JPS6365910A

JPS6365910A - 中空糸膜型浄化装置

Info

Publication number: JPS6365910A
Application number: JP61209670A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishikura; 石倉　武
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1988-03-24

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［］的〕（産業上の利用分野）本発明は被処理流体から溶解性および非溶解性不純物を
除去する中空糸膜型浄化装置に係り、特に軽水型原子力
′Ｒ，電所や火力発電所の復水浄化系水処理用に適した
中空糸膜型浄化装置に関づる。

（従来の技術）沸騰水型原子炉では冷却材として軽水が用いられる。こ
の軽水は第９図に示すように、原Ｔ炉圧力容固１内で加
熱されて沸騰し、一部が蒸気となって主蒸気管２を介し
て取出され、蒸気タービン３の駆動に供され仕事をした
後、復水器４にて凝縮されて復水となる。この復水は原
子炉投水給水系５を杼て再び原子力ｊ圧力容器１内に戻
さ”れるようになっている。

そして、主蒸気管２や原子炉復水給水系５内を循」Ｍす
る循環流によるクラッド等の蓄積で配管等が高ｈり射化
することを防止するために、一般にＤ；（子炉復水給水
系５には復水浄化系として、非溶融性不純物を除去する
復水濾過１Ａ置６および溶融性不純物を除去する復水脱
塩装置７が設けられ、この復水浄化系により高純度に浄
化された復水が給水加熱器８に供給されるようになって
いる。

近年、復水脱塩装置６には非溶融性不純物を除去づ゛る
濾過技術として中空糸膜を利用した中空糸膜モジュール
が開発されている１、この復水濾過装δ６は密閉された
ケーシング内を仕切板によって流入ヂＰンバと流出チャ
ンバとに区画し、その流入チャンバ内に多数本の中空糸
膜を束ねた中空糸膜モジュールを収容して濾過室を形成
したものである。第１０図は中空糸膜モジ１−ル９の基
本的な構成例を示すもので、この中空糸膜［ジュール９
は仕切板１０に取（＝Ｊけられる。中空糸膜−しジュー
ル９は濾過膜を構成する多数本のＵ字状中空糸ｇｌＡ１
１を束ねたもので、流入ヂ１１ンバである濾過室１２内
に配設される。

そして、濾過室１２に案内された復水は中空糸膜モジを
通る際に一過され、流出チャンバ１３に案内される。復
水が中空糸濾過膜を通る際、復水中に含まれろ非溶融性
不純物ｉ物１４は、第１１図に示されるように中空糸濾
過膜の外表面でキャップされ、分離除去されるようにな
っている。

一方、復水器１−装置では一般に粒状のイオン交換樹脂
が用いられ、復水濾過装置で除去されない溶融性不純物
が除去される。この脱塩装置は復水脱塩装置の下流側に
独立して配置される。

このように、従来では溶融性不純物と非溶融用不純物と
が存在する被処理水を浄化して、高純度の水を得るため
には、減退装置と脱塩装置とを両列に設置しているのが
一般的である。

（発明が解決しようとする問題点）例えば９０万ＫＷクラスの佛騰水型Ｄ；を予力発電プラ
ントの場合、復水の流量は非゛常に多く、約５０００　
Ｔｏｎ／ｈｒにし達する。したがって、これを処理する
復水脱塩装置や復水脱塩装置を尚えた拘水浄化系は大型
かつ大規模となり、約８ＴＩｉの容はを有するらのをそ
れぞれ６基づつ設置するなど設置スペースも非常に大ぎ
く、大規模化している。

また、このような復水浄化系の大規模化に伴い、再生操
作や逆洗操作が繁雑になるとと５に、廃棄物の■も多く
なっている。

本発明は上述した串情を考慮してなされたもので、被処
理流体から溶融ｔＩ　および非溶融性不純物を単一のθ
化装買内で除去できるようにしてコンパクト化を図り、
浄化操作の簡便化やＦｆＰ、棄物ｎ１の減少を図るよう
にした中空糸膜型浄化装置を提供することを目的とＭる
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本件第１番目の発明に係る中空糸膜型浄化装置は、密閉
ケーシング内に濾過室を画成する仕切板を介装し、この
仕切板に段Ｇづられた複数のイオン交換中空糸膜モジュ
ールを前記濾過室内に配設し、上記イオン交換中空糸膜
モジュールにより被処理流体から溶解性および非溶解性
不純物を除去したものである。

