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JPH04227809A - Method for purifying aqueous solution - Google Patents

Method for purifying aqueous solution

Info

Publication number
JPH04227809A
JPH04227809A JP3126200A JP12620091A JPH04227809A JP H04227809 A JPH04227809 A JP H04227809A JP 3126200 A JP3126200 A JP 3126200A JP 12620091 A JP12620091 A JP 12620091A JP H04227809 A JPH04227809 A JP H04227809A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion exchange
precoat
water
fiber
ion
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
JP3126200A
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 JP3126200A priority Critical patent/JPH04227809A/en
Publication of JPH04227809A publication Critical patent/JPH04227809A/en
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  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the quality of treated water and to prolong the service life of a precoat. CONSTITUTION:An aq. soln. is purified by a precoated filter. The precoat is formed with a powdery ion-exchange resin A and an ion-exchange fiber B consisting of an ion-exchange polymer and a reinforcing polymer, and at least the ion-exchange fiber B is precoated by the body feed method.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】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、特にプリコート瀘過器を用いる
水溶液の浄化方法に関するものである。
[Field of Industrial Application] 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 particularly relates to a method for purifying aqueous solutions using a precoat filter. It is.

【0002】0002

【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瀘過器に
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。プリコート瀘過とは、何らかの支持体に
プリコート材で、ある厚みをもった瀘過層を形成させ、
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る。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、その層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瀘過器と呼ばれている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, powdered ion exchange resin has been used as a precoat material in precoat type filters for purifying water and wastewater in nuclear power plants, thermal power plants, and the like. Precoat filtration is a process in which a filtration layer with a certain thickness is formed using a precoat material on some kind of support.
It is a general term for a method in which impurities contained in the water to be treated are removed by passing the water through the layer. Recently, there is a method in which a powdered ion exchange resin is precoated on a support element using hydraulic pressure, and the water to be treated is passed through that layer to purify it.
This device is called a precoat filter.

【0003】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。
[0003] 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.
The time of backwashing was controlled by differential pressure.

【0004】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。
[0004] Particularly in nuclear power plants, waste precoat materials that have been backwashed and recovered are all subject to storage and storage because they contain radioactive materials, and the ever-increasing number of such treatments has become a new social problem.

【0005】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)をできるだけ長く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。
[0005] Therefore, for the purpose of reducing waste, it has become necessary to lengthen the period from precoating to backwashing (the life span of water sampling with one precoating material) as long as possible. This is not just a matter of preventing the differential pressure rise of the precoat material and extending the water sampling life; it is meaningless unless the quality of the treated water is equal to or better than that of existing materials.

【0006】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線被爆量の大幅な低減にも卓効を示
す。
[0006] If it were possible to improve the quality of treated water, it would be extremely effective in significantly reducing the radiation exposure of nuclear power plant workers.

【0007】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)
[0007] 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).
.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのイオ
ン交換繊維は、物理的にプリコート材がクラックを発生
させない程度の効果で終わっており、上記目的を達成で
きるようなものでは無かった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, these ion exchange fibers are only effective at preventing the precoat material from physically cracking, and are not capable of achieving the above object.

【0009】プリコート材寿命を実用的に延長させるた
めには、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、かつ通水時に圧密化しないことが要求
される。また、水質向上にはプリコート層を構成するイ
オン交換体が大きい比表面積と交換容量を有することが
重要である。
[0009] In order to practically extend the life of the precoat material, it is required that the precoat layer composed of an ion exchanger has an appropriate porosity and that it is not compacted when water is passed through it. Furthermore, in order to improve water quality, it is important that the ion exchanger constituting the precoat layer has a large specific surface area and exchange capacity.

【0010】プリコート瀘過において被処理水は通水当
初プリコート層の内部瀘過機構で浄化され、瀘過が進む
につれてプリコート材の表面瀘過機構に移行する。この
際に内部瀘過期間はほとんど通水差圧の上昇がみられな
いのに対して、表面瀘過に移行すると同時に急速な差圧
上昇が見られることが知られており、プリコート材の寿
命延長には内部瀘過期間を延長する必要がある。
In precoat filtration, the water to be treated is purified by the internal filtration mechanism of the precoat layer at the beginning of water passage, and as the filtration progresses, it is transferred to the surface filtration mechanism of the precoat material. At this time, it is known that during the internal filtration period, there is almost no increase in the water flow differential pressure, but as soon as the transition to surface filtration occurs, a rapid increase in the differential pressure is observed. For extension, it is necessary to extend the internal filtration period.

