JP2002166282A - 電気化学的水処理装置及びその製造方法 - Google Patents
電気化学的水処理装置及びその製造方法Info
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- Y02A20/131—Reverse-osmosis
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、脱塩室と濃縮室の幅を薄い多層の
積層体とすることができ、安価で高特性の粒状のイオン
交換樹脂利用した高効率の電気化学的水処理装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、脱塩室となる第1スペーサ
と、濃縮室となる第2スペーサが交互に積層され、両側
から第1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層体フ
レームと、第1スペーサの第1極室セル側に配設される
陰イオン交換膜と、第2スペーサの第2極室セル側に配
設される陽イオン交換膜と、スペーサの脱塩室内に粒状
イオン交換樹脂を備え、第1スペーサには一対の第1連
結穴と一対の第1通水路が、第2スペーサには一対の第
2連結穴と一対の第2通水路が形成され、第2連結穴と
第1通水路が連通して脱塩室に接続され、第1連結穴と
第2通水路が連通して濃縮室に接続され、第2連結穴に
は通水栓部材が挿入されていることを特徴とする。
積層体とすることができ、安価で高特性の粒状のイオン
交換樹脂利用した高効率の電気化学的水処理装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、脱塩室となる第1スペーサ
と、濃縮室となる第2スペーサが交互に積層され、両側
から第1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層体フ
レームと、第1スペーサの第1極室セル側に配設される
陰イオン交換膜と、第2スペーサの第2極室セル側に配
設される陽イオン交換膜と、スペーサの脱塩室内に粒状
イオン交換樹脂を備え、第1スペーサには一対の第1連
結穴と一対の第1通水路が、第2スペーサには一対の第
2連結穴と一対の第2通水路が形成され、第2連結穴と
第1通水路が連通して脱塩室に接続され、第1連結穴と
第2通水路が連通して濃縮室に接続され、第2連結穴に
は通水栓部材が挿入されていることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に水道水等の用
水中に含まれているナトリウムイオンやカルシウムイオ
ン等の陽イオン、塩化物イオンや硫酸イオン等の陰イオ
ンを除去する電気化学的水処理装置及びその製造方法に
関するものである。
水中に含まれているナトリウムイオンやカルシウムイオ
ン等の陽イオン、塩化物イオンや硫酸イオン等の陰イオ
ンを除去する電気化学的水処理装置及びその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】海水の淡水化や海水からの食塩の製造に
関しては、イオン交換膜と電界印加手段からなる電気透
析法が用いられている。また、半導体製造などに使われ
るイオン交換水や超純水の生成にも再生操作が不要な電
気透析法が広く用いられている。
関しては、イオン交換膜と電界印加手段からなる電気透
析法が用いられている。また、半導体製造などに使われ
るイオン交換水や超純水の生成にも再生操作が不要な電
気透析法が広く用いられている。
【0003】とくに、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜
とに挟まれた脱塩室に、イオン交換体を収納したものを
「電気脱イオン化」と呼び、「電気透析」と区別してい
る。その基本技術は、従来米国のKollsmanによ
って提案されている(米国特許2,689,826号明細
書, 米国特許2,815,320号明細書)。
とに挟まれた脱塩室に、イオン交換体を収納したものを
「電気脱イオン化」と呼び、「電気透析」と区別してい
る。その基本技術は、従来米国のKollsmanによ
って提案されている(米国特許2,689,826号明細
書, 米国特許2,815,320号明細書)。
【0004】「電気脱イオン化」に関してKollsm
anによって提案された従来の技術は、陽イオン交換膜
と陰イオン交換膜とを交互に配列し、脱塩室と濃縮室を
形成した電気透析槽の脱塩室にイオン交換体を収容し、
この脱塩室に被処理水を流しながら電圧を印加して電気
透析を行うことにより脱イオン水を製造するもので、脱
塩室内で水解離による酸とアルカリを用いてイオン交換
体及びイオン交換膜を自己再生している。これらの装置
においては、脱塩効率や信頼性の向上のために、材料、
構成において多くの工夫が行われている。
anによって提案された従来の技術は、陽イオン交換膜
と陰イオン交換膜とを交互に配列し、脱塩室と濃縮室を
形成した電気透析槽の脱塩室にイオン交換体を収容し、
この脱塩室に被処理水を流しながら電圧を印加して電気
透析を行うことにより脱イオン水を製造するもので、脱
塩室内で水解離による酸とアルカリを用いてイオン交換
体及びイオン交換膜を自己再生している。これらの装置
においては、脱塩効率や信頼性の向上のために、材料、
構成において多くの工夫が行われている。
【0005】「電気透析」の従来の技術として、図6に
示す特開平3−224688号公報で提案された電気透
析装置がある。以下これを説明する。図6は従来の電気
透析装置の断面略図、図7は従来の電気式脱イオン水製
造装置の脱塩セルにおける集水装置を示す図である。
示す特開平3−224688号公報で提案された電気透
析装置がある。以下これを説明する。図6は従来の電気
透析装置の断面略図、図7は従来の電気式脱イオン水製
造装置の脱塩セルにおける集水装置を示す図である。
【0006】図6において、陽極板101と、陰極板1
02が設けられ、それぞれ陽極室103および陰極室1
04に収納されている。陽極室103と陰極室104の
間に、陰イオン交換膜105、脱塩室107、陽イオン
交換膜106、濃縮室108が交互に積層されて透析槽
を構成する。脱塩室107内には再生型の弱酸性陽イオ
ン交換体および再生型の弱塩基性陰イオン交換体の混合
物が収納される。陽極室103、陰極室104には導電
性を付与するために電解質溶液を満たしておく。これは
濃縮水の一部を循環させるようにしておくと達成でき
る。このように構成された電気透析装置の脱塩室107
と濃縮室108に被処理水を通水し、陽極板101と陰
極板102に直流電圧を印加することにより脱塩室10
7から所定の脱イオン水を得ることが出来る。またイオ
ン分が濃縮された濃縮水は、濃縮室108から排出され
ることになる。
02が設けられ、それぞれ陽極室103および陰極室1
04に収納されている。陽極室103と陰極室104の
間に、陰イオン交換膜105、脱塩室107、陽イオン
交換膜106、濃縮室108が交互に積層されて透析槽
を構成する。脱塩室107内には再生型の弱酸性陽イオ
ン交換体および再生型の弱塩基性陰イオン交換体の混合
物が収納される。陽極室103、陰極室104には導電
性を付与するために電解質溶液を満たしておく。これは
濃縮水の一部を循環させるようにしておくと達成でき
る。このように構成された電気透析装置の脱塩室107
と濃縮室108に被処理水を通水し、陽極板101と陰
極板102に直流電圧を印加することにより脱塩室10
7から所定の脱イオン水を得ることが出来る。またイオ
ン分が濃縮された濃縮水は、濃縮室108から排出され
ることになる。
【0007】ところで、脱イオン化を行うとき重要な位
置を占めるのは脱塩室に収納されるイオン交換体である
が、粒状のイオン交換樹脂ビーズ、あるいはイオン交換
繊維、または特開平8−155272に開示された0.
1mm〜1.1mmのシート状のイオン交換体などが一
般的に用いられているものである。
置を占めるのは脱塩室に収納されるイオン交換体である
が、粒状のイオン交換樹脂ビーズ、あるいはイオン交換
繊維、または特開平8−155272に開示された0.
