TW524714B - Deion device and deion method with the deion device - Google Patents

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524714 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明說明（1 ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明有關於電氣去離子裝置和使用該劈置之電氣去離 子化處理方法。亦即，本發明尤其有關於從原料水（被處 理水）中有效除去二氧化矽和;硼成分，特別是二氧化矽成 分，和獲得高比電阻之處理水之電氣去離子裝置和使用該 裝置之電氣去離子化處理方法。 〔習知之技術〕 水之利用以工業用水開始，進展到生活用水，農業用水 ，和各種之利用，其重要性更進一步的增加，另外，以化 學工業開始，在新進之尖端技術產業等，需要例如純水或 超純水等之水。另外一方面，從節約水資源來看，利用下 水道之水或產業排水之再生水或雨水等之低水質之水，雜 用水之利用變爲盛行，例如沖水馬桶用，冷氣機冷卻用水 ，散用水等之雜項用途，和大樓等建築物所使用之水。 工業用水，下水道水，產業排水等之處理，成爲更高品 質之水之技術，目前開發有從簡單之凝集沈澱法到利用膜 等之高度技術之各種方式而且已經實用化。此種水處理裝 置，例如精密過濾膜（MF膜）裝置，限制過濾膜（UF膜）裝置 ，逆浸透膜（R0膜）裝置，透析膜裝置，電氣去離子裝置等 爲一般習知者。 其中，電氣去離子裝置是設有去鹽室，其2個側面分別 由陽離子交換膜和陰離子交換膜構成，在其間充塡有離 子交換樹脂或離子交換纖維等之離子交換體，經由對去 鹽室施加電位差和進行通水，使陽離子通過陽離子交換 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---- # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 A7 _ B7 五、發明說明（2 ) 膜’使陰離子通過陰離子交換膜用來將其除去。此種電氣 去離子裝置之特徵是不需要葯品再生。而且成可以成爲小 型，近年來開發有大容量之電氣去離子裝置受到重視。 近年來隨著半導體產業之發展，在半導體元件之製造時 ’不可缺少之超純水之需求增大，在該超純水之製造時使 用上述之電氣去離子裝置。 超純水之製造是徹底除去純水之分子以外之不純物，因 此需要複雜之工程。超純水之製造工程已有各種之組合被 實用化，基本上超純水之製造工程是順序的進行（1 )以前 工程除去原水中之污濁物質和膠體狀物質，（2)利用逆浸 透膜除去微粒子和生菌，鹽類，有機物等，（3 )利用去氣 裝置除去溶解存在之氧，二氧化碳等之氣體分子，（4)利 用電氣去離子裝置除去微量存在之離子類，和（5)利用限 制過濾膜除去最後殘留之離子交換樹脂破碎物和生菌，其 他之粒子等。 其中，串聯的配置2個上述之電氣去離子裝置，對其進 行通水，以二個階段進行去離子化處理此爲習知之方法 (曰本國專利案特公平4-725 67號公報），另外，在電氣透 析時，經由使pH成爲9 . 5以上可以有效的除去二氧化矽 (美國專利案第4298442號說明書）。 但是，在串聯地配置2個電氣去離子裝置，以二階段進 行去離子化處理之方法中，對於原料水中所含之二氧化砂 成分之齊集去會有下面所示之問題。 亦即，在第一段之電氣去離子裝置中，當除去二氧化砂 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝---：------訂---------AVI (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 A7 _ B7_；_ 五、發明說明（3 ) 成分時，因爲通常鈉等之其他離子成分比二氧化矽成分更 易於被除去，所以在該去離子化處理水中殘留之離子變少 。因此，在將該處理水直接供給到第二段之電氣去離子裝 置，進行去離子化之情況時，電流不容易流動，其結果是 在利用第二段之電氣去離子裝置之處理時，會有二氧化砂 成分之除去率不能提高之問題。