JP6962774B2 - 電気式脱イオン水製造装置 - Google Patents
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Description
CO2+H2O ⇔ HCO3 −+H+ ⇔ CO3 2−+2H+
上記のような平衡状態において中性分子または各イオン種が全体に占める割合は、pHによって大きく変化する。pHが低い(H+イオン濃度が高い)領域では炭酸の大部分はイオン化していない、つまり電荷を持たないCO2として存在している。
対向する陰極と陽極との間に少なくとも1つの脱塩処理部が設けられた電気式脱イオン水製造装置であって、
前記脱塩処理部は、少なくともアニオン交換体が充填された脱塩室と、該脱塩室の両隣に設けられる一対の濃縮室とを有し、
前記脱塩室は、前記一対の濃縮室のうちの前記陰極側の濃縮室にカチオン交換膜を介して隣接するとともに、前記一対の濃縮室のうちの前記陽極側の濃縮室にアニオン交換膜を介して隣接し、
前記カチオン交換膜の少なくとも一部が、均質膜と不均質膜とが重なった構造であって、前記均質膜が前記脱塩室に接する向きに配置されている構造を有する、
電気式脱イオン水製造装置が提供される。
図7に示す構成を有するEDI装置を用いて、被処理水を処理し、処理水(脱イオン水)を得た。
・セルセット数(N):1個
・陽極室:寸法 縦100×横100×厚さ10mm、CER充填
・陰極室:寸法 縦100×横100×厚さ10mm、AER充填
・濃縮室:寸法 縦100×横100×厚さ10mm、AER充填
・第1小脱塩室26:寸法 縦100×横100×厚さ10mm、AER充填
・第2小脱塩室27:寸法 縦100×横100×厚さ10mm、CER(上流側1/2の領域)およびAER(下流側1/2の領域)充填
・CER:強酸性カチオン交換樹脂
・AER:強塩基性アニオン交換樹脂
・中間イオン交換膜36:アニオン交換膜
・供給水及び被処理水:2段RO(逆浸透膜)透過水、導電率2.0〜2.5μS/cm
・処理水(脱イオン水)流量:25L/h
・濃縮水流量:6L/h
・電極水流量:5L/h(陽極、陰極に共通)
・印加電流値:0.5A。
均質膜42を、図8に示すように、カチオン交換膜41のアニオン交換樹脂床に接する部分だけに均質膜42を設けた。それ以外は、実施例1と同様にして、被処理水を処理し、処理水(脱イオン水)を得た。
二層構造を有するカチオン交換膜41の替わりに、均質膜42のみからなる単層構造のカチオン交換膜を有するEDI装置を用いた。これ以外は、実施例1と同様にして、被処理水を処理し、処理水(脱イオン水)を得た。
二層構造を有するカチオン交換膜41の替わりに、不均質膜43のみからなる単層構造のカチオン交換膜を有するEDI装置を用いた。これ以外は、実施例1と同様にして、被処理水を処理し、処理水(脱イオン水)を得た。
各例において、約500時間連続運転を実施した後に、陽極11と陰極12の間の電圧を測定した。その結果を表1に示す。実施例1、2及び比較例1については有意差が認められなかったが、比較例2においては、明らかに電圧が高かった。すなわち電極間の電気抵抗が高かった。
実施例1、2及び比較例1について、処理水中の全炭酸の濃度(CO2、HCO3 −及びCO3 2−の濃度を合計した値)を測定し、また、処理水の比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。全炭酸の濃度は、濃縮水から処理水に移動した炭酸の濃度を示す指標になる。比抵抗の値は、炭酸に限らず、他のイオンも含めて、処理水の純度の指標となる。なお表2には、全炭酸の濃度及び比抵抗のいずれについても、実施例2及び比較例1の各測定値の、実施例1の測定値に対する差を示した。
12 陰極
21 陽極室
22、24 濃縮室
23 脱塩室
25 陰極室
26 第1小脱塩室
27 第2小脱塩室
31、41、44 カチオン交換膜(CEM)
32、34 アニオン交換膜(AEM)
36 中間イオン交換膜(IIEM)
42 均質膜(均質カチオン交換膜)
43 不均質膜(不均質カチオン交換膜)
Claims (5)
- 対向する陰極と陽極との間に少なくとも1つの脱塩処理部が設けられた電気式脱イオン水製造装置であって、
前記脱塩処理部は、少なくともアニオン交換体が充填された脱塩室と、該脱塩室の両隣に設けられる一対の濃縮室とを有し、
前記脱塩室は、前記一対の濃縮室のうちの前記陰極側の濃縮室にカチオン交換膜を介して隣接するとともに、前記一対の濃縮室のうちの前記陽極側の濃縮室にアニオン交換膜を介して隣接し、
前記カチオン交換膜の少なくとも一部が、均質膜と不均質膜とが重なった構造であって、前記均質膜が前記脱塩室に接する向きに配置されている構造を有する、
電気式脱イオン水製造装置。 - 前記脱塩室は、前記アニオン交換膜と前記カチオン交換膜との間に位置するイオン交換膜である中間イオン交換膜を備えて前記中間イオン交換膜によって第1小脱塩室及び第2小脱塩室に区画され、
前記第1小脱塩室は、前記アニオン交換膜と前記中間イオン交換膜との間に位置し、
前記第2小脱塩室は、前記カチオン交換膜と前記中間イオン交換膜との間に位置し、
前記第1小脱塩室及び前記第2小脱塩室のうちの一方の小脱塩室に被処理水が供給されて当該一方の小脱塩室から流出する水が他方の小脱塩室に流入するように、前記第1小脱塩室及び前記第2小脱塩室が連通している、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記脱塩室が、被処理水が最後に通過するイオン交換体がアニオン交換体となる順序で、アニオン交換体からなる床であるアニオン交換体床を一つ以上と、カチオン交換体からなる床であるカチオン交換体床を一つ以上含む、請求項1または2に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記カチオン交換膜が前記アニオン交換体床に接する部分と、前記カチオン交換膜が前記カチオン交換体床に接する部分とを有し、
前記カチオン交換膜の、前記アニオン交換体床に接する部分には、前記均質膜が設けられ、
前記カチオン交換膜の、前記カチオン交換体床に接する部分には、前記均質膜が設けられていない、
請求項3に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記一対の濃縮室に、少なくともアニオン交換体が充填されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
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JP2017202135A JP6962774B2 (ja) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 電気式脱イオン水製造装置 |
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