JPS60219598A - 放射性廃液中の塩素イオン除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野」 本発明は、例えば原子力発電プラントにおいて生ずる放
射性廃液中の塩素イオンを除去する方法および装置に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 原子力発電プラントにおいては、二次冷５１水として海
水を使用しているが、この海水がリークして原子カプラ
ント内に流入した場合、プラントから排出される放射性
廃液中には腐蝕性のｊＩＡ素イオンが含有されるように
なるため、このような廃液は蒸発濃縮器で処理すること
ができないという問題がある。

このため従来から、このような放射性廃液は、放射性核
種を除去した後そのまま放出するか、あるいはこの廃液
をイオン交換樹脂塔に通水した後蒸発濃縮する一方、使
用澗みのイオン交換樹脂を固化処理して廃棄することが
行われている。

しかしながら、前者の方法においては、蒸発濃縮処理が
できないため種々の放射性核種を完全に除去することが
困難であるという問題があり、また後者の方法において
は、廃樹脂発生量が増大するという問題があった。

本発明者等はこのような問題を解決するために、先に放
射性廃液中の塩素イオンをビスマス化合物に吸着させて
除去する方法を提案したが（特開昭５８−１６１８９４
５号公報）、この方法では放射性廃液中にクラッド（主
としてＦｅ　２０３　）等の不溶解固形分や海水中のＮ
ａ　（ｌに由来するナトリウムイオンが存在すると塩素
イオンの除去効率が非常に低下するという難点があった
。

また、単に塩素イオンを含む放射性廃液中にビスマス化
合物を投入し攪拌混合して塩素イオンを吸着させる従来
の方法では、中性ないしアルカリ性の領域では塩素イオ
ンの吸着効率が低く、このためビスマス化合物による吸
着効果を十分に発揮させるためには放射性廃液をｐＨ２
程度の酸性に調整しておかなければならず、放射性廃液
を収容する廃液収容槽や配管を含む装置全体をＮ１４食
性材料で構成しなければならないという難点があった。

さらにビスマス化合物が塩素イオンと反応してオキシ塩
化ビスマス（Ｂｉ　０ＣＪ２）が生成づるにしたがって
通液抵抗が署しく増大し、場合によつでは処理直前の通
液速度が初期の通液速度の１／１５にまで低下Ｉノでし
まうという難点があった。

し発明の目的］ 本発明はこのような従来の難点に対処してなされたもの
で、塩素イオンの吸着を妨害するクラッドやナトリウム
イオンの影響を受けず、効率よく、しかも通液抵抗をさ
ほど増大させることなく、放射性廃液中の塩素イオンを
除去づる方法およびこの方法に使用する装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明の放射性廃液中の塩素イオン除去方法は
、微粒子状担体に担持させたビスマス化合物を硫酸で処
理し、次いでこの混合物中に塩素イオンを含む放射性廃
液を通過させることを特徴としており、またこの方法に
使用する装置は、塩素イオンを含む放射性廃液を収容す
る廃液収容槽と、微粒子状担体に担持させたビスマス化
合物のカラムと、このカラムを通過させる硫酸を収容す
る硫酸収容槽と、前記カラムを通過した放射性廃液を貯
蔵する処理水貯蔵槽とを備えたことを特徴としている。

本発明に使用されるビスマス化合物としては、ビスマス
酸（１−ＩＢｉ　０３　＞またはその塩、あるいは酸化
ビスマス（Ｂｉ　２０３・ｎ　Ｈ２０（ｎ≧０））等が
あげられるが、これらのうち特に水酸化ビスマス（Ｂ！
　（ＯＨ）　３）が適している。

水酸化ビスマスは、例えば硝酸ビスマスとマンニットと
をすり合せて水に溶解させ、これを２０％のＮａ　ＯＨ
水溶液に注いで希釈した後、４規定（Ｎ）の硫酸を添加
して中和し、次いで冷却した後、２４時間熟成し沈澱物
を洗浄することによつ−（調製される。

この水酸化ビスマスは、風乾、粉砕、分級等の操作を行
なうことなくそのまま微粒子状担体に担持させて用いら
れる。

ビスマス化合物を担持させる微粒子状単体としては、ゼ
オライトが適している。ゼオライトにビスマス化合物を
担持させるには、例えば担体であるゼオライトとビスマ
ス化合物とを、水中で攪拌混合ずればよい。この操作に
より吸着特性に優れ、かつ比表面積の大きいゼオライト
の表面に、水酸化ビスマスのようなビスマス化合物が吸
着される。

こうして得られた微粒子状担体に担持されたビスマス化
合物をカラムに充填することにより、塩素イオン吸着用
カラムが調製される。

［発明の実施例］ 以下本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の塩素イオン除去装置の構成
を概略的に示すブロック図である。

この塩素イオン除去装置は、リーク海水やり一り海水を
処理した脱塩器再生廃液あるいは床ドレン廃液等の含塩
素イオン廃液を一旦収容する廃液収容槽１、上述した方
法により硝酸ビスマスからスラリー状の水酸化ビスマス
を調製する水酸化ビスマス調製槽２、水酸化ビスマス調
製槽２から送られたスラリー状の水酸化ビスマスをゼオ
ライトと混合して担持さぜるゼオライト混合槽３、ゼオ
ライト混合槽３から送られた混合物をベッドとして収容
するカラム４ａ　、４ｂ゛、このカラム４ａ、４ｂに硫
酸を供給する硫酸貯蔵槽５および前記カラム４ａまたは
４ｂで処理された処理水を次の処理を行なうまで一旦貯
蔵する処理水貯蔵槽６とから構成されている。

次に、上述した実施例の装置を用いて塩素イオンを除去
する方法について説明する。

まず、カラム４ａ　、４ｂにゼオライトに担持された水
酸化ビスマスをベッドとして供給した後、このベッドに
０．１〜５規定（Ｎ＞の硫酸を通過させて水酸化ビスマ
スを処理する。この操作によりミックスベッド４ａ　、
４ｂにおいて次の反応が行なわれる。

Ｂｉ　（ＯＨ）３＋　＠”　−＋　Ｂｉ　（ＯＨ）２”
＋　ト１２　０　・・・　・・・　０ 次に、廃液収容槽１に収容されている含塩素イオン廃液
７が、適当な通水速度で水酸化ビスマスカラム４ａまた
は４ｂの一方に通水される。なお、カラム４ａ　、４ｂ
は交互に使用される。

ここで、放射性廃液中のクラッドがゼオライトにより吸
着除去され、同時に放射性廃液中の塩素イオンがゼオラ
イトに担持された水酸化どスマス（Ｂｉ　（ＯＨ）２÷
に変化している）によっ（効果的に吸着され除去される
。このとき水酸化ビスマス（Ｂｉ　（ＯＨ）２”）は塩
素と反応してオキシ塩化ビスマス（Ｂｉ　ＱＣβ）を生
成するが微粒子状のゼオライトにより通水のための空隙
が確保されているので通水抵抗はさほど上昇しない。

また放射性廃液中のナトリウムイオンは、水酸化ビスマ
スによる塩素イオンの吸着作用を妨害することが判って
いるが、これは■の反応における８１（ＯＨ）２＋の生
成を妨げるためである。

予め、硫酸処理により Ｂｉ　（ＯＨ＞３→Ｂｉ　（ＯＨ）２十としＣおけば、
Ｂ！　（ＯＨ）２＋はナトリウムイオンに妨害されずに
塩素イオンと反応してＢ１０Ｃぶとなる。

これが陽イオン交換樹脂を必要としない理由であり、本
発明の方法ではナトリウムイオンを特定の方法で処理す
る必要はない。

次いで、このカラム４ａまたは４ｂを通った処理水は処
理水貯蔵槽６に収容され貯蔵される。

従って、この装置によれば、ゼオライトにより放射性廃
液中のクラッドが除去され、また硫酸処理によりナトリ
ウムイオンの妨害作用を受けなくなる。このような状態
で塩素イオ°ンが水酸化ビスマスと接触するため、第２
図および第３図に示したように、水酸化ビスマスへの塩
素イオン吸着効果が改善され、塩素イオン除去効率が大
幅に向上する。

すなわち、第２図は、２０００　ｐｐｍの塩素イオンを
有するｐ）−１７の溶液にクラッド（Ｆｅ２０３）を異
なる量添加した複数の模擬廃液に、２５℃で２４時間水
酸化ビスマスを浸漬して塩素イオン吸着量を測定した結
果を示したグラフである。第２図の結果から明らかなよ
うに、被処理液中のクラッド量の減少とともに、塩素イ
オンの吸＠闇が急激に増大していることがわかる。

