOHを添加する
。いずれの場合もH,SO,またはNaOHの消費量は
、交換樹脂に吸着した一 金属イオンまたはα−,804イオンの当量よりわずか
に多い程度でよい。電極室はは化性あるいは還元性雰囲
気が強いため、イオン交換膜の耐久性を向上する目的で
電極とイオン交換膜の間に中性膜を介在させてもよい。
実施例1:カチオン樹脂の再生 pt メツ印したn陽極板とSUS 316陰極板の間
に2枚のカチオン膜rx−x01(旭化成)を置いて第
1図に示す構成の再生装置を用意した。再生室には内径
20m、長さ5副のアクリル樹脂管を用い、Na+型の
カチオン交換樹脂rDlaion S K−I B J
 (三菱化成)100dを2N−Hx 80450−と
ともに、交換樹脂の平均流量が1 d/hrになる様に
供給した。また再生室からオーバーフローした交換樹脂
と2 N −H2804は分離しCHx 804のみを
再び供給側に戻して(り返し使用する様にした。陽極電
解室および陰極電解室には、IN−Hz 804200
dをそれぞれ循環した。上記の条件で300mAの直流
電流を印加し、約72 hrかけて連続的に再生した結
果、85%の再生率が得られた。
実施例2:アニオン樹脂の再生 実施例1の装置において陽イオン交換膜を陰イオン交換
膜「A−201J(無化成)にかえ、第2図に示す構成
の再生装置を用いた。
実施例1と同様の方法で、α型のアニオン樹脂[5A−
xoAJ(三菱化成)100−を2N−NaOHととも
に、樹脂の平均流量がlφrになる様に再生室に供給し
た。陰極電解室および陽極電解室にはI N −N a
 0H200−をそれぞれ循環した。この条件で300
 mAの直流電流を印加し、約72hrかけて連続的に
再生した結果、88%の再生率が得られた。
発明の効果 本発明に従ってイオン交a4I4脂を再生ずれば、わず
かな再生廃液の発゛生を伴うだけで、容易に再生が完了
する。再生に要゛fる酸・アルカリの童は、単純に酸や
アルカリで再生する従来の方法に比べ1/lθ 以下で
あり、廃液の発生瀘も同様に低減できる。しかも再生率
は従来と同等又はそれ以上のものが得られるとともに、
必要とする電極および膜面積が小さいので装置もコンパ
クトなものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカチオン交換樹脂の、第2図はアニオン交換樹
脂の再生方法を説明するための概念的な再生装置の断面
図である。 1・・・陽電極板、2・・・陰電極板、3.4・・・陽
イオン交換膜、5・・・陽極電解室、6・・・再生室、
T・・・陰極電解室、8・・・交換樹脂供給口、9・・
・交換樹脂排出口、10.11・・・陰イオン交換膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽イオン交換樹脂を再生する方法において、陽極
    と陰極の間に2枚の陽イオン交換膜を配置することによ
    り、上記2枚の陽イオン交換膜の間に陽イオン交換樹脂
    の再生室を形成し、当該再生室の陰極側近傍より再生す
    べき陽イオン交換樹脂を供給し、同時に再生室の陽極側
    近傍より排出しつつ直流電流を印加し、電解透析を行な
    うことを特徴とする陽イオン交換樹脂の再生方法。
  2. (2)陰イオン交換樹脂を再生する方法において、陽極
    と陰極の間に2枚の陰イオン交換膜を配置することによ
    り、上記2枚の陰イオン交換膜の間に陰イオン交換樹脂
    の再生室を形成し、当該再生室の陽極側近傍より再生す
    べき陰イオン交換樹脂を供給し、同時に再生室の陰極側
    近傍より排出しつつ直流電流を印加し、電解透析を行な
    うことを特徴とする陰イオン交換樹脂の再生方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004506895A (ja) * 2000-08-11 2004-03-04 イオニックス,インコーポレーテッド 水溶液の連続的イオンモニタリング方法および装置
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JP2011224430A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toshiba Corp イオン交換体、その製造方法、浄化装置及び浄化方法
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JP2013220420A (ja) * 2012-04-12 2013-10-28 Industry & Academic Cooperation In Chugnam National Univ (Iac) Ft‐cdi用電解セル

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