(57)【要約】【課題】イオン交換樹脂等の酸化劣化を生じることなく、濾過装置の差圧上昇を抑制可能な、放射性物質含有排水の処理方法および装置を提供する。【解決手段】放射性物質含有排水に酸化剤を添加した後、該排水を濾過膜を用いて濾過し、濾過水を活性炭に通水した後、イオン交換体または逆浸透膜に通水することを特徴とする放射性物質含有排水の処理方法および処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質含有排水に酸化剤を添加した後、該排水を濾過膜を用いて濾過し、濾過水を活性炭に通水した後、イオン交換体または逆浸透膜に通水することを特徴とする、放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項２】
前記放射性物質含有排水が、放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合したものからなる、請求項１に記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記酸化剤を連続的に添加する、請求項１または２に記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項４】
前記酸化剤として過酸化水素を用いる、請求項１〜３のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項５】
前記濾過膜としてポリフッ化ビニリデン膜を用いる、請求項１〜４のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項６】
前記イオン交換体としてイオン交換樹脂を用いる、請求項１〜５のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項７】
原子力発電所における放射性物質含有排水を処理する、請求項１〜６のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理方法。
【請求項８】
放射性物質含有排水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、酸化剤が添加された排水を濾過膜を用いて濾過する濾過手段と、該濾過手段からの濾過水が通水される活性炭が充填された活性炭塔と、該活性炭塔の通過水が通水されるイオン交換体が充填されたイオン交換装置または逆浸透膜を備えた逆浸透膜装置を有することを特徴とする、放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項９】
さらに、放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合する混合手段を有し、該混合手段により混合された混合排水が処理対象としての前記放射性物質含有排水として供給される、請求項８に記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項１０】
前記酸化剤添加手段が、酸化剤を連続的に添加する手段からなる、請求項８または９に記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項１１】
前記酸化剤として過酸化水素が用いられている、請求項８〜１０のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項１２】
前記濾過膜としてポリフッ化ビニリデン膜が用いられている、請求項８〜１１のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項１３】
前記イオン交換体としてイオン交換樹脂が用いられている、請求項８〜１２のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【請求項１４】
原子力発電所における放射性物質含有排水を処理する装置からなる、請求項８〜１３のいずれかに記載の放射性物質含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質含有排水の処理方法および装置に関し、とくに原子力発電所における放射性物質含有排水の処理に好適な方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力発電所における放射性物質含有排水（放射性廃液）の処理系においては、近年、精密濾過器、とくに中空糸膜型の精密濾過器を用いた排水処理装置が適用されている。また、放射性物質含有排水処理装置では、一般に濾過装置後段に混床式イオン交換樹脂塔などの脱塩装置が設置されている。例えば図４に示すように、放射性物質含有排水を貯蔵タンク１０１に一旦貯蔵し、そこから中空糸膜濾過塔１０２に送って濾過し、濾過水を混床式イオン交換樹脂塔１０３に通水して脱塩処理する系統が採用されている。このような処理系統は、排出されてくる放射性物質含有排水の性状（水質）に応じて効率のよい処理を行う観点から、通常、放射性物質含有排水の種類に応じて別系統として設けられている（例えば、特許文献１）。このように放射性含有排水の種類に応じてそれぞれ別の処理系統を設けるとスペース的には不利となる。このため近年は比較的処理の容易なイオン負荷の廃液、例えば、機器ドレン排水と床ドレン排水を同一の系統で処理する提案も行われている。