1mm〜1.1mmのシート状のイオン交換体などが一
般的に用いられているものである。
【0008】しかし、これらのイオン交換体には次のよ
うな特徴がある。粒状のイオン交換体は材料のコストは
一番安価で優れているが、粒が流動し扱いづらく、脱塩
室への収納が著しく困難であった。これに対しイオン交
換繊維やイオン交換シートは扱い易いという利点はある
が、非常に高価である上に、脱塩室に隙間なく充填する
ことが困難で、電気伝導に偏りが出る傾向を有してい
る。こうしたことから、いまのところイオン交換体とし
ては、イオン交換繊維やイオン交換シートを用いるよ
り、粒状のイオン交換体(以下、イオン交換樹脂ビー
ズ)を使い易くして使用するというアプローチが模索さ
れている。
うな特徴がある。粒状のイオン交換体は材料のコストは
一番安価で優れているが、粒が流動し扱いづらく、脱塩
室への収納が著しく困難であった。これに対しイオン交
換繊維やイオン交換シートは扱い易いという利点はある
が、非常に高価である上に、脱塩室に隙間なく充填する
ことが困難で、電気伝導に偏りが出る傾向を有してい
る。こうしたことから、いまのところイオン交換体とし
ては、イオン交換繊維やイオン交換シートを用いるよ
り、粒状のイオン交換体(以下、イオン交換樹脂ビー
ズ)を使い易くして使用するというアプローチが模索さ
れている。
【0009】例えば、特開平10−15360による
と、図7に示すように、脱塩室の出入り口に二つの櫛歯
状部材121A、121Bを組み合わせて、水は通過す
るがイオン交換樹脂ビーズは通過しないような格子を作
る工夫がされている。第一櫛歯状部材121Aの部材本
体122Aと、第二櫛歯状部材121Bの部材本体12
2Bには、それぞれ突起124と凹部125が設けられ
て通水孔123を形成し、嵌合突片126と嵌合凹所1
27を用いて組立てられられる。この方法だとイオン交
換樹脂ビーズの流出を防ぐことができ、確かに流出防止
が可能な方法である。しかし、現在、より効率的な脱イ
オン化を実現するために、脱塩室と濃縮室の幅をさらに
薄くして多層積層することが求められており、このため
には脱塩室をできるだけ薄くするということが重要且つ
必須の課題となっている。この、特開平10−1536
0で提案された技術だと、櫛歯状部材の成型厚さを薄く
することはできない。またこの櫛歯状部材を全ての脱塩
室の出入り口に設置するとなるとコストのみならず製造
方法も非常に複雑なものとなってしまう。
と、図7に示すように、脱塩室の出入り口に二つの櫛歯
状部材121A、121Bを組み合わせて、水は通過す
るがイオン交換樹脂ビーズは通過しないような格子を作
る工夫がされている。第一櫛歯状部材121Aの部材本
体122Aと、第二櫛歯状部材121Bの部材本体12
2Bには、それぞれ突起124と凹部125が設けられ
て通水孔123を形成し、嵌合突片126と嵌合凹所1
27を用いて組立てられられる。この方法だとイオン交
換樹脂ビーズの流出を防ぐことができ、確かに流出防止
が可能な方法である。しかし、現在、より効率的な脱イ
オン化を実現するために、脱塩室と濃縮室の幅をさらに
薄くして多層積層することが求められており、このため
には脱塩室をできるだけ薄くするということが重要且つ
必須の課題となっている。この、特開平10−1536
0で提案された技術だと、櫛歯状部材の成型厚さを薄く
することはできない。またこの櫛歯状部材を全ての脱塩
室の出入り口に設置するとなるとコストのみならず製造
方法も非常に複雑なものとなってしまう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
脱イオン化を行うとき使用するイオン交換体は、イオン
交換樹脂ビーズだと高特性が期待できるが流動し、非常
に扱いづらいものであった。また、イオン交換繊維やイ
オン交換シートは扱い易いという利点はあるが、非常に
高価である上に、脱塩室に隙間なく充填することが困難
で、電気伝導に偏りが出るおそれのあるものであった。
扱い易いイオン交換体を新たに開発するか、扱いづらい
イオン交換樹脂ビーズを如何に扱い易くするかというこ
とに大きな期待が寄せられている。
脱イオン化を行うとき使用するイオン交換体は、イオン
交換樹脂ビーズだと高特性が期待できるが流動し、非常
に扱いづらいものであった。また、イオン交換繊維やイ
オン交換シートは扱い易いという利点はあるが、非常に
高価である上に、脱塩室に隙間なく充填することが困難
で、電気伝導に偏りが出るおそれのあるものであった。
扱い易いイオン交換体を新たに開発するか、扱いづらい
イオン交換樹脂ビーズを如何に扱い易くするかというこ
とに大きな期待が寄せられている。
【0011】ところで、脱イオン化をより効率的に行う
ためには、脱塩室と濃縮室の幅をさらに薄くして多層積
層することがきわめて重要で、薄くできないのであれば
いくら扱いやすいといっても、そのような構造にするわ
けにはいかない。またイオン交換樹脂ビーズが流出しな
いようにするため、脱塩室を複雑な構造にすると、この
複雑な構造のものを組立てなければならず、組立ては難
渋を極め、生産性を大きく損なってしまう。
ためには、脱塩室と濃縮室の幅をさらに薄くして多層積
層することがきわめて重要で、薄くできないのであれば
いくら扱いやすいといっても、そのような構造にするわ
けにはいかない。またイオン交換樹脂ビーズが流出しな
いようにするため、脱塩室を複雑な構造にすると、この
複雑な構造のものを組立てなければならず、組立ては難
渋を極め、生産性を大きく損なってしまう。
【0012】従って、シンプルな構成で多層の積層体が
形成でき、イオン交換樹脂ビーズを扱うのに優れており
外部に流出させることがなく、同時に脱塩室と濃縮室の
幅をきわめて薄くすることができる電気化学的水処理装
置というのは、矛盾に満ちたもので、実現が難しいもの
と考えられていた。
形成でき、イオン交換樹脂ビーズを扱うのに優れており
外部に流出させることがなく、同時に脱塩室と濃縮室の
幅をきわめて薄くすることができる電気化学的水処理装
置というのは、矛盾に満ちたもので、実現が難しいもの
と考えられていた。
【0013】そこで、このような従来の問題を解決する
ため本発明は、シンプルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅
をきわめて薄い多層の積層体とすることができ、安価で
高特性の粒状のイオン交換樹脂を利用した高効率の電気
化学的水処理装置を提供することを目的とする。
ため本発明は、シンプルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅
をきわめて薄い多層の積層体とすることができ、安価で
高特性の粒状のイオン交換樹脂を利用した高効率の電気
化学的水処理装置を提供することを目的とする。
【0014】また、本発明は、シンプルな構成で、脱塩
室と濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすること
ができ、粒状のイオン交換樹脂を利用することを可能に
し、組立ての容易な電気化学的水処理装置の製造方法を
提供することを目的とする。
室と濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすること
ができ、粒状のイオン交換樹脂を利用することを可能に
し、組立ての容易な電気化学的水処理装置の製造方法を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明の電気化学的水処理装置は、脱塩室となる
開口が形成された第1スペーサと、濃縮室となる開口が
形成された第2スペーサが交互に積層され、両側から第
1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層体フレーム
と、第1電極と、第2電極と、積層体フレームを構成す
る交互に積層される第1スペーサと第2スペーサの間で
第1スペーサの第1極室セル側に配設される陰イオン交
換膜と、第1スペーサと第2スペーサの間で第2スペー
サの第2極室セル側に配設される陽イオン交換膜と、第
1スペーサの脱塩室内に充填される粒状イオン交換樹脂
を備え、第1スペーサには一対の第1連結穴と一対の第
1通水路が形成され、且つ第2スペーサには一対の第2
連結穴と一対の第2通水路が形成され、積層体フレーム
を構成したとき、第2連結穴と第1通水路が連通して脱
塩室のそれぞれが脱塩室吐水管と脱塩室入水管に接続さ
れるとともに、第1連結穴と第2通水路が連通して濃縮
室のそれぞれが濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続さ