また第３図は２３００１）Ｉ）ＩｆのＮａ　ＣＪ２を含
有するｐＨ２の模擬廃液（曲線Ａ）および０．５ＭＡ定
硫酸で処理した水酸化ビスマスカラムに２３００１）Ｉ
ｌｍの塩素イオンを含有するｐＨ７の模擬廃液（曲線Ｂ
）を、それぞれ水酸化ビスマスを充填したカラムに０．
１＋／ｈｒの通水速度で通過さけた場合の処理液ω（ｍ
Ａ１０−Ｂｉ　（ＯＨ）　３　）に対するカラム出口塩
素濃度（μｇ／ｌ１ｌＪ２）を測定した結果を示してい
る。第３図のグラフから明らｈ・なように、被処理液中
にナトリウムイオンが存在しても水酸化ビスマスによる
塩素イオン吸着作用がかなり向上づることがわかる。

この実施例においては、硫酸処理により前述した０式の
反応が進行しτＢ！　（ＯＨ）２÷が生成されているの
でｐＨ調整することなしに、通液させても次式による反
応が円滑に進行して水酸化ビスマスの塩素イオン吸着量
が増大する。

Ｂｉ　（ＯＨ）２　”　＋　Ｇλ−→ Ｂ！　＜０ｆ−１）２＋・Ｃλ−・・・・・・■Ｂ！　
（ＯＨ）２＋・ＣＪ２−　→ Ｂｉ　ＱＣａ　十　ＨｚＯ・・・・・・・・・■また第
５図は、第２−図において曲線Ａで示したｐｉ−１７で
塩素イオ、ン濃度が２３０００１１１１のＮａＣ！溶液
をこの実施例の装置に通過させた場合のカラム出口にお
けるｐＨを測定した結果を示すグラフである。このグラ
フからカラム出口でも中性になっていることが判る。

したがって本発明の装置においては、中和装置は不要で
あるが、なお硫酸処理時における安全性を考慮して、処
理水貯蔵槽６に中和装置を設けてもよいことは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように本発明の方法および装
置によれば、ビスマス化合物がゼオライト表面に担持さ
れた状態で用いられているため、ビスマス化合物の比表
面積が大きくなり、塩素イオンの吸着性能の向上を図る
ことができる。

また、微粒子状担体に担持されたビスマス化合物がゼオ
ライトカラムとなっているため、ゼオライト等による不
溶解固形分（クラッド）の除去が行なわれるとともにナ
トリウムイオンによる妨害作用を受けないという効果が
あるため、ビスマス化合物による塩素イオンの吸着効果
が従来に比べ°（著しく改善され、また処理中に通水抵
抗が異常に上昇づるようなこともない。そして廃液のｌ
）　Ｈ調整が不要であり、中性のまま塩素イオン処理を
行なうことができる利点がある。

さらにこのカラムによって処理された廃液のｐＨはほぼ
中性付近のままとなるため、設備に特別の防蝕手段を施
す必要がないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
クラッドが存在した場合の塩素イオン吸着−開の変化を
示すグラフ、第３図はナトリウムイオンが存在した場合
と予め硫酸処理した水酸化どスマスを充填したカラムの
処理液量に対する出口塩素イオン濃度の変化を示すグラ
フ、第４図は塩素イオン吸着処理後の被処理液のＩ）Ｈ
を示すグラフである。 １・・・・・・・・・・・・廃液収容槽２・・・・・・
・・・・・・水酸化ビスマス調製槽３・・・・・・・・
・・・・ゼオライト混合槽４ａ　、４ｂ・・・・・・水
酸化ビスマスを担持したゼオライトカラム ６・・・・・・・・・・・・処理水貯蔵槽代理人弁理士
　須　山　佐　− 第１図 第２図 Ｆｅ２０Ｂｔ　（ｐｇ／ｍｌ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粒子状担体に担持させたビスマス化合物を硫酸
   で処理し、次いでこの混合物中に塩素イオンを含む放射
   性廃液を通過させることを特徴とする放射性廃液中の塩
   素イオン除去方法。
2. （２）ビスマス化合物が水酸化ビスマスである特許請求
   の範囲第１項記載の放射性廃液中の塩素イオン除去方法
   。
3. （３）微粒子状担体がゼオライトである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の放射性廃液中の塩素イオン除
   去方法。
4. （４）塩素イオンを含む放射性廃液を収容する廃液収容
   槽と、微粒子状担体に担持させたビスマス化合物のカラ
   ムと、このカラムを通過させる［１を収容する硫酸収容
   槽と、前記カラムを通過した放射性廃液を貯蔵する処理
   水貯蔵槽とを備えたことを特徴とする放射性廃液中の塩
   素イオン除去装置。
5. （５）ビスマス化合物が水酸化ビスマスである特許請求
   の範囲第４項記載の放射性廃液中の塩素イオン除去装置
   。
6. （６）微粒子状担体がゼオライトである特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の放射性廃液中の塩素イオン除
   去装置。