【０００３】
上記のような精密濾過器の後段に脱塩塔を配置した系統で放射性廃液を処理する場合、プラント定検時の副資材や細菌、有機物などで徐々に濾過装置の差圧が上昇する。とくに、放射性物質含有フロアドレン排水には有機物や細菌などの不純物が比較的多く含まれており、濾過装置の差圧上昇が早い。このため、処理装置の運転を停止し、過酸化水素などの酸化剤による化学洗浄を定期的に行って差圧を回復させる措置が採られている。しかし、上昇した濾過装置の差圧は、このような酸化剤による化学洗浄で低減できるものの、膜の酸化劣化防止や運転員の負荷低減のためには、化学洗浄の回数を極力低減することが望まれる。
【０００４】
また、濾過装置の差圧上昇抑制に関して、放射性物質含有排水処理系ではないが、特許文献２や特許文献３には、濾過装置の前段で連続的または間欠的に微量の酸化剤を注入することにより、濾過膜の差圧上昇を抑制できることが教示されている。しかし、このような酸化剤の注入を行う方法により、濾過膜の差圧上昇抑制効果は認められるものの、後段のイオン交換樹脂の酸化劣化を生じる可能性があるため、放射性物質含有排水処理系、とくに原子力発電所における放射性物質含有排水処理系では、実施された例はない。
【特許文献１】実公平６−３４７２０号公報
【特許文献２】特開昭６３−８０８９６号公報
【特許文献３】特開平９−３８６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、前述の一般的な放射性物質含有排水の処理における化学洗浄の回数低減の要望（換言すれば、濾過装置の差圧上昇抑制の要望）と、放射性物質含有排水処理系に対してではないものの、酸化剤の注入により濾過装置の差圧上昇抑制効果が認められるという従来の知見とに着目し、現実に放射性物質含有排水の処理に適用しても、後段のイオン交換樹脂等の酸化劣化を生じることなく、濾過装置の差圧上昇を抑制可能な、放射性物質含有排水の処理方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る放射性物質含有排水の処理方法は、放射性物質含有排水に酸化剤を添加した後、該排水を濾過膜を用いて濾過し、濾過水を活性炭に通水した後、イオン交換体または逆浸透膜に通水することを特徴とする方法からなる。
【０００７】
すなわち、まず酸化剤の添加により、濾過膜の差圧上昇を抑制し、後段のイオン交換体や逆浸透膜に酸化剤が流出することによるイオン交換体や逆浸透膜の酸化劣化を防止するために、濾過水を活性炭に通水して事前に酸化剤を除去するようにした方法である。この方法により、酸化剤の添加による濾過膜の差圧上昇抑制効果と、後段のイオン交換体や逆浸透膜の酸化剤による酸化劣化の防止効果の両方が得られる。差圧上昇抑制により、濾過膜の化学洗浄の回数が大幅に低減され、イオン交換体や逆浸透膜の酸化劣化防止により、長期間にわたって安定した処理が可能になる。
【０００８】
酸化剤の添加により濾過膜の差圧上昇が抑制されるため、処理対象としての上記放射性物質含有排水として、例えば、放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合したものを一つの系統で処理することが可能になる。その結果、総合的にみて、処理系統を大幅に簡素化可能になり、設置スペースの大幅な低減も可能になる。
【０００９】
本発明に係る放射性物質含有排水の処理方法においては、上記酸化剤は少量ずつ連続的に添加することが好ましい。連続的に添加することにより、酸化剤の添加による濾過膜の差圧上昇抑制機能を常に濾過膜に対して効率よく付与することができ、急激な差圧上昇を抑制して、化学洗浄等が必要となる時期を効率よく大幅に遅らせることが可能になる。ただし、所定の少量ずつ間欠的に添加することも可能である。
【００１０】
上記酸化剤としては、たとえ微量、後段のイオン交換体や逆浸透膜へと流出したとしても、大きな負荷とならないものが好ましく、このような酸化剤として、例えば過酸化水素を用いることができる。酸化剤の添加量はごく僅かでよく、後述の実施例の結果に示すように、過酸化水素を１ｐｐｍ程度あるいはそれ以下のごく微量添加するだけで、所望の効果を奏することが可能である。
【００１１】