れ、第2連結穴には通水栓部材が挿入されていることを
特徴とする。
ために本発明の電気化学的水処理装置は、脱塩室となる
開口が形成された第1スペーサと、濃縮室となる開口が
形成された第2スペーサが交互に積層され、両側から第
1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層体フレーム
と、第1電極と、第2電極と、積層体フレームを構成す
る交互に積層される第1スペーサと第2スペーサの間で
第1スペーサの第1極室セル側に配設される陰イオン交
換膜と、第1スペーサと第2スペーサの間で第2スペー
サの第2極室セル側に配設される陽イオン交換膜と、第
1スペーサの脱塩室内に充填される粒状イオン交換樹脂
を備え、第1スペーサには一対の第1連結穴と一対の第
1通水路が形成され、且つ第2スペーサには一対の第2
連結穴と一対の第2通水路が形成され、積層体フレーム
を構成したとき、第2連結穴と第1通水路が連通して脱
塩室のそれぞれが脱塩室吐水管と脱塩室入水管に接続さ
れるとともに、第1連結穴と第2通水路が連通して濃縮
室のそれぞれが濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続さ
れ、第2連結穴には通水栓部材が挿入されていることを
特徴とする。
【0016】これにより、シンプルな構成で、脱塩室と
濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすることがで
き、安価で高特性の粒状のイオン交換樹脂を利用した高
効率の電気化学的水処理装置とすることができる。
濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすることがで
き、安価で高特性の粒状のイオン交換樹脂を利用した高
効率の電気化学的水処理装置とすることができる。
【0017】また、本発明の電気化学的水処理装置の製
造方法は、第1極室セル内に陽極となる第1電極を設
け、該第1極室セルに陰イオン交換膜を介して第1スペ
ーサを積層し、さらに陽イオン交換樹脂膜を介して第2
スペーサを積層し、その後陰イオン交換膜、第1スペー
サ、陽イオン交換膜、第2スペーサの順で積層を繰り返
し、陰イオン交換膜を介して第2極室セルを積層し、該
第2極室セル内には陰極となる第2電極を設け、このと
き第2連結穴と第1通水路とを連通して脱塩室が脱塩室
吐水管と脱塩室入水管に接続させるとともに、第1連結
穴と第2通水路とを連通して濃縮室を濃縮室吐水管と濃
縮室入水管に接続させ、次いで第1スペーサ内の脱塩室
内のそれぞれに粒状イオン交換樹脂を充填する電気化学
的水処理装置の製造方法であって、組立て時、下方に位
置する第2連結穴に通水栓部材を挿通し、次いで第1ス
ペーサ内の脱塩室内に粒状イオン交換樹脂を充填し、し
かる後、残りの第2連結穴に通水栓部材を挿通すること
を特徴とする。
造方法は、第1極室セル内に陽極となる第1電極を設
け、該第1極室セルに陰イオン交換膜を介して第1スペ
ーサを積層し、さらに陽イオン交換樹脂膜を介して第2
スペーサを積層し、その後陰イオン交換膜、第1スペー
サ、陽イオン交換膜、第2スペーサの順で積層を繰り返
し、陰イオン交換膜を介して第2極室セルを積層し、該
第2極室セル内には陰極となる第2電極を設け、このと
き第2連結穴と第1通水路とを連通して脱塩室が脱塩室
吐水管と脱塩室入水管に接続させるとともに、第1連結
穴と第2通水路とを連通して濃縮室を濃縮室吐水管と濃
縮室入水管に接続させ、次いで第1スペーサ内の脱塩室
内のそれぞれに粒状イオン交換樹脂を充填する電気化学
的水処理装置の製造方法であって、組立て時、下方に位
置する第2連結穴に通水栓部材を挿通し、次いで第1ス
ペーサ内の脱塩室内に粒状イオン交換樹脂を充填し、し
かる後、残りの第2連結穴に通水栓部材を挿通すること
を特徴とする。
【0018】これにより、シンプルな構成で、脱塩室と
濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすることがで
き、粒状のイオン交換樹脂を利用することを可能にする
電気化学的水処理装置を容易に組立てることができる。
濃縮室の幅をきわめて薄い多層の積層体とすることがで
き、粒状のイオン交換樹脂を利用することを可能にする
電気化学的水処理装置を容易に組立てることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】請求項1に記載された発明は、脱
塩室となる開口が形成された第1スペーサと、濃縮室と
なる開口が形成された第2スペーサが交互に積層され、
両側から第1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層
体フレームと、第1極室セル内に設けられ陽極とされる
第1電極と、第2極室セル内に設けられ陰極とされる第
2電極と、積層体フレームを構成する交互に積層される
第1スペーサと第2スペーサの間では、第1スペーサの
第1極室セル側に配設され、且つ第1極室セルとこれに
隣接する第1スペーサの間にも配設される陰イオン交換
膜と、積層体フレームを構成する交互に積層される第1
スペーサと第2スペーサの間では、第2スペーサの第2
極室セル側に配設され、且つ第2極室セルとこれに隣接
する第2スペーサの間にも配設される陽イオン交換膜
と、第1スペーサの脱塩室内に充填される粒状イオン交
換樹脂を備えた電気化学的水処理装置であって、第1ス
ペーサには、一対の第1連結穴と、脱塩室となる開口か
ら延びた一対の第1通水路が形成され、且つ第2スペー
サには、一対の第2連結穴と、濃縮室となる開口から延
びた一対の第2通水路が形成され、積層体フレームを構
成したとき、第2連結穴と第1通水路が連通して脱塩室
のそれぞれが脱塩室吐水管と脱塩室入水管に接続される
とともに、第1連結穴と第2通水路が連通して濃縮室の
それぞれが濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続され、第
2連結穴には通水栓部材が挿入されていることを特徴と
する電気化学的水処理装置であるから、第1スペーサの
中に脱塩室となる開口、第2スペーサの中に濃縮室とな
る開口を有すシンプルな構成とし、通水路は第1スペー
サと第2スペーサで構成でき、脱塩室と濃縮室の幅がき
わめて薄い多層の積層体を形成でき、安価な高特性の粒
状イオン交換樹脂を通水栓部材によって脱塩室内に隙間
なく充填して保持でき、しかも脱塩室と濃縮室の幅をき
わめて薄くできるため高効率の電気化学的水処理装置と
することができる。
塩室となる開口が形成された第1スペーサと、濃縮室と
なる開口が形成された第2スペーサが交互に積層され、
両側から第1極室セルと第2極室セルとで挟持する積層
体フレームと、第1極室セル内に設けられ陽極とされる
第1電極と、第2極室セル内に設けられ陰極とされる第
2電極と、積層体フレームを構成する交互に積層される
第1スペーサと第2スペーサの間では、第1スペーサの
第1極室セル側に配設され、且つ第1極室セルとこれに
隣接する第1スペーサの間にも配設される陰イオン交換
膜と、積層体フレームを構成する交互に積層される第1
スペーサと第2スペーサの間では、第2スペーサの第2
極室セル側に配設され、且つ第2極室セルとこれに隣接
する第2スペーサの間にも配設される陽イオン交換膜
と、第1スペーサの脱塩室内に充填される粒状イオン交
換樹脂を備えた電気化学的水処理装置であって、第1ス
ペーサには、一対の第1連結穴と、脱塩室となる開口か
ら延びた一対の第1通水路が形成され、且つ第2スペー
サには、一対の第2連結穴と、濃縮室となる開口から延
びた一対の第2通水路が形成され、積層体フレームを構
成したとき、第2連結穴と第1通水路が連通して脱塩室
のそれぞれが脱塩室吐水管と脱塩室入水管に接続される
とともに、第1連結穴と第2通水路が連通して濃縮室の
それぞれが濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続され、第
2連結穴には通水栓部材が挿入されていることを特徴と
する電気化学的水処理装置であるから、第1スペーサの
中に脱塩室となる開口、第2スペーサの中に濃縮室とな
る開口を有すシンプルな構成とし、通水路は第1スペー
サと第2スペーサで構成でき、脱塩室と濃縮室の幅がき
わめて薄い多層の積層体を形成でき、安価な高特性の粒
状イオン交換樹脂を通水栓部材によって脱塩室内に隙間
なく充填して保持でき、しかも脱塩室と濃縮室の幅をき
わめて薄くできるため高効率の電気化学的水処理装置と
することができる。
【0020】請求項2に記載された発明は、通水栓部材
が通水可能な多孔質棒または多孔質管であることを特徴
とする請求項1記載の電気化学的水処理装置であるか
ら、多孔質棒や多孔質管で通水を行うとともに、粒状陽
イオン交換樹脂と粒状陰イオン交換樹の連通穴からの流
出は防ぐことができる。
が通水可能な多孔質棒または多孔質管であることを特徴
とする請求項1記載の電気化学的水処理装置であるか
ら、多孔質棒や多孔質管で通水を行うとともに、粒状陽
イオン交換樹脂と粒状陰イオン交換樹の連通穴からの流
出は防ぐことができる。
【0021】請求項3に記載された発明は、第1スペー
サと第2スペーサが同一の形状を備え、第1極室セルと
第2極室セルが同一の形状を備えていることを特徴とす
る請求項1または2に記載の電気化学的水処理装置であ
るから、第1スペーサと第2スペーサが同一の形状、第
1極室セルと第2極室セルが同一の形状であるため構成
がきわめてシンプルになる。
サと第2スペーサが同一の形状を備え、第1極室セルと
第2極室セルが同一の形状を備えていることを特徴とす
る請求項1または2に記載の電気化学的水処理装置であ
るから、第1スペーサと第2スペーサが同一の形状、第
1極室セルと第2極室セルが同一の形状であるため構成
がきわめてシンプルになる。
【0022】請求項4に記載された発明は、第1スペー
サに脱塩室となる開口と、該開口から延びた一対の第1
通水路と、一対の第1連結穴を設けるとともに、第2ス
ペーサに濃縮室となる開口と、該開口から延びた一対の
第2通水路と、一対の第2連結穴とを設け、第1極室セ
ル内に陽極となる第1電極を設け、該第1極室セルに陰
イオン交換膜を介して第1スペーサを積層し、さらに陽
イオン交換樹脂膜を介して第2スペーサを積層し、その
後陰イオン交換膜、第1スペーサ、陽イオン交換膜、第
2スペーサの順で積層を繰り返し、陰イオン交換膜を介
して第2極室セルを積層し、該第2極室セル内には陰極
となる第2電極を設け、このとき第2連結穴と第1通水
路とを連通して脱塩室が脱塩室吐水管と脱塩室入水管に
接続させるとともに、第1連結穴と第2通水路とを連通
して濃縮室を濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続させ、
次いで第1スペーサ内の脱塩室内のそれぞれに粒状イオ
ン交換樹脂を充填する電気化学的水処理装置の製造方法
であって、組立て時、下方に位置する第2連結穴に通水
栓部材を挿通し、次いで第1スペーサ内の脱塩室内に粒
状イオン交換樹脂を充填し、しかる後、残りの第2連結
穴に通水栓部材を挿通することを特徴とする電気化学的
水処理装置の製造方法であるから、第1スペーサの中に
脱塩室となる開口、第2スペーサの中に濃縮室となる開
口を有すシンプルな構成とし、通水路は第1スペーサと
第2スペーサで構成でき、脱塩室と濃縮室の幅がきわめ
て薄い多層の積層体を形成でき、安価な粒状イオン交換
樹脂を通水栓部材によって脱塩室内に保持するため脱塩
室への収納と組立てがきわめて容易であり、脱塩室に隙
間なく粒状イオン交換樹脂を充填でき、脱塩室と濃縮室
の幅がきわめて薄いため高効率の電気化学的水処理装置
を製造できる。
サに脱塩室となる開口と、該開口から延びた一対の第1
通水路と、一対の第1連結穴を設けるとともに、第2ス
ペーサに濃縮室となる開口と、該開口から延びた一対の
第2通水路と、一対の第2連結穴とを設け、第1極室セ
ル内に陽極となる第1電極を設け、該第1極室セルに陰
イオン交換膜を介して第1スペーサを積層し、さらに陽
イオン交換樹脂膜を介して第2スペーサを積層し、その
後陰イオン交換膜、第1スペーサ、陽イオン交換膜、第
2スペーサの順で積層を繰り返し、陰イオン交換膜を介
して第2極室セルを積層し、該第2極室セル内には陰極
となる第2電極を設け、このとき第2連結穴と第1通水
路とを連通して脱塩室が脱塩室吐水管と脱塩室入水管に
接続させるとともに、第1連結穴と第2通水路とを連通
して濃縮室を濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続させ、
次いで第1スペーサ内の脱塩室内のそれぞれに粒状イオ
ン交換樹脂を充填する電気化学的水処理装置の製造方法
であって、組立て時、下方に位置する第2連結穴に通水
栓部材を挿通し、次いで第1スペーサ内の脱塩室内に粒
状イオン交換樹脂を充填し、しかる後、残りの第2連結
穴に通水栓部材を挿通することを特徴とする電気化学的
水処理装置の製造方法であるから、第1スペーサの中に
脱塩室となる開口、第2スペーサの中に濃縮室となる開
口を有すシンプルな構成とし、通水路は第1スペーサと
第2スペーサで構成でき、脱塩室と濃縮室の幅がきわめ
て薄い多層の積層体を形成でき、安価な粒状イオン交換
樹脂を通水栓部材によって脱塩室内に保持するため脱塩
室への収納と組立てがきわめて容易であり、脱塩室に隙
間なく粒状イオン交換樹脂を充填でき、脱塩室と濃縮室
の幅がきわめて薄いため高効率の電気化学的水処理装置
を製造できる。
【0023】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1における電気化学的水処理装置とその製造方法つい
て図面に基づき説明する。本実施の形態1の電気化学的
水処理装置は、主に水道水等の用水中に含まれているナ
トリウムイオンやカルシウムイオン等の陽イオン、塩化
物イオンや硫酸イオン等の陰イオンを脱イオンするもの
である。図1は本発明の実施の形態1における電気化学
的水処理装置の概要を示す図、図2は本発明の実施の形
態1における電気化学的水処理装置の脱塩室の概略図、
図3は本発明の実施の形態1における電気化学的水処理
装置の濃縮室の概略図、図4は本発明の実施の形態1に
おける電気化学的水処理装置の通水路付近の概略断面
図、図5は本発明の実施の形態1における電気化学的水
処理装置の組立て図である。
態1における電気化学的水処理装置とその製造方法つい
て図面に基づき説明する。本実施の形態1の電気化学的
水処理装置は、主に水道水等の用水中に含まれているナ
トリウムイオンやカルシウムイオン等の陽イオン、塩化
物イオンや硫酸イオン等の陰イオンを脱イオンするもの
である。図1は本発明の実施の形態1における電気化学
的水処理装置の概要を示す図、図2は本発明の実施の形
態1における電気化学的水処理装置の脱塩室の概略図、
図3は本発明の実施の形態1における電気化学的水処理
装置の濃縮室の概略図、図4は本発明の実施の形態1に
おける電気化学的水処理装置の通水路付近の概略断面
図、図5は本発明の実施の形態1における電気化学的水
処理装置の組立て図である。
【0024】図1において、1は電解槽、2は極室セ
ル、3は電極、4は脱塩室、5は濃縮室、6は脱塩室入
水管、7は脱塩室吐水管、8は濃縮室入水管、9は濃縮
室吐水管、10は極室セル入水管、11は極室セル吐水
管、12は極室セル入水管、13は極室セル吐水管であ
る。
ル、3は電極、4は脱塩室、5は濃縮室、6は脱塩室入
水管、7は脱塩室吐水管、8は濃縮室入水管、9は濃縮
室吐水管、10は極室セル入水管、11は極室セル吐水
管、12は極室セル入水管、13は極室セル吐水管であ
る。
【0025】本実施の形態1の極室セル2は、陽極とな
る電極3(第1電極)を配設した陽極側の極室セル(第
1極室セル)と、陰極となる電極3(第2電極)を配設
した陰極側の極室セル(第2極室セル)とが同一形状で
構成されているが、異なる形状としてもよい。本実施の
形態1ではこの2つの極室セル2は対向させて用いる。
なお、実施の形態1の電極3は図示しない電源に接続さ
れ、極性は上述のとおりであるが、極性は逆洗のためな
どのように陽極、陰極に固定されるものではない。
る電極3(第1電極)を配設した陽極側の極室セル(第
1極室セル)と、陰極となる電極3(第2電極)を配設
した陰極側の極室セル(第2極室セル)とが同一形状で
構成されているが、異なる形状としてもよい。本実施の
形態1ではこの2つの極室セル2は対向させて用いる。
なお、実施の形態1の電極3は図示しない電源に接続さ
れ、極性は上述のとおりであるが、極性は逆洗のためな
どのように陽極、陰極に固定されるものではない。
【0026】図2〜4において、14はスペーサ、15
は陽イオン交換膜、16は陰イオン交換膜、17は陽イ
オン交換樹脂ビーズ(粒状陽イオン交換樹脂)、18は
陰イオン交換樹脂ビーズ(粒状陰イオン交換樹脂)、1
9は多孔質体、20は連結穴、21は多孔質管(通水栓
部材)である。本実施の形態1では、陽イオン交換樹脂
ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ18を混合したも
