JPH09304591A - 復水処理法 - Google Patents

復水処理法

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JPH09304591A
JPH09304591A JP12166296A JP12166296A JPH09304591A JP H09304591 A JPH09304591 A JP H09304591A JP 12166296 A JP12166296 A JP 12166296A JP 12166296 A JP12166296 A JP 12166296A JP H09304591 A JPH09304591 A JP H09304591A
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Nobuhiro Oda
信博 織田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒドラジン濃度30〜500μg/LのPW
R型原子力発電所の復水を脱塩装置で処理するに当り、
脱塩装置のイオン負荷を低減して採水量を高める。 【解決手段】 復水に酸素含有ガスを吹き込んで酸素を
溶解させた後、触媒と接触させてヒドラジンを酸化分解
して脱塩装置2に通水する。 【効果】 復水中のヒドラジンはN2 4 +O2 →N2
↑+2H2 Oで接触酸化分解される。このため、脱塩装
置のイオン負荷が低減し、脱塩装置の再生頻度を低減さ
せると共に、脱塩装置の採水量を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は復水処理法に係り、
特に、30〜500μg/Lのヒドラジンを含む、PW
R型(pressurized water reactor: 加圧水型)原子力発
電所の復水を脱塩装置で処理するに当り、脱塩装置のイ
オン負荷を低減して採水量を高める方法に関する。
【0002】
【従来の技術】発電所の復水は、一般に、カチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂との混床塔よりなる復水脱塩装
置に通水して脱塩処理した後循環使用されている。
【0003】ところで、近年、発電プラントにおいて
は、復水系の腐食防止のために、復水中のヒドラジン濃
度を高めにして運転する高ヒドラジン運転が行われるよ
うになってきている。
【0004】このため、火力発電所の復水のヒドラジン
濃度は高々2μg/Lであるが、火力発電に比べて蒸気
温度の低いPWR型発電所の復水中には、30〜500
μg/Lと比較的高濃度のヒドラジンが存在するように
なった。
【0005】なお、ヒドラジンの処理については、特開
昭53−91094号公報に、ヒドラジン含有液に空気
を混合すると共に、触媒金属と接触させて酸化分解する
ことが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】高ヒドラジン運転でヒ
ドラジン濃度が高められた復水を復水脱塩装置に通水す
ると、ヒドラジンがカチオン交換樹脂のイオン負荷とな
り、 復水脱塩装置の採水量が低減する。 イオン交換樹脂の再生頻度が増大する。 より、装置運転効率が低下し、また、再生剤使用
量が増加すると共に再生排水が増加し、処理コストが高
騰する。 といった問題が生じる。特に、復水中のヒドラジン濃度
が比較的高いPWR型発電所においては、この問題が顕
著である。
【0007】特開昭53−91094号公報には、ヒド
ラジンの接触酸化分解による処理法が記載されている
が、この方法で処理対象とするものは、ヒドラジンを5
00mg/L程度の高濃度で含有するボイラの防蝕処理
排液等あり、ヒドラジン濃度がμg/Lオーダーのヒド
ラジン含有液、特に、復水脱塩装置に供するPWR型発
電所の復水のヒドラジン処理については全く触れられて
いない。また、排水処理であるため、含有ヒドラジン量
に対して大過剰の酸素含有ガスを吹き込んでいる。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決し、ヒド
ラジン濃度30〜500μg/LのPWR型発電所の復
水を脱塩装置で処理するに当り、ヒドラジン分解に必要
なほぼ理論量の酸素含有ガスを吹き込んでヒドラジンを
効率的に除去することにより、脱塩装置のイオン負荷お
よび加熱脱気装置の負荷を低減し、脱塩装置の再生頻度
の低減、脱塩装置の採水量の増大を図ることができる方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の復水処理法
は、ヒドラジンを30〜500μg/L含むPWR型原
子力発電所復水を脱塩装置に通水して処理する方法にお
いて、該復水にヒドラジン分解に必要なほぼ理論量の酸
素含有ガスを吹き込んで酸素を溶解させた後、触媒と接
触させてヒドラジンを酸化分解し、次いで脱塩装置に通
水することを特徴とする。
【0010】請求項2の復水処理法は、ヒドラジンを3
0〜500μg/L含むPWR型原子力発電所復水を脱
塩装置に通水して処理する方法において、該復水にヒド
ラジン分解に必要なほぼ理論量の酸素含有ガスを吹き込
んで酸素を溶解させた後、触媒を担持したイオン交換樹
脂が充填された脱塩装置に通水してヒドラジンを酸化分
解すると共に、脱塩処理することを特徴とする。
【0011】本発明の復水処理法においては、復水中の
ヒドラジンは、触媒の存在下、酸素により下記の反応で
