JP2003190717A

JP2003190717A - 濾過装置の逆洗方法および装置

Info

Publication number: JP2003190717A
Application number: JP2001391626A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Suwa; 裕亮諏訪; Toshio Morita; 利夫森田
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-08
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP3852829B2

Abstract

(57)【要約】【課題】沈降剤を添加することなく、特に酸化鉄を効
率よく分離することを可能にし、逆洗水処理のための工
程の簡素化とコストの低減をはかることのできる濾過装
置の逆洗方法および装置を提供する。【解決手段】濾過装置の逆洗用水として、ｐＨ８以上
のアルカリ側に調整した水を用いることを特徴とする濾
過装置の逆洗方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過装置の逆洗方
法および装置に関し、とくに、加圧水型原子力発電所や
火力発電所等の発電プラントの復水処理に用いる濾過装
置の逆洗に好適な方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子力発電所や火力発電所等の
発電プラントにおいては、例えば用水の処理方法の一つ
として、濾過装置により、被処理水中の主に酸化鉄から
なる懸濁物質を濾過し、分離濃縮している。濾過操作を
継続すると、濾材表面での懸濁物質の捕捉量が増加し、
濾過装置の差圧が増加する。濾過装置の差圧とは、濾材
がクリーンな状態の初期差圧と濾材外表面に蓄積された
懸濁物質により生じる差圧が合計されたものである。濾
過装置の差圧が増加すると、通常、純水と空気による逆
洗を行い、濾材表面に捕捉されていた懸濁物質を排出
し、濾材をクリーンな状態に戻し、濾過装置の差圧を回
復させるようにしている。

【０００３】この差圧回復操作の際に排出される逆洗水
の簡単な処理方法として、沈降分離タンクで静置しての
固液分離がある。この場合、逆洗水中の懸濁物質は沈降
し、懸濁物質と上澄み液とに分離可能になり、逆洗水の
減容化が図れ、沈降したスラッジは脱水処理をして産業
廃棄物として処理することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、処理される
逆洗水中に微細な懸濁物質や粒子が含有されていると、
それらは沈降分離タンクにおいて沈降しにくいため固液
分離性能が低下する。とくに、近年高性能のプリーツフ
ィルタの使用が検討されているが、プリーツフィルタの
特徴として、沈降しにくい極めて微細な粒子まで精度良
くフィルタに捕捉される。したがって、逆洗水中の懸濁
物質も極めて微細な粒子となるため、沈降分離タンクに
おいて懸濁物質の沈降性が悪く、容易に十分な固液分離
ができないという問題が生じる。固液分離性能が低下す
ると、沈降スラッジの脱水処理や上澄水の処理にコスト
と時間がかかることになる。

【０００５】また、このような問題を防止あるいは軽減
するためには、沈降分離タンクあるいはそれに逆洗水を
導入する経路に、沈降剤（沈降促進剤）を添加する必要
が生じる。沈降剤としては、通常、Ｎａ₂ＣＯ₃やＮａ₂
ＳＯ₄などの無機塩や高分子凝集剤、ＰＡＣ（ポリ塩化
アルミニウム）、硫酸バンド、ＦｅＣｌ₃などの無機凝
集剤が用いられる。しかし、このような沈降剤を添加す
ると、そのための工程が必要になるとともに処理コスト
が増加することになる。

【０００６】そこで本発明の課題は、上記のような逆洗
水の処理における問題点に着目し、沈降剤を添加するこ
となく、特に酸化鉄を効率よく分離することを可能に
し、逆洗水処理のための工程の簡素化とコストの低減を
はかることのできる濾過装置の逆洗方法および装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る濾過装置の逆洗方法は、濾過装置の逆
洗用水として、ｐＨ８以上のアルカリ側に調整した水を
用いることを特徴とする方法からなる。