特別是在使第一段之電氣 去離子裝置之處理水，直接用在第二段之電氣去離子裝置 之濃縮水之補給之情況時，會使第二段之電流不易流動， 二氧化矽除去率亦劣化。 〔發明所欲解決之問題〕 本發明針對上述之問題，其目的是提供電氣去離子裝置 和去離子化處理方法，在具有串聯配置之2個電氣去離子 裝置之裝置中，有效的除去原料水中之二氧化矽和硼成分 ，特別是二氧化矽成分，用來獲得高比電阻之處理水。 〔解決問題之手段〕 本發明人等爲著達成上述之目的，致力硏究之結果發現 串聯地配置2個電氣去離子裝置，和在用以將第一電氣去 離子裝置之處理水供給到第二電氣去離子裝置之流路，設 置用來添加電解質水溶液之裝置所構成之電氣去離子裝置 可以適合達成該目的，另外，使用該裝置，將原料水供給 到第一電氣去離子裝置，進行去離子化後對該處理水添加 電解質水溶液，然後供給到第二電氣去離子裝置，經由再 度的進行去離子化可以有效的除去二氧化矽和硼成分，特 別是二氧化矽成分，藉以獲得高比電阻之處理水，根據此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------AW ^---------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 524714 A7 --- B7 五、發明說明（4 ) 種發現而完成本發明。 亦即，本發明提供 (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) (1) 一種電氣去離子裝置，串聯地配置第一電氣去離子 裝置和第二電氣去離子裝置；將利用第一電氣去離子裝置 去離子化後之處理水，以第二電氣去離子裝置再度的進行 去離子化，其特徵是在用以將該第一電氣去離子裝置所排 出之處理水供給到第二電氣去離子裝置之流路，設置用來 添加電解質水溶液之裝置； (2) 在第1項之電氣去離子裝置，使第二電氣去離子裝置 之濃縮水之補給水路，從用以供水到第二電氣去離子裝置 之去鹽室之供給水路分支，連接到濃縮水路； (3) 在第1或2項之電氣去離子裝置，使第二電氣去離子 裝置之去鹽室和濃縮室分別被充塡離子交換體； (4) 一種電氣去離化處理方法，其特徵是使用第1，第2 或第3項之電氣去離子裝置，將原料水供給到第一電氣去 離子裝置，對去離子化後之處理水添加電解質水溶液，然 後將其供給到第二電氣去離子裝置，和再度進行去離子 化； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (5) 在第4項之電氣去離子化處理方法，使對第二電氣去 離子裝置之供給水之電傳導率成爲10 #S/cm以上； (6 )在第4項或第5項之電氣去離子化處理方法，使電解 質水溶液包含強鹼之水溶液； (7)在第6項之電氣去離子化處理方法，使對第二電氣去 離子裝置之供給水之pH成爲9 · 2以上； -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 ~ > - A7 ___ B7 五、發明說明（5 ) (8) 在第4項，第5項，第6項和第7項之電氣去離子化 處理方法，使得第二電氣去離子裝置之濃縮水之二氧化砂 濃度保持爲lOOppb以下； (9) 在第4項，第5項，第；6項，第7項，第8項或第9 項之電氣去離子化處理方法，以第一和第二電氣去離子裝 置之去鹽室之施加電壓成爲2〜1 0V/單元和/或電流效率 成爲10%以下之狀態進行運轉；和 (10) 在第4項，第5項，第6項，第7項，第8項或第 9項之電氣去離子化處理方法，使該原料水包含有二氧化 矽或硼。 〔發明之實施例〕 本發明之電氣去離子裝置之構造是將2個電氣去離子裝 置串聯地配置，然後使原料水首先在第一電氣去離子裝置 被去離子後，將該處理水供給到第二電氣去離子裝置，再 度的被去離子化。 本發明所使用之該第一電氣去離子裝置和第二電氣去離 子裝置之形式並沒有特別之限制，可以使用習知之電氣去 離子裝置。一般所使用者之構造是交替的形成去鹽室（將 陽離子交換膜和陰離子交換膜配置成交替的面對，充塡有 離子交換體）和濃縮室（經由上述之陽離子交換膜和陰離子 交換膜，互相鄰接），使該去鹽室和濃縮室存在有多個， 和在兩端之各個設置具有陽極之陽極室和具有陰極之陰極 室。