JPH10272466A - 復水濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流入ノズル６とドレン抜きノズル１５を焼鈍
処理が難しい熟練を要する下部鏡板１Ａに個別に設けて
あるため、密閉容器１の製造コストが高くなる。そのた
め流入ノズルとドレン抜きノズルを一体化して密閉容器
の底部中央に設けた復水濾過装置を提供する。 【解決手段】 復水濾過装置は、密閉容器１内を下室２
と上室３に区画する仕切板４と、この仕切板４に上端が
固定され且つ下端が下室２へ垂下する中空糸膜モジュー
ル５と、この中空糸膜モジュール５で濾過すべき復水が
流入する密閉容器１の下部鏡板１Ａに取付られた流入ノ
ズル６と、この流入ノズル６に隣接させて設けられたド
レン抜きノズル１５とを備えた復水濾過装置において、
ドレン抜きノズルを一体化した流入ノズル６を下部鏡板
１Ａの中央に設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電
所や火力発電所に好適に用いられる復水濾過装置に関
し、更に詳しくは、濾材として中空糸膜を用いた復水濾
過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の復水濾過装置は、例えば
図３に示すように、密閉容器１と、この密閉容器１の頂
部において下室２と上室３に区画する仕切板４と、この
仕切板４から下室２へ垂下する複数本の中空糸膜モジュ
ール５とを備え、例えば、原子力発電所や火力発電所の
復水を濾過して酸化鉄等の不溶性の懸濁物質を除去する
ように構成されている。各中空糸膜モジュール５は仕切
板４に対してハニカム形状等の所定の幾何学模様を形成
して配置されている。そして、密閉容器１の底部１Ａ及
び頂部１Ｂはいずれも鏡板によって形成されている。そ
こで、以下では底部１Ａを下部鏡板１Ａと称し、頂部１
Ｂを上部鏡板１Ｂと称す。下部鏡板１Ａの中央から偏倚
させた位置には復水が流入する流入ノズル６が取り付け
られ、上部鏡板１Ｂの中央には濾過水が流出する流出ノ
ズル７が取り付けられている。流入ノズル６には流入管
６Ａが、流出ノズル７には流出管７Ａがぞれぞれ接続さ
れ、それぞれの配管６Ａ、７Ａにはバルブ６Ｂ、７Ｂが
取り付けられている。

【０００３】上記下室２内には流入ノズル６に対向させ
たバッフルプレート９が配設され、このバッフルプレー
ト９によって流入ノズル６から流入した復水を下室２内
へ分散させている。また、上室３内には流出ノズル７に
対向させたバッフルプレート１０が配設され、このバッ
フルプレート１０によって上室３内の濾過水を集めて流
出ノズル７から流出させている。バッフルプレート９と
中空糸膜モジュール５下端との間には下室２を更に上下
に区画する分配機構１１が配設され、この分配機構１１
によってバッフルプレート９によって分散された復水を
一旦堰止め、引き続き各中空糸膜モジュール５へ分配す
るようにしてある。即ち、分配機構１１は、下室２を中
空糸膜モジュール５側の空間とその下部空間とに区画す
るプレート１１Ａと、このプレート１１Ａに各中空糸膜
モジュール５に対応して取り付けられた分配管１１Ｂと
からなり、各分配管１１Ｂにより逆洗時に空気を分配す
るようにしてある。

【０００４】また、密閉容器１には中空糸膜モジュール
５を構成する多数本の中空糸膜に付着した酸化鉄微粒子
等の懸濁物質をスクラビングする際とエアサージする際
の空気配管が接続されている。この空気配管は、流出管
７Ａから分岐する空気流入管１２と、下室２の分配機構
１１のやや下方に接続された空気流入管１３と、下室２
の上部に接続された空気抜き管１４とからなっている。
そして、各配管１２、１３、１４にはバルブ１２Ａ、１
３Ａ、１４Ａがそれぞれ取り付けられている。また、下
部鏡板１Ａの中央にはドレン抜きノズル１５が取り付け
られ、このノズル１５に接続されたドレン抜き管１５Ａ
のバルブ１５Ｂを開放して懸濁物質を含んだ洗浄廃水を
抜き取るようにしてある。

