JPS6125686A - 復水浄化法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は液中のイオン及び懸濁物質をイオン交換樹脂を
用いて除去する方法に係り、特に原子力発電プラントに
おける復水の浄化に好適な復水浄化法に関する。

〔発明の背景〕

従来から、このような目的のために粉状の陽。

陰イオン交換樹脂を水中で混合したスラリーを濾過エレ
メントにプリコートした濾過器と、粒状の陽、陰イオン
交換樹脂を混合充填した脱塩器を用い、イオン及び懸濁
物質を除去する方法が知られている０例えば、原子力発
電所の復水処理では。

復水浄化系に濾過器を前置、脱塩器を後置し、復水中の
懸濁物質１例えば配管等プラント構造材料の腐食生成物
である鉄酸化物の微粒子（以下クラッドと称す）とイオ
ンを除去し、原子炉内へのこれら不純物の持込みを抑制
し、プラントの放射線量率の上昇を極力抑えるようにし
ている。この様な浄化系に前置している濾過器は粒径数
十μｍの粉状陽、陰イオン交換樹脂の同量程度の混合ス
ラリーをエレメント上に薄くプリコートし、これを濾層
としたものであり、クラッドは表層濾過機構により除去
される。一方、後置している脱塩器は粒径数百μｍの粒
状陽、陰イオン交換樹脂の同量もしくは、陽イオン交換
樹脂量を多少多く混合充填したものであり、不純物イオ
ンはイオン交換反応により除去される。ところで、この
浄化系では前置した濾過器がクラッド除去による捕捉量
の増加に伴い部層の圧力損失の増加が起るため、所定の
圧力損失に達すると、新しい部層に代えなければならな
い、使用済部層にはクラッドが強固に付着しているため
この粒状イオン交換樹脂の再使用は難しく使い捨ててい
る。この廃部層（廃粉状樹脂）が放射能を帯びているこ
とより、その低減が強く要求されている。この様な浄化
系の欠点を改良すべく、現状の濾過器を後置し、脱塩器
を前置することにより、濾過器のクラッド負荷の軽減に
より濾過寿命の延長を図る浄化系が提案されているが、
前置した脱塩器の粒状イオン交換樹脂の再生頻度増大等
に伴う放射性廃キ物量が増大するなどの欠点が新たに生
じるため未だ実用にまでは至っていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来法の欠点を解消し、浄
化能が優れ、かつ浄化設備からの放射性廃棄物発生量の
少ない復水浄化法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明者らは、クラッドの樹脂表面への付着が陰イオン
交換樹脂に比べ陽イオン交換樹脂の方に著しく効果的に
起ること、及び、復水処理における脱塩器ではイオン交
換樹脂のイオン交換能が陽イオン交換樹脂に比べ陰イオ
ン交換樹脂の方が著しく低下しやすいことを発見し、こ
れにより本発明がなされた。

本発明の復水浄化法は、粒状の陽、陰イオン交換樹脂を
混合充填した脱塩器を前置、粉状の陽。

陰イオン交換樹脂の混合スラリーを濾過エレメントにプ
リコートした部層を形成する濾過器を後置となるように
直列接続して、イオンと懸濁物質を含む復水の処理を行
う方法において、前記復水脱塩器に、水中での沈降速度
が陽イオン交換樹脂より陰イオン交換樹脂の方が大きい
雨粒状樹脂を、脱塩器でのイオン交換容量が陰イオンの
方が陽イオンより多くなるように混合充填し、一方、後
置する濾過器は粉状陽イオン交換樹脂量を粉状陰イオン
交換樹脂より多くプリコートしたものであることを特徴
とするものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。原子
炉容器内で発生した水蒸気は、主蒸気配管１によって、
タービン２に送られる。タービン２から流出した水蒸気
は復水器３によって凝縮されて復水になる。この復水は
復水ポンプ４を経たのち、脱塩Ｗ５、濾過器６を通り、
復水は浄化され、再び冷却水として原子炉容器内に供給
される。