接触酸化分解されて、窒素と水になる。
【0012】N2 4 +O2 →N2 ↑+2H2 O このため、脱塩装置のイオン負荷が低減し、脱塩装置の
再生頻度を低減させると共に、脱塩装置の採水量を高め
ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の復
水処理法の実施の形態を説明する。
【0014】図1,2は本発明の復水処理法の実施に好
適な処理装置を示す系統図である。
【0015】図1に示す装置では、配管10より導入さ
れた復水(ヒドラジンを30〜500μg/L含むPW
R型原子力発電所復水)に、配管11より空気を注入し
た後、触媒塔1及び脱塩塔(脱塩装置)2に順次通水す
る。復水に空気を注入するに当っては、ヒドラジンモニ
ター3で配管10の復水(或いは、原水槽を設けた場合
には原水槽内の復水)中のヒドラジン濃度を測定し、演
算制御器4でヒドラジン濃度の測定値から復水中のヒド
ラジンを酸化するのに必要かつ十分な量の酸素量に見合
った空気量を算出し、この計算結果に基いてバルブ5の
開度を調節するなどして空気注入量を制御する。
【0016】このようにして、ヒドラジンの酸化に必要
かつ十分な量の空気が注入された復水は、触媒塔1で触
媒と接触することで、含有されるヒドラジンが窒素と水
とに酸化分解される。触媒塔1の流出水は、配管12よ
り、次いで、脱塩塔3で脱塩処理され、処理水は配管1
3より系外へ排出される。この脱塩処理に当たり、脱塩
塔2の流入水は、触媒塔1でヒドラジンが除去されてい
るため、脱塩塔2のイオン負荷が小さく、長期に亘り高
水質処理水を連続的に採水することができる。
【0017】なお、触媒塔1の通水速度はSV=10〜
200hr-1、特に50〜100hr-1とするのが好ま
しく、圧力は0.5〜30kg/cm2 、特に4kg/
cm2 以上であることが好ましい。また、脱塩塔2の通
水速度はSV=60〜120hr-1とするのが好まし
い。
【0018】本発明において、酸素含有ガスとしては、
空気の他、酸素或いは酸素富化空気等を用いることがで
きる。
【0019】ヒドラジンの酸化分解には、ヒドラジンと
等モルの酸素が必要であるが、本発明においては、復水
中のヒドラジンに対して、1.0〜1.1モル倍の酸素
が復水中に溶解するように、空気等の酸素含有ガスを注
入するのが好ましい。
【0020】なお、ヒドラジンモニター3としては、市
販品を用いることができ、脱塩塔2としても、通常の復
水脱塩装置のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが
3〜1:1で混合充填された混床式イオン交換樹脂塔よ
りなる脱塩塔を用いることができる。
【0021】図1に示す装置は、復水中のヒドラジン濃
度に基いて空気注入量を調節する制御機能を備えるもの
であるが、復水のヒドラジン濃度に大きな変化がない場
合、或いは、ヒドラジン濃度が比較的低い場合などに
は、これらの制御手段は省略して空気等の酸素含有ガス
を定量注入するようにして装置を簡易化することもでき
る。
【0022】本発明において、触媒の好適例としては、
パラジウム触媒(Pd)が挙げられる。Pd触媒として
は、金属Pd、酸化パラジウム、水素化パラジウム等の
Pd化合物を用いることができ、好ましくは、イオン交
換樹脂や、アルミナ、活性炭、ゼオライト等の無機多孔
体、中空糸膜、スパイラル膜等の各種担体に担持させて
使用される。この場合、担持量は通常担体に対して0.
1〜10重量%程度である。特に、担体としてアニオン
交換樹脂を用いることにより、少ないパラジウム担持量
で優れた効果を発揮することができ、極めて好適であ
る。
【0023】なお、アニオン交換樹脂にPdを担持させ
るには、アニオン交換樹脂をカラムに充填し、次いで塩
化パラジウムの酸性溶液を通水すれば良い。もし金属P
dとして担持するならば、上述のものに更にホルマリン
などを加えて還元すれば良い。
【0024】本発明において、触媒は上記Pd触媒に何
ら限定されるものではなく、その他、Pt,Rh等の貴
金属、Cu,Fe等の卑金属、これらの金属の化合物の
1種又は2種以上を用いることができ、上述の担体に担
持して使用しても良い。
【0025】触媒の形状は粉末状、粒状、ペレット状な
どいずれの形状でも使用できる。粉末状のものを使用す
る場合には、反応槽を設けて、この反応槽に適当量添加
する。粒状、ペレット状のものは図1の触媒塔のように
カラム等に充填し、連続的に通水処理する場合に有利で
ある。もちろん、粉末状のものでもカラムに充填して流
動床で通液処理することができる。
【0026】本発明において、アニオン交換樹脂に触媒
を担持したものを用いる場合には、この触媒樹脂を脱塩
のアニオン交換樹脂の少なくとも一部として用いること
で、触媒塔を省略することができる。
【0027】図2は、このような実施形態を示すもので
あり、配管10より導入された復水は、配管11より空
気等の酸素含有ガスが注入された後、カチオン交換樹脂
と、触媒担持アニオン交換樹脂との混床が形成された脱
塩塔2Aに通水処理され、この脱塩塔2A内でヒドラジ
ンが酸化分解されると共にイオン交換による脱塩処理が
行われ、処理水は配管13より系外へ排出される。
【0028】この装置において、脱塩塔2Aの通水速度
はSV=60〜120hr-1、圧力は1.0〜5.0k
g/cm2 とするのが好ましい。
【0029】なお、この図2の装置においても、図1に
おけると同様の空気注入量制御手段を設けても良いこと
