JP2003290775A

JP2003290775A - 脱塩排水の処理方法及び装置

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Publication number: JP2003290775A
Application number: JP2002098518A
Authority: JP
Inventors: Madoka Tanabe; 円田辺; Shoichi Tsutsui; 正一筒井
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP3773187B2

Abstract

(57)【要約】【課題】極性転換方式電気透析装置を用いる排水処理
方法において、当該装置の陽電極の腐食を抑制すること
ができ、陽極室における塩素ガスの発生もない脱塩処理
方法及び脱塩処理装置を提供すること。【解決手段】脱塩装置から排出されるカルシウムイオ
ン濃度１０〜８００mg/l、フッ化物イオン濃度１０〜３
００mg/lの脱塩排水を極性転換方式電気透析装置で処理
し、次いで、該処理水を逆浸透膜装置で処理して透過水
と濃縮水を得、該逆浸透膜装置の透過水は前記脱塩装置
の原水供給側に戻す脱塩排水の処理方法において、前記
極性転換方式電気透析装置の電極水として、該逆浸透膜
装置から得られる濃縮水を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体デバ
イス製造工程で使用される洗浄用超純水、ボイラ給水、
医製薬製造に用いる注射用水の製造装置から排出される
脱塩排水の処理方法及び処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハのような極めて清浄な表面
を得ることが求められる被洗浄物の洗浄用脱塩水として
は、微粒子、コロイダル物質、有機物、金属及びイオン
類などが可能な限り除去された高純度な「超純水」と称
される水が用いられる。この「超純水」の用語で説明さ
れる高純度な水は、必ずしも明確に定義されたものでは
ないが、一般的には、原水を凝集沈殿装置、砂濾過装
置、活性炭濾過装置等を用いて除濁することにより前処
理水を得、次いで、２床３塔式イオン交換装置、逆浸透
膜装置、混床式イオン交換装置、真空脱気装置、精密フ
ィルター等を用いて前処理水中の不純物を除去したもの
を純水あるいは一次純水と称し、この一次純水をさらに
紫外線照射装置、混床式ポリッシャ、限外濾過膜装置、
逆浸透膜装置等を用いて、一次純水中に微量残留する微
粒子、コロイダル物質、有機物、金属及びイオン等の不
純物を可及的に除去したものを超純水あるいは二次純水
と称している。

【０００３】このような超純水は超純水製造装置（以
下、「脱塩装置」とも言う）４０で製造され、被洗浄物
を洗浄する使用場所５０に供給される。使用場所５０か
ら排出された排水は、導電率やＴＯＣにより分別し、汚
染の少ないものは配管５１により直接原水貯槽３０に戻
される。汚染が著しいものは配管５２により廃水処理装
置７０に送られる。また、中程度の汚染の排水は、排水
回収配管５３により脱塩やＴＯＣ分解等を行う脱塩手段
６０に送られ、脱塩水は直接原水貯槽３０に戻され回収
されると共に、脱塩排水は廃水処理装置７０に送られ
る。廃水処理装置７０では廃水を中和、有機物、窒素及
びリン等の低減処理後、放流される（図６）。このよう
な超純水製造装置４０では、高純度な脱塩水と同時に大
量の脱塩排水を発生し、これを放流しなければならず、
近年の環境保護関連の規制強化に伴う放流規制や地盤沈
下の防止のための井水の取水制限、原水や下水料金の高
騰に対応できない。

