JPH1062595A - 放射性廃液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタの逆洗操作を不必要とし、また逆洗水
移送配管を削除して運転操作を単純化し、スラッジの貯
蔵容量を減少して設備の縮小化を図る。 【解決手段】沈降分離槽２内のスラッジ４を含む放射性
廃液を受け入れるＬＣＷ収集槽５の下流側に従来の中空
糸膜フィルタを組み込んだＬＣＷろ過装置の代りに、ロ
ータリーフィルタ24を配置する。このロータリーフィル
タ24によりＬＣＷ収集槽５からの放射性廃液中のスラッ
ジ４をろ過する。これにより中空糸膜フィルタで行って
いた逆洗操作が不必要となり、逆洗水を沈降分離槽２へ
返送する逆洗水ラインを設ける必要がない。よって、こ
れに伴う運転操作を単純化できるとともに設備を縮小化
できる。また、ロータリーフィルタ24でろ過したスラッ
ジを直接ドラム缶25に保管できるため、沈降分離槽２内
からのスラッジ４の抜き出し処理が不必要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所で発生
する不溶解性物質を含有した放射性廃液を処理するため
の放射性廃液処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電所等で発生する不溶
解性物質を含む放射性廃液の処理装置は、中空糸膜フィ
ルタで廃液中の不溶解性物質を捕捉し、溶解性物質をイ
オン交換樹脂で捕捉し、放射性廃液中の放射性物質を除
去した後、その処理水をプラント内で再使用したりす
る。中空糸膜フィルタで捕捉した不溶解性物質は、流量
の低下や圧力の上昇を検知して、適時逆洗を行うことに
より剥離される。

【０００３】放射性廃液の処理装置に中空糸膜フィルタ
を使用している例を図３により説明する。図３中、符号
１は中空糸膜フィルタが組み込まれて構成された復水ろ
過装置で、２は復水ろ過装置１に接続する沈降分離槽，
３は沈降分離槽２内の上澄液，４は同じくスラッジで、
５は沈降分離槽２の上澄液３を流入する低電導度廃液系
（以下ＬＣＷと記す）収集槽，６はＬＣＷ収集槽５に接
続した中空糸膜フィルタが組み込まれて構成されたＬＣ
Ｗろ過装置，７はＬＣＷろ過装置６に接続したＬＣＷ脱
塩装置である。

【０００４】ここで、復水ろ過装置１およびＬＣＷろ過
装置６は中空糸膜フィルタにより不溶解性物質を捕捉
し、ＬＣＷ脱塩装置７はイオン交換樹脂により溶解性物
質の捕捉を行う。

【０００５】対象となる放射性廃液は、復水ろ過装置１
から沈降分離槽２を経由してＬＣＷ収集槽５に収集され
る。ＬＣＷ収集槽５へ流入する廃液は、ＬＣＷサンプお
よび沈降分離槽２の上澄液３である。ＬＣＷサンプは、
ＬＣＷ系の機器から発生した廃液が流入する。

【０００６】沈降分離槽２には、復水浄化系に設置され
た復水ろ過装置１内の中空糸膜フィルタを逆洗した際に
生じる逆洗水と、ＬＣＷろ過装置６から逆洗水ライン８
を通って流入する逆洗水と、沈降分離槽２のスラッジ４
を抜き出して、固化装置10で固化処理する前に行う脱水
装置11からの脱水液とが脱水液ライン12を通して流入す
る。

【０００７】ＬＣＷサンプおよび沈降分離槽２の上澄液
を収集したＬＣＷ収集槽５の廃液は、ＬＣＷろ過装置６
とＬＣＷ脱塩装置７により、不溶解性物質および溶解性
物質が除去され、再使用水として利用される。

【０００８】中空糸膜フィルタは、孔径が 0.1μｍであ
る。一般に原子力発電所の水中の不溶解性物質は、1.0
〜10μｍの粒径の粒子が大半である。よって、これらの
中空糸膜フィルタで捕捉された不溶解性物質が沈降分離
槽２へ流入する。

