JPH038405A - プレコート型濾過器のプレコート濾過方法 - 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、イオン交換樹脂をプレコートした濾過方法に
関し、特に原子力発電所で用いられるプレコート式の濾
過方法において、使用済の濾過助材廃棄物を効率的に処
理できる濾過方法に関する。

〔従来の技術〕

従来原子力発電所で使用されている水に含まれる懸濁状
・イオン状不純物の除去には、濾過助材として強酸性粉
末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオン交換樹脂を混合
して用いるプレコート式濾過方法が用いられている。

この強酸性粉末イオン交換樹脂、強塩基性粉末イオン交
換樹脂を混合し濾過助材として用いるプレコート式濾過
方法では、懸濁状・イオン状不純物をよく除去でき水質
の向上に効果があるが、使用済の濾過助材が廃棄物とし
て発生する。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は廃棄物の発生量を低減するため、濾過寿
命の長いプレコート濾過方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、濾過助材として、ポリアミド母材に交換基と
し、てカルボン酸基を持つ弱酸性イオン交換繊維及び交
換基としてカルボン酸基を持つ弱酸性粉末イオン交換樹
脂からなるカチオン交換体と、強塩基性粉末イオン交換
樹脂からなるアニオン交換体とを用い、これらのイオン
交換体の混合物の濾過助材を一定低濃度で濾過エレメン
ト上にプレコートし、その層の外側から内側に原液を通
液することにより、原液中の不純物を除去することを特
徴とするプレコート式濾過方法である。

そして、強酸性粉末イオン交換樹脂の代りに、弱酸性粉
末イオン交換樹脂と及び弱酸性イオン交換繊維とを適切
な比率で混合して用いると、従来の強酸性粉末イオン交
換樹脂と比べて、濾過除去率は同等で、濾過寿命が長く
なり、濾過性能を損わずに発生廃棄物量を低減できた。

従って、本発明の、従来の強酸性粉末イオン交換樹脂の
代りに弱酸性粉末イオン交換樹脂及び弱酸性イオン交換
繊維とを強塩基性粉末イオン交換樹脂と適切に混合して
濾過助材として用いるプリコート濾過方法を行えば、従
来品と比べ濾過除去性は同等で、濾過寿命は長くなり発
生廃棄物量は低減できるものである。

以下に本発明を詳しく述べる。

弱酸性イオン交換繊維は、ポリアミドを母材として交換
基としてカルボン酸基を有するアクリル酸を付加したも
のである。この繊維の径は１０〜５０μｍが適切である
。径がこれ以上であると、濾過助材層をエレメント上に
成した時、濾過助材間の空隙が大きくなって、濾過除去
性が損われる。また径がこれ以下であると、濾過助材間
の空隙が小さくなりすぎ、濾過除去性は良いが濾過寿命
が短くなる。

また長さは１００〜５００μｍが適切である。

長さがこれ以上であると濾過助材間の空隙が大きくなり
濾過除去性が損われる。長さがこれ以下であると、濾過
助材間の空隙が小さくなり、濾過除去性は良いが濾過寿
命が短くなる。

また弱酸性粉末イオン交換樹脂は、アクリル酸とジビニ
ルベンゼンの重合体で、交換基としてカルボン酸基を有
するものである。平均粒径は５０〜１００μｍが適切で
ある。粒径がこれ以上では濾過助材間の空隙が大きくな
り濾過除去−性が損われる。これ以下では、濾過助材間
の空隙が小さくなり濾過除去性は良いが濾過寿命が短く
なる。

次に、濾過助材であるカチオン交換体とアニオン交換体
とを混合する条件について述べる。

まず弱酸性カチオン交換体と強塩基性粉末イオン交換樹
脂とを混合するには、弱酸性イオン交換繊維と強塩基性
粉末イオン交換樹脂とだけを混合する場合がある。この
場合弱酸性イオン交換ｍ維の持つイオン交換能力は弱酸
性粉末イオン交換樹脂と比べて小さいため、懸濁状不純
物の濾過除去性は従来品と同等でも、イオン状不純物の
除去性が少ない。

