JPH0716477A - 復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents
復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法Info
- Publication number
- JPH0716477A JPH0716477A JP5150111A JP15011193A JPH0716477A JP H0716477 A JPH0716477 A JP H0716477A JP 5150111 A JP5150111 A JP 5150111A JP 15011193 A JP15011193 A JP 15011193A JP H0716477 A JPH0716477 A JP H0716477A
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- tank
- regenerant
- resin
- ion exchange
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】放射性腐食生成物などを捕捉した陽・陰イオン
交換樹脂の各々が再生カラム１，２に充填される。シュ
ウ酸タンク３と純水タンク４からの供給により調製槽５
でシュウ酸水溶液が、水酸化テトラメチルアンモニウム
タンク６と純水タンク７からの供給により調製槽８で水
酸化テトラメチルアンモニウム水溶液が調製され、ポン
プ９，１０の動作でカラムへ連続的に供給されて樹脂の
再生が行われる。再生完了後、三方バルブ１１，１２と
ポンプ１３，１４の操作で純水が供給され樹脂の洗浄が
行われる。カラムを出た廃液は廃液受タンク１５を介し
て再生剤の電気分解設備１６へ送られ、分解後の放射性
廃液は濃縮設備にて高濃縮処理される。 【効果】使用する再生剤を分解処理できるので、従来の
硫酸と水酸化ナトリウムを用いた方法に対して放射性固
体廃棄物の発生量を大幅に低減できる。
交換樹脂の各々が再生カラム１，２に充填される。シュ
ウ酸タンク３と純水タンク４からの供給により調製槽５
でシュウ酸水溶液が、水酸化テトラメチルアンモニウム
タンク６と純水タンク７からの供給により調製槽８で水
酸化テトラメチルアンモニウム水溶液が調製され、ポン
プ９，１０の動作でカラムへ連続的に供給されて樹脂の
再生が行われる。再生完了後、三方バルブ１１，１２と
ポンプ１３，１４の操作で純水が供給され樹脂の洗浄が
行われる。カラムを出た廃液は廃液受タンク１５を介し
て再生剤の電気分解設備１６へ送られ、分解後の放射性
廃液は濃縮設備にて高濃縮処理される。 【効果】使用する再生剤を分解処理できるので、従来の
硫酸と水酸化ナトリウムを用いた方法に対して放射性固
体廃棄物の発生量を大幅に低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントの
復水浄化系の脱塩装置に装荷され腐食生成物やイオン成
分を捕捉したイオン交換樹脂から、これらの不純物を除
去してイオン交換能力等を回復するためのイオン交換樹
脂の再生方法に関する。
復水浄化系の脱塩装置に装荷され腐食生成物やイオン成
分を捕捉したイオン交換樹脂から、これらの不純物を除
去してイオン交換能力等を回復するためのイオン交換樹
脂の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電プラントの復水脱塩装置には
イオン交換樹脂が使用されるが、復水器上流で発生した
鉄，コバルトなどの放射性腐食生成物やその他の溶存イ
オンを捕捉するに伴いイオン交換能力が低下する。そこ
で定期的に樹脂からこれらを除去し、イオン交換能力を
回復するための再生が実施される。従来から、Ｈ型強酸
性陽イオン交換樹脂に対しては硫酸を、ＯＨ型強塩基性
陰イオン交換樹脂に対しては水酸化ナトリウムを樹脂層
に通液することで樹脂の再生を達成している。また、
「原子力プラントの水化学管理と基盤技術」(社団法人
日本原子力学会発行、１９９１年）Ｐ３４には、硫酸を
陽イオン樹脂層に１６時間程度浸漬させることで樹脂の
ミクロポア内部に浸入した鉄を効果的に除去できた結
果、陽イオン樹脂に要求される復水からの除鉄性能の向
上が達成できたことが示されている。
