JPH11319838A - 電解コンデンサ型脱塩装置および脱塩方法 - Google Patents
電解コンデンサ型脱塩装置および脱塩方法Info
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- JPH11319838A JPH11319838A JP10124979A JP12497998A JPH11319838A JP H11319838 A JPH11319838 A JP H11319838A JP 10124979 A JP10124979 A JP 10124979A JP 12497998 A JP12497998 A JP 12497998A JP H11319838 A JPH11319838 A JP H11319838A
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Abstract
も、イオン除去量が多く、高水質の処理水を効率よく得
ることができる電解コンデンサ型脱塩装置を用いて脱塩
処理する。 【解決手段】 1対の電極2、3と、この電極間に設け
られた陰イオン交換材および陽イオン交換材からなる陽
イオン捕捉材11および陰イオン捕捉材12と、これら
のイオン捕捉材の間に設けられた液浸透性で電気絶縁性
のセパレータ13とを有する電解コンデンサ型脱塩装置
を用いて、電極2、3間に電圧を印加した状態で被処理
液21を通液し、イオン捕捉材11、12に被処理液2
1中のイオンを吸着させて脱塩する。
Description
二重層を形成させて脱塩する電解コンデンサ型脱塩装置
およびこの装置を用いた脱塩方法に関する。
縁性多孔質通液性シートからなるセパレータを挟んで、
活性炭層を配置し、この外側に集電極を配置した平板状
の通液型電気二重層コンデンサが記載されている。この
従来の電気二重層コンデンサでは、集電極に電圧を印加
することにより両活性炭層がプラスまたはマイナスに帯
電し、この状態で両活性炭層間に被処理液を通液するこ
とにより、被処理液中の陽イオンおよび陰イオンが帯電
した活性炭層に電気的に吸着して電気二重層を形成し、
これにより被処理液中のイオンが除去(脱塩)される。
ンサには、以下のような問題点がある。 1)水中のイオンの大きさに比べて活性炭の細孔径が大
きいこと、ならびに電気的引力のみによることが原因と
推定されるが、有機電解質を用いた電解コンデンサーに
比較して、活性炭当たりの蓄電量すなわちイオン除去量
が少ない(約0.05〜0.4mM/g−活性炭)。 2)100mM以上の高濃度塩類の被処理液を脱塩処理
すると、脱塩率が低下する(10mM程度では除去率=
90%であるが、100mMでは50%以下に低下す
る)。このことも活性炭の細孔径が大きく、イオンを保
持する力が弱いためと推定される。 3)脱塩率が最も良い条件である塩類濃度が10mMの
被処理液の場合でも、脱塩率は90%程度と低い。
平5−258992号にも電気二重層型コンデンサが記
載されているが、イオン交換材を用いることは記載され
ていない。
濃度が高い高濃度被処理液を脱塩処理した場合にもイオ
ン除去量が多く、高水質の処理水を効率よく低コストで
得ることができる電解コンデンサ型脱塩装置および脱塩
方法を提供することである。
ンサ型脱塩装置および脱塩方法である。 (1) 少なくとも1対の対向して設けられた電極と、
1対の電極の内側に対向して設けられた1対のイオン捕
捉材と、1対のイオン捕捉材の間に設けられた液浸透性
で電気絶縁性のセパレータと、電極間に電圧を印加する
電源装置と、電極間に被処理液を供給する給液部と、電
極間から処理水を取り出す取出部とを有し、前記1対の
イオン捕捉材が陰イオン交換材および陽イオン交換材で
ある電解コンデンサ型脱塩装置。 (2) 1対のイオン捕捉材が陰イオン交換材と活性炭
との混合物および陽イオン交換材と活性炭との混合物で
ある上記(1)記載の電解コンデンサ型脱塩装置。 (3) 上記(1)または(2)記載の電解コンデンサ
型脱塩装置に、電極間に電圧を印加した状態で、被処理