在此種電氣去離子裝置中，對兩端之陽極和陰極施加 所需要之電壓，對該去鹽室施加電位，經由進行通水，陽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝---^-----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 524714 A7 B7 _ 五、發明說明（6 ) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 離子通過陽離子交換膜移動到濃縮室，和陰離子通過陰離 子交換膜移動到濃縮室，從去鹽室之出口可以獲得去鹽之 處理水。另外一方面，移動到濃縮室之陰離子和陰離子成 爲濃縮水的被排出到裝置外6 另外，在本發明之第二電氣去離子裝置中，爲著使電流 易於在電極間流動，藉以提高該第二電氣去離子裝置之二 氧化矽成分之除去率，所以需要使脫鹽室和濃縮室之電阻 變小，因此，在用以將第一電氣去離子裝置排出之處理水 供給到第二電氣去離子裝置之流路上，需要設置添加電解 質水溶液之裝置。 電氣去離子裝置之施加電壓條件是脫鹽室之每一個單元 最好在2〜1 0V之範圍，在此範圍以下時二氧化矽等之除去 率會降低，以上時離子交換膜等之壽命會變短所以不好。 當對具有η個去鹽室之電氣去離子裝置之兩極間施加a(v) 之電壓時，每1個單元之施加電壓可以以a/n(V)求得。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剎农 這時之電流效率從除去二氧化矽之觀點來看，最好是在 第一和第二電氣去離子裝置爲10%以下，電流密度爲30 mA / dm2以上。另外，電流效率e ( % )是由下列之式[1 ]求 得之値 {1.31x Qx (Cf-Cp} /1 ,··[1] 在上式中，I爲電流値（A)，Q爲模組處理水量（[/^“單 元），Cf爲式[2]所示之電氣去離子裝置供給水當量電傳 導率（//S/cm)，Cp爲電氣去離子裝置處理水電傳導率 (// S / cm ) 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 524714 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 )

Cf= Cl + C2 + C3 · · · [2] 在上式中，Cl爲電氣去離子裝置供給水之電傳導率 (//S/cm)，C2爲式[3]所示之電氣去離子裝置供給水之二 氧化碳當量電傳導率（VS/cm)，C3爲式[4]所示之電氣去 離子裝置供給水之二氧化矽當量電傳導率（// S / cm )。 C2 = 2 . 66x CC02 . . . [ 3 ] C3 ~ 1 . 94x Cs j〇2 . . . [ 4 ] 在上式中，CCQ2爲二氧化碳之濃度（mgC02/L)， CSi()2爲二氧化矽之濃度（mg Si02/L)。 用以添加該電解質水溶液之裝置並沒有特別之限制，例 如可以利用在流路設置有槽，用來調整攪拌機所具有之電 傳導度或pH，或在流路設置電解質水溶液注入口，或在其 下游側設置靜態混合氣等之方法。 在本發明之電氣去離子裝置中，充塡在第一電氣去離子 裝置之去鹽室之離子交換體可以單獨使用陰離子交換體， 或陰離子交換體與陽離子交換體之混合物。實質上，陰離 子交換體和陽離子交換體之比例最好是在容量比1 〇〇 : 〇至 5 0 : 5 0之範圍。 另外，第一電氣去離子裝置之去鹽室之厚度並沒有特別 之限制，最好在2〜60mm之範圍。因爲該厚度要小於2mm 時構建困難，超過60mm時，二氧化矽成分之除去率會降 低。 在本發明之第二電氣去離子裝置中最好使濃縮室之濃縮 水中之二氧化矽濃度降低。因爲當濃縮水之二氧化矽濃度 -9- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 x 297公釐） 裝---------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 524714 A7 B7 _ 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 變高時，由離子交換膜產生之逆向擴散之影響會變大。特 別是在要求微量之二氧化矽濃度之生產水中，其影響很大 。