【０００９】ここで、沈降分離槽２のスラッジ４を抜出
しライン９から流入して処理する脱水装置11の構造を図
４により説明する。図４において、脱水装置11は主とし
てモータ駆動部13，減速部14，固液分離部15とからなっ
ている。固液分離部15はケーシング16内に設けたバスケ
ット17，スクリーン18，スクリュー19，円錐ボール20，
給液管21，ケーク排出管22，脱水出口23を有している。

【００１０】沈降分離槽２からポンプ等を用いて抜出し
た懸濁物スラリーを給液管21から回転しているバスケッ
ト17内に供給し、このバスケット17の内面に張られてい
るスクリーン18上で遠心力により固形分と脱水液にろ過
分離する。

【００１１】ろ過分離された固形分は、スクリュー19に
より円錐ボール20まで搬送され、円錐ボール20で堰止め
して遠心力により更に脱水させ、ケーク（固形分）とし
てスクリュー19で搬送してケーク排出口22から排出す
る。なお、固形分が除去された脱水液は脱水口23から脱
水液ライン12を通って沈降分離槽２へ流出する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に不溶解性物質を除去する中空糸膜フィルタを用いたＬ
ＣＷろ過装置６によれば、中空糸膜フィルタで廃液を処
理するにつれて、中空糸膜上に不溶解性物質が捕捉さ
れ、次第に流量の低下および圧力が上昇する。

【００１３】そこで、中空糸膜フィルタの健全性および
処理量の確保のために、これを検知して適時逆洗操作を
行う必要がある。この逆洗操作に伴う逆洗水は逆洗水ラ
イン８を通して沈降分離槽２に移送され、沈降分離槽２
の上澄液３がＬＣＷ収集槽５へ移送されるため、ＬＣＷ
系の系統流量の増加を招く課題がある。

【００１４】また、前述の不溶解性物質の処理方法によ
れば、沈降分離槽２へ復水ろ過装置１およびＬＣＷろ過
装置６で捕捉した不溶解性物質が逆洗という操作で逆洗
水ライン８から沈降分離槽２へ移送されるため、沈降分
離槽２の底へ不溶解性物質が沈積する。沈降分離槽２の
底に沈積した不溶解性物質のスラッジ４は、ポンプ等で
抜き出しを行う必要がある。スラッジ４を抜き出すに
は、抜き出しスラリー濃度が高く、ポンプや配管内で閉
塞する可能性が高くなる課題がある。

【００１５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、沈降分離槽へ流入する逆洗水を発生すること
がなく、また逆洗水移送配管を削除して運転操作を単純
化するとともに設備を縮小化し、かつスラッジの貯蔵容
量を減少して設備を縮小化できる放射性廃液処理装置を
提供することにある。

【００１６】また、本発明は沈降分離槽内に懸濁してい
る不溶解性物質のスラッジを除去し、かつ除去した不溶
解性物質のスラッジをドラム缶等の容器に保管し、沈降
分離槽内からのスラッジの抜き出し処理を不要とした放
射性廃液処理装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、沈降
分離槽と、この沈降分離槽内の懸濁物を含む放射性廃液
を受け入れる廃液収集タンクと、この廃液収集タンク内
の懸濁物を除去するろ過装置であるロータリーフィルタ
と、このロータリーフィルタで脱水された不溶解性物質
を収納する容器と、前記ロータリーフィルタにプリコー
トしたろ布を具備したことを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、逆洗操作が不要となるた
め、運転操作を単純化できるとともに設備を縮小化でき
る。また、ロータリーフィルタのろ布上に懸濁物がプリ
コートするが、攪拌羽根によりプリコート層が一定厚さ
に保持されるため、処理流量が下がることなく廃液を処
理できる。さらに、攪拌羽根により削り取られた不溶解
性物質をロータリーフィルタ内で濃縮しながら機外へ排
出することができる。