液を給液部から供給し、被処理液中のイオンをイオン捕
捉材に捕捉させて処理水を取出部から取り出し、電極間
で放電、短絡または逆電圧を印加して、捕捉されたイオ
ンを脱着することを特徴とする脱塩方法。 (4) 少なくとも1対の対向して設けられた電極と、
1対の電極の内側に対向して設けられた1対のイオン捕
捉材と、1対のイオン捕捉材の間に設けられた液浸透性
で電気絶縁性のセパレータと、電極間に電圧を印加する
電源装置と、電極間に被処理液を供給する給液部と、電
極間から処理水を取り出す取出部とを有する脱塩装置を
少なくとも2基備え、一方の脱塩装置の電極間に充電さ
れた電荷を他方の脱塩装置に給電する切換回路を有する
電解コンデンサ型脱塩装置。 (5) 切換回路は、一方の脱塩装置の電極と、他方の
脱塩装置の電極との間に電圧昇圧器を有する上記(4)
記載の電解コンデンサ型脱塩装置。 (6) 上記(4)または(5)記載の電解コンデンサ
型脱塩装置の一方の脱塩装置の電極間に電圧を印加した
状態で、被処理液を給液部から供給し、被処理液中のイ
オンをイオン捕捉材に捕捉させて処理水を取出部から取
り出して脱塩し、脱塩を行った脱塩装置の電極と他方の
脱塩装置の電極とを切換回路により接続した状態で、一
方の電極間に充電された電荷を放電するとともに他方の
脱塩装置に給電して電極間に電圧を印加し、これにより
一方の脱塩装置で捕捉されたイオンを脱離するととも
に、他方の脱塩装置で脱塩を行うことを特徴とする脱塩
方法。
は、導体からなるものが制限なく使用できる。具体的に
は、銅、アルミニウム等の単体金属;Pt−Ti合金等
の合金;グラファイト、カーボン板等の炭素などからな
る電極が使用できる。電極の形状は特に限定されない
が、板状またはシート状のものが好ましい。電極には電
圧を印加するための端子が設けられ、電極間に電圧が印
加できるように、少なくとも1対が対向して配置され
る。
も1対の電極が設けられるが、陽極/陰極/陽極・・・・の
ように多数対の電極が設けられていてもよい。これらの
電極には、電極とイオン捕捉材との接触面積を大きくす
るため、電極とイオン捕捉材間に導体からなる板状また
はシート状の補助電極(集電極)を用いることもでき
る。1対の電極間の間隔は0.05〜5mm、好ましく
は0.1〜3mmとするのが望ましい。
材が対向して設けられる。イオン捕捉材としてはイオン
交換樹脂、イオン交換繊維、イオン交換膜、ゼオライト
等の無機イオン交換体など、イオン交換能を有するイオ
ン交換材が制限なく用いられる。またイオン捕捉材には
上記イオン交換材と活性炭とを混合して用いることもで
きる。活性炭としては比表面積の大きいものが好まし
い。上記のイオン交換材としては、陽極となる電極側に
は陰イオン交換材、陰極となる電極側には陽イオン交換
材が用いられる。
樹脂、または粒状のイオン交換樹脂と活性炭との混合物
が好ましい。陽極側のイオン交換材として用いる陰イオ
ン交換樹脂としては公知の陰イオン交換樹脂が使用で
き、弱塩基性陰イオン交換樹脂でも強塩基性陰イオン交
換樹脂でも使用できるが、弱塩基性陰イオン交換樹脂が
好ましい。
ン交換樹脂としては公知の陽イオン交換樹脂が使用で
き、弱酸性陽イオン交換樹脂でも強酸性陽イオン交換樹
脂でも使用できるが、弱酸性陽イオン交換樹脂が好まし
い。
イトなどの粒状のイオン交換材は、通常フレーム状のパ
ッキンなどを用いてセパレータと電極との間にシート状
に充填して用いられる。またイオン交換繊維、イオン交
換膜などのシート状に成形可能なイオン交換材は、通常
シート状の成形物をセパレータと電極との間に挟んで用
いられる。イオン捕捉材の厚さは特に制限されないが、
0.05〜5mm、好ましくは0.1〜3mmとするの
が望ましい。
レータが設けられ、絶縁される。セパレータとしては液
浸透性で電気絶縁性のシートが制限なく使用でき、例え
ば樹脂シート、不織布、織布、ろ紙などがあげられる。
セパレータの厚さは0.01〜0.2mm、好ましくは
0.05〜0.1mmとするのが望ましい。
材/セパレータ/陰極側イオン捕捉材の順で各部材が配