イオン交換樹脂が使用されるが、復水器上流で発生した
鉄，コバルトなどの放射性腐食生成物やその他の溶存イ
オンを捕捉するに伴いイオン交換能力が低下する。そこ
で定期的に樹脂からこれらを除去し、イオン交換能力を
回復するための再生が実施される。従来から、Ｈ型強酸
性陽イオン交換樹脂に対しては硫酸を、ＯＨ型強塩基性
陰イオン交換樹脂に対しては水酸化ナトリウムを樹脂層
に通液することで樹脂の再生を達成している。また、
「原子力プラントの水化学管理と基盤技術」(社団法人
日本原子力学会発行、１９９１年）Ｐ３４には、硫酸を
陽イオン樹脂層に１６時間程度浸漬させることで樹脂の
ミクロポア内部に浸入した鉄を効果的に除去できた結
果、陽イオン樹脂に要求される復水からの除鉄性能の向
上が達成できたことが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
硫酸ナトリウムを主成分とする放射性溶液が再生廃液と
して発生していた。これは例えば、濃縮後に乾燥処理し
て水分を除去し、最終的に硫酸ナトリウム粉体または造
粒体の放射性固体廃棄物として保管されており、今後、
セメントなどの固型化剤で固化された後に浅地中処分さ
れるものである。この方法では、硫酸ナトリウムはそれ
以上分解できない塩であることから再生廃液の濃縮減容
率には限界があり、固体廃棄物は発電所から発生する全
放射性固体廃棄物の中でも大きな割合を占めるものにな
っている。
硫酸ナトリウムを主成分とする放射性溶液が再生廃液と
して発生していた。これは例えば、濃縮後に乾燥処理し
て水分を除去し、最終的に硫酸ナトリウム粉体または造
粒体の放射性固体廃棄物として保管されており、今後、
セメントなどの固型化剤で固化された後に浅地中処分さ
れるものである。この方法では、硫酸ナトリウムはそれ
以上分解できない塩であることから再生廃液の濃縮減容
率には限界があり、固体廃棄物は発電所から発生する全
放射性固体廃棄物の中でも大きな割合を占めるものにな
っている。
【０００４】本発明の目的は、イオン交換樹脂が捕捉し
た放射性腐食生成物や溶存イオンの不純物を効率良く分
離して樹脂の再生をし、放射性固体廃棄物の発生量が従
来法に比べ著しく少なくなる復水浄化系イオン交換樹脂
の再生方法を提供することにある。
た放射性腐食生成物や溶存イオンの不純物を効率良く分
離して樹脂の再生をし、放射性固体廃棄物の発生量が従
来法に比べ著しく少なくなる復水浄化系イオン交換樹脂
の再生方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、陽イオン
交換樹脂に対して有機酸を、陰イオン交換樹脂に対して
有機塩基を、それぞれの再生剤として使用し、使用後の
再生剤成分を分解処理することにより達成される。
交換樹脂に対して有機酸を、陰イオン交換樹脂に対して
有機塩基を、それぞれの再生剤として使用し、使用後の
再生剤成分を分解処理することにより達成される。
【０００６】
【作用】原子力発電プラントの復水中には材料の腐食生
成物である放射性の鉄やコバルト並びに潜在的にナトリ
ウムイオンや塩素イオン，硫酸イオンなどの陽・陰イオ
ンが存在する。復水系に設置された脱塩装置の陽・陰イ
オン交換樹脂は、その交換基（水素イオンと水酸化物イ
オン）を不純物イオンとイオン交換することで不純物を
捕捉し、これらの原子炉水への浸入を阻止する役目を担
う。復水の処理に伴いイオン交換能が低下した樹脂で
は、過剰な酸性溶液と塩基性溶液を接触させることで不
純物イオンを水素イオンあるいは水酸化物イオンとイオ
ン交換させて再びＨ型，ＯＨ型に再生してイオン交換能
を回復する必要がある。本発明は多量の固体廃棄物を発
生する従来の硫酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を用
いる方法の代わりに、気体に分解が可能な有機酸の水溶
液と有機塩基の水溶液を再生剤として用いるものであ
る。イオン交換能の回復効果は、再生剤が強酸，強塩基
であることが望ましく、本発明では陰イオン交換樹脂の
再生剤として水酸化ナトリウムと同等な塩基度を有する
水酸化テトラメチルアンモニウム(Ｎ(ＣＨ3)4ＯＨ)が最
適である。一方、陽イオン交換樹脂ではコバルトイオン
等のイオン交換基に捕捉されたイオンの他、樹脂表面に
吸着した鉄クラッド（Ｆｅ2Ｏ3）が樹脂表面での溶解に