【００１９】請求項２の発明は、前記ロータリーフィル
タのろ材はセラミックス製で、かつこのセラミックスの
孔径が 0.1μｍ以下からなることを特徴とする。本発明
によれば、不溶解性物質の粒子径がろ材の孔径より大き
いので、ろ材に不溶解性物質が目詰まりすることなく、
効率よく放射性廃液を処理することができる。

【００２０】請求項３の発明は、前記ロータリーフィル
タのろ材は逆浸透膜からなることを特徴とする。本発明
によれば、不溶解性物質の粒子径がろ材の孔径より大き
いので、ろ材に不溶解性物質が目詰まりすることなく、
放射性廃液中の 100オングストロームの不溶解性物質ま
で捕捉し処理することができる。

【００２１】請求項４の発明は、ロータリーフィルタの
回転軸を駆動するモータと、ケーク排出弁とを信号ケー
ブルを介してトルク制御装置に接続したことを特徴とす
る。本発明によれば、ロータリーフィルタを必要に応じ
て、濃縮運転と脱水運転とに切り替えて不溶解性物質を
含む放射性廃液を処理する。よって、ロータリーフィル
タのろ材上で捕捉した不溶解性物質等のスラッジの含水
率を濃縮物か脱水物かを選択することができる。

【００２２】請求項５の発明は、ロータリーフィルタを
２台直列配置し、前段のロータリーフィルタのろ材にセ
ラミックス製またはろ布を組み込み、後段のロータリー
フィルタのろ材に逆浸透膜を組み込んでなることを特徴
とする。

【００２３】本発明によれば、ロータリーフィルタのろ
材がセラミックス製またはろ布のロータリーフィルタ
で、粒子径が１μｍ程度までの不溶解性物質を捕捉し、
逆浸透膜のロータリーフィルタで、粒子径が 100オーム
ストロングまでの不溶解性物質を捕捉することにより、
効率よく清澄な処理液を得ることができる。

【００２４】請求項６の発明は、前記容器はＪＩＳＺ16
00または1601のオープンドラム缶または金属容器からな
ることを特徴とする。本発明によれば、ロータリーフィ
ルタのろ材上で捕捉した不溶解性物質等のスラッジ排出
物をＪＩＳＺ1600（鋼製オープンドラム），1601鋼製ド
ラム（液体用），遮蔽付の金属容器等で収納する。

【００２５】これにより、ロータリーフィルタで捕捉し
た不溶解性物質等のスラッジ排出物が放射性物質を含む
ため、前記容器等で収納することにより、外部と遮蔽さ
れ、安全に取り扱うことができる。

【００２６】請求項７の発明は、前記容器内に前記ロー
タリーフィルタから充填されたケーキは固化剤と混合し
固化されてなることを特徴とする。前記ロータリーフィ
ルタで捕捉した不溶解性物質等のスラッジ排出物を、セ
メントまたはプラスチック、アスファルト等の固化剤と
混合し、ドラムに固化する。これによりスラッジ排出物
中の放射性物質を固化しているので、放射性物質を容器
中に安定した状態で保持させることができる。

【００２７】請求項８の発明は、前記ロータリーフィル
タの液流入管に放射性廃液を蒸発濃縮した濃縮廃液の流
入配管を接続してなることを特徴とする。前記不溶解性
物質を含む放射性廃液として、これを蒸発濃縮処理した
後等の濃縮廃液をロータリーフィルタでろ過処理する。
蒸発濃縮処理することにより不溶解性物質が濃縮し、ロ
ータリーフィルタに通水する処理容量を減少させること
ができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明に係る放射性廃液処理装置
の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。本
実施の形態が図３に示す従来例と異なる点は（１）従来
のＬＣＷろ過装置６の代りに図１に示すようにロータリ
ーフィルタ24に代え、（２）図３に示す逆洗水ライン
８，抜出しライン９および脱水液ライン12を削除したこ
とにある。

【００２９】図１は、請求項１に対応する実施形態の放
射性廃液処理装置を示す系統図であり、図２は図３にお
けるＬＣＷろ過装置６の代りにロータリーフィルタ24を
使用したロータリーフィルタ24の構造を概略的に示す構
成図である。

【００３０】すなわち、本実施形態では図１に示すよう
に、不溶解性物質を含む放射性廃液はＬＣＷ収集槽５に
貯蔵されている。ＬＣＷ収集槽５へ流入する廃液は、Ｌ
ＣＷサンプ（図示せず）および沈降分離槽２の上澄液３
であり、ＬＣＷサンプは、ＬＣＷ系の機器から発生した
廃液が流入する。

【００３１】沈降分離槽２には、中空糸膜フィルタを組
み込んだ復水浄化系ろ過装置１の逆洗水が流入する。沈
降分離槽２内では、逆洗水中の不溶解性物質等の懸濁物
４は懸濁物４層と上澄液３との液層部とに分離され、懸
濁物４は沈降分離槽２の底部に堆積している。液層部の
上澄液３は、ＬＣＷ収集槽５へ移送される。

【００３２】ＬＣＷ収集槽５からの放射性廃液はロータ
リーフィルタ24により不溶解性物質と溶解性物質に固液
分離され、溶解性物質をＬＣＷ脱塩装置７で除去し、精
製して再使用水としてプラント内で用いる。

【００３３】ロータリーフィルタ24で捕捉した不溶解性
物質は、図２に示すロータリーフィルタ24のケーク排出
弁29から容器、例えばドラム缶25へケーク状で排出され
る。ドラム缶25内に排出されたケークは、固化装置10で
セメント、プラスチック、またはアスファルト等の固化
剤と混合されてドラム缶25内に固化処理される。

【００３４】つぎに、本実施の形態において、図３に示
す従来のＬＣＷろ過装置６の代りに使用するロータリー
フィルタ24について説明する。ＬＣＷろ過装置６の代り
にロータリーフィルタ24を使用することによって捕捉し
たスラッジを逆洗操作を行うことなくケークとして排出
することができ、ドラム缶25等の容器に直接保管するこ
とにより沈降分離槽２内のスラッジを抜き出して処理す
る必要がない大きな効果がある。

【００３５】すなわち、ロータリーフィルタ24は図２に
拡大して示すように耐圧構造のろ過室26内にろ過板27と
攪拌板28とが狭い間隙で交互に配列され、攪拌板28は回
転軸35に取り付けられ、モータ36の駆動によりろ過時に
一定の速度で回転する。ろ過板27はろ液排出機構30を有
し、ろ過板27の両面にはろ布が設けられている。

【００３６】廃液はろ過室26の一方から加圧供給され、
ろ過板27の間隙を通して移動する間にろ過・脱水され
る。ケークはろ過室26の他方に配設したケーク排出弁29
から固いペースト状になって排出され、ろ液はろ過板27
のろ液排出機構30から液出口管32を経由し、戻し配管33
を通して外部に排出される。ケーク排出弁29は信号ケー
ブル38を介してトルク制御装置31からの信号が入力し開
閉が行われる。

【００３７】なお、トルク制御装置31から信号ケーブル
37を介してモータ36に信号が入力し、回転軸35が回転し
て攪拌板28のトルクが制御される。ロータリーフィルタ
24はろ材面に付着するケーク層を攪拌板28によって攪拌
し、一定の厚さ以上のケークに流動性を与えるろ過機で
あり、濃縮・脱水したケークはろ過処理を中断すること
なく、ロータリーフィルタ外に排出される。

【００３８】一般に原子力発電所の水中の不溶解性物質
は、 1.0〜10μｍの粒径の粒子が大部分である。ＬＣＷ
収集槽５に流入する廃液は、沈降分離槽２の上澄液３と
ＬＣＷ系機器ドレン廃液である。 1.0〜10μｍの粒径の
粒子の除去には、ワンオーダー小さい目のろ材で捕捉す
れば目詰まりが生じることなく、効率よくろ過すること
ができると言われている。

【００３９】ロータリーフィルタ24のろ材としては、通
常ろ布を編んで１μｍ以下の孔径を形成するのは困難で
あるため、ろ布表面で廃液中の粒子、またはあらかじめ
粒径がわかっている粒子でプリコートさせて、廃液を処
理する。また、孔径 0.1μｍ以下のセラミックス製や逆
浸透膜によるろ材を用いてもよい。

【００４０】さらに、ロータリーフィルタ24は処理流量
や廃液性状、または排出ケークの形態等により、トルク
制御装置31を調整すれば、濃縮運転と脱水運転とを切り
替えることができる。

【００４１】放射性廃液の処理において、ロータリーフ
ィルタ24のろ材を選択することにより、例えば２台のロ
ータリーフィルタ24を直列配置した場合、１台目のロー
タリーフィルタ24のろ材にろ布またはセラミックス製ろ
材を使用し、２台目のロータリーフィルタのろ材として
逆浸透膜を使用する。これにより、粒径の荒い不溶解性
物質が１台目で捕捉され、微粒子が２台目で捕捉される
ので、効率的に清澄な処理水を得ることができる。

【００４２】ドラム缶25は、腐食および外部との遮蔽等
のために、ＪＩＳＺ1600，1601または遮蔽付の金属容器
であることが望ましい。また、ＬＣＷ収集槽５に流入す
る廃液として沈降分離槽２の上澄液３とＬＣＷ系機器ド
レン廃液を処理対象に説明したが、この他にも放射性廃
液を蒸発濃縮処理した後等の濃縮廃液を処理することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ロータリーフ
ィルタのろ布上に、懸濁物質をプリコートするが、攪拌
羽根によりプリコート層が一定厚さに保持されるため、
処理流量が下がることなく廃液を処理することができ
る。

【００４４】また、攪拌羽根により削り取られたスラッ
ジは、ロータリーフィルタ内を濃縮されながらロータリ
ーフィルタ外へ排出されるので、逆洗操作が不要にな
る。これにより逆洗水の発生がなく、運転操作が単純化
できる。さらに、ロータリーフィルタからの逆洗水ライ
ン、脱水装置からの脱水液ラインを削除でき、しかも沈
降分離槽のスラッジ貯蔵容量が減少するために設備を大
幅に縮小することができる。

【００４５】請求項２の発明によれば、不溶解性物質の
粒子径がろ材の孔径より大きいので、ろ材不溶解性物質
が目詰まりすることなく、効率よく放射性廃液を処理す
ることができる。したがって、ろ材への目詰まりによる
圧力の上昇および処理流量の低下を改善するために行う
洗浄操作の回数を減少させることができる。また、洗浄
回数が減少することから洗浄廃液の発生量の減少およ
び、ろ材の健全性を保つことができる。

【００４６】請求項３の発明によれば、不溶解性物質の
粒子径がろ材の孔径より大きいので、ろ材に不溶解性物
質が目詰まりすることはない。また、放射性廃液中の 1
00オングストロームの不溶解性物質まで捕捉し処理でき
るので、再使用水として清澄な処理液を得ることができ
る。

【００４７】請求項４の発明によれば、ロータリーフィ
ルタの運転を設備を変更することなく濃縮運転と脱水運
転とを切り替えることができる。また、スラッジの含水
率を選択することができる。これらにより、スラッジの
処理に当たり必要に応じた形態にすることができる。

【００４８】請求項５の発明によれば、前段のロータリ
ーフィルタのろ材にセラミックス製またはろ布を使用し
て、粒子径が１μｍ程度までの不溶解性物質を捕捉し、
後段のロータリーフィルタのろ材に逆浸透膜を使用し
て、粒子径が 100オングストロームまでの不溶解性物質
を捕捉することにより、効率よく清澄な再使用水を得る
ことができる。

