JPS62250923A - Filtering method - Google Patents

Filtering method

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Publication number
JPS62250923A
JPS62250923A JP61092121A JP9212186A JPS62250923A JP S62250923 A JPS62250923 A JP S62250923A JP 61092121 A JP61092121 A JP 61092121A JP 9212186 A JP9212186 A JP 9212186A JP S62250923 A JPS62250923 A JP S62250923A
Authority
JP
Japan
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exchange resin
filtration
resins
fiber
carboxylic acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP61092121A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Matsuda
将省 松田
Kiyomi Funabashi
清美 船橋
Itaru Komori
小森 至
Hidekazu Miura
三浦 英一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61092121A priority Critical patent/JPS62250923A/en
Publication of JPS62250923A publication Critical patent/JPS62250923A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a precoated layer from getting cracked and make clad removing percentage more than 90% by using a precoating material of mixing fiber of fixed percentage with weak acid cation exchange resin and anion exchange resin. CONSTITUTION:To powder ion exchange resin, a mixture of weak acid cation exchange resin and anion exchange resin, fiber is added at the ratio of more than 10wt% and less than 40wt% against powder ion exchange resin as precoating material, and is filtered. For instance, after carboxylic acid family cation exchange resin 11, amine family anion exchange resin 12 and acryl family fiber 13 are put at the ratio of 2:1:1 into precoating tank 10 with purified water and adding a high-molecular aggregating agent, floc mixed uniformly by a stirrer 14 and suitable for precoating is sent into a filter desalting device 7 through a valve 15 by a precoating pump 16, and filter element is precoated and filtered.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体のろ過方法に係り、特に原子炉の復水のろ
過に好適なろ過方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid filtration method, and particularly to a filtration method suitable for filtering condensate water in a nuclear reactor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子力発電所では、復水などを浄化するためにろ過説塩
器が設置されている。ここではナイロン製やステンレス
製などのエレメント上に、微細な粉末状イオン交換樹脂
をブリコートシ、ここで、水中のクラッドを除去する。
At nuclear power plants, salt filters are installed to purify condensate. Here, a fine powdered ion exchange resin is coated on an element made of nylon or stainless steel, and the crud in the water is removed.

前記粉末状イオン交換樹脂には、スルホン酸基を持つ陽
イオン交換樹脂と、4級アンモニウム基を持つ陰イオン
交換樹脂を一定の比率で混合して用いる4、このような
粉末状イオン交換樹脂は極めて高いろ過性能を示す。
The powdered ion exchange resin is a mixture of a cation exchange resin having a sulfonic acid group and an anion exchange resin having a quaternary ammonium group at a certain ratio. Shows extremely high filtration performance.

しかし、このような粉末状イオン交換樹脂は、使い捨て
タイプのため、原子力発電所では、これが低レベル放射
性廃棄物となる。
However, since such powdered ion exchange resins are disposable, they become low-level radioactive waste at nuclear power plants.

前記放射性廃棄物の処理技術として、焼却法や熱分解法
等の開発が進められているが、イオン交換樹脂、とりわ
けスルホン酸基を持つ強酸性の陽イオン交換樹脂(以下
、スルホン酸系樹脂と略す)に難分解性のため、処理が
難しい。
Incineration and thermal decomposition methods are being developed as treatment technologies for radioactive waste, but ion exchange resins, especially strongly acidic cation exchange resins with sulfonic acid groups (hereinafter referred to as sulfonic acid resins), are being developed. It is difficult to dispose of because it is difficult to decompose (abbreviated).

