JPS63290999A - 放射性廃液の濃縮方法 - Google Patents
放射性廃液の濃縮方法Info
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- JPS63290999A JPS63290999A JP12385287A JP12385287A JPS63290999A JP S63290999 A JPS63290999 A JP S63290999A JP 12385287 A JP12385287 A JP 12385287A JP 12385287 A JP12385287 A JP 12385287A JP S63290999 A JPS63290999 A JP S63290999A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
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〕
本発明は原子力発電所の放射性廃液の濃縮法に係り、特
に気化透過膜法の膜目詰りを防止した放射性廃液の濃縮
法に関する。
に気化透過膜法の膜目詰りを防止した放射性廃液の濃縮
法に関する。
（従来の技術〕
原子力発電所の廃液とは脱塩器の再生廃液、機器ドレン
、床ドレン等の放射能を有する液のことであり、これら
の廃液は直接発電所から放出することはできず放射性物
質の分離等を行って対処している。廃液の成分は硫酸ナ
トリウムが主成分で、その他クラッド成分、イオン交換
樹脂等の不純物が含まれている。現状の処理方法は、廃
液を加熱蒸発器で液の濃縮を行なうとともに蒸発液は必
要に応じて脱塩器で脱塩して純水とし再利用するか放流
する。
、床ドレン等の放射能を有する液のことであり、これら
の廃液は直接発電所から放出することはできず放射性物
質の分離等を行って対処している。廃液の成分は硫酸ナ
トリウムが主成分で、その他クラッド成分、イオン交換
樹脂等の不純物が含まれている。現状の処理方法は、廃
液を加熱蒸発器で液の濃縮を行なうとともに蒸発液は必
要に応じて脱塩器で脱塩して純水とし再利用するか放流
する。
従来の処理法での問題点は、まず蒸発缶の材料が腐食す
るとともに缶表面にスケール成分が析出すること、さら
に蒸発液中に放射性成分が混入する心配があることであ
る。これらの課題を解決する方法として、特開昭６１−
１６４１９５には蒸発缶を用いないで多孔質疎水性膜を
用いる気化透過法を用いる方法が開示されている。
るとともに缶表面にスケール成分が析出すること、さら
に蒸発液中に放射性成分が混入する心配があることであ
る。これらの課題を解決する方法として、特開昭６１−
１６４１９５には蒸発缶を用いないで多孔質疎水性膜を
用いる気化透過法を用いる方法が開示されている。
この方法は膜の内外に温度差を設け、膜表面で液を蒸発
させて、蒸気を冷却面で凝縮させるものである。この方
法では膜を用いているので材料腐食の心配がなく、蒸発
液も飛沫同伴がないので純度の向上が期待できる。しか
し課題として濃縮時に膜面を汚染し蒸発能力を低下させ
る欠点がある。
させて、蒸気を冷却面で凝縮させるものである。この方
法では膜を用いているので材料腐食の心配がなく、蒸発
液も飛沫同伴がないので純度の向上が期待できる。しか
し課題として濃縮時に膜面を汚染し蒸発能力を低下させ
る欠点がある。
本発明の目的は、多孔質疎水性膜の目詰りを防止し、原
子力発電廃液を濃縮する方法を提供するにある。
子力発電廃液を濃縮する方法を提供するにある。
本発明は、水蒸気を透過させるが、水を透過させない多
孔質疎水性膜の一面側に所定の温度に加熱された放射性
核種のイオンを含む原子力発電廃液を接触させ、該廃液
から水蒸気を前記多孔質疎水性膜の他面側に透過させて
前記廃液を濃縮する方法において、前記一面側にある前
記廃液中に炭酸ガスを注入することを特徴とする原子力
発電廃液の濃縮方法にある。
孔質疎水性膜の一面側に所定の温度に加熱された放射性
核種のイオンを含む原子力発電廃液を接触させ、該廃液
から水蒸気を前記多孔質疎水性膜の他面側に透過させて
