JPH03186800A - 放射性廃液処理設備 - 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、原子力発電所等で発生した放射性廃液の処理
設備に係わり、特に非沸騰型すなわち膜蒸発濃縮方式を
採用した放射性廃液処理設備に関するものである。

［従来の技術］ 原子力発電所内で発生する放射性廃液は、脱塩器再生廃
液、床ドレン等を収集したものである。

そして、これらの廃液は、主成分として、ＢＷＲ（沸騰
水型）プラントの場合は、硫酸ソーダＮａ２ＳＯ４を、
またＩ’ＷＲ（加圧木型）プラントの場合はホウ酸ソー
ダＮａ、Ｂ４０□を多量に含み、導電率が５ｍｓ／■と
非常に高い。

また、使用済燃料再処理プラントの廃液は、硝酸ソーダ
ＮａＮＯ３を主成分としており同様に導電率が高い。

このように導電率の高い廃液は、直接脱塩器で処理でき
ないので、蒸発濃縮装置を用いて濃縮し、Ｎａ２ＳＯ４
は約２５ＩＩＩｔ％まで濃縮される。同様にＮａ５Ｂ４
０７は約１２ｗｔ％まで濃縮される。一方、蒸発した水
分は凝縮されて凝縮水となるが、まだ導電率がいくぶん
高いので、さらに脱塩器で処理して復水の補給水として
再利用される。

ここで、蒸発濃縮装置においては、スケール成分である
Ｎａ２ＳＯ４および腐食性成分である塩素（ＣＱ）イオ
ンが高濃度に濃縮されるので、構造材の高耐食性対策が
とられている。例えば材料としてチタン材が使用されて
いる。また耐食性の見地から、なるたけ低温例えば６５
℃で沸騰させるために、減圧処理も行われている。更に
は前処理として処理液にインヒビータと称する防食剤を
混入させる等の対応を施す必要がある。

また、蒸発濃縮方式は非議蒸発なのでミスト飛散が大き
く、凝縮水純度を維持するため設けている脱塩器のイ１
荷が大きくなる。

そこで、蒸発面に疎水性多孔質膜を用い、非沸騰で蒸発
濃縮させる膜蒸発濃縮方式が考えられている。

膜蒸発濃縮方式は、例えば特開昭６１−２８６７９８号
公報、同６１−１６４１９５％公報等に開示されている
ように疎水性重合体多孔質膜が使用され、水蒸気はこの
膜を通して蒸気空間に導かれて凝縮され、廃液中のイオ
ン類は透過が阻止されて濃縮されるようになっている。

膜蒸発濃縮方式によると、構造材腐食に対しては、腐食
しにくいテフロン等の有機材を使用でき、かつ常圧下で
低温蒸発が可能なので、減圧装置を必要としなく、また
蒸発面に膜を用い、非沸騰蒸発であることから、スケー
ル付着およびミスト飛散が小さく、凝縮水の純度が高く
、脱塩器の負荷を小さくすることができる等の利点があ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の膜濃縮装置では下記の問題がある。

放射性廃液には一般に洗濯廃水等に由来する界面活性剤
が含まれており、この界面活性剤が膜の性能を劣化させ
る。すなわち、第３図の実線カーブに示すように、廃液
に含まれる界面活性剤の濃度が３．５ｍｇ／　Ｑ以上に
なると凝縮水の導電率は急激に上昇する。これは、廃液
の表面張力の低下および界面活性剤の膜への付着により
膜の疎水性が破壊され、原液が膜から漏洩することによ
ると考えられる。

放射性廃液には、更に他に、機械油等に由来する油や固
形分が一般に含まれており、これらも膜の性能を劣化さ
せる。

したがって、本発明は、膜蒸発濃縮方式の利点は活かし
ながら、気化透過膜の劣化を防止できる放射性廃液処理
設備を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段〕 本発明では、上記目的を達成するために、気化透過膜を
備えた廃液処理装置（膜蒸発濃縮器）へ放射性廃液を送
る前に、前置フィルタにより該廃液中の界面活性剤や油
分、固形分を除去する。この前置フィルタは活性炭また
は活性シリカを用いるのがよい。