この問題全解決するために、従来のスルホン酸系樹脂に
かえカルボキシル基を持つ弱酸性の陽イオン交換樹脂(
以下、カルボン酸系樹脂と略す)などを用いることが検
討されている。すなわち、メタクリル系カルボン酸系樹
脂やアクリル系カルボン酸系樹脂などの弱酸性陽イオン
交換樹脂は分解処理が極めて容易であることに注目し、
これら弱酸性陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を一
定の比率で混合して、これをろ過脱塩器用のブリコート
材として用いることが検討されている。
In order to completely solve this problem, we replaced the conventional sulfonic acid resin with a weakly acidic cation exchange resin with carboxyl groups (
The use of carboxylic acid resins (hereinafter abbreviated as carboxylic acid resins) is being considered. In other words, we focused on the fact that weakly acidic cation exchange resins such as methacrylic carboxylic acid resins and acrylic carboxylic acid resins are extremely easy to decompose.
It is being considered to mix these weakly acidic cation exchange resins and anion exchange resins at a certain ratio and use this mixture as a bricoat material for filter demineralizers.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ろ過脱塩器で要求される性能は以下の2点である7、第
1点は、ろ過寿命が長いことである。すなわち、ろ適時
間が長くなると、プリコート層でクラッドが吸着除去さ
れる計が増加するために、プリコート層で目詰まりが起
こりろ過差圧が上昇する。この差圧が一定値(通常Id
 1.75 kg/crn” )に達すると、プリコー
ト材である粉末状イオン交換樹脂を逆洗・廃棄し、新し
いプリコート材と取り換える。したがって、コスト低減
及び廃棄物発生量低減のためには、差圧の上昇が遅いこ
と、すなわちろ過寿命が長いことが望ましい。@2の要
求性能は被処理水からのクラッド除去率が高いことであ
り、通常は、除去率90憾以上が必要とされている。
The performance required for a filtration demineralizer is the following two points7.The first point is that the filtration life is long. That is, as the filtration time becomes longer, the amount of crud adsorbed and removed by the precoat layer increases, which causes clogging in the precoat layer and increases the filtration pressure difference. This differential pressure is a constant value (usually Id
1.75 kg/crn”), the powdered ion exchange resin used as the pre-coat material is backwashed and discarded, and replaced with new pre-coat material. Therefore, in order to reduce costs and waste generation, it is necessary to It is desirable that the pressure rise is slow, that is, the filtration life is long.The required performance for @2 is a high crud removal rate from the water to be treated, and a removal rate of 90 or higher is usually required. .

基礎実験の結果、弱酸性の陽イオン交換樹脂を用いた場
合にはろ過寿命は従来の弱酸性のスルホン酸系樹脂より
長くなり望ましい結果となるが、ろ過の過程でプリコー
ト層にクラックを発生し、クラッド除去率が60〜90
係と低くなり、そのままではろ過脱塩器に使用するのが
不適当であるとの問題のあることがわかった。
As a result of basic experiments, when a weakly acidic cation exchange resin is used, the filtration life is longer than the conventional weakly acidic sulfonic acid resin, which is a desirable result, but cracks occur in the precoat layer during the filtration process. , crud removal rate is 60-90
It was found that there was a problem in that it was unsuitable for use in a filtration demineralizer as it was.

本発明の目的は、プリコート層でのクランク発生を防止
し、クラッド除去率が90壬以上となるようなろ過方法
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a filtration method that prevents cranking in the precoat layer and provides a crud removal rate of 90 mm or more.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、弱酸性陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂金混合して用いる粉末状イオン交換樹脂において、そ
の割合が10wt%以上、40wt4以下となるように
繊維を添加することにより達成されるが、上記混合物の
プリコート量はろ過ニレメン)1m” 当り1kg以上
、3kg以下とすることが最も望ましい。
The above objective can be achieved by adding fibers to the powdered ion exchange resin used by mixing weakly acidic cation exchange resin and anion exchange resin gold so that the proportion thereof is 10 wt% or more and 40 wt% or less. The amount of pre-coating of the above mixture is most preferably 1 kg or more and 3 kg or less per 1 m'' of filtered elm.

〔作用〕[Effect]

粉末状のカルボン酸系樹脂に繊維を19wt1以上添加
することによりクラックの発生を防止でき、クラッド除
去率を向上することができる。また繊維割合が増加しプ
リコート層中のカルボン酸系樹脂の割合が極端に小さく
なると、クラッド除去率が再び低下することから、繊維
割合け40wt4以下が望ましい。またカルボン酸系樹
脂は弱酸性のため、高いクラッド除去率を得るにはプリ
コート層を厚くすることが必要で、具体的にはプリコー
ト層k1kg/m”以上とすることが望ましい。しかし
、プリコート層厚さが厚くなるに従いろ過寿命は短くな
るため、プリコート量は3kg/m2以下が望ましい。
By adding 19wt1 or more of fiber to the powdered carboxylic acid resin, it is possible to prevent the occurrence of cracks and improve the crud removal rate. Further, if the fiber ratio increases and the ratio of carboxylic acid resin in the precoat layer becomes extremely small, the crud removal rate decreases again, so it is desirable that the fiber ratio is 40wt4 or less. In addition, since carboxylic acid resin is weakly acidic, it is necessary to thicken the precoat layer in order to obtain a high crud removal rate, and specifically, it is desirable to make the precoat layer k1kg/m" or more. However, the precoat layer Since the filtration life becomes shorter as the thickness increases, the precoat amount is preferably 3 kg/m2 or less.