次に、弱酸性粉末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオン
交換樹脂とだけを混合する場合もあるが、この場合繊維
がないため、濾過運転の後半で、濾過助材層の圧密によ
る割れが生じやすく、濾過除去性が濾過運転の後半で低
下する。

また弱酸性粉末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオン交
換樹脂に交換基を持たない繊維を混合する場合があるが
、繊維がイオン交換能力を有さないため、イオン状不純
物の除去性が少ない。

これに対し、本発明では、弱酸性イオン交換繊維と弱酸
性粉末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオン交換樹脂の
３種を混合して濾過助材として用いる。このうちカチオ
ン交換体は、水中に多く含まれる鉄の不純物の除去のた
めに乾燥重量で全濾過助材の５０〜９５％が良好である
。

またイオン交換繊維の割合が多いと濾過除去性が低下す
る、逆にその割合が少ないと、濾過助材層を圧密するた
め、イオン交換繊維の割合は乾燥重量で全濾過助材の２
０〜４０％が良好である。

前記の本発明による弱酸性イオン交換ｕＶｉ維と弱酸性
粉末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオン交換樹脂の３
種を混合した濾過助材を用いて濾過を行うと、従来使用
している強酸性粉末イオン交換樹脂と強塩基性粉末イオ
ン交換樹脂とを混合した濾過助材と比較して、原液中の
不純物の除去性能は同等で、濾過寿命を１．５〜２倍に
長寿命とすることができる。

また、本発明による３種の混合した濾過助材をプリコー
トして原液をその層の外側がら内側に通液して原液中の
不純物を除去する際、原液中に、本発明による３種の混
合した濾過助材：あるいは本発明による弱酸性イオン交
換繊維を原液中に注入しながらろ過を行うことによって
濾過寿命は更に延長することができる。これは、原液中
に濾過助材と不純物が含まれるため、濾過すると不純物
が濾過助材と混合されて濾過され、表面濾過になりにく
く濾過差圧の上昇がゆるやかで寿命が延長されるからで
ある。

原液を濾過中に注入する濾過助材の濃度は、原液中の不
純物濃度の１〜１０倍が良く、更に２〜５倍が好ましい
。

また、本発明による３種の混合した濾過助材をプリコー
トして原液をその層の外側から内側に通液して原液中の
不純物を除去し、その後通液を停止し、再び前記濾過助
材あるいは本発明による弱酸性イオン交換繊維をプリコ
ートしまた原液を通液して濾過を行うことによって濾過
寿命は延長することができる。プリコート式濾過では、
濾過の初期は濾過助材層の内部で不純物が濾過される体
積濾過であるが、濾過が進むと濾過助材層の表面で濾過
される表面濾過となり、この時濾過差圧の上昇が大きく
なる。前記の方法で濾過をすると、表面濾過となる前に
、新たな濾過助材層がプリコートされるため体積濾過の
効果が発揮されて寿命を延長することができる。

再び濾過助材をプリコートする時期は、濾過差圧が通液
初期の値より、０．１　ｋｇ　／　ｃｍ２程度上昇した
時期がよく、また再び濾過助材をプリコートする際の看
は、濾過面積１　ｍ’当り０．２〜０、４　ｋｇ　−Ｄ
ｒｙがよい。また再び濾過助材をプリコートする回数は
、多数回程、寿命延長されるが操作が煩雑となるため１
〜２回が好ましい。

〔実施例〕

以下に、本発明を図面を用いて具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

第１図は、本発明の濾過方法を示した工程図であり、こ
の工程図に基づいて運転方法を説明する。

濾過助材供給タンク４に濾過助材を入れて、攪拌機９で
混合する。５のプレコートポンプを起動し、プレコート
タンク３．５、濾過器１のプレコートラインに通液する
。濾過助材供給水ライン１３より駆動水を通液し、４よ
り６のエゼクタで濾過助材を一定低濃度でプレコートラ
インに注入し、ｌの中に設置された濾過エレメント２に
プレコートする。プレコート完了後２２のポンプを起動
し保持ラインに通液し、その後プレコートを停止する。

