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JPH0330891A - Purification of aqueous solution - Google Patents

Purification of aqueous solution

Info

Publication number
JPH0330891A
JPH0330891A JP1164177A JP16417789A JPH0330891A JP H0330891 A JPH0330891 A JP H0330891A JP 1164177 A JP1164177 A JP 1164177A JP 16417789 A JP16417789 A JP 16417789A JP H0330891 A JPH0330891 A JP H0330891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
precoat
ion exchange
water
filtration
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1164177A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nami Kubo
久保 奈美
Masaru Noyori
野寄 賢
Shigeki Mori
茂樹 森
Tsukasa Ito
宰 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP1164177A priority Critical patent/JPH0330891A/en
Priority to CA002033209A priority patent/CA2033209C/en
Priority to DE69007027T priority patent/DE69007027T2/en
Priority to PCT/JP1990/000661 priority patent/WO1990014311A1/en
Priority to EP90907488A priority patent/EP0429661B1/en
Priority to ES90907488T priority patent/ES2050439T3/en
Priority to KR1019910700089A priority patent/KR0139948B1/en
Publication of JPH0330891A publication Critical patent/JPH0330891A/en
Priority to US07/989,926 priority patent/US5354476A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To extend the filtering life of precoat to a large extent and to enhance the quality of treated water by using a powdery ion exchange resin and an ion exchange fiber as a precoat material and performing the coating operation of an element with the precoat material in parts before and during the treatment of raw water. CONSTITUTION:A powdery ion exchange resin and an ion exchange fiber are used as a precoat material and the precoating operation of an element with the precoat material is performed in parts before and during the treatment of raw water. The filter material precoated before the treatment of raw water collects impurities by internal filtration and, at the point of time when the internal filtration changes to surface filtration as impurities become a cake form with the advance of filtration, the filter material is further precoated with the new precoat material to perform internal filtration by a new precoat layer and, therefore, an internal filtration time can be effectively secured by the same amount of the precoat layer. Further, the life of the precoat material is extended by the mixing with the ion exchange fiber and the quality of treated water can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、原子力発電所、火力発電所、製薬会社などに
おける用水や廃水中に含まれる不純物の除去方法に係り
、特にプリコート濾過器を用いる水溶液の浄化法に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for removing impurities contained in service water and wastewater in nuclear power plants, thermal power plants, pharmaceutical companies, etc., and in particular uses a precoat filter. This relates to a method for purifying aqueous solutions.

[従来の技術] 従来、原子力発電所や火力発電所などにおける用水や廃
水浄化の為のプリコートタイプ濾過器において、プリコ
ート材としては粉末イオン交換樹脂が用いられている。
[Prior Art] Conventionally, in precoat type filters for purifying water and wastewater in nuclear power plants, thermal power plants, etc., powdered ion exchange resin has been used as a precoat material.

プリコート濾過とは、何らかの支持体にプリコート材で
、ある厚みをもった濾過層を形成させ、被処理水がその
層を通ることによって中に含まれる不純物を除去する方
法の総称であり、最近では支持体エレメント上に粉末イ
オン交換樹脂を水圧によってプリコートし、その眉に被
処理水を通水して浄化する方法があり、その装置がプリ
コート濾過器と呼ばれている。
Precoat filtration is a general term for a method in which a filtration layer with a certain thickness is formed using a precoat material on some kind of support, and the water to be treated passes through that layer to remove impurities contained therein. There is a method in which a powdered ion exchange resin is precoated on a support element by hydraulic pressure, and the water to be treated is passed through the precoat to purify it, and this device is called a precoat filter.

このプリコート材は通水時差圧が一定値に達した時点で
逆洗されて新しいプリコート材と取り替えられる。しか
し、多くの場合プリコート材のイオン交換容量が有効に
使い切られる前に規定差圧に達しており、逆洗時点は差
圧律速であった。
This precoat material is backwashed and replaced with a new precoat material when the differential pressure during water flow reaches a certain value. However, in many cases, the specified differential pressure is reached before the ion exchange capacity of the precoat material is effectively used up, and the differential pressure is rate-limiting at the time of backwashing.

特に原子力発電所においては、逆洗され回収した廃プリ
コート材は放射性物質を含むため全て貯蔵・保管の対象
となり、増加の一途を辿るそれらの処置が新しい社会問
題として挙がってきた。
Particularly at nuclear power plants, the waste precoat materials that are backwashed and recovered are all subject to storage and storage because they contain radioactive materials, and the ever-increasing number of such materials has become a new social problem.

そこで廃棄物低減を目的として、プリコート後逆洗に至
るまでの期間(1回のプリコート材での採水寿命)をで
きるだけ長(する事が必要になってきた。これは単にプ
リコート材の差圧上昇を防ぎ、採水寿命を延長できれば
良いというものでは無く、処理水の水質が既存の材料と
同等もしくは向上していなければ意味を成さない。
Therefore, for the purpose of reducing waste, it has become necessary to extend the period from precoating to backwashing (water sampling life with one precoat material) as long as possible.This is simply due to the differential pressure of the precoat material. It is not enough just to prevent the water from rising and extend the life of the sampled water; it is meaningless unless the quality of the treated water is equal to or better than that of existing materials.

