JP2003019483A - Packing method of packing material including ion exchanger - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely pack an equal amount of packing material such as ion exchanger in a desalting chamber or the like with high packing density and in a short time without damaging an ion exchange membrane of an electrically regenerative type desalting device and by preventing occurrence of short pass. SOLUTION: In a method for packing the packing material, the packing material is housed in the desalting chamber in a state where volume contracts, volume expansion of the packing material occurring at the time of using is mechanically restricted by the ion exchange membrane to increase pressure generated between the packing material and the ion exchange membrane. Further weight ration of water content of the ion exchanger in the contracting state to water content of the ion exchanger in a saturated state is 0.3 to 0.7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン交換体を含
む充填材の電気再生式脱塩装置への充填方法に関する。
特に、電気再生式脱塩装置の脱塩室や濃縮室に、イオン
交換体等のイオン交換性能を有する充填材を充填するた
めの方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for filling an electrically regenerating desalination apparatus with a filler containing an ion exchanger.
In particular, the present invention relates to a method for filling a desalting chamber or a concentrating chamber of an electric regenerative desalting apparatus with a filler having ion exchange performance such as an ion exchanger.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、超純水製造用の装置として、脱塩
室や濃縮室内にイオン交換体を充填することを特徴とす
る電気再生式脱塩装置が、特公平４−７２５６７号公
報、米国特許４６３２７４５号明細書、米国特許３３３
０７５０号明細書（ＩＯＮＩＣＳ社の濃縮室充填）など
により提案されている。これらの装置には、これら充填
されたイオン交換体は、各室内に均一に充填され、かつ
液の流れがショートパスする空間を生ずることのないこ
とが求められる。2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for producing ultrapure water, an electric regenerative desalination apparatus characterized by filling an ion exchanger in a desalting chamber or a concentrating chamber is disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-72567. U.S. Pat. No. 4,632,745, U.S. Pat.
No. 0750 specification (filling the concentration chamber of IONICS). It is required for these devices that the filled ion exchangers are uniformly filled in the respective chambers and that a space where the flow of the liquid is short-passed does not occur.

【０００３】しかしながら、電気再生式脱塩装置の複数
の脱塩室や濃縮室内に、イオン交換体を均一かつ隙間な
く充填することは一般的に難しい。その電気再生式脱塩
（以下ＥＤＩとする）装置に充填されるビーズ状イオン
交換体の各脱塩室への供給方法としては、その脱塩装置
用の電気透析槽組立前または組立時に各対毎に充填する
方法、組立後に液供給のための共通ダクトやイオン交換
体の充填専用ノズルなどから充填する方法が一般的に知
られている。However, it is generally difficult to uniformly and uniformly fill the plurality of desalting chambers or concentrating chambers of the electric regenerating desalination apparatus with ion exchangers. The method for supplying the bead-shaped ion exchanger packed in the electric regenerative desalting (hereinafter referred to as EDI) device to each desalting chamber is as follows before or during assembly of the electrodialysis tank for the desalting device. It is generally known to fill each of them, or to fill from a common duct for supplying liquid after assembly, a dedicated nozzle for filling an ion exchanger, or the like.

【０００４】しかしながら、各対毎に充填する方法で
は、ユニット化のために室枠の構造が複雑になったり、
電気透析槽の対数が多くなると組立に時間がかかるなど
の問題がある。他方、共通ダクトやイオン交換体の充填
専用ノズルなどから充填する方法では、脱塩室等の各室
への供給時間は短縮されるが、室枠の構造が複雑になる
だけでなく、各室へのイオン交換体の充填度を制御する
のが難しく、かつ充填量の確認が難しいという問題があ
る。However, in the method of filling each pair, the structure of the chamber frame becomes complicated due to unitization,
If the number of logarithmic electrodialysis tanks increases, there is a problem in that it takes time to assemble. On the other hand, with the method of filling from a common duct or a dedicated nozzle for filling the ion exchanger, the supply time to each chamber such as the desalting chamber is shortened, but not only the structure of the chamber frame becomes complicated, but also each chamber There is a problem in that it is difficult to control the filling degree of the ion exchanger into the resin and it is difficult to confirm the filling amount.

【０００５】さらに、充填できるイオン交換体量の上限
も、高々通常の最密充填（空間率＝０．６３６）程度ま
たはそれ以下にしかならないため、液のショートパスを
防ぐためには、脱塩室等における液の移動方向は下降流
を選択せざるを得ない。このため、脱塩室系内のガス抜
き対策や、停止時の液保有対策が別途必要となるという
問題がある。Further, the upper limit of the amount of ion exchanger that can be filled is no more than the usual close packing (porosity = 0.636) or less, so that in order to prevent a short pass of the liquid, a desalting chamber is required. As for the moving direction of the liquid in such as, there is no choice but to select the downward flow. For this reason, there is a problem that it is necessary to separately take measures for degassing the inside of the desalination chamber system and measures for retaining the liquid when the system is stopped.