【０００５】次に、上記復水濾過装置の動作について説
明する。復水を濾過する場合には、流入管６Ａ及び流出
管７Ａのバルブ６Ｂ、７Ｂをそれぞれ開放し、他のバル
ブを閉止する。この状態で復水を供給すると、復水は流
入管６Ａから下室２内に流入し、バッフルプレート９へ
衝突し、ここで復水が分散される。分散した後の復水は
主に分配機構１１の分配管１１Ｂから中空糸膜モジュー
ル５側へ流入する。この復水は各中空糸膜モジュール５
の各中空糸膜の外側から内側へ透過する間に、復水中の
酸化鉄微粒子等の懸濁物質が中空糸膜の膜面で捕捉され
る。濾過水は各中空糸膜の内側で得られ、その濾過水は
各中空糸膜内を上昇して各中空糸膜の上端開口から上室
３内へ流出し、更に、バッフルプレート１０、流出ノズ
ル７及び流出管７Ａを介して例えば後工程の復水脱塩装
置へ供給される。濾過処理を続けていると中空糸膜に懸
濁物質が堆積し、濾過装置の差圧が規定値以上になって
その後の濾過処理が阻害される。そこで、この時点で濾
過処理を中止して以下の洗浄操作を行う。

【０００６】洗浄操作は、圧縮空気を下室２内に供給
し、下室２内で生成する気泡でスクラビングすることに
よって行う。即ち、流入管６Ａ及び流出管７Ａのバルブ
６Ｂ、７Ｂを閉止し、下室２内及び上室３内が満水状態
のまま、空気流入管１３及び空気抜き管１４のバルブ１
３Ａ、１４Ａを開放し、空気流入管１３から下室２内へ
圧縮空気を供給する。下室２内に流入した空気は一旦分
配機構１１によって堰止められ、引き続き各分配管１１
Ｂから気泡となって対応する中空糸膜モジュール５内に
流入する。各中空糸膜モジュール５内では気泡が上昇す
る際に水を攪拌し、この攪拌作用により各中空糸膜５１
が振動し、捕捉された懸濁物質が各中空糸膜から剥離す
る。剥離した懸濁物質は各中空糸膜モジュール５内の水
や気泡に随伴して外部へ流出して下室２内で沈積する。
一方、各中空糸膜モジュール５から流出した気泡は空気
抜き管１４を介して濾過装置外へ流出する。

【０００７】更に、上述のスクラビング操作を行った
後、空気抜き管１４のバルブ１４Ａを開放したままの状
態で空気流入管１３のバルブ１３Ａを閉止し、ドレン抜
き管１５Ａのバルブ１５Ｂを開放すると、下室２内の洗
浄廃水は水頭差によりドレン抜き管１５Ａから外部へ流
出する。これにより各中空糸膜モジュール５の濾過機能
を回復させることができる。この際、空気流入管１３及
び／または空気抜き管１４から圧縮空気を供給すれば、
その空気圧により洗浄廃水の流出を促進する。

【０００８】また、スクラビング操作後に、空気流入管
１２及びドレン抜き管１５Ａのバルブ１２Ａ及び１５Ｂ
をそれぞれ開放し、その他のバルブを閉止した状態で、
圧縮空気を空気流入管１２から供給すれば、圧縮空気が
上室３へ流入し、その空気圧によって上室３内に残留す
る濾過水が各中空糸膜５１内へ逆流して各中空糸膜５１
を内側から外側へ透過し、これにより各中空糸膜５１の
微細孔に目詰まりしている懸濁物質を洗い落とす、エア
サージを行い、洗浄廃水と一緒にドレン抜き管１５Ａか
ら抜き出すことができる。

