JP2001276836A

JP2001276836A - 脱イオン水の製造方法

Info

Publication number: JP2001276836A
Application number: JP2000089312A
Authority: JP
Inventors: Masanari Hidaka; 真生日高
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】濃縮水へ薬剤を添加することなく、構造面か
らの抜本的な改善により電気抵抗を低減すると共に、濃
縮室内でのスケール発生防止を抑制することのでき、且
つ高度の水質を長期間に渡り安定して得ることができる
電気式脱イオン水の製造方法を提供する。【解決手段】一側のカチオン交換膜３、他側のアニオ
ン交換膜４及び中央の中間イオン交換膜５で区画される
２つの小脱塩室ｄ₁、ｄ₂にイオン交換体８を充填して
脱塩室Ｄ₁を構成し、カチオン交換膜、アニオン交換膜
を介して脱塩室の両側に濃縮室１を設け、電気式脱イオ
ン水製造装置７０を形成した。電圧を印加しながら一方
の小脱塩室ｄ_２に被処理水を流入し、次いで、小脱塩室
ｄ_２の流出水を他方の焼脱塩室ｄ_１に流入すると共に、
濃縮室に濃縮水を流入して被処理水中の不純物イオンを
除去し、脱イオ水を製造する方法において、被処理水と
濃縮水の流量比が２：１〜８：１となるように、被処理
水及び濃縮水をそれぞれ小脱塩室及び濃縮室に流入する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗を低減し
て高度の水質を安定して、且つ効率的に得ることができ
る電気式脱イオン法による脱イオン水の製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】脱イオン水を製造する方法として、従来
からイオン交換樹脂に被処理水を通して脱イオンを行う
方法が知られているが、この方法ではイオン交換樹脂が
イオンで飽和されたときに薬剤によって再生を行う必要
があり、このような処理操作上の不利な点を解消するた
め、近年、薬剤による再生が全く不要な電気式脱イオン
法による脱イオン水製造方法が確立され、実用化に至っ
ている。

【０００３】図２は、その従来の典型的な電気式脱イオ
ン水製造装置の模式断面図を示す。図２に示すように、
カチオン交換膜１０１及びアニオン交換膜１０２を離間
して交互に配置し、カチオン交換膜１０１とアニオン交
換膜１０２で形成される空間内に一つおきにイオン交換
体１０３を充填して脱塩室とする。脱塩室の被処理水流
入側（前段）にはアニオン交換樹脂１０３ａが充填さ
れ、脱塩室の被処理水流出側（後段）にはカチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂１０３ｂ
が充填されている。また、脱塩室１０４のそれぞれ隣に
位置するアニオン交換膜１０２とカチオン交換膜１０１
で形成されるイオン交換体１０３を充填していない部分
は濃縮水を流すための濃縮室１０５とする。

【０００４】また、カチオン交換膜１０１とアニオン交
換膜１０２と、その内部に充填するイオン交換体１０３
とで脱イオンモジュールを形成する。すなわち、図では
省略する内部がくり抜かれた枠体の一方の側にカチオン
交換膜を封着し、枠体のくり抜かれた部分の上方部（前
段）にアニオン交換樹脂を、下方部（後段）に混合イオ
ン交換樹脂をそれぞれ充填し、次いで、枠体の他方の部
分にアニオン交換膜を封着する。なお、イオン交換膜は
比較的柔らかいものであり、枠体内部にイオン交換体を
充填してその両面をイオン交換膜で封着した時、イオン
交換膜が湾曲してイオン交換体の充填層が不均一となる
のを防止するため、枠体の空間部に複数のリブを縦設す
るのが一般的である。

【０００５】このような脱イオンモジュールの複数個を
その間に図では省略するスペーサーを挟んで、並設した
状態が図２に示されたものであり、並設した脱イオンモ
ジュールの一側に陰極１０９を配設すると共に、他端側
に陽極１１０を配設する。なお、前述したスペーサーを
挟んだ位置が濃縮室１０５であり、また両端の濃縮室１
０５の両外側に必要に応じカチオン交換膜１０１、アニ
オン交換膜１０２、あるいはイオン交換性のない単なる
隔膜等の仕切り膜を配設し、仕切り膜で仕切られた両電
極１０９、１１０が接触する部分をそれぞれ陰極室１１
２及び陽極室１１３とする。このように、従来の電気式
脱イオン水製造装置においては、濃縮室の数は脱塩室の
数より１つ多い形態のものであるか、あるいは両端の濃
縮室を仕切り膜無しで電極室とした場合１つ少ないもの
であった。