【０００８】また、本発明に係る濾過装置の逆洗装置
は、濾過装置の逆洗用水をｐＨ８以上のアルカリ側に調
整する手段を有することを特徴とするものからなる。

【０００９】濾過装置の濾材として中空糸膜フィルタ、
セラミックフィルタ、カーボンフィルタ、電磁フィル
タ、プリーツフィルタ等が挙げられるが、本発明に係る
濾過装置の逆洗方法および装置は、プリーツフィルタを
用いる場合にとくに有効なものである。プリーツフィル
タは、濾材をプリーツ型に加工し濾過のための表面積を
拡大したしたものであり、前述したように、沈降しにく
い極めて微細な粒子まで精度良く捕捉できる特徴を有し
ているので、逆洗水中の懸濁物質も極めて微細な粒子と
なり、沈降分離タンクにおいて懸濁物質の沈降性が悪
く、容易に十分な固液分離ができないという問題があっ
たが、本発明の適用により、このような微細な懸濁物
質、とくに酸化鉄を良好に沈降分離できるようになる。

【００１０】このような方法および装置においては、濾
過装置に上記アルカリ側に調整された逆洗用水を濾過装
置に導入するラインを設け（例えば、濾過装置の二次側
に導入するラインを設け）、その逆洗用水を容易に濾過
装置に導入できるようにしておくことが好ましい。

【００１１】また、本発明に係る濾過装置の逆洗方法お
よび装置は、とくに発電所に設けられている濾過装置の
逆洗に有効なものであり、逆洗用水として発電所の系統
水、たとえば復水を用いることができる。発電所内で
は、とくに酸化鉄を除去対象とした逆洗式の濾過装置が
用いられており、たとえば加圧水型原子力発電所に関し
ては、二次系の復水フィルタが本発明の適用対象とな
り、さらに今後、高温ヒータドレン系や給水系等に設け
られるフィルタへの適用も可能と考えられる。また、火
力発電所に関しては、復水フィルタ、ボイラーブロー水
の回収水フィルタ等が本発明の適用対象となる。さら
に、沸騰水型原子力発電所に関しても、復水フィルタ、
機器ドレンフィルタ等を本発明の適用対象とすることが
できる。

【００１２】本発明において、濾過装置の逆洗用水とし
て用いられる、ｐＨ８以上のアルカリ側に調整した水
は、専用のｐＨ調整手段を設けて目標とするｐＨの範囲
の逆洗用水を調製することも可能であるが、とくに加圧
水型原子力発電所や火力発電所では、系統水、とくに復
水がアルカリ側のｐＨを有しているので、これをそのま
ま逆洗用水として使用することができる。日本における
加圧水型原子力発電所復水のｐＨは、通常、９．１〜
９．８程度の範囲で運用されており、火力発電所復水の
ｐＨは、通常、８．５〜９．５程度の範囲で運用されて
いる。本発明における逆洗用水のｐＨは、８以上であ
り、たとえば８〜１０の範囲で運用すればよい。好まし
くは、ｐＨが８．５〜９．９の範囲であり、より好まし
くは８．９〜９．９の範囲である。したがって、上記の
ような加圧水型原子力発電所や火力発電所における系統
水を、さらにｐＨ調整することなくそのまま使用するこ
とが可能である。ただし、沸騰水型原子力発電所におい
ては、通常、復水は中性であるので、本発明で規定した
ｐＨの範囲となるように、ｐＨ調整手段を設ける必要が
ある。