【０００６】一方で脱塩室内のショ−トパスを防ぐこと
を特徴とした特開平９−２５３４５８号公報に提示の技
術のように、イオン交換樹脂を含む充填材を乾燥その他
の手段によって体積収縮させた後に充填し、電気透析槽
組立後通水して充填材を膨潤させ、該透析槽の脱塩室に
隙間なく充填する方法が考えられるが、この方法では、
膨潤前後での充填体の体積変化が大きすぎると、充填体
の膨潤時に脱塩室を隔てるイオン交換膜が充填体によっ
て引きずられて損傷を起こす可能性があった。On the other hand, as in the technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-253458, which is characterized by preventing a short pass in the desalting chamber, the filler containing the ion exchange resin is volume-shrinked by drying or other means. After filling, after filling the electrodialysis tank, water is passed to swell the filler, and a method of filling the desalting chamber of the dialysis tank without any gap is conceivable.
If the volume change of the packing material before and after the swelling is too large, there is a possibility that the ion exchange membrane separating the desalting chamber may be dragged by the packing material when the packing material is swollen and damaged.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前述のような問題の発生を回避できるイオン交換体等の
イオン交換性能を有する充填材の充填技術を提供するこ
とを目的とするものである。すなわち、本発明は、充填
材が充填されている脱塩室等の室内に液体を通過させる
際に、液流が入口から出口にショートパスする可能性の
ある空間の発生を防ぎ、複数の室内に同時に均一量の充
填材を確実に収納することを可能にし、さらに充填材の
膨潤時に脱塩室等の室壁を構成するイオン交換膜を損傷
することなく、高密度で充填材を充填することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a filling technique for a filler having an ion exchange performance such as an ion exchanger capable of avoiding the above-mentioned problems. . That is, the present invention prevents the generation of a space in which a liquid flow may short-pass from an inlet to an outlet when a liquid is passed through a chamber such as a desalting chamber filled with a filler, and thus the plurality of chambers At the same time, it is possible to reliably store a uniform amount of the packing material, and further, at the time of swelling of the packing material, the packing material is packed at a high density without damaging the ion exchange membrane forming the wall of the desalting chamber or the like. The purpose is to

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン交換体
を含む充填材を、その使用状態よりもみかけの体積が収
縮した状態で電気再生式脱塩装置の脱塩室内又は濃縮室
内に収納し、使用環境における充填材の体積膨張に伴う
寸法変化を室壁により機械的に制限することによって充
填材と室内壁の間に発生する圧力を増大させる充填材の
充填方法において、該充填材の飽和状態での重量含水率
に対する該充填材の収縮状態の重量含水率の比率を０．
３〜０．７とすることを特徴とする充填材の充填方法を
提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, a packing material containing an ion exchanger is stored in a desalting chamber or a concentrating chamber of an electric regenerative desalination apparatus in a state in which the apparent volume of the packing material is shrunk compared to the state of use. However, in the filling method of the filler, which increases the pressure generated between the filler and the inner wall by mechanically limiting the dimensional change due to the volume expansion of the filler in the use environment by the chamber wall, The ratio of the weight moisture content of the filler in the contracted state to the weight moisture content in the saturated state is 0.
Provided is a method of filling a filler, which is set to 3 to 0.7.

【０００９】前記充填材とは、脱塩室又は濃縮室内中に
配置されてその室内中の液体とのイオン交換作用を発現
する材料である。充填材は、イオン交換体のみからなる
ものだけでなく、バインダー等イオン交換体以外の材料
を含んでいてもよい。充填材は、互いに分離した材料の
集積体からなるものであっても成形体からなるものであ
ってもよい。互いに分離した材料の集積体というのは、
たとえばイオン交換樹脂の粒子の集積体を指し、粒状物
だけでなく繊維状や比較的大きなブロック状のものも含
む。成形体とは、熱や圧力を加えたり、バインダーを用
いる等してイオン交換樹脂粒子を一体化したものをい
う。The filler is a material which is placed in the desalting chamber or the concentration chamber and exhibits an ion exchange action with the liquid in the chamber. The filler is not limited to the ion exchanger alone, and may include a material other than the ion exchanger such as a binder. The filler may be made of an aggregate of materials separated from each other or a molded body. An aggregate of materials separated from each other
For example, it refers to an aggregate of particles of an ion exchange resin, and includes not only granular particles but also fibrous particles and relatively large block particles. The molded body refers to one in which the ion-exchange resin particles are integrated by applying heat or pressure or using a binder.

【００１０】本発明では、充填材の状態を変化させ脱塩
室等の室内に充填する。以下、本明細書においては充填
材の状態を次のような用語で説明することにする。この
明細書において、「飽和状態」とはイオン交換体等の充
填材が非拘束状態で最大に含水した状態である。また、
「使用状態」とは使用時の環境と平衡になった状態であ
る。「飽和状態」と「使用状態」はほぼ同様の含水状態
である。In the present invention, the state of the filling material is changed to fill the interior of the demineralizing chamber or the like. Hereinafter, in this specification, the state of the filler will be described with the following terms. In this specification, the "saturated state" is a state in which a filler such as an ion exchanger is in the unconstrained state and contains the maximum amount of water. Also,
The "usage state" is a state in which the environment in use is in equilibrium. The “saturated state” and the “used state” are almost the same water content.