【０００４】このような立地条件や放流規制などによる
制限から、放流設備を備えず脱塩排水をエバポレータで
濃縮し、その濃縮液をそのまま、あるいはドラムドライ
ヤ処理し、その蒸発乾固物を廃棄物処理業者に引き渡す
クローズドシステム方式の排水処理装置も知られてい
る。しかし、従来のクローズドシステム方式の排水処理
装置は、エバポレータやドラムドライヤといった蒸発装
置を使用するため莫大なエネルギーを消費するという問
題がある。特に既設工場において、使用場所における洗
浄用水の使用量が増大すると、それに伴い脱塩排水の増
加が生じ、これを処理するために上記の蒸発装置の増設
が必要となり、設備費用や運転費用が大きな負担とな
る。一方、脱塩排水には、井水及び工業用水由来のカル
シウムイオン、半導体デバイスの洗浄排水由来のフッ化
物イオンや硫酸イオンを含む塩が高濃度で含有されてお
り、これらの塩は溶解度が低いため、不溶の塩が析出し
て懸濁状態のものもあり、通常の脱塩装置では処理でき
ないという問題がある。このため、不溶の塩が析出する
ような懸濁状態にある脱塩排水を更に脱塩処理し、該処
理水を原水に回収できるような排水処理方法や排水処理
装置が望まれていた。

【０００５】これを解決するものとして、当該出願人は
先に、廃水処理装置に供給される脱塩排水を予め極性転
換方式電気透析装置で処理し、次いで、該処理水を逆浸
透膜装置で処理し、逆浸透膜装置の透過水は前記脱塩装
置の原水供給側に戻し、極性転換方式電気透析装置と逆
浸透膜装置の濃縮水は廃水処理装置で処理する脱塩排水
の処理方法を提供している（特願２０００−２９３６０
１号）。この排水処理方法によれば、不溶の塩を高濃度
で含有する脱塩排水を更に脱塩処理でき、且つ水利用率
が高く放流廃水が少なく、特にクローズドシステムにお
いてはエバポレータやドラムドライヤの被処理水を減容
化し、エネルギー消費の少ない点で極めて有効である。
そして、この排水処理方法で使用する極性転換方式電気
透析装置においては、電極室での電気抵抗を極力低減す
るため導電率の高い脱塩排水を電極室に供給している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この脱
塩排水はフッ化物イオン濃度が高いため、電極室で使用
している白金コーティングのＳＵＳ材や白金コーティン
グのチタン材の陽電極を腐食してしまう。このフッ化物
イオンの腐食力は強力で、通常数年間は使用できる電極
が僅か半年足らずで溶解し電極の交換を余儀なくされ
る。このような陽電極の腐食に伴う交換作業は、高額な
電極部品の費用を発生させ、排水処理コストを増大させ
る。また、電極の交換作業のため装置を停止しなければ
ならず、装置の安定運転上好ましくない。更に、陽極室
では原水中の塩化物イオンが電極反応により塩素ガスと
なり、電極水に同伴して排出される。この塩素ガスは周
囲の金属を腐食すると共に、人体に有害であるため、気
液分離の後、気相側に別途スクラバを設置して処理する
必要があり、装置の設置スペースが増大する等の問題が
あった。

【０００７】従って、本発明の目的は、不溶の塩を高濃
度で含有する脱塩排水を更に脱塩処理でき、且つ水利用
率が高く放流廃水が少ない脱塩処理方法及び脱塩処理装
置を提供することにあり、また、本発明の他の目的は、
極性転換方式電気透析装置を用いる排水処理方法におい
て、当該装置の陽電極の腐食を抑制することができ、陽
極室における塩素ガスの発生もない脱塩処理方法及び脱
塩処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、従来、廃水処理装置に
供給されていた脱塩排水を予め極性転換方式電気透析装
置で処理し、次いで、該処理水を逆浸透膜装置で処理
し、逆浸透膜装置の透過水は前記脱塩装置の原水供給側
に戻し、極性転換方式電気透析装置と逆浸透膜装置の濃
縮水は廃水処理装置で処理すれば、不溶の塩が析出する
ような懸濁状態にある脱塩排水を更に脱塩処理し、該処
理水を原水に回収できると共に、放流廃水が少なくでき
ること、また、極性転換方式電気透析装置の電極水とし
て、該逆浸透膜装置から得られる濃縮水の少なくとも一
部を用いれば、当該装置の陽電極の腐食を抑制でき、陽
極室における塩素ガスの発生もないこと等を見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明（１）は、脱塩装置から
排出されるカルシウムイオン濃度１０〜８００mg/l、フ
ッ化物イオン濃度１０〜３００mg/lの脱塩排水を極性転
換方式電気透析装置で処理し、次いで、該処理水を逆浸
透膜装置で処理して透過水と濃縮水を得、該逆浸透膜装
置の透過水は前記脱塩装置の原水供給側に戻す脱塩排水
の処理方法において、前記極性転換方式電気透析装置の
電極水として、該逆浸透膜装置から得られる濃縮水を用
いる脱塩排水の処理方法を提供するものである。かかる
構成を採ることにより、溶解度の低い塩を多量に含み従
来であれば、直接廃水処理装置で処理されるような脱塩
排水を極性転換方式電気透析装置で更に脱塩処理でき
る。極性転換方式電気透析装置はシリカ及び有機物の除
去率が低いが、これらは逆浸透膜装置で除去できるか
ら、逆浸透膜装置の透過水は脱塩装置の原水として回収
でき、水利用率を高めることができる。また、フッ化物
イオンや塩化物イオンがほとんど除去された逆浸透膜装
置の濃縮水を電極水として使用するため、陽電極を腐食
することがなく、陽電極室内において塩素ガスの発生も
ない。

