JP3700244B2 - 純水製造装置 - Google Patents
純水製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3700244B2 JP3700244B2 JP11362796A JP11362796A JP3700244B2 JP 3700244 B2 JP3700244 B2 JP 3700244B2 JP 11362796 A JP11362796 A JP 11362796A JP 11362796 A JP11362796 A JP 11362796A JP 3700244 B2 JP3700244 B2 JP 3700244B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- electrode
- concentrated
- decarbonation
- tower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は純水製造装置に係り、特に、電気脱イオン装置を備える純水製造装置であって、電気脱イオン装置から排出される濃縮水及び電極水を効率的に処理して水の回収率を高めた純水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体、レンズ、液晶等の洗浄用水、医薬用水等に用いられる純水の製造装置あるいは燃料電池用水処理装置等に、連続式電気脱イオン装置(Continuous De-Ionizer;以下「DI」と称す。)が用いられている。このDIは、複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を交互に配列し、正の電極室と負の電極室との間に濃縮水室と脱イオン水製造室とを交互に形成し、脱イオン水製造室にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合して充填した構成となっている。
【0003】
このDIは特に逆浸透による製造水の更なる水質向上に対して効果的な脱イオン処理が可能であり、イオン交換樹脂の再生を必要とせず、完全な連続採水が可能で、極めて高純度の水が得られるという優れた効果を奏する。
【0004】
DIでは、脱イオン水製造室に流入した被処理液中のイオンが親和力、濃度及び移動度に基いてイオン交換樹脂と反応して、電位の傾きの方向に樹脂中を移動し、更に、脱イオン水製造室と濃縮水室とを仕切るカチオン交換膜又はアニオン交換膜を横切って移動し、すべての室において電荷の中和が保たれるようになる。そして、イオン交換膜の半浸透特性及び電位の傾きの方向性により、被処理液中のイオンは脱イオン水製造室では減少し、隣りの濃縮水室では濃縮されることになる。このため、脱イオン水製造室から脱イオン水が回収される。
【0005】
このようなDIの前処理手段として、一般に、逆浸透膜分離装置(RO装置)が設けられている。このRO装置で原水中の電解質、TOC成分を除去することにより、DIにおける負荷を低減し、高純度の処理水を得ることができるようになる。
【0006】
ところで、DIの濃縮水室からは、被処理水のイオンが濃縮された濃縮水が排出され、また、電極室からは、電極室に集まったイオン類や発生したガスをDIから排出するために電極水が排出される。これらのイオン含有排水を系外に排出した場合、その排水量分だけ水回収率が低下する。因みに、DIの濃縮水及び電極水を全量系外に排出した場合のDIの水回収率は80%程度である。
【0007】
従って、節水及び排水処理設備の負荷軽減の面からは、DIから排出される濃縮水及び電極水を回収、処理して再利用することが望まれる。
【0008】
従来、図2に示す如く、RO装置1の透過水をDI2で処理する系において、DI2の濃縮水の一部をポンプPでDI2の濃縮水室入口に循環し、残部をタンク3に溜め、RO装置1の逆洗水として使用するか、他の系で使用することが提案されている。
【0009】
また、図3に示す如く、DI2の濃縮水の一部をポンプPでDI2の濃縮水室入口に循環し、残部をRO装置1の入口側に循環する方法も提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図2,3に示す如く、DI2の濃縮水をDI2の入口側に直接循環する方法では、DI2の流入水の水質が低下し、得られる脱イオン水の水質が上昇しないという問題がある。
【0011】
図3に示す如く、DI2の濃縮水の一部をRO装置1の入口側に循環する方法であっても、DIの濃縮水に集められた炭酸成分の炭酸ガスがRO膜を透過し、DI2内でHCO3 -,CO3 2- にイオン化されることでDI2のイオン負荷となり、やはり、DI2の脱イオン水の水質低下を引き起こす。
【0012】
即ち、DIから排出される濃縮水及び電極水中には、Na+ ,Ca2+,SO4 2- ,Cl- などのイオン類の他、炭酸成分(CO2 ,HCO3 -,CO3 2- )が含まれている。また、正の電極室では酸化力のある塩素ガス(Cl2 )が発生するため、正の電極室からの電極水中にはCl2 も含まれている。
【0013】
DIの濃縮水中の成分のうち、イオン類及び炭酸成分のうちのイオン性のHCO3 -,CO3 2- は、RO装置である程度除去可能であるが、CO2 ガスはRO装置で除去することはできない。RO装置を通過したCO2 ガスは、系内のpH条件により、一部がHCO3 -,CO3 2- に解離し、DIのイオン負荷となる。このためDI処理水質が低下する。これらの炭酸成分は、系内で蓄積される場合もあり、この結果としてDI処理水質が更に低下する。
【0014】
DIの電極水を循環した場合にも、上記と同様の問題が起こる。また、正の電極室では酸化力のある塩素ガス(Cl2 )が発生するため、これをそのままRO装置に循環すると、RO膜の酸化劣化の問題も生じる。
【0015】
本発明は上記従来の問題点を解決し、DIを備える純水製造装置であって、DIから排出される濃縮水及び電極水を回収、処理することで水の回収率を高めると共に、高水質の処理水を得ることができる純水製造装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の純水製造装置は、原水を脱炭酸処理する脱炭酸手段と、該脱炭酸手段の処理水を逆浸透膜分離処理する逆浸透膜分離手段と、該逆浸透膜分離手段の透過水を脱イオン処理する電気脱イオン装置とを備える純水製造装置であって、該電気脱イオン装置から排出される濃縮水を前記脱炭酸手段に送給する手段と、該電気脱イオン装置から排出される電極水を脱塩素処理する脱塩素手段と、該脱塩素手段の処理水を前記脱炭酸手段に送給する手段とを設けたことを特徴とする。
