JP2013039510A - 電気式脱イオン水製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極室1と陰極室2の間に陰極室2から陽極室1の方へ第1の脱塩室3と第1の濃縮室4と第2の脱塩室5と第3の脱塩室6と第2の濃縮室7がこの順に配列されている。室1,5にはカチオン交換体が充填され、室2,3,4,6にはアニオン交換体が充填されている。室3,4間の壁は第1のアニオン交換膜8で構成され、室4,5間の壁は第1のカチオン交換膜9で構成され、室6,7間の壁は第2のアニオン交換膜10で構成されている。被処理水は流路P1、第1の脱塩室3、流路P2、第2の脱塩室5、流路P3、第3の脱塩室6、流路P4をこの順番に通り、脱イオン水となって系外に送られる。水が第1の濃縮室4と第2の濃縮室7にそれぞれ流入し、それらから濃縮水となって流出する。
【選択図】図1
Description
陽極と陰極の間に脱塩室と濃縮室が配列され、各室の陽極側および陰極側がイオン交換膜によって仕切られている電気式脱イオン水製造装置であって、
陽極と陰極の間に配置され、被処理水中のカチオン成分およびアニオン成分が濃縮される濃縮室であり、陽極側を仕切るイオン交換膜として第1のカチオン交換膜を、陰極側を仕切るイオン交換膜として第1のアニオン交換膜を有する第1の濃縮室と、
第1の濃縮室の陰極側に隣接して配置され、少なくともアニオン交換体が充填された第1のアニオン除去用脱塩室と、
第1の濃縮室の陽極側に隣接して配置され、少なくともカチオン交換体が充填された第1のカチオン除去用脱塩室と、
第1のカチオン除去用脱塩室と陽極との間、あるいは第1のアニオン除去用脱塩室と陰極との間に配置され、少なくともアニオン交換体が充填された第2のアニオン除去用脱塩室と、
第2のアニオン除去用脱塩室の陽極側に隣接して配置され、陰極側を仕切るイオン交換膜として第2のアニオン交換膜を有する第2の濃縮室と、
を含んでおり、
第1のアニオン除去用脱塩室と第1のカチオン除去用脱塩室と第2のアニオン除去用脱塩室とは、被処理水が第1のアニオン除去用脱塩室,第1のカチオン除去用脱塩室,第2のアニオン除去用脱塩室の順番で通過、もしくは第1のカチオン除去用脱塩室,第1のアニオン除去用脱塩室,第2のアニオン除去用脱塩室の順番で通過するように直列に連通されており、
前記第1の濃縮室と前記第2の濃縮室のうちの一方の濃縮室から流出した濃縮水が他方の濃縮室へ流入する水とならないように前記第1の濃縮室と前記第2の濃縮室のそれぞれに水の流入ラインおよび流出ラインが構成されていることを特徴とする。
基性アニオン交換体等が挙げられる。これにより、第1段目のカチオン除去用脱塩室と第1段目のアニオン除去用脱塩室の間に挟まれた濃縮室に対して該第1段目のアニオン除去用脱塩室から排出されるシリカ量を著しく低減することができる。
図5は第1の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
図6は第2の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
図7は第3の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
図8は第4の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
図9は第5の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
図10は第6の実施形態によるEDIの装置を示す概略図である。
次に、本発明の効果について、いくつかの実施例と比較例で比較して検討する。
・陽極室:寸法300×80×5mm CER充填
・陰極室:寸法300×80×5mm AER充填
・実施例1、比較例1の第1の脱塩室:寸法300×80×10mm II形AER充填
・実施例1、比較例1の第2の脱塩室:寸法300×80×10mm CER充填
・実施例1、比較例1の第3の脱塩室:寸法300×80×30mm AER充填
・実施例2、比較例2の第1の脱塩室:寸法300×80×10mm CER充填
・実施例2、比較例2の第2の脱塩室:寸法300×80×10mm II形AER充填
・実施例2、比較例2の第3の脱塩室:寸法300×80×10mm CER充填
・実施例2、比較例2の第4の脱塩室:寸法300×80×30mm AER充填
・各濃縮室:300×80×5mm AER充填
・被処理水の流量:60L/h
・濃縮水の流量:20L/h
・電極水の流量:10L/h
・脱塩室への供給水(被処理水):RO透過水15±1μS/cm
・濃縮室への供給水:RO透過水15±1μS/cm
・電極室への供給水:純水(<0.1μS/cm)
・印加電流値:2.5A
実施例1,2および比較例1,2の装置について、2000時間の運転を行い、処理水質(処理水比抵抗、処理水シリカ濃度)、運転電圧を比較した。また、運転停止後に装置の解体調査を行い、濃縮室内のスケール生成の有無を比較した。その結果を表1に示す。
5 第2の脱塩室、6 第3の脱塩室、7 第2の濃縮室
8 第1のアニオン交換膜、9 第1のカチオン交換膜
10 第2のアニオン交換膜、11 第1の中間イオン交換膜
12 第2の中間イオン交換膜、13 第1の再生イオン交換膜
14 第2の再生イオン交換膜、15 第3の再生イオン交換膜
16 第4の脱塩室、17 第2のカチオン交換膜
A,A−1 第1のユニット、B 第2のユニット
P1,P2,P3,P4 流路、Q1,Q2,Q3 流路
Claims (14)
- 陽極と陰極の間に脱塩室と濃縮室が配列され、各室の陽極側および陰極側がイオン交換膜によって仕切られている電気式脱イオン水製造装置であって、
前記陽極と前記陰極の間に配置され、硬度およびシリカを含む被処理水におけるカチオン成分およびアニオン成分が濃縮される濃縮室であり、前記陽極側を仕切るイオン交換膜としてカチオン交換膜を、前記陰極側を仕切るイオン交換膜としてアニオン交換膜を有する第1の濃縮室と、
前記第1の濃縮室の前記陰極側に隣接して配置され、少なくともアニオン交換体が充填された第1のアニオン除去用脱塩室と、
前記第1の濃縮室の前記陽極側に隣接して配置され、少なくともカチオン交換体が充填された第1のカチオン除去用脱塩室と、
前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記陽極との間、あるいは前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記陰極との間に配置され、少なくともアニオン交換体が充填された第2のアニオン除去用脱塩室と、
前記第2のアニオン除去用脱塩室の前記陽極側に隣接して配置され、前記陰極側を仕切るイオン交換膜としてアニオン交換膜を有する第2の濃縮室と、
を含んでおり、
前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記第2のアニオン除去用脱塩室とは、被処理水が前記第1のアニオン除去用脱塩室、前記第1のカチオン除去用脱塩室、前記第2のアニオン除去用脱塩室の順番で通過、もしくは前記第1のカチオン除去用脱塩室,前記第1のアニオン除去用脱塩室,前記第2のアニオン除去用脱塩室の順番で通過するように直列に連通されており、
前記第1の濃縮室と前記第2の濃縮室のうちの一方の濃縮室から流出した濃縮水が他方の濃縮室へ流入する水とならないように前記第1の濃縮室と前記第2の濃縮室のそれぞれに水の流入ラインおよび流出ラインが構成されたことを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記陰極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室が設けられ、