【００１１】しかしながら、使用状態は充填材を脱塩室
内等で実際に使用しているときの状態を指すことから、
室壁による拘束を受けている場合もあり、その場合に
は、飽和状態の体積より多少小さくなることもある。そ
れに対し「収縮状態」とは、何らかの方法で充填材のみ
かけの体積を積極的に収縮させた状態をいい、特に断り
がない限り含水率を低下させた充填時の状態をいう。However, since the usage state refers to the state when the filler is actually used in the desalting chamber, etc.,
It may be constrained by the chamber wall, in which case it may be slightly smaller than the saturated volume. On the other hand, the "shrinking state" means a state in which the apparent volume of the filler is positively contracted by some method, and is a state at the time of filling in which the water content is lowered unless otherwise specified.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】充填材が集積体である場合、個々
の材料の形状としては特に限定されないが、球状、ペレ
ット状、繊維状、プレート状、シート状などの形状が採
用できる。これらの形状は、１種単独でもよく、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。大きさについても特に
制限はなく、種々の大きさのものを採用できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When the filler is an aggregate, the shape of each material is not particularly limited, but a spherical shape, a pellet shape, a fiber shape, a plate shape, a sheet shape, or the like can be adopted. These shapes may be used alone or in combination of two or more. The size is also not particularly limited, and various sizes can be adopted.

【００１３】充填材が成形体である場合、液体の流れ方
向に関するショートパス形成の防止だけでなく、装置組
立手段の簡便化にも寄与できるので好ましい。成形体と
しては、イオン交換体粒子をバインダを用いて多孔質状
に結合成形したものが好ましい。イオン交換体粒子とし
ては充填材が集積体である場合と同様なものを使用で
き、特に球状またはペレット状のイオン交換体が好まし
い。When the filling material is a molded body, it can contribute not only to prevent the formation of a short path in the liquid flow direction but also to simplify the device assembling means. The molded body is preferably one in which ion-exchange particles are bonded and molded into a porous state using a binder. As the ion exchanger particles, the same ones as when the filler is an aggregate can be used, and the spherical or pelletized ion exchanger is particularly preferable.

【００１４】イオン交換体としては、各種の有機イオン
交換体を単独でまたは２種以上混合して使用できる。有
機イオン交換体として、スチレン−ジビニルベンゼン共
重合体、アクリレート系重合体などの重合体にイオン交
換基を導入したイオン交換樹脂が挙げられる。As the ion exchanger, various organic ion exchangers may be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic ion exchanger include ion exchange resins obtained by introducing an ion exchange group into a polymer such as a styrene-divinylbenzene copolymer and an acrylate polymer.

【００１５】充填材を「収縮状態」にする方法は、充填
材の特性に応じて選択する必要があるが、充填材として
イオン交換樹脂を用いる場合、イオン交換樹脂は含水率
が大きくなるにしたがい体積が増大するので、含水率を
減少させることによって「収縮状態」にするのが好まし
い。あらかじめ「使用状態」または「飽和状態」に近い
ものから脱水して「収縮状態」にする場合だけでなく、
イオン交換樹脂、またはその成形体を製造する際に「使
用状態」より少ない含水率のものとして得られる場合も
含む。The method of bringing the filler into the "shrinking state" must be selected according to the characteristics of the filler. When an ion exchange resin is used as the filler, the ion exchange resin has a high water content. Due to the increased volume, it is preferred to bring the "contracted state" by reducing the water content. Not only in the case of dehydrating from "use condition" or "saturated condition" in advance to "contracted condition",
It also includes the case where the ion exchange resin or the molded product thereof is obtained with a water content lower than that in the "use state".

【００１６】しかしながら、特に、飽和状態で４３〜４
７％の含水率をもつ一般的なイオン交換樹脂の場合、収
縮状態の含水率を数％以下にすると、収縮状態と使用状
態（飽和状態）の体積の差が極めて大きくなり、収縮状
態の充填材を脱塩室等の室内に所定の位置に正しく設置
しても、収縮状態から使用状態への膨潤過程において、
縦、横、厚みまたは奥行きに関し特定の方向に過大な力
または変位が生じ、脱塩装置の脱塩室を構成する室壁に
損傷を加える可能性がある。However, especially in the saturated state, 43 to 4
In the case of a general ion exchange resin having a water content of 7%, if the water content in the contracted state is set to several% or less, the volume difference between the contracted state and the used state (saturated state) becomes extremely large, and the filling in the contracted state is completed. Even if the material is correctly installed in the predetermined position in the demineralizing room, etc., in the swelling process from the contracted state to the used state,
Excessive force or displacement may occur in a specific direction with respect to length, width, thickness, or depth, which may damage the chamber wall that constitutes the desalination chamber of the desalination apparatus.