【0017】
かかる本発明の純水製造装置では、DIから排出される濃縮水及び電極水を脱炭酸手段で脱炭酸処理した後、RO装置で処理することにより、該濃縮水及び電極水中の炭酸成分及びイオン類を効率的に除去することができるため、濃縮水及び電極水の循環によるDIのイオン負荷の増加は防止される。DIの水回収率も向上する。
【0018】
また、電極水を脱塩素手段で脱塩素処理することにより、塩素によるRO膜の酸化劣化が防止される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明の純水製造装置の実施の形態を示す系統図である。
【0021】
本実施の形態の装置は、原水を脱炭酸塔4,RO装置1及びDI2で処理する純水製造装置に本発明を適用したものであって、DI2から排出される電極水を脱塩素処理するための活性炭塔5を設け、DI2の濃縮水室2B,2Dから排出される濃縮水を脱炭酸塔4の入口側に循環すると共に、DI2の電極室2A,2Eから排出される電極水を活性炭塔5で脱塩素処理した後、脱炭酸塔4の入口側に循環し、原水、濃縮水及び電極水の脱塩素処理水に酸を添加した後、脱炭酸塔4,RO装置1及びDI2で処理し、DI2の脱イオン水製造室2Cから処理水を取り出すようにしたものである。
【0022】
本実施の形態の純水製造装置では、DI2の電極水は活性炭塔5で脱塩素処理された後、原水導入側へ循環される。また、DI2の濃縮水は、そのまま原水導入側へ循環される。
【0023】
原水とDI2の濃縮水とDIの電極水の脱塩素処理水は、酸の添加でpH4.0〜6.0程度に調整された後、脱炭酸塔4でCO2 が除去される。
【0024】
脱炭酸塔4の流出水は、ポンプPによりRO装置1に導入されてRO処理され、含有されるイオン類やTOC成分が除去される。このRO装置1の濃縮水は系外へ排出される。このRO装置の水回収率(透過水量/RO装置流入水量)は、水質と水回収率とのバランスの面から65〜85%程度とするのが好ましい。
【0025】
RO装置1の透過水は、DI2に送給され脱イオン処理されるが、この透過水はDI2の電極水中のCl2 が活性炭塔5で除去され、更にDI2の電極水、濃縮水及び原水中の炭酸成分が脱炭酸塔4で除去され、次いでイオン類やTOC成分がRO装置1で除去された、比較的水質の高い水であるため、この透過水をDI2で処理することにより、高水質の処理水を得ることができる。
【0026】
従って、このような純水製造装置であれば、処理水の水質を低下させることなく、DIから排出される濃縮水及び電極水を全量回収して処理することで水の有効利用を図ることができる。
【0027】
なお、図1に示す純水製造装置は本発明の純水製造装置の一例であって、本発明は図示のものに限定されるものではない。例えば、脱塩素手段としては活性炭塔の他、触媒分解塔、重亜硫酸ソーダなどによる薬品処理手段等を用いることができる。また、脱炭酸手段としては、脱炭酸塔の他、脱気膜等を用いることができる。更に、DIの濃縮水の一部はポンプを設けてDI入口に再循環しても良い。脱塩素手段に供給する電極水は塩素ガスの発生する正極側のみでも良い。
【0028】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0029】
実施例1
図1に示す本発明の純水製造装置により、リン酸型燃料電池よりの排出水と補給市水の混合水(水質は下記の通り)を原水として処理を行うに当り、DIの濃縮水を脱炭酸塔に返送すると共に、DIの電極水を活性炭塔を経て脱炭酸塔に返送した。
【0030】
混合水水質
電気伝導率:93μS/cm
pH :7.5
M−アルカリ度:42mg/L
ナトリウムイオン:24.7mg/L
塩化物イオン:24mg/L
シリカ :7mg/L
全硬度 :41mg/L
脱炭酸塔、RO装置、活性炭塔及びDIとしては下記のものを用い、DIの印加電圧は80Vとした。
【0031】
脱炭酸塔:
塔有効高さ:2m
充填物:ネットリング(径1インチ)
給水pH:5.5(HCl添加により調整)
RO装置:RO膜として栗田工業(株)製「KROA−98HN」(ポリアミド系合成複合膜)を装填したもの
RO装置の水回収率=83%
活性炭塔:
活性炭=栗田工業(株)製「クリコールWG−160」を有効高さ1m充填
通水SV=5hr-1
DI:USFilter社製DI(セル数(濃縮水室数と脱イオン水製造室 数との合計)=36)
DIの通水流量は次の通りとした。
【0032】
生産水(処理水)量=500L/hr
濃縮水量=120L/hr
電極水量=60L/hr
DIより得られた処理水の水質(抵抗率)の経時変化を図4に示す。
【0033】
比較例1
実施例1において、DIの濃縮水及び電極水をRO装置の入口側に返送したこと以外は同様に処理を行い、DIより得られた処理水の水質(抵抗率)の経時変化を図4に示した。
【0034】
図4より明らかなように、本発明の純水製造装置によれば、濃縮水及び電極水を全量回収処理しても水質の低下を引き起こすことなく、処理を継続できる。これに対して、電極水の脱塩素及び脱炭酸、濃縮水の脱炭酸を行わずにRO装置に循環した比較例1では、運転開始5日目から水質が低下し始めた。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の純水製造装置によれば、DIから排出される濃縮水及び電極水を回収、処理して再利用できるため、DIの水回収率は従来の約80%から100%に向上し、水を有効利用することができる。しかも、このように水回収率を高めても、DI処理水質が低下することはなく、高水質の処理水を安定かつ効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の純水製造装置の一実施例を示す系統図である。
【図2】従来例を示す系統図である。
【図3】従来例を示す系統図である。
【図4】実施例1及び比較例1の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 RO装置
2 DI
4 脱炭酸塔
5 活性炭塔
Claims (1)
- 原水を脱炭酸処理する脱炭酸手段と、該脱炭酸手段の処理水を逆浸透膜分離処理する逆浸透膜分離手段と、該逆浸透膜分離手段の透過水を脱イオン処理する電気脱イオン装置とを備える純水製造装置であって、