【０００６】このような電気式脱イオン水製造装置によ
って脱イオン水を製造する場合を図２を参照して説明す
る。すなわち、陰極１０９と陽極１１０間に直流電流を
通じ、また、被処理水流入ライン１１１から被処理水が
流入すると共に、濃縮水流入ライン１１５から濃縮水が
流入し、且つ電極水流入ライン１１７、１１７からそれ
ぞれ電極水が流入する。被処理水流入ライン１１１から
流入した被処理水は脱塩室１０４を流下し、先ず、前段
のアニオン交換樹脂１０３ａを通過する際、塩酸イオン
や硫酸イオンなどのアニオン成分が除去され、次に、後
段のカチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂の混合イオ
ン交換樹脂１０３ｂを通過する際、マグネシウムやカル
シウムなどのカチオン成分が除去される。濃縮水流入ラ
イン１１５から流入した濃縮水は各濃縮室１０５を上昇
し、カチオン交換膜１０１及びアニオン交換膜１０２を
介して移動してくる不純物イオンを受取り、不純物イオ
ンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１１６から
流出され、さらに電極水流入ライン１１７、１１７から
流入した電極水は電極水流出ライン１１８、１１８から
流出される。従って、脱イオン水流出ライン１１４から
脱塩水が得られる。

【０００７】一方、このような電気式脱イオン水製造装
置を使用して被処理水中の不純物イオンを省電力で除去
するために、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を低
減する種々の試みがなされている。この場合、脱塩室に
おいては、脱塩室に使用されるイオン交換体の充填方法
や充填量が要求される処理水の水質によって決定される
ため、脱塩室の電気抵抗を低減させるには限界がある。
そこで、濃縮室の電気抵抗を低減するための対策が採ら
れることが多い。例えば、特開平９−２４３７４号公報
には、濃縮室に電解質を添加供給して濃縮室における電
気抵抗を低減する方法が開示されている。また、濃縮水
の流量を減少させる方法や濃縮水の循環によって導電率
の上昇を促進し、濃縮室の電気抵抗を低減する方法も多
数報告されている。これらの方法は濃縮室の電気抵抗を
低減するという点では極めて効果的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、濃縮室
に電解質を添加供給して濃縮室の電気抵抗を低減する方
法は、電解質を濃縮室へ供給するためのポンプ、薬剤貯
留タンク及び供給配管などを設置しなければならず、設
置面積の増加、設置コストの上昇などを招く、また、定
期的に薬剤の補給や管理を行わなければならず、連続再
生型装置であるにもかかわらず人手がかかるという問題
がある。また、濃縮水の流量を減少させる方法は濃縮室
において乱流が起こらないほど減少させると、イオンの
濃縮勾配を発生し、カルシウムやマグネシウムなどの硬
度成分のスケール析出を防止できないという問題があ
る。また、濃縮水の循環によって導電率の上昇を促進
し、濃縮室の電気抵抗を低減する方法は、同様に濃縮水
中に含まれる上記硬度成分も濃厚となりスケールの発生
を促進して、結果的に電気抵抗の上昇を招来するという
問題がある。一方、シリカや炭酸などの弱酸性成分を多
く含有する被処理水や原子力発電所の蒸気発生器（Ｓ
Ｇ）ブローダウン水のようにアンモニウム成分を多く含
む被処理水を長時間に渡り電気式脱イオン水製造装置で
処理する場合、シリカやアンモニウムの除去率が徐々に
低下していく現象が認められる。このように、電気式脱
イオン法の運転方法において、被処理水を脱塩室に流入
する流量と、濃縮水を濃縮室に流入する流量の関係は明
確には把握されておらず、濃縮室内に硬度成分のスケー
ル析出を起こすことなく、電気抵抗を低減し、且つ十分
なシリカ除去やアンモニウムの除去を行うことができる
運転方法が望まれていた。

