JPS62232598A - 放射性物質を含む水の処理方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＢＷＲ型原子力発電所の一次冷却水系のごとく
放射性物質を含む水を、粉末状陽イオン交換樹脂と粉末
状陰イオン交換樹脂とからなる濾過助剤をプレコートし
た濾過脱塩装置で処理する方法の改良に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 従来から火力発電所の復水あるいは原子力発電所の復水
中の酸化鉄などからなるクラッドの除去および不純物イ
オンの除去を目的として、粉末状のイオン交換樹脂を濾
過助剤としてプレコートした濾過脱塩装置が用いられて
いる。

従来のかかる濾過脱塩装置に用いられる濾過助剤は、６
０〜４００メツシユの粉末状強酸性陽イオン交換樹脂と
粉末状強塩基性陰イオン交換樹脂の混合物であって、当
該混合物をスラリー状にして濾過エレメントに通し、濾
過エレメントに約６〜８龍前後の厚さでプレコートし、
当該プレコート層に水を通過させるもので、このような
操作により、水中の固形物をプレコート層で濾過すると
ともに、水中の不純物イオンをイオン交換して除去する
ものである。

なお粉末状強酸性陽イオン交換樹脂と粉末状強塩基性陰
イオン交換樹脂を水中に添加して撹拌すると、両イオン
交換樹脂が相互に付着し合って塊状となる現象（クラン
ピング現象）により、当該混合樹脂の容積が増加するの
で、これを濾過エレメント上にプレコートすると空隙率
の比較的大きいプレコート層が形成されて、体積濾過を
行うことができる。

このような濾過脱塩装置は前述したごとく主に復水中の
クラッドの除去および不純物イオンの除去を目的として
用いられているが、当該装置をＢＷＲ型原子力発電所の
復水のごとく放射性物質を含む水の処理に用いた場合、
使用済の濾過助剤は放射性物質を多量に含んでいるので
、これをそのまま廃棄することができず、従来ではコン
クリートあるいはアスファルトあるいは合成樹脂等で固
形化し放射能が減少するまでの期間貯蔵する必要がある
。しかしながら国土の狭い我が国においては当該放射性
廃棄物を貯蔵する敷地に制限があるので、現在において
はかかる放射性廃棄物の処理は大きな問題となっている
。

このような問題に対処するため従来から放射性廃棄物の
減容が大きな研究課題となっているが、前述した使用済
濾過助剤の減容については、当該使用済濾過助剤の容積
の大半を占めているのは燃焼可能な粉末状イオン交換樹
脂であることから、これを焼却することにより減容する
ことが試みられている。

ところが当該使用済濾過助剤を焼却するに際しては以下
のような問題がある。

すなわち当該使用済濾過助剤に含まれている粉末状強酸
性陽イオン交換樹脂はスチレンとジビニルベンゼンの共
重合物に交換基としてスルホン酸が付加されているため
、これを燃焼すると燃焼ガス中に亜硫酸ガスが含有し、
焼却炉の煙道などの炉内構造物を損傷する欠点がある。

〈解決しようとする問題点〉 本発明はＢＷＲ型原子力発電所の復水のごとく放射性物
質を含む水を濾過脱塩処理するに際して、水中の酸化鉄
などのクラッドおよび不純物イオンを効果的に除去する
とともに、焼却炉の炉内構造物を損傷させずに使用済濾
過助剤を燃焼させて減容することを目的とするものであ
る。

〈問題点を解決する手段〉 本発明は放射性物質を含む水を交換基としてカルボン酸
を有する粉末状弱酸性陽イオン交換樹脂と粉末状強塩基
性陰イオン交換樹脂とを少な（とも混合してなる濾過助
剤をプレコートした濾過脱塩装置で処理し、処理後の前
記濾過助剤を焼却して減容することを特徴とする放射性
物質を含む水の処理方法に関するものである。