另外，當濃縮水之二氧化矽濃度變低時，因爲濃縮室側 之離子交換膜之濃度部份變少，所以依照二氧化矽之離子 交換膜移動之平衡關係，可以視爲去鹽室內之二氧化矽成 分很容易移動到濃縮室側。特別是在第二電氣去離子裝置 ’要使生產水中之二氧化矽濃度成爲0.1 ppb以下時，最好 將第二電氣去離子裝置之濃縮室出口水之二氧化矽濃度保 持在lOOppb以下。第二電氣去離子裝置濃縮室出口水之二 氧化矽濃度，可以經由調節第二電氣去離子裝置之濃縮水 之排出到外部之排出量，用來進行控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 因此，在本發明之裝置中，第二電氣去離子裝置之濃縮 水之補給水路，從用以供水到第二電氣去離子裝置之去鹽 室之供給水路分支，連接到濃縮水路，可以使朝向第二 電氣去離子裝置之去鹽室之供給水有利於作爲該濃縮水之 補給水。另外，第二電氣去離子裝置之生產水或其被更進 一步處理之水，亦可以使用來自其他系統之超純水。亦可 以使用能夠減低第二電氣去離子裝置之濃縮水之電解質水 濃度之方法，但是利用第一電氣去離子裝置之處理水作爲 濃縮水之方法最簡單。在此種情況，第二電氣去離子裝置 之被處理水和濃縮水雙方因爲成爲去鹽室，所以電流不容 易流動，不容易除去二氧化矽。因此，如後面所述之第2 圖所示，經由添加電解質可以確保第二電氣去離子裝置之 電流，經由倂用濃縮水之二氧化矽濃度之減低，可以大幅 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 524714 A7 B7 五、發明說明（9 ) 的提高二氧化矽除去率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外，在具有對去鹽室充塡離子交換體之電氣去離子裝 置中，包含有對濃縮室未充塡離子交換體之型式，和有充 塡之型式（例如日本國專利案:特公平7 - 1 6587號公報），但 是在二氧化矽爲低濃度之區域，後者之二氧化矽除去率比 較優良。其原因是因爲濃縮室之濃度分極在低濃度時使境 界層變厚，所以經由對濃縮室充塡離子交換體，促進濃縮 室內之二氧化矽成分之移動因而使濃度分極減低。 因此，在本發明之裝置中，最好在第二電氣去離子裝置 之去鹽室和濃縮室分別充塡離子交換體。 充塡在第二電氣去離子裝置之脫鹽室之離子交換體使用 通常之陰離子交換體和陰離子交換體之混合物。該陰離子 交換體和陽離子交換體之比例選擇容量比在4 : 6至8 : 2，更好爲5 : 5至7 : 3之範圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 另外，充塡在第二電氣去離子裝置之濃縮室之離子交換 體使用通常之陰離子交換體和陽離子交換體之混合物。該 陰離子交換體和陽離子交換體之比例選擇容量比在4 : 6至 8: 2,更好爲5: 5至7: 3之範圍。第二電氣去離子裝置 之脫鹽室之厚度最好爲2〜5mm程度。小於2mm時構造上會 有困難，超過5mm時生產水之比電阻會劣化。 本發明所使用之該陰離子交換體和陽離子交換體之形狀 和種類並沒有特別之限制，可以從習知之電氣去離子裝置 之慣用之離子交換體中，例如從各種之粒狀，片狀，纖維 狀等之陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂之中，分別選用 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 524714 A7 _________ B7 五、發明說明（10 ) 適當者。 下面將說明本發明之電氣去離子化處理方法。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本發明之方法是使用上述之本發明之電氣去離子裝置以 二階段進行去離子化處理之方法，首先，使原料水（被處 理水）通水到第一電氣去離子裝置之去鹽室，用來進行第 一段之去離子化。 這時，供給到第一電氣去離子裝置之原料水之由來和性 質並沒有特別之限制，例如可以使用以活性碳，逆浸透膜 (R0膜）和去氣裝置等施加前處理者。 在本發明之方法中，在該第一電氣去離子裝置進行第一 段之去離子化時，除去二氧化矽，和將該處理水供給到第 二電氣去離子裝置進行第二段之去離子化時，爲著使其去 鹽室和濃縮室之電阻變小，用來使電流易於流動藉以更進 一步的除去二氧化矽成分，所以對第一電氣去離子裝置所 排出之處理水添加電解質水溶液，將其供給到第二電氣去 離子裝置的進行處置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該電解質水溶液並沒有特別之限制’例如可以使用例如 包含有 NaCl，KC1，Na2S04，K2S04，Na0H，K0H 等之 1 種或 2 種 以上之水溶液，但是所欲除去之二氧化矽成分或硼’因爲 在強驗條件成爲容易電離之成分’所以從易於除去之觀點 來看，最好使用包含NaOH或KOH等之強驗之電解質水溶 液。 該電解質水溶液之添加量選擇添加後之處理水（對第二 電氣去離子裝置之供給水）之電傳導率成爲l〇#S/cm以上 -12- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 ^ A7 _B7 五、發明說明（11 ) 者，最好爲25//S/cm以上者。利用此種方式，在第二電氣 去離子裝置可以以低電壓使所要是之電流流動。另外，在 電傳導率超過70//S/cm之添加量之情況，電解質之使用量 變多，除了經濟上不利外，第二電氣去離子裝置之負載變 大，此爲得自該第二電氣去離子裝置之處理水之比電阻降 低之原因。因此，所添加之電解質水溶液最好使該電傳導 率成爲70//S/cm以下。 另外，電解質水溶液亦可以使用包含強鹼者，添加後之 pH爲9.2以上，最好爲9 . 5以上。利用此種方式，在第二 電氣去離子裝置可以促進二氧化矽和硼成分之電離，藉以 以高除去率將該等有效的除去。 另外，依照此種方式，在第二電氣去離子裝置即使使ph 變高的運轉時，在第一電氣去離子裝置因爲可以除去成爲 水垢成分之碳酸和氟離子等之陰離子成分，所以可以抑制 水垢之發生。 另外，在第一電氣去離子裝置中，因爲將二氧化矽成分 除去，所以第1，如上述之本發明之電氣去離子裝置之說 明，充塡在第一電氣去離子裝置之去鹽室之離子交換體最 好以陰離子交換體作爲主體，實質上，陰離子交換體和陽 離子交換體之比例最好是使用容量比在100 : 0至50 : 50 之範圍者。 第2,該第一電氣去離子裝置之去鹽室之厚度，如上述 之本發明之電氣去離子裝置之說明，最好是在2〜60mm之 範圍。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---i-----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 A7 B7 五、發明說明（12 ) 另外，在本發明中，第二電氣去離子裝置之濃縮水之補 償水最好使用低二氧化矽濃度者。因爲特別是在濃縮水之 二氧化矽濃度變高時，會產生從離子交換膜之逆擴散。因 此，第二電氣去離子裝置之濃縮水之補償水使用對第一電 氣去離子裝置之供給水或使用與第一電氣去離子裝置共同 之濃縮水均不好，最好使用對第二電氣去離子裝置之供給 水。 第1圖是槪略工程圖，用來說明本發明之電氣去離子化 處理方法之1實例。如第1圖所示，在本發明之方法中， 串聯地配置第一電氣去離子裝置1和第二電氣去離子裝置 2，首先將原料水（被處理水）A供給到第1電氣去離子裝置 1，進行第一段之去離子化。其次，對從該第一電氣去離子 裝置1排出之第一段之處理水3添加電解質水溶液B，以 其作爲第二電氣去離子裝置2之供給水4的供給到該裝置 2，進行第二段之去離子化，作爲第二段之處理水c的取出 到外部。 依照本發明之方法時可以獲得二氧化矽成分之除去率爲 99 . 9%以上和高比電阻（18ΜΩ · cm程度）之處理水。 〔實施例〕 下面將利用實施例用來更詳細的說明本發明，但是本發 明並不只限於該實例。 另外，實施例和比較例之原料水（被處理水）是使用以活 性炭，逆浸透膜（R0膜）和去氣膜對自來水進行前處理後所 形成者，電傳導率爲8//S/cm，包含（ppm之C02和包含 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 524714 A7 B7 五、發明說明（13 ) 300ppb之成爲二氧化砂成分之Si〇2。 比較例1 串聯地配置第一電氣去離子裝置和第二電氣去離子裝置 ，使原料水通水到第一電氣去離子裝置，進行第一段之去 離子化，將該處理水作爲第二電氣去離子裝置之去鹽室和 濃縮室之補償水的進行通水，用來進行第二段之去離子 化。 