該電気脱イオン装置から排出される濃縮水を前記脱炭酸手段に送給する手段と、該電気脱イオン装置から排出される電極水を脱塩素処理する脱塩素手段と、該脱塩素手段の処理水を前記脱炭酸手段に送給する手段とを設けたことを特徴とする純水製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11362796A JP3700244B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 純水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11362796A JP3700244B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 純水製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09294988A JPH09294988A (ja) | 1997-11-18 |
JP3700244B2 true JP3700244B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=14617024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11362796A Expired - Fee Related JP3700244B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 純水製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3700244B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001219161A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 純水製造装置 |
US8377279B2 (en) * | 2003-11-13 | 2013-02-19 | Siemens Industry, Inc. | Water treatment system and method |
JP5382282B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2014-01-08 | 栗田工業株式会社 | 純水製造装置 |
JP2020000983A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 栗田工業株式会社 | 純水製造装置、純水の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11362796A patent/JP3700244B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09294988A (ja) | 1997-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100426669B1 (ko) | 전기 탈이온화 장치 및 정수 제조 장치 | |
KR101138382B1 (ko) | 전기식 탈이온수 제조장치의 운전방법, 전기식 탈이온수제조시스템 및 전기식 탈이온수 제조장치 | |
JP2001113281A (ja) | 電気脱イオン装置及び純水製造装置 | |
KR20040086244A (ko) | 부분 탈이온화 공정 | |
JP3969221B2 (ja) | 脱イオン水の製造方法及び装置 | |
JP3956836B2 (ja) | 電気脱イオン装置 | |
CN1774403A (zh) | 电去离子装置及其操作方法 | |
JP2007268331A (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
JP4710176B2 (ja) | 超純水製造装置 | |
JP5114307B2 (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
JP3656458B2 (ja) | 純水の製造方法 | |
JP3952127B2 (ja) | 電気脱イオン化処理方法 | |
JP3700244B2 (ja) | 純水製造装置 | |
JP3788318B2 (ja) | 電気脱イオン装置及び電気脱イオン方法 | |
JP2001259644A (ja) | 純水製造装置およびその純水製造方法 | |
JP2003170169A (ja) | 電気式脱イオン水製造装置及び製造方法 | |
JP4505965B2 (ja) | 純水の製造方法 | |
JP3570350B2 (ja) | 電気脱イオン装置及び純水製造装置 | |
JP2003001258A (ja) | 電気脱イオン装置 | |
JP4599668B2 (ja) | 電気脱イオン装置の運転方法 | |
JP2002205071A (ja) | 電気式脱イオン水製造装置及び脱イオン水の製造方法 | |
JP3729347B2 (ja) | 電気再生式脱塩装置 | |
JP3473472B2 (ja) | フッ素含有水の処理方法 | |
JP2004261648A (ja) | 電気脱イオン装置及びその運転方法 | |
JP2007245120A (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050704 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080722 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090722 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090722 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100722 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110722 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120722 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130722 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |