JP4624066B2

JP4624066B2 - 電気式脱イオン水製造装置の運転方法及び電気式脱イオン水製造装置

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Publication number: JP4624066B2
Application number: JP2004299535A
Authority: JP
Inventors: 秀昭高橋; 真生日高; 真紀夫田村
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: JP2006110438A

Description

本発明は半導体製造分野、電力分野、医製薬製造、食品工業などの各種の産業または研究施設において使用される電気式脱イオン水製造装置の運転方法及び電気式脱イオン水製造装置に関するものである。

ホウ素を含有する被処理水から純水又は超純水を製造する方法としては、(１)イオン交換樹脂装置によって処理する方法、(２)被処理水にアルカリ剤を注入してｐＨを９．２以上として逆浸透膜装置によって処理する方法（特開平１１−１８８３５９号公報）、(３)逆浸透膜装置処理水を電気式脱イオン水製造装置によって処理する方法などが知られている。いずれの方法も単独ではホウ素を数十ｐｐｔ以下に低減することは困難であり、(１)〜(３)の方法を組み合わせてホウ素を低減することも行われている。

(１)のイオン交換樹脂によって処理してホウ素を除去する方法は、低コストでの運転が可能である。しかしながら、イオン交換樹脂装置はイオン交換樹脂のイオン破過を防ぐため、定期的に薬剤による再生を行う必要があり、連続運転することができない。また、薬剤による洗浄のための設備を別途設置する必要があり、コストがかかる。そして、薬剤を定期的に補充する必要性から運転コストもかかる。

一方、(２)の供給水にアルカリ剤を注入して逆浸透膜装置によって処理することによりホウ素を除去する方法は、ｐＨが９．２以上のアルカリ性条件下においてホウ酸の解離が進み、イオン状物質として分離されやすくなる性質を利用したものであり、ｐＨが９．２以上のアルカリ性条件下では逆浸透膜装置によるホウ素除去性能は大幅に向上する。しかしながら、被処理水にアルカリ剤が注入されると被処理水がアルカリ性になり、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分がスケールとして析出してしまい、透過水量の低下や通水差圧の上昇を引き起こしてしまうという問題が発生する。従って、供給水中にアルカリ剤を注入するのと同時にスケール防止剤を注入してスケールの発生を阻止する必要がある。この場合、そのための装置を別途設置する必要があるためコストがかかる。また、アルカリ剤を注入したことによって、透過水質の悪化を招く恐れがある。

(３)の電気式脱イオン水製造装置を用いた処理方法では、前段に逆浸透膜装置を設置した場合、数ｐｐｂ程度までホウ素を除去することは容易であるが、数ｐｐｔレベルにまで除去することは非常に難しい。例えば半導体製造工場などで要求される１８．２ＭΩ・ｃｍのような超高純度の水質を提供するためには、脱イオン装置の後段に非再生型のイオン交換樹脂装置を設置する必要があるが、前記のように十分に除去しきれないホウ素によって該イオン交換樹脂は短時間で破過してしまう。このため、頻繁に該非再生型イオン交換樹脂装置を交換する必要があり、コストがかかる。また、炭酸やシリカなどの弱酸成分が多く含まれるような供給水ではホウ素の除去性能は低下する。これを改善するために、特開平１１−１８８３５９号公報には、電気式脱イオン水製造装置の供給水にアルカリ剤を添加して炭酸やシリカ、そしてホウ素の除去性能を向上させる方法が開示されている。
特開平１１−１８８３５９号公報（請求項１）

しかしながら、電気式脱イオン水製造装置への供給水にアルカリ剤を添加すると、電気式脱イオン水製造装置への負荷が増し、処理水質の悪化を招く恐れがある。また、特開平１１−１８８３５９号公報記載の電気式脱イオン水製造装置は、脱塩室構造が不明であり、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱塩室を内包し、被処理水が２つの該小脱塩室に順次直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備えるものについては開示がない。

