JP2012239965A - 電気式脱イオン水製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気式脱イオン水製造装置1は、直列に接続された第1及び第2の脱イオン水製造ユニット11,12を有している。第1及び第2の脱イオン水製造ユニット11,12の各々は、イオン交換膜で画定された陽極室及び陰極室と、陽極室と陰極室との間に位置しイオン交換体が充填された第1及び第2の脱塩室を有している。第1の脱塩室は、第1の脱塩室の陰極室側に位置するカチオン交換膜と、第1の脱塩室の陽極室側に位置する中間イオン交換膜と、によって画定され、第2の脱塩室は、中間イオン交換膜と、第2の脱塩室より陽極室側に位置するアニオン交換膜と、によって画定され、第1及び第2の脱塩室は、直列に接続されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る脱イオン水製造装置の概略構成図である。脱イオン水製造装置1は、第1の脱イオン水製造ユニット11と、第2の脱イオン水製造ユニット12と、を有している。第1の脱イオン水製造ユニット11と第2の脱イオン水製造ユニット12は直列に接続されており、被処理水はまず第1の脱イオン水製造ユニット11に流入し、次いで第2の脱イオン水製造ユニット12に流入する。
本実施形態は、各脱イオン水製造ユニットの構成は第1の実施形態と同様であるが、脱イオン水製造ユニット間の接続の態様が第1の実施形態と異なっている。本実施形態では、第1の脱イオン水製造ユニット11と第2の脱イオン水製造ユニット12の通水順序を切り替えることができる。図5,6は、共に本実施形態の脱イオン水製造装置1’の構成を示しているが、それぞれが異なる運転モードを示している。通水されるラインは太線で示している(電極室、濃縮室を除く)。
本実施形態も、各脱イオン水製造ユニットの構成は第1の実施形態と同様であるが、脱イオン水製造ユニット間の接続の態様が第1の実施形態と異なっている。本実施形態では、3以上のイオン水製造ユニットが直列に接続されており、かつ脱イオン水製造ユニットの通水順序を切り替えることができる。図7〜9は、共に本実施形態の脱イオン水製造装置1”の構成を示しているが、それぞれが異なる運転モードを示している。通水されるラインは太線で示している。図7〜9では電極室及び濃縮室の図示は省略している。
図10に示す構成の脱イオン水製造装置を用いて本発明の効果を確認した。図10(a)は本発明の実施例に係る脱イオン水製造装置の構成図、図10(b)は比較例に係る脱イオン水製造装置の構成図を示す。実施例は図2に示すのと同じ構成の脱イオン水製造ユニットを2基直列に接続しており、比較例は実施例と同じ脱イオン水製造ユニットを1つだけ備えている。RO(逆浸透膜)装置を通過した被処理水を実施例及び比較例の脱イオン水製造装置脱イオン水製造装置に供給した。実施例では、前段の脱イオン水製造ユニットの消費電力が156Wであったのに対し、後段の脱イオン水製造ユニットではその約三分の一であり、トータルの消費電力は211Wであった。これに対し、比較例では、トータルの消費電力は464Wであった。実施例で得られた水質は比較例で得られた水質よりも良好であったことから、仮に比較例と同等の水質で足りる場合、実施例の消費電力はさらに低減される。
D2 第2の脱塩室
C1 第1の濃縮室
C2 第2の濃縮室
S1 第1の副脱塩室
S2 第2の副脱塩室
E1 陰極室
E2 陽極室
a1〜a3 アニオン交換膜
c1〜c3 カチオン交換膜
m 中間イオン交換膜
1,1’,1” 脱イオン水製造装置
11,12、・・1N 脱イオン水製造ユニット
Claims (9)
- 直列に接続された第1及び第2の脱イオン水製造ユニットを有し、
前記第1及び第2の脱イオン水製造ユニットの各々は、イオン交換膜で画定された陽極室及び陰極室と、前記陽極室と前記陰極室との間に位置しイオン交換体が充填された第1及び第2の脱塩室を有し、
前記第1の脱塩室は、該第1の脱塩室の前記陰極室側に位置するカチオン交換膜と、該第1の脱塩室の前記陽極室側に位置する中間イオン交換膜と、によって画定され、
前記第2の脱塩室は、前記中間イオン交換膜と、該第2の脱塩室より前記陽極室側に位置するアニオン交換膜と、によって画定され、
前記第1及び第2の脱塩室は、直列に接続されている、電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1の脱塩室は50%を上回る体積比でカチオン交換体が充填され、または前記第2の脱塩室は50%を上回る体積比でアニオン交換体が充填され、または前記第1の脱塩室は50%を上回る体積比でカチオン交換体が充填され前記第2の脱塩室は50%を上回る体積比でアニオン交換体が充填されている、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の脱塩室は80%以上の体積比で前記カチオン交換体が充填され、または前記第2の脱塩室は80%以上の体積比で前記アニオン交換体が充填され、または前記第1の脱塩室は80%以上の体積比で前記カチオン交換体が充填され前記第2の脱塩室は80%以上の体積比で前記アニオン交換体が充填されている、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の脱塩室は前記カチオン交換体だけが充填され、または前記第2の脱塩室は前記アニオン交換体だけが充填され、または前記第1の脱塩室は前記カチオン交換体だけが充填され前記第2の脱塩室は前記アニオン交換体だけが充填されている、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の脱塩室の出口と前記第2の脱塩室の入口とを接続する脱塩室接続流路を有している、請求項2から4のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の電気式脱イオン水製造ユニットと前記第2の電気式脱イオン水製造ユニットは同一の構成を有している、請求項1から5のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の電気式脱イオン水製造ユニットと前記第2の電気式脱イオン水製造ユニットとの間に、前記第1と前記第2の電気式脱イオン水製造ユニットの一方を流出した水を昇圧して他方に流入させるポンプを有している、請求項1から6のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記第1の脱イオン水製造ユニットに水を流入させる第1の入口ラインと、
前記第2の脱イオン水製造ユニットに水を流入させる第2の入口ラインと、
前記第1の脱イオン水製造ユニットから水を流出させる第1の出口ラインと、
前記第2の脱イオン水製造ユニットから水を流出させる第2の出口ラインと、
前記第1の入口ラインと前記第2の出口ラインとを接続する第1の接続ラインと、
前記第2の入口ラインと前記第1の出口ラインとを接続する第2の接続ラインと、
を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1及び第2の脱イオン水製造ユニットと直列に接続され、各々が、陽極室及び陰極室と、前記陽極室と前記陰極室との間に位置し、直列に接続され、イオン交換膜で仕切られた第1及び第2の脱塩室と、を有する第3〜第Nの脱イオン水製造ユニット(ここで、Nは3以上の自然数)をさらに有し、
前記第1〜第Nの脱イオン水製造ユニットにそれぞれ水を流入させる第1〜第Nの入口ラインと、
前記第1〜第Nの脱イオン水製造ユニットからそれぞれ水を流出させる第1〜第Nの出口ラインと、
前記第Jの出口ラインと前記第J+1の入口ライン(ここで、Jは1からN−1の全ての自然数)とをそれぞれ接続するN−1個の接続ライン、及び前記第Nの出口ラインと前記第1の入口ラインとを接続する接続ラインと、
を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
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