JP2006162316A - 廃液処理方法及び廃液処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 原子力発電プラントにおける放射性核種を含む廃液の処理方法において、該廃液を、放射性核種及びイオン性不純物を除去しうるイオン交換性フィルタ8に通すこととしたものであり、前記イオン交換性フィルタは、イオン交換能力を有するイオン交換膜を、プリーツ状に折り込みユニット化したもの、また、該フィルタは、強酸性カチオン交換膜、強塩基性アニオン交換膜、弱酸性カチオン交換膜、弱塩基性アニオン交換膜、イミノジ酢酸型キレート交換膜、ポリアミン型キレート交換膜又はポリリン酸型キレート交換膜から選ばれた1種類以上を使用して成形したもの、さらに、該フィルタは、水と空気による逆洗及び/又は薬品による再生操作により、繰り返し使用可能であるのがよい。
【選択図】 図1
Description
原子力発電プラント内で発生した廃液には、放射性核種やイオン性の不純物、懸濁性腐食生成物などが含まれており、全ての廃液がタンクに回収され、浄化処理を行っている。タンクに回収される廃液は、原子炉水や回転機器シール水などの機器ドレン水、床清掃廃液などの床ドレン水、イオン交換樹脂の逆洗や通薬にて発生する再生廃液など、様々な性状の廃液がある。それら廃液は、その性状により処理方法が異なっており、懸濁性物質が多い廃液ではろ過処理が、またイオン濃度の高い廃液では濃縮処理が行われ、最終的には、廃液脱塩装置で処理されて回収、再利用されている。
しかし、現状の廃液処理設備は、設計時において、廃液中に極微量存在する放射性核種を検出限界以下にまで除去することは想定しておらず、NaやClなどのイオン性不純物や金属酸化物を想定しているのみである。浄化する設備の1つである廃液脱塩装置では、イオン交換樹脂が使用されているが、極微量存在する放射性核種の除去率は十分とは言えない。そのため、現状では、放射性核種濃度が破過傾向を示すと、薬品による通薬再生を実施し、除去能力を回復させているため、再生薬品が二次的な廃液として発生し、処理が必要となるため効果的ではない。また、再生を実施せずに樹脂交換を実施した場合には、それが放射性固体廃棄物となるため、この処分が問題となってしまう。一方、濃縮器は、放射性核種の除去能力は高いが、処理能力が低く、プラント内で発生する廃液の処理能力としては十分ではない。
また、特開平5−168917号公報や特開平6−343856号公報、特開平10−170696号公報には、活性炭を使用した放射性核種除去装置が提案されているが、活性炭は本来、イオン交換能力が低いため実用化されていない。また、特開2004−45371号公報では、粒状無機吸着剤を使用する技術が提案されているが、粒状であるため反応速度が小さいという問題点がある。
前記処理方法において、イオン交換性フィルタは、イオン交換能力を有するイオン交換膜を、プリーツ状に折り込みユニット化したフィルタとすることができ、また、前記イオン交換性フィルタは、強酸性カチオン交換膜、強塩基性アニオン交換膜、弱酸性カチオン交換膜、弱塩基性アニオン交換膜、イミノジ酢酸型キレート交換膜、ポリアミン型キレート交換膜又はポリリン酸型キレート交換膜から選ばれた1種類以上を使用して成形したフィルタとすることができ、さらに、前記イオン交換性フィルタは、水と空気による逆洗及び/又は薬品による再生操作により、繰り返し使用可能であるフィルタとすることができる。
また、本発明では、原子力発電プラントにおける放射性核種を含む廃液の処理装置において、該廃液を通水する放射性核種及びイオン性不純物を除去しうるイオン交換性フィルタを装着した装置と、該装置に前記廃液を通水する手段とを有することを特徴とする廃液処理装置としたものである。
また、このイオン交換体は、導入する官能基の種類により種々のイオン交換反応が可能となる。即ち、強酸性カチオン交換膜、強塩基性アニオン交換膜、弱酸性カチオン交換膜、弱塩基性アニオン交換膜、イミノジ酢酸型キレート交換膜、ポリアミン型キレート交換膜、ポリリン酸型キレート交換膜等とすることで、陽イオンや陰イオン、重金属など、幅広い不純物の除去が可能となる。イオン交換性フィルタとして使用する場合には、処理する廃液の性状により、単独で使用しても複数種を組み合わせて使用してもよい。
本発明の廃液処理方法では、イオン交換能を有するフィルタを使用し、放射性核種を除去する。
従来、放射性廃液の処理には中空糸膜フィルタや粒状イオン交換樹脂が使用されている。しかし、中空糸膜フィルタにはイオン交換能がないため、イオン性不純物の除去能力は乏しい。また、粒状イオン交換樹脂は、直径が0.3から1.2mm程度の強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂であり、水中に存在するイオンを吸着する能力をある程度有しているが、表面積が小さいため反応速度が小さく、極微量存在する放射性核種の除去能力は十分ではない。