在第一電氣去離子裝置和第二電氣去離子裝置分別具有 成爲模組之3個去鹽室，在該去鹽室充塡由德伍米克路公 司製之「650C」（陽離子交換樹脂）和德伍米克路公司製之 「5 50A」（陰離子交換樹脂）以容量比4 : 6混合之混合物所 構成之離子交換體，和使用具有德伍米克路公司製之陽離 子交換膜「CMB」和陰離子交換膜「AHA」者。另外，去鹽 室單元具有橫187mm，高795mm，厚2.5mm。 運轉條件是第一電氣去離子裝置之通水量：50L/h，第 —電氣去離子裝置之通水量：40L/h，第一^和第—^•電氣去 離子裝置之施加電壓：1 5V，連續運轉3日後測定水質。其 結果和運轉條件一起以第1表表示。 實施例1 .在比較例1中，對第一電氣去離子裝置之處理水添加氫 氧化鈉水溶液使Na爲2.9mg/L，對第二電氣去離子裝置之 供給水之電傳導率爲30//S/cm，pH爲9.9，除此之外進行 與比較例1相同之操作，測定其水質。其結果和運轉條件 一起以第1表表示。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · ϋ i^i ϋ ϋ ϋ I ο*. · n ϋ ϋ I ϋ H II ί I . 524714 A7 B7 五、發明說明（14 ) 實施例2 在實施例1中，充塡到第一電氣去離子裝置之去鹽室之 離子交換體單獨使用德伍米克路公司製之「550A」（陰離 子交換樹脂），和氫氧化鈉水溶液之添加量是使Na成爲 2.6mg/L，除此之外進行與實施例1同樣之操作，測定其水 質。其結果和運轉條件一起以第1表表示。 實施例3 在實施例2中，作爲第一電氣去離子裝置中之模組者使 用去鹽室單元之厚度爲7.5mm，單元數爲1個者，和氫氧 化鈉水溶液之添加量使Na成爲1 . 2mg/ L，除此之外進行 與實施例1同樣之操作，測定其水質。其結果和運轉條件 一起以第1表表示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1表 比較例1 實施例1 實施例2 實施例3 第一電氣去離子 裝置 脫鹽室數 3 3 3 1 脫鹽室厚（mm) 2.5 2.5 2.5 7.5 離子交換體（容量 比） 650C 1550k (4/6) 650C 1550k (4/6) 550A 550A 第一段處理水 Si07量（ppb) 6 6 5 7 電傳導率（//S/cm) 0.055 0.055 3 10 第二段供給水 Na 量（mg/L) - 2.9 2.6 1.2 電傳導率（//S/cm) - 30 30 30 pH 9.9 9.9 9.9 第二段處理水 比電阻（m Ω · cm) 18 18 18 18 Si07量（ppb) 5 <0.1 <0.1 <0.1 第二段濃縮水 Si09量（ppb) 30 3.0 25 35 第一段 電流値（A ) 0.7 0.7 0.7 0.7 電流效率（％) _ 4.1 4.1 4.1 4.1 第二段 電流値（A ) 0.1 1.0 1.0 1.0 電流效率（％) - 8.7 8.7 8.7 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 524714 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說明（15 ) 〔註〕：（1)原料水：電傳導率 8#S/cm，Si02 300ppb， C02 1 ppm ( 2 )650C:德伍米克路公司製之陽離子交換樹脂 (3) 550A:德伍米克路公司製之陰離子交換樹脂 (4) 第二電氣去離子裝置：去鹽室數；3,去鹽室 厚度；2.5mm，離子交換體；650C/ 550A(容量 比4/6)混合物 由第1表可以明白，相對於比較例1，實施例中之二氧 化矽除去率可以大幅提高。另外，在實施例1〜3中，最終 處理水相同，但是NaOH添加量不同。在實施例1中使 0.05 5 //S/cm變成爲30/zS/cm，相對的在實施例2和實施 例3中分別使3#S/cm和10#S/cm變成爲30//S/cm，所以 可以減少強鹼添加量。 實施例4 第2圖是用來說明本實施例之方法之工程圖，在此種方 法中，串聯地配置第一電氣去離子裝置1和第二電氣去離 子裝置2，首先將原料A供給到第一電氣去離子裝置之去 鹽室la藉以進行去離子化。