【００１０】また、本発明（２）は、前記電極水は循環
して使用される前記脱塩排水の処理方法を提供するもの
である。かかる構成を採ることにより、前記発明と同様
の効果を奏する他、水の利用率が高まると共に、電極水
の導電率が向上し電極室の電気抵抗を低減できるため省
電力化が図れる。

【００１１】また、本発明（３）は、前記電極水は塩類
の添加により、前記脱塩排水と同等又はそれ以上の導電
率に調整されたものである前記脱塩排水の処理方法を提
供するものである。かかる構成を採ることにより、前記
発明と同様の効果を奏する他、電極室の電気抵抗が更に
低減できる。

【００１２】また、本発明（４）は、前記電極水は酸を
添加してｐＨ４以下に調整されたもの又はスケール発生
防止剤が添加されたものである前記脱塩排水の処理方法
を提供するものである。電極室には、陽イオン交換膜で
仕切られている隣接の脱塩室又は濃縮室からのイオンの
流入があり、特に陰極では陽イオンの流入によりｐＨが
上昇してくる傾向がある。この場合、電極水が循環され
ていると、例えば流入したカルシウムイオンが水酸化物
として析出し、流路を閉塞してしまう可能性があるが、
酸の添加により、当該化合物の溶解性が高まりスケール
発生を防止できるため、安定した連続運転が可能とな
る。また、スケール発生防止剤の添加により、珪酸カル
シウムなどのスケールをミセル形成による荷電反発など
により分散させたり、あるいはキレート化により安定化
させることができる。

【００１３】また、本発明（５）は、前記（２）の循環
する電極水は酸を添加してｐＨ４以下に調整されたもの
又はスケール発生防止剤が添加されたものであって、且
つ該循環する電極水の一部は前記極性転換電気透析装置
の濃縮水として用いる脱塩排水の処理方法を提供するも
のである。かかる構成を採ることにより、スケール発生
防止能が付与された高導電率の電極水を濃縮水として使
用するため、当該極性転換電気透析装置の濃縮室内のス
ケールの発生を防止できる。

【００１４】また、本発明（６）は、脱塩装置から排出
されるカルシウムイオン濃度１０〜８００mg/l、フッ化
物イオン濃度１０〜３００mg/lの脱塩排水を被処理水と
し、該脱塩排水中のイオン性不純物を除去する極性転換
方式電気透析装置と、該極性転換方式電気透析装置の処
理水を被処理水とする逆浸透膜装置と、少なくとも前記
極性転換方式電気透析装置の濃縮水及び前記逆浸透膜装
置の濃縮水を処理する廃水処理装置を備え、前記逆浸透
膜装置の濃縮水を前記極性転換方式電気透析装置の電極
室に流入させる配管を配設したものである脱塩排水の処
理装置を提供するものである。かかる構成を採ることに
より、従来の超純水製造装置に適用でき、前記排水の脱
塩方法の発明を確実に実施できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
における脱塩排水の処理装置を図１を参照して説明す
る。図１において、脱塩排水の処理装置１０ａは、脱塩
排水供給管１２から供給される脱塩排水を被処理水と
し、該脱塩排水中のイオン性不純物を除去する極性転換
方式電気透析装置１と、極性転換方式電気透析装置１と
配管１５で連接される逆浸透膜装置２と、極性転換方式
電気透析装置１の濃縮水及び電極水並びに逆浸透膜装置
２の濃縮水を処理する廃水処理装置６を備える。

