JP3782217B2 - 脱塩装置 - Google Patents
脱塩装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3782217B2 JP3782217B2 JP24528597A JP24528597A JP3782217B2 JP 3782217 B2 JP3782217 B2 JP 3782217B2 JP 24528597 A JP24528597 A JP 24528597A JP 24528597 A JP24528597 A JP 24528597A JP 3782217 B2 JP3782217 B2 JP 3782217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- ion exchange
- electric
- treated
- cation exchange
- 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)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱イオン水を生成する脱塩装置に関わり、特に、電気式脱イオン装置に装備されたイオン交換膜の劣化を防止した脱塩装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、脱イオン水生成システムとしては、逆浸透膜装置の後段に電気式脱イオン装置を配置したものが知られている。
【0003】
電気式脱イオン装置は、アニオン交換膜およびカチオン交換膜とで形成される間隙にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを充填して脱塩室とし、該脱塩室内に被処理水を通過させるとともに、アニオン交換膜およびカチオン交換膜を介して、被処理水の流れに対し垂直となる方向に直流電流を作用させ、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の外側に流れている濃縮水中に、被処理水に含まれているイオンを電気的に排除しながら脱イオン水を生成する構成となっている。そのため、脱塩室内にイオン交換樹脂等のイオン交換体を充填しているにもかかわらず、酸やアルカリ等の薬品を−切使用せずに脱イオン水を生成することができるという利点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気式脱イオン装置を運転する場合、該電気式脱イオン装置装置に導入する被処理水中に、硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオンが存在すると、電気式脱イオン装置に装備されたイオン交換膜において硬度成分の析出によるスケールが発生することから、場合によっては、処理水の水質の悪化を招くことがある。そこで、電気式脱イオン装置により処理された処理水の水質を安定させるために、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の外側に流れている濃縮水側に強酸を通液し、スケール物質を溶解して除去する方法が用いられていた。
【0005】
しかしながら、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の外側に流れている濃縮水側に強酸を通液し、スケール物質をイオン交換膜より除去する操作は、イオン交換膜を強酸に接触させることからイオン交換膜の著しい劣化を引き起こしてしまう。したがって、イオン交換膜に対して洗浄を実施する頻度にもよるが、電気式脱イオン装置に装備されたイオン交換膜は、約3年程度を目安にして新品に交換する必要が生じ、脱塩装置におけるランニングコストの増大を招くという問題があった。
【0006】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたもので、電気式脱イオン装置におけるイオン交換膜の劣化を低減させた脱塩装置を提供することを目的とする。 また、電気式脱イオン装置のメンテナンスを省力化し、ランニングコストを抑制した脱塩装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る脱塩装置は、逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置の後段に配置された電気式脱イオン装置とを備えた脱塩装置において、前記電気式脱イオン装置の濃縮室より流出する濃縮水を濃縮室入口に還流する循環ライン内に、弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換手段を配置したことを特徴としている。
【0008】
本発明に係る脱塩装置によれば、電気式脱イオン装置の濃縮室より流出する濃縮水を濃縮室入口に還流する循環ライン内に、弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換手段を配置したことにより、電気式脱イオン装置の濃縮室側に濃縮されたCa2+やMg2+等の硬度成分が除去された濃縮水が濃縮室入口に還流されるため、濃縮室内にCa2+やMg2+等の硬度成分が蓄積されることがなく、電気式脱イオン装置に装備されたイオン交換膜におけるスケールの発生を、ほぼ確実に防止することが可能となる。
【0009】
本発明においては、濃縮水から硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオンを予めほぼ除去するために弱酸性陽イオン交換樹脂を使用しているが、これは以下の理由による。
【0010】
すなわち、
(a) 電気式脱イオン装置における硬度成分の蓄積によるイオン交換膜の劣化を防止するには、電気式脱イオン装置の濃縮水より硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオンだけを除去すればよく、弱酸性陽イオン交換樹脂の代わりに、H型に再生された強酸性陽イオン交換樹脂を適用した場合は、除去する必要のないNa+ 等の1価のイオンも同時に除去されてしまい、強酸性陽イオン交換樹脂の再生頻度が高くなってしまう。
【0011】
(b) Na型に再生された強酸性陽イオン交換樹脂では、電気式脱イオン装置濃縮水中の硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオン濃度を0.05ppm以下に到達させることが非常に困難であり、現実的ではない。