對從該暨電氣去離子室之去鹽 室1 a排出之第一段之處理水3添加NaOH水溶液B ’，以其 作爲第二電氣去離子裝置2之供給水4，將其供給到該裝 置之去鹽室2a，進行第二段之去離子化，作爲第二段之處 理水c的取出到外部。 ’ 另外，第一電氣去離子裝置1之濃縮室1 b之濃縮水經由 循環泵5進行循環，其一部份成爲第一段之濃縮水D的被 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -^-----訂---------' (請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 524714 A7 ____ B7 五、發明說明（16 ) 排出到外部，和作爲其補給水之原料A供給到循環泵5之 吸引側。然後，第二電氣去離子裝置2之濃縮室2b之濃縮 水經由循環泵6進行循環，以其一部份作爲第二段之濃縮 水E的被排出到外部，和作爲其補給水之對第二電氣去離 子裝置之去鹽室2 a之供給水4供給到循環泵6之吸引側。 使用以活性炭，R0膜和去氣膜對自來水處理過之水作爲 原料水，依照第2圖所示之方法進行去離子化處理。 在弟一電氣去離子裝置和第一電氣去離子裝置具有分別 成爲模組之3個去鹽室，在該去鹽室充塡由德伍米克路公 司製之「650C)(陽離子交換樹脂）和三菱化學公司製之 「SSA1 0」（陽離子交換樹脂）以容量比4 : 6混合之混合物 所構成之離子交換體，和使用具有德克亞公司製之陽離子 父換膜「CMB」和陰離子交換膜「AHA」者。另外，第二電 热去離子裝置之濃縮室亦充塡該離子交換體。另外，去鹽 室卓兀具有橫187mm’局795mm，厚2.5_。 運轉條件是對第一電氣去離子裝置之去鹽室之通水量爲 88L/h，對第二電氣去離子裝置之去鹽室之通水量爲80L/h ’各個電氣去離子裝置之回收率爲90%。各個電氣去離子 裝置之施加電壓爲21V，電流値在第一電氣去離子裝置爲 1.2A’在第二電氣去離子裝置爲i.oa，以此等條件連續運 轉1 4曰後測定其處理水之二氧化矽濃度和硼濃度。另外， NaOH水溶液之添加用來調節對第二電氣去離子裝置之去鹽 室之供給水之電傳導率使其成爲20 // S / cm。其結果以第2 表表示。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^1 ϋ I ϋ ϋ— 1 n ϋ I · «1 ϋ ϋ ϋ ϋ n ϋ-丨、0 ammi ϋ ϋ ϋ ϋ 1 I _ $ t 0 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 524714 A7 B7 五、發明說明（17 ) 實施例5 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 在實施例4中，不將離子交換體充塡到第二電氣去離子 裝置之濃縮室，除此之外與實施例4同樣的實施。其結果 以弟2表表不。 比較例2 第3圖是用來說明本比較例之方法之工程圖。在此種方 法中，串聯地配置第一電氣去離子裝置1和第二電氣去離 子裝置2，首先將原料水A供給到暨電氣去離子裝置之去 鹽室la用來進行去離子化。從該第一電氣去離子裝置之去 鹽室la排出之第一段之處理水，直接作爲第二電氣去離子 裝置2之供給水，供給到該裝置之去鹽室2 a，進行第二段 之去離子化，作爲第二段之處理水C的取出到外部。 另外，第一電氣去離子裝置1之濃縮室lb和第二電氣去 離子裝置2之濃縮室2b之濃縮水經由循環泵7進行循環， 以其一部份作爲濃縮水F的排出到外部，和作爲其補給水 之原料水A供給到循環泵7之吸引側。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，在第一電氣去離子裝置和第二電氣去離子裝置分 別成爲模組，使用與實施例4相同者，但是在第二電氣去 離子裝置之濃縮室未充塡有離子交換體。 除了依照該第3圖所示之方法外，與實施例4同樣的進 行去離子化處理。對去鹽室之通水量在第一和第二電氣去 離子裝置均爲80L/h。其結果以第2表表示。