復水脱塩器５は、粒径数百μｍのＨ型陽イオン交換樹脂
とＯＨ型陰イオン交換樹脂を層高１ｍ程度に混合充填し
たものであるが、その水中自然沈降速度が陽イオン交換
樹脂く陰イオン交換樹脂であるイオン交換樹脂を、復水
脱塩器５でのイオン交換容量が陽イオンく陰イオンとな
るように充填したものである。すなわち、具体的にはイ
オン交換樹脂の密度とイオン交換容量が陽イオン交換樹
脂では１．２８　ｇ／ａＪ、　１゜９ｍ５ｑ／ａＪ　、
陰イオン交換樹脂では１．０７　ｇ／ａｌ、　１．３ｙ
ｓｅｑ／ｄ程度であることより、粒径４００μｍ程度の
陽イオン交換樹脂と粒径１０００μｍ程度の陰イオン交
換樹脂を充填量で陰イオン交換樹脂を陽イオン交換樹脂
の１．５倍以上、好ましくは２倍程度充填したものであ
る。一方、濾過器６は粒径数十μｍの粉状のＨ型陽イオ
ン交換樹脂とＯＨ型陰イオン交換樹脂混合スラリーを濾
過エレメント上に層厚数Ｉにプリコートするが、プリコ
ート樹脂量を陽イオン交換樹脂〉陰イオン交換樹脂とし
たものである。ここで、濾過器の部層は粉状の陽、陰イ
オン交換樹脂の表面電荷に基づく両者の凝集性を利用し
たものであることを考慮すると、プリコートに好ましい
樹脂量は陽イオン交換樹脂／陰イオン交換樹脂＝１．５
〜４である。

復水中の不純物イオン及びクラッドは、まず前置した復
水脱塩器において、イオン交換反応による不純物イオン
の除去に加えて、クラッドの樹脂表面への付着が起るた
め、クラッドは５０〜８０％除去される。復水脱塩器で
除去しきれなかったクラッドは後置した濾過器で、主に
表層濾過作用により除去される。ここで、濾過器のクラ
ッド負荷は前置した脱塩器でのクラッド除去のため、従
来より５０〜８０％も軽減する。このため濾過器の濾過
寿命は少なくとも２倍に延び、部層の廃棄に伴う放射性
廃棄物の発生量は半減する。一方。

クラッドの樹脂表面への付着は両者の電気的求引力に基
づくものである。すなわち、クラッドは通常正の電荷を
もっているため、負の電荷をもっている陽イオン交換樹
脂表面に効果的な付着が起る。

これは、第２図に示すように脱塩器の陽イオン交換樹脂
充填量を増すか１粒径を小さくする、すなわち陽イオン
交換樹脂の外表面積が増加するとクラッド除去能は著し
く向上する。これにより、実施例において脱塩器におけ
る陰イオン交換樹脂充填量の増加はクラッド除去能の低
下をきたすと考えられるが、陽イオン交換樹脂の粒径を
小さくしているため陽イオン交換樹脂全体表面積の減少
はなく、クラッド除去能は低下しない。

復水脱塩器のイオン交換樹脂は不純物イオンとの交換反
応によりイオン交換能が低下する。このため、通常、処
理水の電導度管現により再生を行う。イオン交換樹脂の
イオン交換容量は陽イオン交換樹脂１．９　ｔａｅｑ／
　ａｌ　、陰イオン交換樹脂１．３１１６ｑ／ｃｊと、
陰イオン交換樹脂は陽イオン交換樹脂より小さい５加え
て、復水処理に伴う、その経年的変化は第３図に示すよ
うに両樹脂とも低下するが、陽イオン交換樹脂に比べ陰
イオン交換樹脂の劣化は著しい、ところで、中性におけ
る水中の不純物イオンは陽、陰イオンが当量存在する。

このため、復水脱塩器の陽、陰イオン交換容量に過不足
があると、不足イオンの漏出が一方的に起り、復水脱塩
器の再生を余儀なくされる。このため、復水脱塩器への
陽、陰イオン交換樹脂の充填量は。