〔実施例〕〔Example〕

弱酸性陽イオン交換樹脂には、カルボン酸系樹脂、キレ
ート性樹脂などがあるが、まずカルボン酸系樹脂を用い
た場合について説明する。
Weakly acidic cation exchange resins include carboxylic acid resins, chelating resins, and the like, and first, a case in which carboxylic acid resins are used will be described.

カルボン酸系樹脂としては、第2図に示すような分子構
造を持つメタクリル系カルボン酸系樹脂、アクリル系カ
ルボン酸系樹脂などが知られているが、これらをプリコ
ート材として用いた場合の性能は同等であるため、以下
では一括してカルボン酸系樹脂と呼ぶ。また、カルボン
酸系樹脂は、粒径が500μm程度のいわゆる粒状樹脂
が知られている。しかしこのような粒状樹脂では粒子径
が大きいためにプリコートに適さないばかりか、ろ過効
果は不充分であり、かつそのイオン交換反応の効率が低
いため実用的でない。
As carboxylic acid resins, methacrylic carboxylic acid resins and acrylic carboxylic acid resins, which have molecular structures as shown in Figure 2, are known, but the performance when these are used as precoat materials is Since they are equivalent, they will be collectively referred to as carboxylic acid resins below. Furthermore, so-called granular resins having a particle size of about 500 μm are known as carboxylic acid resins. However, such granular resins have large particle diameters, making them unsuitable for precoating, as well as insufficient filtration effects and low efficiency of ion exchange reactions, making them impractical.

そこで、カルボン酸系樹脂全粉砕して平均粒径約50μ
mの粉末状カルボン酸系樹脂ヲ製造し、これと粉末状の
アニオン交換樹脂金2対1の割合で混合し、さらに若干
量の高分子凝集剤(ポリアクリル酸アミド等)t−添加
し、プリコート材とした。これを用いて、クラッドを含
む、水のろ過処理を行った。その結果を、カチオン交換
樹脂として従来のスルホン酸系樹脂を用いた場合と比較
して、第3図に示す。これより、ろ適時間と共にろ過差
圧は上昇するが、カルボン酸系樹脂ではスルホン酸系樹
脂よりろ過差圧の上昇がゆるやかで、ろ過寿命が約1.
5倍(但し、ろ過差圧が1.75kg/cm”となる時
点でのろ適時間、またはクラッド捕捉量をろ過寿命と定
義する)になり、好ましい結果の得られることがわかっ
た。
Therefore, the carboxylic acid resin was completely pulverized and the average particle size was approximately 50 μm.
A powdered carboxylic acid resin of m is prepared, mixed with powdered anion exchange resin gold at a ratio of 2:1, and further added with a small amount of a polymer flocculant (polyacrylic acid amide, etc.), It was made into a pre-coated material. Using this, water including cladding was filtered. The results are shown in FIG. 3 in comparison with the case where a conventional sulfonic acid resin was used as the cation exchange resin. From this, the filtration differential pressure increases with the filtration time, but with carboxylic acid resins, the filtration differential pressure increases more slowly than with sulfonic acid resins, and the filtration life is about 1.
5 times (however, the filtration life is defined as the optimum filtration time or the amount of crud captured when the filtration differential pressure reaches 1.75 kg/cm''), and it was found that favorable results could be obtained.

しかし、クラッド除去率はろ適時間と共に低下し、カル
ボン酸系樹脂ではろ過差圧が1.75kg/c m 2
となる時点では、約75壬となり、一般に必要と考えら
れている90係以上を確保できない。
However, the crud removal rate decreases with the filtration time, and with carboxylic acid resin, the filtration pressure difference is 1.75 kg/cm 2
By this time, the number of staff will be approximately 75, and it will not be possible to secure the 90 or more staff that is generally considered necessary.

この原因は、ろ適時間の経過と共に、プリコート層にク
ラック全発生するためであることがわかった。この詳細
を第4図により説明する。
It was found that the cause of this was that cracks were completely generated in the precoat layer as the filtration time passed. The details will be explained with reference to FIG.