前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室とは、前記第1のアニオン除去用脱塩室へアニオン交換体を再生する水酸化物イオンを再生剤として供給する第1の再生イオン交換膜を介して隣接することを特徴とする請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記陰極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室とを含む第2のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第2のユニットにおける前記第2のアニオン除去用脱塩室と他の前記第2のユニットにおける前記第2の濃縮室とが、該第2のアニオン除去用脱塩室へアニオン交換体を再生する水酸化物イオンを再生剤として供給する第2の再生イオン交換膜を介して隣接することを特徴とする請求項1または2に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記第1の濃縮室と前記第1のカチオン除去用脱塩室とを含む第1のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第1のユニットにおける前記第1のカチオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第1の中間イオン交換膜を介して、他の前記第1のユニットにおける前記第1のアニオン除去用脱塩室と隣接することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気式脱イオン製造装置。 - 前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記陽極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室が設けられ、
前記第2のアニオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第2の中間イオン交換膜を介して、前記第1のカチオン除去用脱塩室と隣接していることを特徴とする請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記陽極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室とを含む第2のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第2のユニットにおける前記第2の濃縮室と他の前記第2のユニットにおける前記第2のアニオン除去用脱塩室とが、該第2のアニオン除去用脱塩室へアニオン交換体を再生する水酸化物イオンを再生剤として供給する第3の再生イオン交換膜を介して隣接することを特徴とする請求項5に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記第1の濃縮室と前記第1のカチオン除去用脱塩室とを含む第1のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第1のユニットにおける前記第1のアニオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第1の中間イオン交換膜を介して、他の前記第1のユニットにおける前記第1のカチオン除去用脱塩室と隣接することを特徴とする請求項1、5または6に記載の電気式脱イオン製造装置。 - 前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室とを含む第2のユニットが、少なくともカチオン交換体が充填された第2のカチオン除去用脱塩室を含んでおり、かつ、該第2のカチオン除去用脱塩室が、前記第2の濃縮室の前記陽極側にカチオン交換膜を介して隣接しており、
前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2のカチオン除去用脱塩室とは、被処理水が前記第1のアニオン除去用脱塩室,前記第1のカチオン除去用脱塩室,前記第2のアニオン除去用脱塩室,前記第2のカチオン除去用脱塩室の順番で通過、もしくは前記第1のカチオン除去用脱塩室,前記第1のアニオン除去用脱塩室,前記第2のカチオン除去用脱塩室,前記第2のアニオン除去用脱塩室の順番で通過するように直列に連通されていることを特徴とする請求項1または4に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のカチオン除去用脱塩室と前記陽極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室と前記第2のカチオン除去用脱塩室とを含む前記第2のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第2のユニットにおける前記第2のカチオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第3の中間イオン交換膜を介して、他の前記第2のユニットにおける前記第2のアニオン除去用脱塩室と隣接することを特徴とする請求項8に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記陰極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室と前記第2のカチオン除去用脱塩室とを含む前記第2のユニットが設けられ、
一の前記第2のユニットにおける前記第1のアニオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第4の中間イオン交換膜を介して、他の前記第2のユニットにおける前記第2のカチオン除去用脱塩室と隣接することを特徴とする請求項8に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室と前記陰極との間に、前記第2のアニオン除去用脱塩室と前記第2の濃縮室と前記第2のカチオン除去用脱塩室とを含む前記第2のユニットが2以上隣接して設けられ、
一の前記第2のユニットにおける前記第2のアニオン除去用脱塩室が、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の少なくとも一方からなるイオン交換膜である第3の中間イオン交換膜を介して、他の前記第2のユニットにおける前記第2のカチオン除去用脱塩室と隣接することを特徴とする請求項8または10に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記第1のアニオン除去用脱塩室に充填されたアニオン交換体は、前記第2のアニオン除去用脱塩室に充填されたアニオン交換体よりもシリカ吸着性能が低いアニオン交換体であることを特徴とする請求項1から11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のアニオン除去用脱塩室に充填されたアニオン交換体は、II型強塩基性アニオ
ン交換体、中塩基性アニオン交換体および弱塩基性アニオン交換体のうち、少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1から13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の濃縮室および前記第2の濃縮室には少なくともアニオン交換体が充填されていることを特徴とする請求項1から13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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