前記廃液を濃縮する方法において、前記一面側にある前
記廃液中に炭酸ガスを注入することを特徴とする原子力
発電廃液の濃縮方法にある。
前記一面側の廃液中に存在する炭酸ガスは溶解状態と気
泡状態のいずれか一方あるいは両者混合の状態に設定し
、前記廃液のｐＨを４以下とすること、前記一面側の廃
液のｐＨの調節をｐ Ｈ検出端からの入力に応じてＣＯ
ｚガス注入量を加減することが好ましい。
泡状態のいずれか一方あるいは両者混合の状態に設定し
、前記廃液のｐＨを４以下とすること、前記一面側の廃
液のｐＨの調節をｐ Ｈ検出端からの入力に応じてＣＯ
ｚガス注入量を加減することが好ましい。
多孔性疎水膜を用いて蒸発して濃縮するプロセスでは、
膜面への金属イオンを主体とする不純物が付着して膜の
細孔の目詰りが生ずる心配がある。
膜面への金属イオンを主体とする不純物が付着して膜の
細孔の目詰りが生ずる心配がある。
これを防止するために濃縮液中にＣＯ２ガスを圧入して
、液のｐ、 Ｈを下げて付着物を溶解することにより、
膜面の目詰りを防止するものである。
、液のｐ、 Ｈを下げて付着物を溶解することにより、
膜面の目詰りを防止するものである。
ＣＯ２ガスを原子力発電廃液に溶解させると次の解離平
衡が成り立つと考えられる。
衡が成り立つと考えられる。
すなわちＣＯｘガス分圧に比例してＨ２ＣＯｓが生成す
る。Ｈ２ＣＯａが第１解離平衡定数（Ｋ１）の下でＨ＋
とＨＣＯｓ−に解離する。さらにＨＣＯ２−が第２解離
平衡定数（Ｋ２）の下でＨ＋とＣｏ３２−に解離する。
る。Ｈ２ＣＯａが第１解離平衡定数（Ｋ１）の下でＨ＋
とＨＣＯｓ−に解離する。さらにＨＣＯ２−が第２解離
平衡定数（Ｋ２）の下でＨ＋とＣｏ３２−に解離する。
したがってＣＯ２ガスが溶解するとＨ＋が生成してｐＨ
を下げる。
を下げる。
この原理を利用して膜を介するクローズドの系にＣｏｘ
ガスを圧入しておくと液のｐＨが低下する。純水中では
ＣＯ２分圧１ ｋｇ ／ ａＮ テｐ Ｈ３、７まで低
下する。塩類含有溶液では同じＣＯ２分圧でも低いｐＨ
になる。
ガスを圧入しておくと液のｐＨが低下する。純水中では
ＣＯ２分圧１ ｋｇ ／ ａＮ テｐ Ｈ３、７まで低
下する。塩類含有溶液では同じＣＯ２分圧でも低いｐＨ
になる。
液のｐＨが低下すると、膜表面に付着した金属イオンを
主成分とする付着物を溶解できる。また溶液中のＣＯ２
ガスは１部膜細孔から液の蒸発ともに揮散するが、この
時にも膜細孔を洗浄できる。
主成分とする付着物を溶解できる。また溶液中のＣＯ２
ガスは１部膜細孔から液の蒸発ともに揮散するが、この
時にも膜細孔を洗浄できる。
なお濃縮液中に残存するＣ Ｏ２ガスは大気に放置する
だけで放散できる。また蒸発透過液も同様に残存ＣＯ２
を放射して純水とする。
だけで放散できる。また蒸発透過液も同様に残存ＣＯ２
を放射して純水とする。
［実施例１コ
本発明を実証するための試験装置の構成を第２図に示す
。膜濃縮装置（膜面積］、０ＯｃＪ）１は多孔質疎水性
膜としてテフロン平膜１４、ステンレス板１９で支切ら
れた装置内を原子力発電廃液を模擬した濃縮液２０．ｉ
ｇ縮液液２１冷却液２２で構成されている。濃縮液２０
を槽２３とポンプ２４で膜濃縮装置１７を循環する。一
方、冷却液２２は槽２５とポンプ２６を介して一定温度
に保持して循環する。なお凝縮液２１は槽２７に回収す
る。−力木発明になる炭酸ガス圧入系統は濃縮液２０の
ポンプ２４の後に炭酸ガスボンベ１８と流量計２９を介
して圧入するようになっている。
。膜濃縮装置（膜面積］、０ＯｃＪ）１は多孔質疎水性
膜としてテフロン平膜１４、ステンレス板１９で支切ら
れた装置内を原子力発電廃液を模擬した濃縮液２０．ｉ
ｇ縮液液２１冷却液２２で構成されている。濃縮液２０
を槽２３とポンプ２４で膜濃縮装置１７を循環する。一
方、冷却液２２は槽２５とポンプ２６を介して一定温度
に保持して循環する。なお凝縮液２１は槽２７に回収す
る。−力木発明になる炭酸ガス圧入系統は濃縮液２０の
ポンプ２４の後に炭酸ガスボンベ１８と流量計２９を介
して圧入するようになっている。
原子力発電廃液を模擬した原液として１５％Ｎ ａ ２