【0011】しかもプリコート材を全量エレメントにプ
リコートしてから処理水を通水して処理する従来法では
プリコート材のうち被処理水に接している側の部分のみ
が使われ、プリコート層内部にいくに従ってそのイオン
交換・吸着能は使われること無く廃棄されており、効率
が非常に悪かった。
Moreover, in the conventional method of precoating the entire element with the precoat material and then passing the treated water through it for treatment, only the part of the precoat material that is in contact with the water to be treated is used, and the precoat material goes inside the precoat layer. Accordingly, its ion exchange and adsorption capacity was discarded without being used, resulting in very low efficiency.

【0012】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し
、プリコートの瀘過寿命を延ばし、かつ処理水の水質が
従来の方法より向上する、水溶液の浄化方法を提供する
ことを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide an aqueous solution purification method that eliminates the drawbacks of the prior art, extends the filtration life of the precoat, and improves the quality of treated water compared to conventional methods. It is.

【0013】[0013]

【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 for Solving the Problems] That is, the present invention has the following configuration.

【0014】水溶液をプリコート瀘過器で浄化する方法
において、プリコート材が粉末イオン交換樹脂(イ)と
、イオン交換ポリマおよび補強用ポリマからなるイオン
交換繊維(ロ)とからなり、かつ少なくともイオン交換
繊維(ロ)がボディーフィード法でプリコートされるこ
とを特徴とする水溶液の浄化方法。
[0014] In the method of purifying an aqueous solution using a precoat filter, the precoat material is composed of a powdered ion exchange resin (a) and ion exchange fibers (b) made of an ion exchange polymer and a reinforcing polymer, and at least the ion exchange A method for purifying an aqueous solution, characterized in that fibers (b) are precoated by a body feed method.

【0015】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

【0016】本発明で用いるイオン交換繊維(ロ)は、
イオン交換用ポリマと補強用ポリマからなる繊維である
ところに特長をもち、補強用ポリマの効果により強度を
保ち、プリコート層の圧密化を有効に防止することがで
きる。
The ion exchange fiber (b) used in the present invention is
The fiber is made of an ion exchange polymer and a reinforcing polymer, and the reinforcing polymer maintains its strength and can effectively prevent the precoat layer from becoming compacted.

【0017】イオン交換用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 manner in which the ion exchange polymer and the reinforcing polymer are mixed is not particularly limited, but for example, core-sheath type fibers in which the ion exchange polymer is the main component of the sheath component and the reinforcing polymer is the core component,
Multicore mixed and multicore composite fibers are 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.

【0018】イオン交換繊維(ロ)における補強用ポリ
マの割合は、あまり少なすぎると機械的強度が弱くなり
、逆にあまり多すぎるとイオン交換容量や吸着量が低下
することから、好ましくは10〜70%、より好ましく
は20〜50%の範囲である。
The proportion of the reinforcing polymer in the ion exchange fiber (b) is preferably 10 to 10, because if it is too small, the mechanical strength will be weakened, and if it is too large, the ion exchange capacity and adsorption amount will be reduced. 70%, more preferably in the range of 20-50%.

【0019】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
,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。
Ion exchange polymers are not particularly limited, but include polymers with ion exchange groups introduced into polystyrene, polyacrylic, polyamide, polyester, polyvinyl alcohol, polyphenol, poly-α-olefin compounds, etc. can be mentioned. 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.

【0020】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。
Further, examples of the reinforcing polymer include poly-α-olefin, polyamide, polyester, polyacrylic, etc., but are not limited to these. Among these, poly-α-olefin is preferred because it has excellent chemical resistance for producing ion-exchange fibers. Poly-α-olefins include polyethylene, polypropylene, poly-3-methylbutene-1, poly-4-methylpentene-
Examples include, but are not limited to, 1st grade.

【0021】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15〜
100μmが好ましい。より好ましくは20〜70μm
、特に30〜50μm(乾燥状態)が最も好ましい。
[0021] The diameter of such ion-exchange fibers is 15 to 15, from the viewpoint of having a high specific surface area and preventing compaction of the precoat layer.
100 μm is preferred. More preferably 20 to 70 μm
, especially 30 to 50 μm (dry state) is most preferred.

【0022】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0.1〜1mm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。
Further, the fiber length is preferably 0.1 to 1 mm for the purpose of maintaining an appropriate porosity of the precoat layer. More preferably 0.15-0.6 mm, especially 0.2-0.
4 mm is most preferred.