のを粒状のイオン交換樹脂として用いている。
は陽イオン交換膜、16は陰イオン交換膜、17は陽イ
オン交換樹脂ビーズ(粒状陽イオン交換樹脂)、18は
陰イオン交換樹脂ビーズ(粒状陰イオン交換樹脂)、1
9は多孔質体、20は連結穴、21は多孔質管(通水栓
部材)である。本実施の形態1では、陽イオン交換樹脂
ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ18を混合したも
のを粒状のイオン交換樹脂として用いている。
【0027】電解槽1は、電極3を配置した2つの極室
セル2の間に陽イオン交換膜16、スペーサ14(第1
スペーサ)、陰イオン交換膜16、スペーサ14(第2
スペーサ)の順を一組として、多層に積層して積層体フ
レームを形成し、脱塩室入水管6、脱塩室吐水管7、濃
縮室入水管8、濃縮室吐水管9、極室セル入水管10、
極室セル吐水管11、極室セル入水管12、極室セル吐
水管13をそれぞれ接続し、外側から締め付けて固定し
て構成される。図2、5に示すように脱塩室4は、スペ
ーサ14の中央開口を両側から陰イオン交換膜16と陽
イオン交換膜15で挟持されて構成され、被処理水に含
まれるイオンを除去するセルとなるものである。図3、
5に示すように濃縮室5は、スペーサ14の中央開口を
両側から陽イオン交換膜15と陰イオン交換膜16で挟
持されて構成され、被処理水の陽イオン、陰イオンを濃
縮するセルとなる。この脱塩室4と濃縮室5は交互に配
設される。なお、本実施の形態1のように、脱塩室4を
形成するスペーサ14(第1スペーサ)と濃縮室5を形
成するスペーサ14(第2スペーサ)を同一形状とし、
一方を反転させて用いるのでもよいが、別形状とするの
でもよい。ただ、同一形状にする本実施の形態1のスペ
ーサ14は、きわめてシンプルな構成で、金型が1つで
すみ製造も容易である。なお、本実施の形態1において
は、陽イオン交換膜16として旭化成K501、陰イオ
ン交換膜16として旭化成A501を使用している。ま
た、スペーサ14の材質として、ABS、PP等の樹脂
を用いるのが適当である。
セル2の間に陽イオン交換膜16、スペーサ14(第1
スペーサ)、陰イオン交換膜16、スペーサ14(第2
スペーサ)の順を一組として、多層に積層して積層体フ
レームを形成し、脱塩室入水管6、脱塩室吐水管7、濃
縮室入水管8、濃縮室吐水管9、極室セル入水管10、
極室セル吐水管11、極室セル入水管12、極室セル吐
水管13をそれぞれ接続し、外側から締め付けて固定し
て構成される。図2、5に示すように脱塩室4は、スペ
ーサ14の中央開口を両側から陰イオン交換膜16と陽
イオン交換膜15で挟持されて構成され、被処理水に含
まれるイオンを除去するセルとなるものである。図3、
5に示すように濃縮室5は、スペーサ14の中央開口を
両側から陽イオン交換膜15と陰イオン交換膜16で挟
持されて構成され、被処理水の陽イオン、陰イオンを濃
縮するセルとなる。この脱塩室4と濃縮室5は交互に配
設される。なお、本実施の形態1のように、脱塩室4を
形成するスペーサ14(第1スペーサ)と濃縮室5を形
成するスペーサ14(第2スペーサ)を同一形状とし、
一方を反転させて用いるのでもよいが、別形状とするの
でもよい。ただ、同一形状にする本実施の形態1のスペ
ーサ14は、きわめてシンプルな構成で、金型が1つで
すみ製造も容易である。なお、本実施の形態1において
は、陽イオン交換膜16として旭化成K501、陰イオ
ン交換膜16として旭化成A501を使用している。ま
た、スペーサ14の材質として、ABS、PP等の樹脂
を用いるのが適当である。
【0028】ところで、脱塩室4となる中央開口が形成
されたスペーサ14(第1スペーサ)には、対角線とな
る位置で上方向と下方向に延びる一対の細い溝の第1通
水路が形成されている。この第1通水路のほかに、スペ
ーサ14(第1スペーサ)には逆の対角線となる位置に
一対の連結穴20(第1連結穴)が形成されている。ま
た同じく、濃縮室5となる中央開口が形成されたスペー
サ14(第2スペーサ)には、スペーサ14(第1スペ
ーサ)の逆の対角線の位置で上方向と下方向に延びる一
対の細い溝の第2通水路が形成されている。スペーサ1
4(第2スペーサ)には、この第2通水路のさらに対角
線の位置に一対の連結穴20(第2連結穴)が形成され
ている。第1通水路の先端位置と連結穴20(第2連結
穴)の位置、また第2通水路の先端位置と連結穴20
(第1連結穴)の位置は、2枚のスペーサ14を積層し
た状態でそれぞれ重合する位置関係にあり、第2通水路
の先端の外側形状は連結穴20(第1連結穴)の形状と
合致する形状であり、第1通水路の先端の外側形状は連
結穴20(第2連結穴)の形状と合致する形状となって
いる。積層して積層体フレームを構成したとき、第1通
水路と連結穴20(第2連結穴)が連通し、各脱塩室4
のそれぞれが脱塩室入水管6と脱塩室吐水管7に接続さ
れるとともに、第2通水路と連結穴20(第1連結穴)
が連通し、各濃縮室5のそれぞれが濃縮室入水管8と濃
縮室吐水管9に接続される。
されたスペーサ14(第1スペーサ)には、対角線とな
る位置で上方向と下方向に延びる一対の細い溝の第1通
水路が形成されている。この第1通水路のほかに、スペ
ーサ14(第1スペーサ)には逆の対角線となる位置に
一対の連結穴20(第1連結穴)が形成されている。ま
た同じく、濃縮室5となる中央開口が形成されたスペー
サ14(第2スペーサ)には、スペーサ14(第1スペ
ーサ)の逆の対角線の位置で上方向と下方向に延びる一
対の細い溝の第2通水路が形成されている。スペーサ1
4(第2スペーサ)には、この第2通水路のさらに対角
線の位置に一対の連結穴20(第2連結穴)が形成され
ている。第1通水路の先端位置と連結穴20(第2連結
穴)の位置、また第2通水路の先端位置と連結穴20
(第1連結穴)の位置は、2枚のスペーサ14を積層し
た状態でそれぞれ重合する位置関係にあり、第2通水路
の先端の外側形状は連結穴20(第1連結穴)の形状と
合致する形状であり、第1通水路の先端の外側形状は連
結穴20(第2連結穴)の形状と合致する形状となって
いる。積層して積層体フレームを構成したとき、第1通
水路と連結穴20(第2連結穴)が連通し、各脱塩室4
のそれぞれが脱塩室入水管6と脱塩室吐水管7に接続さ
れるとともに、第2通水路と連結穴20(第1連結穴)
が連通し、各濃縮室5のそれぞれが濃縮室入水管8と濃
縮室吐水管9に接続される。
【0029】次に、積層体フレームに接続される脱塩室
入水管6と脱塩室吐水管7について説明すると、入口側
となる連結穴20(第2連結穴)は図2、5の紙面に直
交する方向に貫通しており、脱塩室入水管6が始点に設
置されている。終端側は極室セル2の壁面で閉ざされて
いる。出口側となる連結穴20(第2連結穴)はやはり
紙面に直交する方向に貫通しており、脱塩室吐水管7が
始点に設置されて、終端側は極室セル2(第2極室セ
ル)の壁面で閉ざされる。同様に、濃縮室入水管8と濃
縮室吐水管9について説明すると、図1、3、5に示す
ように脱塩室4の場合とは逆方向になるが、入口側とな
る連結穴20(第1連結穴)は紙面に直交する方向に貫
通しており、濃縮室入水管8が始点に設置されている。
終端側は極室セル2の壁面で閉ざされている。出口側と
なる連結穴20(第1連結穴)はやはり紙面に直交する
方向に貫通しており、濃縮水吐水管9が始点に設置され
て、終端側は極室セル2(第1極室セル)の壁面で閉ざ
される。
入水管6と脱塩室吐水管7について説明すると、入口側
となる連結穴20(第2連結穴)は図2、5の紙面に直
交する方向に貫通しており、脱塩室入水管6が始点に設
置されている。終端側は極室セル2の壁面で閉ざされて
いる。出口側となる連結穴20(第2連結穴)はやはり
紙面に直交する方向に貫通しており、脱塩室吐水管7が
始点に設置されて、終端側は極室セル2(第2極室セ
ル)の壁面で閉ざされる。同様に、濃縮室入水管8と濃
縮室吐水管9について説明すると、図1、3、5に示す
ように脱塩室4の場合とは逆方向になるが、入口側とな
る連結穴20(第1連結穴)は紙面に直交する方向に貫
通しており、濃縮室入水管8が始点に設置されている。
終端側は極室セル2の壁面で閉ざされている。出口側と
なる連結穴20(第1連結穴)はやはり紙面に直交する
方向に貫通しており、濃縮水吐水管9が始点に設置され
て、終端側は極室セル2(第1極室セル)の壁面で閉ざ
される。
【0030】このように、脱塩室4と濃縮室5は交互に
配置されるとともに、脱塩室4同士、濃縮室5同士は、
入口側、出口側とも連結されて同時に通水できるように