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 524714 A7 _B7 五、發明說明（18 ) 表2 原料水_^氧 化矽濃度 (PPb ) 處理水-氧 化矽濃度 (PPb ) Μ料水硼濃 度（ppb ) 處理水硼濃 度（ppb ) 實施例4 4 0 0 <0-1 ^_1 〇 < 0 · 1 實施例5 4 0 0 0 · 2 10 < 0 · 1 比較例2 4 0 0 2 · 8 10 0 · 8 〔發明之效果〕 依照本發明時將2個之電氣去離子裝置串聯地配置，然 後將原料水供給到第1電氣去離子裝置去離子化後，對該 處理水添加電解質水溶液，將其供給到第二電氣去離子裝 置，然後經由去離子化有效的除去二氧化矽或硼成分，尤 其是二氧化矽成分，可以獲得高比電阻之處理水。另外， 在第二電氣去離子裝置中，即使使pH變高的運轉時，在第 一電氣去離子裝置因爲除去成爲水垢成分之碳酸或氟離子 等之陰離子成分，所以可以抑制水垢之發生。 〔圖式之簡單說明〕 .第1圖是用來說明本發明之電氣去離子化處理方法之一 實例之槪略工程圖。 第2圖是用來說明實施例4和實施例5之方法之工程 圖。 第3圖是用來說明比較例2之方法之工程圖。 〔符號之說明〕 1——第一電氣去離子裝置 la...第一電氣去離子裝置之去鹽室 lb··.第一電氣去離子裝置之濃縮室 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- 524714 A7 B7 19 五、發明說明（ 2....第二電氣去離子裝置 2a...第二電氣去離子裝置之去鹽室 2b...第二電氣去離子裝置之濃縮室 3 ....第一段之處理水 4 ....對第二電氣去離子裝置之供給水 5 ....循環栗 6 ....循環栗 7 ....循環泵 ------------^-----訂---------. (請f閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 -21· A.. ..原料水 B.. ..電解質水溶液 B，· ..NaOH水溶液 C.. ..第二段之處理水 D.. ..第一段之濃縮水 E.. ..第二段之濃縮水 F. · ..濃縮水 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 524714 -^--- 六、申請專利範圍 第89 1 22 9 84號「電氣去離子裝置及使用此裝置的電氣去離 子化處理方法」專利案 (91年6月6日修正) 申請專利範圍： 1. 一種電氣去離子裝置，串聯地配置第一電氣去離子裝 置和第二電氣去離子裝置，將利用第一電氣去離子裝 置去離子化後之處理水，以第二電氣去離子裝置再度 的進行去離子化，其特徵是在用以將該第一電氣去離 子裝置所排出之處理水供給到第二電氣去離子裝置之 流路，設置用來添加電解質水溶液之裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之電氣去離子裝置，其中第二 電氣去離子裝置之濃縮水之補給水路，從用以供水到 第二電氣去離子裝置之去鹽室之供給水路分支，連接 到濃縮水路。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之電氣去離子裝置，其中 在第二電電氣去離子裝置之去鹽室和濃縮室分別充塡 離子交換體。 4 . 一種電氣去離子化處理方法，其特徵是使用申請專利 範圍第1，2或3項之電氣去離子裝置，將原料水供給 到第一電氣去離子裝置，對去離子化後之處理水添加 電解質水溶液，然後將其供給到第二電氣去離子裝置 ，和再度進行去離子化。 5 .如申請專利範圍第4項之電氣去離子化處理方法，其 524714 _tm,--六、申請專利範圍 中對第二電氣去離子裝置之供給水之電傳導率爲 1 0 // S / c m 以上。 6 .如申請專利範圍第4或5項之電氣去離子化處理方法 ，其中電解質水溶液是包含強鹼之水溶液。 7 .如申請專利範圍第6項之電氣去離子化處理方法，其 中對第二電氣去離子裝置之供給水之pH爲9 . 2以上。 8 .如申請專利範圍第4項之電氣去離子化處理方法，其 中第二電氣去離子裝置之濃縮水之二氧化矽濃度保持 爲lOOppb以下。 9 ·如申請專利範圍第4項之電氣去離子化處理方法，其 中以第一和第二電氣去離子裝置之去鹽室之施加電壓 爲2〜ίον單元和/或電流效率爲10%以下之狀態進 行運轉。 1 0 .如申請專利範圍第4項之電氣去離子化處理方法，其 中該原料水包含有二氧化矽或硼。