【0012】
(c) 弱酸性陽イオン交換樹脂は、Ca2+やMg2+等の硬度成分に対して選択性が大きく、これらのイオン濃度を0.05ppm以下に到達させることができ、化学当量的に僅かに過剰の再生レベルにより容易に再生可能である。
【0013】
なお、本発明に使用される弱酸性陽イオン交換樹脂としては、HClにより再生されたH型の弱酸性陽イオン交換樹脂およびHClにより再生された後、NaOHにより再生されたNa型の弱酸性陽イオン交換樹脂のいずれをも用いることが可能である。
【0014】
本発明において、弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換手段としては、上記弱酸性陽イオン交換樹脂が充填され、被処理水中より、硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオンを除去するように構成されたものであれば特に限定されるものではなく、例えば、再生型または非再生型の単床式イオン交換装置を用いることができる。なお、イオン交換手段に充填する弱酸性陽イオン交換樹脂としては、新品もしくはそれに類する破砕が無く、イオン交換性能が高く、また溶出の無いものが望ましい。
【0015】
また、逆浸透膜装置の後段に配置された電気式脱イオン装置としては、上述したように、アニオン交換膜およびカチオン交換膜で形成される間隙にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを充填して脱塩室とし、該脱塩室内に被処理水を通過させ、アニオン交換膜およびカチオン交換膜を介して、被処理水の流れに対し垂直となる方向に直流電流を作用させて、アニオン交換膜およびカチオン交換膜の外側に流れている濃縮水中に、被処理水に含まれているイオンを電気的に排除しながら脱イオン水を生成する構成をとるものであれば、いずれの装置を適用してもよい。
【0016】
本発明においては、電気式脱イオン装置の前段に、逆浸透膜装置を配置している。逆浸透膜装置は、被処理水より、硬度成分であるCa2+やMg2+等のイオン状物質、溶存有機物、微粒子および生菌等の大部分を除去することが可能であることから、後段に配置した電気式脱イオン装置およびイオン交換手段への負荷を低減し、該電気式脱イオン装置およびイオン交換手段に対し、その機能を十分に発揮させることができる。逆浸透膜装置に使用される逆浸透膜としては、例えば酢酸セルロース、脂肪族ポリアミド系あるいは芳香族ポリアミド系またはこれらの複合系からなる各種有機高分子膜あるいはセラミック膜等が使用でき、低圧または中圧逆浸透膜のいずれも適用することができるが、透過流速の向上に伴う低圧操作が可能なことから、低圧逆浸透膜を適用することが好ましい。
【0017】
また、膜モジュールの形式としては、中空糸型モジュール、管状型モジュール、スパイラル型モジュールあるいは平膜型モジュールが適用でき、特にこれらに限定はされないが、単位容積あたりの膜面積が大きくとれるスパイラル型モジュールがより好ましい。逆浸透膜装置における被処理水の濃縮度は、被処理水中に含まれる例えばシリカ、炭酸カルシウム等の難溶性物質が濃縮により析出しないように、被処理水中に含まれる難溶性物質の濃度、被処理水の温度およびpH等から難溶性物質の飽和溶解度に基づいて適宜決定される。
【0018】
なお、本発明においては、逆浸透膜装置と電気式脱イオン装置、および電気式脱イオン装置とイオン交換手段との間に、必要に応じて他の機器を配置するようにしてもよい。また、本発明は、市水、工業用水および河川水等を原水とした脱塩工程に適用できるのはもちろん、各種の酸や塩を含有する工業排水と前記原水との合併脱塩工程にも適用できることはいうまでもない。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、各図面において、同一の構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。また、本発明は、その要旨を逸脱しないならば、本発明に限定されるものではない。
【0020】
(実施例1および比較例1)
図1は、実施例1および比較例1に用いた脱塩装置の構成を示した図である。図1において、符号1は逆浸透膜装置(東レ(株)、SU-720)、符号2および6は電気式脱イオン装置(IONICS社、EDI-50、処理水量11.4m3 /h 、水回収率95%)であり、脱イオン操作は3.5 〜5.0 アンペアの直流電流を被処理水に作用させることにより行われた。符号3はイオン交換装置であって、弱酸性陽イオン交換樹脂としてデュオライト C-476(ローム&ハース社)を 900リットル使用し、予め再生してH型に変換した後に充填したものである。なお、イオン交換装置3のイオン交換容量は4.Oeq/l-Resinである。
【0021】
また、符号4および7は電気式脱イオン装置濃縮室からの濃縮水を、濃縮室入口に還流させるための移送ポンプであり、符号5および8は濃縮水還流ラインへの補給水ラインである。
【0022】
ここで経路Aは実施例1における通水経路を示し、経路Bは、濃縮水還流ラインにイオン交換装置を設置しない比較例1における通水経路を示している。
【0023】
実施例1および比較例1では、図1に示した脱塩装置により、各機器のメンテナンス時を除く24時間の連続連転を行って厚木市水に対して脱塩処理を行った。ただし、電気式脱イオン装置2および6において処理された処理水の導電率が0.2 μS/cmを越えた時点で電気式脱イオン装置2および6に強酸溶液を通液し、電気式脱イオン装置2および6の内部に装備されたイオン交換膜の洗浄を行った。また、イオン交換装置3において処理された処理水の硬度(CaCO3 に換算した値)が0.05 ppmを越えた時点で、イオン交換装置3に充填された弱酸性陽イオン交換樹脂の再生を行った。そして、運転開始後 100日を経過した時点で、電気式脱イオン装置2および6をそれぞれ解体し、電気式脱イオン装置2および6に装備された各イオン交換膜に生じたピンホールを確認して平均値を算出した。 ここで、実施例1および比較例1の各ポイント(逆浸透膜装置1の出口、イオン交換装置3の出口および電気式脱イオン装置2および6の出口)における水質および運転条件を表1および表2に示し、また、実施例1および比較例1において確認されたピンホールの平均値を表3に示す。
【0024】
【表1】
【表2】
【表3】