処理水の水質向上が可能になれば、原子力発電所作業員
の放射被爆量の大幅な低減にも卓効を示す。
If it were possible to improve the quality of treated water, it would also be highly effective in significantly reducing radiation exposure for nuclear power plant workers.

それに対応する方法として、プリコート材の改良が考え
られ、プリコート材としてイオン交換繊維を用いること
が考案された(特開昭55−67384)。
As a method to deal with this, it was considered to improve the precoat material, and the use of ion exchange fibers as the precoat material was devised (Japanese Patent Laid-Open No. 55-67384).

また、これとは別に手法的に濾過材の寿命を延ばす方法
として濾過過程の改善の面から、原液処理途中段階的に
粉末イオン交換樹脂をプリコートする方法(以下ステッ
ププリコートと呼ぶ)が考案された(特公昭63−29
571)。 これは、出来るだけ濾過材の内部濾過程時
間をのばすように考慮された方法である。
In addition, in order to improve the filtration process, a method of precoating powdered ion exchange resin in stages during the treatment of the raw solution (hereinafter referred to as step precoating) was devised as a method to extend the life of the filter medium. (Tokuko Sho 63-29
571). This is a method designed to extend the internal filtration process time of the filter medium as much as possible.

プリコート層が不純物を濾過する場合、まずプリコート
層内部に不純物が拡散しながら吸着される内部濾過が行
われ、その後、層表面に形成された不純物とプリコート
材による緻密化した表面ケークによって不純物が捕捉さ
れプリコート層の表面濾過に移行していくことが知られ
て居る。ここで、プリコート層の濾過圧力は内部濾過の
際は穏やかで、表面濾過に移行すると急上昇することも
併せて知られている。
When the precoat layer filters impurities, internal filtration is first performed in which the impurities are diffused and adsorbed inside the precoat layer, and then the impurities are captured by the impurities formed on the layer surface and the densified surface cake formed by the precoat material. It is known that the filtration process progresses to the surface filtration of the precoat layer. Here, it is also known that the filtration pressure of the precoat layer is gentle during internal filtration, but increases sharply when transitioning to surface filtration.

[発明が解決しようとする課題] しかし、イオン交換繊維を混入させる方法はイオン交換
体で構成されるプリコート層が適度な空隙率を有し通水
時に圧密化しないことから、またステッププリコートは
内部濾過程時間をのばすことから従来の方法に比べてプ
リコート材の寿命延長に効果を示したが、その効果は廃
棄物の大幅低減の観点からはまだ目標を達成したとは言
いがたい。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the method of mixing ion exchange fibers is difficult because the precoat layer made of ion exchanger has an appropriate porosity and does not become compacted when water passes through it, and the step precoat does not allow internal Although this method was effective in extending the life of the precoat material compared to conventional methods by extending the filtration process time, it is difficult to say that this effect has yet achieved the goal from the perspective of significantly reducing waste.

本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、プリコート
の濾過寿命を大幅に延ばし、かつ処理水の水質が従来の
方法より向上する、水溶液の浄化法を提供することを目
的とするものである。
It is an object of the present invention to provide an aqueous solution purification method that eliminates the drawbacks of the prior art, significantly extends the filtration life of precoat, and improves the quality of treated water compared to conventional methods. .

[課題を解決するための手段] すなわち本発明は、次の構成を有する。[Means to solve the problem] That is, the present invention has the following configuration.

濾過材をエレメントにプリコートして原水中の不純物を
浄化するプリコート濾過法において、プリコート材とし
て粉末イオン交換樹脂およびイオン交換繊維を用い、か
つそのプリコート材を前記エレメントにコーティングす
る操作を原水処理前と原水処理途中に分けて行うことを
特徴とする水溶液の浄化法。
In the precoat filtration method, which purifies impurities in raw water by precoating a filter material onto an element, powdered ion exchange resin and ion exchange fiber are used as the precoat material, and the operation of coating the element with the precoat material is performed before raw water treatment. An aqueous solution purification method characterized by performing the treatment in parts during raw water treatment.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明のイオン交換繊維はとくに限定はなく、イオン交
換ポリマが繊維形態を有するものであればどんなもので
も良いが、特にプリコート材の寿命延長に対してプリコ
ート層の圧密化を効率的に押さえる点からイオン交換ポ
リマと補強用ポリマからなる繊維であることが好ましい
The ion-exchange fiber of the present invention is not particularly limited, and any ion-exchange polymer may be used as long as the ion-exchange polymer has a fiber form.In particular, it has the advantage of effectively suppressing the compaction of the pre-coat layer in order to extend the life of the pre-coat material. Preferably, the fiber is made of an ion exchange polymer and a reinforcing polymer.

