JP2002102721A - 混床式イオン交換塔の再生法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混床式イオン交換塔（ＭＢＰ塔）のイオン交
換樹脂の再生法であって、再生処理後にＭＢＰ塔の処理
水中にアルカリ再生剤が漏出することを防止できる再生
法を提供する。 【解決手段】 逆洗工程で分離したアニオン交換樹脂層
８及びカチオン交換樹脂層１０にアルカリ再生剤及び酸
再生剤をそれぞれ通薬する通薬工程、通薬工程終了後に
両樹脂層から水により再生剤を押し出す押出工程、及
び、押出工程終了後に両樹脂層を水で洗浄する洗浄工程
が終了した後、塔内に下部から水を導入して両樹脂層を
逆洗する逆洗洗浄工程を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混床式イオン交換
塔のイオン交換樹脂の再生法に関するもので、特に発電
所の補給水製造装置に用いられる混床式イオン交換塔の
再生法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所や原子力発電所では、発電タ
ービンを駆動させた後の蒸気を冷却して復水とし、この
復水を加熱により再び蒸気にして発電タービンを駆動さ
せるサイクルを繰り返している。したがって、復水はボ
イラ、蒸気発生器、原子炉等の腐食防止の観点から高度
に浄化する必要があり、そのため復水の浄化には混床式
復水脱塩装置、プリコートフィルタ、中空糸膜フィルタ
等の浄化装置が単独であるいは組み合わされて使用され
ている。

【０００３】発電プラントの一例として、ＰＷＲ型原子
力発電プラントのフローを図３に示す。図中５２は原子
炉、５４は蒸気発生器、５６は発電タービン、５８は発
電機、６０は復水器、６２は復水濾過装置、６４は復水
脱塩装置、６６は給水ポンプである。蒸気発生器５４で
発生した蒸気はタービン５６を動かした後、復水器６０
で復水になり蒸気発生器５４へ返送されるが、復水は長
期間の運転で徐々に散逸し、減少する。この復水の減少
分は補給水タンク６８内の補給水で補われる。

【０００４】上述した補給水の製造装置としては、従
来、例えば図３に示すフローのものがある。図３の補給
水製造装置３０において、３２は前処理装置、３４は混
床式イオン交換塔（ＭＢＰ塔）を示す。補給水製造原料
の工業用水や井水等は前処理装置３２に送られ、ここで
凝集沈殿装置、濾過装置、２床３塔式純水製造装置等の
組合せによって常法により前処理される。その後、水は
ＭＢＰ塔３４で処理される。この補給水製造装置３０で
製造される水も、復水と同様に、ボイラ、蒸気発生器、
原子炉等の腐食防止の観点から高度に浄化する必要があ
る。

【０００５】補給水製造装置３０におけるＭＢＰ塔３４
のイオン交換樹脂の再生処理は、従来、次のように行わ
れている。まず、ＭＢＰ塔によるイオン交換処理を終了
した後、ＭＢＰ塔内でカチオン交換樹脂を下層に、アニ
オン交換樹脂を上層に分離する。混合状態の両樹脂の分
離は、水を用いた逆洗によって両樹脂の比重差を利用し
て行う。そして、上層のアニオン交換樹脂に水酸化ナト
リウム水溶液等のアルカリ再生剤を通薬してアニオン交
換樹脂の再生を行うとともに、下層のカチオン交換樹脂
に塩酸水溶液等の酸再生剤を通薬してカチオン交換樹脂
の再生を行う（通薬工程）。一方の樹脂層への通薬時に
は他方の樹脂層に水を通水し、両樹脂の分離境界面に設
置したコレクタより樹脂再生廃液及び水を排出する。ま
た、両樹脂層に同時に再生剤を通薬する方法もある。通
薬工程終了後は、両樹脂層から水により再生剤を押し出
す押出工程を行う。押出工程終了後は、両樹脂層を水で
洗浄する洗浄工程を行う。その後、両樹脂を混合して混
床を形成させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発電所の補給水製造装
置に要求される処理水質は、近年ますます高純度化する
傾向にある。この傾向は、特に原子力発電所、中でもＰ
ＷＲ型原子力発電所で顕著である。しかし、補給水製造
装置のＭＢＰ塔の再生処理を前述した従来方法で行った
場合、再生処理後にＭＢＰ塔の処理水中にアルカリ再生
剤が微量ではあるが漏出し、補給水製造装置の処理水質
が悪くなるという問題があった。