従って、本発明の目的は、電気式脱イオン水製造装置を用いて純水または超純水を製造する際、アルカリ剤などの薬剤の添加を極力低減して、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度を飛躍的に低減することができる電気式脱イオン水製造装置の運転方法及び電気式脱イオン水製造装置を提供することにある。

かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備える電気式脱イオン水製造装置において、該第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上とし、これを該第２小脱塩室に通水すれば、アルカリ剤などの薬剤の添加が極微量であっても、処理水中のホウ素濃度を飛躍的に低減することができること等を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明（１）は、陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備える電気式脱イオン水製造装置において、該第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上とし、これを該第２小脱塩室に通水することを特徴とする電気式脱イオン水製造装置の運転方法を提供するものである。

また、本発明（２）は、前記濃縮室にイオン交換体を充填することを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置の運転方法を提供するものである。また、本発明（３）は、前記第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入することを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置の運転方法を提供するものである。また、本発明（４）は、前記ホウ素を含有する被処理水は、塩が注入されたものであることを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置の運転方法を提供するものである。また、本発明（５）は、前記ホウ素を含有する被処理水は、脱炭酸処理された後、該脱炭酸処理水にアルカリ剤が注入されたものであることを特徴とする前記電気式脱イオン水製造装置の運転方法を提供するものである。

また、本発明（６）は、陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備える電気式脱イオン水製造装置であって、次の（１）〜（３）；（１）該第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、（２）該ホウ素を含有する被処理水に塩を注入する塩注入手段、（３）該ホウ素を含有する被処理水を脱炭酸処理する脱炭酸手段及び脱炭酸処理された処理水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、から選ばれる１つ又は２つ以上の手段を更に備えることにより、前記第２小脱塩室への供給水のｐＨを９．２以上とすることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置を提供するものである。

本発明によれば、半導体製造分野、電力分野、医製薬製造、食品工業などの各種の産業または研究施設において電気式脱イオン水製造装置を用いて純水または超純水を製造する際、アルカリ剤などの薬剤の添加が極微量であっても、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度を数十ｐｐｔ以下と飛躍的に低減することができる。これにより、その後段の非再生型イオン交換樹脂装置への負荷を大幅に低減することができるため、該非再生型イオン交換樹脂装置の交換頻度を少なくすることができ、安定して高純度の水を提供することができる。また、非再生型イオン交換樹脂装置を含むサブシステム全体について長時間にわたって安定した運転を継続することができる。また、例えば逆浸透膜装置の透過水など、シリカや炭酸などの弱酸性成分を多く含む被処理水中の当該弱酸性成分を極めて効率的に除去できる。

本発明の運転方法で用いる電気式脱イオン水製造装置（以下、単にＥＤＩとも言う）は、陽極板を内蔵する陽極室及び陰極板を内蔵する陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される第１小脱塩室と第２小脱塩室を内包し、被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備えるものであって、かかる構造及び通水方法は、特開２００１−２３９２７０号公報に開示されたものである。

ＥＤＩの第１小脱塩室にはアニオン交換体単層が充填される。第１小脱塩室におけるアニオン交換体単層の充填形態としては、特に制限されず、第１小脱塩室の一部又は全てのいずれであってもよい。また、ＥＤＩの第２小脱塩室にはカチオン交換体とアニオン交換体の混床が充填される。第２小脱塩室におけるカチオン交換体とアニオン交換体の混床の充填形態としては、特に制限されず、第２小脱塩室の一部又は全てのいずれであってもよい。ＥＤＩの濃縮室はイオン交換体充填、未充填のいずれであってもよいが、イオン交換体が充填されたものが、ＥＤＩの電気抵抗を低減でき、運転コストを低減することができる点で好ましい。また、電気抵抗が低減すると、低電圧でより多くの電流をかけることができ、ＥＤＩにかける電流値が上がるとホウ素除去性能も向上する点で好ましい。