【０００９】ところで、復水濾過装置の中には上述した
中空糸膜濾過装置の他にプリコート型濾過装置がある。
プリコート型濾過装置の場合には逆洗操作により懸濁物
質を含んだ大量のプリコート剤が剥離する。そして、こ
のプリコート剤を廃棄処分している。そのため、例えば
沸騰水型原子力発電所等の原子力発電所においてプリコ
ート型濾過装置を用いると、酸化鉄微粒子等の懸濁物質
が放射線を帯びているため、そのまま廃棄処分すること
ができず、固化処理して保管する必要がある上に、剥離
した懸濁物質の割にはプリコート剤の量が大量で、それ
だけ保管すべき放射線廃棄物量が増加する。従って、原
子力発電所では通常プリコート剤を使用しない中空糸膜
濾過装置が広く用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
中空糸膜を用いた復水濾過装置の場合には、流入ノズル
６とドレン抜きノズル１５を焼鈍処理が難しい熟練を要
する下部鏡板１Ａに個別に設けてあるため、密閉容器１
の製造コストが高くなるという課題があった。しかも、
洗浄廃液を密閉容器１内から外部へ確実に排出するため
に、ドレン抜きノズル１５を下部鏡板１Ａの中央に配置
し、流入ノズル６を下部鏡板１Ａの中央から偏倚させて
配置し、流入ノズル６を下部鏡板１Ａの中央からずらし
てあるため、バッフルプレート９によって復水を分散機
構１１の下部空間全体に均等に分散しずらく、ひいては
分配管１１Ｂから中空糸膜モジュール５側へ上昇する復
水の流速のバランスが崩れ易く、各中空糸膜モジュール
５によって均等な濾過処理を行うことにやや難点があっ
た。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、密閉容器の製造コストを低減することがで
き、しかも各中空糸膜モジュールの濾過性能を終始均等
に保持することができる復水濾過装置を提供することを
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の復水濾過装置
は、密閉容器内を下室と上室に区画する仕切板と、この
仕切板に上端が固定され且つ下端が下室へ垂下する中空
糸膜モジュールとを備え、上記密閉容器の底部に復水が
流入する流入ノズルを取り付けると共に上記密閉容器の
底部に上記流入ノズルに隣接させてドレン抜きノズルを
取り付けた復水濾過装置において、上記ドレン抜きノズ
ルを一体化した上記流入ノズルを上記密閉容器の底部中
央に設けたことを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２に示す実施形態
に基づいて従来と同一部分または相当部分には同一符号
を附して本発明の特徴を中心にして説明する。尚、各図
中、図１は本発明の復水濾過装置の一実施形態を示す断
面図、図２は本発明の復水濾過装置に用いられる中空糸
膜モジュールを示す断面図である。

【００１４】本実施形態の復水濾過装置は、図１に示す
ように、密閉容器１と、この密閉容器１内を下室２と上
室３に区画する仕切板４と、この仕切板４に上端が固定
され且つ下端が下室２側へ垂下する複数本の中空糸膜モ
ジュール５とを備えている。そして、下部鏡板１Ａの中
央には大口径の流入ノズル６が取り付けられ、この流入
ノズル６に流入管６Ａが接続されている。この流入管６
Ａには小口径のドレン抜き管１５Ａがバルブ６Ｂの下流
側に配置して接続されている。つまり、本実施形態では
ドレン抜きノズルが流入ノズル６と一体化し、復水の流
入口と洗浄廃液等の流出口を兼ねている。そして、バッ
フルプレート９は流入ノズル６に対向させて下部鏡板１
Ａの内面に固定されている。

【００１５】上記仕切板４は中空糸膜モジュール５の上
端を固定する固定板を兼ねている。中空糸膜モジュール
５の下端は分配機構１１のやや上方に配設された支持板
１８によって支持されている。この支持板１８には仕切
板４から垂下する中空糸膜モジュール５に対応した孔が
形成され、各孔に各中空糸膜モジュール５の下端が挿入
されている。そして、仕切板４と支持板１８とは複数本
の連結棒１９によって連結されている。尚、説明を省略
したが従来の復水濾過装置においても中空糸膜モジュー
ル５は仕切板４、支持板１８等によって固定されてい
る。

【００１６】従って、中空糸膜モジュール５を密閉容器
１内に取り付ける時には、例えば仕切板４に全ての中空
糸膜モジュール５の上端を固定し、仕切板４から垂下し
た中空糸膜モジュール５の下端を支持板１８の孔に差し
込んで固定した後、連結棒１９を支持板１８にボルト締
めしてこれら三者を一体化する。このように一体化した
仕切板４、中空糸膜モジュール５をクレーンを利用して
密閉容器１内に装着する。この状態で、中空糸膜モジュ
ール５の下端と分配機構１１との間には僅かな隙間がで
きる。

【００１７】而して、上記中空糸膜モジュール５は例え
ば図２に示すように構成されている。即ち、中空糸膜モ
ジュール５は、同図に示すように、１００〜５００００
本前後の中空糸膜５１と、これらの中空糸膜５１を束ね
て収納する保護筒５２とを備えて構成されている。各中
空糸膜５１は、例えば０.０１〜０.３μｍの微細孔を有
する樹脂薄膜により外径０.３〜７ｍｍ、内径０.２〜５
ｍｍの中空糸として形成されている。また、保護筒５２
の上端部にはフランジ部５２Ａが形成され、このフラン
ジ部５２Ａで上記仕切板４に垂下している。そして、中
空糸膜モジュール５はフランジ部５２Ａで仕切板４にボ
ルト等により締結固定されている。また、保護筒５２の
下端部にはスカート部５２Ｂが形成され、このスカート
部５２Ｂで洗浄時に分配機構１１の分配管１１Ｂから流
入した空気を捕集するようにしてある。そして、保護筒
５２の上端部で各中空糸膜５１の上端部を接着剤等によ
り束ねて接合固定した上部接合部５３が形成され、その
下端部で各中空糸膜５１の下端部を上端部と同様に接合
固定した下部接合部５４が形成されている。上部接合部
５３では各中空糸膜５１は開口し、下部接合部５４では
各中空糸膜５１は閉塞し、濾過水が中空糸膜５１の開口
から流出して上室３内で集水するようにしてある。各中
空糸膜５１の両端から集水する場合には、それぞれの下
端部も上端部と同様に開口した状態にしておく。また、
本実施形態の場合、下部接合部５４には流通孔５４Ａが
形成され、流通孔５４Ａを介してスカート部５２Ｂに捕
集した気泡が中空糸膜モジュール５内へ流入するように
してある。

【００１８】更に、上記保護筒５２の上部接合部５３の
やや下方と、下部接合部５４のやや上方にはそれぞれ流
通孔５２Ｃ、５２Ｄが形成され、これらの流通孔５２
Ｃ、５２Ｄ及び流通孔５４Ａを介して復水が中空糸膜モ
ジュール５内へ流入するようにしてある。

【００１９】次に、動作について説明する。復水を濾過
する場合には、流入管６Ａ及び流出管７Ａのバルブ６
Ｂ、７Ｂをそれぞれ開放し、他のバルブを閉止する。こ
の状態で復水を供給すると、復水は流入ノズル６から流
入し、バッフルプレート９によって分配機構１１の下部
空間全体に均等に分散されながら流入する。次いで、復
水の大部分は分配機構１１の分配管１１Ｂから中空糸膜
モジュール５側へほぼ均等な流速で上昇し、保護筒５２
の流通孔５２Ｃ、５２Ｄ及び下部接合部５４の流通孔５
４Ａを介して中空糸膜モジュール５内に流入する。各中
空糸膜モジュール５内では復水はそれぞれの中空糸膜５
１の外側から内側へ透過し、その際に復水中に含まれて
いる酸化鉄微粒子等の懸濁物質が中空糸膜５１の膜面で
捕捉される。濾過水は各中空糸膜５１の内側で得られ、
その濾過水は各中空糸膜５１の内側を上昇して各中空糸
膜５１の上端開口から上室３内へ流出し、更に、バッフ
ルプレート１０、流出ノズル７及び流出管７Ａを介して
例えば後工程の復水脱塩装置へ供給される。濾過処理を
続けていると中空糸膜５１に懸濁物質が堆積し、濾過装
置の差圧が規定値以上になってその後の濾過処理が阻害
されると、この時点で従来と同様の方法によって洗浄操
作を行う。