【００１６】極性転換方式電気透析装置１は、公知のも
のが使用でき、電気透析装置の電極の極性を所望の時
間、例えば１５〜２０分毎に交互に転換できるようにし
たものである。すなわち、図２及び図３に示すように、
電極１ｃ間にカチオン交換膜Ｃとアニオン交換膜Ａを交
互に、且つ両膜間は脱塩室１ａと濃縮室１ｂを交互に形
成するように配置したものであり、電極の極性の転換、
すなわち、陽極を陰極に、陰極を陽極に転換することに
より、転換前に脱塩室１ａ又は濃縮室１ｂであった流路
は転換後は濃縮室１ｂ又は脱塩室１ａになるようにした
ものである。最下段が陰極の場合が逆相の状態（図
２）、陽極の場合が正相の状態（図３）、水の流れをＸ
ライン、Ｙラインで表すと、極性転換方式電気透析装置
１の処理水と濃縮水の流れは極性転換を行うことにより
切り替わるため、Ｘラインは逆相の時は処理水ラインと
なり、正相の時は濃縮水ラインとなり、Ｙラインは逆相
の時は濃縮水ラインで、正相の時は処理水ラインとな
る。このため、Ｘライン及びＹラインの流入側配管及び
流出側配管にはそれぞれ不図示の三方弁を配設し、極性
の転換に対応して流路が切替わるようになっている。ま
た、特に流路が濃縮水の流れから処理水の流れに変わる
際、脱塩室又は配管中に残存する濃縮水をパージするた
めの工程を設けることが、後段の逆浸透膜装置の負荷を
低減できる点で好適である。

【００１７】このような極性転換方式電気透析装置１の
脱塩過程においては、従来と同様の脱塩が行われる他、
例えば濃縮室１ｂ内のイオン交換膜面上に付着したフッ
化カルシウムなどのスケールは、上記電極の極性を転換
して当該濃縮室１ｂを脱塩室１ａとすれば、フッ化カル
シウムはカルシウムイオンとフッ化物イオンに分解さ
れ、カルシウムイオンはカチオン交換膜Ｃを通して、フ
ッ化物イオンはアニオン交換膜Ａを通して濃縮室１ｂ側
へ移動し、該濃縮水は濃縮水流出配管１６、廃水管１９
１を通って廃水処理装置６に送られる。また、この脱塩
過程において、濃縮室内のイオン交換膜面上にスケール
が付着した場合には、再度電極の極性を転換して当該脱
塩室を濃縮室、濃縮室を脱塩室にし、これを繰り返すこ
とにより運転が継続される。極性転換方式電気透析装置
の運転は通常、中性域で行われるため、ｐＨが調整され
た被処理水が供給される。このように、極性転換方式電
気透析装置を使用すれば、汚染が著しい脱塩排水中の不
純物を効率よく除去することができる。

【００１８】脱塩排水の処理装置１０ａにおいて、逆浸
透膜装置２の濃縮水管１７は分岐し、一方の配管１７１
は極性転換方式電気透析装置の電極室１ｃに接続され、
他方の管１７２は廃水管１９１に接続している。また、
極性転換方式電気透析装置の電極室１ｃの電極水流出配
管１９は廃水管１９１に接続している。また、脱塩排水
の処理装置１０ａは更に、配管１７１に塩類を添加して
電極室１ｃに流入する逆浸透膜装置２の濃縮水の導電率
を調整する公知の塩類添加手段７が設置されている。塩
類としては、フッ化物や塩化物を含まないものであれば
特に制限されないが、例えば硫酸ナトリウム及び硝酸ナ
トリウムが挙げられる。なお、塩類添加手段７はその設
置を省略してもよい。

