JPS631494A - 混床式濾過脱塩方法 - Google Patents

混床式濾過脱塩方法

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JPS631494A
JPS631494A JP10003587A JP10003587A JPS631494A JP S631494 A JPS631494 A JP S631494A JP 10003587 A JP10003587 A JP 10003587A JP 10003587 A JP10003587 A JP 10003587A JP S631494 A JPS631494 A JP S631494A
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JP
Japan
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anion
mixed bed
exchange resins
cation exchange
exchange resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP10003587A
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English (en)
Inventor
Masahiro Hagiwara
正弘 萩原
Yasushi Isayama
諌山 保志
Yukio Ikeda
幸雄 池田
Takao Ino
隆夫 猪野
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とを混合
してなる混床を用いる混床式炉過脱塩方法に関するもの
である. 〔従来技術〕 BWR型原子力発電所では反応炉の内部を常に清浄な状
態に維持しなければならないので、復水器から炉心へ流
入する復水を復水脱塩塔によって浄化処理し、高度に浄
化したのち炉心への冷却水として利用している. この復水脱塩塔は陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
とが混合して充填された所謂混床式脱塩塔であって復水
中のイオン成分と懸濁固形成分(クラッドと通称される
.)とをイオン交換及び吸着によって分離し復水を浄化
するものである.そして陰イオン交換樹脂と陽イオン交
換樹脂とを混合して混床を形成する方法としては、■陰
イオン交換体及び陽イオン交換体ともにビーズ状のイオ
ン交換樹脂(粒径To(lpm以上)を用いる方法、■
陰イオン交換体及び陽イオン交換体ともに微細な粉末状
のイオン交換樹脂(粒径2QQ〜400メッシュ)を用
いる方法、■陰イオン交換体及び賜イオン交換体のいず
れか一方を微細なイオン交換繊維とし他方を粉末状のイ
オン交換体とする方法等が提案されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
復水からイオン成分及びクラソドを分離する効果の点か
らみれば後二者の粉末イオン交換樹脂同士或いは粉末イ
オン交換樹脂と微細なイオン交換繊維との組合せによる
混床の方が小さな設備で高度に浄化できる利点がある.
然し乍ら、この後二者の方法ではクラソドの蓄積によっ
て通液抵抗が著しく高くなったり或いはイオン交換体の
交換能力が低下した場合におけるイオン交換体の再生方
法がないことから、その全量を廃棄しなければならず必
ずしも全ての面において有利な方法とは云えないもので
あった. 他方前者の粒状イオン交換樹脂を用いる方法にあっては
従来からその再生方法は確立されてはいるが、原子力発
電所の冷却水に要求される水質があまりにも高純度であ
るが故にそのイオ゛ン交換反応の速度はイオン交換樹脂
面における境膜拡敗に支配されることとなり、又、.ク
ラソドの分離能はイオン交換樹脂層の表面炉過或いはイ
オン交換樹脂の吸着によって支配されることから粒径が
大きく単位容積当りの表面積が小さい分だけそのイオン
交換能力及びクラフド分離能力は粉末イオン交換樹脂或
いは微細なイオン交換繊維を用いる方法に比べて低くな
らざるを得なかった.従って粒径を小にしてイオン交換
能力、クラッド分離能力を増大せしめることができなか
った。
さらに、従来の混床法におけるイオン交換樹脂の再生に
ついて述べれば、混床の下方から上方に向って水を供給
し、イオン交換樹脂層全体を流動化せしめ流動層のもつ
比重差分離作用に基づいて同一粒径の陰・陽イオン交換
樹脂の相互の比重差を利用して比重が小さい方のイオン
交換樹脂を上方に、そして他方のイオン交換樹脂を下方
にと分離し、その後陰・陽イオン交換樹脂を別のタンク
に移送し陰イオン交換樹脂に対してはNaOH水溶液で
再生処理し、陽イオン交換樹脂に対しては希硫酸で再生
処理しその後適宜水洗してから、相互に混合すると云う
ものであったが、この再生処理を可能とならしめるには
混床中の陰イオン交換体と陽イオン交換体とを相互に分
離する手段が存在することが必須の条件であった.例え
ば一般的なビーズ状のイオン交換樹脂からなる混床法に
おける陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との分離に
ついてみると、陰・陽イオン交換樹脂の粒度分布はほぼ
対数正規率紙上で直線をなしそのモード値は約700μ
m、幾何標準偏差1.3以上で与えられるものであり、
陽イオン交換樹脂の密度が約1.28g/aJ、陰イオ
ン交換樹脂の密度が約1.07g/aJである.従って
、水中における各々の粒子の終末速度は粒径を700μ
mとすれば陽イオン交換樹脂では3.9CI1/秒、陰
イオン交1^樹脂では1.6cm/秒となり、この終末
速度の差によって陰イオン交喚樹脂を上方に陽イオン交
換樹脂を下方にと分離するものであった. 然しなから、従来の粒状イオン交換樹脂による混床法で
は単に陰・陽イオン交換樹脂の比重差だけに起因する終
末速度の差だけを利用するものであって、前述の如く性
能を向上せしめるために陰・陽イオン交換樹脂の粒径を
小さくしようとする場合には、陽イオン交換樹脂の上部
と陰イオン交換樹脂の下部とにおいて双方のイオン交換
樹脂の混合層が一層多く形成されるものであった.この
混合店の中の粒子は終末速度がほぼ等しく、長時間の通
水を行っても分離することができず、このために粒径を
小さくすることを阻害するものであった. 発明者はこのような現状に鑑み鋭意研究を重ね、本発明
に想到したものであって、本発明は復水などの脱塩操作
において、イオン交換体の粒径を小さくすることができ
、イオン交換速度が大きく、クラソドの分#能力が大き
く、装置を小型となし、しかも陰・陽イオン交換樹脂分
離性能を向上せしめてイオン交換体を再生利用すること
が可能な混床式が過脱塩方法を提供することを目的とす
るものである. 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、粒状の陰イオン交換樹脂及び陽イオン交喚樹
脂からなる混床によって}p過脱塩する方法において、
粒径が対数正規分布をなす陰・陽イオン交換樹脂の少な
くとも一方の母集団から、終末速度が等しくなる領域の
特定の粒径範囲の粒子を予め分離除去し、陰・陽イオン
交換樹脂の水中における終末速度が相互に等しくなる割
合を全樹脂量に対し所定の割合未満とせしめた後に、該
陰及び陽イオン交換樹脂を混合して混床を形成せしめて
ろ過脱塩を行うことを特徴とする混床式炉過脱塩方法で
ある. 〔作 用〕 本発明は、陰・陽イオン交換樹脂の少な《とも一方の母
集団から、終末速度が等しくなる領域の特定の粒径範囲
の粒子を予め分離除去したものを混合して混床を形成す
るようにして、逆洗分離に際して水中における終末速度
が相互に等しくなる粒子の量を減らして或る所定の割合
以下となし、残留混合層の粒子量を少量となし、両イオ
ン交換樹脂の粒径を微小化しても十分分離を行うことを
可能となし、再生が可能となった.このように微小化し
たイオン交換樹脂が実用的に使用できるようになったこ
とにより、イオン交換速度が大となり、クラッドの分離
能力が向上し、7戸過脱水効果が向上し、装置の小型化
をはかることができる,本発明においては比重差のみに
よる従来の方法により再生可能な限度の混床法に比較し
、陰・陽イオン交換樹脂の粒径が小さくなっているので
が過脱塩操作に際し、より高純度の水を得ることができ
、さらに、より多量のクラッドを吸着分離することがで
き、加うるに、従来方法ではとうてい分離できない小さ
な粒径範囲のイオン交換樹脂であっても容易に分離する
ことができるものである.〔実施例〕 本発明の実施例につき説明する。
第1図は第1表のXI[及びX[[の陰及び陽イオン交
換樹脂の終末速度分布を示したものであり、従来の方法
では終末速度が1. 5 〜2 m/seeの&alI
Ilで両者の分布が重なり、この部分は逆洗分離ができ
ない範囲であった。しかし、陽イオン交換樹脂XII+
を420μm以下の微粒子を篩分により予め除去すると
、Xl[[のグラフの斜線部分のみ残り、XI[と重な
る部分がなくなるので終末速度は完全に差がつき、分離
を確実に行うことができ、モード値が500um程度に
微小化されたイオン交換樹脂でも実用的に確実に分離可
能となり、再生可能となる. なお、この重なる部分は、ゼロでなくとも、全体に対し
或る割合(例えば5%)未満であればよい。
X■の大粒径側を除去して分布線図の重なる部分をなく
してもよい. 両グループとも重なる部分を除去してもよい。
また、陰イオン交換樹脂x■も併せて、予め420μm
以下の微粒子を篩分にて除去するとx■の斜線部分のみ
残るようになり、逆洗時にキャリーオーバーにより逸流
するのを防ぐことができる.また第2図は第3表XrV
(モード値500μm)とxv(モード値600μm)
の樹脂のそれぞれ420μm以下のものを篩分し除去し
たものであって、篩分によって除去される樹脂t(図中
斜線のない部分)が第3図のものよりも少なくなってい
る。
第  1  表 陰・陽イオン交換樹脂の分離は各々の樹脂の粒径分布に
よっても影響を受けるものであって、発明者の実測では
、ほとんど全ての粒状イオン交喚樹脂の粒径分布は対数
正規分布をしており、その幾何標準偏差(シグマ)が1
.30をこえる値では樹脂の分離が不良となり、好まし
くない。従って、幾何標準偏差を1.3以下にすること
を併用すれば、分離性能は一層向上する。
例えば第3図は幾何標準偏差の影古を見るために、これ
を種々変化させた場合の終末速度の分布を示したもので
あり、曲}5 VI〜X+は、各々第2表の■〜XIの
樹脂に対応するものである。
第2表 第3図は陰・陽イオン交換樹脂の粒径がモード値で全て
550μmであるが、たとえ同一粒径(モード値)であ
っても幾何標準偏差が1.23未満であるならば、陰・
陽イオン交換樹脂の効果的な分離は可能となる. 勿論、イオン交換樹脂のこの幾何標準偏差(シグマ)が
1.15未満であるならばより完全な分離が可能となり
、さらに陰・陽イオン交換樹脂の粒径(モード値)に差
をつけることによって陰・陽イオン交換樹脂の分離操作
は容易性を増し、この方法を併用することにより一層確
実なものとなる.このようにして、陰・陽イオン交換樹
脂の水中における終末速度が相互に等しくなる割合を全
樹脂量に対して所定の割合未満とする. 所定の割合としては5%が好ましく、2%が一層好まし
い.これにより確実に分離が行え、分離作業に要する時
間も短縮できる. 第2図の陰・陽イオン交換樹脂の組合せと、従来例とし
て、共にモード値760μm、シグマ1.30の陰・陽
イオン交換樹脂の組合せとで各々900+nの充填層高
でクラッドの濃度1 0 ppbの水のiP過脱塩を行
ったところ、混床出口におけるクランドの濃度は後者が
2ρpbであるのに対し、前者即ち本発明の実施例にお
いてはl  ppbとなり極めて高純度の水を得ること
ができた。しかも陰・陽イオン交換樹脂の粒径の粒径が
小さくなることによるが過抵抗の増加は僅かに35%で
あった。さらにこの混床を逆洗分離したところ従来例と
ほぼ等しい時間で陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂
とが分離できた。
〔発明の効果〕
本発明により、逆洗に際し、微小粒径であっても陽イオ
ン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との分離を確実に効率よ
く行うことができ、両イオン交換樹脂の粒径を微小化す
ることができ、イオン交換速度を高め、クランド分離能
力を高め、高純度の水を得ることができ、装置を小型化
することができる混床式が過脱塩方法を提供することが
でき、実用上極めて大なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例に関し、イオン交換
樹脂の420μm以下の粒径を除去した場合の終末速度
の分布を表わす線図、第3図は粒径の幾何標準偏差の影
響を示す線図である.特許出願人     株式会社 
荏原製作所代理人弁理士    高  木  正  行
代理人弁理士    依 田  孝 次 郎JL&&L
防丙ec) a Lcz <cmtsec > 器Lt&(CrvSec)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)粒状の陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂か
    らなる混床によって濾過脱塩する方法において、 粒径が対数正規分布をなす陰・陽イオン交換樹脂の少な
    くとも一方の母集団から、終末速度が等しくなる領域の
    特定の粒径範囲の粒子を予め分離除去し、陰・陽イオン
    交換樹脂の水中における終末速度が相互に等しくなる割
    合を全樹脂量に対し所定の割合未満とせしめた後に、該
    陰及び陽イオン交換樹脂を混合して混床を形成せしめて
    ろ過脱塩を行うことを特徴とする混床式濾過脱塩方法。
JP10003587A 1987-04-24 1987-04-24 混床式濾過脱塩方法 Pending JPS631494A (ja)

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JP10003587A JPS631494A (ja) 1987-04-24 1987-04-24 混床式濾過脱塩方法

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JP2203483A Division JPS59147690A (ja) 1983-02-15 1983-02-15 混床式「ろ」過脱塩方法

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JPS631494A true JPS631494A (ja) 1988-01-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10202119A (ja) * 1997-01-28 1998-08-04 Kurita Water Ind Ltd 混床式イオン交換樹脂塔

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10202119A (ja) * 1997-01-28 1998-08-04 Kurita Water Ind Ltd 混床式イオン交換樹脂塔

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