伴い樹脂内部のミクロポアに浸入した鉄イオンを効率良
く除去することが望まれるため、従来の硫酸イオン以上
に鉄イオンと強い錯形成力を有するシュウ酸(Ｈ2Ｃ
2Ｏ4）が効果的である。すなわち、シュウ酸イオンは鉄
イオンと化１に代表されるような錯陰イオンを形成し、
イオン交換樹脂からの鉄イオン除去に効果が大きい。
成物である放射性の鉄やコバルト並びに潜在的にナトリ
ウムイオンや塩素イオン，硫酸イオンなどの陽・陰イオ
ンが存在する。復水系に設置された脱塩装置の陽・陰イ
オン交換樹脂は、その交換基（水素イオンと水酸化物イ
オン）を不純物イオンとイオン交換することで不純物を
捕捉し、これらの原子炉水への浸入を阻止する役目を担
う。復水の処理に伴いイオン交換能が低下した樹脂で
は、過剰な酸性溶液と塩基性溶液を接触させることで不
純物イオンを水素イオンあるいは水酸化物イオンとイオ
ン交換させて再びＨ型，ＯＨ型に再生してイオン交換能
を回復する必要がある。本発明は多量の固体廃棄物を発
生する従来の硫酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を用
いる方法の代わりに、気体に分解が可能な有機酸の水溶
液と有機塩基の水溶液を再生剤として用いるものであ
る。イオン交換能の回復効果は、再生剤が強酸，強塩基
であることが望ましく、本発明では陰イオン交換樹脂の
再生剤として水酸化ナトリウムと同等な塩基度を有する
水酸化テトラメチルアンモニウム(Ｎ(ＣＨ3)4ＯＨ)が最
適である。一方、陽イオン交換樹脂ではコバルトイオン
等のイオン交換基に捕捉されたイオンの他、樹脂表面に
吸着した鉄クラッド（Ｆｅ2Ｏ3）が樹脂表面での溶解に
伴い樹脂内部のミクロポアに浸入した鉄イオンを効率良
く除去することが望まれるため、従来の硫酸イオン以上
に鉄イオンと強い錯形成力を有するシュウ酸(Ｈ2Ｃ
2Ｏ4）が効果的である。すなわち、シュウ酸イオンは鉄
イオンと化１に代表されるような錯陰イオンを形成し、
イオン交換樹脂からの鉄イオン除去に効果が大きい。
【０００７】
【化１】
【０００８】使用済みのシュウ酸水溶液，水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液を混合するとシュウ酸テトラ
メチルアンモニウム中性塩(［Ｎ(ＣＨ3)4］2Ｃ2Ｏ4）を
含む放射性廃液となる。この中性塩を電気分解あるいは
熱分解により二酸化炭素に分解することにより固体廃棄
物発生量を低減することが可能になる。
メチルアンモニウム水溶液を混合するとシュウ酸テトラ
メチルアンモニウム中性塩(［Ｎ(ＣＨ3)4］2Ｃ2Ｏ4）を
含む放射性廃液となる。この中性塩を電気分解あるいは
熱分解により二酸化炭素に分解することにより固体廃棄
物発生量を低減することが可能になる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１０】（実施例１）図１は本発明によるイオン交
換樹脂の再生方法とその装置の一実施例を示したもので
ある。
換樹脂の再生方法とその装置の一実施例を示したもので
ある。
【００１１】再生が必要となった復水系脱塩装置の陽・
陰イオン交換樹脂のそれぞれは陽イオン交換樹脂再生カ
ラム１と陰イオン交換樹脂再生カラム２に装荷される。
陽イオン交換樹脂の再生剤であるシュウ酸水溶液の調製
は、高濃度シュウ酸タンク３からのシュウ酸と純水タン
ク４からの純水の所定量の供給によりシュウ酸水溶液調
製槽５で行われる。一方、陰イオン交換樹脂の再生剤で
ある水酸化テトラメチルアンモニウムも同様に高濃度水
酸化テトラメチルアンモニウムタンク６，純水タンク７
からの供給により水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液調製槽８で所定濃度に調製される。ここで調製濃度は
イオン交換樹脂の不純物負荷量により決定されるもので
ある。調製された各再生剤はポンプ９，１０の動作によ
りカラム１，２へ連続的に供給されカラム内で各樹脂の
再生が行われる。イオン交換能が回復し、また陽イオン
交換樹脂ミクロポア内の鉄イオンが除去された時、ポン
プ１，２の停止により再生剤の供給が終了し、三方バル
ブ１１，１２の操作により樹脂層の残留再生剤を除去す
るためにポンプ１３，１４を介して純水が各カラムに供