一般にはろ過エレメント1上に厚さ2〜20mmのプリ
コート層2を形成した後、被処理水3やろ過が行われる
。このプリコート層は、ろ適時間の経過と共に収縮する
ため、第4図(b)に示すようにクラック4を発生し、
クラッド除去率が低下する。このような現象は、従来の
スルホ/酸系樹脂に対しても知られており、クラック4
の防止策としては、繊維添加が有効であることも知られ
ている!第3図のスルホ/酸系樹脂に対する結果も、繊
維を添加し次ものである)。従来のスルホン酸系樹脂で
は、繊維の添加tは30〜QQwtチが適当であり、好
適には50Wt4が望ましいことが知られている。そこ
で、カルボン酸系樹脂とアニオン交換樹脂を混合した後
、さらに繊維の割合が50wt1となるよう、アクリル
系繊維(太さが約10μm、長さが数100μm)を添
加し、これをプリコート材に用いろ過実験を行った。そ
の結果を、繊維無添加の場合と比較して第5図に示す。
Generally, after forming a precoat layer 2 with a thickness of 2 to 20 mm on the filtration element 1, the water to be treated 3 and filtration are performed. This precoat layer contracts as the filtering time passes, so cracks 4 occur as shown in FIG. 4(b).
Crud removal rate decreases. Such a phenomenon is also known for conventional sulfo/acid resins, and crack 4
Adding fiber is also known to be effective as a preventive measure! The results for the sulfo/acid resin in Figure 3 were also obtained with the addition of fiber). It is known that in conventional sulfonic acid resins, the fiber addition t is suitably 30 to QQwt, and preferably 50Wt4. Therefore, after mixing the carboxylic acid resin and anion exchange resin, we added acrylic fibers (about 10 μm in thickness and several 100 μm in length) so that the fiber ratio was 50 wt1, and added this to the precoat material. A filtration experiment was conducted using The results are shown in FIG. 5 in comparison with the case where no fiber was added.

これより、繊維添加によりクラッド除去率を大幅に向上
でき、かつプリコート層でのクラック発生も防止できる
ことがわかった。
From this, it was found that the addition of fibers could significantly improve the crud removal rate and also prevent the occurrence of cracks in the precoat layer.

しかし、スルホン酸系樹脂で最適と考えられている繊維
割合50wt4の時でも、第5図より明らかなように、
一般に必要と考えられているクラッド除去率904以上
全常時は達成できないとの問題がある。そこで、発明者
はこの原因を明らかにすると共に対策方法を見出した。
However, even when the fiber ratio is 50wt4, which is considered the optimum for sulfonic acid resins, as is clear from Figure 5,
There is a problem in that a cladding removal rate of 904 or higher, which is generally considered necessary, cannot be achieved all the time. Therefore, the inventor clarified the cause of this problem and found a countermeasure.

カルボ7eil系樹脂を用いた場合に、プリコート層で
クラックを発生する原因を明らかにするため、まず、従
来のスルホン酸系樹脂でクラックを発生する原因金調べ
た。その結果、クラック発生原因は、プリコート層2の
収縮に起因しており、またプリコート層2が収縮する原
因は、以下の2つの因子の相乗効果であることがわかっ
た。すなわち第一の因子は、イオン交換樹脂は、粒子の
表面は陽イオン交換樹脂ではマイナス、陰イオン交換樹
脂ではプラスに帯電しており、両者を混合して用いてい
るプリコート層では電気的な反発力により、フロック状
と呼ばれる疎な層を形成している。しかし、クラッドを
吸着すると表面電荷が打ち消されるために、電気的反発
力が減少し、プリコート層は収縮すると共に、ち密な層
となる。第二の因子は従来のスルホン酸系樹脂はクラッ
ドを吸着すると樹脂粒子が収縮する収縮性樹脂であるた
め、これによってもプリコート層が収縮し、クラック発
生原因となる。このように、従来のスルホン酸系樹脂で
は、クラッド吸着時の電気的反発力の低下と、樹脂自身
の収縮性により、クラックを発生し、これを防止するた
めの方法として、繊維を添加していることがわかった。
In order to clarify the cause of cracks in the precoat layer when using Carbo7eil resin, we first investigated the cause of cracks in conventional sulfonic acid resins. As a result, it was found that the cause of crack generation was due to the shrinkage of the precoat layer 2, and that the cause of the shrinkage of the precoat layer 2 was a synergistic effect of the following two factors. In other words, the first factor is that the particle surface of ion exchange resins is negatively charged for cation exchange resins and positively charged for anion exchange resins, and electrical repulsion occurs in the precoat layer that uses a mixture of both. Due to the force, it forms a loose layer called a flock. However, when the cladding is adsorbed, the surface charge is canceled out, so the electrical repulsion force decreases, and the precoat layer contracts and becomes a dense layer. The second factor is that conventional sulfonic acid resins are shrinkable resins whose resin particles shrink when they adsorb cladding, and this also causes the precoat layer to shrink, causing cracks to occur. In this way, with conventional sulfonic acid resins, cracks occur due to a decrease in electrical repulsion when the cladding is adsorbed and the shrinkage of the resin itself, and as a way to prevent this, fibers are added. I found out that there is.

