(57)【要約】【課題】  剥離性の良い膜表面汚染防止剤を簡易な構成でろ過膜表面に付着させることができ、コストの低減を図ることができるろ過装置を提供する。【解決手段】  本発明のろ過装置１０は、膜表面汚染防止剤が分散された水を保持する汚染防止剤分散槽５０を、ろ過塔２０と導入管４０との接続位置よりも高所に設置した。従って、膜表面汚染防止剤をろ過膜に付着させる際には、導入管４０を開放状態にすれば、重力により膜表面汚染防止剤が分散された水がろ過塔２０の一次室２２内に導入される。このため、膜表面汚染防止剤が分散された水を導入するためのポンプを設ける必要がなく、構造が簡素化され、その分、コストの低減に資する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中の懸濁物質を除去するためのろ過装置であって、
被処理水が流入するろ過塔の一次室内に設置され、被処理水中の懸濁物質を捕捉してろ過するろ過フィルタと、
前記ろ過塔の一次室に接続された導入管と、
前記ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させる膜表面汚染防止剤が分散された水を保持する一方、前記導入管とろ過塔との接続位置よりも高所に設置され、重力により、前記導入管を介して膜表面汚染防止剤を含む水を供給可能な汚染防止剤分散槽と
を具備することを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
被処理水中の懸濁物質を除去するためのろ過装置であって、
被処理水が流入するろ過塔の一次室内に設置され、被処理水中の懸濁物質を捕捉してろ過するろ過フィルタと、
前記ろ過塔の一次室に接続され、ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させる膜表面汚染防止剤を、重力を利用して導入可能に設けられた導入管と
を具備することを特徴とするろ過装置。
【請求項３】
前記膜表面汚染防止剤が、人工酸化鉄、酸化鉄又は水酸化鉄であることを特徴とする請求項１又は２記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ろ過フィルタが中空糸膜フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のろ過装置。
【請求項５】
発電所の復水処理用に設置されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のろ過装置。
【請求項６】
ろ過塔の一次室内に配設される、被処理水中の懸濁物質を捕捉するためのろ過フィルタのろ過膜表面に、ろ過処理開始前に、予め膜表面汚染防止剤を付着させるろ過フィルタのコーティング方法であって、
前記膜表面汚染防止剤を、重力を利用してろ過塔の一次室内に導入し、ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させることを特徴とするろ過フィルタのコーティング方法。
【請求項７】
前記膜表面汚染防止剤が、人工酸化鉄、酸化鉄又は水酸化鉄であることを特徴とする請求項６記載のろ過フィルタのコーティング方法。
【請求項８】
前記ろ過フィルタが中空糸膜フィルタであることを特徴とする請求項６又は７記載のろ過フィルタのコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントにおいて用いられるろ過装置及びろ過フィルタのコーティング方法に関し、特に、原子力発電所、火力発電所の復水処理に用いられるろ過装置及びろ過フィルタのコーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等における復水処理設備は、被処理水である復水に含まれる酸化鉄などの懸濁物質を除去するろ過装置と、塩素イオン等のイオン状の不純物を除去する脱塩器を備えて構成されている。このうち、ろ過装置としては、近年、多数の微細孔を備えた中空糸膜をろ過膜として備えたものが多く用いられている。プリコート材を用いたフィルタでは、洗浄排液中に使用済みろ過助剤が多量に含まれ、それが放射性廃棄物処理系の負担を大きくするが、中空糸膜を用いた場合にはそのような問題がない。しかしながら、中空糸膜は、懸濁物質を直接捕捉するため、比較的粘着性の大きな酸化鉄などが、膜表面から容易に剥離せず、洗浄の度に初期差圧が上昇するという問題があった。このことに鑑み、本出願人は、剥離性のよい酸化鉄微粒子の被膜を予め膜表面に形成しておき、懸濁物質を該被膜を介して捕捉することにより、洗浄によって、捕捉した懸濁物質を被膜と共に剥離し、これにより、洗浄後の初期差圧の上昇を抑制する技術を提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平６−２４６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