また、木イ１第２番目の発明に係る中空糸膜型浄化装置
は、密閉ケーシング内に濾過室を画成する仕切板を介装
し、この仕切板に設けられた複数の中空糸膜モジュール
を前記濾過室に配設するとともに上記濾過室内にイオン
交換樹脂が充Ｌ１され、上記中空糸ＰＱ　Ｅジュールお
よびイＡ交換樹脂により被処理流体から溶解性おにび非
溶解性不純物を除去したものである。

（作用）本件第１番目の発明は、密閉ケーシング内に仕切板を介
装して心過室を形成し、この濾過室に配設される複数の
イオン交換中空糸ＩＩＱ七ジ］−ルを前記仕切板に設置
プ、上記イオン交換中空糸膜モジュールのイオン交換作
用により被処理流体から溶解性不純物を除去し、イオン
交換中空糸膜モジュールの濾過作用により被処理流体か
ら非溶解性不純物を除去した中空糸膜型浄化装置であり
、甲−の中空糸膜型浄化装■で濾過機能と浄化（ＩＩＲ
Ｉｎ　）機能とを発揮できるようにしたものである。

また、本件第２？Ｐｒ目の発明に係る中空糸膜型浄化装
置も単一の浄化装置で被処理流体の濾過機能と浄化（１
１ＲＪｕ）機能とを発揮できるようにしたものである。

この中空糸膜型浄化装置【ま、密閉ケーシング内に仕切
板を介装して濾過室を形成し、この濾過室に上記仕切板
に設けられた中空糸膜モジュールを配設する一方、濾過
室にはイオン交換樹脂を充填し、このイオン交換樹脂の
イオン交換作用により被処理流体から溶解性不純物を除
去し、中空糸膜モジュールの濾過作用により非溶解性不
純物を除去したものである。イの際、中空糸膜モジ」−
ルをイオン交換中空糸膜モジュールとした場合、中空糸
ｎ々モジュール自体にｂ液送機能の他にイオン交換作用
にＪ、るｒｆ易化は能をイＮＪ加さぜることができる。

（実施例）以下、本発明に係る中空糸膜型浄化装置の実施例につい
て添イ］図面を参照して説明でる。

この実施例は本発明の中空糸膜型浄化装置を沸騰水型原
子力発電プラントの復水か化系に適用した例を示寸もの
である。

第２図に示すように、軽水が原子炉圧力容器２０内で加
熱されて沸騰し、その一部が蒸気となって主蒸気管２１
を介して取出され、蒸気タービン２２の駆動にＵ（され
る。蒸気タービン２２で仕事をした蒸気は復水器２３に
案内され、ここで凝縮されて復水となる。この復水は原
子炉復水給水系２４を経て再び原子炉１１力容器２０内
に戻される。

上記原子炉復水給水系２４には復水器２３の後に、復水
浄化系として中空糸膜型浄化装置２５を設け、この浄化
装置２５で浄化した復水を給水加熱器２６に供給するよ
うにしている。

第７図は中２糸欣型浄化装置２５の仝体摺戒を示してい
る。

この浄化装置２５は縦長筒状の密閉ケージング２８内に
水平な仕切板２９を設けることにより、下部に流入チャ
ンバ３０、−Ｆ部に流出チャンバ３１をそれぞれ画成し
ている。流入ヂ１７ンバ３０は流入口３２を介して復水
器２３側に連通し、流出チャンバ３１は流出口３３を介
して給水加熱器２６側に連通ずる。

また、流入チャンバ３０は濾過室を形成し、この濾過室
３０内に復水のイオン交換中空糸膜モジュール３５が配
設されている。この中空系膜モジュール３５は仕切板２
９から垂下され、全体としてＵ字状（１字状でもよい。

）をなしている。

イオン交換中空糸膜モジュール３５は第３図に示すよう
に濾過膜を構成づ゛る多数本のＵ字状イオン交換中空糸
膜３６の一側を束ね、樹脂材で固めたちのである。イＡ
ン交換中空糸膜３６は第４図に示づように多孔質樹脂製
中空糸濾過膜３７に多孔質のイオン交換樹脂ＷＡ３８を
重ね合せたもので、浄化（ｌｌ５２塩）機能と濾過機能
とを兼ね備えている。

仕切板２９に取付けられるイオン交換中空糸膜モジュー
ル３５は第５図（Ａ）に代表的に示されるように、陰イ
オン交換中空糸膜３６ａと陽イオン交換中空糸膜３６ｂ
とを多数本づつ混合させて束ねたものであっても、第５
図（Ｂ）に示すように多数本の陰イオン交換中空糸膜３
６ａを束ねた陰イオン交換中空糸膜モジュール３５Ａと
多数本の陽イオン交換中空糸膜モジュール３６ｂを束ね
た陽イオン交換中空糸膜モジュール３５［３とをそれぞ
れ独立して構成し、各イオン交換中空糸膜モジュール３
５Ａ、３５Ｂを仕切板２９に複数づつ設けるようにして
もよい。このような構成によれば、微粒子（非溶解性不
純物）の除去ばかりでなく、陽イオン交換用の浄化機能
と陰イオン交換用の浄化機能とが兼備され、コンパクト
化を図ることができる。