【０００７】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、ＭＢＰ塔のイオン交換樹脂の再生法であって、
再生処理後にＭＢＰ塔の処理水中にアルカリ再生剤が漏
出することを効果的に防止することができる再生法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するために検討を行い、再生処理後にＭＢＰ塔の処
理水中にアルカリ再生剤が漏出するのは、通薬工程でＭ
ＢＰ塔の塔内壁に接触したアルカリ再生剤が塔内壁の凹
凸部内に入り込み、このアルカリ再生剤が従来の再生法
における洗浄工程では除去されないためであることを見
出した。そこで、本発明者は、通薬工程で塔内壁の凹凸
部内に入り込んだアルカリ再生剤を除去する方法を種々
検討した結果、通薬工程、押出工程、洗浄工程の終了後
に、塔内に下部から水を導入して樹脂層を逆洗する逆洗
洗浄工程を行った場合、該目的が効果的に達成されるこ
とを知見した。

【０００９】本発明は、上述した知見に基づいてなされ
たもので、混床式イオン交換塔のイオン交換樹脂を再生
するに当たり、分離したアニオン交換樹脂層及びカチオ
ン交換樹脂層にアルカリ再生剤及び酸再生剤をそれぞれ
通薬する通薬工程、通薬工程終了後に両樹脂層から水に
より再生剤を塔外へ押し出す押出工程、及び、押出工程
終了後に両樹脂層を水で洗浄する洗浄工程が終了した
後、塔内に下部から水を導入して両樹脂層を逆洗する逆
洗洗浄工程を行うことを特徴とする混床式イオン交換塔
の再生法を提供する。

【００１０】本発明によれば、前記逆洗洗浄工程におい
て、イオン交換樹脂が洗浄水中に分散された状態とな
り、このイオン交換樹脂が逆洗水と共にＭＢＰ塔の塔内
壁に当たる。そして、このようにイオン交換樹脂が逆洗
水と共に塔内壁に当たることにより、塔内壁の凹凸部内
に入り込んだアルカリ再生剤が洗い流されて除去される
という効果が得られる。したがって、本発明によれば、
再生処理後にＭＢＰ塔の処理水中にアルカリ再生剤が漏
出することを効果的に防止することができる。

【００１１】この場合、本発明の再生法は、補給水によ
り高度な水質が要求される原子力発電所の補給水製造装
置のＭＢＰ塔に特に好ましく適用することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用するＭＢＰ塔
の一例を示す概略構成図である。このＭＢＰ塔２は、図
３に示したように、ＰＷＲ型原子力発電所の補給水製造
装置において、前処理装置の後段に設置されている。

【００１３】本例のＭＢＰ塔２の下部にはイオン交換樹
脂（カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂）を支持す
るための支持床（図示せず）が敷設されている。また、
上部には被処理水導入管１６及び上部ディストリビュー
タ４と、アルカリ再生剤を供給する再生ディストリビュ
ータ６がそれぞれ設置されているとともに、上層のアニ
オン交換樹脂８と下層のカチオン交換樹脂１０との分離
境界面１２には、イオン交換樹脂の再生廃液を排出する
コレクタ１４が設置されている。図中１８は処理水出口
管であり、再生時に酸再生剤は処理水出口管１８より塔
下部から供給される。また、図中２０は逆洗水導入管、
２２は逆洗水排出管を示す。