陽、陰イオン交換樹脂のイオン交換容量及び、その経年
変化を考慮すると陰イオン交換樹脂／陽イオン交換樹脂
＝１．５以上２程度が好ましい。

一方、復水の処理により脱塩性能の低下した脱塩器内の
イオン交換樹脂は再生し、再使用される。

イオン交換樹脂の再生は、脱塩器よりイオン交換樹脂を
取出し、別途再生する塔外再生方式によるのが一般的で
ある。すなわち、第４図に示すように脱塩性能の低下し
たイオン交換樹脂は分離塔７に移送され、注入される用
水、空気により逆洗され、沈降速度の大きい陰イオン交
換樹脂８が下層に、沈降速度の小さい陽イオン交換樹脂
９が上層に展開分離される。このとき、同時に樹脂表面
、特に陽イオン交換樹脂表面に付着していたクラッドは
剥離される１分離塔７の上層に分離された陽イオン交換
樹脂９は再生塔１０に移送される。陰イオン交換樹脂８
は分離塔７でアルカリ１１により、陽イオン交換樹脂９
は再生塔１０で酸１２により再生される。再生樹脂はそ
れぞれ十分洗浄した後、樹脂混合塔１３に移送され陽、
陰イオン交換樹脂を混合した後、再び脱塩＠５に充填し
復水の処理に供される。ここで、陽、陰イオン交換樹脂
の沈降速度と充填量が陰イオン交換樹脂の方が大である
ため、再生時分離塔７内では逆洗展開後は、少量の陽イ
オン交換樹脂が上層、多量の陰イオン交換樹脂が下層に
と必然的になる。そして、この少量の陽イオン交換樹脂
を再生塔に移送するため、再生塔は小さくてよく、移送
等に伴う廃液量も少ない、すなわち、従来の様に、同粒
径の陽。

陰イオン交換樹脂を陰イオン交換樹脂が多くなる様に充
填すると、再生時多量の陰イオン交換樹脂の再生塔への
移送が必要であり、再生塔は大型化し、加えて、移送等
に伴う廃液量の発生も多くなることは避けられない。

以上のように本実施例によれば、前置した復水脱塩器の
陽、陰イオン交換容量の有効利用による再生頻度の低減
と、陽イオン交換樹脂の小粒径化によるクラッドの効果
的除去及び、樹脂再生時の廃液量の低減、一方、後置し
た濾過器ではクラッド負荷軽減と粉状陽イオン交換樹脂
によるクラッドの付着除去により、その濾過寿命の著し
い延長が図れるため、浄化性能の向上と放射性廃棄物発
生量が低減できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、復水の効果的な浄化が濾過器の長寿命
化を図り、かつ脱塩器の再生頻度の増加を招くことなく
行えるので原子力発電プラントの放射能低減船放射性廃
棄物量の低減に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の復水浄化系を示した系統図。 第２図は陽、陰イオン交換樹脂のクラッド除去能の比較
を示した線図、第３図はイオン交換樹脂のイオン交換能
の経年変化を示した線図、第４図は本発明の一実施例の
浄化系における復水脱塩器のイオン交換樹脂の再生系を
示した系統図である。 １・・・主蒸気配管、２・・・タービン、３・・・復水
器、４・・・復水ポンプ、５・・・脱塩器、６・・・濾
過器、７・・・分離塔、８・・・陰イオン交換樹脂、９
・・・陽イオン交換樹脂、１０・・・再生塔、１１・・
・アルカリ、１２・・・酸。 １３・・・混合塔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒状の陽、陰イオン交換樹脂を混合充填した脱塩器
   を前置、粉状の陽、陰イオン交換樹脂の混合スラリーを
   濾過エレメントにプリコートし濾層を形成する濾過器を
   後置となるように直列接続して、イオンと懸濁物質を含
   む復水の処理を行う方法において、前記脱塩器内のイオ
   ン交換容量が陽イオンに比べ陰イオンの方が同等もしく
   は、多くなるように、粒状の陽、陰イオン交換樹脂を混
   合充填してあることを特徴とする復水浄化法。