JPH1149504A - 廃活性炭と水との分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】廃活性炭と水との分離機構が単純で、静水頭圧
で水を分離でき、貯槽や排出水受容器の構造が単純で、
廃活性炭の破砕がなく、廃活性炭の粉末やろ過物の発生
が少ない廃活性炭と水の分離装置を提供する。 【解決手段】廃活性炭２と水３との混合物を収納した廃
活性炭貯槽１と、この廃活性炭貯槽１に隣接して水頭
（Ｈ）を有して配置された排出水受容器４と、この排出
水受容器４内と廃活性炭貯槽１内を連通して設けられた
毛細管現象により水３を吸込んで流出する水流出部材５
とからなっている。水流出部材５は配管６と布，糸，綿
等の繊維材料７とからなっている。廃活性炭貯槽１内の
水３は水流出部材５の繊維材料７を毛細管現象により伝
わって排出され、排出水受容器４内に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所や燃料
再処理施設等における処理水を活性炭でろ過した後の廃
活性炭と水との分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所や使用時燃料再処理施設で
は活性炭を使用して被処理水を処理して浄化している。
例えば再処理施設の使用済の活性炭、つまり廃活性炭を
処理する場合、廃活性炭槽において水分を除く作業を行
った後、分離された廃活性炭はドラム缶等で保管するこ
とになっている。

【０００３】この廃活性炭が混合したものから水のみを
除く処理を行うにはいろいろな方法がある。例えばヌッ
チェ式加圧ろ過器を使用して、圧縮空気を容器内に加え
てフィルタにより水をろ過した後、ヒーティングして回
転羽根により乾燥した廃活性炭を掻き出して排出する加
圧ろ過方式が知られている。また、廃活性炭と水との混
合物を容器内に収納し、容器全体を回転させて遠心力を
発生させ、この遠心力によって生じる比重差により容器
外周部に廃活性炭を、内側に水を分離してそれぞれ排出
させる遠心分離方式が知られている。さらに、加圧ろ過
方式と遠心分離方式とを組み合わせた第３の分離方式が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】加圧ろ過方式では圧縮
空気ユニットの設置と、容器が加圧されることによる胴
の肉厚化により強固なものとする必要があり、また、フ
ィルタが破損し易く、定期的な交換が必要であり、ヒー
ティングによるエネルギーも多く要する課題がある。

【０００５】遠心分離方式では軽い微細浮遊物である粉
末活性炭の分離が困難であること、遠心力により活性炭
同士が衝突し合って押しつぶすので、活性炭の破損が多
い。また、活性炭内部に閉じ込められているろ過物を解
放してしまうことが多い。さらに容器の構造の複雑化，
設置基礎も遠心力を考慮して強固なものとする必要があ
り、複雑な回転機構で、設備費用がかさむなどの課題が
ある。

【０００６】さらに、加圧ろ過方式と遠心分離方式を組
み合わせた第３の分離方式では活性炭の破損が多く、組
み合わせるための設備費用が前記２方式よりも最も高く
なるなどの課題がある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、廃活性炭と水とを分離するための機構が単純
で、静水頭圧で水を分離することができ、容器の構造が
単純で、撹拌等の工程がなく、水の分離過程での廃活性
炭の破砕が生じることがなく、活性炭の粉末やろ過物の
発生の少ない廃活性炭と水との分離装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、廃活
性炭と水との混合物を収納した廃活性炭貯槽と、この廃
活性炭貯槽に隣接して水頭（Ｈ）を有して配置された排
出水受容器と、この排出水受容器内と前記廃活性炭貯槽
内を連通して設けられた毛細血管現象により前記水を吸
い込んで流出する水流出部材とを具備したことを特徴と
する。

【０００９】請求項２の発明は、前記水流出部材は配管
と、この配管内に充填された布，糸，綿等の繊維材料と
からなることを特徴とする。請求項３の発明は、前記排
水受容器内の前記水流出部材の末端部は前記排水受容器
の水面より上方に位置するように設定してなることを特
徴とする。

【００１０】請求項１〜３の発明においては、水流出部
材に毛細管現象により水を吸い込んで流出し得る布，
糸，綿等の繊維材料を使用する。この水流出部材により
水のみが繊維材料を伝わり排出水受容器へと排出され、
廃活性炭槽内に固形物である廃活性炭や残渣分が残る。

【００１１】水が繊維材料を伝わり排出されるために
は、排出水受容器は水の逆流を防止するため、廃活性炭
槽より下方に配置し、水流出部材の排出端は排出水受容
器内の水面以上に位置するように設定する。

【００１２】請求項１〜３によれば、水の分離に駆動力
を使用する必要がないので、静水頭圧で運用ができ、廃
活性炭槽や排出水受容器の構造を単純化でき、またきわ
めて省エネルギーで、廃活性炭と水とを分離することが
できる。

【００１３】請求項４の発明は、前記廃活性炭貯槽は原
子力発電所または燃料再処理施設のろ過器から排出され
る廃活性炭と水との混合物の貯留タンクからなることを
特徴とする。

【００１４】請求項４の発明によれば、原子力発電所ま
たは再処理施設において、使用済活性炭の処理工程での
水分の除去作業を単純化できる。再処理施設等におい
て、廃活性炭はプラント運転中に連続して出てくるもの
ではなく、通常廃活性炭槽前後の圧力損失を測定して、
目詰まり等を生じて圧力損失が大きくなった場合、活性
炭を入れ換えることが行われており、一か月に一度程度
が妥当な値である。したがって、廃活性炭槽の水の分離
を行う時間の裕度があり、水流出部材の本数と排出時間
とをそれぞれ配慮して定めておけばよい。乾燥した後、
廃活性炭槽内に撹拌機等を投入して廃活性炭を排出する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照しながら、本発明に係
る廃活性炭と水との分離装置の実施の形態を詳しく説明
する。図１中、符号１は廃活性炭貯槽で、この廃活性炭
貯槽１内には廃活性炭２と水３との混合物が収納されて
いる。符号４は排出水受容器で、この排出水受容器４と
廃活性炭貯槽１とは水流出部材５によって連通されてい
る。水流出部材５は配管６内に布，糸，綿等の繊維材料
７に充填されたものからなっている。