【００１３】このような本発明に係る濾過装置の逆洗方
法および装置においては、濾過装置の逆洗用水として従
来の中性の純水ではなく、ｐＨが８以上の逆洗用水、た
とえばｐＨ８以上の系統水を用いることで、逆洗水中の
ｐＨを上昇させ、逆洗水処理を行う沈降分離タンクでの
沈降性、とくに微細な酸化鉄の沈降性を向上させること
ができる。この酸化鉄の沈降性の向上は、次のような理
由により達成されると考えられる。すなわち、一般的に
酸化鉄は、化学形態によって多少の差はあるものの、ｐ
Ｈ８〜９前後で粒子の荷電状態を表すゼータ電位がゼロ
に近くなる。ゼータ電位とは、分散された粒子の分散安
定性の指標として用いられるもので、ゼータ電位の絶対
値が増加すれば、粒子間の反発力が強くなり粒子の安定
性は高くなる。逆に、ゼータ電位がゼロに近くなると、
粒子は凝集しやすくなる。したがって、逆洗用水として
ｐＨ８以上の水、とくにｐＨ８〜１０程度の範囲内の水
を用いることで、ゼータ電位をゼロ近くにして、逆洗水
中の微小懸濁物質の沈降性を向上することができ、沈降
剤を添加することなく、沈降分離タンクにおいて、十分
に濃度の高い沈降スラッジと、十分に濃度の低い上澄水
とに効率よく分離することが可能になる。その結果、逆
洗水処理の容易化、処理コストの低減が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、
本発明の一実施態様に係る濾過装置の逆洗方法および装
置における逆洗水処理工程のフローを示しており、とく
に、発電所における復水フィルタ逆洗水の処理工程の一
例を示している。図２は、図１の処理に対応する従来の
逆洗水処理工程のフローを示している。

【００１５】図１において、復水フィルタの逆洗用水と
して、たとえばｐＨ８以上の復水自身が使用され、逆洗
後の排水が、復水フィルタ逆洗水１として沈降分離タン
クである逆洗水分離タンク２に送られる。一方、図２に
示した従来工程では、復水フィルタの逆洗用水として、
たとえば純水からなる系統への補給水が使用され、逆洗
後の排水が、復水フィルタ逆洗水３として沈降分離タン
クである逆洗水分離タンク２に送られるが、このとき、
後の沈降分離処理の効率あるいは効果を考慮して、前述
したような沈降剤添加工程４が設けられている。

【００１６】逆洗水分離タンク２からの上澄水は、たと
えば他系統からの排水が加えられた状態で排水貯槽５に
送られ、中和槽６を介して、たとえば凝集剤添加工程７
を伴う凝集沈殿処理工程８に送られる。一方、逆洗水分
離タンク２における沈降スラッジは、汚泥貯槽９に送ら
れ、凝集沈殿処理工程８からの沈降スラッジとともに貯
留されて、脱水機１０を介して、産業廃棄物処理工程１
１（産廃処理）に供される。凝集沈殿処理工程８からの
上澄水は、たとえば濾過工程１２を経た後、放流工程１
３に送られる。

【００１７】すなわち、図１に示した本発明の一実施態
様に係る濾過装置の逆洗方法および装置においては、図
２に示した従来の逆洗方法および装置に比べ、復水フィ
ルタ逆洗水を逆洗水分離タンク２に送ってスラッジの沈
降分離処理を行うに際し、逆洗用水にｐＨ８以上の水を
使用すること（本実施態様では、ｐＨ８以上の復水を使
用すること）と、沈降剤を添加しないことが、異なって
いる。

【００１８】このような処理を簡単に実施するために
は、たとえば図３に示すような構成を採ることができ
る。図３に、本発明の一実施態様に係る濾過装置の逆洗
方法および装置を実施するための濾過装置周りのライン
構成を、図４に、比較のために、従来のライン構成を、
それぞれ示す。

【００１９】たとえば濾材としてプリーツフィルタ２１
を収容した濾過装置２２に対し、図３に示す装置におい
ては、通常の濾過処理のための復水入口ライン２３から
分岐され、濾過装置の二次側へと接続された逆洗水供給
ライン２４を介して、復水自身が濾過装置の逆洗用水と
して供給される。一方、図４に示した従来装置において
は、純水からなる補給水が逆洗水供給ライン２５を介し
て、濾過装置の逆洗用水として濾過装置の二次側へ供給
される。