本発明において、ホウ素を含有する被処理水としては、特に制限されず、例えば、井水、水道水、下水、工業用水、河川水、半導体製造工場の半導体デバイスなどの洗浄排水又は濃縮室からの回収水などを逆浸透膜処理した透過水、また、半導体製造工場等のユースポイントで使用された回収水であって、逆浸透膜処理がされていない水が挙げられる。また、これらの混合水でもよい。被処理水中のホウ素濃度としては、特に制限されないが、例えばホウ素を１〜５００μｇ/ｌ程度含有する被処理水が挙げられる。

本発明の運転方法において、第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上とし、これを第２小脱塩室に通水する。ｐＨが９．２以上のアルカリ性条件下においては、ホウ酸の解離が進み、イオン状物質として分離されやすくなる。すなわち、水溶液中においてホウ素は主にホウ酸Ｈ_３ＢＯ_３の形態で存在しており、ｐＨがホウ酸のｐＫａ値９．２以下では未解離状態のホウ酸としての化学形態をとるのに対し、ｐＨが９．２以上になると、Ｈ_３ＢＯ_３＋ＯＨ⁻→Ｂ(ＯＨ)^４−のように解離が進む。従って、ｐＨが９．２以上のアルカリ性条件下、第２小脱塩室においてホウ素除去性能は大幅に向上する。

第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上とする方法としては、第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入する方法（方法１）、ホウ素を含有する被処理水に塩を注入する方法（方法２）及びホウ素を含有する被処理水を脱炭酸処理した後、該脱炭酸処理水にアルカリ剤を注入する方法（方法３）が挙げられる。このうち、方法１が第２小脱塩室供給水のｐＨを極微量のアルカリ剤の添加で安定して９．２以上にすることができる点で好ましい。これらの方法１〜３は、いずれかの方法を単独で行っても、併用して行ってもよいが、いずれかの方法を単独で行うことが、装置が簡単となり且つ運転も容易である点で好ましい。

第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入する方法によれば、極微量のアルカリ剤を添加するだけで、ＥＤＩ処理水中のホウ素濃度を数十ｐｐｔ以下と飛躍的に低減することができる。アニオン交換体が充填された第１小脱塩室においてｐＨを上げることを阻害する炭酸等のアニオン成分が除去されるため、第２小脱塩室供給水はアニオン成分による緩衝作用がほとんどない水となると共にカチオン成分に富んだ水となる。このため、極微量添加したアルカリ剤がそのままｐＨを上げる作用に寄与する。従って、アルカリ剤を添加したことによる処理水質への影響はほとんどなく、ホウ素濃度を飛躍的に低減した高純度の処理水を得ることができる。第２小脱塩室供給水に対するアルカリ剤の注入量としては、被処理水の水質等によって変化するため特に制限されないが、概ね０．１〜１０ｍｇＮａＯＨ/ｌ、好ましくは０．５〜５ｍｇＮａＯＨ/ｌである。このアルカリの添加量は、特開２００１−２３９２７０号公報の従来技術に記載された従前の電気式脱イオン水製造装置を用いる場合と比べると概ね１/１０程度である。アルカリ剤としては、特に制限されず、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。

ホウ素を含有する被処理水に塩を注入する方法によれば、極微量の塩を被処理水に添加するだけで、ＥＤＩ処理水の水質を悪化させることなく、ＥＤＩ処理水中のホウ素濃度を数十ｐｐｔ以下と飛躍的に低減することができる。本発明で用いるＥＤＩの第１小脱塩室処理水は、カチオン成分に富むため塩無添加の被処理水であってもｐＨは高いものであるが、更に極少量の塩を被処理水に添加することで第１小脱塩室処理水は更にカチオン成分に富み、ｐＨが上昇する。被処理水に対する塩の注入量としては、被処理水の水質等によって変化するため特に制限されないが、概ね０．０５〜６ｍｇＮａ^＋/ｌ、好ましくは０．２５〜３ｍｇＮａ^＋/ｌである。塩としては、特に制限されず、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が挙げられる。