【００１６】繊維材料７は廃活性炭貯槽１内の水３を毛
細管現象により吸い込んで廃活性炭貯槽１内から排出水
受容器４内に流出するもので、符号８は流出水を示して
いる。廃活性炭貯槽１と排出水受容器４とは水頭圧
（Ｈ）の高さを有して上下に配置されている。なお、図
１中、符号10はガス抜き孔兼液体流出入穴である。

【００１７】しかして、図１に示すように、本実施の形
態の廃活性炭槽１からの水分分離機構は、繊維材料７の
末端を廃活性炭槽１内につけ、その槽１の上部から配管
６内を繊維材料７を通して、もう一方の末端を排出する
側の排出水受容器４へ導くものとする。繊維材料７の種
類は綿布や水の浸透性が高い化学繊維を用いることもよ
く、そのプラントの機構上で水分離するのに必要な時間
の設定等により、水の性状と繊維材料７の排出能力を考
慮して、繊維材料７の材質と本数を選定すればよい。

【００１８】なお、廃活性炭２はプラント運転中に連続
して出てくるものではなく、通常、廃活性炭槽１前後の
圧力損失を測定して、目詰まり等を起こして圧力損失が
大きくなったときに活性炭を入れ替えることが行われて
おり、再処理施設等においては、一月に一度程度が妥当
な値である。従って、廃活性炭槽１内の水３の分離を行
う時間の裕度があり、水流出部材５の本数と排出時間と
はそれぞれを考慮して定めていけばよい。乾燥してから
後は、撹拌機等を投入して廃活性炭を排出することが可
能となる。

【００１９】また、廃活性炭槽１の上部から繊維材料７
が立上げられる寸法は大気圧下において、10ｍまでであ
れば毛細管現象は持続するので、この値以内に立上げ寸
法を設定する必要があり、導かれる側の排出水受容器４
では、水が逆流しないよう廃活性炭槽１より下部に位置
するように配置し、排出水受容器側の繊維材料７の末端
は水面９に接触しないように、水面９より上で止めてお
く必要がある。

【００２０】水の浸透性の高い化学繊維を充填した水流
出部材５の一端を廃活性炭と水が入り交じった廃活性炭
貯槽１内に漬け、水流出部材５の他端を排出水受容器
（配管）４側に水に触れぬよう出しておく。

【００２１】水自身が毛細管現象（水頭は10ｍまで立ち
上げられる）による布の浸透作用により、水３のみを繊
維材料７を伝わって徐々に廃活性炭貯槽１外へ排出させ
るので、固形物は廃活性炭貯槽１内に残ることとなる。
再処理施設においては、廃活性炭は約１ケ月に一度の排
出としているので、廃活性炭貯槽１の脱水における時間
は一ケ月かけて緩慢に行うことができることから、本実
施の形態に係る分離装置の排出方法は適合するものと云
える。

【００２２】本実施の形態によれば、排出水受容器に加
わる圧力は静水頭のみであるため、排出水受容器の肉厚
を薄くすることができ、かつ、水を排出するための余計
なエネルギーや装置類も加える必要がなく、極めて省エ
ネルギーで分離操作を行うことができる。また、圧縮機
構を使用しないことから脱水時の廃活性炭の破損が生じ
ない。これによって、固形物を含まない水のみの排出が
可能となること等からかなり有益な効果を上げることが
できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、動的機構や加圧機構を
使用することなく廃活性炭槽から水のみの排出が可能と
なることで、廃活性炭の破砕も生じない。また、廃活性
炭内に閉じ込められた残渣分が放出してくることが少な
いため、分離水に汚濁が生じにくい。また、廃活性炭貯
槽や排出水受容器も大気圧下で使用するので、耐圧容器
に構成する必要がなく、廃活性炭貯槽や排出水受容器の
肉厚を薄くすることができ、水の分離にかかる運転コス
トを低減することができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃活性炭と水との分離装置の実施
の形態を説明するための一部側面で概略的に示す縦断面
図。

【符号の説明】

１…廃活性炭貯槽、２…廃活性炭、３…水、４…排出水
受容器、５…水流出部材、６…配管、７…繊維材料、８
…流出水、９…水面、10…ガス抜き孔兼液体流出孔、Ｈ
…水頭。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃活性炭と水との混合物を収納した廃活
   性炭貯槽と、この廃活性炭貯槽に隣接して水頭（Ｈ）を
   有して配置された排出水受容器と、この排出水受容器内
   と前記廃活性炭貯槽内を連通して設けられた毛細血管現
   象により前記水を吸い込んで流出する水流出部材とを具
   備したことを特徴とする廃活性炭と水との分離装置。
2. 【請求項２】 前記水流出部材は配管と、この配管内に
   充填された布，糸，綿等の繊維材料とからなることを特
   徴とする請求項１記載の廃活性炭と水との分離装置。
3. 【請求項３】 前記排水受容器内の前記水流出部材の末
   端部は前記排水受容器の水面より上方に位置するように
   設定してなることを特徴とする請求項１記載の廃活性炭
   と水との分離装置。
4. 【請求項４】 前記廃活性炭貯槽は原子力発電所または
   燃料再処理施設のろ過器から排出される廃活性炭と水と
   の混合物の貯留タンクからなることを特徴とする請求項
   １記載の廃活性炭と水との分離装置。