【００１４】本例のＭＢＰ塔の再生を本発明の再生法に
よって行う手順は、例えば下記のとおりである。 （１）逆洗工程 採水工程、すなわち被処理水導入管１６から塔内に被処
理水を導入して処理水を処理水出口管１８から排出する
イオン交換処理工程を終了した後、逆洗水導入管２０か
ら塔内に逆洗水を導入し、混床層に下部から逆洗水を上
昇流で流入させ、樹脂層を膨張流動させる逆洗を行う。
これにより、両イオン交換樹脂を分離する。逆洗水は逆
洗水排出管２２から排出する。 （２）通薬工程 逆洗工程終了後、両イオン交換樹脂を沈静させる。そし
て、上層のアニオン交換樹脂８に再生ディストリビュー
タ６からアルカリ再生剤を通薬してアニオン交換樹脂の
再生を行う。同様に、下層のカチオン交換樹脂１０に処
理水出口管１８から酸再生剤を通薬してカチオン交換樹
脂の再生を行う。一方の樹脂層への通薬時には他方の樹
脂層に水を通水し、両樹脂の分離境界面に設置したコレ
クタ１４より樹脂再生廃液及び水を排出する。 （３）押出工程 通薬工程終了後、被処理水導入管１６及び処理水出口管
１８から塔内に水をゆっくりと導入し、この水で樹脂層
中のアルカリ再生剤及び酸再生剤を押し出す。アルカリ
再生剤、酸再生剤及び水はコレクタ１４から塔外へ排出
する。 （４）洗浄工程 押出工程終了後、被処理水導入管１６及び処理水出口管
１８から塔内に水を導入し、この水で両樹脂層を洗浄す
る。洗浄水はコレクタ１４から排出する。 （５）逆洗洗浄工程 逆洗水導入管２０から塔内に逆洗水を導入し、両樹脂層
に下部から逆洗水を上昇流で流入させ、両樹脂層の逆洗
を行う。逆洗水は逆洗水排出管２２から排出する。この
逆洗洗浄工程は、イオン交換樹脂、特にアニオン交換樹
脂が逆洗水中に分散された状態となり、このイオン交換
樹脂、特にアニオン交換樹脂が逆洗水と共にＭＢＰ塔の
塔内壁に当たるように行う。 （６）水抜き工程 塔内の水を処理水出口管１８から重力により排出する。 （７）混合工程 塔内に水を少量残し、樹脂及び水を空気で攪拌すること
により、再生された両樹脂を混合して混床を形成させ
る。その後、ブロー工程を経て採水工程に移る。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。実
施例として、図１に示したＭＢＰ塔の再生処理を前記
（１）〜（７）の手順で行った。また、比較例として、
（５）の逆洗洗浄工程を行わないこと以外は実施例と同
様にして図１に示したＭＢＰ塔の再生処理を行った。実
施例及び比較例において、ＭＢＰ塔のカチオン交換樹脂
としてはアンバーライト（登録商標、以下同じ）２００
ＣＴ（強酸性カチオン交換樹脂）、アニオン交換樹脂と
してはアンバーライトＩＲＡ９００（強塩基性アニオン
交換樹脂）を使用した。また、アルカリ再生剤としては
水酸化ナトリウム水溶液、酸再生剤としては硫酸水溶液
を用いた。

【００１６】上記再生処理後の採水工程における、ＭＢ
Ｐ塔の処理水中のＮａ濃度を図２に示す。図２より、本
発明方法によって再生処理を行った場合は、従来方法に
よって再生処理を行った場合に比べ、採水初期における
処理水中のＮａ濃度が低いことがわかる。したがって、
本実験により、本発明の再生法によれば、塔内壁の凹凸
部内に入り込んだアルカリ再生剤が逆洗洗浄工程で洗い
流されて除去され、再生処理後にＭＢＰ塔の処理水中に
アルカリ再生剤が漏出することを効果的に防止できるこ
とが確認された。

【００１７】なお、本発明の再生法は、発電所の補給水
製造装置に用いられる混床式イオン交換塔に限定され
ず、他の純水製造装置等で用いられる混床式イオン交換
塔にも適用される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、通薬工
程でＭＢＰ塔の塔内壁の凹凸部内に入り込んだアルカリ
再生剤を逆洗洗浄工程で除去することができるため、再
生処理後にＭＢＰ塔の処理水中にアルカリ再生剤が漏出
することを効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するＭＢＰ塔の一例を示す概略構
成図である。

【図２】再生処理後の採水工程におけるＭＢＰ塔の処理
水中のＮａ濃度の経時変化を示すグラフである。

【図３】ＰＷＲ型原子力発電プラントの一例を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】

２ ＭＢＰ塔 ４ 上部ディストリビュータ ６ 再生ディストリビュータ ８ アニオン交換樹脂 １０ カチオン交換樹脂 １４ コレクタ １６ 被処理水導入管 １８ 処理水出口管 ２０ 逆洗水導入管 ２２ 逆洗水排出管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混床式イオン交換塔のイオン交換樹脂を
   再生するに当たり、分離したアニオン交換樹脂層及びカ
   チオン交換樹脂層にアルカリ再生剤及び酸再生剤をそれ
   ぞれ通薬する通薬工程、通薬工程終了後に両樹脂層から
   水により再生剤を塔外へ押し出す押出工程、及び、押出
   工程終了後に両樹脂層を水で洗浄する洗浄工程が終了し
   た後、塔内に下部から水を導入して両樹脂層を逆洗する
   逆洗洗浄工程を行うことを特徴とする混床式イオン交換
   塔の再生法。
2. 【請求項２】 混床式イオン交換塔が発電所の補給水製
   造装置に用いられるものである請求項１に記載の混床式
   イオン交換塔の再生法。