は言うまでもない。
【0030】このような本発明の復水処理法によれば、
復水脱塩装置のイオン負荷が従来のN2 4 及びNH3
から、NH3 のみとなり、脱塩装置の採水量は大幅に向
上する。
【0031】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。なお、以下の実施例及び比較例に
おいて、原水としては、高ヒドラジン運転中の復水水質
を模擬してアンモニア及びヒドラジンをNH3 :900
μg/L,N2 4 :500μg/Lとなるように純水
に溶解した合成水を用いた。
【0032】実施例1 図1に示す如く、触媒塔と脱塩塔とを直列に配置した装
置に原水を360L/hrで通水して処理した(触媒塔
のSVは180hr-1,圧力は1.5kg/cm2 。脱
塩塔のSVは80hr-1)。
【0033】触媒塔としては、Bayer社製触媒樹脂
「Lewatit OC 1045 」(パラジウムがOH形アニオン交
換樹脂に担持されたもの)を容積2Lのアクリルカラム
に充填したものを用いた。また、脱塩塔としては、三菱
化学社製H形カチオン交換樹脂ダイヤイオン「PK22
8」3Lと、同OH形アニオン交換樹脂ダイヤイオン
「PA312」1.5Lをアクリルカラムに充填したも
のを用いた。
【0034】触媒塔の入口側では、空気を原水の酸素濃
度が500μg/Lとなるように、0.7L(0℃,1
atm換算)/hrで注入した。
【0035】その結果、脱塩塔の流出水(処理水)の電
気導伝率が0.2μS/cmになるまでの採水量は約9
6m3 であった。
【0036】実施例2 図2に示す如く、三菱化学社製H形カチオン交換樹脂ダ
イヤイオン「PK228」3Lと、Bayer社製触媒
樹脂「Lewatit OC 1045 」1.5Lをアクリルカラムに
充填した脱塩塔に原水を通水して処理した。原水通水速
度及び空気注入量は実施例1と同条件とした。
【0037】その結果、脱塩塔の流出水(処理水)の電
気導伝率が0.2μS/cmになるまでの採水量は約9
4m3 であった。
【0038】比較例1 実施例1において、触媒塔を設けず、また、空気の注入
を行わず、原水を直接脱塩塔に通水したこと以外は同様
にして処理を行った。
【0039】その結果、脱塩塔の流出水(処理水)の電
気導伝率が0.2μS/cmになるまでの採水量は約7
3m3 であった。
【0040】上記実施例1,2及び比較例1の結果から
明らかなように、実施例1,2では、比較例1の約1.
3倍の採水量を得ており、本発明によれば、復水の脱塩
処理に当たり、脱塩装置の採水量の増大及び再生頻度の
低減を図ることができることがわかる。
【0041】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の復水処理法
によれば、ヒドラジンを含むPWR型原子力発電所の復
水の処理に当り、脱塩装置の採水量の増大及び再生頻度
の低減が可能である。このため、脱塩装置の運転効率及
び処理効率の向上、再生剤等の再生のための処理コスト
の低減、再生排水の低減が図れ、工業的に極めて有利で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の復水処理法の実施に好適な処理装置の
一実施例を示す系統図である。
【図2】本発明の復水処理法の実施に好適な処理装置の
他の実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
1 触媒塔 2,2A 脱塩塔 3 ヒドラジンモニター 4 演算制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/72 CDH C02F 1/72 CDHB G21F 9/12 512 G21F 9/12 512Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドラジンを30〜500μg/L含む
    PWR型原子力発電所復水を脱塩装置に通水して処理す
    る方法において、該復水にヒドラジン分解に必要なほぼ
    理論量の酸素含有ガスを吹き込んで酸素を溶解させた
    後、触媒と接触させてヒドラジンを酸化分解し、次いで
    脱塩装置に通水することを特徴とする復水処理法。
  2. 【請求項2】 ヒドラジンを30〜500μg/L含む
    PWR型原子力発電所復水を脱塩装置に通水して処理す
    る方法において、該復水にヒドラジン分解に必要なほぼ
    理論量の酸素含有ガスを吹き込んで酸素を溶解させた
    後、触媒を担持したイオン交換樹脂が充填された脱塩装
    置に通水してヒドラジンを酸化分解すると共に、脱塩処
    理することを特徴とする復水処理法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003088819A (ja) * 2001-09-20 2003-03-25 Kurita Engineering Co Ltd 新設プラント機器および配管の洗浄方法
JP2011194402A (ja) * 2004-03-31 2011-10-06 Kurita Water Ind Ltd 超純水製造装置
CN105712463A (zh) * 2016-03-25 2016-06-29 厦门大学 一种转化废水中水合肼的方法

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