〈作用〉 濾過脱塩装置の濾過助剤として用いられる粉末状強塩基
性陰イオン交換樹脂は、スチレンとジビニルベンゼンの
共重合物あるいはアクリルとジビニルベンゼンの共重合
物に交換基として第４級アンモニウム塩を付加したもの
であり、当該陰イオン交換樹脂を燃焼しても燃焼ガス中
にイオウ酸化物が含まれず、特に問題ない。

しかしながら従来から用いられている粉末状強酸性陽イ
オン交換樹脂は前述したごとくスチレンとジビニルベン
ゼンの共重合物に交換基としてスルホン酸を付加したも
のなので、これを燃焼すると当該交換基に起因する亜硫
酸ガスが発生する。

したがって本発明においては粉末状強酸性陽イオン交換
樹脂に変えて、交換基としてカルボン酸を有する粉末状
弱酸性陽イオン交換樹脂を用いるものである。

当該弱酸性陽イオン交換樹脂はアクリルあるいはメタク
リルとジビニルベンゼンの共重合物に交換基としてカル
ボン酸を付加したものであり、したがって成分中にイオ
ウ化合物が存在せず、これを燃焼しても亜硫酸ガスが発
生することがない。

本発明においては放射性物質を含む水を処理するにあた
り、まず前記濾過助剤を下記のごとく濾過エレメントに
プレコートする。

すなわちあらかじめＨ形としである６０〜４００メツシ
ユの交換基としてカルボン酸を有する粉末状弱酸性陽イ
オン交換樹脂と、あらかじめＯＨ形としである６０〜４
００メツシユの粉末状強塩基性陰イオン交換樹脂を水中
に投じ、よく攪拌して両樹脂のスラリーを形成させ、こ
れを濾過エレメントに通過させてプレコート層を形成す
る。

当該弱酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹
脂との混合比は順にｌ：１〜１：５が適当であり、また
プレコート層の厚みは６〜８鶴前後とする。

プレコート層を形成した後の通水処理は従来の濾過脱塩
と同様であり、前記プレコート層に放射性物質を含む水
を通し、水中のクラフトおよび不純物イオンを当該プレ
コート層で除去する。

本発明においては使用する陽イオン交換樹脂として、粉
末状強酸性陽イオン交換樹脂にかえて粉末状弱酸性陽イ
オン交換樹脂としても、前述したクランピング現象が生
じ、体積濾過を行うことができる。

また弱酸性陽イオン交換樹脂はＨ形からナトリウム形な
どの塩形となると、膨潤する性質があり、したがって一
般にプレコート層は通水時間の経過とともに４密化する
傾向にあるが、前記膨潤により空隙率がより大となるの
で、この厚布化現象を低減し、プレコート層てクラッド
をよく除去するので通水時間が延長する。

なお粉末状弱酸性陽イオン交換樹脂と粉末状強酸性陰イ
オン交換樹脂のみのプレコート層でもイオン交換濾過が
可能であるが、通水中におけるプレコート層のクランク
生成の防止の上から、成分中にイオウを含まない繊維状
物質、たとえばセルローズ繊維あるいはポリアクリロニ
トリル繊維を前記混合樹脂にさらに添加してプレコート
層を形成することが望ましい。

当該繊維状物質の形状としてはフィラメントを切断し、
直径１０〜３０μｍ１長さ１００〜２．０００μｍのも
のが適している。なお当該範囲外の直径あるいは長さで
あると、いずれも当該繊維状物質を混合する効果が減少
する。

また当該繊維状物質の混合比としては重量比で全粉末イ
オン交換樹脂：繊維状物質＝８：２〜２：８とするとよ
い。

このような繊維状物質を混合することにより、クランク
の生ずることの全くない、また体積濾過に最も適したプ
レコート層が形成でき、かつ粉末状イオン交換樹脂と繊
維状物質が互いに絡み合い強固なプレコート層となり、
処理水中に微細なイオン交換樹脂が漏洩することなく、
また通水終了時にプレコート層を濾過エレメントから脱
離する際に、当該プレコート層が一体となって脱離する
ので、当該脱離操作も容易に行うことができる。

次に本発明における使用済濾過助剤の焼却について説明
すると、前述したようなプレコート層にて放射性物質を
含む水を処理した後、当該プレコート層を常法により濾
過エレメントから脱離し、たとえば遠心脱水機等によっ
て水分含有率として６０％ぐらいまで脱水した後、当該
使用済濾過助剤単独あるいは他の被焼却物と混合して公
知の焼却炉で常法により焼却する。

く効果〉 本発明においては粉末状イオン交換樹脂および繊維状物
質ともに成分中にイオウを含んでいないので、燃焼ガス
中に亜硫酸ガスが含有することがなく、焼却炉の煙道な
どの炉内構造物を損傷することがない。

更に使用済濾過助剤を焼却することにより、放射性廃棄
物の容量を１１５００以下まで減容することができ本発
明の目的を達することができる。

また粉末状弱酸性陽イオン交換樹脂と粉末状強塩基性陰
イオン交換樹脂の混合物に更にセルローズ繊維あるいは
ポリアクリロニトリル繊維等を混合することにより、よ
り強固で体積濾過に適したプレコート層を形成すること
ができ、プレコート層にクラックが生ずることなく、処
理水中に微細なイオン交換樹脂が漏洩することがない等
の大きな利点がある。

以下に本発明の詳細な説明する。

実施例 本発明として交換基としてカルボン酸を有する粉末状弱
酸性陽イオン交換樹脂（メタクリルとジビニルベンゼン
の共重合物に前記交換基を付加したもの）と粉末状強塩
基性陰イオン交換樹脂と直径２０μｍ、長さ５００μｍ
のアクリル繊維とを重量比でそれぞれ１．５　：　１．
５　：　７に混合した濾過助剤を濾過エレメントにプレ
コートし、微粒子状の酸化鉄（ｃｒ−ＦｅＯＯＨ）が３
００ｐｐｂ　ａｓ　Ｆｅを含む純水を流速８　ｍ　／　
Ｈで、終点圧力損失（差圧）が１．７５ｋｇ／ｃ＋ａと
なる点まで通水した。

一方比較のために、従来の濾過助剤として粉末状強酸性
陽イオン交換樹脂と粉末状強塩基性陰イオン交換樹脂と
をそれぞれ重量比で２：１に混合した濾過助剤を濾過エ
レメントにプレコートし、本発明と同様の酸化鉄を含む
純水を同条件で通水した。

以上の通水結果を第１図に示した。なお処理水中の鉄は
本発明における濾過助剤、従来の濾過助剤共に通水終点
までで１　ｐｐｂ　ａｓ　Ｆｅ以下であった。

第１図に見られるごとく本発明における濾過助剤（Ａ）
と従来の濾過助剤（Ｂ）との濾過性能を比較すると、前
者の方が優れていた。

次に使用済の両濾過助剤を濾過エレメントから脱離し、
常法により焼却したところ、本発明における濾過助剤に
ついては燃焼ガス中に亜硫酸ガスが全く発生しなかった
が、従来の濾過助剤は多量の亜硫酸ガスが発生した。な
お本発明における濾過助剤の焼却後の容積は、焼却前と
比較して１１５００となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例における通水結果を示す図面で、縦軸に
差圧、横軸に通水時間を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射性物質を含む水を交換基としてカルボン酸を有
   する粉末状弱酸性陽イオン交換樹脂と粉末状強塩基性陰
   イオン交換樹脂とを少なくとも混合してなる濾過助剤を
   プレコートした濾過脱塩装置で処理し、処理後の前記濾
   過助剤を焼却して減容することを特徴とする放射性物質
   を含む水の処理方法。 ２、交換基としてカルボン酸を有する粉末状弱酸性陽イ
   オン交換樹脂と粉末状強塩基性陰イオン交換樹脂と成分
   中にイオウを含まない繊維状物を混合してなる濾過助剤
   を使用する特許請求の範囲第１項記載の放射性物質を含
   む水の処理方法。