給される。これらの操作によりカラム層を出た廃液は再
生廃液受タンク１５に集められた後、再生剤の電気分解
設備１６へ送られシュウ酸テトラメチルアンモニウムの
分解処理が行われる。再生剤分解後の放射性廃液は濃縮
設備へ送られ、濃縮物が最終的な放射性廃棄物として回
収される。
陰イオン交換樹脂のそれぞれは陽イオン交換樹脂再生カ
ラム１と陰イオン交換樹脂再生カラム２に装荷される。
陽イオン交換樹脂の再生剤であるシュウ酸水溶液の調製
は、高濃度シュウ酸タンク３からのシュウ酸と純水タン
ク４からの純水の所定量の供給によりシュウ酸水溶液調
製槽５で行われる。一方、陰イオン交換樹脂の再生剤で
ある水酸化テトラメチルアンモニウムも同様に高濃度水
酸化テトラメチルアンモニウムタンク６，純水タンク７
からの供給により水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液調製槽８で所定濃度に調製される。ここで調製濃度は
イオン交換樹脂の不純物負荷量により決定されるもので
ある。調製された各再生剤はポンプ９，１０の動作によ
りカラム１，２へ連続的に供給されカラム内で各樹脂の
再生が行われる。イオン交換能が回復し、また陽イオン
交換樹脂ミクロポア内の鉄イオンが除去された時、ポン
プ１，２の停止により再生剤の供給が終了し、三方バル
ブ１１，１２の操作により樹脂層の残留再生剤を除去す
るためにポンプ１３，１４を介して純水が各カラムに供
給される。これらの操作によりカラム層を出た廃液は再
生廃液受タンク１５に集められた後、再生剤の電気分解
設備１６へ送られシュウ酸テトラメチルアンモニウムの
分解処理が行われる。再生剤分解後の放射性廃液は濃縮
設備へ送られ、濃縮物が最終的な放射性廃棄物として回
収される。
【００１２】（実施例２）本実施例は使用済み再生剤の
分解方法における他の実施例を示したものである。
分解方法における他の実施例を示したものである。
【００１３】再生廃液受タンク１５を出た再生廃液は蒸
発濃縮器１７へ送られ、水分が除去される。蒸発による
濃縮残物スラリ１８はシュウ酸テトラメチルアンモニウ
ム塩と再生廃液中に含まれていた放射性の鉄，コバルト
等のシュウ酸塩である。このスラリは次段の熱分解炉１
９へ供給され、約２１０℃に加熱される。この際、酸素
供給管２０より酸素を十分に供給することで、テトラメ
チルアンモニウムの分解ガスであるトリメチルアミンを
二酸化炭素及び酸化窒素の無機ガスに酸化することがで
きる。一方のシュウ酸も同様に効率的に二酸化炭素へ分
解し、最終的には分解し得なかった熱分解残渣が最終的
な放射性固体廃棄物となる。
発濃縮器１７へ送られ、水分が除去される。蒸発による
濃縮残物スラリ１８はシュウ酸テトラメチルアンモニウ
ム塩と再生廃液中に含まれていた放射性の鉄，コバルト
等のシュウ酸塩である。このスラリは次段の熱分解炉１
９へ供給され、約２１０℃に加熱される。この際、酸素
供給管２０より酸素を十分に供給することで、テトラメ
チルアンモニウムの分解ガスであるトリメチルアミンを
二酸化炭素及び酸化窒素の無機ガスに酸化することがで
きる。一方のシュウ酸も同様に効率的に二酸化炭素へ分
解し、最終的には分解し得なかった熱分解残渣が最終的
な放射性固体廃棄物となる。
【００１４】本実施例によれば、従来の硫酸と水酸化ナ
トリウムを再生剤に用いる方法に対し、放射性固体廃棄
物の発生量を一桁以上低減できる。
トリウムを再生剤に用いる方法に対し、放射性固体廃棄
物の発生量を一桁以上低減できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、原子力発電プラントの
復水浄化に使用されたイオン交換樹脂の再生剤を分解処
理できるので、従来の硫酸と水酸化ナトリウムを再生剤
に用いる方法に対し、放射性固体廃棄物の発生量を大幅
に低減できる。
復水浄化に使用されたイオン交換樹脂の再生剤を分解処
理できるので、従来の硫酸と水酸化ナトリウムを再生剤
に用いる方法に対し、放射性固体廃棄物の発生量を大幅
に低減できる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置の系統図。
【図２】再生剤の分解処理装置の説明図。
１…陽イオン交換樹脂再生カラム、２…陰イオン交換樹
脂再生カラム、３…高濃度シュウ酸タンク、４，７…純