【００１９】超純水製造系１００は、原水貯槽３と脱塩
装置４と脱塩水使用場所５とからなり、原水貯槽３と脱
塩装置４は配管１１で、脱塩装置４と脱塩水使用場所５
は配管２０でそれぞれ接続されている。脱塩装置４と極
性転換方式電気透析装置１は脱塩排水供給管１２、１
３、１４で接続され、また、脱塩水の使用場所５からの
廃水のうち、汚染が著しいものは配管１８により直接廃
水処理装置６に送られる。脱塩装置４は公知の超純水製
造装置であり、例えば、凝集沈殿装置、砂濾過装置及び
活性炭濾過装置等からなる前処理装置と、イオン交換装
置、脱気装置及び再生型ポリッシャーからなる一次純水
製造装置と、紫外線照射装置、混床式ポリッシャー、限
外濾過膜装置及び逆浸透膜装置等からなる二次純水製造
装置とから構成されるものが挙げられる。

【００２０】次に、脱塩排水の処理装置１０ａを使用す
る方法を説明する。原水を脱塩装置４で処理して得られ
る超純水は、微粒子、コロイダル物質、有機物、金属及
びイオン等の不純物が極力除去された精製水であり、こ
れは使用場所５に供給される。一方、脱塩装置４から排
出される脱塩排水は極性転換方式電気透析装置１で処理
される。脱塩装置４から排出される脱塩排水としては、
例えばイオン交換装置から配管を通って排出される薬品
による再生廃液、再生型ポリッシャーから配管を通って
排出される薬品による再生廃液等が挙げられる。当該脱
塩排水は、井水及び工業用水由来のカルシウムイオン、
半導体デバイスの洗浄排水由来のフッ化物イオンや硫酸
イオンを含む塩が高濃度で含有されており、これらの塩
は溶解度が低いため、不溶の塩が析出して懸濁状態のも
のもあり、従来では直接廃水処理装置に送られていたも
のである。当該脱塩排水の水質は、カルシウムイオン濃
度１０〜８００mg/l、フッ化物イオン濃度１０〜３００
mg/lのものである。カルシウムイオン濃度やフッ化物イ
オン濃度が上記範囲未満のものは、極性転換方式電気透
析装置１で処理することなく、直接原水に戻して回収で
きることが多く、また、上記範囲を越えるものは、極性
転換方式電気透析装置１であっても処理できない程の濃
厚廃液であり、もはや廃水処理装置で処理せざるを得な
い。当該脱塩排水を極性転換方式電気透析装置１で処理
すると、カルシウムイオンやフッ化物イオンなどのイオ
ン性不純物が効率よく除去される。このように汚染が著
しい脱塩排水中の不純物が極性転換方式電気透析装置で
効率よく除去されるのは、後述するように、所望の時間
毎に電気透析装置の電源の極性を転換できるためであ
る。一方、シリカや有機物は除去され難いものの、これ
らは後段の逆浸透膜装置で除去される。

【００２１】次いで、極性転換方式電気透析装置１の処
理水は逆浸透膜装置２で処理される。逆浸透膜装置２で
は、極性転換方式電気透析装置１で除去し難かったシリ
カ等のイオン性不純物が除去される。逆浸透膜装置２は
公知のものが使用できる。逆浸透膜装置２の透過水は配
管９により原水貯槽３に回収されると共に、逆浸透膜装
置２の濃縮水は一部が配管１７、１７２を通って廃水処
理装置６に送られ、残部が配管１７、１７１を通って極
性転換方式電気透析装置１の電極室１ｃに送られる。ま
た、配管１７１を通って電極室１ｃに供給される濃縮水
に塩類が添加される。塩類の添加量としては、特に制限
されないが、例えば導電率１,０００μS/cmの濃縮水を
原水の導電率１２,０００μS/cmと同じか又はそれ以上
の導電率の濃縮水となるように添加量が適宜決定され
る。導電率を高めることにより、電極室１ｃの電気抵抗
を低減できるため、省電力化が図れる。なお、本例にお
いて、電極水は電極水流出配管１９、廃水管１９１を通
って廃水処理装置６に送られる。廃水処理装置６は公知
の装置が使用でき、例えば、中和、有機物低減、窒素及
びリン等の低減などの処理を行う装置が例示される。廃
水処理装置６の処理水は放流される。