また、上記濾過膜としては、添加される酸化剤に対する耐久性に優れた濾過膜（耐酸化性濾過膜）を用いることが好ましく、このような濾過膜として、例えばポリフッ化ビニリデン膜（ＰＶＤＦ膜ともいう）を用いることができる。このような濾過膜は、例えば中空糸膜の形態で使用でき、それによって効率のよい濾過が可能である。
【００１２】
また、本発明においてイオン交換体を用いる場合には脱塩処理が行われ、脱塩処理により浄化された処理水が得られる。イオン交換体としては、イオン交換樹脂を用いることができる。とくに、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混床形態でイオン交換樹脂塔を構成することが好ましい。本発明において逆浸透膜を用いる場合には濃縮処理が行われ、透過水が処理水として得られるとともに、濃縮水は、例えば、保管するようにすることができる。
【００１３】
本発明に係る放射性物質含有排水の処理装置は、放射性物質含有排水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、酸化剤が添加された排水を濾過膜を用いて濾過する濾過手段と、該濾過手段からの濾過水が通水される活性炭が充填された活性炭塔と、該活性炭塔の通過水が通水されるイオン交換体が充填されたイオン交換装置または逆浸透膜を備えた逆浸透膜装置を有することを特徴とする装置からなる。
【００１４】
この本発明に係る放射性物質含有排水の処理装置は、さらに、放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合する混合手段を有し、該混合手段により混合された混合排水が処理対象としての前記放射性物質含有排水として供給される構成とすることもできる。
【００１５】
上記酸化剤添加手段としては、酸化剤を連続的に添加する手段からなることが好ましい。ただし、酸化剤を少量ずつ間欠的に添加する手段に構成することも可能である。
【００１６】
前述の如く、上記酸化剤としては、例えば過酸化水素を用いることができ、上記濾過膜としては、例えばポリフッ化ビニリデン膜を用いることができる。
【００１７】
上記イオン交換体としては、イオン交換樹脂を用いることができ、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混床形態でイオン交換樹脂塔を構成することができる。
【００１８】
このような本発明に係る放射性物質含有排水の処理方法および装置は、とくに、原子力発電所における放射性物質含有排水を処理する方法および装置として好適なものである。従来、原子力発電所における放射性物質含有排水の処理に、本発明の如き処理系を適用した例は見当たらない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る放射性物質含有排水の処理方法および装置によれば、酸化剤の添加により濾過装置の差圧上昇を大幅に抑制できるようになり、かつ、活性炭への通水により酸化剤の流出をほぼ完全に防止した状態で後段のイオン交換樹脂等に通水できるようになり、酸化剤の添加による後段のイオン交換樹脂等の酸化劣化の問題も同時に解消できる。濾過装置の差圧上昇を大幅に遅くできる結果、濾過装置を化学洗浄する場合にも、その回数を大幅に低減できる。
【００２０】
また、酸化剤の添加により濾過装置の差圧上昇を大幅に抑制できる結果、放射性物質含有排水の種類に応じて処理系統を別にする必要性を除去することも可能になり、例えば、放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合して処理することが可能になる。その結果、処理系全体を大幅に簡素化でき、処理系全体の設置スペースも大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る放射性物質含有排水の処理装置を示しており、とくに、原子力発電所における放射性物質含有排水の処理に好適な処理装置を示している。本実施態様においては、放射性物質含有排水は一旦放射性物質含有排水貯蔵タンク１に貯蔵され、そこから必要な処理量ずつ処理装置に送られる。この処理対象としての放射性物質含有排水を貯蔵するに際しては、前述の如く、例えば放射性物質含有機器ドレン排水と放射性物質含有フロアドレン排水を混合して貯蔵し、その混合排水を処理装置に送る形態に構成することも可能である。
【００２２】
放射性物質含有排水貯蔵タンク１からの排水（被処理水）は、本実施態様では、濾過手段としての、中空糸濾過膜を組み込んだ中空糸膜濾過塔２に送られて濾過されるが、その前段にて、酸化剤として過酸化水素が添加され、本実施態様では、過酸化水素はラインへの注入の形態で添加される。酸化剤添加手段として、過酸化水素貯蔵タンク３が設けられており、貯蔵されていた過酸化水素が、図示を省略した注入ポンプ等により、制御された所定の流量にて、少量ずつ連続的に放射性物質含有排水に注入添加されるようになっている。
【００２３】