【００１７】特に、電気再生式脱塩装置を構成する電気
透析槽の脱塩室の室壁を構成するイオン交換膜の場合、
充填材の伸びに伴って膜が引きずられ、皺が寄ったり膜
破れを起こしたりする可能性がある。この様な膜の損傷
を防ぐためには、できるだけ充填材の変位を少なくする
ことが好ましい。この様な観点に立って検討した結果、
充填材の飽和状態での含水率に対する、充填材の収縮状
態での含水率の比率を０．３〜０.７とすれば、該充填
材の膨潤時の変位によって、脱塩室壁を構成するイオン
交換膜に損傷を与えないことが判明した。In particular, in the case of the ion exchange membrane which constitutes the chamber wall of the desalination chamber of the electrodialysis tank which constitutes the electric regeneration type desalination device,
As the filler expands, the film is dragged, which may cause wrinkles or film breakage. In order to prevent such damage to the film, it is preferable to reduce the displacement of the filler as much as possible. As a result of examining from such a viewpoint,
When the ratio of the water content of the filler in the contracted state to the water content of the saturated state is 0.3 to 0.7, the displacement of the filler during swelling constitutes the desalination chamber wall. It was found that it does not damage the ion exchange membrane.

【００１８】さらに、ショートパスの防止と高密度充填
のためには、充填材の飽和状態の体積は、脱塩室等の容
積に較べて少なくとも等しいか大きいことが好ましい。
この場合、上記比率が１に近づくと、充填材の充填時に
収縮状態の体積の方が容器の体積よりも大きくなって充
填に困難を伴う。このような点からも、充填材の上記比
率を０．３〜０．７とすることが必要である。Further, in order to prevent a short pass and to achieve high density packing, it is preferable that the volume of the filler in a saturated state is at least equal to or larger than the volume of the desalting chamber or the like.
In this case, when the ratio approaches 1, the volume of the filler in the contracted state becomes larger than the volume of the container when the filler is filled, which makes the filling difficult. From this point as well, it is necessary to set the above-mentioned ratio of the filler to 0.3 to 0.7.

【００１９】充填材の含水率を低下させる手段として
は、加熱乾燥が好ましい。充填材としてイオン交換樹脂
を用いる場合は、劣化を防ぐため、温度１２０℃以下、
特には９５℃以下、さらには３０〜６０℃の範囲で加熱
乾燥するのが好ましい。さらに、時間を短縮または含水
率変化を大きくする理由のため、大気圧以下の圧力下で
減圧乾燥する方法が利用できる。また、同様に充填材の
含水率を低減させる方法として、充填材のまわりの液の
濃度、組成、種類、温度を変える方法や、充填材に含ま
れるイオン交換体の対イオンを変化させる方法も利用で
きる。As a means for reducing the water content of the filler, heat drying is preferable. When using an ion-exchange resin as the filler, a temperature of 120 ° C or less is used to prevent deterioration.
In particular, it is preferable to heat-dry at 95 ° C. or lower, more preferably 30 to 60 ° C. Furthermore, for the reason of shortening the time or increasing the change in water content, a method of drying under reduced pressure under atmospheric pressure can be used. Similarly, as a method of reducing the water content of the packing material, a method of changing the concentration, composition, type, or temperature of the liquid around the packing material, or a method of changing the counterion of the ion exchanger contained in the packing material can also be used. Available.

【００２０】充填材は脱塩室等に収納された後、例えば
液体に浸漬されると徐々に膨張し「使用状態」になる。
本発明においては、充填材は室壁によって膨張が制限さ
れるため「使用状態」は「飽和状態」より体積が小さく
なる。これにより、充填材と室壁の間に圧力が発生す
る。充填材が成形体である場合、その形状は室内空間形
状に対応して、平板型あるいは円筒型などの形状が利用
できる。充填材の形状が、室内空間の形状と相似形また
はそれに近い形状である場合は、充填材と室壁の各部と
の間に発生する圧力を均一にできるので好ましい。After the filler is stored in a desalting chamber or the like, when it is immersed in a liquid, for example, the filler gradually expands to be in a "used state".
In the present invention, since the expansion of the filler is limited by the chamber wall, the volume in the “use state” is smaller than that in the “saturation state”. As a result, pressure is generated between the filler and the chamber wall. When the filler is a molded body, its shape can be a flat plate shape or a cylindrical shape depending on the shape of the indoor space. When the shape of the filler is similar to or close to the shape of the indoor space, the pressure generated between the filler and each part of the chamber wall can be made uniform, which is preferable.

【００２１】充填材が成形体である場合、脱塩室等の室
内に１つの連続した充填材を配置することは、ショート
パスを防ぐ意味で好ましいが、適宜分割して配置しても
よい。また、全体が均質な充填材である必要はなく、例
えば、イオン交換体として陰イオン交換体のみを含む部
分と、イオン交換体として陽イオン交換体のみを含む部
分とが、モザイク状に配置されているものでもよい。陰
イオン交換基のみを含む充填材と、陽イオン交換基のみ
を含む充填材を適宜分割して配置してもよい。When the filler is a molded body, it is preferable to dispose one continuous filler in a demineralization chamber or the like in order to prevent a short pass, but it may be appropriately divided and disposed. Further, the entire filler does not have to be a homogeneous filler, and for example, a portion containing only an anion exchanger as an ion exchanger and a portion containing only a cation exchanger as an ion exchanger are arranged in a mosaic pattern. You can use any The filler containing only the anion exchange group and the filler containing only the cation exchange group may be appropriately divided and arranged.