ホウ素を含有する被処理水を脱炭酸処理した後、該脱炭酸処理水にアルカリ剤を注入する方法によれば、ＥＤＩへ供給される被処理水中の炭酸の緩衝作用は大幅に低減する。このため、脱炭酸処理水に極微量のアルカリ剤を添加するだけで、容易に第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上にすることができる。また、方法（１）と同様の理由により、ＥＤＩの処理水質を悪化させることなく、ホウ素を飛躍的に低減した高純度の処理水を得ることができる。脱炭酸処理方法としては、特に制限されず、例えば膜脱気装置を用いた脱炭酸処理方法が挙げられる。アルカリ剤としては、方法（１）で用いるアルカリ剤と同様のものが挙げられる。

本発明のＥＤＩ装置は、陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室と、必要に応じて第２小脱塩室供給水のｐＨを測定するｐＨ計と、を備えるものであって、次の（１）〜（３）；（１）該第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、（２）該ホウ素を含有する被処理水に塩を注入する塩注入手段、（３）該ホウ素を含有する被処理水を脱炭酸処理する脱炭酸手段及び脱炭酸処理された処理水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、から選ばれる１つ又は２つ以上の手段を更に備える。本発明のＥＤＩを用いれば、上記ＥＤＩの運転方法を確実に実施することができる。本発明のＥＤＩにおいて、上記（１）〜（３）の手段は、それぞれ単独で設置されたものが、装置が簡単となり、コストを低減できる点で好ましい。

本発明におけるＥＤＩの具体的な運転条件としては、特に制限されず、例えば、第１小脱塩室及び第２小脱塩室に順次直列に流入する被処理水のＳＶを５０〜５００[ｈ^−１]、より望ましくは１００〜３００[ｈ^−１] となるように脱塩室の構造や脱塩室の流量を調整して通水し、脱塩室に印加する電流密度を０．０５〜０．５[Ａ/ｄｍ^２]、より望ましくは０．１５〜０．４[Ａ/ｄｍ^２]となるように調節して運転すればよい。

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって本発明を制限するものではない。

下記仕様の電気式脱イオン水製造装置を下記運転条件下、図１のフローに従い運転を行った。また、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表１に示す。なお、第２小脱塩室供給水への苛性ソーダの注入は、第２小脱塩室供給水のｐＨが１０．２となるよう調整した。

（電気式脱イオン水製造装置）
電気式脱イオン水製造装置１は、前述の構造を有し、より詳細な構造及び通水方法は、特開２００１−２３９２７０号公報に開示されたものである。図１の電気式脱イオン水製造装置１は簡略化して示したものであり、第１小脱塩室２１と第２小脱塩室２２は配管２３により直列に接続されている。また、第１小脱塩室２１と第２小脱塩室２２とを接続する配管２３は他端が苛性ソーダ注入手段３に接続する苛性ソーダ注入配管３１の一端が接続され、そして第２小脱塩室２２の供給水のｐＨがわかるようにｐＨ計４が、第１小脱塩室２１と第２小脱塩室２２を接続する配管２３の苛性ソーダ添加後の配管に附設されている。