置され、これらは端板で挟み、ボルト等の締付具で締め
付けてスタック状の電解コンデンサ型脱塩装置が構成さ
れる。電極間には正電圧または逆電圧を印加する電源装
置が接続される。また電極間には放電回路が接続され、
電極間に充電された電荷を、例えば短絡させることによ
り放電させるように構成される。二基以上の脱塩装置を
組合せる場合は、一方の脱塩装置の電極間の電荷を放電
して他方の脱塩装置の電極間に給電するように切換回路
が構成される。切換回路には電圧昇圧器を接続するのが
好ましい。
性の電極である場合、電極間のイオン交換材中に被処理
液が供給できるように、脱塩装置の一方のパッキンの端
部付近に給液部が設けられ、他方のパッキンの端部付近
には処理水を取り出すことができるように取出部が設け
られる。この場合、給液部から供給された被処理液は、
イオン捕捉材に沿って流れた後、取出部から取り出され
るように構成される。
の電極である場合、陽極側の端板に給液部、陰極側の端
板に取出部を設けることもできる。給液部と取出部は脱
塩装置のパッキンの両端部付近に設けるのが好ましく、
この場合給液部から供給された被処理液は電極と交差す
る方向、およびイオン捕捉材に沿った方向に流れ、取出
部から取り出されるように構成される。また陰極側の端
板に給液部、陽極側の端板に取出部を設けることもでき
るし、場合によっては同じ電極の外側に給液部と取出部
を設けることもできる。
は、電源装置から電極間に0.5〜5V、好ましくは
0.5〜1.2Vの電圧を印加した状態で、給液部から
被処理液を導入して脱塩する。イオンを含む被処理液が
イオン捕捉材の間を流れると、被処理液中の陰イオンは
陽極側に集まるため陰イオン交換材に吸着され、陽イオ
ンは陰極側に集まるため陽イオン交換材に吸着され、こ
れにより被処理液中からイオンが除去(脱塩)される。
交換材からなるイオン捕捉材にイオンを吸着させて脱塩
するので、例えば活性炭にのみイオンを吸着させて脱塩
する場合に比べて、イオン吸着量が多く、このため塩類
濃度の高い被処理液を脱塩処理しても効率よく脱塩して
高水質の処理水を得ることができる。活性炭単独の場合
は電気的な引力のみによりイオンが引っぱられるのでイ
オンの捕捉量は少ないが、イオン交換材の場合は電気的
な引力のほかに化学的な引力が加わり、イオンの捕捉量
は多くなる。イオン交換材と活性炭とを混合して使用す
ると、これらの組合せ効果によりイオンの吸着力はさら
に高くなる。
限界付近に達した時点で、イオン交換能を回復させる必
要がある。イオン交換能の回復は、電極間に充電された
電荷を、陽極と陰極とを短絡させることにより放電させ
たり、あるいは逆電圧を印加することにより行うことが
できる。短絡による放電や逆電圧を印加すると、電場に
よる捕捉力がなくなるため、吸着(捕捉)されたイオン
はイオン交換材から脱離し、これによりイオン交換材の
イオン交換能が回復する。回復後は前記と同様にして脱
塩処理を行うことができる。
れ単独で行うことができるが、これらを組合せるのが好
ましい。短絡等による放電により電極に貯られた電荷が
減少すると、電気的な引力の低下により、捕捉されたイ
オンが脱離する。このとき逆電圧を印加するとイオンは
反対極の方向へ引っぱられるため、イオン捕捉材からの
脱着が促進される。そして弱塩基性陰イオン交換材はア
ルカリ雰囲気、弱酸性陽イオン交換材は酸性雰囲気とな
るので、イオンの脱離がさらに促進される。
捕捉材に電気二重層が形成されることにより行われるの
で、この状態は、電解コンデンサに電荷が充電された状
態と同じである。従って、電解コンデンサ型脱塩装置を
2基以上備えた脱塩処理系においては、一方の脱塩装置
で充電された電荷を、切換回路を通して放電させること
により他方の脱塩装置に給電して電極間に電圧を印加
し、脱塩に必要な電気エネルギーとして利用することが
できる。
脱塩装置の電極と、脱塩処理を行う他方の脱塩装置の電
極とを切換回路により接続することにより、一方の脱塩
装置に充電された電荷が、他方の脱塩装置に供給され
る。これにより一方の脱塩装置ではイオン交換能の回復
