JPS6132054B2 - - 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されたイオン交換
樹脂からクラツ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ためには、
(1)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ための有
効な手段を開発することが急務となつている。現
在、一次系内の水の浄化には、(1)復水脱塩装置及
び(2)原子炉クリーンアツ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
方法が主体となつている。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
ン成分及びクラツド分（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ツド分は、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
系外に排出される。従つて、再生操作、特に逆洗
操作が不完全な場合には、クラツド分が系内に蓄
積されて放射能レベルが大となり、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
ラビングを行なつて樹脂からクラツド分を離脱さ
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
ラツド分を排出させ、次いで再生塔の中部のフリ
ーボードドレン管からその上位にあるクラツド分
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
を行なうものであつた。しかしながら、この方式
では、クラツド分を含む逆洗水がオーバーフロー
管から排出されるため、大部分のクラツド分はオ
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つた。 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ツド分を効果的に
離脱さ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。 本発明につき概説すれば、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、再生塔のベント弁を開
いて水及びスクラビング用空気を再生塔内の水位
がフリーボードドレン管の上部に達するまで注入
する第一工程、(b)ベント弁を閉じて水の供給を止
めフリーボードドレン弁を開きスクラビング用空
気の供給を続けて、クラツドを含有する汚洗水再
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二工程及び(c)フリーボー
ドドレン弁を閉じスクラビング用空気の供給を止
めベント弁を開きフリーボードドレン管逆洗弁を
開きフリーボードドレン管に水又は空気を注入し
て、フリーボードドレン管を洗浄する第三工程を
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、第一工程のスクラビング操作
は、空気と共に水を注入し、その際水は再生塔内
のフリーボードドレン管上部の水の量がフリーボ
ードドレン管下部の水の量とほぼ等しなるように
注入される。この工程により樹脂表面に付着して
いるクラツド分は水中に効果的に離脱され、導入
される水及び空気に伴なわれて樹脂層上部更には
フリーボードドレン管の上部の水中に押しあげら
れる。第二工程のスクラビング及びフリーボード
ドレン抜き操作においては、スクラビング用空気
の導入を持続したままフリーボードドレン弁を開
きかつ加圧空気弁を開いて再生塔上部から空気が
導入されるため、フリーボードドレン管上部のク
ラツド分の大部分を保有する廃液を効果的にフリ
ーボードドレン管から排出させることができる。
次いで、第三工程のフリーボードドレン管逆洗操
作により、フリーボードドレン弁とベント弁が開
かれ、フリーボードドレン弁を通して外部から再
生塔内部に水又は空気が注入され、それによりフ
リーボードドレン管に付着したイオン交換樹脂が
逆洗除去される。この操作は10〜30秒程度の短時
間で簡単に終了させることができ、それにより本
来の洗浄効率を大巾に向上させることができる。 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（オーバーフ
ローさせる）及び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ツド
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、前記第一工程における注入水の量は、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）×（再生塔の断面積）が注入すべき水の容
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（本発明において
は使用しない）、３は水弁、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
ドドレン管逆洗弁、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） 水に懸濁した樹脂スラリーを再生塔９に導入
し、フリーボードドレン管１１より下約300〜500
mm程度のレベルまで樹脂を収容する。収容時の水
位は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
を開き、樹脂層の下部より空気及び水を注入して
激しく混合し、樹脂表面に付着したクラツド分を
水中に離脱させる。この操作を続けると、ベント
弁１が開いているため水位が上昇する。水の注入
量は、フリーボードドレン管１１上部の水の量が
フリーボードドレン管１１下部の水の量と等しく
なるようにする。 （樹脂量の約50容量％程度） 第二工程（スクラビング及びフリーボードドレン
抜き） 水弁３を閉じベント弁１、及びスクラビング用
空気弁４を開いたまま、フリーボードドレン弁７
を開いて、空気により激しく混合しながら第一工
程で離脱したクラツド分を含んだ水すなわちフリ
ーボードドレン管１１上に上積みされた部分を再
生塔９内の空気圧によりフリーボードドレン管１
１から排出させる。再生塔９内の水位がフリーボ
ードドレン管の位置に到達したら次工程に移る。 第三工程（フリーボードドレン管の逆洗） ベント弁１及びフリーボードドレン管逆洗弁６
を開け、他の弁を全部閉じ、該逆洗弁６から水又
は空気を注入して、フリーボードドレン管１１に
付着した樹脂を逆洗除去してその目詰りを防止す
る。この操作は10〜30秒続ける。 以上の三工程は複数回（３〜４回程度）繰り返
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、オーバーフロー弁５及び逆洗水弁８の
みを開いて通常の逆洗を行ない、その後沈静を行
なつて再生塔９内の陰イオン交換樹脂と陽イオン
交換樹脂を比重差によつて分離する。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が全部樹脂層の表面下に埋
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つた後前記
第一〜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
クロコンピユーター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回繰り返して行なつた後、通常の逆洗分離操作
を行なつた。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はそれぞれ第１回目〜第４
回目の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6.1m³とした。

【表】 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つた後、通常
の逆洗分離操作を行なつた。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A₁及びA₂は第１回目
の逆洗及びフリーボードドレン抜き段階をそれぞ
れ示し、B₁及びB₂は第２回目の逆洗及びフリー
ボードドレン抜き段階をそれぞれ示し、Ｃは逆洗
段階、Ｄは沈静段階を示す。

【表】

【表】 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
あるクラツド分（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（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ツド分
を効果的に除去しかつ処理後の廃液量を減少させ
ることができる。

【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
したグラフである。 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)

1. 【特許請求の範囲】 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、再生塔のベント弁を開いて水及びス
   クラビング用空気を再生塔内の水位がフリーボー
   ドドレン管の上部に達するまで注水する第一工
   程、(b)ベント弁を閉じて水の供給を止めフリーボ
   ードドレン弁を開きスクラビング用空気の供給を
   続けて、クラツドを含有する汚染水再生塔内の水
   位がフリーボードドレン管のレベルに達するまで
   排出させる第二工程及び(c)フリーボードドレン弁
   を閉じスクラビング用空気の供給を止めベント弁
   を開きフリーボードドレン管逆洗弁を開きフリー
   ボードドレン管に水又は空気を注入して、フリー
   ボードドレン管を洗浄す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。 ２ 第一工程において、フリーボードドレン管上
   部の水の量がフリーボードドレン管下部の水の量
   と等しくなるように水を注入する特許請求の範囲
   第１項記載のイオン交換樹脂洗浄方法。