【００２２】本発明の充填材の充填方法を適用する電気
再生式脱塩装置としては、イオン交換膜を用いた脱塩室
及び濃縮室を有する電気透析槽と、被処理水前処理装
置、濃縮水循環装置などの付帯設備を備えるものが好ま
しく、その電気透析槽は、具体的には陽極を備える陽極
室と、陰極を備える陰極室との間に、複数枚の陽イオン
交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配列して構成したも
のに、陽極側が陰イオン交換膜で区画され、陰極側が陽
イオン交換膜で区画された脱塩室と、陰極側が陰イオン
交換膜で区画され、陽極側が陽イオン交換膜で区画され
た濃縮室を交互に形成した構造のものが好ましい。As an electric regeneration type desalination apparatus to which the filling material filling method of the present invention is applied, an electrodialysis tank having a desalination chamber and a concentration chamber using an ion exchange membrane, a pretreatment device for treated water, and a concentration device It is preferable that an auxiliary equipment such as a water circulation device is provided, and the electrodialysis tank is specifically provided with a plurality of cation exchange membranes and anion exchange between an anode chamber having an anode and a cathode chamber having a cathode. A desalting chamber in which the anode side is partitioned by the anion exchange membrane, the cathode side is partitioned by the cation exchange membrane, and the cathode side is partitioned by the anion exchange membrane, and the anode side is It is preferable that the concentrating chambers partitioned by the cation exchange membrane are alternately formed.

【００２３】この脱塩装置における脱塩室及び濃縮室
は、充填材の膨張を抑制して圧力を発生させるために容
易に変形しないものであることが好ましいが、室壁のイ
オン交換膜自体に充分な剛性および強度を付与するのが
困難である場合で、例えば充填材を脱塩室に配置する場
合、濃縮室側から充分な圧力を発生させるために、濃縮
室内にも実質的に変形しない透水性の材料を充填するの
が好ましい。The desalting chamber and the concentrating chamber in this desalting apparatus are preferably ones which are not easily deformed in order to suppress the expansion of the filler and generate a pressure, but the ion exchange membrane itself on the chamber wall is When it is difficult to impart sufficient rigidity and strength, for example, when the filler is placed in the demineralization chamber, sufficient pressure is generated from the concentration chamber side, so that the concentration chamber does not substantially deform. It is preferable to fill it with a water-permeable material.

【００２４】[0024]

【実施例】以下において、本発明の充填方法及び比較充
填方法に使用する充填材の調製等に関し実施例及び比較
例に基づいて、更に詳述するが、本発明はその実施例に
よって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の
記載に基づいて特定されるものであることはいうまでも
ない。EXAMPLES Hereinafter, the preparation of the filler used in the filling method and the comparative filling method of the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples. It goes without saying that it is not the one specified but is specified based on the description of the claims.

【００２５】[実施例１]平均直径５００μｍの球状陽イ
オン交換樹脂（三菱化学製、商品名ダイヤイオンＳＫ１
Ｂ、重量含水率４３〜５０質量％）および平均直径５０
０μｍの球状陰イオン交換樹脂（三菱化学製、商品名ダ
イヤイオンＳＡ１０Ａ、重量含水率４３〜４７質量％）
を体積比５０／５０で混合し、５０℃にて乾燥した。乾
燥により、重量含水率３％未満まで減量した。これにバ
インダとして直径２〜６ｍｍ、長さ４〜９ｍｍのペレッ
ト状のポリオレフィン系樹脂（ポリオレフィンプラスト
マー）を、バインダとイオン交換樹脂の合計量に対して
バインダを２％になるように加え、ニーダーにて１４０
℃で４０分混練した。Example 1 Spherical cation exchange resin having an average diameter of 500 μm (trade name: Diaion SK1 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)
B, weight moisture content 43 to 50% by mass) and average diameter 50
0 μm spherical anion-exchange resin (Mitsubishi Chemical, trade name Diaion SA10A, weight moisture content 43-47% by mass)
Were mixed in a volume ratio of 50/50 and dried at 50 ° C. The water content was reduced to less than 3% by drying. A pellet-shaped polyolefin resin (polyolefin plastomer) having a diameter of 2 to 6 mm and a length of 4 to 9 mm was added to this so that the binder was 2% with respect to the total amount of the binder and the ion exchange resin. At 140
The mixture was kneaded at 40 ° C. for 40 minutes.

【００２６】この混練物を、開口面が２５０ｍｍ×１５
０ｍｍの直方体の金属製の型に入れ、１２０℃で２．５
ＭＰａの条件にてプレスすることによって厚み７．７ｍ
ｍの直方体多孔質成形体を得た。これを温度２５℃、湿
度８５％以上に保った容器内で１６時間放置して調湿し
た。この時の厚みは７．９ｍｍであった。得られた成形
体の重量含水率は２０．３％であり、これを電気再生式
脱塩装置の脱塩室充填用に使用した。なお、この成形体
の飽和状態での重量含水率は４６％であった。This kneaded product has an opening surface of 250 mm × 15
Put in a 0 mm rectangular metal mold, and 2.5 at 120 ℃
7.7m thickness by pressing under the condition of MPa
A rectangular parallelepiped porous molded body of m was obtained. This was left to stand in a container kept at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 85% or more for 16 hours to control the humidity. The thickness at this time was 7.9 mm. The molded body thus obtained had a water content by weight of 20.3% and was used for filling a desalting chamber of an electric regeneration desalting apparatus. The water content by weight of this molded product in a saturated state was 46%.