被処理水人口１１．１、被処理水出口１２で被処理水を
通液し、２２のポンプを停止し保持ラインを停止し、濾
過をする。濾過差圧が規定の１．７５　ｋｇ　／　ｃｍ
２となったら２２のポンプを起動し、１１．１２をとめ
る。■の上部に空気人口１７から空気を導入しドームド
レン１８から水を排出する。排出が終ったら１８を閉め
、１の上部に空気を圧力が６〜７ｋｇ／ｃｍ’Ｇとなる
まで貯める。空気が貯ったら逆洗出口２０を開は使用済
の濾過助材を空気で逆洗排出する。その後、管板ベント
１９を生かし２４から洗浄水を入れながら、空気人口２
１から空気でスクラビングして濾過エレメントを洗浄す
る。洗浄水が一杯となったら、再び１の上部から空気を
入れ、この空気で逆洗排出して洗浄する。その後１の中
を満水として次サイクルの濾過運転をする。

実施例１ 前記の工程図に従って運転した実施テスト例を示す。

不純物は実プラントを模擬した鉄クラツドを人口濃度（
Ｆｅ基準）で２〜３　ｐｐｍ注入した。

また、濾過寿命（通水差圧が１．７５　ｋｇ　／　ｃｍ
２となるまでの鉄捕捉量）、鉄除去率は、強酸性粉末イ
オン交換樹脂を使用した場合の結果を表１として示した
。

表　　１ 〔発明の効果〕 前記したように、本発明の弱酸性イオン交換繊維、弱酸
性粉末イオン交換樹脂、及び強塩基粉末イオン交換樹脂
とを混合して用いるプリコート濾過方法を行えば、従来
と比べ、濾過除去性は同等で、濾過寿命は長くなり発生
廃棄物量は低減できる。更に発生した廃棄物はＳＯＸを
生じずに焼却減容することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の工程図を示す。 １　濾過器 ２　エレメント ３　プレコートタンク ４　濾過助材供給タンク ５　プレコートポンプ ６　エゼクタ ？　流量計 ８　流量計 ９　攪拌機 １０　差圧計 被処理水入口 被処理水出口 濾過助材供給水ライ ブレコードライン プレコートライン ベント 空気入口 ドームドレン 管板ベント 逆洗出口 空気人口 保持ポンプ 保持ライン 洗浄水ライン ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、濾過助材として、ポリアミド母材に交換基としてカ
   ルボン酸基を持つ弱酸性イオン交換繊維及び交換基とし
   てカルボン酸基を持つ弱酸性粉末イオン交換樹脂からな
   るカチオン交換体と、強塩基性粉末イオン交換樹脂から
   なるアニオン交換体とを用い、これらのイオン交換体の
   混合物の濾過助材を一定低濃度で濾過エレメント上にプ
   レコートし、その層の外側から内側に原液を通液するこ
   とにより原液中の不純物を除去することを特徴とするプ
   レコート式濾過方法。 ２、濾過助材の弱酸性イオン交換繊維は、繊維の径が１
   ０〜５０μｍで、長さが１００〜５００μｍであること
   を特徴とする請求項１記載のプレコート式濾過方法。 ３、濾過助材の粉末イオン交換樹脂は、平均粒径が５０
   〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記
   載のプレコート式濾過方法。 ４、濾過助材は、カチオン交換体の占める割合が乾燥重
   量換算で５０〜９５％であり、かつ、イオン交換繊維の
   占める割合は乾燥重量換算で２０〜４０％であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレコ
   ート式濾過方法。 ５、請求項１〜４の混合物の濾過助材を一定低濃度で濾
   過エレメント上にプレコートし、その後原液中に請求項
   １の弱酸性イオン交換繊維あるいは請求項１の混合物の
   濾過助材を注入しながら、その層の外側から内側に原液
   を濾過して、原液中の不純物を除去することを特徴とす
   るプレコート式濾過方法。 ６、請求項１〜４の混合物の濾過助材を一定低濃度で濾
   過エレメント上にプレコートし、その層の外側から内側
   に原液を通液して、原液中の不純物を除去し、その後通
   液を止めて更に前記濾過助材あるいは弱酸性イオン交換
   繊維をプリコートし、再び原液を通液して原液中の不純
   物を除去することを特徴とするプレコート式濾過方法。