（ＥＤＩの運転条件）
・ＥＤＩ；「標準型Ｄ２ＥＤＩ」（オルガノ社製）
・脱塩室；第１小脱塩室（幅３００ｍｍ、高さ３６０ｍｍ、厚み８ｍｍ）、
第２小脱塩室（幅３００ｍｍ、高さ３６０ｍｍ、厚み４ｍｍ）
・イオン交換膜；カチオン交換膜（ネオセプタＣ６６−１０Ｆ）、
アニオン交換膜（ネオセプタＡＨＡ）（ともにトクヤマ社製）
・イオン交換樹脂；第１小脱塩室（アニオン交換樹脂（ＩＲＡ４０２ＢＬ））、第２小脱塩室（カチオン交換樹脂（ＩＲ１２０Ｂ）とアニオン交換樹脂（ＩＲＡ４０２ＢＬ）の混合床（体積比１:１））（ともにロームアンドハース社製）
・処理水量；１．０ｍ^３／ｈ
・電流密度；０．２Ａ／ｄｍ^２
・ＥＤＩに供給する被処理水；市水を膜除濁した後、逆浸透膜装置によって処理したホウ素を４０〜５０ｐｐｂ含有する水
・ＥＤＩに供給する被処理水の電気伝導率：４〜５μＳ/ｃｍ
・ＥＤＩに供給する被処理水の炭酸濃度：３〜４ｍｇＣＯ_２／Ｌ
なお、逆浸透膜装置は、「ＥＳ−１０」（８インチ、２本）（日東電工社製）を用い、苛性ソーダ注入手段は薬注ユニット「ＰＴＵ-１００-ＰＺＤ-６１」（タクミナ社製）を用いた。

比較例１
第２小脱塩室供給水への苛性ソーダの添加を省略した以外は、実施例１と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、第２小脱塩室供給水中に苛性ソーダを注入して、第２小脱塩室供給水のｐＨを１０．２にしたものは、処理水中のホウ素濃度を飛躍的に低減できることがわかる。また、該苛性ソーダの添加量は微量であり、処理水質の悪化を招かないことがわかる。

図２のフロー図に示すように、苛性ソーダ注入手段を省略し、被処理水供給配管１１に他端が塩化ナトリウム注入手段５に接続する塩化ナトリウム注入配管５１の一端を接続した以外は、実施例１と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置１ａの被処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表２に示す。なお、被処理水への塩化ナトリウムの注入は、第２小脱塩室供給水のｐＨが９．７となるよう調整した。なお、塩化ナトリウム注入手段は薬注ユニット「ＰＴＵ-１００-ＰＺＤ-６１」（タクミナ社製）を用いた。

比較例２
ＥＤＩ被処理水への塩化ナトリウムの添加を省略した以外は、実施例２と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表２に示す。

比較例３
図３のフロー図に示すように、２つの小脱塩室を直列に配置した脱塩室を備える電気式脱イオン水製造装置１に代えて、１種類の脱塩室を備える電気式脱イオン水製造装置１ｂを用いた以外は、実施例２と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置１ｂの処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表２に示す。なお、電気式脱イオン水製造装置１ｂの１種類の脱塩室２４は、幅３００ｍｍ、高さ３６０ｍｍ、厚み１２ｍｍであり、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混床を充填したものである。

表２の結果より、第１小脱塩室供給水に塩化ナトリウムを添加しなかった比較例２は、第２小脱塩室供給水のｐＨが８．４とｐＨ９．２を下回り、電気式脱イオン水製造装置の処理水中ホウ素濃度が３μｇ/ｌであるのに対し、第１小脱塩室供給水に塩化ナトリウムを添加した実施例２は、第２小脱塩室供給水のｐＨは９．７となり、処理水中ホウ素濃度が０．０５μｇ/ｌとなり飛躍的に低減した。一方、電気式脱イオン水製造装置の脱塩室の構造を、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混床を充填した１種類の脱塩室のみにした比較例３は、実施例２と同様に塩化ナトリウムを添加しているにもかかわらず、電気式脱イオン水製造装置の処理水中ホウ素濃度は４μｇ/ｌであった。比較例３の脱塩室の構造は特開２００１−２３９２７０号公報の従来技術に記載された従前の電気式脱イオン水製造装置の構造と類似であるため、脱塩室が一種類の部屋より構成される一般的なＥＤＩでは、本発明の効果はないことがわかる。