【０００９】従って、本発明の目的は、濃縮水へ薬剤を
添加することなく、電気式脱イオン水製造装置の構造面
からの抜本的な改善により電気抵抗を低減すると共に、
濃縮室内でのスケール発生を抑制することができ、且つ
被処理水からのイオン除去能を向上させることにより高
度の水質を長期間に渡り安定して得ることができる脱イ
オン水の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意検討を行った結果、枠体の一側にカチオ
ン交換膜が封着され、他側にアニオン交換膜が封着され
た従来の脱塩室構造において、このカチオン交換膜とア
ニオン交換膜の間にさらに、脱塩室を２分割する中間イ
オン交換膜を配設して、２つの小脱塩室を隣合わせに有
する脱塩室とし、前記カチオン交換膜、アニオン交換膜
を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これらの脱塩室
及び濃縮室を陽極と陰極の間に配置し、電圧を印加しな
がら被処理水を一方の小脱塩室に流入させ、該小脱塩室
の流出水を他方の小脱塩室に流入させると共に、濃縮室
に濃縮水を流入して被処理水中の不純物イオンを除去
し、脱イオン水を製造する方法とし、且つ被処理水と濃
縮水の流量比が２：１〜８：１となるように、被処理水
及び濃縮水をそれぞれ一方の小脱塩室及び濃縮室に流入
するようにすれば、イオン交換体が充填された脱塩室１
つ当たりの濃縮室の数を従来の約半分にすることがで
き、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を著しく低減
できると共に、濃縮水の流速を高めて濃縮室内でのスケ
ール発生を抑制することができ、高度の水質を長期間に
渡り安定して得ることができることなどを見出し、本発
明を完成するに至った。

【００１１】すなわち、請求項１の発明（１）は、一側
のカチオン交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該カチ
オン交換膜と当該アニオン交換膜の間に位置する中間イ
オン交換膜で区画される２つの小脱塩室にイオン交換体
を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、アニ
オン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これ
らの脱塩室及び濃縮室を陽極と陰極の間に配置し、電圧
を印加しながら一方の小脱塩室に被処理水を流入し、次
いで、該小脱塩室の流出水を他方の小脱塩室に流入する
と共に、濃縮室に濃縮水を流入して被処理水中の不純物
イオンを除去し、脱イオン水を製造する電気式脱イオン
法において、前記被処理水と前記濃縮水の流量比が２：
１〜８：１となるように、前記被処理水及び前記濃縮水
をそれぞれ一方の小脱塩室及び濃縮室に流入するように
したことを特徴とする脱イオン水の製造方法を提供する
ものである。かかる構成を採ることにより、イオン交換
体が充填された脱塩室１つ当たりの濃縮室の数を従来の
約半分にすることができ、電気式脱イオン水製造装置の
電気抵抗を著しく低減できる。また、従来の装置と比較
して相対的に濃縮室の数が少ないため、濃縮室を流通す
る濃縮水のイオン濃度を濃厚とすることができ、導電率
が向上し、更に電気抵抗が低減されると共に、濃縮室内
を流通する濃縮水の流速を高めることができ、濃縮室内
のスケールが発生し難くなる。また、２つの小脱塩室の
うち、少なくとも１つの脱塩室に充填されるイオン交換
体を例えばアニオン交換体のみ、又はカチオン交換体の
み等の単一イオン交換体もしくはアニオン交換体とカチ
オン交換体の混合イオン交換体とすることができ、イオ
ン交換体が充填された脱塩室の厚さを電気抵抗を低減
し、且つ高い電流効率を得る最適な厚さに設定すること
ができる。

【００１２】請求項２の発明（２）は、シリカを含有す
る被処理水を処理する方法であって、前記中間イオン交
換膜と前記他側のアニオン交換膜で区画される一方の小
脱塩室に充填されるイオン交換体は、アニオン交換体で
あり、前記一側のカチオン交換膜と前記中間イオン交換
膜で区画される他方の小脱塩室に充填されるイオン交換
体は、カチオン交換体とアニオン交換体の混合体である
ことを特徴とする前記（１）記載の脱イオン水の製造方
法を提供するものである。かかる構成を採ることによ
り、前記発明と同様の効果を奏する他、シリカ、炭酸等
の弱酸性成分を多く含む被処理水を十分に処理すること
が可能となり、また、長期間の運転であってもシリカ除
去率を高度に維持しつつ高水質の処理水を得ることがで
きる。

【００１３】請求項３の発明（３）は、アンモニアを含
有する被処理水を処理する方法であって、前記一側のカ
チオン交換膜と前記中間イオン交換膜で区画される他方
の小脱塩室に充填されるイオン交換体は、カチオン交換
体であり、前記中間イオン交換膜と前記他側のアニオン
交換膜で区画される一方の小脱塩室に充填されるイオン
交換体は、カチオン交換体とアニオン交換体の混合体で
あることを特徴とする前記（１）記載の脱イオン水の製
造方法を提供するものである。かかる構成を採ることに
より、前記発明と同様の効果を奏する他、原子力発電所
内の蒸気発生器（ＳＧ）ブローダウン水のようにアンモ
ニウム成分を多く含む被処理水を十分に処理することが
可能となり、また、長期間の運転であってもアンモニウ
ム除去率を高度に維持しつつ高水質の処理水を得ること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における電気
式脱イオン水製造装置を図１を参照して説明する。図１
は本実施の形態における電気式脱イオン水製造装置の模
式図である。図１に示すように、カチオン交換膜３、中
間イオン交換膜５及びアニオン交換膜４を離間して交互
に配置し、カチオン交換膜３と中間イオン交換膜５で形
成される空間内にイオン交換体８を充填して第１小脱塩
室ｄ₁、ｄ₃、ｄ₅、ｄ₇を形成し、中間イオン交換膜
５とアニオン交換膜４で形成される空間内にイオン交換
体８を充填して第２小脱塩室ｄ₂、ｄ₄、ｄ₆、ｄ₈を
形成し、第１小脱塩室ｄ ₁と第２小脱塩室ｄ₂で脱塩室
Ｄ₁、第１小脱塩室ｄ₃と第２小脱塩室ｄ₄で脱塩室Ｄ
₂、第１小脱塩室ｄ₅と第２小脱塩室ｄ₆で脱塩室
Ｄ₃、第１小脱塩室ｄ ₇と第２小脱塩室ｄ₈で脱塩室Ｄ
₄とする。また、脱塩室Ｄ₂、Ｄ₃のそれぞれ隣に位置
するアニオン交換膜４とカチオン交換膜３で形成される
イオン交換体８を充填していない部分は濃縮水を流すた
めの濃縮室１とする。これを順次に併設して図中、左よ
り脱塩室Ｄ₁、濃縮室１、脱塩室Ｄ₂、濃縮室１、脱塩
室Ｄ₃、濃縮室１、脱塩室Ｄ₄を形成する。また、中間
膜を介して隣合う２つの小脱塩室において、第２小脱塩
室の処理水流出ライン１２は第１小脱塩室の被処理水流
入ライン１３に連接されている。

【００１５】このような脱塩室は２つの内部がくり抜か
れた枠体と３つのイオン交換膜によって形成される脱イ
オンモジュールからなる。すなわち、図では省略する第
１枠体の一側にカチオン交換膜を封着し、第１枠体のく
り抜かれた部分にイオン交換体を充填し、次いで、第１
枠体の他方の部分に中間イオン交換膜を封着して第１小
脱塩室を形成する。次に中間イオン交換膜を挟み込むよ
うに第２枠体を封着し、第２枠体のくり抜かれた部分に
イオン交換体を充填し、次いで、第２枠体の他方の部分
にアニオン交換膜を封着して第２小脱塩室を形成する。
なお、イオン交換膜は比較的柔らかいものであり、第１
枠体、第２枠体内部にイオン交換体を充填してその両面
をイオン交換膜で封着した時、イオン交換膜が湾曲して
イオン交換体の充填層が不均一となるのを防止するた
め、第１枠体、第２枠体の空間部に複数のリブを縦設す
る。また、図では省略するが、第１枠体、第２枠体の上
方部に被処理水の流入口又は処理水の流出口が、また枠
体の下方部に被処理水の流出口又は処理水の流入口が付
設されている。このような脱イオンモジュールの複数個
をその間にスペーサーを挟んで、並設した状態が図１に
示されたものであり、並設した脱イオンモジュールの一
側に陰極６を配設すると共に、他端側に陽極７を配設す
る。なお、前述したスペーサーを挟んだ位置が濃縮室１
であり、また両端の脱塩室Ｄの両外側に必要に応じカチ
オン交換膜、アニオン交換膜、あるいはイオン交換性の
ない単なる隔膜等の仕切り膜を配設し、仕切り膜で仕切
られた両電極６、７が接触する部分をそれぞれ電極室
２、２としてもよい。

【００１６】このような電気式脱イオン水製造装置によ
って脱イオン水を製造する場合、以下のように操作され
る。すなわち、陰極６と陽極７間に直流電流を通じ、ま
た被処理水流入ライン１１から被処理水が流入すると共
に、濃縮水流入ライン１５から濃縮水が流入し、かつ電
極水流入ライン１７、１７からそれぞれ電極水が流入す
る。この場合、被処理水と濃縮水の流量比が２：１〜
８：１、好ましくは３：１〜６：１となるように、前記
被処理水及び前記濃縮水をそれぞれ一方の小脱塩室及び
濃縮室に流入する。すなわち、被処理水の流量は濃縮水
の流量の２〜８倍、好ましくは３〜６倍となるようにす
る。従来の一般的な被処理水と濃縮水の流量比は６：１
〜１２：１であり、この従来の流量比と比較すると、濃
縮水の流量は大幅に増加している。被処理水の流量が濃
縮水の流量の２倍未満では、濃縮室における濃縮水のイ
オン濃度を増大させることができず、濃縮室の導電性を
高めることができない。一方、被処理水の流量が濃縮水
の流量の８倍を越えると、脱イオン効率が低下し、脱イ
オン水の水質を低下させる恐れがある。

【００１７】このような条件下、被処理水流入ライン１
１から流入した被処理水は第２小脱塩室ｄ₂、ｄ₄、ｄ
₆、ｄ₈を流下し、イオン交換体８の充填層を通過する
際に不純物イオンが除去される。更に、第２小脱塩室の
処理水流出ライン１２を通った流出水は、第１小脱塩室
の被処理水流入ライン１３を通って第１小脱塩室ｄ₁、
ｄ₃、ｄ₅、ｄ₇を流下し、ここでもイオン交換体８の
充填層を通過する際に不純物イオンが除去され、脱イオ
ン水が脱イオン水流出ライン１４から得られる。また、
濃縮水流入ライン１５から流入した濃縮水は各濃縮室１
を上昇し、カチオン交換膜３及びアニオン交換膜４を介
して移動してくる不純物イオンを受取り、不純物イオン
を濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１６から流出
され、さらに電極水流入ライン１７、１７から流入した
電極水は電極水流出ライン１８、１８から流出される。
上述の操作によって、被処理水中の不純物イオンは電気
的に除去される。

【００１８】本実施の形態例において、中間のイオン交
換膜としては、カチオン交換膜又はアニオン交換膜の単
一膜、あるいはアニオン交換膜、カチオン交換膜の両方
を配置した複式膜のいずれであってもよい。装置上部又
は装置下部にアニオン交換膜又はカチオン交換膜とした
複式膜とする場合、アニオン交換膜及びカチオン膜のそ
れぞれの高さ（面積）は被処理水の水質又は処理目的な
どによって適宜決定される。また、単一膜を使用する場
合、被処理水中から除去したいイオン種に応じてイオン
交換膜が決定される。

【００１９】第１小脱塩室又は第２小脱塩室の厚さは特
に制限されず、第１小脱塩室又は第２小脱塩室に充填さ
れるイオン交換体の種類と充填方法によって、最適な厚
さを決定すればよい。従って、第１小脱塩室の厚さを３
mm、第２小脱塩室の厚さを６mmとして、全体の厚さ、す
なわち脱塩室の厚さを９mmとしてもよい。このように、
複数の脱塩室と濃縮室を交互に配置し、脱塩室の両側に
配されるカチオン交換膜とアニオン交換膜で区画される
脱塩室の厚みは、従来のものよりも厚くでき、１．５〜
１８mm範囲、好適には、６．５〜１５mm、更に好適には
９〜１３mmの範囲で適宜決定される。

【００２０】また、脱塩室に充填されるイオン交換体と
しては、特に制限されず、アニオン交換体単床、カチオ
ン交換体単床及びアニオン交換体とカチオン交換体の混
床又はこれらの組合せのものが挙げられる。シリカを多
く含有する被処理水を処理する場合、先ず、被処理水を
中間イオン交換膜と他側のアニオン交換膜で区画される
アニオン交換体が充填された小脱塩室に流入し、次いで
この小脱塩室の流出水を一側のカチオン交換膜と中間イ
オン交換膜で区画されるカチオン交換体とアニオン交換
体の混合体が充填された小脱塩室に流入し、処理すれば
シリカを十分に除去できる。また、原子力発電所内の蒸
気発生器（ＳＧ）ブローダウン水のようにアンモニウム
成分を多く含む被処理水アンモニウムを多く含む被処理
水を処理する場合、先ず、被処理水を一側のカチオン交
換膜と中間イオン交換膜で区画されるカチオン交換体が
充填された小脱塩室に流入し、次いでこの小脱塩室の流
出水を中間イオン交換膜と他側のアニオン交換膜で区画
されるカチオン交換体とアニオン交換体の混合体が充填
された小脱塩室に流入し、処理すればアンモニウムを十
分に除去できる。また、イオン交換体としては、イオン
交換樹脂、イオン交換繊維などイオン交換機能を有する
物質であればいずれでもよく、また、それらを組合せた
ものであってもよい。

【００２１】また、被処理水の第１小脱塩室及び第２小
脱塩室での流れ方向は、特に制限されず、上記実施の形
態例の他、第１小脱塩室と第２小脱塩室での流れ方向が
異なっていてもよい。また、被処理水が流入する小脱塩
室は、上記アンモニムを多く含む被処理水の場合に示し
たように、先ず、被処理水を第１脱塩室に流入させ、流
下した後、第１脱塩室の流出水を第２脱塩室に流入させ
てもよい。また、濃縮水の流れ方向も適宜決定される。

【００２２】本発明の脱イオン水製造方法に用いられる
被処理水の原水としては、特に制限されず、例えば井
水、水道水、下水、工業用水、河川水、半導体製造工場
の半導体デバイスなどの洗浄排水、濃縮水からの回収
水、又は原子力発電所内のＳＧブローダウン水を、単独
でもしくは組み合わせて混合状態にして、逆浸透膜処理
した透過水が使用できる。

【００２３】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。実施例１下記装置仕様及び運転条件において、図１と同様の構成
で、３個の脱イオンモジュール（６個の小脱塩室）を並
設して構成される電気式脱イオン水製造装置を使用し
た。工業用水の逆浸透膜透過水にシリカを追加添加し
て、シリカ濃度を０．２〜０．３mg-SiO₂/L 、導電率
０．３１μS/cmに調製し、これを被処理水及び濃縮水と
して使用した。運転５０００時間における抵抗率１７．
９ＭΩ-cm の処理水を得るための運転条件を表１に示す
と共に、同時間における濃縮室内におけるスケール発生
の有無を観察した。

【００２４】・電気式脱イオン水製造装置；ＥＤＩ試作品・第１小脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ３mm ・第１小脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂
（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）との混合イオン交換樹
脂（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１）・第２小脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・第２小脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂・被処理水の流量；７６０Ｌ／ｈ．・濃縮水の流量；１４０Ｌ／ｈ．・電極水の流量；１００Ｌ／ｈ．・流量比（被処理水：濃縮水）；５．４：１・装置全体の流量；１ｍ³／ｈ．

【００２５】比較例１下記装置仕様及び運転条件において、図２と同様の構成
で６個の脱イオンモジュールを並設して構成される電気
式脱イオン水製造装置を使用した。被処理水及び濃縮水
は実施例１と同様のものを使用した。運転５０００時間
における抵抗率１７．９ＭΩ-cm の処理水を得るための
運転条件を表１に示すと共に、同時間における濃縮室内
におけるスケール発生の有無を観察した。

【００２６】・電気式脱イオン水製造装置；ＥＤＩ（オルガノ社製）・脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・脱塩室の下流側に充填したイオン交換樹脂；アニオン
交換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）との混合樹脂
（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１）・被処理水の流量；７６０Ｌ／ｈ．・濃縮水の流量；１４０Ｌ／ｈ．・電極水の流速；１００Ｌ／ｈ．・流量比（被処理水：濃縮水）；５．４：１