【００２０】即ち、流入管６Ａ及び流出管７Ａのバルブ
６Ｂ、７Ｂを閉止し、下室２内及び上室３内が満水状態
のまま、空気流入管１３及び空気抜き管１４のバルブ１
３Ａ、１４Ａを開放し、空気流入管１３から下室２内へ
圧縮空気を供給する。下室２内に流入した空気は一旦分
配機構１１によって堰止められ、引き続き気泡となって
各分配管１１Ｂからそれぞれに対応する保護筒５２のス
カート部５２Ｂ内に流入し、流通孔５４Ａから保護筒５
２内へバブリングし、保護筒５２内では気泡が上昇する
際に水を攪拌し、この攪拌作用により各中空糸膜５１が
振動し、捕捉された懸濁物質が各中空糸膜５１から剥離
される。剥離した懸濁物質は各中空糸膜モジュール５内
の水や気泡に随伴して外部へ流出し、密閉容器１内の底
部へ沈積する。一方、各中空糸膜モジュール５に流入し
た気泡は流通孔５２Ｃを通って中空糸膜モジュール５の
外部へ流出し、次いで気泡は空気抜き管１４を介して濾
過装置外へ流出する。

【００２１】更に、上述のスクラビングを行った後、空
気抜き管１４のバルブ１４Ａを開放したままの状態で空
気流入管１３のバルブ１３Ａを閉止し、ドレン抜き管１
５Ａのバルブ１５Ｂを開放すると、水頭差により密閉容
器１内の懸濁物質は洗浄廃水として下部鏡板１Ａ中央の
大口径の流入ノズル６からドレン抜き管１５Ａへ効率良
く流出する。これにより各中空糸膜モジュール５の濾過
性能を回復させることができる。

【００２２】また、スクラビング操作後に、空気流入管
１２及びドレン抜き管１５Ａのバルブ１２Ａ及び１５Ｂ
をそれぞれ開放し、その他のバルブを閉止した状態で、
圧縮空気を空気流入管１２から供給すれば、圧縮空気が
上室３へ流入し、その空気圧によって上室３内に残留す
る濾過水を各中空糸膜５１内へ逆流させると、その濾過
水は各中空糸膜５１の内側から外側へ流出し、これによ
り各中空糸膜５１の微細孔に目詰まりしている懸濁物質
の微粒子を洗い落とし、その洗浄廃水をドレン抜き管１
５Ａから抜き出すことができる。

【００２３】以上説明したように本実施形態によれば、
ドレン抜きノズルを一体化した流入ノズル６を下部鏡板
１Ａの中央に設けたため、下部鏡板１Ａに取り付けるノ
ズルの数を削減でき、密閉容器１の製造コストを低減す
ることができる。また、流入ノズル６を下部鏡板１Ａの
中央に設けたため、復水を下室２内に均等に分散させて
供給することができ、ひいては各中空糸膜モジュール５
の負荷を均等にしてそれぞれの性能を終始均等に保持す
ることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、密閉容器の製造コスト
を低減することができ、しかも各中空糸膜モジュールの
濾過性能を終始均等に保持することができる復水濾過装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の復水濾過装置の一実施形態を示す断面
図である。

【図２】本発明の復水濾過装置に用いられる中空糸膜モ
ジュールを示す断面図である。

【図３】従来の復水濾過装置の一例を示す図１に相当す
る断面図である。

【符号の説明】

１ 密閉容器 １Ａ 下部鏡板（密閉容器の底部） ２ 下室 ３ 上室 ４ 仕切板 ５ 中空糸膜モジュール ６ 流入ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内を下室と上室に区画する仕切
   板と、この仕切板に上端が固定され且つ下端が下室へ垂
   下する中空糸膜モジュールとを備え、上記密閉容器の底
   部に復水が流入する流入ノズルを取り付けると共に上記
   密閉容器の底部に上記流入ノズルに隣接させてドレン抜
   きノズルを取り付けた復水濾過装置において、上記ドレ
   ン抜きノズルを一体化した上記流入ノズルを上記密閉容
   器の底部中央に設けたことを特徴とする復水濾過装置。