［作　　　用コ 本発明においては、まず放射性廃液を前置フィルタに通
した後に後段の膜蒸発濃縮器へ送る。前置フィルタでは
、放射性廃液に含まれている界面活性剤、油分および固
形分は除去される。それによって、膜蒸発濃縮器すなわ
ち後置フィルタにおいては、界面活性剤等による放射性
廃液の表面張力の低下および界面活性剤等の気化透過膜
への付着による該膜の疎水性の破壊を防止することがで
きる。

すなわち前置フィルタを設けた場合は、第３図において
鎖線で示すように１表面張力は、界面活性剤濃度が増加
しても、膜蒸発濃縮器単独の場合のように低下せず、ま
た得られた凝縮水の導電率は目標値になる。これは、前
置フィルタにより、気化透過膜の性能を悪化させる界面
活性剤が効率よく吸着除去される為である。

また気化透過膜を劣化させる油分や固形分も前置フィル
タで除去される。

前置フィルタに活性炭或は活性シリカを用いると、前述
した作用効果が得られることは勿論のこと、二次廃棄物
の発生量が少なくなるという利点がある。

［実　施　例］ 本発明の実施に際しては、膜蒸発濃縮器には従来の膜蒸
発濃縮装置をそのまま適用することができる。また前置
フィルタとしてはセルローズ繊維をフィルタ状に圧密化
したものを適用できるが、活性炭或は活性シリカを適用
するのが望ましい。

焼却或は同化による減容ができ、また逆洗することがで
きるからである。したがって、下記の実施例では活性炭
フィルタを用いる例が示されている。

以下本発明の１実施例を説明する。

第１図には、本実施例による放射性廃液処理設備のシス
テムフローを示す。

本放射性廃液処理設備のシステム構成は、廃液受タンク
３、並列の前置フィルタ１、並列の後置フィルタ２、濃
縮廃液貯蔵タンク４より構成される。そして、これらの
並列系統は、一系統が廃液処理中に、他方の系統ではフ
ィルタが逆洗により洗浄されるようになっている。

次に、第２図は第１図のうちのｌ系統を示し、本図を用
いて本実施例の放射性廃液処理設備の装置構成および運
転方法について説明する。

発生した放射性廃液は、廃液受タンク３に受は入れられ
、廃液受ポンプ９により前置フィルタｌへ送られる。

前置フィルタ１は、ケーシング５およびフィルタエレメ
ント６より構成されており、フィルタエレメント６には
、放射性廃液中に含まれる不溶解成分を除去するフィル
タとして活性炭フィルタが用いられている。

廃液受タンク３に受は入れられた放射性廃液中に含まれ
る不溶解成分である界面活性剤、油分および固形分を活
性炭フィルタを内蔵した前置フィルタ１を通すことによ
り、除去する。

廃液受タンク３に受は入れられた放射性廃液に含まれる
不溶解成分を上記の如く前置フィルタ↓を通すことによ
り除去した後、廃液は廃液供給タンク７へ送られる。

廃液供給タンク７へ送られた放射性廃液は、廃液循環ポ
ンプ１０により後置フィルタ２へ送られる。

後置フィルタ２は、従来と同様の膜蒸発濃縮器であり、
後置フィルタ本体、放射性廃液を加熱して循環する系統
及び冷却水を循環する系統より成っている。

後置フィルタ２本体は、ケーシング５およびフィルタエ
レメント６より構成されており、フィルタエレメント６
としてテフロン性の気化透過膜を用いる。

廃液供給タンク７へ送られた放射性廃液を、廃液循環ポ
ンプ１０により後置フィルタ２内を循環させることによ
り、廃液と冷却水の温度差により、廃液と膜との界面に
おいて蒸発した水蒸気は膜の細孔を通過し、さらに空気
層を拡散して冷却壁で凝縮水となる。これにより、廃液
中に含まれる溶解成分を除去することができる。

ある一定時間廃液を循環させた後、廃液供給タンク７よ
り濃縮廃液貯蔵タンク４へ放射性廃液は送られ、また冷
却水供給タンク８内の凝縮水は原子力発電所内で再利用
される。