【0023】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。
[0023] The cross-sectional shape of this fiber may be circular or various other shapes.

【0024】本発明における粉末イオン交換樹脂(イ)
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モノマ−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。
Powdered ion exchange resin (a) in the present invention
The particles preferably have a particle size of 1 to 250 μm, and more preferably have 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 monomer-divinylbenzene copolymers, down to powder. It can be crushed.

【0025】本発明におけるイオン交換繊維(ロ)及び
粉末イオン交換樹脂(イ)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 (b) and powdered ion exchange resin (a) in the present invention means an anion exchange group or a cation exchange group.

【0026】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
Examples of the anion exchange group include strongly basic anion exchange groups obtained by treating a haloalkylated product with a tertiary amine such as trimethylamine, and secondary or lower amines such as isopropylamine, diethylamine, piperazine, and morpholine. Examples include weakly basic anion exchange groups obtained by treatment, but strongly basic anion exchange groups are preferred from the viewpoint of treatment performance in the present invention.

【0027】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もちいられるが、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。
[0027] As the cation exchange group, sulfonic acid group,
Aminocarboxylic acid groups such as a phosphonic acid group, a carboxylic acid group, and an iminodiacetic acid group are preferably used, but a sulfonic acid group is more preferred in terms of treatment performance in the present invention.

【0028】本発明における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。
[0028] As a specific method for producing the ion exchange fiber of the present invention, a multicore mixed or composite fiber made of a polystyrene compound and a poly-α-olefin is crosslinked and insolubilized using a formaldehyde source under an acid catalyst. Next, a method of manufacturing by introducing an ion exchange group by a known method, a method of manufacturing a mixed fiber by impregnating poly-α-olefin fiber with styrene-divinylbenzene and introducing an ion exchange group after copolymerization, Examples include a method of manufacturing core-sheath type fibers by introducing ion exchange groups into the outer layer of polyamide or polyester fibers by chemical modification, grafting, or the like.

【0029】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,Ra],[Rc,Fa],[Fc,Rc,Fa]
,[Fc,Fa,Ra],[Fc,Rc,Ra],[R
c,Fa,Ra][Fc,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。
Here, the combination of ion exchange fiber and powdered ion exchange resin as the precoat material in the present invention is [
Fc, Ra], [Rc, Fa], [Fc, Rc, Fa]
, [Fc, Fa, Ra], [Fc, Rc, Ra], [R
c, Fa, Ra] [Fc, Rc, Fa, Ra] and the like are preferable in consideration of improving the quality of the outlet water, and particularly [Fc, Rc, Ra] is most preferable for purifying wastewater from nuclear power plants. Here, Fc and Fa mean cation and anion exchange fibers, respectively, and Rc and Ra mean powder cation and powder anion exchange resin, respectively.

【0030】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10〜6
0%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1/2〜10/1が好
ましく、特に1/1〜10/1がより好ましい。
[0030] In the present invention, the ratio of ion exchange fiber to the total amount of precoat material is 10 to 6 in terms of dry weight.
0% is preferred. More preferably 15 to 50%, still more preferably 20 to 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,
For purification of wastewater from nuclear power plants, the ratio is preferably from 1/2 to 10/1, particularly preferably from 1/1 to 10/1.

【0031】本発明で重要なことはプリコートの方法に
ボディーフィード法を用いることである。ボディーフィ
ード法とは、例えばまず粉末カチオン交換樹脂と粉末ア
ニオン交換樹脂を水中で攪拌混合してフロック体にした
ものあるいはそれにイオン交換繊維を混合して3者のフ
ロック体にしたものを薄くプリコートして、その後イオ
ン交換繊維単独もしくはそれに粉末イオン交換樹脂を混
合したスラリーと被処理水を同時に連続および/または
間欠的に通水する方法をいう。操作の実用性を考慮する
と被処理水と同時に通水するのはイオン交換繊維単独で
あるのが好ましい。この方法は、被処理水中の不純物が
非常に自由度のある状態のプリコート材に接して吸着さ
れてからプリコート層を形成するため、極めて長く内部
瀘過期間を維持でき、差圧の立上がりを有効に阻止する
事ができる。また、プリコート層の体積全体にクラッド
が取込まれるため、プリコート材の吸着容量が100%
無駄無く有効に生かされることができ水質向上において
も非常に効果的である。
[0031] What is important in the present invention is to use the body feed method for precoating. In the body feed method, for example, first, a powdered cation exchange resin and a powdered anion exchange resin are stirred and mixed in water to form a flock, or ion exchange fibers are mixed therein to form a three-part flock, which is thinly precoated. This refers to a method in which a slurry of ion-exchange fiber alone or a powdered ion-exchange resin mixed therein and the water to be treated are simultaneously passed continuously and/or intermittently. Considering the practicality of operation, it is preferable that the ion exchange fiber alone be passed through at the same time as the water to be treated. In this method, the impurities in the water to be treated come into contact with the pre-coat material, which has a high degree of freedom, and are adsorbed before forming the pre-coat layer, so the internal filtration period can be maintained for an extremely long time, and the rise in differential pressure can be effectively controlled. can be prevented. In addition, since the cladding is incorporated into the entire volume of the precoat layer, the adsorption capacity of the precoat material is 100%.
It can be used effectively without waste, and is very effective in improving water quality.