次に、中空糸膜型浄化装置の作用について説明する。

原子炉復水給水系２４に設けられる復水浄化系の中空糸
膜型浄化装置２５には復水鼎２３からの復水が供給され
る。この復水は密閉ケーシング２８の流入口３２から濾
過室３０内に案内される。

濾過室３０に案内された被処理流体としての復水は、イ
オン交換中空糸膜モジュール３５を通過する際に浄化（
ＩＩＲｊ冨）ｉＭｌ過作田作用ける。すなわらイオン交
換中空糸膜モジュール３５のイオン交換作用により復水
中に含まれる溶解性不純物が除去され、浄化（脱塩）さ
れる。また、イオン交換中空糸膜モジュール３５の濾過
作用により復水中の非溶解性不純物が除去される。

溶解性および非溶解性不純物が除去された復水は続いて
流出チャンバ３１に案内され、流出口３３から給水加熱
器２６に送られる。

この中空糸膜ハ！浄化装置２５は、濾過室３０内にイオ
ン交換中空糸膜モジュール３５を配設するだけで、イオ
ン交換中空糸膜モジュール３５のイオン交換作用により
溶解性不純物が、またその濾過作用により非溶解性不純
物がそれぞれ除去されるので、甲−の中空糸膜型浄化１
４Ｆｆ２５により濾過機能と浄化（脱！２）機能を秦Ｊ
ることができ、従来のように復水浄化系に復水濾過装置
と復水脱塩装置をそれぞれ別個に直列に接続する必要が
なく、コンパクト化を図ることができる。

第６図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は中空糸膜型浄化装
置の各変形例をそれぞれ示づものである。

各変形例に示された中空糸膜型浄化装置１９ｆ２５　Ａ
　。

２５Ｂ、２５Ｃは密閉ケーシング２８内を仕切板２９に
より区画された第１の濾過室３０ａと第２の濾過室３０
ｂとを僅えたものである。

このうち、第６図（Ａ＞に示された中空糸膜型浄化装置
２５Ａは、水平方向の仕切板２９と縦方向の仕切板２９
ａとにより密閉ケーシング２８内を４つのチ１７ンパ３
０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに区画し、被処理流体が
順次流れる流入チトンバとしての第１の濾過￥３０ａと
第２の濾過室３０ｂとの間に連通チャンバ３０Ｃ＠設け
る一方、第２の濾過室３０ｂで濾過浄化（脱Ｊ！２）さ
れた被処理流体を流出チｉｙンバ３０ｄから外部へ案内
するようにしたものである。

縦方向の仕切板２９ａにより区画される第１　および″
；５２濾過７？３０８．３０ｔ）の一方には複数の陰イ
オン交換中空糸膜［ジュールが、他方の濾過室には複数
の陽イオン交換中空糸膜モジュールがそれぞれ配設され
る。この場合、各濾過室３　Ｑ　ａ　。

３０ｂに隘イオン交換中空糸膜モジュールや陽イオン交
換中空糸膜モジュールをそれぞれ配置しても、あるいは
陰イオン交換中空糸膜と陽イオン交換中空糸膜をミック
スさせて束ねたイオン交換中空糸膜モジュールを配ａす
るようにしてもよい。

また、第６図（Ｂ）に示された中空糸ｗＡ型浄化装置２
５Ｂは密閉ケーシング２８内を水平方向の仕切板２９と
縦方向の仕切板２９ｂとで３つのチャンバ３０ａ、３０
ｂ、３０ｅに形成し、このうち流入ブーヤンバ３０ａを
第１の濾過室に、流出チャンバ３０ｂを第２の濾過室に
それぞれ形成し、両線過室３０ａ、３０ｂの間に水平方
向の仕切板２９で区画された連通チャンバ３０ｅを形成
したちのぐある。

ざらに、第６図（Ｃ）に示された中空糸膜型Ｅ化装置は
、密閉ケーシング２８内を２枚の仕切板２９．２９によ
り多段構造に３つのチャンバ３０ａ、３０ｂ、３０ｆに
区画したもので、流入チャンバ３０ａである第１の濾過
室と第２の濾過室と流出ヂトンバ３０ｆとを多段構造に
配置したものである。