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、イオン交換体
が充填された脱塩室１つ当たりの濃縮室の数を従来の約
半分にすることができ、電気式脱イオン水製造装置の電
気抵抗を著しく低減できる。また、従来の装置と比較し
て相対的に濃縮室の数が少ないため、濃縮室を流通する
濃縮水のイオン濃度を濃厚とすることができ、導電率が
向上し、更に電気抵抗が低減されると共に、濃縮室内を
流通する濃縮水の流速を高めることができ、濃縮室内の
スケールが発生し難くなる。また、２つの小脱塩室のう
ち、少なくとも１つの脱塩室に充填されるイオン交換体
を例えばアニオン交換体のみ、又はカチオン交換体のみ
等の単一イオン交換体もしくはアニオン交換体とカチオ
ン交換体の混合イオン交換体とすることができ、イオン
交換体が充填された脱塩室の厚さを電気抵抗を低減し、
且つ高い電流効率を得る最適な厚さに設定することがで
きる。

【００２９】請求項２の発明によれば、前記発明と同様
の効果を奏する他、シリカ、炭酸等の弱酸性成分を多く
含む被処理水を十分に処理することが可能となり、ま
た、長期間の運転であってもシリカ除去率を高度に維持
しつつ高水質の処理水を得ることができる。

【００３０】請求項３の発明によれば、原子力発電所内
の蒸気発生器（ＳＧ）ブローダウン水のようにアンモニ
ウム成分を多く含む被処理水を十分に処理することが可
能となり、また、長期間の運転であってもアンモニウム
除去率を高度に維持しつつ高水質の処理水を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電気式脱イオン水
製造装置の模式図である。

【図２】従来の電気式脱イオン水製造装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

Ｄ、Ｄ₁〜Ｄ₄、１０４脱塩室ｄ₁、ｄ₃、ｄ₅、ｄ₇、第１小脱塩室ｄ₂、ｄ₄、ｄ₆、ｄ₈、第２小脱塩室１、１０５濃縮室２、１１２、１１３電極室３、１０１カチオン膜４、１０２アニオン膜５中間イオン交換膜６、１０９陰極７、１１０陽極８、１０３イオン交換体１０、１００電気式脱イオン水製造
装置１１、１１１被処理水流入ライン１２第２小脱塩室の処理水
流出ライン１３第１小脱塩室の被処理
水流入ライン１４、１１４脱イオン水流出ライン１５、１１５濃縮水流入ライン１６、１１６濃縮水流出ライン１７、１１７電極水流入ライン１８、１１８電極水流出ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D006 GA17 HA49 JA04A JA08A JA25A JA41A JA42A JA43A JA44A KA16 KA41 KE02Q KE02R KE04Q KE04R MA03 MA13 MA14 MA15 MB07 PB04 PB05 PB06 PB08 PB23 PB26 PB27 PC32 4D061 DA01 DB18 DC14 DC15 DC18 DC19 EA02 EA09 EB01 EB04 EB13 EB17 EB19 EB39 FA09 GC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一側のカチオン交換膜、他側のアニオン
交換膜及び当該カチオン交換膜と当該アニオン交換膜の
間に位置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱
塩室にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カ
チオン交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に
濃縮室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極と陰極
の間に配置し、電圧を印加しながら一方の小脱塩室に被
処理水を流入し、次いで、該小脱塩室の流出水を他方の
小脱塩室に流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流入して
被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を製造
する電気式脱イオン法において、前記被処理水と前記濃
縮水の流量比が２：１〜８：１となるように、前記被処
理水及び前記濃縮水をそれぞれ一方の小脱塩室及び濃縮
室に流入するようにしたことを特徴とする脱イオン水の
製造方法。
【請求項２】シリカを含有する被処理水を処理する方
法であって、前記中間イオン交換膜と前記他側のアニオ
ン交換膜で区画される一方の小脱塩室に充填されるイオ
ン交換体は、アニオン交換体であり、前記一側のカチオ
ン交換膜と前記中間イオン交換膜で区画される他方の小
脱塩室に充填されるイオン交換体は、カチオン交換体と
アニオン交換体の混合体であることを特徴とする請求項
１記載の脱イオン水の製造方法。
【請求項３】アンモニアを含有する被処理水を処理す
る方法であって、前記一側のカチオン交換膜と前記中間
イオン交換膜で区画される他方の小脱塩室に充填される
イオン交換体は、カチオン交換体であり、前記中間イオ
ン交換膜と前記他側のアニオン交換膜で区画される一方
の小脱塩室に充填されるイオン交換体は、カチオン交換
体とアニオン交換体の混合体であることを特徴とする請
求項１記載の脱イオン水の製造方法。