イオン交換ポリマと補強用ポリマの混合態様は特に問わ
ないが、例えばイオン交換ポリマを鞘成分の主成分に補
強用ポリマを芯成分にした芯鞘型繊維、多芯型混合及び
多芯型複合繊維が好ましく用いられる。特に多芯型複合
繊維が十分な機械強度を有しており圧密化防止に有効で
あり、かつイオン交換体としての比表面積が大きく好ま
しい。
The mixing mode of the ion-exchange polymer and the reinforcing polymer is not particularly limited, but for example, core-sheath type fibers, multi-core mixed fibers, and multi-core composite fibers in which the ion exchange polymer is the main component of the sheath component and the reinforcing polymer is the core component. is preferably used. In particular, multifilamentary composite fibers are preferred because they have sufficient mechanical strength, are effective in preventing compaction, and have a large specific surface area as an ion exchanger.

イオン交換ポリマとしては特に限定されないが、ポリス
チレン系、ポリアクリル系、ポリアミド系。
Ion exchange polymers include, but are not limited to, polystyrene, polyacrylic, and polyamide.

ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリフェノ
ール系、ポリ−α−オレフィン系化合物等にイオン交換
基を導入したポリマを挙げることができる。特に架橋不
溶化したポリスチレン系化合物にイオン交換基を導入し
たポリマが本発明上極めて重要なイオン交換性能および
化学的安定性の点で優れており好ましい。
Examples include polymers in which ion exchange groups are introduced into polyester-based, polyvinyl alcohol-based, polyphenol-based, poly-α-olefin-based compounds, and the like. In particular, a polymer obtained by introducing an ion exchange group into a crosslinked and insolubilized polystyrene compound is preferable because it is excellent in ion exchange performance and chemical stability, which are extremely important in the present invention.

また、補強用ポリマとしてはポリ−α−オレフィン、ポ
リアミド、ポリエステル、ポリアクリル等を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。中でも
、イオン交換繊維の製造上ポリ−α−オレフィンが耐薬
品性に優れていて好ましい。ポリ−α−オレフィンとし
てはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−3−メチル
ブテン−1,ポリ−4−メチルペンテン−1等が挙げら
れるがこれらに限られない。
In addition, examples of the reinforcing polymer include poly-α-olefin, polyamide, polyester, polyacrylic, etc., but the reinforcing polymer is not limited thereto. Among these, poly-α-olefin is preferred because it has excellent chemical resistance for producing ion-exchange fibers. Examples of the poly-α-olefin include, but are not limited to, polyethylene, polypropylene, poly-3-methylbutene-1, poly-4-methylpentene-1, and the like.

かかるイオン交換繊維の直径は、高比表面積を有しかつ
プリコート層の圧密化防止の点から10〜100μmが
好ましい。より好ましくは20〜70μm1特に30〜
5′0μm(乾燥状態)が最も好ましい。
The diameter of such ion exchange fibers is preferably 10 to 100 μm from the viewpoint of having a high specific surface area and preventing compaction of the precoat layer. More preferably 20-70μm1, especially 30-70μm1
5'0 μm (dry state) is most preferred.

また、繊維長はプリコート層の適度な空隙率を保持する
目的から0. 1〜IMが好ましい。より好ましくは、
0.15〜0.6mm、特に0.2〜0.4mmが最も
好ましい。
In addition, the fiber length is set to 0.0 mm for the purpose of maintaining an appropriate porosity of the precoat layer. 1 to IM is preferred. More preferably,
0.15-0.6 mm, especially 0.2-0.4 mm is most preferred.

この繊維の断面形状としては、円形の他種々の形状のも
のが用いられる。
The cross-sectional shape of this fiber may be circular or various other shapes.

本発明における粉末イオン交換樹脂としては、好ましく
は粒径が1〜250μmのもの、より好ましくは平均粒
径60μm以下のものが用いられる。具体的には化学的
安定性、イオン交換性能に優れたスチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体にイオン交換基を導入したイオン交換樹
脂あるいはアクリル酸系モノマージビニルベンゼン共重
合体からなるイオン交換樹脂を粉末まで粉砕したものを
挙げることができる。
The powdered ion exchange resin used in the present invention preferably has a particle size of 1 to 250 μm, more preferably an average particle size of 60 μm or less. Specifically, we use ion exchange resins made by introducing ion exchange groups into styrene-divinylbenzene copolymers, which have excellent chemical stability and ion exchange performance, or ion exchange resins made from acrylic acid-based monomer divinylbenzene copolymers, down to powder. It can be crushed.

本発明におけるイオン交換繊維及び粉末イオン交換樹脂
のイオン交換基とはアニオン交換基、カチオン交換基を
意味する。
The ion exchange group of the ion exchange fiber and powdered ion exchange resin in the present invention means an anion exchange group and a cation exchange group.

アニオン交換基としては、ハロアルキル化物をトリメチ
ルアミン等の第3級アミンで処理することによって得ら
れる強塩基性アニオン交換基、及びイソプロピルアミン
、ジエチルアミン、ピペラジン、モルホリン等の2級以
下のアミンで処理することによって得られる弱塩基性ア
ニオン交換基があげられるが、本発明における処理性能
の点で強塩基性アニオン交換基が好ましい。
As the anion exchange group, a strongly basic anion exchange group obtained by treating a haloalkylated product with a tertiary amine such as trimethylamine, and a secondary or lower amine such as isopropylamine, diethylamine, piperazine, and morpholine can be used. Examples include weakly basic anion exchange groups obtained by the following, but strongly basic anion exchange groups are preferable from the viewpoint of treatment performance in the present invention.