が行われ、他方の脱塩装置では一方の脱塩装置から供給
される電荷により必要な電圧を電極間に印加して脱塩が
行われる。2基の脱塩装置を用いる場合は、両方の電位
が同じになった時点で電荷の移動はなくなり、充電され
た電気エネルギーの約半分が回収できる。また3基の脱
塩装置を用いる場合は、さらにその1/2まで回収する
ことができるので、全体として3/4の電気エネルギー
が回収できる。放電回路に電圧昇圧器を設けると、電位
が等しくなった後も電荷が移動するため、さらに多くの
電気エネルギーが回収される。このような電気エネルギ
ーの回収はイオン捕捉材として活性炭のみを用いた場合
にも可能である。
塩装置は、イオン捕捉材として陰イオン交換材および陽
イオン交換材を用いるので、塩類濃度が低い被処理液は
もちろん塩類濃度が高い被処理液を脱塩処理する場合に
も、イオン除去量が多く、高水質の処理水を効率よく低
コストで得ることができる。本発明の請求項2の電解コ
ンデンサ型脱塩装置はイオン捕捉材として陰イオン交換
材と活性炭との混合物、および陽イオン交換材と活性炭
との混合物を用いるので、電気的な吸着と化学的な吸着
の組合せにより、吸着力をさらに高めることができる。
本発明の請求項3の脱塩方法は、上記脱塩装置を用いて
いるので、塩類濃度が低い被処理液はもちろん塩類濃度
が高い被処理液を脱塩処理する場合にも、イオン除去量
が多く、高水質の処理水を効率よく低コストで得ること
ができる。
装置を放電回路で接続しているので、電気的エネルギー
を回収して効率よく脱塩を行うことができる。本発明の
請求項5の脱塩装置は放電回路に電圧昇圧器を有するの
で、電気エネルギーをさらに効率的に回収することがで
きる。本発明の請求項6の脱塩方法は、一方の脱塩装置
で充電された電気エネルギーを他方の脱塩処理の電気エ
ネルギーとして利用しているので、低コストで脱塩処理
することができる。
説明する。図1は本発明の一実施形態の電解コンデンサ
型脱塩装置の垂直断面図、図2は図1の脱塩装置の各部
材の組み合せ状態を示す分解斜視図である。
装置であり、1対の電極として陽極2および陰極3がそ
れぞれ端板4、5に積層一体化された状態で対向して配
置され、陽極2および陰極3には電圧を印加するための
端子6、7が接続している。陽極2および陰極3は液を
透過しない液非透過性である。
極2側に陰イオン交換材としての弱塩基性陰イオン交換
樹脂がフレーム状のパッキン8内に充填されて陰イオン
捕捉材11を構成し、陰極3側に陽イオン捕捉材として
の弱酸性陽イオン交換樹脂がフレーム状のパッキン9内
に充填されて陽イオン捕捉材12を構成し、陰イオン捕
捉材11と陽イオン捕捉材12とが1対のイオン捕捉材
として対向して配置されている。
との間には、液透過性で電気絶縁性のセパレータ13が
設けられ、両者が区分されている。セパレータ13はメ
ッシュ材14の周囲に枠材15が一体化した構造になっ
ている。電解コンデンサ型脱塩装置1の一端部には、電
極間の陰イオン捕捉材11および陽イオン捕捉材12に
被処理液21が供給できるように給液部16がパッキン
8に接続し、他端部には処理水22が取り出せるように
取出部17がパッキン9に接続している。
設けられた貫通孔18a、18b・・・・にボルト等の締付
具19を通して締付けることにより電解コンデンサ型脱
塩装置1が形成されている。端子6、7には電源装置1
0が切換回路20を介して接続している。電源装置10
は整流器、バッテリ等を含む。また切換回路20は正逆
電圧の印加、放電、短絡等を切換えるように構成されて
いるが、詳細の図示は省略されている。図1の装置にお
いては、陰イオン捕捉材11としては陰イオン交換樹脂
と活性炭との混合物を用いることもできる。また陽イオ
ン捕捉材12としては陽イオン交換樹脂と活性炭との混
合物を用いることもできる。
て被処理液21を脱塩処理するには、電源装置10から
切換回路20を介して端子6、7を通して陽極2および
陰極3間に電圧を印加した状態で、被処理液21を給液
部16から両電極2、3間に導入し、陰イオン捕捉材1
1、セパレータ13および陽イオン捕捉材12を通して