【0032】また、プリコート材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 of the precoat material.

【0033】本発明に用いるプリコート支持体としては
、円筒型,葉状型など通常のプリコート瀘過器やイオン
交換瀘過などに用いられる通常の形状の瀘過支持体が全
て使用可能であり、システムは現在通常行われている装
置にボディーフィードのラインを組み込むだけでそのま
ま適用することができる。
[0033] As the precoat support used in the present invention, all the usual shapes of filtration supports used in ordinary precoat filters, ion exchange filtration, etc., such as cylindrical and leaf-shaped, can be used. can be applied as is by simply incorporating a body feed line into the currently commonly used equipment.

【0034】ここで、プリコート層の厚さは全体として
2〜20mm程度であり、好ましくは3〜10mm程度
が良い。本発明においては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、圧力損失
が1.5〜2kg/cm2 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。
[0034] Here, the total thickness of the precoat layer is about 2 to 20 mm, preferably about 3 to 10 mm. 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 pressure loss reaches about 1.5 to 2 kg/cm2, the support is backwashed by a normal method. Use repeatedly.

【0035】本発明のイオン交換繊維と粉末イオン交換
樹脂を用いたプリコート材は従来のプリコート材に比べ
、大きく寿命を延長しかつ水質の向上を可能にした。 それは薄くプリコートされた瀘過層が、イオン交換繊維
と粉末イオン交換樹脂が一体化した丈夫な構造を有して
おり、該イオン交換繊維が存在することにより適度な嵩
高さを有し、補強用ポリマの効果で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からである。しかもボディーフ
ィード法という画期的なプリコート法を用いることによ
り、内部瀘過期間を延ばし、プリコート材のイオン交換
および吸着容量を有効に利用して、いっそうの寿命延長
と水質の向上を可能にした。
[0035] The precoat material using the ion exchange fiber and powdered ion exchange resin of the present invention has a significantly longer service life and improved water quality compared to conventional precoat materials. It has a durable structure in which a thin pre-coated filtration layer is integrated with ion exchange fibers and powdered ion exchange resin. The effect of the polymer prevents compaction during water passage, maintains the porosity necessary for ion exchange or adsorption, and the fibers themselves, which have a large specific surface area, have a very effective ion exchange function, so the intergranularity of the entire precoat layer is maintained. Eliminate impurities (colloids such as crud, ions, etc.) in the water to be treated without wasting any waste.
This is because it is possible to incorporate Furthermore, by using an innovative pre-coating method called the body feed method, we have extended the internal filtration period and effectively utilized the ion exchange and adsorption capacity of the pre-coated material, making it possible to further extend the service life and improve water quality. .

【0036】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 will be shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0037】[0037]

【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=50/50(島数16)]を長さ0
.3mmに切断してカットァイバーを得た。該カットフ
ァイバー1重量部を市販の1級硫酸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10
0℃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−Na,繊維径約40μm)。
[Example] The multicore sea-island type composite fiber [sea component polystyrene/island component polyethylene = 50/50 (number of islands 16)] was made into yarn with a length of 0.
.. A cut fiber was obtained by cutting to 3 mm. 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 primary sulfuric acid and 0.1 part by weight of paraformaldehyde, and reacted at 90°C for 4 hours, and then
After reacting at 0°C for 3 hours, it was washed with water. Next, a cation exchange fiber having a sulfonic acid group was obtained by treating with alkali and activating with hydrochloric acid (exchange capacity: 3.5 meq/g-Na, fiber diameter: approximately 40 μm).