カチオン交換基としては、スルホン酸基、ホスホン酸基
、カルボン酸基、イミノジ酢酸基等のアミノカルボン酸
基等が好ましく用いられるが、本発明における処理性能
の点でスルホン酸基がより好ましい。
As the cation exchange group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a carboxylic acid group, an aminocarboxylic acid group such as an iminodiacetic acid group, etc. are preferably used, and a sulfonic acid group is more preferable in terms of treatment performance in the present invention.

イオン交換繊維の具体的な製造法としては、ポリスチレ
ン系化合物とポリ−α−オレフィンからなる多芯型混合
もしくは複合繊維を酸触媒下でホルムアルデヒド源でポ
リスチレン部を架橋不溶化し、次に公知の方法でイオン
交換基を導入して製造する方法、ポリ−α−オレフィン
繊維にスチレン−ジビニルベンゼンを含浸させ、共重合
後イオン交換基を導入して混合繊維を製造する方法、ポ
リアクリロニトリル・ポリアミド・ポリエステル繊維な
どの外層部に化学修飾法・グラフト法などでイオン交換
基を導入して芯鞘型繊維を製造する方法などをあげるこ
とができるがこれらに限ったものでは無い。
A specific method for producing ion exchange fibers is to crosslink and insolubilize the polystyrene portion of a multicore mixed or composite fiber made of a polystyrene compound and poly-α-olefin with a formaldehyde source under an acid catalyst, and then to insolubilize the polystyrene portion by a known method. A method for producing mixed fibers by impregnating poly-α-olefin fibers with styrene-divinylbenzene and introducing ion exchange groups after copolymerization, polyacrylonitrile/polyamide/polyester Examples include, but are not limited to, methods of manufacturing core-sheath type fibers by introducing ion exchange groups into the outer layer of fibers by chemical modification, grafting, or the like.

ここで本発明におけるプリコート材としてのイオン交換
繊維と粉末イオン交換樹脂の組合せは、[Fc、  R
aコ 、   [Rc、  Fa]  、   [Fc
、  Rc。
Here, the combination of ion exchange fiber and powdered ion exchange resin as the precoat material in the present invention is [Fc, R
ako, [Rc, Fa], [Fc
, Rc.

Fa]  [Fc、Fa、Ra]  [Fc、Re、R
aコ  [Rc、   Fa、   Ra]   [F
c、   Rc、   Fa。
Fa] [Fc, Fa, Ra] [Fc, Re, R
ako [Rc, Fa, Ra] [F
c, Rc, Fa.

Ra]等が出口水質の向上を考慮すると好ましく、特に
原子力発電所の用廃水の浄化には[Fc、Rc、Ra]
が最も好ましい。ここで、Fc、Faはそれぞれカチオ
ンおよびアニオン交換繊維、Rc、Raはそれぞれ粉末
カチオンおよび粉末アニオン交換樹脂を意味する。
[Fc, Rc, Ra] etc. are preferable in consideration of improving the quality of the outlet water, and especially for purifying wastewater of nuclear power plants, [Fc, Rc, Ra] etc.
is most preferred. Here, Fc and Fa mean cation and anion exchange fibers, respectively, and Rc and Ra mean powder cation and powder anion exchange resin, respectively.

本発明において、プリコート材全体量に対するイオン交
換繊維の割合は、乾燥重量換算で10〜60%が好まし
い。より好ましくは15〜50%、更に好ましくは20
〜40%である。これは繊維含有量が少ないとプリコー
ト層の適度な空隙率と圧密化防止効果および高比表面積
の確保の点で効果が小さく、多すぎるとプリコート層の
空隙率が大きくなり差圧的には寿命が伸びるが処理水の
水質が劣ってしまうからである。 本発明のプリコート
材におけるカチオン交換体/アニオン交換体の比は好ま
しくは1/10〜10/1の範囲であるが、原子力発電
所の用廃水の浄化には特に1/2〜10/1が好ましい
In the present invention, the ratio of the ion exchange fiber to the total amount of the precoat material is preferably 10 to 60% in terms of dry weight. More preferably 15 to 50%, still more preferably 20%
~40%. This means that if the fiber content is too low, the precoat layer will have a moderate porosity, compaction prevention effect, and high specific surface area. This is because the quality of the treated water will be poor, although the water will increase. The ratio of cation exchanger/anion exchanger in the precoat material of the present invention is preferably in the range of 1/10 to 10/1, but 1/2 to 10/1 is particularly suitable for purifying wastewater from nuclear power plants. preferable.

ここで、本発明の大きな特徴は、上記プリコート材をエ
レメントにプリコートする操作を原水処理前と原水処理
途中に分けて行うようにしたことである。これは原水処
理前にプリコートした濾過材が不純物を内部濾過で捕捉
し、その後不純物がケーク状になるに従って表面濾過に
変化する時点で新しいプリコート材をそのうえからプリ
コートする方法で、またその新しいプリコート層が内部
濾過を行うため、同量のプリコート層でより有効に内部
濾過時間を持つことができると言うものである。上記材
料のプリコート材としての使用方法は任意であり、例え
ば粉末カチオン・アニオン交換樹脂とイオン交換繊維を
水中で攪拌混合しフロック体とする、粉末カチオン・ア
ニオン交換樹脂を水中で攪拌混合しフロック体とした後
イオン交換繊維を混入し攪拌混合してフロック体とする
、あるいは粉末カチオン・アニオン交換樹脂・イオン交
換繊維各々を水中で攪拌混合しフロック体とした後イオ
ン交換繊維を混入し攪拌混合してフロック体とするなど
通常の方法で調整し、ステッププリコートすれば良い。
Here, a major feature of the present invention is that the operation of precoating the element with the precoat material is performed separately before and during raw water treatment. This is a method in which the filter material pre-coated before raw water treatment captures impurities through internal filtration, and then a new pre-coat material is pre-coated on top of it when the impurities change to surface filtration as the impurities become cake-like. Since this method performs internal filtration, the same amount of precoat layer can provide more effective internal filtration time. The above material can be used as a pre-coat material in any manner. For example, stirring and mixing powdered cation/anion exchange resin and ion exchange fiber in water to form a flock; stirring and mixing powdered cation/anion exchange resin in water to form a flock After that, ion exchange fibers are mixed and stirred to form a floc, or powdered cation exchange resin, anion exchange resin, and ion exchange fiber are stirred and mixed in water to form a floc, and then ion exchange fibers are mixed and stirred and mixed. It can be adjusted using the usual method such as making it into a flocked body, and then step-precoated.

また、攪拌混合時に界面活性剤などの分散剤を添加して
も良い。
Further, a dispersant such as a surfactant may be added during stirring and mixing.

本発明に用いるプリコート支持体としては、円筒型9葉
状型など通常のプリコート濾過器やイオン交換濾過など
に用いられる通常の形状の濾過支持体が全て使用可能で
ある。
As the precoat support used in the present invention, all filtration supports in the usual shapes used for normal precoat filters, ion exchange filtration, etc., such as a cylindrical nine-lobed type, can be used.

また、プリコート層の厚さは1段目が、好ましくは1.
5〜15mm、より好ましくは2〜10mm。
Further, the thickness of the precoat layer is preferably 1.
5-15 mm, more preferably 2-10 mm.

2段目は好ましくは0.5〜10mm、より好ましくは
1〜5關である。これは1段目のプリコート厚みが薄す
ぎると初期の不純物捕捉率が下がって処理水の水質が悪
化する傾向にあり、厚すぎると2段目のプリコート厚み
が減って内部濾過期間が短くなりステッププリコートに
よる効果が有効に表れないことがあるからである。
The second stage is preferably 0.5 to 10 mm, more preferably 1 to 5 mm. This is because if the thickness of the first stage precoat is too thin, the initial impurity capture rate will decrease and the quality of the treated water will tend to deteriorate; if it is too thick, the second stage precoat thickness will decrease and the internal filtration period will be shortened. This is because the effect of pre-coating may not be effective.

本発明において2段目のプリコートを開始する時期は1
段目のプリコート後被処理水を通水して通水差圧が0.
01〜0 、 4 kg / cti程度となった時が
好ましく、より好ましくは0.05〜0. 2kg/a
lまで上昇した時点であり、通水を一旦止めて2段目の
プリコートを行う。
In the present invention, the timing to start the second stage precoating is 1
After precoating the stage, the water to be treated is passed through and the water flow differential pressure is 0.
It is preferable that it is about 0.01 to 0.4 kg/cti, more preferably 0.05 to 0.05 kg/cti. 2kg/a
At this point, the water flow is temporarily stopped and the second stage of precoating is performed.

またステッププリコートの回数は2段と決まったもので
は無く、数回に分けて行ってももちろん良いが、廃プリ
コート材を極力少なくしてかつプリコート寿命を延ばし
処理水の水質を向上させると言う目的から薄く何段も重
ねることはプリコート材量を多く使用するか、あるいは
水質の悪化を招くおそれがあるので、2〜3段程度が好
ましい。
Also, the number of times of step precoating is not fixed as two steps, and of course it may be performed in several steps, but the purpose is to minimize the amount of waste precoat material, extend the life of the precoat, and improve the quality of the treated water. If the layers are stacked thinly in multiple layers, a large amount of precoat material will be used or there is a risk of deterioration of water quality, so 2 to 3 layers is preferable.

本発明において、被処理水溶液のプリコート層への通過
速度は1〜20m/hr程度であり、プリコート層の通
水圧力損失が2 kg / ad程度に達した時に通常
の方法で逆洗し、支持体は繰り返し使用する。
In the present invention, the passage speed of the aqueous solution to be treated to the precoat layer is about 1 to 20 m/hr, and when the water flow pressure loss of the precoat layer reaches about 2 kg/ad, it is backwashed by a normal method and the support is removed. The body is used repeatedly.

本発明は従来のプリコート濾過法に比べ、大きく寿命を
延長しかつ水質の向上を可能にした。
Compared to the conventional pre-coat filtration method, the present invention has made it possible to significantly extend the service life and improve water quality.

それは第一に薄くプリコートされた濾過層が、イオン交
換繊維が核になった粉末イオン交換樹脂のフロックから
形成され全体として一体化した丈夫な構造を有しており
、イオン交換繊維が混在することにより適度な嵩高さを
有し、通水時圧密化現象を防ぎ、イオン交換あるいは吸
着に必要な空隙率を維持し、かつ比表面積の大きい繊維
自体が非常に有効なイオン交換機能をもつためプリコー
ト層全体の粒間に無駄なく被処理水溶液中の不純物(ク
ラッド等コロイドやイオン等)を取り込むことができる
こと、第二にステッププリコートを行い、二層に渡り内
部濾過を行い内部濾過期間を延ばして通液差圧の上昇を
押さえてプリコート材の容量を有効に使うことができる
ことという2つの効果が互いに損なわれること無く有効
に発揮され、なおかつイオン交換繊維混合法とステップ
プリコート法を組み合わせる事によって樹脂のみのステ
ッププリコートでは全く見られなかったステッププリコ
ートによる圧密化防止現象の2発現という新しい効果が
現れることがわかった。これは、圧力がかかった際のプ
リコート材量の材料分布の相違からくる効果である。
Firstly, it has a durable structure in which the thin pre-coated filtration layer is formed from a flock of powdered ion exchange resin with ion exchange fibers as the core, and is integrated as a whole, and ion exchange fibers are mixed in. Pre-coated fibers have an appropriate bulk, prevent compaction during water passage, maintain the porosity necessary for ion exchange or adsorption, and have a large specific surface area.The fiber itself has a very effective ion exchange function. Impurities in the aqueous solution to be treated (colloids such as crud, ions, etc.) can be taken in between the grains of the entire layer without waste.Secondly, step precoating is performed and internal filtration is performed over two layers to extend the internal filtration period. The two effects of suppressing the increase in the differential pressure through the liquid and making effective use of the capacity of the precoating material are achieved without compromising each other, and by combining the ion exchange fiber mixing method and the step precoating method, the resin It was found that step precoating produced two new effects of compaction prevention, which were not observed at all with step precoating. This is an effect resulting from the difference in material distribution of the amount of precoat material when pressure is applied.

以下に実施例を示すが本発明はこれらに限定されるもの
では無い。
Examples are shown below, but the present invention is not limited thereto.

[実施例] (実施例) 製糸した多芯海島型複合繊維[海成分ポリスチレン/島
成分ポリエチレン=50150(島数16)]を長さ0
.3順に切断してカットアイバーを得た。該カットファ
イバー1重量部を市販の1吸硫酸7.5容量部とパラフ
ォルムアルデヒド0゜1重量部からなる架橋・スルホン
化溶液に加え90℃で4時間反応処理し、さらに100
℃で3時間反応した後水洗した。次にアルカリで処理し
てから塩酸で活性化することによってスルホン酸基を有
するカチオン交換繊維を得た。(交換容量3゜5ミリ当
量/ g  N a +繊維径約40μm)交換容量は
次の方法で測定した。
[Example] (Example) Spun multicore sea-island composite fiber [sea component polystyrene/island component polyethylene = 50150 (number of islands 16)] with length 0
.. Cut eye bars were obtained by cutting in three steps. 1 part by weight of the cut fiber was added to a crosslinking/sulfonation solution consisting of 7.5 parts by volume of commercially available 1-absorbed sulfuric acid and 0.1 part by weight of paraformaldehyde, and reacted at 90°C for 4 hours.
After reacting at ℃ for 3 hours, it was washed with water. Next, a cation exchange fiber having sulfonic acid groups was obtained by treating with an alkali and then activating with hydrochloric acid. (Exchange capacity: 3.5 milliequivalents/g Na + fiber diameter of about 40 μm) The exchange capacity was measured by the following method.

0、INの水酸化ナトリウム50m1にこのカットファ
イバー1gを入れ2時間振とうし、5ml正確にはかり
とって中和滴定によって計算する。
1 g of this cut fiber was added to 50 ml of sodium hydroxide at 0.0000000000000000000000000000000000000000000000000 IN, and 1 g of this cut fiber was added to 50 ml of sodium hydroxide and shaken for 2 hours.

市販の粉末カチオン交換樹脂[“パウデックス”−PC
I (オルガノ株式会社)、スルホン酸基を有する。交
換容量5.0ミリ当量/g]と市販の粉末アニオン交換
樹脂[“パウデックス”−PAO(オルガノ株式会社)
、トリメチルアンモニウム基を有する。交換容量3.2
ミリ当量/g]の混合体に上記イオン交換繊維を全量の
30%の割合になるように加えて、カチオン/アニオン
比率が6/1になるように調整してフロック体作った。
Commercially available powder cation exchange resin [“Powdex”-PC
I (Organo Co., Ltd.), has a sulfonic acid group. exchange capacity 5.0 meq/g] and a commercially available powdered anion exchange resin [“Powdex”-PAO (Organo Co., Ltd.)
, has a trimethylammonium group. Exchange capacity 3.2
The ion exchange fibers were added to a mixture of milliequivalents/g at a ratio of 30% of the total amount, and the cation/anion ratio was adjusted to 6/1 to prepare a floc.

内部にアクリルの支持板がついたカラム(5〇−φ)を
用い、支持板上にの濾紙を置いてその上に上記フロック
体を1.37g(全量の約70%)堆積させ、プリコー
トした。その際のケーク厚みは3.5mmであった。
Using a column (50-φ) equipped with an acrylic support plate inside, a filter paper was placed on the support plate, and 1.37 g (approximately 70% of the total amount) of the above floc was deposited on it and precoated. . The thickness of the cake at that time was 3.5 mm.

上から、鉄換算で、5ppmの非晶鉄(水酸化第二鉄、
平均粒径3.6μm)を含む調整した模擬液を8m/h
rの流速で通水し、濾過時間、鉄濃度と通水差圧を測定
した。通水差圧がO,1kg/−程度まで上がった時点
で被処理液の通水を一旦止め、残りのフロック体0.6
g(全量の約30%)を上からプリコートした。2段目
のケーク厚みは1.7mmであった。上記模擬液を8 
m / hrの流速で、原子力発電所でのプリコート材
の差圧限界値と決められている約1 、 8 kg /
 c&になるまで再通水し、濾過時間(プリコート寿命
)と鉄濃度の測定から出口水質の変化を見て鉄捕捉率を
算出した。
From the top, 5 ppm of amorphous iron (ferric hydroxide,
A simulated liquid containing particles with an average particle size of 3.6 μm was applied at 8 m/h.
Water was passed through the tube at a flow rate of r, and the filtration time, iron concentration, and water flow differential pressure were measured. When the water flow differential pressure rises to about 0.1 kg/-, the water flow of the liquid to be treated is temporarily stopped, and the remaining floc body 0.6
g (approximately 30% of the total amount) was pre-coated from above. The thickness of the second tier cake was 1.7 mm. Add the above simulated liquid to 8
m / hr flow rate, about 1,8 kg / hr, which is determined as the differential pressure limit for precoated materials in nuclear power plants.
Water was passed through the tube again until c&, and the iron capture rate was calculated by observing changes in outlet water quality from measurements of filtration time (precoat life) and iron concentration.

実験終了後、使用したケークをそのままの形でとりだし
ケーク厚みを測定して圧密化度合いを調べた。
After the experiment was completed, the cake used was taken out in its original form and the thickness of the cake was measured to examine the degree of compaction.

その結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

(比較例1) イオン交換繊維を混合しないこと以外は実施例1と同様
にしてフロック体のケークを作り、実施例1とまったく
同様の実験を行なった。
(Comparative Example 1) A flock cake was made in the same manner as in Example 1 except that ion exchange fibers were not mixed, and an experiment was conducted in exactly the same manner as in Example 1.

原液処理前の一段目プリコートケーク厚みは3゜11I
IIN+に段目は1.5mmであった。
The thickness of the first stage pre-coat cake before stock solution treatment is 3゜11I
The step height for IIN+ was 1.5 mm.

その実験結果を表1に示す。The experimental results are shown in Table 1.

(比較例2) プリコート回数を1段にして、フロック体1゜96g(
約1. 0kg/rr?)を−度にプリコートする通常
のプリコート法を採った以外は実施例1とまったく同様
の実験を行なった。
(Comparative Example 2) The number of precoating steps was set to 1, and the flock body weighed 1°96g (
Approximately 1. 0kg/rr? An experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that the usual precoating method of precoating 20% of the sample was used.

原液処理前のプリコートケーク厚みは5. 2mmであ
った。
The thickness of the precoat cake before stock solution treatment is 5. It was 2 mm.

その実験結果を表1に示す。The experimental results are shown in Table 1.

(比較例3) イオン交換繊維を混合しないこととプリコート回数を1
段にして、フロック体1.96g(約1゜Okg/rr
f)を−度にプリコートする通常のプリコート法を採っ
た以外は実施例1とまったく同様の実験を行なった。
(Comparative Example 3) Not mixing ion-exchange fibers and precoating the number of times by 1
1.96g of flock body (approximately 1゜Okg/rr
An experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that a normal precoating method was used in which f) was precoated twice.

原液処理前のプリコートケーク厚みは4.8Mであった
The thickness of the precoat cake before the stock solution treatment was 4.8M.

その実験結果を表1に示す。The experimental results are shown in Table 1.