流す。陽極2および陰極3間に正電圧を印加すると、被
処理液21中の陰イオンは陽極2側に集まり、陰イオン
捕捉材11に吸着され、陽イオンは陰極3側に集まり、
陽イオン捕捉材12に吸着される。このような状態で被
処理液21が給液部16から取出部17に向って、陰イ
オン捕捉材11および陽イオン捕捉材12の層に沿って
流れるに伴って、被処理液21中の陰イオンおよび陽イ
オンが陰イオン捕捉材11および陽イオン捕捉材12に
吸着され脱塩される。脱塩された処理水22は取出部1
7から取り出される。
ン捕捉材12のイオン捕捉能が限界または限界付近に達
した時点で、イオン捕捉能を回復させる。イオン捕捉能
の回復は、切換回路20により、陽極2および陰極3に
充電された電荷を短絡などにより放電させ、場合によっ
てはさらに電源装置10から陽極2および陰極3間に逆
電圧を印加することにより行うことができる。このよう
な回復処理を行うことにより、陰イオン捕捉材11に吸
着された陰イオンおよび陽イオン捕捉材12に吸着され
た陽イオンが脱離し、イオン捕捉能が回復する。陰イオ
ンおよび陽イオンを高濃度に含む回復処理排液は取出部
17から取り出す。イオン捕捉能回復後は前記方法を繰
り返すことにより再び脱塩を行うことができる。
填した電解コンデンサ型脱塩装置1により被処理液21
を脱塩処理すると、陰イオン交換材および陽イオン交換
材のイオン吸着量は活性炭のみの場合よりも多いため、
効率よく脱塩処理を行うことができ、しかも塩類濃度が
高い被処理液21の場合にも高水質の処理水22が得ら
れる。
る場合の電解コンデンサ型脱塩装置1の例であり、給液
部16が陽極2の外側に設けられ、取出部17が陰極3
の外側に設けられた以外は図1の構成と同じである。図
3の脱塩装置においては、陰極3側に給液部16を設
け、陽極2側に取出部17を設けることもできる。また
同じ極側にそれぞれ給液部16と取出部17とを設ける
こともできる。
場合と同様にして脱塩処理することができる。ただし図
3の場合、被処理液21は陽極2および陰極3内にも流
れ、電極2、3およびイオン捕捉材11、12と交差す
る方向の流れと、セパレータ13に沿った方向の流れと
が混在する。
装置1a,1bを接続した電解コンデンサ型脱塩装置を
示すブロック図である。脱塩装置1a,1bはそれぞれ
陽極2a,2bおよび陰極3a,3bを有し、図1およ
び図3と同様に構成されており、切換回路20を介して
電源装置10に接続されている。切換回路20は電源装
置10から正逆電圧を陽極2aまたは2b、陰極3aま
たは3bに印加し、また陽極2a,2b、陰極3a,3
bを接続して短絡等による放電を行うように構成されて
いる。図4(b)ではさらに電圧昇圧器30が切換回路
20に接続している。電圧昇圧器30としては直流を昇
圧して供給できるものであればよく、例えば(社)電子
情報通信学会発行、電子情報通信学技報PE94−6
1、CPM94−104(1995−01)の第31〜
38頁に記載されているように、スイッチング電源で矩
形波を発生させ、これをコイルで昇圧し、整流するよう
な装置が好ましい。
装置を用いて脱塩処理する場合の脱塩工程を示す動作説
明図であり、(a)は第1の脱塩装置1aが脱塩処理中
であり、第2の脱塩装置1bが待機中の状態を示し、
(b)は第1の脱塩装置1aがイオン交換能回復処理中
であり、第2の脱塩装置1bが脱塩処理中であり、
(c)は第1の脱塩装置1aがイオン交換能回復処理終
了時点にあり、第2の脱塩装置1bが電源装置10から
電圧を印加して脱塩処理を行っている状態を示し、切換
回路20は(a)〜(c)の接続を行うように切換えら
れる。なお電源装置10は便宜上10a,10bに分け
て図示されている。脱塩過程は(a)、(b)、(c)
の順で進行する。
aは切換回路20により実線a,bで示すように接続し
て、電源装置10aから陽極2a、陰極3a間に正電圧
を印加し、被処理液21aを導入して脱塩を行い、処理
水22aを取り出す。イオン捕捉材のイオン交換能が限
界付近に達すると、陽極2aおよび陰極3aは電気エネ