【0038】交換容量は次の方法で測定した。The exchange capacity was measured by the following method.

【0039】0.1Nの水酸化ナトリウム50mlにこ
のカットファイバー1gを入れ2時間振とうした後、液
を5ml正確にはかりとって中和滴定によって計算する
After putting 1 g of this cut fiber in 50 ml of 0.1N sodium hydroxide and shaking for 2 hours, 5 ml of the solution was accurately weighed and calculated by neutralization titration.

【0040】市販の粉末カチオン交換樹脂[“パウデッ
クス”−PCH(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]をカチオン/アニオン比率3
/1で1.37gに調節し、純水中で攪拌混合してフロ
ック体とした。内部にアクリルの支持板の付いたカラム
(50mmφ)を用い、支持板上にの瀘紙を置いてその
上に上記フロック体を堆積させ、プリコートした。次に
、片方は上記カチオン交換繊維を純水中に分散させたも
の、もう一方は鉄換算で、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とし
たもののタンクを2つ用意した。このタンクからカラム
までをそれぞれ別のポンプで送れるようにラインをつく
った。非晶鉄を8m/hrの流速でカラム内に送り込み
、同時に被処理水中でカチオン交換繊維が10ppm程
度の濃度になるように別のポンプで通水してカラムでボ
ディーフィードで処理して、通水差圧がプリコート材の
差圧限界値と決めた1.75kg/cm2 になるまで
通水し、瀘過時間(プリコート寿命)と鉄濃度の測定か
ら平均鉄除去率をもとめた。その結果を表1に示す。
A commercially available powdered cation exchange resin ["Powdex"-PCH (Organo Co., Ltd.), having 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 meq/g], cation/anion ratio 3
/1 and adjusted to 1.37 g, and stirred and mixed in pure water to form a floc. A column (50 mmφ) equipped with an acrylic support plate inside was used, filter paper was placed on the support plate, and the above floc was deposited thereon for precoating. Next, one was prepared by dispersing the above cation exchange fiber in pure water, and the other was prepared using a prepared simulated material containing 5 ppm of amorphous iron (ferric hydroxide, average particle size 3.6 μm) in terms of iron. Two tanks of liquid were prepared. A line was created so that each column could be sent from this tank to the column using a separate pump. Amorphous iron is fed into the column at a flow rate of 8 m/hr, and at the same time, water is passed through with another pump so that the concentration of cation exchange fiber in the water to be treated is about 10 ppm, and the column is treated with body feed. Water was passed until the water pressure difference reached 1.75 kg/cm2, which was determined as the differential pressure limit value of the precoat material, and the average iron removal rate was determined from the measurement of the filtration time (precoat life) and iron concentration. The results are shown in Table 1.

【0041】比較例1 あらかじめカチオン/アニオン3/1になるように調製
した実施例に使用した粉末イオン交換樹脂(1.37g
)と実施例と同様に製造したイオン交換繊維(0.68
g全量比30%)を純水中で攪拌混合しフロック体(2
.05g)にして実施例に用いたカラムにプリコートし
た。その後、実施例で用いた模擬液を通水差圧がプリコ
ート材の差圧限界値と決めた1.75kg/cm2 に
なるまで通水し、瀘過時間(プリコート寿命)と鉄濃度
の測定から平均鉄除去率をもとめた。
Comparative Example 1 Powdered ion exchange resin (1.37 g) used in the example prepared in advance to have a cation/anion ratio of 3/1
) and ion exchange fiber (0.68
30% of the total amount) in pure water with stirring to form a flock body (2
.. 05g) and precoated onto the column used in the example. After that, water was passed through the simulated solution used in the example until the differential pressure reached 1.75 kg/cm2, which was determined as the differential pressure limit value of the precoat material, and the filtration time (precoat life) and iron concentration were measured. The average iron removal rate was determined.

【0042】その結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

【0043】この結果よりボディーフィード法を用いる
ことによって処理水水質の低下を見ること無く、プリコ
ート材寿命を大幅に延ばすことができる事がわかった。
[0043] From these results, it was found that by using the body feed method, the life of the precoat material could be significantly extended without any deterioration in the quality of the treated water.

【0044】比較例2 補強材ポリエチレンを有さないポリスチレン繊維を用い
ること以外は、実施例と同様にしてカチオン交換繊維を
得た(交換容量5.0ミリ当量/g−Na,繊維径約4
0μm)。
Comparative Example 2 Cation exchange fibers were obtained in the same manner as in Example except that polystyrene fibers without reinforcing polyethylene were used (exchange capacity 5.0 meq/g-Na, fiber diameter approximately 4
0μm).