図４のフロー図に示すように、被処理水供給管１１に膜脱気装置６を設置すること、苛性ソーダ注入場所を第１小脱塩室２１と第２小脱塩室２２とを接続する配管２３に代えて、膜脱気装置６と第１小脱塩室２１を接続する配管１２としたこと以外は、実施例１と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置１ｃの処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。その結果を表３に示す。なお、膜脱気処理された被処理水への苛性ソーダの注入は、第２小脱塩室供給水のｐＨが９．８となるよう調整した。膜脱気装置は、「liqui-Cel G284」（Ｘ-４０）（ヘキストインターナショナル東京社製）を用いた。

比較例４
膜脱気装置６と第１小脱塩室２１を接続する配管１２を通る膜脱気処理水へのへの苛性ソーダの添加を省略した以外は、実施例３と同様の方法で行い、電気式脱イオン水製造装置の処理水中のホウ素濃度及び比抵抗率を測定した。すなわち、比較例４は膜脱気処理された被処理水をそのまま第１小脱塩室に供給し処理水を得たものである。その結果を表３に示す。

表３から明らかなように、膜脱気処理後の第１小脱塩室供給水中に苛性ソーダを注入しなかった比較例４は、第２小脱塩室供給水のｐＨが８．４と、ｐＨ９．２を下回り、電気式脱イオン水製造装置の処理水中ホウ素濃度が３μｇ/ｌであったのに対して、第２小脱塩室供給水のｐＨを９．８になるように、膜脱気処理後の第１小脱塩室供給水中に苛性ソーダを注入した実施例３は電気式脱イオン水製造装置の処理水中ホウ素濃度が０．０６μｇ/ｌとなり、ホウ素を劇的に低減する効果が認められた。また、第１小脱塩室供給水は膜脱気処理が施され炭酸濃度が低減されているため、炭酸のｐＨに与える緩衝作用は弱まり、より少ない苛性ソーダの添加量でもｐＨを上げることができた。結果的に、処理水質を悪化させることなくホウ素を劇的に低減する効果が認められた。

実施例１で用いた電気式脱イオン水製造装置の運転方法のフロー図である。実施例２で用いた電気式脱イオン水製造装置の運転方法のフロー図である。比較例３で用いた電気式脱イオン水製造装置の運転方法のフロー図である。実施例３で用いた電気式脱イオン水製造装置の運転方法のフロー図である。

符号の説明

１、１ａ〜１ｃ電気式脱イオン水製造装置
３苛性ソーダ注入手段
４ｐＨ計
５塩化ナトリウム注入手段
６膜脱気装置
２１第１小脱塩室
２２第２小脱塩室
２４脱塩室

Claims

陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室を備える電気式脱イオン水製造装置において、該第２小脱塩室供給水のｐＨを９．２以上とし、これを該第２小脱塩室に通水することを特徴とする電気式脱イオン水製造装置の運転方法。
前記濃縮室にイオン交換体を充填することを特徴とする請求項１記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法。
前記第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入することを特徴とする請求項１又は２記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法。
前記ホウ素を含有する被処理水は、塩が注入されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法。
前記ホウ素を含有する被処理水は、脱炭酸処理された後、該脱炭酸処理水にアルカリ剤が注入されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法。
陽極室及び陰極室が両端に配置され、陽極側がアニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該アニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画されるアニオン交換体単層が充填される第１小脱塩室とアニオン交換体とカチオン交換体の混床が充填される第２小脱塩室を内包し、ホウ素を含有する被処理水が該第１小脱塩室と該第２小脱塩室にこの順序で直列に通水される１つ又は複数の脱塩室と、該脱塩室と該脱塩室の間に配置された１つ又は複数の濃縮室、を備える電気式脱イオン水製造装置であって、次の（１）〜（３）；
（１）該第２小脱塩室供給水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、
（２）該ホウ素を含有する被処理水に塩を注入する塩注入手段、
（３）該ホウ素を含有する被処理水を脱炭酸処理する脱炭酸手段及び脱炭酸処理された処理水の流路にアルカリ剤を注入するアルカリ注入手段、
から選ばれる１つ又は２つ以上の手段を更に備えることにより、前記第２小脱塩室への供給水のｐＨを９．２以上とすることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。