次に、本件第２番目の発明に係る中空糸膜型浄化装置４
０の実施例について説明する。

この中空糸膜型浄化装置４０は第７図に示すように密閉
ケーシング４１内を水平方向の仕切板４２により流入チ
ャンバ４３と流出チャンバ４４とに区画する一方、流入
チトンバ４３を濾過室として構成したものである。

濾過室４３内に複数の中空糸膜モジュール４５が配置さ
れる。中空糸膜モジュール４５はイオン交換中空糸膜モ
ジ１−ルでもよく、仕切ＩＮ／１２から垂下するように
取付けられる。

また、濾過室４３内にはイオン交換樹脂４７が充填され
る。このイオン交換樹脂４７　Ｇ、を好ましくは粒状に
形成される。濾過室４３内に充填されるイオン交換樹脂
４７は陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂をミッ
クスさせたものでよいが、中空糸膜モジュール４５にイ
オン交換中空糸膜上ジュールを用いた場合には、このイ
オン交換中空糸膜モジュールと極性の異なるイオン交換
樹脂を用いればよい。例えば陰イオン交換中空糸膜モジ
ュールを用いたとき、イオン交換樹脂には陽イオン交換
樹脂を使用するとよい。

しかして、流入口４８　／）１　ｈら流入チ１ｒンバと
しての濾過室４３に案内された被処理流体は、イオン交
換樹脂４７によりイオン交換されて溶解性不純物が除去
される。また、この被処理流体は中空糸膜モジュール４
５の濾過作用により非溶解性不純物が除去される。溶解
性および非溶解性不純物が除去された処理流体は中空糸
膜モジュール４５を通って流出チャンバ４４に案内され
、流出口４つから外部に送られる。

第８図は中空糸膜型浄化装置の他の実施例を示すもので
、この浄化装置４０Ａは密閉ケーシング４１内が水平方
向の２枚の仕切板４２８．４２ｂにより３つのチャンバ
５０．５１．５２が多段構造に形成される。このう１３
、流入ヤンバ５０は第１の濾過室どして形成され、この
濾過室５０内に複数の中空糸Ｆ１１：ジュール４５が配
設される。この中空糸膜モジュール４５はイオン交換中
空糸膜モジュールであってもよい。

第１の濾過室５０に続く第２の臆過室５１は両仕切板４
２ａ、４２ｂの間に形成され、内部にイオン交換樹脂４
７が充填される。このイオン交換樹脂４７により被処理
流体から溶解性不純物が除去される。溶解性不純物が除
去された処理流体は例えば複数のメツシュ状ストレーナ
５４を通って流出ヂｉ？ンバ５２に送られ、この流出口
４つを通って外部に送られる。

なお、第８図の実施例では密口１ケーシング４１内を２
枚の水平方向の仕切板４２ａ、４２ｂにより３つのヂｔ
／ンバに区画した例について説明したが、３枚以上の仕
切板ににす４つ以上のチャンバを密目１ケーシング内に
形成し、各チャンバにより複数の濾過室を構成し、これ
らの濾過室に中空糸膜モジュールやイオン交換樹脂を適
宜装置するようにしてしよい。