水タンク、５…シュウ酸水溶液調製槽、６…高濃度水酸
化テトラメチルアンモニウムタンク、８…水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液調製槽、９，１０，１３，１
４…ポンプ、１１，１２…三方バルブ、１５…再生廃液
受タンク、１６…再生剤の電気分解設備。
脂再生カラム、３…高濃度シュウ酸タンク、４，７…純
水タンク、５…シュウ酸水溶液調製槽、６…高濃度水酸
化テトラメチルアンモニウムタンク、８…水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液調製槽、９，１０，１３，１
４…ポンプ、１１，１２…三方バルブ、１５…再生廃液
受タンク、１６…再生剤の電気分解設備。
Claims (3)
- 【請求項１】原子力発電プラントの復水浄化に使用され
放射性腐食生成物や他のイオン成分の不純物を捕捉した
イオン交換樹脂を再生剤と接触させることで不純物を分
離し、樹脂を再生する方法において、有機酸と有機塩基
の水溶液のそれぞれを陽イオン交換樹脂と陰イオン交換
樹脂の再生剤として使用することを特徴とする復水浄化
系イオン交換樹脂の再生方法。 - 【請求項２】請求項１記載の再生により発生する使用済
み再生剤を分解処理する復水系イオン交換樹脂の再生方
法。 - 【請求項３】請求項１に記載の前記有機酸がシュウ酸
で、前記有機塩基が水酸化テトラメチルアンモニウムで
ある復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150111A JPH0716477A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150111A JPH0716477A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716477A true JPH0716477A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15489733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5150111A Pending JPH0716477A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 復水浄化系イオン交換樹脂の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022135731A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | Framatome Gmbh | Mineralization of organic compounds with boron-doped-diamond electrode during radionuclides stripping process |
| CN115069313A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 金川集团股份有限公司 | 一种离子交换柱解析再生工艺 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP5150111A patent/JPH0716477A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022135731A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | Framatome Gmbh | Mineralization of organic compounds with boron-doped-diamond electrode during radionuclides stripping process |
| CN115069313A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 金川集团股份有限公司 | 一种离子交换柱解析再生工艺 |
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