【００２０】逆洗は、たとえば逆洗用水と逆洗用空気供
給ライン２６から供給される空気を用いて行われ、逆洗
後の排水が逆洗水としてドレンライン２７から前述の逆
洗水分離タンク２に送られる。２８は、通常の濾過処理
後の濾過水を次工程に送る濾過水送給ラインを示してい
る。

【００２１】図１、図３に示したような工程および装置
により、ｐＨ８以上の逆洗用水（復水）を用いて逆洗が
行われる。逆洗後の排水が、濾材から除去された酸化鉄
等の微細な捕捉物まで含む逆洗水として逆洗水分離タン
ク２に送られるが、このとき、従来方法におけるような
沈降剤は添加されない。逆洗水分離タンク２に貯留され
た逆洗水は、ｐＨ８以上のアルカリ側にあるから、前述
したように酸化鉄粒子のゼータ電位がゼロ近くになり、
凝集しやすくなって、スラッジの沈降特性が向上され、
沈降スラッジが上澄水と効率よく分離されることにな
る。この高ｐＨによる沈降特性の向上は、以下の実施例
によって確かめられた。

【００２２】

【実施例】加圧水型原子力発電所復水を通水し、復水中
の主に酸化鉄からなる懸濁物質を捕捉したプリーツフィ
ルタについて、従来のように純水で逆洗した場合と、ｐ
Ｈ８以上のプラント系統水で逆洗した場合とについて、
沈降分離タンクの逆洗上澄水Ｆｅ濃度を調査した。加圧
水型原子力発電所二次系の復水水質は一般的にｐＨ９．
１〜９．８程度であり、本実施例では９．３の復水であ
った。

【００２３】プリーツフィルタを純水逆洗、系統水逆洗
して得られた逆洗水それぞれ５００ｍｌを攪拌後メスシ
リンダーに入れて静置し、上澄水Ｆｅ濃度及びｐＨを一
定時間毎に測定した。結果を表１と図５に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１、図５から明らかなように、高ｐＨの
系統水で逆洗した場合静置後１時間で初期濃度の約１／
１０、１２時間で約１／７０までＦｅ濃度が下がったの
に対し、純水で逆洗した場合には静置後１時間では初期
濃度とほとんど変わらず、１２時間でも約１／２程度ま
でしかＦｅ濃度が下がらなかった。この結果から、高ｐ
Ｈの系統水で逆洗した場合、明らかに、とくに酸化鉄を
主成分とするスラッジの沈降特性向上に効果があること
が明らかになった。

【００２６】なお、上記実施例のように、ｐＨ８以上の
復水等、本発明における逆洗用水としてそのまま使用で
きる系統水がある場合にはそれを使用すればよいが、こ
のような水がない場合には、周知のｐＨ調整手段を設け
てｐＨ８以上の逆洗用水を調製すればよい。

【００２７】また、本発明は、前記図３に示した形態の
濾過装置の他にも、図６に示すようなフィルタエレメン
ト吊り下げ型の濾過装置にも適用可能である。図６に示
す、本発明の別の実施態様に係る濾過装置の逆洗装置に
ついて、図７に示した対応する従来装置と比較しながら
説明する。

【００２８】図６、図７に示す濾過装置３１において
は、フィルタエレメントとしてのプリーツフィルタ３２
が濾過塔内に吊下された状態で収容されており、装置下
部側に復水入口ライン３３、ドレンライン３４が接続さ
れ、上部側に濾過水送給ライン３５、逆洗用空気供給ラ
イン３６が接続されている。そして、図７に示す従来の
逆洗装置では、補給水等を逆洗用水として供給する逆洗
水供給母管３９からの逆洗水供給ライン３７が装置下部
側に接続されていたが、図６に示す本発明に係る逆洗装
置では、復水母管４０からバルブを介し復水分岐ライン
４１、逆洗水供給母管３９を通して、ｐＨ８以上のアル
カリ側に調整した水を逆洗用水として供給する逆洗水供
給ライン３８が接続されている。すなわち、図６に示す
態様では、ｐＨ８以上のアルカリ側に調整した逆洗用水
として、復水が用いられている。