Ｓ ０４液５Ｑで炭酸ガスの有無において濃縮並びに透
過試験を行った。原液温度６０℃、冷却水温度２０℃、
温度差４０℃である。なお炭酸ガスの注入量は５ｍ１ｌ
ｌ／ｍｉｎである。透過水量の変化を第３図に示す。横
軸に透過時間を、縦軸に透過水量を示す。図中の（Ａ）
表示は炭酸ガス注入時であり、（Ｂ）は無添加時である
。透過水量は時間に対して比例し、その後漸次増加傾向
が小さくなる。これは原液の濃縮に伴なう沸点上昇によ
る蒸気温度差の低下と膜面へのスケール析出によるもの
と考えられる。これに対して炭酸ガスを注入した場合に
は原液のｐＨが４．０ まで低下しており、スケール時
に炭酸カルシウムスケールの析出が抑制されたことによ
り透過水量が増大している。
Ｓ ０４液５Ｑで炭酸ガスの有無において濃縮並びに透
過試験を行った。原液温度６０℃、冷却水温度２０℃、
温度差４０℃である。なお炭酸ガスの注入量は５ｍ１ｌ
ｌ／ｍｉｎである。透過水量の変化を第３図に示す。横
軸に透過時間を、縦軸に透過水量を示す。図中の（Ａ）
表示は炭酸ガス注入時であり、（Ｂ）は無添加時である
。透過水量は時間に対して比例し、その後漸次増加傾向
が小さくなる。これは原液の濃縮に伴なう沸点上昇によ
る蒸気温度差の低下と膜面へのスケール析出によるもの
と考えられる。これに対して炭酸ガスを注入した場合に
は原液のｐＨが４．０ まで低下しており、スケール時
に炭酸カルシウムスケールの析出が抑制されたことによ
り透過水量が増大している。
［実施例２コ
次に原液として１５％Ｎ ａ ２Ｓ ０４液中に２００
ｐｐｍのＦｅ２（ＳＯ４）ｓを添加した液を用いて、実
施例１と同じ条件で濃縮並びに透過試験を行った。この
時の透過水量の変化を第４図に示す。図中の（Ａ）は炭
酸ガス添加時の特性であり、（Ｂ）は無添加時の特性で
ある。（Ａ）及び（Ｂ）ともに透過水速度が低下する傾
向にあるが、（Ｂ）では、この傾向が大きく、第４図の
炭酸ガス無添加時（Ｂ）よりも大きい。これは、原液中
のＦｅイオンが水酸化物（Ｆ ｅ （ＯＨ）３）となり
膜面に付着して有効膜面積を小さくしたことによるもの
である。一方、炭酸ガス添加の場合（Ａ）には液のｐＨ
を４．０以下に低めることによりＦｅ（ＯＨ）ａを形成
しないでＦｅイオンとして溶解できることにより水酸化
鉄スケールが防止できていることによるものである。な
お透過水の純度は導電率で１μｓ ／ ａｎ以下であり
、原液からの除去係数（原液濃度／透過水濃度）からみ
ると１０４以上となり、蒸発分離がよく行なわれている
ものとみることができる。
ｐｐｍのＦｅ２（ＳＯ４）ｓを添加した液を用いて、実
施例１と同じ条件で濃縮並びに透過試験を行った。この
時の透過水量の変化を第４図に示す。図中の（Ａ）は炭
酸ガス添加時の特性であり、（Ｂ）は無添加時の特性で
ある。（Ａ）及び（Ｂ）ともに透過水速度が低下する傾
向にあるが、（Ｂ）では、この傾向が大きく、第４図の
炭酸ガス無添加時（Ｂ）よりも大きい。これは、原液中
のＦｅイオンが水酸化物（Ｆ ｅ （ＯＨ）３）となり
膜面に付着して有効膜面積を小さくしたことによるもの
である。一方、炭酸ガス添加の場合（Ａ）には液のｐＨ
を４．０以下に低めることによりＦｅ（ＯＨ）ａを形成
しないでＦｅイオンとして溶解できることにより水酸化
鉄スケールが防止できていることによるものである。な
お透過水の純度は導電率で１μｓ ／ ａｎ以下であり
、原液からの除去係数（原液濃度／透過水濃度）からみ
ると１０４以上となり、蒸発分離がよく行なわれている
ものとみることができる。
［実施例３］
本発明になる気化透過法による具体的な膜濃縮装置の構
成を第１図に示す。多孔質疎水性膜１４を装填した膜濃
縮装置１を中心として、外部に濃縮液循環系統２と冷却
水循環系統３から構成される。膜濃縮装置１には円管膜
の外側に金属管で覆った多数の２重管４が上下フランジ
５，６に固定された構造となっている。濃縮液循環系に
はヒータ７が入っており、ポンプ８で循環する系統にな
っている。一方、冷却水循環系統３には冷却器９とポン
プ１０が設置されている。本発明になる炭酸ガスの注入
はボンベ１８より濃縮液循環系統２の配管１１内に入れ
る。圧入に当っては注入口１１以前の系統内の液ｐＨを
検出器１２にて検出して、調節器８を介して圧入するこ
とになる。
成を第１図に示す。多孔質疎水性膜１４を装填した膜濃
縮装置１を中心として、外部に濃縮液循環系統２と冷却
水循環系統３から構成される。膜濃縮装置１には円管膜
の外側に金属管で覆った多数の２重管４が上下フランジ
５，６に固定された構造となっている。濃縮液循環系に
はヒータ７が入っており、ポンプ８で循環する系統にな
っている。一方、冷却水循環系統３には冷却器９とポン
プ１０が設置されている。本発明になる炭酸ガスの注入
はボンベ１８より濃縮液循環系統２の配管１１内に入れ
る。圧入に当っては注入口１１以前の系統内の液ｐＨを
検出器１２にて検出して、調節器８を介して圧入するこ
とになる。
本装置の操作については、廃液１３を濃縮液循環系統２
に入れ、ヒータ７で所定の温度になるように加温して系
内を循環する。一方、冷却水は循環系統配管３内をポン
プ１０によって循環される。
に入れ、ヒータ７で所定の温度になるように加温して系
内を循環する。一方、冷却水は循環系統配管３内をポン
プ１０によって循環される。
廃液１３の濃縮は膜濃縮装置１の２重管４の内側の多孔
質疎水性膜１４で水蒸気を通過させ、外筒管１５の表面
で水蒸気を冷却凝縮して凝縮水１６を得ることにより液
が濃縮される。疎水性膜１４から蒸気が蒸発するにした
がい、濃縮されていくが、膜面１４には不純物の付着あ
るいは濃縮成分が晶析することが予想される。これらの
成分を溶解するために濃縮液系内に炭酸ガスを圧入して
液のｐ、 Ｈを下げ晶析を防止することで対処する。
質疎水性膜１４で水蒸気を通過させ、外筒管１５の表面
で水蒸気を冷却凝縮して凝縮水１６を得ることにより液
が濃縮される。疎水性膜１４から蒸気が蒸発するにした
がい、濃縮されていくが、膜面１４には不純物の付着あ
るいは濃縮成分が晶析することが予想される。これらの
成分を溶解するために濃縮液系内に炭酸ガスを圧入して
液のｐ、 Ｈを下げ晶析を防止することで対処する。
本発明では、多孔質疎水性膜を用いる気化透過法による
原子カプラントの廃液濃縮において、原液中に炭酸ガス
を圧入して液のｐＨを下げることにより膜への目詰りを
防止させることができる。
原子カプラントの廃液濃縮において、原液中に炭酸ガス
を圧入して液のｐＨを下げることにより膜への目詰りを
防止させることができる。
これにより蒸発効率が高くかつ長時間にわたって安定に
前述の廃液を濃縮することができる。
前述の廃液を濃縮することができる。
第１図は本発明になる気化透過膜法による濃縮プロセス
を示す装置の構成図、第２図は本発明を実証するのに用
いた実験装置の構成図、第３図及び第４図は本発明での
透過水量と時間との関係を示す線図である。 １・・・膜濃縮装置、２・・・濃縮液循環系統、３・・
・冷却水循環系統、４・・・２重管、７・・・ヒータ、
８・・・ｐ Ｈ調節器、９・・・冷却器、］３・・・廃
液注入、１４・・・多孔質疎水性膜、１６・・凝縮水、
１８・・・ＣＯ２ボンベ。
を示す装置の構成図、第２図は本発明を実証するのに用
いた実験装置の構成図、第３図及び第４図は本発明での
透過水量と時間との関係を示す線図である。 １・・・膜濃縮装置、２・・・濃縮液循環系統、３・・
・冷却水循環系統、４・・・２重管、７・・・ヒータ、
８・・・ｐ Ｈ調節器、９・・・冷却器、］３・・・廃
液注入、１４・・・多孔質疎水性膜、１６・・凝縮水、
１８・・・ＣＯ２ボンベ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水蒸気を透過させるが、水を透過させない多孔質疎
水性膜の一面側に所定の温度に加熱された放射性核種の
イオンを含む原子力発電廃液を接触させ、該廃液から水
蒸気を前記多孔質疎水性膜の他面側に透過させて前記廃
液を濃縮する方法において、前記一面側にある前記廃液
中に炭酸ガスを注入することを特徴とする原子力発電廃
液の濃縮方法。 ２、特許請求第１項において、前記一面側の廃液中に存
在する炭酸ガスは溶解状態と気泡状態のいずれか一方あ