酸化鉄微粒子の被膜を形成するに当たり、特許文献１では、当該酸化鉄微粒子を含む水を保持する水槽を付設し、原水流入管からろ過塔内に流入させている。特許文献１では明示されていないが、原水流入管を経てろ過塔内に流入させるためには、圧送用のポンプを配備しなければならず、そのことが構造の複雑化、コストの増加を招いていた。一方、ポンプを使用しない方法として、ろ過塔の上蓋を外して開放し、そこから人工酸化鉄を投入することも行われているが、発電所復水ろ過装置のように、常時運転しているろ過装置においては、上蓋を取り外すことができるタイミングが、定期点検時などに限られるという不便がある。また、上蓋を開放するための作業コストが増すと共に、原子力発電所では作業員の被爆機会も多くなる。
【０００４】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、ポンプを使用することなく、また、上蓋の開放作業を行うことなく、膜表面汚染防止剤を簡易な構成でろ過膜表面に付着させることができ、コストの低減を図ることができるろ過装置及びろ過フィルタのコーティング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、被処理水中の懸濁物質を除去するためのろ過装置であって、
被処理水が流入するろ過塔の一次室内に設置され、被処理水中の懸濁物質を捕捉してろ過するろ過フィルタと、
前記ろ過塔の一次室に接続された導入管と、
前記ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させる膜表面汚染防止剤が分散された水を保持する一方、前記導入管とろ過塔との接続位置よりも高所に設置され、重力により、前記導入管を介して膜表面汚染防止剤を含む水を供給可能な汚染防止剤分散槽と
を具備することを特徴とするろ過装置を提供する。
請求項２記載の本発明では、被処理水中の懸濁物質を除去するためのろ過装置であって、
被処理水が流入するろ過塔の一次室内に設置され、被処理水中の懸濁物質を捕捉してろ過するろ過フィルタと、
前記ろ過塔の一次室に接続され、ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させる膜表面汚染防止剤を、重力を利用して導入可能に設けられた導入管と
を具備することを特徴とするろ過装置を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記膜表面汚染防止剤が、人工酸化鉄、酸化鉄又は水酸化鉄であることを特徴とする請求項１又は２記載のろ過装置を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記ろ過フィルタが中空糸膜フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のろ過装置を提供する。
請求項５記載の本発明では、発電所の復水処理用に設置されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のろ過装置を提供する。
請求項６記載の本発明では、ろ過塔の一次室内に配設される、被処理水中の懸濁物質を捕捉するためのろ過フィルタのろ過膜表面に、ろ過処理開始前に、予め膜表面汚染防止剤を付着させるろ過フィルタのコーティング方法であって、