【００２７】[比較例１]成形体を調湿しなかった以外は
実施例１と同様にして、多孔質成形体を作成した。得ら
れた成形体の重量含水率は４％であった。これを電気再
生式脱塩装置の脱塩室充填用に使用した。Comparative Example 1 A porous molded body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the humidity of the molded body was not adjusted. The water content by weight of the obtained molded product was 4%. This was used for filling the desalination chamber of the electric regeneration desalination apparatus.

【００２８】[実施例２]実施例１で使用した陽イオン交
換樹脂と陰イオン交換樹脂を、５０℃にて乾燥し、各々
重量含水率を３％未満まで減量した。これらを重量比で
陽イオン交換樹脂／陰イオン交換樹脂＝５４／４６とし
て計量し、蓋付きの容器内に入れ、さらにこのイオン交
換樹脂混合物の重量含水率がおよそ２７％になる量の水
を加えて１分間よく振とうしたところ、重量含水率はお
よそ２７％であった。この混合物をメスシリンダ−に１
００ｍｌ採ったところ、重量は７６．６ｇであり、この
混合物を実施例１と同様に電気再生式脱塩装置の脱塩室
充填用に使用した。なお、前記混合物の飽和状態での重
量含水率は４６％であった。Example 2 The cation exchange resin and anion exchange resin used in Example 1 were dried at 50 ° C., and the weight moisture content of each was reduced to less than 3%. These are weighed out in a weight ratio of cation exchange resin / anion exchange resin = 54/46, placed in a container with a lid, and further added with an amount of water such that the weight water content of the ion exchange resin mixture is about 27%. In addition, when shaken well for 1 minute, the water content by weight was about 27%. Add this mixture to a graduated cylinder 1
When 00 ml was taken, the weight was 76.6 g, and this mixture was used for filling the desalting chamber of the electric regeneration desalting apparatus in the same manner as in Example 1. The water content by weight of the mixture in the saturated state was 46%.

【００２９】[比較例２]振とう後の重量含水率を９．０
％とする以外は実施例２と同様にして、イオン交換樹脂
混合物を得た。この混合物をメスシリンダ−に１００ｍ
ｌを採ったところ、重量は８５．４ｇであった。この混
合物を実施例２と同様に電気再生式脱塩装置の脱塩室充
填用に使用した。[Comparative Example 2] The weight moisture content after shaking was 9.0.
An ion exchange resin mixture was obtained in the same manner as in Example 2 except that the content was changed to%. 100m of this mixture in a graduated cylinder
When 1 was taken, the weight was 85.4 g. This mixture was used in the same manner as in Example 2 for filling the desalination chamber of the electric regenerative desalination apparatus.

【００３０】[比較例３]実施例２と同様にして得たイオ
ン交換樹脂混合物１００ｇに水を約６０ｇ加えてよく混
合した。得られた混合物の付着水を除去した後メスシリ
ンダ−で測り採ったところ体積は２４９ｍｌで、重量含
水率は３７％であった。この混合物を実施例２と同様に
電気再生式脱塩装置の脱塩室充填用に使用した。Comparative Example 3 To 100 g of the ion exchange resin mixture obtained in the same manner as in Example 2, about 60 g of water was added and mixed well. After removing the adhering water of the obtained mixture, it was measured with a graduated cylinder to have a volume of 249 ml and a weight water content of 37%. This mixture was used in the same manner as in Example 2 for filling the desalination chamber of the electric regenerative desalination apparatus.

【００３１】[充填材の充填及びＥＤＩ用電気透析槽の
組立]実施例１〜２と比較例１〜３で調製した充填材
を、重量含水率０％としたときのイオン交換樹脂の重量
６６ｇとなるように採取した。ただし、実施例１と比較
例１は、成形体の縦／横の比が１．４／１．０となるよ
うにした。これら充填材を３室の脱塩室と４室の濃縮室
をもつ電気再生式脱塩装置を構成する電気透析槽の脱塩
室に入れ、規定寸法まで締め付けた。[Filling of Filler and Assembly of Electrodialysis Tank for EDI] The weight of the ion-exchange resin was 66 g when the weight of the fillers prepared in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 was 0%. It was collected so that However, in Example 1 and Comparative Example 1, the vertical / horizontal ratio of the molded body was set to 1.4 / 1.0. These fillers were put into a desalting chamber of an electrodialysis tank which constitutes an electric regenerative desalting apparatus having three desalting chambers and four concentrating chambers, and tightened to a specified size.