【００４９】請求項６の発明によれば、ロータリーフィ
ルタで捕捉した不溶解性物質等のスラッジ排出物は放射
性物質を含んでいるため、ＪＩＳＺ1600，1601、または
遮蔽付の金属容器等で収納する。これによりスラッジ排
出物は外部と遮蔽され、安全に取り扱うことができる。

【００５０】請求項７の発明によれば、スラッジ排出物
を固化剤と混合し、ドラム缶等の容器内に固化してい
る。したがって、放射性物質を容器内に安定した状態で
保持させることができる。

【００５１】請求項８の発明によれば、蒸発濃縮処理し
た廃液を処理することにより不溶解性物質が濃縮し、ロ
ータリーフィルタに通水する処理容量を減少できるた
め、ロータリーフィルタ容量の減少および配管径の縮小
等を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性廃液処理装置の実施の形態
を説明するための系統図。

【図２】図１におけるロータリーフィルタを拡大して概
略的断面で示す構成図。

【図３】従来の放射性廃液処理方法を説明するための系
統図。

【図４】図３における脱水装置を拡大して示す縦断面
図。

【符号の説明】

１…復水ろ過装置、２…沈降分離槽、３…上澄液、４…
スラッジ懸濁物、５…ＬＣＷ収集槽、６…ＬＣＷろ過装
置、７…ＬＣＷ脱塩装置、８…逆洗水ライン、10…固化
装置、11…脱水装置、12…脱水液ライン、13…モータ駆
動部、14…減速部、15…固液分離部、16…ケーシング、
17…バスケット、18…スクリーン、19…スクリュー、20
…円錐ボール、21…給液管、22…ケーク排出管、23…脱
水出口、24…ロータリーフィルタ、25…ドラム缶、26…
ろ過室、27…ろ過板、28…攪拌板、29…ケーク排出弁、
30…ろ液排出機構、31…トルク制御装置、32…液出口
管、33…戻し管、34…液入口管、35…回転軸、36…モー
タ、37，38…信号ケーブル。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 沈降分離槽と、この沈降分離槽内のスラ
   ッジを含む放射性廃液を受け入れる廃液収集タンクと、
   この廃液収集タンク内のスラッジをろ過するロータリー
   フィルタと、このロータリーフィルタで脱水された不溶
   解性物質を収納する容器と、前記ロータリーフィルタに
   プリコートしたろ布とを具備したことを特徴とする放射
   性廃液処理装置。
2. 【請求項２】 前記ロータリーフィルタのろ材はセラミ
   ックス製で、かつこのセラミックスの孔径は 0.1μｍ以
   下のものからなることを特徴とする請求項１記載の放射
   性廃液処理装置。
3. 【請求項３】 前記ロータリーフィルタのろ材は逆浸透
   膜からなることを特徴とする請求項１記載の放射性廃液
   処理装置。
4. 【請求項４】 前記ロータリーフィルタの回転軸を駆動
   するモータと、ケーク排出弁とを信号ケーブルを介して
   トルク制御装置に接続してなることを特徴とする請求項
   １記載の放射性廃液処理装置。
5. 【請求項５】 前記ロータリーフィルタを２台直列配置
   し、前段のロータリーフィルタのろ材にセラミックス製
   またはろ布を組み込み、後段のロータリーフィルタのろ
   材に逆浸透膜を組み込んでなることを特徴とする請求項
   １記載の放射性廃液処理装置。
6. 【請求項６】 前記容器はＪＩＳＺ1600または1601のオ
   ープンドラム缶または金属容器からなることを特徴とす
   る請求項１記載の放射性廃液処理装置。
7. 【請求項７】 前記容器内に前記ロータリーフィルタか
   ら充填されたケーキは固化剤と混合し固化されてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理装置。
8. 【請求項８】 前記ロータリーフィルタの液流入管に放
   射性廃液を蒸発濃縮した濃縮廃液の流入配管を接続して
   なることを特徴とする請求項１記載の放射性廃液処理装
   置。