表3から明らかなように、実施例1において確認されたピンホールの平均値は、アニオン交換膜およびカチオン交換膜のいずれにおいても、比較例1において確認されたピンホールの平均値と比較して大きく減少していることが認められた。特に、アニオン交換膜に対し、比較例1において確認されたピンホールの平均値は使用以前(新品時)のほぼ70倍にも達していたが、実施例1において確認されたピンホールの平均値は使用以前(新品時)の約2.5倍程度と、比較例1に比べ大きく抑制されていた。
【0025】
以上のように、電気式脱イオン装置2の濃縮室より流出する濃縮水を濃縮室入口に還流する循環ライン内に、イオン交換装置3を配置した実施例1の脱塩装置では、イオン交換装置3をバイパスした比較例1の脱塩装置に比べて、電気式脱イオン装置2に配備されたイオン交換膜の劣化が防止されていることが確認された。また、実施例1の脱塩装置においては、電気式脱イオン装置2において処理された処理水の導電率が0.2 μS/cmを越えるのに要した日数が、比較例1の脱塩装置と比べて大きく延長されたために、電気式脱イオン装置6と比べ電気式脱イオン装置2のメンテナンスが大きく省力化され、脱塩装置のランニングコストを抑制することができた。
【0026】
(実施例2および比較例2)
図2は、実施例2および比較例2に用いた脱塩装置の構成を示した図である。図2に示したように、実施例2においては、経路Cにより実施例1と同様の経路をたどって地下水に対する脱塩工程が実施されるように構成されている。一方、比較例2においては、電気式脱イオン装置6の濃縮水還流ライン内に弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換装置10を配置し、経路Dにより地下水が逆浸透膜装置1をバイパスして電気式脱イオン装置6に導入されるように構成されている。なお、イオン交換装置9および10は、弱酸性陽イオン交換樹脂としてデュオライト C-476(ローム&ハース社)を 900リットルを使用し、予め再生してNa型に変換した後に充填したものである。なお、イオン交換装置9および10のイオン交換容量は4.Oeq/l-Resinである。
【0027】
実施例2および比較例2では、図2に示した脱塩装置により、各機器のメンテナンス時を除く24時間の連続連転を行って地下水に対し脱塩処理を実施した。ただし、実施例2においては電気式脱イオン装置2において処理された処理水の導電率が0.2 μS/cmを越えた時点で、比較例2においては電気式脱イオン装置6において処理された処理水の導電率が2.0 μS/cmを越えた時点で電気式脱イオン装置2および6に強酸溶液を通液し、内部に装備されたイオン交換膜の洗浄を行った。また、実施例2においてはイオン交換装置9において処理された処理水の硬度(CaCO3 に換算した値)が0.05 ppmを越えた時点で、比較例2においてはイオン交換装置10において処理された処理水の硬度(CaCO3 に換算した値)が2.0 ppm を越えた時点で、イオン交換装置9および10に充填された弱酸性陽イオン交換樹脂の再生を実施した。そして、運転開始後70日を経過した時点で、電気式脱イオン装置2および6をそれぞれ解体し、電気式脱イオン装置2および6に装備された各イオン交換膜に生じたピンホールを確認して平均値を算出した。
【0028】
ここで、実施例2および比較例2の各ポイント(逆浸透膜装置1の出口、イオン交換装置9および10の出口、電気式脱イオン装置2および6の出口、および電気式脱イオン装置6の入口(地下水)における水質および運転条件を表4および表5に示し、また、実施例2および比較例2において確認されたピンホールの平均値を表6に示す。
【0029】
【表4】
【表5】
【表6】
表6から明らかなように、実施例2において確認されたピンホールの平均値は、アニオン交換膜およびカチオン交換膜のいずれにおいても、比較例2において確認されたピンホールの平均値と比較して大きく減少していることが認められた。特に、アニオン交換膜に対し、比較例2において確認されたピンホールの平均値は使用以前(新品時)の120倍にも達していたが、実施例1において確認されたピンホールの平均値は使用以前(新品時)の約2.5倍程度と、比較例2に比べ大きく抑制されていた。
【0030】
したがって、実施例2の脱塩装置では、比較例2の脱塩装置に比べて、電気式脱イオン装置2に配備されたイオン交換膜の劣化が防止されていることが確認された。また、実施例2の脱塩装置においては、電気式脱イオン装置2において処理された処理水の導電率が0.2 μS/cmを越えるに要した日数が、比較例2の脱塩装置において電気式脱イオン装置6により処理された処理水の導電率が2.0 μS/cmを越えるに要した日数と比べて大きく延長されたために、電気式脱イオン装置6と比べて電気式脱イオン装置2のメンテナンスが大きく省力化され、脱塩装置のランニングコストを抑制することができた。
【0031】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明による脱塩装置によれば、電気式脱イオン装置の濃縮室より流出する濃縮水を濃縮室入口に還流する循環ライン内に、弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換手段を配置したので、逆浸透膜装置において除去できなかった硬度成分であるCa2+やMg2+等の微量なイオンがほぼ除去され、電気式脱イオン装置に装備されたイオン交換膜におけるスケールの発生をほぼ確実に防止することが可能となる。したがって、電気式脱イオン装置におけるイオン交換膜の劣化をほぼ防止し、電気式脱イオン装置のメンテナンスの省力化およびランニングコストを抑制した脱塩装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1および比較例1に用いた脱塩装置の構成を示した図である。
【図2】実施例2および比較例2に用いた脱塩装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
1……逆浸透膜装置
3,9,10……イオン交換装置
2,6……電気式脱イオン装置
5,8……補給水ライン
4,7……移送ポンプ
Claims (1)
- 逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置の後段に配置された電気式脱イオン装置とを備えた脱塩装置において、