【００３２】脱塩室の形状は直方体で、水流方向の長さ
が１４０ｍｍ、幅が１００ｍｍ、陰陽イオン交換膜の間
隔は８ｍｍである。濃縮室には、それぞれポリプロピレ
ン製のスペーサーネットを充填して、脱塩室内の充填材
が膨張した場合にも陰陽イオン交換膜の間隔が実質的に
変化しないようにした。なお、比較例３のイオン交換樹
脂混合物の体積は、脱塩室のそれより大きかったため電
気透析槽を実質上組み立てることができなかったので、
比較例３の体積を３２％減らして脱塩室のそれと同等に
して組み立て、該樹脂混合物を充填し、これを比較例４
とした。The desalting chamber has a rectangular parallelepiped shape having a length in the water flow direction of 140 mm, a width of 100 mm and an anion / cation exchange membrane spacing of 8 mm. Each concentration chamber was filled with a polypropylene spacer net so that the space between the anion and cation exchange membranes did not substantially change even when the packing material in the desalting chamber expanded. Since the volume of the ion exchange resin mixture of Comparative Example 3 was larger than that of the desalting chamber, the electrodialysis tank could not be substantially assembled.
The volume of Comparative Example 3 was reduced by 32% to be equivalent to that of the desalting chamber and assembled, and the resin mixture was filled, which was compared to Comparative Example 4
And

【００３３】以上のようにして組み立てられ、充填され
た電気透析槽内に存在する充填材の充填時、すなわち収
縮状態での重量含水率、充填材の充填時体積、充填材の
絶乾樹脂重量、及び該充填材の飽和状態の重量含水率に
対する、充填材の収縮状態での重量含水率の比率（重量
含水率比）を表１にまとめて示した。When the filling material present in the electrodialysis tank assembled and filled as described above is filled, that is, the weight moisture content in a contracted state, the filling volume of the filling material, and the weight of the absolutely dry resin of the filling material Table 1 shows the ratio of the weight moisture content of the filler in the contracted state to the saturated weight moisture content of the filler (weight moisture content ratio).

【００３４】[0034]

【表１】 [Table 1]

【００３５】[ＥＤＩ脱塩処理による評価]前記のように
して組み立てた電気透析槽の脱塩室に導電率が約１０μ
Ｓ／ｃｍの純水を２１．６リットル／ｈ、濃縮室に導電
率が約１００μＳ／ｃｍの水を４０リットル／ｈ、陽極
室及び陰極室に導電率が約１００μＳ／ｃｍの水を１リ
ットル／ｈずつ流通させながら、１．０Ａの電流を通電
した。４０時間連続して運転し、安定したところで、脱
塩室の流速を４３．２リットル／ｈとした。さらに２０
０時間連続運転し、電気透析槽の脱塩室の圧力損失、電
気透析槽の電圧および脱塩室から排出される比抵抗を測
定した。その測定結果を表２に示す。[Evaluation by EDI Desalting Treatment] The conductivity of the desalting chamber of the electrodialysis tank assembled as described above was about 10 μm.
21.6 liters / hour of S / cm pure water, 40 liters / hour of water having a conductivity of about 100 μS / cm in the concentrating chamber, and 1 liter of water having a conductivity of about 100 μS / cm in the anode chamber and the cathode chamber. A current of 1.0 A was passed through while flowing each / h. The operation was continued for 40 hours, and when stable, the flow rate in the desalting chamber was set to 43.2 l / h. 20 more
After continuous operation for 0 hours, the pressure loss of the desalting chamber of the electrodialysis tank, the voltage of the electrodialysis tank, and the specific resistance discharged from the desalting chamber were measured. The measurement results are shown in Table 2.

【００３６】[0036]

【表２】 [Table 2]

【００３７】電気透析槽の組立が不可能だった比較例３
を除き、ＥＤＩ法による脱塩処理を実施したところ、比
較例２と比較例４以外では高純度の脱イオン水を安定し
て得ることができた。実施例１、２及び比較例１では電
圧も低かったことから考えると、希釈室におけるショー
トパスは生じていないと考えられる。Comparative Example 3 in which the electrodialysis tank could not be assembled
Except that the demineralization treatment was carried out by the EDI method except for Comparative Examples 2 and 4, high-purity deionized water could be stably obtained. Considering that the voltage was low in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, it is considered that no short path has occurred in the dilution chamber.

【００３８】そこで、電気透析槽を解体して膜の状態を
観察した。その結果、実施例１と実施例２及び比較例４
では脱塩室を構成するイオン交換膜に目立った損傷は見
られなかったが、比較例１と比較例２では充填材の膨潤
の際に、充填材によって膜が引きづられたと思われるよ
うな横皺が脱塩水の流れに対して垂直方向に発生してい
た。比較例１では目に見える膜の損傷は見つからなかっ
たが、濾紙を用いたピンホ−ル試験では、皺の近傍で滲
み漏れが散見され、さらに長期の運転においては、ピン
ホ−ルに至る可能性がある。Then, the electrodialysis tank was disassembled and the state of the membrane was observed. As a result, Example 1 and Example 2 and Comparative Example 4
No remarkable damage was observed in the ion exchange membrane constituting the desalting chamber, but in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it seems that the membrane was dragged by the filler during the swelling of the filler. Horizontal wrinkles were generated perpendicular to the flow of demineralized water. In Comparative Example 1, no visible damage to the membrane was found, but in the pinhole test using the filter paper, bleeding leakage was found in the vicinity of the wrinkles, and there is a possibility of reaching the pinhole in the long-term operation. There is.