この結果より、イオン交換繊維を混入すると寿命延長と
水質向上が、ステッププリコート法を採ると内部濾過期
間の延長による寿命延長効果がみられるが、両者を併用
することはそれらの効果をなんら損なうことなく有効に
発揮させ、なおかつ樹脂のみの系では全く見られなかっ
たステッププリコート法をとることによる圧密化防止効
果の向上が見られ、本発明プリコート材の寿命延長と水
質向上に対して従来に無い有効な方法であることがわか
った。
These results show that mixing ion-exchange fibers extends lifespan and improves water quality, and using the step precoat method extends lifespan by extending the internal filtration period, but using both together does not impair these effects. Furthermore, the step precoating method, which was completely unseen with resin-only systems, improved the compaction prevention effect, which was unprecedented in terms of extending the life of the precoating material of the present invention and improving water quality. It turned out to be an effective method.

[発明の効果コ 本発明に係る水溶液の浄化法は、イオン交換繊維の混入
によってフロック体に適度な空隙率と圧縮強度を付与し
てプリコート材の寿命を延ばし、かつ表面積の大きい繊
維の優れたイオン交換性能によって処理水の水質向上を
可能にし、ステッププリコートを行なうことによりフロ
ック体の内部濾過期間を延ばして通水差圧の上昇を押さ
えフロック体全体量のイオン交換性能を有効に使う事が
でき、その2つの効果によりプリコート材の寿命を飛躍
的に延ばし、水質向上も併せて可能にした。
[Effects of the Invention] The aqueous solution purification method according to the present invention extends the life of the precoat material by imparting appropriate porosity and compressive strength to the floc by mixing ion-exchange fibers, and improves the quality of the fibers with a large surface area. The ion exchange performance makes it possible to improve the quality of the treated water, and step pre-coating extends the internal filtration period of the floc, suppressing the increase in water flow differential pressure and making effective use of the ion exchange performance of the entire floc. These two effects dramatically extended the life of the precoat material and also made it possible to improve water quality.

しかも、樹脂のみの系では全く見られ無かったステップ
プリコート法による圧密化防止効果が本発明では現れ、
既知の上記効果から予測される効果以上のいっそうの寿
命延長が可能になった。
Moreover, the present invention exhibits an effect of preventing compaction due to the step precoating method, which was not observed at all with resin-only systems.
It has become possible to extend the lifespan further than expected from the known effects mentioned above.

これにより、様々に用いられている水処理用プリコート
材の廃棄物減容化が進み、特に原子力発電所においては
危惧されている作業員の放射線被爆量を大きく低減する
ことができる。
As a result, the waste volume of variously used precoat materials for water treatment can be reduced, and the amount of radiation exposure of workers, which is a concern especially in nuclear power plants, can be significantly reduced.

本発明が利用される被処理水は、限られたちのではなく
、プリコート濾過器を用いるもの全てに適用されるが、
特に原子力発電所や火力発電所の用廃水には効果的であ
る。
The water to be treated to which the present invention is applied is not limited, but is applicable to all types of water that use a precoat filter.
It is particularly effective for wastewater from nuclear power plants and thermal power plants.

原子力発電所や火力発電所の用廃水とは、循環系復水・
燃料プール水・脱塩装置逆洗廃水・水蒸気発生ブロー水
・失水分離器ドレン水・キャビティ水・サプレッション
プール水・炉心水などが挙げられ、その中でも特に原子
力復水の浄化に卓効を示す。
Wastewater from nuclear power plants and thermal power plants refers to circulating condensate and
Examples include fuel pool water, desalination equipment backwash wastewater, steam generation blow water, water loss separator drain water, cavity water, suppression pool water, and core water, among which it is particularly effective in purifying nuclear condensate. .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 濾過材をエレメントにプリコートして原水中の不純物を
浄化するプリコート濾過法において、プリコート材とし
て粉末イオン交換樹脂およびイオン交換繊維を用い、か
つそのプリコート材を前記エレメントにコーティングす
る操作を原水処理前と原水処理途中に分けて行うことを
特徴とする水溶液の浄化法。
In the precoat filtration method, which purifies impurities in raw water by precoating a filter material onto an element, powdered ion exchange resin and ion exchange fiber are used as the precoat material, and the operation of coating the element with the precoat material is performed before raw water treatment. An aqueous solution purification method characterized by performing the treatment in parts during raw water treatment.
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DE69007027T DE69007027T2 (en) 1989-05-24 1990-05-24 WATER TREATMENT METHOD.
PCT/JP1990/000661 WO1990014311A1 (en) 1989-05-24 1990-05-24 Method of water treatment
EP90907488A EP0429661B1 (en) 1989-05-24 1990-05-24 Method of water treatment
ES90907488T ES2050439T3 (en) 1989-05-24 1990-05-24 WATER TREATMENT METHOD.
KR1019910700089A KR0139948B1 (en) 1989-05-24 1991-01-24 Method of water treatment
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60248212A (en) * 1984-05-23 1985-12-07 Kurita Water Ind Ltd Removal of impurity from liquid
JPH01159096A (en) * 1987-12-16 1989-06-22 Hitachi Ltd Ion exchange filtration method

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