ルギーを十分に充電した状態になる。
換回路20により実線c,dで示すように第1の脱塩装
置1aの陽極2aと第2の脱塩装置1bの陽極2bとを
接続するとともに、第1の脱塩装置1aの陰極3aと第
2の脱塩装置1bの陰極3bとを接続して放電すること
により、第1の脱塩装置1aに充電された電荷が第2の
脱塩装置1bに移動するので、第2の脱塩装置1bでは
電極2b,3b間に電圧が印加された状態となり、被処
理液21bを導入することにより第2の脱塩装置1bで
脱塩処理が進行し、処理水22bを取り出す。第1の脱
塩装置1aでは保持することができなくなった陰イオン
および陽イオンが陰イオン捕捉材および陽イオン捕捉材
から脱離し、イオン交換能の回復が進行する。この場合
洗浄用水23aを給液部から導入することにより、取出
部から回復処理排液24aが排出される。第1の脱塩装
置1aの電荷量と第2の脱塩装置1bの電荷量とが等し
くなった時点で電気の移動は停止する。
20により破線eで示すように、第1の脱塩装置1aで
電極間を短絡させ、場合によってはさらに実線f,gで
示すように電源装置10aから逆電圧を印加することに
より、吸着イオンを完全に脱離させてイオン交換能を完
全に回復させる。第2の脱塩装置1bでは切換回路20
により実線h,iで示すように電源装置10bから正電
圧を印加して脱塩処理を続行する。第2の脱塩装置1b
が十分に充電された時点で、上記と同様の操作で第2の
脱塩装置1bから第1の脱塩装置1aに電荷を移動さ
せ、第1の脱塩装置1aの脱塩に利用する。このように
して一方の脱塩装置で充電された電荷を他方の脱塩装置
に供給することにより、電気エネルギー消費量を低減さ
せることができ、これにより低コストで脱塩処理するこ
とができる。
装置を用いて脱塩処理する場合の脱塩工程を示す動作説
明図であり、電圧昇圧器30が接続されるほかは図5
(a)〜(c)とほぼ対応している。相違点について説
明すると、図6(b)において陽極2a,2bおよび陰
極3a,3b間を接続するとき電圧昇圧器30を介して
接続する。これにより第1の脱塩装置1aから第2の脱
塩装置1bに電荷を移動させる場合、電圧昇圧器30に
おいて、例えばスイッチング電源により矩形波を発生さ
せ、コイルで昇圧、整流し、やや電圧の高い直流電流を
第2の脱塩装置1bの陽極2bおよび陰極3bに印加す
る。このように電圧昇圧器30を用いることにより、陽
極2a,2b間および陰極3a,3b間の電荷が等しく
なった後も、昇圧して電荷を移動させることができ、こ
れにより電極間に充電した電気量を有効に利用できる。
装置を使用しているが、3基以上の脱塩装置を用いた場
合にも、少なくとも1基の脱塩装置から別の脱塩装置に
電荷を移動させて脱塩処理することもできる。2基の脱
塩装置から1基の脱塩装置に電荷を移動させた場合、1
/2の1/2まで給電できるため、3/4の電気量が回
収でき、より低コストで脱塩処理することができる。ま
た図4(a),(b)の装置では、陰イオン交換材およ
び陽イオン交換材の代わりに活性炭のみをイオン捕捉材
として使用することもできる。
て、下記条件で脱塩処理を行った。結果を表1に示す。
1、三菱化学(株)、商標、充填厚み=1mm、充填量
=40ml 非電導性、水透過性セパレーター13: ゴアテックス
シート(厚み=0.3mm) 弱酸性陽イオン交換樹脂: Diaion WK−1
1、三菱化学(株)、商標、充填厚み=1mm、充填量
=40ml 補助電極: グラファイトシート(厚み=0.2mm) 陰極3: Pt−Ti(断面積=400cm2) 電圧: 1.5V 通水流量: 10ml/min 原水水質aの電気伝導率: 10mS/m 原水水質bの電気伝導率: 1mS/m 原水水質cの電気伝導率: 100mS/m
率は130mS/m程度である。また一般の市水などで
は電気伝導率(mS/m)の5倍が塩分濃度(ppm)
に相当する。
酸性陽イオン交換樹脂の代わりに活性炭(比表面積16
00m2/g)のみを充填した脱塩装置を用いて、実施
例1と同様に脱塩処理した。結果を表1に示す。
べて脱塩率および脱塩水量に優れ、通液量の増加(1サ
イクル当たり)、処理水質の向上および高塩類濃度への
対応効果が確認できた。
置を2基用いて、図5および図6の方法により下記条件
で脱塩処理を行った。下記脱塩装置はイオン交換材の代
わりに高比表面積活性炭を充填した装置である。結果を
図7に示す。
m、40ml) 非電導性、水透過性セパレーター13: ゴアテックス
シート(厚み=0.3mm) 活性炭繊維: 比表面積1500m2/g(厚み=1m
m、40ml) 補助電極: グラファイトシート(厚み=0.2mm) 陰極3: Pt−Ti 通水流量: 10ml/min 原水水質の電気伝導率: 10mS/m(140mg−
NaCl/l)
上記の条件で脱塩し、充電した(図5の(a)および図
6の(a)参照、処理水質は図7の○印参照)。第2の
脱塩装置に上記の原水を通水し、第1の脱塩装置と第2
の脱塩装置の電極を接続した。接続後、第1の脱塩装置
の約半分の通水量まで、脱塩処理ができた(図5の
(b)および図6の(b)参照、処理水質は図7の●印
参照)。
た後、電圧昇圧器を稼働し、第1の脱塩装置から第2の
脱塩装置への電荷を移動させたところ、第2の脱塩装置
の処理水の電気伝導率が下がり、脱塩が再開できた(図
6の(b)参照、処理水質は図7の△印参照)。
置の垂直断面図である。
分解斜視図である。
装置の垂直断面図である。
いて脱塩する一実施形態の電解コンデンサ型脱塩装置の
ブロック図である。
脱塩工程を示す動作説明図である。
脱塩工程を示す動作説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも1対の対向して設けられた電
極と、 1対の電極の内側に対向して設けられた1対のイオン捕
捉材と、 1対のイオン捕捉材の間に設けられた液浸透性で電気絶
縁性のセパレータと、 電極間に電圧を印加する電源装置と、 電極間に被処理液を供給する給液部と、 電極間から処理水を取り出す取出部とを有し、 前記1対のイオン捕捉材が陰イオン交換材および陽イオ
ン交換材である電解コンデンサ型脱塩装置。 - 【請求項2】 1対のイオン捕捉材が陰イオン交換材と
活性炭との混合物および陽イオン交換材と活性炭との混
合物である請求項1記載の電解コンデンサ型脱塩装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の電解コンデンサ
型脱塩装置に、電極間に電圧を印加した状態で、被処理
液を給液部から供給し、被処理液中のイオンをイオン捕
捉材に捕捉させて処理水を取出部から取り出し、電極間
で放電、短絡または逆電圧を印加して、捕捉されたイオ
ンを脱着することを特徴とする脱塩方法。 - 【請求項4】 少なくとも1対の対向して設けられた電
極と、 1対の電極の内側に対向して設けられた1対のイオン捕
捉材と、 1対のイオン捕捉材の間に設けられた液浸透性で電気絶
縁性のセパレータと、 電極間に電圧を印加する電源装置と、 電極間に被処理液を供給する給液部と、 電極間から処理水を取り出す取出部とを有する脱塩装置
を少なくとも2基備え、 一方の脱塩装置の電極間に充電された電荷を他方の脱塩
装置に給電する切換回路を有する電解コンデンサ型脱塩
装置。 - 【請求項5】 切換回路は、一方の脱塩装置の電極と、
他方の脱塩装置の電極との間に電圧昇圧器を有する請求
項4記載の電解コンデンサ型脱塩装置。 - 【請求項6】 請求項4または5記載の電解コンデンサ
型脱塩装置の一方の脱塩装置の電極間に電圧を印加した
状態で、被処理液を給液部から供給し、被処理液中のイ
オンをイオン捕捉材に捕捉させて処理水を取出部から取
り出して脱塩し、 脱塩を行った脱塩装置の電極と他方の脱塩装置の電極と
を切換回路により接続した状態で、一方の電極間に充電
された電荷を放電するとともに他方の脱塩装置に給電し
て電極間に電圧を印加し、これにより一方の脱塩装置で
捕捉されたイオンを脱離するとともに、他方の脱塩装置
で脱塩を行うことを特徴とする脱塩方法。
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