なる。濃縮室5の通水路と、脱塩室4の通水路とは水路
的に完全に独立したものとなる。また、極室セル2は脱
塩室4および濃縮室5からは独立し、電極3が設けられ
ており、被処理水が通過する構造となっている。極室セ
ル2内は、極室セル入水管10、極室セル吐水管11、
極室セル入水管12、極室セル吐水管13と接続され
る。なお、電極3は図示しない電源に接続されている。
配置されるとともに、脱塩室4同士、濃縮室5同士は、
入口側、出口側とも連結されて同時に通水できるように
なる。濃縮室5の通水路と、脱塩室4の通水路とは水路
的に完全に独立したものとなる。また、極室セル2は脱
塩室4および濃縮室5からは独立し、電極3が設けられ
ており、被処理水が通過する構造となっている。極室セ
ル2内は、極室セル入水管10、極室セル吐水管11、
極室セル入水管12、極室セル吐水管13と接続され
る。なお、電極3は図示しない電源に接続されている。
【0031】ところで、濃縮室5には通常、通水抵抗の
少ない高分子やセラミックの多孔質体19が配置され
る。また、脱塩室4には陽イオン交換樹脂ビーズ17と
陰イオン交換樹脂ビーズ18を混合した粒状のイオン交
換樹脂が充填される。脱塩室4での透析効率を向上させ
るため、本実施の形態1では、陽イオン交換樹脂ビーズ
17として三菱化学 DIAION SK 1B 粒
径;0.4〜0.6mm、陰イオン交換樹脂ビーズ18
として三菱化学 DIAION SA 2A 粒径;
0.4〜0.6mmの2種類のイオン交換樹脂ビーズの
混合物を充填している。これにより、脱塩質4内に隙間
なく陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビ
ーズ18を充填でき、安価で高効率の電気化学的水処理
装置を実現できる。この陽イオン交換樹脂ビーズ17と
陰イオン交換樹脂ビーズ18は粒径が1mm以下の非常
に微小な粒体であるから、そのままにしておくと脱塩室
4から第1通水路と連結穴20(第2連結穴)を通って
外部へ流出する可能性が高い。電気化学的水処理装置の
積層体フレームを構成したとき、陽イオン交換樹脂ビー
ズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ18は組立て時点で外
部に流出してしまう。
少ない高分子やセラミックの多孔質体19が配置され
る。また、脱塩室4には陽イオン交換樹脂ビーズ17と
陰イオン交換樹脂ビーズ18を混合した粒状のイオン交
換樹脂が充填される。脱塩室4での透析効率を向上させ
るため、本実施の形態1では、陽イオン交換樹脂ビーズ
17として三菱化学 DIAION SK 1B 粒
径;0.4〜0.6mm、陰イオン交換樹脂ビーズ18
として三菱化学 DIAION SA 2A 粒径;
0.4〜0.6mmの2種類のイオン交換樹脂ビーズの
混合物を充填している。これにより、脱塩質4内に隙間
なく陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビ
ーズ18を充填でき、安価で高効率の電気化学的水処理
装置を実現できる。この陽イオン交換樹脂ビーズ17と
陰イオン交換樹脂ビーズ18は粒径が1mm以下の非常
に微小な粒体であるから、そのままにしておくと脱塩室
4から第1通水路と連結穴20(第2連結穴)を通って
外部へ流出する可能性が高い。電気化学的水処理装置の
積層体フレームを構成したとき、陽イオン交換樹脂ビー
ズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ18は組立て時点で外
部に流出してしまう。
【0032】そこで、本実施の形態1では、スペーサ1
4(第2スペーサ)の連結穴20(第2連結穴)に多孔
質管21(通水栓部材)を挿通している。連結穴20と
多孔質管21の外部形状は合致し、液密状態で装着され
る。この多孔質管21は通水抵抗の小さい高分子または
セラミック製のもの、例えば三菱樹脂製のポリエチレン
多孔質体(商品名フィルダス)等が適当である。また、
多孔質管21に代えて、多孔質棒としてもよい。この多
孔質管21で連結穴20(第2連結穴)の中を塞ぐか
ら、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビ
ーズ18はこれにトラップされ、外部に流出することは
ない。この多孔質管21もしくは多孔質棒からなる通水
栓部材は、積層体フレームを貫通する長いものであって
もよいが、スペーサ14(第2スペーサ)の幅以下の長
さで、連結穴20(第2連結穴)をそれぞれ塞ぐもので
あってもよい。積層体フレームを貫通する長い通水栓部
材とする方が組立てが容易になるが、通水抵抗が上がっ
てしまう。従ってこの場合には、多孔質棒とするより多
孔質管21とするのが好ましい。スペーサ14(第2ス
ペーサ)の幅の長さより短い多孔質管21を複数本それ
ぞれの連結穴20(第2連結穴)の位置に挿入するの
は、通水抵抗の面では有効であるが、組立ては非常に面
倒になる。
4(第2スペーサ)の連結穴20(第2連結穴)に多孔
質管21(通水栓部材)を挿通している。連結穴20と
多孔質管21の外部形状は合致し、液密状態で装着され
る。この多孔質管21は通水抵抗の小さい高分子または
セラミック製のもの、例えば三菱樹脂製のポリエチレン
多孔質体(商品名フィルダス)等が適当である。また、
多孔質管21に代えて、多孔質棒としてもよい。この多
孔質管21で連結穴20(第2連結穴)の中を塞ぐか
ら、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビ
ーズ18はこれにトラップされ、外部に流出することは
ない。この多孔質管21もしくは多孔質棒からなる通水
栓部材は、積層体フレームを貫通する長いものであって
もよいが、スペーサ14(第2スペーサ)の幅以下の長
さで、連結穴20(第2連結穴)をそれぞれ塞ぐもので
あってもよい。積層体フレームを貫通する長い通水栓部
材とする方が組立てが容易になるが、通水抵抗が上がっ
てしまう。従ってこの場合には、多孔質棒とするより多
孔質管21とするのが好ましい。スペーサ14(第2ス
ペーサ)の幅の長さより短い多孔質管21を複数本それ
ぞれの連結穴20(第2連結穴)の位置に挿入するの
は、通水抵抗の面では有効であるが、組立ては非常に面
倒になる。
【0033】このように本実施の形態1の電気的化学水
処理装置は、スペーサ14と陽イオン交換膜15と陰イ
オン交換膜16を多層に積層して積層体フレームを形成
するだけで、通水路がスペーサ14によって形成され、
スペーサ14の構成も非常にシンプルで、脱塩室4の幅
をきわめて小さくすることができ、積層体フレームも全
体としてコンパクトになる。また、これに伴い脱塩効率
も上昇する。
処理装置は、スペーサ14と陽イオン交換膜15と陰イ
オン交換膜16を多層に積層して積層体フレームを形成
するだけで、通水路がスペーサ14によって形成され、
スペーサ14の構成も非常にシンプルで、脱塩室4の幅
をきわめて小さくすることができ、積層体フレームも全
体としてコンパクトになる。また、これに伴い脱塩効率
も上昇する。
【0034】続いて、本実施の形態1の電気化学的水処
理装置によって行われる処理について説明する。まず被
処理水が脱塩室入水管6から注入され、連結穴20(第
2連結穴)内に挿通された多孔質管21を通って各脱塩
室4に供給される、脱塩室4でイオンを除去された処理
水は、もう一方の連結穴20(第2連結穴)内に挿通さ
れた多孔質管21を通って、脱イオン水(軟水)となっ
て脱塩室出水管7を通って吐水される。
理装置によって行われる処理について説明する。まず被
処理水が脱塩室入水管6から注入され、連結穴20(第
2連結穴)内に挿通された多孔質管21を通って各脱塩
室4に供給される、脱塩室4でイオンを除去された処理
水は、もう一方の連結穴20(第2連結穴)内に挿通さ
れた多孔質管21を通って、脱イオン水(軟水)となっ
て脱塩室出水管7を通って吐水される。
【0035】一方、濃縮室入水管8から注入された被処
理水は連結穴20(第1連結穴)を通って各濃縮室5に
供給される、濃縮室5でイオンを供給された処理水は、
もう一方の連結穴20(第1連結穴)を通って、濃縮水
となって、濃縮室吐水管9を通って吐水される。
理水は連結穴20(第1連結穴)を通って各濃縮室5に
供給される、濃縮室5でイオンを供給された処理水は、
もう一方の連結穴20(第1連結穴)を通って、濃縮水
となって、濃縮室吐水管9を通って吐水される。
【0036】さらに、極室セル2にはそれぞれ陽極セル
入水管10、陰極セル入水管11から注入された被処理