また、本発明の実施例では中空糸膜型浄化装置Ｆｌを原
子力発電プラン！−の復水浄化系に適用した例について
説明したが、その他の分野、例えば純水製造設備や水成
外の種々の浄化設備にム適用７ることかできる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る中空糸膜５“！浄化装
置は、撥数のイオン交換中空糸膜モジュールを濾過室に
配設したり、また、濾過室に中空系膜モジュールを配設
するとともにイオン交換樹脂を充填させたから、イオン
交換中空糸膜モジュ−ル、また【Ｊ巾空糸摸モジュール
Ｊ７よびイオン交換樹脂により、被処理流体から溶Ｍ竹
および非溶解性不純物を除去することかでき、単一の浄
化装置で中空糸膜上ジュールによるｄ過機能とイオン交
換作用による浄化機能とを兼ね備え、コンパクト化を図
ることができる一方、浄化操作が簡便化され、廃棄物間
の減少を有効的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中空糸膜型浄化装置の一実施例を
示すｔｕ％面図、第２図は上記中空糸膜型浄化装置を原
子力発電プラントの復水浄化系に適１１１　した例を示
−４“図、第３図は上記中空糸膜型浄化装置に組み込ま
れるイオン交換中空糸膜−しジュールを示す図、第４図
は上記イオン交換中空糸膜モジュールを部分的に拡大し
て示ず断面図、第５図（Ａ＞および＜８）は上記中空糸
膜型浄化装置の適用例を示す図、第６図（Δ）、（Ｂ）
Ｊｊよび（Ｃ）は中空糸膜型浄化装置の各変形例を示す
図、第７図は本件第２番目の発明に係る中空糸膜型浄化
装Ｕを承り図、第８図は上記中空糸膜型浄化装置の他の
実論例を示１図、第９図は従来の復水浄化系を備えた原
子力発電プラントを示す図、第１０図および第１１図は
第３図４３よび第４図に対応する従来の中空糸膜モジュ
ールの説明図である。２０・・・原子炉圧方言；Ｓ、２２・・・烹気タービン
、２３・・・復水器、２４・・・原子炉復水給水系、２
５゜２５Ａ、２５８．２５Ｃ，４０，４０Ａ・・・中空
糸膜型浄化装置、２８．／１１・・・密閉ケーシング、
２９．２９ａ、２９ｂ、４２．４２ａ、４２ｂ−・・仕
切板、３０．３０ａ、３０ｂ、４３．５０．５１・・・
濾過室、３５・・・イオン交換中空糸膜モジュール、３
５Ａ・・・陰イオン交換中空糸膜モジュール、３５Ｂ・
・・陽イオン交換中空糸膜［ジュール、３６・・・イオ
ン交換中空糸膜、３６ａ・・・陰イオン交換中空糸膜、
３６ｂ・・・陽イオン交換中空糸膜、３７・・・中空糸
濾過膜、３８・・・イオン交換樹脂、４５・・・中空糸
膜モジュール、４７・・・イオン交換樹脂。蔓７　図　　　　　　芋６　図

Claims

【特許請求の範囲】１、密閉ケーシング内に濾過室を画成する仕切板を介装
し、この仕切板に設けられた複数のイオン交換中空糸膜
モジュールを前記濾過室内に配設し、上記イオン交換中
空糸膜モジュールにより被処理流体から溶解性および非
溶解性不純物を除去したことを特徴とする中空糸膜型浄
化装置。２、イオン交換中空糸膜モジュールは陰イオン交換中空
糸膜と陽イオン交換中空糸膜モジュールとをミックスさ
せて束ねることにより構成された特許請求の範囲第１項
に記載の中空糸膜型浄化装置。３、イオン交換中空糸膜モジュールは、陰イオン交換中
空糸膜を束ねた陰イオン交換中空糸膜モジュールと、陽
イオン交換中空糸膜を束ねた陽イオン交換中空糸膜モジ
ュールとを有する特許請求の範囲第１項に記載の中空糸
膜型浄化装置。４、密閉ケーシング内に被処理流体が順次案内される第
１および第２の濾過室を仕切板により形成し、一方の濾
過室には陰イオン交換中空糸膜モジュールが、他方の濾
過室に陽イオン交換中空糸膜モジュールがそれぞれ配設
された特許請求の範囲第３項に記載の中空糸膜型浄化装
置。５、密閉ケーシング内に濾過室を画成する仕切板を介装
し、この仕切板に設けられた複数の中空糸膜モジュール
を前記濾過室に配設するとともに上記濾過室内にイオン
交換樹脂が充填され、上記中空糸膜モジュールおよびイ
オン交換樹脂により被処理流体から溶解性および非溶解
性不純物を除去したことを特徴とする中空糸膜型浄化装
置。６、中空糸膜モジュールは陰イオン交換中空糸膜を束ね
た陰イオン交換中空糸膜モジュールおよび陽イオン交換
中空糸膜を束ねた陽イオン交換中空糸膜モジュールのい
ずれか一方のイオン交換中空糸膜モジュールである特許
請求の範囲第５項に記載の中空糸膜型浄化装置。７、中空糸膜モジュールは陰イオン交換中空糸膜モジュ
ールおよび陰イオン交換中空糸膜モジュールのいずれか
一方のイオン交換中空糸膜モジュールであり、イオン交
換樹脂はイオン交換中空糸膜モジュールと極性が異なる
特許請求の範囲第５項に記載の中空糸膜型浄化装置。８、密閉ケーシング内に被処理流体が順次案内される第
１および第２の濾過室を仕切板により構成し、第１の濾
過室には中空糸膜モジュールが、第２の濾過室にイオン
交換樹脂がそれぞれ配設された特許請求の範囲第５項に
記載の中空糸膜型浄化装置。９、第１の濾過室には１つの極性を有するイオン交換中
空糸膜モジュールが、第２の濾過室に上記イオン交換中
空糸膜モジュールと極性を異にする粒状のイオン交換樹
脂が配置された特許請求の範囲第８項に記載の中空糸膜
型浄化装置。