これに対し、カルボン酸系樹脂ではクラック発生機構が
異なることが新たにわかった。すなわち、前記した第一
の因子(を気的反発力の低下)は全く同じであるが、第
二の因子が異なる。すなわち、カルボン酸系樹脂はクラ
ッドを吸着しても、樹脂粒子は収縮せず、むしろ膨張す
る膨張性樹脂である。このため、第二の因子はプリコー
ト層の収縮を緩和する方向に働き、カルボン酸系樹脂は
スルホン酸系樹脂よりもプリコート層収縮量が小さいこ
とがわかった。このため、スルホ/酸系樹脂では繊維の
好適な割合が30〜60Wtlであるのに対し、もつと
少ない繊維割合でもカルボ/酸系樹脂ではプリコート層
でのクラック発生を防止できるのではないかと考えた。
In contrast, it has been newly discovered that the crack generation mechanism is different in carboxylic acid resins. That is, the first factor described above (reduction in air repulsion) is exactly the same, but the second factor is different. In other words, the carboxylic acid resin is an expandable resin in which the resin particles do not contract but rather expand even when the cladding is adsorbed. Therefore, it was found that the second factor acts to alleviate the shrinkage of the precoat layer, and that the amount of shrinkage of the precoat layer is smaller in the carboxylic acid resin than in the sulfonic acid resin. For this reason, while the preferred ratio of fibers for sulfo/acid-based resins is 30 to 60 Wtl, we believe that carbo/acid-based resins may be able to prevent cracks from occurring in the precoat layer even with a lower fiber ratio. Ta.

そこで、繊維割合を変化してろ過実験を行ったう第6図
は、プリコート層でのろ過差圧が1.75 kg/cm
”になった時の、クラッド除去率を、繊維割合の関数と
して示したものである。スルホン酸系樹脂では繊維割合
が30wt4以下ではプリコート層にクラックを生じク
ラッド除去率が急激に低下するのに対し、カルボン酸系
樹脂では予想通り繊維割合が少なくてもクラックを発生
せず、繊維割合i Qwt4でもクラッド除去率が90
4となることが確認できた。
Therefore, Figure 6 shows that the filtration experiment was conducted by changing the fiber ratio, and the filtration pressure difference in the precoat layer was 1.75 kg/cm.
” shows the crud removal rate as a function of the fiber ratio. With sulfonic acid resins, if the fiber ratio is less than 30wt4, cracks occur in the precoat layer and the crud removal rate drops sharply. On the other hand, with carboxylic acid resin, as expected, no cracks occur even when the fiber ratio is low, and the crud removal rate is 90 even with a fiber ratio of iQwt4.
It was confirmed that the value was 4.

一方、繊維割合が大きい領域でも、第6図に示すように
クラッド除去率が再び低下する。この原因は、繊維割合
が増加するに従い、高いろ過性能を有するイオン交換樹
脂の割合が低下するためである。またスルホン酸系樹脂
の場合には、繊維割合が60Wte12以上でクラッド
除去率が901以下となるが、カルボン酸系樹脂では繊
維割合40Wt4以上で除去率が904を切る。この理
由は、スルホン酸系樹脂は強酸性樹脂であるためにクラ
ッド除去能力が高く、そのため繊維割合が少々大きくな
っても所定の性能を維持できるのに対し、カルボン酸系
樹脂は弱酸性樹脂であるためにクラッド除去能力が若干
低く、そのため繊維割合をあまり大きくできない。
On the other hand, even in the region where the fiber ratio is large, the crud removal rate decreases again as shown in FIG. This is because as the fiber ratio increases, the ratio of ion exchange resin having high filtration performance decreases. Further, in the case of sulfonic acid resin, the crud removal rate is less than 901 when the fiber ratio is 60 Wte12 or more, but in the case of carboxylic acid resin, the removal rate is less than 904 when the fiber ratio is 40 Wt4 or more. The reason for this is that sulfonic acid resins are strongly acidic resins and have a high ability to remove crud, so they can maintain the desired performance even if the fiber ratio increases slightly, whereas carboxylic acid resins are weakly acidic resins. Therefore, the ability to remove crud is somewhat low, and therefore the fiber ratio cannot be increased very much.

以上水したように、カルボン酸系樹脂とスルホン酸系樹
脂ではその特性が異なるために、最適な繊維の添加量も
異なることがわかった。すなわち、カルボン酸系樹脂で
は、繊維割合が10〜40wt4の範囲にあれば、クラ
ッド除去率901以上を確保でき、ろ過脱塩器として極
めて好ましいことがわかった。なお、繊維としては、ア
クリル系繊維、ナイロン繊維、植物繊維、炭素繊維等ど
のようなものでも良く、また繊維の太さは数μmから数
十μmの範囲、長さは数十μmから数mmの範囲であれ
ば良いことは、従来と同じである。
As mentioned above, it has been found that because the properties of carboxylic acid-based resins and sulfonic acid-based resins are different, the optimum amount of fiber added is also different. That is, it has been found that with carboxylic acid resin, if the fiber ratio is in the range of 10 to 40 wt4, a crud removal rate of 901 or more can be ensured, which is extremely preferable as a filtration demineralizer. Note that the fibers may be of any type, such as acrylic fibers, nylon fibers, vegetable fibers, carbon fibers, etc., and the thickness of the fibers is in the range of several μm to several tens of μm, and the length is in the range of several tens of μm to several mm. As long as it is within the range of , it is the same as before.

以上により、最適な繊維の添加量は明らかになったが、
すでに記したようにカルボン酸系樹脂は弱酸性のためク
ラッド除去能力が本質的に低いとの欠点がある。すなわ
ち、第6図からもわかるように、カルボ/酸系樹脂では
繊維割合約20wt%でり5ツド除去率が最大値934
を示すのに対し、スルホン酸系樹脂では最大97係とな
る。この理由をさらに詳細に調べるため、プリコート層
内に吸着されたクラッドの分布を調べた。
From the above, the optimal amount of fiber added has been clarified, but
As already mentioned, carboxylic acid resins are weakly acidic and therefore have the drawback of inherently low crud removal ability. In other words, as can be seen from Figure 6, in the case of carboxyl/acid resin, the fiber ratio is approximately 20 wt%, and the maximum removal rate is 934.
In contrast, for sulfonic acid resins, the maximum coefficient is 97. In order to investigate the reason for this in more detail, we investigated the distribution of cladding adsorbed within the precoat layer.

第7図はその結果を示したものであり、縦軸は吸着され
たクラッドの濃度、横軸はプリコート120表面からろ
過エレメント1の方向にはかった深さを示す。これより
スルホン酸系樹脂では、これが強酸性樹脂のためクラッ
ド除去能力が高く、プリコート層2の表面近くでクラン
ドの大半が吸着されていることがわかる。これに対し、
弱酸性樹脂であるカルボン酸系樹脂の場合には、クラブ
トはプリコート層の全域で吸着されており、クラッドの
一部はろ過エレメント1にまで達していることがわかっ
た。この新しい知見により、発明者はプリコート層の厚
さを増加することにより、カルボン酸系樹脂のクラッド
除去率を向上できるのでにないかと考えた。
FIG. 7 shows the results, where the vertical axis shows the concentration of the adsorbed cladding, and the horizontal axis shows the depth measured from the surface of the precoat 120 in the direction of the filtration element 1. This shows that the sulfonic acid resin has a high ability to remove crud because it is a strong acidic resin, and most of the crud is adsorbed near the surface of the precoat layer 2. On the other hand,
In the case of the carboxylic acid resin, which is a weakly acidic resin, it was found that crud was adsorbed throughout the precoat layer, and a portion of the crud even reached the filter element 1. Based on this new knowledge, the inventor thought that the crud removal rate of carboxylic acid resin could be improved by increasing the thickness of the precoat layer.