前記膜表面汚染防止剤を、重力を利用してろ過塔の一次室内に導入し、ろ過フィルタのろ過膜表面に付着させることを特徴とするろ過フィルタのコーティング方法を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記膜表面汚染防止剤が、人工酸化鉄、酸化鉄又は水酸化鉄であることを特徴とする請求項６記載のろ過フィルタのコーティング方法を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記ろ過フィルタが中空糸膜フィルタであることを特徴とする請求項６又は７記載のろ過フィルタのコーティング方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、膜表面汚染防止剤が分散された水を保持する汚染防止剤分散槽を、ろ過塔と導入管との接続位置よりも高所に設置するなどして、膜表面汚染防止剤を重力によりろ過塔内に導入することを特徴としている。従って、膜表面汚染防止剤をろ過膜に付着させる際には、導入管を開放状態にすれば、膜表面汚染防止剤が分散された水が重力によりろ過塔の一次室内に導入される。このため、ろ過塔の上蓋を開放する必要がないことはもちろんのこと、膜表面汚染防止剤が分散された水を導入するためのポンプを設ける必要もなく、膜表面汚染防止剤を導入するための装置構成が簡素化され、その分、コストの低減に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかるろ過装置１０が使用される発電所の処理系統の一例を示す図であり、図２は、該ろ過装置１０の構造を示す図である。
【０００８】
図１に示したように、原子炉等の蒸気発生器１００で発生した蒸気は、蒸気タービン１１０を回転させた後、復水器１２０で冷却されて凝縮し、復水となる。復水は、復水ポンプ１３０により、復水処理設備１４０に送られる。復水処理設備１４０により処理された水は再び蒸気発生器１００に送られる。このうち、復水処理設備１４０は、復水配管、蒸気配管等から発生する酸化鉄等の懸濁物質を除去する本実施形態のろ過装置１０と、イオン状の不純物を除去する脱塩器１５０を備えて構成されている。
【０００９】
復水処理設備１４０において、復水中の懸濁物質を除去するために用いられる本実施形態のろ過装置１０は、図２に示したように、ろ過塔２０、導入管４０及び汚染防止剤分散槽５０とを備えて構成される。
【００１０】
ろ過塔２０は、その内部に固定配設されたフィルタ固定板２１を介して、被処理水が流入する一次室２２と、ろ過処理された処理水が通過する二次室２３とを備えている。フィルタ固定板２１には、中空糸膜を用いたろ過フィルタである中空糸膜フィルタ２４が多数本支持されている。具体的には、各中空糸膜フィルタ２４の上端がフィルタ固定板２１に固定されることにより支持されている。一次室２２の下部には被処理水の流入管２５が接続されており、該流入管２５には再生用水流入管３１が接続されている。また、二次室２３の上部には中空糸膜フィルタ２４を通過することによりろ過された処理水を、次工程の脱塩器１５０に送る流出管２６が接続されている。
【００１１】
ろ過塔２０に形成された上記一次室２２の側部には、導入口４２を介して導入管４０の一端が接続されている。また、この導入管４０の他端は、汚染防止剤分散槽５０に接続されている。これにより、導入管４０を介して、汚染防止剤分散槽５０内に貯留された膜表面汚染防止剤が分散された水が一次室２２内に導入可能となっている。この際、本実施形態においては、汚染防止剤分散槽５０を、一次室２２と導入管４０との接続位置よりも高所となるように配置しており、導入管４０に設けた弁４１を開放することにより、汚染防止剤分散槽５０に貯留された上記水が、重力により一次室２２内に導入される。
【００１２】
汚染防止剤分散槽５０において水に分散させる膜表面汚染防止剤としては、人工酸化鉄、酸化鉄又は水酸化鉄が用いられる。人工酸化鉄としては、例えば、α−Ｆｅ２０３、α−ＦｅＯＯＨ、Ｆｅ３０４等を用いることができる。酸化鉄及び水酸化鉄は、発電所の系統内で発生するもの（例えば、アモルファス、α−ＦｅＯＯＨ、γ−ＦｅＯＯＨ、Ｆｅ２０３、Ｆｅ３０４等）を利用することができる。発電所の系統内で発生する酸化鉄又は水酸化鉄を利用することにより、廃棄物量をより低減することができる。
【００１３】