また、このイオン交換体は、導入する官能基の種類により種々のイオン交換反応が可能となる。即ち、強酸性カチオン交換膜、強塩基性アニオン交換膜、弱酸性カチオン交換膜、弱塩基性アニオン交換膜、イミノジ酢酸型キレート交換膜、ポリアミン型キレート交換膜、ポリリン酸型キレート交換膜等とすることで、陽イオンや陰イオン、重金属など、幅広い不純物の除去が可能となる。イオン交換性フィルタとして使用する場合には、処理する廃液の性状により、単独で使用しても複数種を組み合わせて使用してもよい。
使用する装置としては、現在設置されている中空糸膜フィルタのエレメントを本発明であるプリーツフィルタに交換してもよいし、中空糸膜フィルタにより懸濁性不純物を除去した廃液を、新たに新設する本発明の除去装置に接続してもよい。
本発明で処理できる放射性核種を含む廃液としては、原子力発電プラントにおける機器ドレン系廃液、床ドレン系廃液、蒸発缶凝縮水、放射化学分析室廃液、イオン交換樹脂再生廃液、イオン交換樹脂逆洗廃液、プラント構成機器洗浄廃液、プラント構成機器化学洗浄廃液又は復水貯蔵タンク水等を含む廃液である。
・機器ドレン系廃液:種々のポンプシール水や一次系統水のサンプリング水など、導電 率が比較的低く不純物濃度の比較的低い廃液であり、イオン交換樹脂の逆洗廃液や中 空糸膜フィルタ逆洗廃液、蒸発缶の凝縮水も含まれる。
・床ドレン廃液:建屋内床の清掃廃液や薬品など、比較的導電率が高くイオン濃度の高 い廃液であり、イオン交換樹脂の通薬再生廃液や、プラント系統水の分析を実施する ために、塩酸など種々の薬品を使用する放射化学分析室の廃液も含まれる。
・プラント構成機器洗浄廃液:プラント構成機器は定期点検を実施する前に、
配管表面などに付着した鉄酸化物を主体とした懸濁性腐食生成物による被曝を低減す るために、水にてフラッシングを行うため、この廃液が発生する。
機器ドレン系廃液として処理されることが多い。
・復水貯蔵タンク水:種々の廃液処理システムにて回収された被処理水は、主として復 水貯蔵タンクに回収され、プラント系統水として再利用される。このタンク水は、プ ラント系統水量のバランスを保つ施設として利用されているため、系統水が直接混入 する可能性があるため、放射能濃度が高くなる可能性がある。また、種々の廃液処理 システムで処理しきれなかった不純物が混入する可能性がある。
7は復水貯蔵タンク、2及び6はポンプである。
図3は、配管洗浄装置から発生する廃液を処理するため、本発明のフィルタをユニット化したものであり、9は配管洗浄装置、10が本発明のフィルタユニット、11が廃液回収タンクである。
実施例1
Co、Mn、Feなどの放射性核種を含む放射能濃度4Bq/mLの廃液を、イオン交換性フィルタに通水し、2時間後における放射性核種の除去率を測定した。イオン交換性フィルタとしては、4種類を使用し、従来技術と比較した。表1にその結果を示す。表1から明らかなように、従来技術に比べ、いずれの技術についても除去率が高いことがわかる。尚、中空糸膜フィルタは、LV=0.1m/hにて通水し、混床式粒状イオン交換樹脂は、通水LV=20m/hにて通水した。また、本発明であるイオン交換性フィルタの場合は、LV=0.5m/hにて通水した。
・使用したイオン交換性フィルタと従来技術
・ケース1:従来技術(中空糸膜フィルタ+混床式粒状イオン交換樹脂)
・ケース2:従来技術(混床式粒状イオン交換樹脂)
・ケース3:強酸性カチオンフィルタ
・ケース4:強酸性カチオンフィルタ+強塩基性アニオンフィルタ
・ケース5:強酸性カチオンフィルタ+イミノジ酢酸キレートフィルタ
・ケース6:強酸性カチオンフィルタ+強塩基性アニオンフィルタ+イミノジ
酢酸キレートフィルタ
Claims (5)
- 原子力発電プラントにおける放射性核種を含む廃液の処理方法において、該廃液を、放射性核種及びイオン性不純物を除去しうるイオン交換性フィルタに通すことを特徴とする廃液処理方法。
- 前記イオン交換性フィルタは、イオン交換能力を有するイオン交換膜を、プリーツ状に折り込みユニット化したフィルタであることを特徴とする請求項1記載の廃液処理方法。
- 前記イオン交換性フィルタは、強酸性カチオン交換膜、強塩基性アニオン交換膜、弱酸性カチオン交換膜、弱塩基性アニオン交換膜、イミノジ酢酸型キレート交換膜、ポリアミン型キレート交換膜又はポリリン酸型キレート交換膜から選ばれた1種類以上を使用して成形したフィルタであることを特徴とする請求項1又は2記載の廃液処理方法。
- 前記イオン交換性フィルタは、水と空気による逆洗及び/又は薬品による再生操作により、繰り返し使用可能であるフィルタであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の廃液処理方法。
- 原子力発電プラントにおける放射性核種を含む廃液の処理装置において、該廃液を通水する放射性核種及びイオン性不純物を除去しうるイオン交換性フィルタを装着した装置と、該装置に前記廃液を通水する手段とを有することを特徴とする廃液処理装置。
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