そこで、粉末状のカルボン酸系樹脂と粉末状の陰イオン
交換樹脂を2対10割合で混合した後、アクリル系繊維
を20wt4添加してプリコート材を調整し、このプリ
コート材によるろ過エレメント1上へのプリコート量を
0.4 kg/cm” (−iすわちろ過エレメント1
m2当りプリコート材0.4kg )から3kg/m”
の範囲で変化し、この時のろ過性能を調べた。第8図は
、ろ過差圧1.75kg/c m”になった時のクラッ
ド除去率とろ過寿命を、プリコート量の関数と口て示し
たものであり、ろ過寿命は従来のスルホン酸系樹脂全通
常用いられでいる1kg/m” プリコートした時の寿
命fr:1とし規格化したものである。第8図より、グ
リコート量の増加と共にクラッド除去率は向上すること
がわかった。また通常必要とされるクラッド除去率90
4以上を得るには、プリコート量は1kg/ c m2
以上必要なことがわかる。しかし、プリコート量が増加
するに従いプリコート層厚さが増加するためにここでの
圧力損失が増し、ろ過寿命が短くなるうまた、従来のス
ルホン酸系樹脂以上のろ過寿命を得るには、第8図より
プリコート量が3kg/cm”以下であることが望まし
い。
Therefore, after mixing powdered carboxylic acid resin and powdered anion exchange resin at a ratio of 2:10, 20wt4 of acrylic fiber was added to prepare a precoat material, and the precoat material was applied onto the filtration element 1. 0.4 kg/cm” (-i that is, filtration element 1
Precoat material 0.4kg/m2) to 3kg/m”
The filtration performance at this time was investigated. Figure 8 shows the crud removal rate and filtration life as a function of the amount of precoat when the filtration differential pressure is 1.75 kg/cm''. The lifespan fr: 1 is standardized when precoated at 1 kg/m'', which is commonly used. From FIG. 8, it was found that the crud removal rate improved as the amount of glycote increased. Also, the normally required crud removal rate is 90
To obtain 4 or more, the precoat amount is 1 kg/cm2
You can see what is needed above. However, as the amount of precoat increases, the thickness of the precoat layer increases, which increases the pressure loss and shortens the filtration life. From the figure, it is desirable that the precoat amount is 3 kg/cm'' or less.

以上の説明はカルボン酸系樹脂を例に説明したが、他の
陽イオン交換樹脂であっても、弱酸性かつ膨張性であれ
ば同じ結果となり、そのような例としてはキレート樹脂
などがある。
Although the above explanation has been given using carboxylic acid resin as an example, other cation exchange resins can give the same results as long as they are weakly acidic and expandable, and examples of such resins include chelate resins.

実施例1 本実施例は沸騰水型原子炉の復水を浄化するものであり
、第1図は本実施例で用いたシステムを示すものである
Example 1 This example purifies condensate of a boiling water reactor, and FIG. 1 shows the system used in this example.

タービン5を駆動し復水器6により回収された復水は、
ろ過脱塩器7にてろ過処理された後、脱塩器8を介して
原子炉9に循環される。ろ過説塩器7には以下の方法で
粉末状イオン交換樹脂がプリコートされている。すなわ
ち、純水を入れたプリコートタンク10には平均粒径約
40μmのカルボン酸系陽イオン交換樹脂11とアミン
系陰イオン交換樹脂12とアクリル系繊維13が重量比
で2対1対1の割合にて投入される。さらに0.05〜
1wt4の高分子凝集剤を添加した後、攪拌機14にて
均一混合する。その結果、プリコートに適したいわゆる
フロックが形成され、このフロックはパルプ15を介し
てプリコートポンプ16によシ、ろ過脱塩器7に送られ
る。ろ過脱塩器7にはナイロン製のろ過エレメントがあ
り、ここに前記フロックがろ過エレメント1ml当り2
kgの割合でプリコートされた。
The condensate that drives the turbine 5 and is recovered by the condenser 6 is
After being filtered in the filtration demineralizer 7, it is circulated to the nuclear reactor 9 via the demineralizer 8. The salt filtering device 7 is pre-coated with powdered ion exchange resin by the following method. That is, in a pre-coat tank 10 containing pure water, a carboxylic acid-based cation exchange resin 11, an amine-based anion exchange resin 12, and an acrylic fiber 13 having an average particle size of about 40 μm are contained in a weight ratio of 2:1:1. It will be introduced at Further 0.05~
After adding 1wt4 of the polymer flocculant, the mixture is uniformly mixed using a stirrer 14. As a result, a so-called floc suitable for precoating is formed, and this floc is sent via the pulp 15 to the precoat pump 16 and to the filtration demineralizer 7. The filtration demineralizer 7 has a nylon filtration element, in which the flocs are present at a rate of 2 per ml of the filtration element.
pre-coated at a rate of kg.