本実施例によると、前置フィルタに活性炭が、また後置
フィルタにテフロン性の気化透過膜が使用されているの
で、第４図に示すように、２００時間以上以上法度は一
定になる。

本実施例のように、前置フィルタに活性シリカが適用さ
れていると、これは使用済後焼却により体積は１／４０
以下となり、二次廃棄物の量は黙視できるという利点が
ある。

前置フィルタに活性炭を用いても同様な作用効果が得ら
れる。なお活性炭は、使用済後、焼却はできないが、セ
メント等と混練して嵩密度を小さくして固化することは
できるので、１１５に減容することができる。

後置フィルタ２のフィルタエレメントとしてテフロン性
の気化透過膜を用いた実施例を示したが、中空糸膜にイ
オン交換特性を保持させたイオン交換膜および活性炭や
アルミナのようなイオン吸着塔を用いても、同様な効果
が得られる。

第５図に活性炭または活性シリカをフィルタエレメント
にプリコートした前置フィルタ１の実施例が示されてい
る。本実施例によるとフィルタの交換は第６図に示すよ
うに遠隔的にできる。すなわち逆洗により使用済の活性
炭または活性シリカを落とし、タンク２２へ貯蔵してお
き、活性炭または活性シリカスラリータンク２１より新
規の活性炭または活性シリカをフィルタエレメントへ圧
着する。このように交換作業は、遠隔自動で行われ、作
業者への放射線被曝は問題にならない。

これに対し、前置フィルタとして膜フィルタを使用する
ならば、カートリッジフィルタを差圧上昇などを検知し
て新規フィルタに取り替えるが、この時１手動でケーシ
ングをはずして新規のフィルタエレメントに交換するの
で作業者が放射線被曝を受ける欠点があり、また、フィ
ルタエレメントの材料として高分子プラスチックやセル
ロース繊維を用いるため焼却ができなく、二次廃棄物の
発生が問題になる。

前述もしたが、前置フィルタに活性炭を使用した場合は
、焼却はできないがドラム缶に固化材と混練して均質に
同化できるため、１１５に減容できる。また、活性シリ
カは、焼却が可能であるため、１／４０に減容でき、二
次廃棄物の発生量を少なくすることができる。

本実施例では処理対象廃液として、Ｎａ２５ｏ４Ｎａ３
Ｂ４０７．ＮａＮｏ３等の成分を含む原子力施設の代表
的な廃液成分に適用した場合について述べたが、これら
の混合廃液、雑廃水等に適用した場合も全く同様の効果
を有することが確認できた。

［発明の効果］ 以上詳述したように１本発明によると、気化透過膜を有
する膜蒸発濃縮器の前段に、前置フィルタとして界面活
性剤、油分、固形分等を除去するフィルタが設けられて
いるので、後置の膜蒸発濃縮器の気化透過膜の劣化を防
ぎ寿命を延ばすことができる。また前置フィルタとして
活性炭または活性シリカが適用されることにより、二次
廃棄物の発生量を抑えることができ、また逆洗も容易で
作業者の被曝をなくすこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のフローを示す模式図、第２
図は本発明の同実施例の構成を示す模式図、第３図は界
面活性剤による純度低下を、従来例と本発明の実施例と
で対比して示す図、第４図は本発明実施例による時間と
蒸発速度および凝縮水の導電率、ｐ　Ｈとの関係を示す
図、第５図は前置フィルタの実施例を示す正面図、 第６図は前置 フィルタの逆洗を示す模式図である。 ・・前置フィルタ ２・・・後置フィルタ （他１名） 第 図 第 図 第 ３ 図 疎水性多孔質膜 界面活性剤濃度（■／ｌ） 界面活性剤による純度低下 第 図 経過時間Ｌ （ｈ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　前置フィルタと、この前置フィルタを通った放射性
   廃液を処理する気化透過膜を有する廃液処理装置とから
   なり、前置フィルタは放射性廃液中に含まれる界面活性
   剤および油分を除去するフィルタ材を内蔵していること
   を特徴とする放射性廃液処理設備。 ２　前置フィルタは、活性炭または活性シリカからなる
   フィルタ材を内臓している請求項１記載の放射性廃液処
   理設備。