【００２９】図６に示した形態において濾過装置３１の
差圧が上昇し逆洗操作に入る場合、先ず復水入口ライン
３３についているバルブを閉じ、前段にある復水母管４
０からの復水の供給を停止し、他の濾過操作を行ってい
る濾過装置の系統から切り離す。その後、逆洗水供給母
管３９から分岐した逆洗水供給ライン３８のバルブを開
け、逆洗用水を濾過装置３１内に導入する。このとき、
復水分岐ライン４１のバルブを開け、復水を逆洗用水と
して導入する。このように、フィルタエレメント吊り下
げ型の濾過装置に対しても、本発明は容易に適用するこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る濾過
装置の逆洗方法および装置によれば、逆洗用水としてｐ
Ｈ８以上のアルカリ側に調整した水を用いることによ
り、沈降剤を添加することなく、沈降分離タンクにおけ
る特に酸化鉄の沈降特性を向上することができ、上澄水
と沈降スラッジを効率よく分離することができ、逆洗水
処理のための工程を沈降剤添加なしの簡素なものとする
ことができるとともに、処理コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る濾過装置の逆洗方法
および装置における逆洗水処理工程のフロー図である。

【図２】従来の濾過装置の逆洗方法および装置における
逆洗水処理工程のフロー図である。

【図３】図１のフローにおける濾過装置周りの配管系統
図である。

【図４】図３のフローにおける濾過装置周りの配管系統
図である。

【図５】実施例の結果を示す上澄水鉄濃度の遷移特性図
である。

【図６】本発明の別の実施態様に係る濾過装置の逆洗方
法および装置における濾過装置周りの配管系統図であ
る。

【図７】図６の装置に対応する従来の濾過装置の逆洗方
法および装置における濾過装置周りの配管系統図であ
る。

【符号の説明】１本発明における復水フィルタ逆洗水２逆洗水分離タンク３従来の復水フィルタ逆洗水４沈降剤添加工程５排水貯槽６中和槽７凝集剤添加工程８凝集沈殿処理工程９汚泥貯槽１０脱水機１１産業廃棄物処理工程１２濾過工程１３放流工程２１プリーツフィルタ２２濾過装置２３復水入口ライン２４本発明における逆洗水供給ライン２５従来の逆洗水供給ライン２６逆洗用空気供給ライン２７ドレンライン２８濾過水送給ライン３１濾過装置３２プリーツフィルタ３３復水入口ライン３４ドレンライン３５濾過水送給ライン３６逆洗用空気供給ライン３７従来の逆洗水供給ライン３８本発明における逆洗水供給ライン３９逆洗水供給母管４０復水母管４１復水分岐ライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過装置の逆洗用水として、ｐＨ８以上
のアルカリ側に調整した水を用いることを特徴とする、
濾過装置の逆洗方法。
【請求項２】濾過装置の濾材としてプリーツフィルタ
を用いる、請求項１の濾過装置の逆洗方法。
【請求項３】発電所に設けられている濾過装置を逆洗
する、請求項１または２の濾過装置の逆洗方法。
【請求項４】逆洗用水として発電所の系統水を用い
る、請求項３の濾過装置の逆洗方法。
【請求項５】系統水が復水である、請求項４の濾過装
置の逆洗方法。
【請求項６】濾過装置の逆洗用水をｐＨ８以上のアル
カリ側に調整する手段を有することを特徴とする濾過装
置の逆洗装置。
【請求項７】濾過装置の濾材としてプリーツフィルタ
を有する、請求項６の濾過装置の逆洗装置。
【請求項８】濾過装置が発電所に設けられたものであ
る、請求項６または７の濾過装置の逆洗装置。
【請求項９】発電所の系統水を逆洗用水として導入す
るラインを有する、請求項８の濾過装置の逆洗装置。
【請求項１０】逆洗用水として導入される系統水が復
水である、請求項９の濾過装置の逆洗装置。