水は各極室セル2で電解を受け、アルカリ性水及び酸性
水となって陽極セル吐水管12、陰極セル吐水管13よ
り吐水される。
入水管10、陰極セル入水管11から注入された被処理
水は各極室セル2で電解を受け、アルカリ性水及び酸性
水となって陽極セル吐水管12、陰極セル吐水管13よ
り吐水される。
【0037】ここで、脱塩室4、濃縮室5、陽極セル、
陰極セルに注入される被処理水は同一のものであり、各
室に分配されて通水される。分配比率は、脱イオン水
(軟水)を主として利用する場合、脱塩室=1に対し濃
縮室=0.1、陽極セル=0.1、陰極セル=0.1程
度とするのが適当である。
陰極セルに注入される被処理水は同一のものであり、各
室に分配されて通水される。分配比率は、脱イオン水
(軟水)を主として利用する場合、脱塩室=1に対し濃
縮室=0.1、陽極セル=0.1、陰極セル=0.1程
度とするのが適当である。
【0038】続いて、図5を用いて本実施の形態1の電
気化学的水処理装置の製造方法について説明する。極室
セル2(第1極室セル)内に陽極となる電極3(第1
電)を設け、第1極室セルに陰イオン交換膜16を介し
てスペーサ14(第1スペーサ)を積層し、さらに陽イ
オン交換樹脂膜15を介してスペーサ14(第2スペー
サ)を積層し、その後陰イオン交換膜16、スペーサ1
4(第1スペーサ)、陽イオン交換膜15、スペーサ1
4(第2スペーサ)の順で積層を繰り返し、陰イオン交
換膜16を介して極室セル2(第2極室セル)を積層
し、第2極室セル内には陰極となる電極3(第2電極)
を設け、1つの積層体フレームを構成して、外部からネ
ジ止めする。
気化学的水処理装置の製造方法について説明する。極室
セル2(第1極室セル)内に陽極となる電極3(第1
電)を設け、第1極室セルに陰イオン交換膜16を介し
てスペーサ14(第1スペーサ)を積層し、さらに陽イ
オン交換樹脂膜15を介してスペーサ14(第2スペー
サ)を積層し、その後陰イオン交換膜16、スペーサ1
4(第1スペーサ)、陽イオン交換膜15、スペーサ1
4(第2スペーサ)の順で積層を繰り返し、陰イオン交
換膜16を介して極室セル2(第2極室セル)を積層
し、第2極室セル内には陰極となる電極3(第2電極)
を設け、1つの積層体フレームを構成して、外部からネ
ジ止めする。
【0039】このとき連結穴20(第2連結穴)とスペ
ーサ14(第1スペーサ)の第1通水路とは連通し、各
脱塩室4は脱塩室入水管6と脱塩室吐水管7に接続状態
になる。また、連結穴20(第1連結穴)とスペーサ1
4(第1スペーサ)の第2通水路とは連通し、各濃縮室
5も同様に濃縮室入水管8と濃縮室吐水管9に接続状態
となる。
ーサ14(第1スペーサ)の第1通水路とは連通し、各
脱塩室4は脱塩室入水管6と脱塩室吐水管7に接続状態
になる。また、連結穴20(第1連結穴)とスペーサ1
4(第1スペーサ)の第2通水路とは連通し、各濃縮室
5も同様に濃縮室入水管8と濃縮室吐水管9に接続状態
となる。
【0040】この状態で陽イオン交換樹脂ビーズ17と
陰イオン交換樹脂ビーズ18の混合体を隙間なく脱塩室
4に注入するため、まず一方(下方側)の連結穴20に
多孔質管21を挿入する。続いて、連通しているもう一
方(上方側)の通水口より陽イオン交換樹脂ビーズ17
と陰イオン交換樹脂ビーズ18の混合体の一定量を水な
いしは食塩水に分散させ流し込む。水ないし食塩水は多
孔質管21を通過し、連結穴20より流出するが、イオ
ン交換樹脂は多孔質管21にトラップされスペーサ14
の中央開口内の空間に留まる。すべてのスペーサ14に
陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ
18が充填された後、注入したほうの連結穴20にも多
孔質管21を挿入し、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰
イオン交換樹脂ビーズ18の流出防止を行う。最後に脱
塩室入水管6と脱塩室吐水管7を挿入する。
陰イオン交換樹脂ビーズ18の混合体を隙間なく脱塩室
4に注入するため、まず一方(下方側)の連結穴20に
多孔質管21を挿入する。続いて、連通しているもう一
方(上方側)の通水口より陽イオン交換樹脂ビーズ17
と陰イオン交換樹脂ビーズ18の混合体の一定量を水な
いしは食塩水に分散させ流し込む。水ないし食塩水は多
孔質管21を通過し、連結穴20より流出するが、イオ
ン交換樹脂は多孔質管21にトラップされスペーサ14
の中央開口内の空間に留まる。すべてのスペーサ14に
陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオン交換樹脂ビーズ
18が充填された後、注入したほうの連結穴20にも多
孔質管21を挿入し、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰
イオン交換樹脂ビーズ18の流出防止を行う。最後に脱
塩室入水管6と脱塩室吐水管7を挿入する。
【0041】このように、本実施の形態1の電気化学的
水処理装置は、スペーサ14の中に脱塩室4となる空間
と濃縮室5となる空間を有するシンプルな構成であり、
脱塩室4と濃縮室5の幅がきわめて薄い多層の積層体を
形成でき、安価な陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオ
ン交換樹脂ビーズ18を多孔質管21によって脱塩室4
内に収納でき、脱塩室4と濃縮室5の幅がきわめて薄い
ため高効率の電気化学的水処理装置とすることができ
る。
水処理装置は、スペーサ14の中に脱塩室4となる空間
と濃縮室5となる空間を有するシンプルな構成であり、
脱塩室4と濃縮室5の幅がきわめて薄い多層の積層体を
形成でき、安価な陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イオ
ン交換樹脂ビーズ18を多孔質管21によって脱塩室4
内に収納でき、脱塩室4と濃縮室5の幅がきわめて薄い
ため高効率の電気化学的水処理装置とすることができ
る。
【0042】また、本実施の形態1の電気化学的水処理
装置の製造方法は、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イ
オン交換樹脂ビーズ18を、多孔質管21によって脱塩
室4内に保持できるため、組立て時脱塩室4への収納が
きわめて容易にすることできる。
装置の製造方法は、陽イオン交換樹脂ビーズ17と陰イ
オン交換樹脂ビーズ18を、多孔質管21によって脱塩
室4内に保持できるため、組立て時脱塩室4への収納が
きわめて容易にすることできる。
【0043】
【発明の効果】本発明の電気化学的水処理装置は、シン
プルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅がきわめて薄い多層
の積層体フレームとすることができ、脱塩室につながる
通水路に多孔質管あるいは多孔質棒を配設することによ
り、脱塩室内に容易に粒状のイオン交換樹脂を隙間なく
充填することができるため、脱塩効率が向上すると共
に、低コストの電解槽を実現できるという優れた特徴を
持つものである。
プルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅がきわめて薄い多層
の積層体フレームとすることができ、脱塩室につながる
通水路に多孔質管あるいは多孔質棒を配設することによ
り、脱塩室内に容易に粒状のイオン交換樹脂を隙間なく
充填することができるため、脱塩効率が向上すると共
に、低コストの電解槽を実現できるという優れた特徴を
持つものである。
【0044】また、本発明の電気化学的水処理装置の製
造方法は、シンプルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅をき
わめて薄い多層の積層体フレームとすることができ、脱
塩室につながる通水路に多孔質管あるいは多孔質棒を配
設することにより、脱塩室内に容易に粒状のイオン交換
樹脂を隙間なく充填することができ、流出を防止できる
から粒状のイオン交換樹脂を利用することが可能にな
り、組立てもきわめて容易である。
造方法は、シンプルな構成で、脱塩室と濃縮室の幅をき
わめて薄い多層の積層体フレームとすることができ、脱
塩室につながる通水路に多孔質管あるいは多孔質棒を配
設することにより、脱塩室内に容易に粒状のイオン交換
樹脂を隙間なく充填することができ、流出を防止できる
から粒状のイオン交換樹脂を利用することが可能にな
り、組立てもきわめて容易である。
【図1】本発明の実施の形態1における電気化学的水処