中空糸膜濾過塔２では、過酸化水素が添加された放射性物質含有排水が中空糸濾過膜を用いて濾過される。濾過後の濾過水は、活性炭を充填した活性炭塔４に通水され、添加されていた濾過水中の過酸化水素が分解除去される。
【００２４】
過酸化水素が除去された濾過水が、本実施態様では、イオン交換樹脂が混床形態で充填された混床式イオン交換樹脂塔５に通水され、混床式イオン交換樹脂塔５で脱塩処理された水が、処理水６として得られる。処理水６は、所定の送り先、例えば処理水貯蔵タンク（図示略）に送られればよい。
【００２５】
なお、本実施態様では混床式イオン交換樹脂塔５による脱塩処理としているが、前述の如く、逆浸透膜をを用いた濃縮処理も可能である。
【実施例】
【００２６】
以下に、本発明による効果を確認するために行った実施例について説明する。
実施例１
有機性の不純物負荷を模擬するため、純水にポリアクリルアミド系高分子凝集剤を２５０ｐｐｍ添加して、図１に示したフローによる被処理水としての試験水を調製した。過酸化水素の連続添加量は１ｐｐｍおよび１０ｐｐｍとし、過酸化水素を添加しないブランクとの比較を行った。中空糸膜濾過塔には、孔径０．４μｍのポリフッ化ビニリデン製中空糸膜を用いた試験用モジュールを作成し、通水流速０．４ｍ／ｈで通水した。差圧の挙動を図２に示す。図２は、ブランクにおける差圧が所定値に達した時に、化学洗浄を行った場合を示しており、過酸化水素の添加量が１ｐｐｍおよび１０ｐｐｍの場合にも同じ時期に化学洗浄を行った場合を示している。ブランクに比べて差圧の上昇速度が１／２〜１／３に低減されており、過酸化水素の添加、とくに連続注入の効果があることが確認できた。また、過酸化水素の添加量としては、１ｐｐｍで十分であることが確認でき、それ以下も可能であることが分かった。
【００２７】
また、実施例１において、過酸化水素を１０ｐｐｍ添加した系統の濾過処理水を活性炭カラムに通水し、カラム出入口の過酸化水素濃度を測定した。活性炭は”ダイヤホープ”００６ＥＡを使用し、通水流速はＳＶ１０／ｈ（ＳＶ：空間速度）とした。測定結果を表１に示す。活性炭カラム入口の過酸化水素濃度が９．６ｐｐｍであるのに対して、カラム出口は測定下限値の０．１ｐｐｍ以下であり、添加した過酸化水素はほぼ完全に分解されていることが確認された。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
実施例２
細菌による負荷を模擬するため、純水に活性汚泥を２５０ｐｐｍ添加して試験水を調製した。過酸化水素の連続添加量は１ｐｐｍおよび１０ｐｐｍとし、過酸化水素を添加しないブランクとの比較を行った。中空糸膜濾過塔には、孔径０．４μｍのポリフッ化ビニリデン製中空糸膜を用いた試験用モジュールを作成し、通水流速０．４ｍ／ｈで通水した。差圧の挙動を図３に示す。図３も、ブランクにおける差圧が所定値に達した時に、化学洗浄を行った場合を示しており、過酸化水素の添加量が１ｐｐｍおよび１０ｐｐｍの場合にも同じ時期に化学洗浄を行った場合を示している。実施例１と同様にブランクに比べて差圧の上昇速度が１／２〜１／３に低減されており、過酸化水素の連続注入の効果があることが示された。
【００３０】
実施例１、２の結果から、とくに図２、図３に示した結果から、過酸化水素を添加した場合には差圧の上昇速度が１／２〜１／３と大幅に低減されたことが分かる。このことは、化学洗浄を行う時期を大幅に遅らせることができることを表しており、化学洗浄の回数を大幅に低減できることを意味している。また、表１に示した結果から、過酸化水素を添加しても、イオン交換樹脂等への通水前に活性炭でほぼ完全に除去することができ、それによってイオン交換樹脂等の酸化劣化を防止できることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る放射性物質含有排水の処理方法および装置は、放射性物質含有排水を効率よく処理することが望まれるあらゆる用途に適用可能であり、とくに原子力発電所における放射性物質含有排水の処理に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施態様に係る放射性物質含有排水の処理装置の概略構成図である。
【図２】実施例１における通水時間と差圧上昇との関係図である。
【図３】実施例２における通水時間と差圧上昇との関係図である。
【図４】従来の放射性物質含有排水の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  放射性物質含有排水貯蔵タンク
２  中空糸膜濾過塔
３  過酸化水素貯蔵タンク
４  活性炭塔
５  混床式イオン交換樹脂塔
６  処理水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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