膜表面汚染防止剤を中空糸膜フィルタ２４の表面にコーティングする作業は、ろ過装置１０の新設時、中空糸膜フィルタ２４の交換時、ろ過塔２０内の水を全量抜いて行うろ過装置１０の点検時、あるいは、差圧上昇による中空糸膜フィルタ２４の洗浄時等において、ろ過装置１０を再稼働させる際に行なう。具体的には、まず、再生用水流入管３１の弁３１ａを開放し、ろ過塔２０の一次室２２内に半分程度の水を張る。あるいは、ろ過塔２０内に予め水が残っている状態では、弁２７ａを開放し、ドレン管２７から排水し、一次室２２内の水位が半分程度になるようにする。次に、再生用水流入管３１の弁３１ａあるいはドレン管２７の弁２７ａを閉じ、導入管４０の弁４１を開放し、膜表面汚染防止剤が分散された水を導入する。この際、本実施形態によれば、汚染防止剤分散槽５０が、導入管４０とろ過塔２０の一次室２２との接続位置よりも高所に配設されているため、弁４１を開放するだけで、重力により膜表面汚染防止剤が分散された水が一次室２２内に導入される。膜表面汚染防止剤が分散された水を所定量導入したならば、弁４１を閉じ、ろ過塔２０の下部に接続された圧縮空気導入管２８の弁２８ａを開放し、圧縮空気を導入してスクラビングする。これにより、膜表面汚染防止剤が均一に撹拌され、その直後の満水操作で膜表面汚染防止剤が中空糸膜フィルタ２４の膜面にほぼ均等に付着し、該膜面上に膜表面汚染防止剤の被膜が形成される。
【００１４】
このような準備をしたならば、流入管２５の弁２５ａ及び流出管２６の弁２６ａを開放状態にし、ろ過装置１０の運転を開始する。流入管２５から流入する被処理水は、中空糸膜フィルタ２４の外側から内側へ通過するが、この際、被処理水中に含まれる酸化鉄粒子等の懸濁物質は、上記した膜表面汚染防止剤の被膜によって捕捉される。中空糸膜フィルタ２４の内側に至ってろ過処理された処理水は、二次室２３に流入し、さらに流出管２６を経て、次工程の脱塩器１５０へ送られる。ろ過処理を継続することにより、差圧が上昇してきたならば、弁２５ａ，２６ａを閉じ、逆洗用の圧縮空気導入管２８の弁２８ａとベント管３０の弁３０ａを開放して、圧縮空気を導入して洗浄する。圧縮空気により中空糸膜フィルタ２４が振動し、膜表面汚染防止剤が剥離される。膜表面汚染防止剤の被膜により捕捉された懸濁物質は、膜表面汚染防止剤が剥離される際に一緒に除去されることになるため、中空糸膜フィルタ２４の膜表面に残存する懸濁物質は極めて少なく、洗浄の度に初期差圧が上昇するということがない。
【００１５】
洗浄後、再稼働させるに当たっては、上記したように、弁４１を開放し、汚染防止剤分散槽５０から膜表面汚染防止剤が分散された水を導入し、再び、中空糸膜フィルタ２４の膜面に膜表面汚染防止剤の被膜を形成して実施する。
【００１６】
本実施形態によれば、弁４１を開放するだけで、膜表面汚染防止剤が分散された水が一次室２２内に導入されるため、専用のポンプを用いる必要がなく、その分、低いコストで中空糸膜フィルタ２４の表面に膜表面汚染防止剤の被膜を形成可能なろ過装置１０を提供することができる。
【００１７】
なお、上記実施形態では、膜表面汚染防止剤を導入するための導入管４０を、導入口４２を介し、ろ過塔２０の一次室２２に直接接続しているが、例えば、一次室２２に予め接続されているベント管３０に分岐口３０ｂを設け、該分岐口３０ｂに導入管４０を接続するようにしてもよい。また、上記実施形態では、導入管４０の他端に汚染防止剤分散槽５０を接続しているが、このような専用の水槽（汚染防止剤分散槽５０）を設けるのではなく、例えば、漏斗状器具を導入管４０の他端に一時的に接続し、別途に調製した膜表面汚染防止剤が分散された水を、該漏斗状器具を介して導入することも可能である。もちろん、この場合も、漏斗状器具は、導入管４０とろ過塔２０との接続位置よりも高所に配置し、重力を利用して導入する。
【００１８】
また、上記説明では、膜表面汚染防止剤により中空糸膜フィルタ２４の膜表面のコーティング作業を行った後、導入管４０を接続したままで通常運転に切り替えているが、コーティング作業終了後は、導入管４０を取り外し、導入口４２を閉じてから、あるいは、ベント管３０の分岐口３０ｂに接続した場合には該分岐口３０ｂを閉じてから、通常運転に切り替えることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態にかかるろ過装置を用いた発電所の水処理系統の一例を示す図である。
【図２】図２は、上記実施形態にかかるろ過装置の概略構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  ろ過装置
２０  ろ過塔
２２  一次室
２３  二次室
２４  中空糸膜フィルタ
２５  流入管
２６  流出管
４０  導入管
５０  汚染防止剤分散槽
【図１】
2007038159.tif 000003
【図２】
2007038159.tif 000004