JPS5924664B2 - イオン交換樹脂洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン交換樹脂洗浄方法に関し、詳しくは復水
の脱塩処理により汚染をれたイオン交換樹脂からクラッ
ド分を効果的に離脱し、しかも廃液量を減少しうるイオ
ン交換樹脂洗浄方法に関する○ 原子力発電所の運転を円滑に行なうだめには、け）運転
者の放射線被曝量の低減、（２）メンテナンス性の向上
及び廃液量の低減等の課題があり、特に、一次系内の放
射能レベルを低減するだめの有効な手はを開発すること
が急務となっている。

現在、一次系内の水の浄化には、（１）復水脱塩装置及
び（２）原子炉クリーンアップ装置が使用されているが
、処理水量の点から、（１）の復水脱塩装置による方法
が主体となっている。

復水脱塩装置の主要部は陰、陽イオン交換樹脂よりなる
混床式の脱塩塔で、これに復水を通すことにより復水中
のイオン成分及びクラッド分（主として不溶解性鉄化合
物）をイオン交換樹脂層でイオン交換及び濾過して復水
を浄化する。

イオン交換樹脂層に捕捉されたイオン成分及びクラッド
分は、復水脱塩装置の再生塔で酸及びアルカリによるイ
オン交換樹脂の化学的再生及び逆洗によるイオン交換樹
脂の物理的再生操作により、イオン交換樹脂から離脱し
て系外に排出きれる。

従って、再生操作、特に逆洗操作が不゛完全な場合には
、クラッド分が系内に蓄積されて放射能レベルが犬とな
り、運転上大きな問題となる○ 従来の再生塔における逆洗方式は、複数の脱塩装置から
水に懸濁した汚染されたイオン交換樹脂（以下単に樹脂
という）を再生塔の下部に、再生塔内の水位がフリーボ
ードドレン管のレベルに達するまで導入し、底部より空
気を吹き込んでスクラビングを行なって樹脂からクラッ
ド分を離脱させた後、再生塔の底部から逆洗水を供給し
、再生塔の上部のオーバーフロー管から逆洗水と共にク
ラッド分を排出きせ、次いで再生塔の中部のフリ−ボー
ドドレン管からその上位にあるクラッド分をなお含有す
る水を排出させることからなる逆洗及びフリーボードド
レン管抜き出しの操作を２〜３回繰り返し、その後イオ
ン交換樹脂の分離逆洗を行なうものであった。

しかしながら、この方式では、クラッド分を含む逆洗水
がオーバーフロー管から排出きれるため、大部分のクラ
ッド分はオーバーフロー管まで到達せずに樹脂層上部に
停滞して効率が悪く、又、逆洗水の水量が増えて廃液量
が多くなるという欠点があった。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、復水の脱塩処理により汚染されたイオン交
換樹脂からクラッド分を効果的に離脱きせかつ処理後の
廃液量を減少しうるイオン交換樹脂洗浄方法を提供する
ことである。

本発明は、上記の目的を達成するため次の構成をとるも
のである。

すなわち、本発明のイオン交換樹脂洗浄方法は、復水の
脱塩処理により汚染されたイオン交換樹脂を再生するに
当り、（ａ）汚染イオン交換樹脂を再生塔内のフリーボ
ードドレン管より下のレベルまで収容しかつ再生塔内の
水位をフリーボードドレン管のレベルとし、再生塔のベ
ント弁を開いてスクラビング用空気を再生塔の下部より
注入する第一工程、（ｂ）ベント弁を閉じてスクラビン
グ用空気の供給を止め、オーバーフロー弁を開き、かつ
フリーボードドレン管よりも下部の再生塔に収容される
水の量に相当する量の逆洗水を再生塔の下部から注入す
る第二工程及び（ｃ）オーバーフロー弁を閉じて逆洗水
の供給を止め、加圧空気弁を開いてクラッドを含有する
汚染水を再生塔内の水位がフリーボードドレン管のレベ
ルに達するまで排出させる第三工程を結合した複数回の
洗浄工程を含むことを特徴とするものである。

本発明においては、第一工程のスクラビング操作により
樹脂表面に付着しているクラッド分が水中に離脱される
。

第二工程の逆洗操作において、水中に離脱したクラッド
分は再生塔底部から注入される逆洗水により樹脂層上部
に押し上げられるが、この際逆洗水は再生塔内のフリー
ボードドレン管とオーバーフロー管の中間部（注入前に
フリーボードドレン管よりも下部の再生塔に収容される
水の量に相当する量の逆洗水が注入きれる）まで注入き
れ、その水位はオーバーフロー管のかなり下方となる。

しだがって、オーバーフロー管からクラッド分を含んだ
廃液を排出させる従来法の場合と異なり、水位が低いだ
め、樹脂層上部に停滞するクラッド分は、次の第三工程
のフリーボードドレン抜き操作により、フリーボードド
レン管から効率良く抜き出きれ、再生塔内に残留するク
ラッド分は大巾に低減される。

第三工程においては、再生塔上部から加圧空気を注入し
てクラッド分を含む廃液をフリーボードドレン管から効
果的に排出させる。

本発明によれば、上記三工程を複数回（３〜４回程度）
繰り返した後、通常の逆洗、沈静の操作を行なうことに
より、従来法に比べより短時間で効果的にクラッド分を
除去し、しかも廃液量を減少させることができる。

なお、前記第二工程における注入逆洗水の量は、次のよ
うにして決めることができる。

水に懸濁された樹脂スラリー中には、約５０容量％の水
が含まれ、樹脂が再生塔のフリーボードドレン管の下部
３００〜５００ｍｍ程度まで注入されたときの樹脂層の
高さをａとすると、その中の水の量の実質的な高さは約
ａ ／ ２となる。

又、樹脂層上面とフリーボードドレン管のレベル間の間
隔をｂとすれば、（ａ／２＋ｂ）ｘ（再生塔の断面積）
が注入すべき水すなわち逆洗水の容量として算出される
○この水の容量は必ずしも限定的なものではなく、樹脂
スラリー中の水の量、及び樹脂スラリーの種類により適
宜調節することができる。

次に、本発明を各工程順に図面を参照して説明する。

第１図は、本発明における装置の断面概略図であり、１
は再生塔のベント弁（以下単にベント弁という）、２は
加圧空気弁、３は水弁（本発明においては使用しない）
、４はスクラビング用空気弁、５はオーバーフロー弁、
６はフリーボードドレン管水洗弁、７はフリーボードド
レン弁、８は逆洗水弁、９は再生塔、１０は空気及び水
供給管、１１はフリーボードドレン管、１２はオーバー
フロー管を示す。

第一工程 （スクラビング） 水に懸濁した樹脂を再生塔９に導入し、フリーボードド
レン管１１より下部３００〜５００ｍｍ１度のレベルま
で樹脂を収容し再生塔９内の水位をフリーボードドレン
管１１のレベルとする。

次いで、ベント弁１及びスクラビング用空気弁４を開い
て、樹脂層下部の空気及び水供給管１０から再生塔９の
下部に空気を注入して激しく樹脂中に混合し、樹脂表面
に付着しているクラッド分を水中に離脱させる。

この操作は１０〜１５分間程度続ける。

第二工程 （逆洗） ベント弁１及びスクラビング用空気弁４を閉じ、オーバ
ーフロー弁５及び逆洗水弁８を開いて、第一工程で離脱
したクラッド分を樹脂層上部に押し上げる。

この場合、注入する逆洗水の量は、再生塔９内のフリー
ボードドレン管１１より下にある水の容量に相当する量
とし、再生塔９内の水位がオーバーフロー管１２のかな
り下方にあるようにする。

第三工程 （フリーボードドレン抜き） 次に、オーバーフロー弁５及び逆洗水弁８を閉じ、加圧
空気弁２及びフリーボードドレン弁７を開いて、第二工
程で樹脂層上部に押し上げられたクラッド分を含んだ水
をフリーボードドレン管１１から排出させる。

この操作は再生塔内の水位がフリーボードドレン管１１
のレベルになるまで続ける。

以上の三工程は複数回（３〜４回程度）繰返し、汚れの
度合により回数を適宜増減し最適洗浄を行なうと共に廃
液量の減少をはかることができる。

次いで、第一工程のスクラビング操作を行なった後、オ
ーバーフロー弁５及び逆洗水弁８のみを開き他の弁を閉
じて、通常の逆洗を行ない、その後沈静を行なって再生
塔９内の陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂を分離す
る（比重差による）。

分離後、各樹脂をそれぞれ陰イオン交換樹脂塔及び陽イ
オン交換樹脂塔（図示せず）に送り、各塔内で再度第一
〜第三工程の操作を３回程度繰り返すことにより樹脂の
洗浄を完全に行なうことができる。

なお、装置の都合で、再生塔９内においてフリーボード
ドレン管１１が全部樹脂層面下に埋没するような場合に
は、通常の逆洗分離操作を行ない、各樹脂をそれぞれの
再生塔に送った後前記第−〜第三工程の操作を行なうこ
とができる。

本発明における三工程を含めた一連の操作は、手動操作
でもよいが、プログラムタイマー、マイクロコンピュー
タ−等を使用することにより、完全自動運転とすること
ができる。

次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
によりなんら限定されるものではない。

実施例 脱塩塔より移送された水に懸濁した汚染樹脂を再生塔に
導入し、前記本発明の第一〜第三工程を４回繰り返して
行なった後、通常の逆洗分離操作を行なった。

各工程における水及び空気の流量及び使用量並びに各操
作の所要時間及び廃液量を第１表に示す。

又、工程別の廃液量に対する廃液中の全鉄分濃度の変化
を第２図のグラフに示す。

図中のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤばそれぞれ１回目〜４回目の各
洗浄操作段階を示し、Ｅは逆洗段階、Ｆは沈静段階を示
す。

なお、樹脂量は６．１ｍ”としだ。又、比較対照として
、従来法によるスクラビング−逆洗−フリーボードドレ
ン抜きの三工程を２回行ない、更にスクラビングを行な
った後、通常の逆洗分離操作を行なった。

各工程における水及び空気の流量及び使用量並びにそれ
らの所要時間及び廃液量を第２表に示す。

又、工程別の廃液量に対する廃液中の全鉄分濃度の変化
を第３図のグラフに示す。

なお、図中のＡ、及びＡ２は第１回目の逆洗及びフリー
ボードドレン段階をそれぞれ示し、Ｂ１及びＢ２は第２
回目の逆洗及びフリーカードドレン段階をそれぞれ示し
、Ｃは逆洗段階、Ｄは沈静段階を示す。

第１〜２表及び第２〜３図から明らかなように、本発明
による樹脂の洗浄は従来法による洗浄に比し比較的短時
間で行なわれ、又、汚染物質であるクラッド分（主とし
て鉄化合物）を効率良く除去することができ、廃液量も
少ない。

なお、本実施例及び比較対照（従来法）における廃液量
に対する廃液中の累積鉄分濃度の変化を第４図のグラフ
（Ｉは本実施例、■は比較対照）に示すが、これにより
上記の評価が裏付けられる。

以上述べたように、本発明によれば、脱塩処理により汚
染されたイオン交換樹脂からクラッド分を効果的に除去
しかつ処理後の廃液量を減少させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における装置の断面概略図であり、第２
図及び第３図は本発明及び従来法における廃液量と廃液
中の全鉄分濃度の変化を工程別に示したグラフであり、
第４図は本発明及び従来法における廃液量に対する累積
鉄分濃度の変化を示１〜だグラフである。 １・・・・・・再生塔のベント弁、２・・・・・・加圧
空気弁、３・・・・・・水弁、４・・・・・・スクラビ
ング用空気弁、５・・・・・・オーバーフロー弁、６・
・・・・・フリーボードドレン管逆洗弁、７・・・・・
・フリーボードドレン弁、８・・・・・・逆洗水弁、９
・・・・・・再生塔、１０・・・・・・空気及び水供給
管、１１・・・・・・フリーボードドレン管、１２・・
・・・・オーバーフロー管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 復水の脱塩処理により汚染されたイオン交換樹脂を
   再生するに当り、（ａ）汚染イオン交換樹脂を再生塔内
   のフリーボードドレン管より下のレベルまで収容しかつ
   再生塔内の水位をフリーボードドレン管のレベルとし、
   再生塔のベント弁を開いてスクラビング用空気を再生塔
   の下部より注入する第一工程、（ｂ）ベント弁を閉じて
   スクラビング用空気の供給を止め、オーバーフロー弁を
   開き、かつフリーボードドレン管よりも下部の再生塔に
   収容される水の量に相当する量の逆洗水を再生塔の下部
   から注入する第二工程及ｌｃ）オーバーフロー弁を閉じ
   て逆洗水の供給を止め、加圧空気弁を開いてクラッドを
   含有する汚染水を再生塔内の水位がフリーボードドレン
   管のレベルに達するまで排出させる第三工程を結合した
   複数回の洗浄工程を含むことを特徴とするイオン交換樹
   脂洗浄方法。