前記電気式脱イオン装置の濃縮室より流出する濃縮水を濃縮室入口に還流する循環ライン内に、弱酸性陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換手段を配置したことを特徴とする脱塩装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24528597A JP3782217B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 脱塩装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24528597A JP3782217B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 脱塩装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1177043A JPH1177043A (ja) | 1999-03-23 |
JP3782217B2 true JP3782217B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=17131400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24528597A Expired - Fee Related JP3782217B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 脱塩装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3782217B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3482561B2 (ja) * | 2001-05-22 | 2003-12-22 | 株式会社サンライズカンパニー | オフセット印刷用適正水及び湿し水 |
JP2007252396A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kitasato Gakuen | 医療用透析液の製造装置および製造方法 |
JP4947693B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2012-06-06 | 学校法人北里研究所 | アルブミンとアルブミンに結合した生体分子の分離方法 |
CN105948173A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-09-21 | 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) | 反渗透净水***及其控制方法 |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP24528597A patent/JP3782217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1177043A (ja) | 1999-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3575271B2 (ja) | 純水の製造方法 | |
WO2011065222A1 (ja) | 窒素化合物含有酸性液の処理装置および処理方法 | |
JP3798122B2 (ja) | 脱塩装置 | |
JP2005000828A (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 | |
JP3782217B2 (ja) | 脱塩装置 | |
JP5277559B2 (ja) | リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置 | |
JP4152544B2 (ja) | 脱イオン水製造方法及び装置 | |
JP2001259644A (ja) | 純水製造装置およびその純水製造方法 | |
JP2003001259A (ja) | 超純水製造装置 | |
JP4697758B2 (ja) | 脱塩排水の処理方法及び装置 | |
JP3484329B2 (ja) | 脱イオン水製造装置 | |
JP3773187B2 (ja) | 脱塩排水の処理方法及び装置 | |
JP4599668B2 (ja) | 電気脱イオン装置の運転方法 | |
JP3944973B2 (ja) | 逆浸透膜処理方法 | |
JP3501339B2 (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
JP2001038359A (ja) | 脱イオン水製造方法及び装置 | |
CN210974236U (zh) | 水处理*** | |
JPH09294974A (ja) | 水処理システム | |
JP3511459B2 (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
JP3957841B2 (ja) | 脱塩装置 | |
JP3271744B2 (ja) | 電気透析装置による脱塩方法 | |
JP3202887B2 (ja) | 排水回収方法 | |
JP4531213B2 (ja) | 脱塩装置 | |
JPH09323029A (ja) | 水の脱塩方法及びそのための装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040830 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060223 |
|
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: 20060307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060309 |
|
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: 20090317 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120317 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140317 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |