JPS63315190A - プラントの運転方法 - 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、火力、原子力発電所等において、復水及び廃
水の浄化に使用する中空糸膜フィルタの運転方法に係り
、特に、原子力発電所の水浄化に使用するに好適な中空
糸膜フィルタの運転方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の原子力発電所における復水浄化設備は、その復水
処理系のなかにプリコート型フィルタとベッド型脱塩器
とを配設するのが普通であり、このような復水処理設備
の代表的な一例を第２図に示す。

第２図において、原子炉１で発生した蒸気２は蒸気ター
ビン３を回転させて発電機４で発電を行なった後、復水
器５に入り、海水６により冷却され復水７となる。この
復水中には配管等の腐食による固型状やイオン状の不純
物（酸化鉄が主体である。）が含まれており、発電所の
安全性、信頼性向上のためには、これらの不純物を除去
することが必要である。そこで、復水器５から復水ポン
プ８を介して原子炉１に至る流路中にプリコート型フィ
ルタ１６及びベッド型脱塩器１０を設置し復水処理系を
構成する。プリコートフィルタ１６は、第３図に示すよ
うに、濾過塔１７に内蔵された多数の円筒状濾過エレメ
ント１８に粉状のイオン交換樹脂を層状にプリコートし
、このプリコート層に復水を通水させることによって固
型物の濾過を目的とする。また、脱塩器１０は、塔内に
粒状のイオン交換樹脂を充填したもので、イオン状の不
純物、特に、復水器５から海水がリークした場合の塩素
イオンの除去を目的とする。

復水処理設備は、原子力発電プラントの低放射能化に極
めて大きく貢献している。しかし、プリコートフィルタ
１６はプリコート材として粉状イオン交換樹脂を用い、
これを使い棄てにしているため、廃樹脂による放射性廃
棄物量の増加が問題となってきた。

そこで、近年、プリコート材を使用しない方式のフィル
タ特に、中空糸膜フィルタの適用が注目されてきた。こ
れは例えば、特開昭４９−９７６７号。

特開昭５６−７６２０８号公報、特開昭５９−４４０３
号公報に公知例があるが第４図に示すように、外径１ｆ
ｆｌＴ１程度の中空状の膜２１を数千水束にして充填し
た中空糸膜モジュール２２を約百本濾過塔１７に装着し
たもので、中空糸膜２１の表面には０．１μｍ程度の微
小な孔が多数おいており、この面で復水中の固形状の不
純物を除去する。

１９は水入口、２０は水出口。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように中空糸膜フィルタは膜表面で直接固形物を捕
捉するため、プリコート材を介して固形物を捕捉するプ
リコートフィルタのように、プリコート材が廃棄物とし
て生成する問題が無いのが特長である。

しかし、第５図に示すように、固形物を直接捕捉するた
め固形物の種類によっては膜面に固着し、膜のボアを閉
塞するこがあり、膜を洗浄しても固着物を膜面からはく
離、除去できない場合があった。洗浄操作が良好に行な
われないと、中空糸膜フィルタの初期差圧上昇が生じ、
濾過差圧上昇速度の増大により膜洗浄頻度の増大を招く
結果となり、膜の交換又は薬品洗浄を必要とする問題が
あった。

従って、固着閉塞し易い固形物が膜面で直接捕捉される
ことを防止し、膜目詰りの少ない中空糸膜フィルタの運
転方法の開発が望まれていた。

図中２３は中空糸膜断面、２４は膜ボア、２５は膜目詰
物質。

〔問題点を解決するための手段〕

膜に固着し、ボアを閉塞し易い固形物は一般に不定形の
非晶性、粘着性の物質、又は、膜のボアの大きさに近い
比較的小粒径の物質であることがこれ迄の濾過試験等か
られかっており、微小水酸化鉄、油、有機物がその一例
である。原子力発電所の復水において、これらの物質が
水中に認められるのは定期点検等で運転休止の状態から
運転を再開する時期にほとんど限られており、定常運転
時ではこれらの膜の目詰り促進物質は非常に少ない。

即ち、このことは原子力発電所の起動前の浄化運転や起
動運転時に生成する膜目詰り物質を除去できれば、膜目
詰りが防止できることを示唆するものである。

上記目的は、膜を目詰りし易い物質が膜面に到達するこ
とを防止することにより達成される。

本発明の要旨は、濾過運転前、又は、運転中に膜面には
く離性の良い固形物の層を形成即ち、プリコートし、こ
のプリコート層により、膜目詰り物質を捕捉し膜面への
膜目詰り物質の到達を防止するものである。

〔作用〕

中空糸膜の表面にプリコートされた固形物の層を固形物
の種類、即ち、化学形態９粒径、形状により、プリコー
ト層内の空隙大きさ及び吸着性が変化する。適正なプリ
コート材を選べば少ない量で膜目詰り物質を効率的に捕
捉することができる。

さらに、はく離性を考慮することにより、洗浄時に膜面
からのはく離性に優れ、プリコート材自身が膜目詰りを
引き起こすことも防げる。

又、プリコートの必要な時期にのみプリコート操作を限
定できるので、プリコート材による廃棄物量の増加を極
力抑えることができる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して本発明の一実施例について詳細
に説明する。

原子炉１で発生した蒸気２は蒸気タービン３を回転させ
て発電機４で発電を行なった後、復水器４に入り、海水
６により冷却されて復水７となる。

復水７は復水ポンプ８により復水浄化系を構成する中空
糸膜フィルタ９と脱塩器１０に供給され、浄化された、
給水１１として原子炉１に給水される。

中空糸膜フィルタ９の上流側にはプリコート材注入配管
が接続されており、プリコート材タンク１２内で撹拌機
１４で撹拌されているプリコート材１３をプリコートポ
ンプ１５で送入する。

プリコート材はプラントの起動前浄化運転並びに起動・
運転の直前又は運転中に復水中に注入する。第６図は中
空糸膜の外表面にプリコート材の層が形成された状態を
示す。起動前浄化運転時や起動・運転時、膜目詰り物質
が復水中に含まれていても、プリコート材１３の層で捕
捉されるため、膜面に膜目詰り物質が到達するのが極力
抑えられ、膜目詰をできるだけ少なくすることができる
。プラントの運転が定常になれば、復水中の膜目詰り物
質も減少するので、通常の方式、即ち、膜で直接固形物
を捕捉する方式で良く、プリコート材による廃棄物量の
増加はほとんど問題とならない。

なお、プリコート材の粒径は膜のボアより太きく、１μ
ｍ〜１０μｍが望ましく、耐圧縮性があり、結晶性のも
のが良い。例えば、結晶性の酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３やＦｅ３
Ｏ４があげられる。

又、プリコート材として中空糸膜フィルタの洗浄によっ
て生じるスラッジ（酸化鉄、水酸化鉄が主体）を使用す
れば廃棄物量の増加は全く無くなる。

第７図は本発明の一実施例に基づく運転方法を用いて行
なった実験結果である。供試した中空糸膜フィルタは外
径１．２φ、内径０．７φ、長さ２ｍの中空糸膜を総膜
面積１．３ｒｒｌ　にモジュール化したもので、濾過流
速は０．２ｍ／ｈ　　とした。模擬復水中の固形物は実
際のプラントの運転を想定し、起動時として非品性水酸
化鉄Ｆｅ（ＯＨ）ａ。

０．２μｍ、定常時として結晶性酸化鉄ＦｅｚＯ３ｔ１
μｍを用いた。結果は固形物捕捉量と濾過差圧上昇の関
係と洗浄後の濾過差圧の回復性が評価した。従来例の場
合、起動時想定の固形物を捕捉すると濾過差圧上昇が大
きく、定常時想定の固形物では濾過差圧上昇が小さくな
った。洗浄設定圧力上昇０．３ｋｇ／ｄに達したので空
気バブリングと水逆洗で洗浄したところ、従来例では運
転開始時に比べ０．１５ｋｇ／ａ＃の初期差圧上昇が認
められ、起動時想定の非品性水酸化鉄で膜のボアが閉塞
したものと推察された。次に、本発明例の場合は運転開
始前にプリコート材として結晶性酸化鉄Ｆｅｚｏａ、１
　μｍをｌ　ｇ　Ｆ　ｅ　／　ｒｒｒプリコートしたと
ころ、起動時、定常時の濾過差圧上昇は従来例とほぼ同
じであったが、洗浄後の濾過差圧の回復性が非常に良く
、Ｆｅ２Ｏ３のプリコートにより、起動時想定の固形物
による膜目詰り防止に顕著な効果があることが明らかに
なった。

なお、運転中にプリコート材を注入する方式即ち、ボデ
ィーフィード方式も試みたが、運転前のプリコート方式
とほぼ同等の効果が得られ、いづれの方式でも適用可能
であることがわかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子力発電所の復水浄化系に用いられ
る中空糸膜フィルタにおいて、廃棄物の増加が少なく膜
目詰りが極力防げ、膜の寿命延長が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は原子力発
電所の復水浄化設備の一例の系統図、第３図はプリコー
トフィルタの構造図、第４図は中空糸膜フィルタの構造
図、第５図は膜の目詰りの説明図、第６図は本発明によ
る膜の目詰り防止効果の説明図、第７図は本発明の効果
を示す図である。 １・・・原子炉、３・・・蒸気タービン、４・・・発電
機、５・・・復水器、８・・・復水ポンプ、９・・・中
空糸膜フィルタ、１０・・・打塩器。 第　３　目 第　４　目 第　、５　口 奉　／：）　　圀 第７図 ″−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空糸膜のフィルタで液中の不純物を除去する浄化
   システムにおいて、 運転前又は運転中に前記中空糸膜の原水側表面に外部か
   ら液中に注入したプリコート材の層を形成させて、前記
   原水中の固形物やイオンを除去することを特徴とする中
   空糸膜フィルタの運転方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記中空糸膜の原水側表面に前記プリコート材の層を形
   成する時期を、復水浄化ではプラントの起動前浄化運転
   時、起動・運転時及びその他の非定常運転時の直前に行
   なうことを特徴とする中空糸膜フィルタの運転方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、 前記中空糸膜の前記原水側の表面に前記プリコート材の
   層を形成する時期を、復水浄化ではプラントの起動前浄
   化運転中、起動運転中及びその他の非定常運転中に行な
   うことを特徴とする中空糸膜フィルタの運転方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、 前記プリコート材として酸化鉄又は水酸化鉄を使用する
   ことを特徴とする中空糸膜フィルタの運転方法。 ５、特許請求の範囲１項において、前記プリコート材を
   生成する方法として鉄電解法によることを特徴とする中
   空糸膜フィルタの運転方法。