【００３９】他方、比較例２の中央部分には膜破れが見
られた。圧損が高くしかも電圧が低かったにも拘わらず
高純度の脱塩水が得られなかったのは、ショートパスが
原因ではなく、膜破れによるものと考えられる。さら
に、膜破れがなかったものの比較例４の脱塩水純度が低
いのは、圧力損失の測定の結果から、脱塩室の入口から
出口に向かって充填材と室枠間あるいは充填材とイオン
交換膜間に隙間が生じたことが原因と思われる。On the other hand, film breakage was observed in the central portion of Comparative Example 2. It is considered that the high-purity demineralized water could not be obtained despite the high pressure loss and the low voltage, not due to the short path but due to the membrane breakage. Further, although the membrane was not broken, the purity of the demineralized water in Comparative Example 4 was low because the results of the pressure loss measurement indicated that the ion exchange was performed between the filler and the chamber frame or from the inlet to the outlet of the desalination chamber. It seems that a gap was created between the membranes.

【００４０】[0040]

【発明の効果】本発明の充填材の充填方法により、電気
再生式脱塩装置の脱塩室内における供給水のショートパ
スを防ぐことができる。さらに複数の脱塩室又は濃縮室
内に同時に均一量の充填材を確実に収納し、充填材の充
填密度を高くし、該室を構成するイオン交換膜に損傷を
与えることなく、かつイオン交換性能を有する充填材を
短時間で充填できる。According to the filling method of the present invention, it is possible to prevent a short pass of the feed water in the desalination chamber of the electric regeneration desalination apparatus. Furthermore, a uniform amount of packing material can be reliably stored in a plurality of desalting chambers or concentrating chambers at the same time to increase the packing density of the packing material, without damaging the ion-exchange membranes that compose the chambers, and with an ion-exchange performance. It is possible to fill the filler having the above in a short time.

フロントページの続き (72)発明者 松村 幸夫 千葉県市原市五井海岸10番地 旭硝子株式 会社内 (72)発明者 戸田 洋 千葉県市原市五井海岸10番地 旭硝子株式 会社内 (72)発明者 ジョン ハロルド バーバー Ｎ１Ｈ１Ｇ３ カナダ国 オンタリオ州 グエルフ ローヤルロード 52 イーセル コーポレイション内 (72)発明者 キャンダイダ フレナンダ オリベイラ Ｎ１Ｈ１Ｇ３ カナダ国 オンタリオ州 グエルフ ローヤルロード 52 イーセル コーポレイション内 (72)発明者 デービット フローリアン テッシール Ｎ１Ｈ１Ｇ３ カナダ国 オンタリオ州 グエルフ ローヤルロード 52 イーセル コーポレイション内 Ｆターム(参考） 4D006 GA17 JA04Z JA30Z JA43Z JA44Z JB20 KE30R MA07 MA12 PA01 PB02 PC02 4D061 DA02 DB18 EA09 EB04 EB13 FA08 Continued front page    (72) Inventor Yukio Matsumura             Asahi Glass Co., Ltd. 10 Goi Coast, Ichihara City, Chiba Prefecture             In the company (72) Inventor Hiroshi Toda             Asahi Glass Co., Ltd. 10 Goi Coast, Ichihara City, Chiba Prefecture             In the company (72) Inventor John Harold Barber             N1H1G3 Canada Ontario             Guelph Royal Road 52 Easel               Within the corporation (72) Inventor Candaida Frenanda Oliveira             N1H1G3 Canada Ontario             Guelph Royal Road 52 Easel               Within the corporation (72) Inventor David Florian Texel             N1H1G3 Canada Ontario             Guelph Royal Road 52 Easel               Within the corporation F-term (reference) 4D006 GA17 JA04Z JA30Z JA43Z                       JA44Z JB20 KE30R MA07                       MA12 PA01 PB02 PC02                 4D061 DA02 DB18 EA09 EB04 EB13                       FA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 イオン交換体を含む充填材を、その使用
状態よりもみかけの体積が収縮した状態で電気再生式脱
塩装置の脱塩室内又は濃縮室内に収納し、使用環境にお
ける充填材の体積膨張に伴う寸法変化を室壁により機械
的に制限することによって充填材と室壁の間に発生する
圧力を増大させる充填材の充填方法において、該充填材
の飽和状態での重量含水率に対する該充填材の収縮状態
の重量含水率の比率を０．３〜０．７とすることを特徴
とする充填材の充填方法。1. A packing material containing an ion exchanger is stored in a desalting chamber or a concentrating chamber of an electric regenerative desalination apparatus in a state in which the apparent volume of the packing material is contracted from that in the usage state, and In a filling method of a filling material, which increases the pressure generated between the filling material and the chamber wall by mechanically limiting the dimensional change due to volume expansion by the chamber wall, the weight moisture content of the filling material in a saturated state A method for filling a filler, characterized in that the ratio of the weight moisture content of the filler in a contracted state is set to 0.3 to 0.7. 【請求項２】 充填材が、互いに分離した材料の集積体
からなる請求項１記載の充填材の充填方法。2. The method of filling a filler according to claim 1, wherein the filler is an aggregate of materials separated from each other. 【請求項３】充填材が、成形体からなる請求項１記載の
充填材の充填方法。3. The filling method according to claim 1, wherein the filling material is a molded body. 【請求項４】充填材を乾燥により収縮させる請求項１な
いし３のいずれか１項に記載の充填材の充填方法。4. The method of filling a filler according to claim 1, wherein the filler is contracted by drying.