るいは両者混合の状態に設定し、前記廃液のｐＨを４以
下にする原子力発電廃液の濃縮方法。 ３、特許請求第２項において、前記一面側の廃液のｐＨ
の調節をｐＨ検出端からの入力に応じてＣＯ＿２ガス注
入量を加減する原子力発電廃液の濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123852A JPH07104434B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 放射性廃液の濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123852A JPH07104434B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 放射性廃液の濃縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63290999A true JPS63290999A (ja) | 1988-11-28 |
| JPH07104434B2 JPH07104434B2 (ja) | 1995-11-13 |
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Family Applications (1)
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| JP62123852A Expired - Fee Related JPH07104434B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 放射性廃液の濃縮方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110028145A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-19 | 李卫 | 一种火力发电厂间接空冷机组循环水腐蚀控制系统及方法 |
| CN111312423A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种放射性含硼废液浓缩装置 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61164195A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | 日東電工株式会社 | 原子力発電廃水の処理方法 |
| JPS6287205A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Hitachi Ltd | 中空糸膜フイルタの洗浄法 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62123852A patent/JPH07104434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61164195A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | 日東電工株式会社 | 原子力発電廃水の処理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111312423A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种放射性含硼废液浓缩装置 |
| CN111312423B (zh) * | 2020-02-19 | 2022-02-11 | 中国核动力研究设计院 | 一种放射性含硼废液浓缩装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07104434B2 (ja) | 1995-11-13 |
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