【0045】この繊維は非常に脆くおよそ使用しがたい
ものであったがそのまま実験に使用し、実施例と全く同
様の実験を行った。その結果を表1に示す。
Although this fiber was extremely brittle and difficult to use, it was used as it was in the experiment, and the same experiment as in the example was conducted. The results are shown in Table 1.

【0046】この結果より、補強材を有するイオン交換
繊維の混合による効果がプリコート層の差圧上昇の抑制
に非常に有効に働くことがわかった。
[0046] From these results, it was found that the effect of mixing the ion exchange fibers with the reinforcing material was very effective in suppressing the increase in differential pressure in the precoat layer.

【0047】比較例3 被処理水と同時に通水するカチオン交換体を粉末カチオ
ン交換体としてイオン交換繊維を使わない他は実施例と
全く同様の実験を行った。その結果を表1に示す。
Comparative Example 3 An experiment was carried out in exactly the same manner as in the example except that a powdered cation exchanger was used as the cation exchanger that was passed through at the same time as the water to be treated, and no ion exchange fibers were used. The results are shown in Table 1.

【0048】ここまでの結果より、ボディーフィード法
とプリコート材にイオン交換繊維を用いるということは
組み合わせることによってよりいっそう効果的であり何
等お互いの効果を妨げるものではないことが分かった。
From the results so far, it has been found that the combination of the body feed method and the use of ion exchange fibers as a precoat material is even more effective, and that they do not interfere with each other's effects in any way.

【0049】[0049]

【表1】[Table 1]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明に係る水溶液の浄化方法は、補強
用ポリマを有するイオン交換繊維と粉末イオン交換樹脂
が一体となって、適度な空隙率と圧縮強度を付与するこ
とによってプリート材の寿命を飛躍的に延ばし、かつそ
の表面積の大きい繊維の優れたイオン交換性能によって
処理水の水質向上も合わせて可能にした。それに加えて
プリコートの方法にボディーフィード法をとることによ
り、内部瀘過期間を延ばし、かつプリコート材のイオン
交換・吸着容量を有効に利用することが可能になってい
っそう効果的であった。
[Effects of the Invention] The aqueous solution purification method according to the present invention improves the lifespan of pleated materials by combining ion exchange fibers with a reinforcing polymer and powdered ion exchange resin to impart appropriate porosity and compressive strength. In addition, the excellent ion exchange performance of the fibers with a large surface area also made it possible to improve the quality of treated water. In addition, by using the body feed method as the precoat method, it became possible to extend the internal filtration period and effectively utilize the ion exchange and adsorption capacity of the precoat material, making it even more effective.

【0051】本発明により、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を大
きく低減することができる。
[0051] According to the present invention, the waste volume of variously used precoat materials for water treatment can be reduced, and radiation exposure of workers, which is a concern especially in nuclear power plants, can be greatly reduced.

【0052】本発明が利用される被処理水は、限られた
ものではなくプリコート瀘過器を用いるものすべてに適
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 to any type, and is applicable to all types of water that use a precoat filter, but it is particularly effective for wastewater from nuclear power plants and thermal power plants. be.

【0053】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・湿水分離器ドレン水・キャビティ水・サ
ブレッションプール水・炉心水などが挙げられ、そのな
かでも特に原子力復水の浄化に卓効を示す。
[0053] What is wastewater from nuclear power plants and thermal power plants?
These include circulation system condensate, fuel pool water, desalination equipment backwash wastewater, steam generation blow water, wet water separator drain water, cavity water, subreduction pool water, and core water, among which nuclear condensate is particularly It is highly effective in purifying.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  水溶液をプリコート瀘過器で浄化する
方法において、プリコート材が粉末イオン交換樹脂(イ
)と、イオン交換ポリマおよび補強用ポリマからなるイ
オン交換繊維(ロ)とからなり、かつ少なくともイオン
交換繊維(ロ)がボディーフィード法でプリコートされ
ることを特徴とする水溶液の浄化方法。
Claim 1. A method for purifying an aqueous solution using a pre-coating filter, wherein the pre-coating material comprises a powdered ion exchange resin (a) and an ion exchange fiber (b) made of an ion exchange polymer and a reinforcing polymer, and at least A method for purifying an aqueous solution, characterized in that ion exchange fiber (b) is precoated by a body feed method.
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