その後、本システムにより前記復水のろ過処理を行った
結果、従来のスルホン酸系樹脂に比べ、ろ過寿命が約1
.5倍と長くなり、クラッド除去率も常時901以上と
なった。
Afterwards, as a result of filtering the condensate using this system, the filtration life was approximately 1% longer than that of conventional sulfonic acid resins.
.. It was 5 times longer, and the crud removal rate was always 901 or higher.

以上、本実施例によれば、ろ過寿命が長くなることから
、プリコート操作等の運転員の負荷が軽減できる。
As described above, according to this embodiment, since the filtration life is extended, the burden on the operator such as pre-coating operations can be reduced.

実施例2 前記実施例1により発生した、使用済のプリコート材を
沸騰水型原子力発電所内に備えられている、雑固体用の
焼却炉で焼却した。
Example 2 The used precoat material generated in Example 1 was incinerated in an incinerator for miscellaneous solids provided in a boiling water nuclear power plant.

焼却炉内は約1000℃になっており、ここに使用済の
プリコート材(陽イオン交換樹脂11と陰イオン交換樹
脂12とアクリル系繊維13の混合物)を投入した結果
、これは完全に然焼し、排ガスとして、Co、、H,O
等が発生した。
The temperature inside the incinerator is about 1000℃, and as a result of putting the used precoat material (a mixture of cation exchange resin 11, anion exchange resin 12, and acrylic fiber 13) into it, it is completely incinerated. And as exhaust gas, Co, , H, O
etc. occurred.

従来のスルホン酸系樹脂を用いた場合には、これに樹脂
中に硫黄を含むため、焼却時にH,S。
When conventional sulfonic acid resins are used, the resin contains sulfur, which releases H and S when incinerated.

SO3等の腐食性ガスを発生するため、配管腐食等の問
題を起こす可能性があった。しかし、本発明によるカル
ボン酸系樹脂等は樹脂中に硫黄を含まないため、腐食性
ガスも発生せず、容易に焼却処理できることがわかった
、 〔発明の効果〕 本発明によれば、ろ過説塩器でのろ過寿命が長くなるた
め、発電所における運転員の負荷を軽減でき、かつ廃棄
物処理も容易となる。
Since corrosive gases such as SO3 are generated, there is a possibility that problems such as piping corrosion may occur. However, since the carboxylic acid resin etc. according to the present invention does not contain sulfur, it does not generate corrosive gas and can be easily incinerated. [Effects of the Invention] According to the present invention, the filtration theory Since the life of filtration in the salt chamber is extended, the burden on operators at power plants can be reduced, and waste disposal becomes easier.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はカル
ボン酸系樹脂の分子構造図、第3図は従来法の欠点を示
す線図、第4図はプリコート層の断面図、第5図は本発
明の効果を示す線図、第6図は最適繊維量を示す線図、
第7図はプリコート層でのクラッド分布を示す説明図、
第8図はプリコート量の最適範囲を示す線図である。 1・・・ろ過エレメント、2・・・プリコート層、7・
・・ろ過脱塩器、10・・・プリコートタンク、13・
・・アクリル系繊維。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a molecular structure diagram of a carboxylic acid resin, Fig. 3 is a diagram showing drawbacks of the conventional method, and Fig. 4 is a cross-sectional view of a precoat layer. , FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing the optimum fiber amount,
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the cladding distribution in the precoat layer;
FIG. 8 is a diagram showing the optimum range of precoat amount. 1...filtration element, 2...precoat layer, 7.
・・Filtration demineralizer, 10・Precoat tank, 13・
...Acrylic fiber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、原子炉の復水を浄化するろ過脱塩器にて用いるプリ
コート材として、繊維割合が10wt%以上40wt%
以下である前記繊維と弱酸性陽イオン交換樹脂と陰イオ
ン交換樹脂との混合物を用いることを特徴とするろ過方
法。
1. As a pre-coat material used in a filtration demineralizer to purify nuclear reactor condensate, the fiber percentage is 10 wt% or more and 40 wt%
A filtration method characterized by using the following mixture of the fibers, a weakly acidic cation exchange resin, and an anion exchange resin.
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