理装置の概要を示す図
理装置の概要を示す図
【図2】本発明の実施の形態1における電気化学的水処
理装置の脱塩室の概略図
理装置の脱塩室の概略図
【図3】本発明の実施の形態1における電気化学的水処
理装置の濃縮室の概略図
理装置の濃縮室の概略図
【図4】本発明の実施の形態1における電気化学的水処
理装置の通水路付近の概略断面図
理装置の通水路付近の概略断面図
【図5】本発明の実施の形態1における電気化学的水処
理装置の組立て図
理装置の組立て図
【図6】従来の電気透析装置の断面略図
【図7】従来の電気式脱イオン水製造装置の脱塩セルに
おける集水装置を示す図
おける集水装置を示す図
1 電解槽 2 極室セル 3 電極 4 脱塩室 5 濃縮室 6 脱塩室入水管 7 脱塩室吐水管 8 濃縮室入水管 9 濃縮室吐水管 10 極室セル入水管 11 極室セル吐水管 12 極室セル入水管 13 極室セル吐水管 14 スペーサ 15 陽イオン交換膜 16 陰イオン交換膜 17 陽イオン交換樹脂ビーズ 18 陰イオン交換樹脂ビーズ 19 多孔質体 20 連結穴 21 多孔質管 101 陽極版 102 陰極版 103 陽極室 104 陰極室 105 陰イオン交換膜 106 陽イオン交換膜 107 脱塩室 108 濃縮室 121A 第一櫛歯状部材 121B 第二櫛歯状部材 122A 部材本体 122B 部材本体 123 通水孔 124 突起 125 凹部 126 嵌合突片 127 嵌合凹所
Claims (4)
- 【請求項1】脱塩室となる開口が形成された第1スペー
サと、濃縮室となる開口が形成された第2スペーサが交
互に積層され、両側から第1極室セルと第2極室セルと
で挟持する積層体フレームと、 前記第1極室セル内に設けられ陽極とされる第1電極
と、 前記第2極室セル内に設けられ陰極とされる第2電極
と、 前記積層体フレームを構成する交互に積層される第1ス
ペーサと第2スペーサの間では第1スペーサの第1極室
セル側に配設され、且つ前記第1極室セルとこれに隣接
する第1スペーサの間にも配設される陰イオン交換膜
と、 前記積層体フレームを構成する交互に積層される第1ス
ペーサと第2スペーサの間では第2スペーサの第2極室
セル側に配設され、且つ前記第2極室セルとこれに隣接
する第2スペーサの間にも配設される陽イオン交換膜
と、 前記第1スペーサの脱塩室内に充填される粒状イオン交
換樹脂を備えた電気化学的水処理装置であって、 前記第1スペーサには、一対の第1連結穴と、前記脱塩
室となる開口から延びた一対の第1通水路が形成され、
且つ前記第2スペーサには、一対の第2連結穴と、前記
濃縮室となる開口から延びた一対の第2通水路が形成さ
れ、 前記積層体フレームを構成したとき、前記第2連結穴と
前記第1通水路が連通して前記脱塩室のそれぞれが脱塩
室吐水管と脱塩室入水管に接続されるとともに、前記第
1連結穴と前記第2通水路が連通して前記濃縮室のそれ
ぞれが濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続され、 前記第2連結穴には通水栓部材が挿入されていることを
特徴とする電気化学的水処理装置。 - 【請求項2】前記通水栓部材が通水可能な多孔質棒また
は多孔質管であることを特徴とする請求項1記載の電気
化学的水処理装置。 - 【請求項3】前記第1スペーサと前記第2スペーサが同
一の形状を備え、前記第1極室セルと前記第2極室セル
が同一の形状を備えていることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の電気化学的水処理装置。 - 【請求項4】第1スペーサに脱塩室となる開口と、該開
口から延びた一対の第1通水路と、一対の第1連結穴を
設けるとともに、前記第2スペーサに濃縮室となる開口
と、該開口から延びた一対の第2通水路と、一対の第2
連結穴とを設け、 第1極室セル内に陽極となる第1電極を設け、該第1極
室セルに陰イオン交換膜を介して第1スペーサを積層
し、さらに陽イオン交換膜を介して第2スペーサを積層
し、その後陰イオン交換膜、第1スペーサ、陽イオン交
換膜、第2スペーサの順で積層を繰り返し、陰イオン交
換膜を介して第2極室セルを積層し、該第2極室セル内
には陰極となる第2電極を設け、 このとき前記第2連結穴と前記第1通水路とを連通して
前記脱塩室が脱塩室吐水管と脱塩室入水管に接続させる
とともに、前記第1連結穴と前記第2通水路とを連通し
て前記濃縮室を濃縮室吐水管と濃縮室入水管に接続さ
せ、 次いで前記第1スペーサ内の前記脱塩室内のそれぞれに
粒状イオン交換樹脂を充填する電気化学的水処理装置の
製造方法であって、 組立て時、下方に位置する第2連結穴に通水栓部材を挿
通し、次いで第1スペーサ内の脱塩室内に粒状イオン交
換樹脂を充填し、しかる後、残りの第2連結穴に前記通
水栓部材を挿通することを特徴とする電気化学的水処理
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000368068A JP2002166282A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 電気化学的水処理装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000368068A JP2002166282A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 電気化学的水処理装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002166282A true JP2002166282A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18838383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000368068A Pending JP2002166282A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 電気化学的水処理装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002166282A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298731A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Japan Organo Co Ltd | 電気式脱イオン水製造装置の脱塩セルの集水装置 |
KR101147198B1 (ko) | 2012-02-22 | 2012-05-25 | (주) 시온텍 | 축전식 탈염 장치 |
KR20200118336A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 시스템코리아 주식회사 | 이온교환막을 가지는 전기화학적 처리장치의 제조방법 및 이온교환막 제조장치 |
-
2000
- 2000-12-04 JP JP2000368068A patent/JP2002166282A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298731A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Japan Organo Co Ltd | 電気式脱イオン水製造装置の脱塩セルの集水装置 |
KR101147198B1 (ko) | 2012-02-22 | 2012-05-25 | (주) 시온텍 | 축전식 탈염 장치 |
WO2013125832A1 (ko) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | (주) 시온텍 | 축전식 탈염 장치 |
KR20200118336A (ko) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 시스템코리아 주식회사 | 이온교환막을 가지는 전기화학적 처리장치의 제조방법 및 이온교환막 제조장치 |
KR102199855B1 (ko) | 2019-04-05 | 2021-01-11 | 시스템코리아 주식회사 | 이온교환막을 가지는 전기화학적 처리장치의 제조방법 및 이온교환막 제조장치 |
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