【００２２】第１の実施の形態例によれば、原水を超純
水製造系で処理して、高度の水質を有する超純水を得る
一方、超純水製造系で使用される脱塩装置から排出され
る、溶解度の低い塩を多量に含み従来であれば、直接廃
水処理装置で処理されるような脱塩排水を極性転換方式
電気透析装置、更に逆浸透膜装置で順次脱塩処理するた
め、逆浸透膜装置の透過水は脱塩装置の原水として回収
でき、水利用率が高められる。また、フッ化物イオンや
塩化物イオンがほとんど除去された逆浸透膜装置の濃縮
水を電極水として使用するため、陽電極を腐食すること
がなく、陽電極室内において塩素ガスの発生もない。従
って、陽電極の交換期間が延びて電極交換に伴う費用の
発生等が抑制され、低コスト化が図れる。また、塩素ガ
ス除去対策のための設備が不要となり、省スペース化も
図れる。また、電極水の導電率も高く維持できるため、
電極室の電気抵抗も低く保持できる。

【００２３】次に、第２の実施の形態例について、図４
を参照して説明する。図４は図１の二点鎖線の枠内９０
の部分の異なる形態を示したフロー図で、図１と同一構
成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる
点について主に説明する。すなわち、図４において図１
と異なる点は、極性転換方式電気透析装置１の電極水を
循環使用とした点及び電極水循環系の配管に薬剤を添加
する薬剤添加手段を設けた点にある。すなわち、本例の
脱塩排水処理装置１０ｂにおいて、極性転換方式電気透
析装置１の電極水供給系を循環配管２１とし、逆浸透膜
装置の濃縮水管１７の分岐配管１７１を循環配管２１に
接続すると共に、薬剤添加手段８を薬剤が循環配管２１
に添加されるよう配置したものである。薬剤添加手段８
は、ｐＨを４以下に調整するｐＨ調整手段又はスケール
発生防止剤添加手段であり、これらは単独使用又は双方
使用のいずれであってもよい。ｐＨ調整手段は、ふっ酸
や塩酸以外の硫酸などの酸性溶液を添加するポンプ、酸
溶液貯槽で構成され、必要に応じて、ｐＨ計と調節計を
用いて一定ｐＨを維持する制御系を設けてもよい。スケ
ール発生防止剤添加手段は、スケール発生防止剤を添加
するポンプ、薬剤貯槽で構成される公知のものが使用で
きる。スケール発生防止剤としては、例えば、アクリル
酸系（共）重合体、マレイン酸系（共）重合体、スルホ
ン酸系（共）重合体などの有機物高分子化合物；アミン
系重合体、アミノカルボン酸系共重合体及びグルコン
酸、クエン酸などのキレート剤が挙げられる。スケール
発生防止剤の注入方法及び注入量は特に制限されず、適
宜決定される。

【００２４】第２の実施の形態の脱塩排水処理装置１０
ｂにおいても、第１の実施の形態の脱塩排水処理装置１
０ａと同様の効果を奏する他、電極水の導電率が更に向
上し電極室の電気抵抗を低減できるため省電力化が図れ
る。また、電極水が循環されていると、例えば陰極室に
流入したカルシウムイオンが水酸化物として析出し、流
路を閉塞してしまう可能性があるが、ｐＨを４以下とす
ることにより、当該化合物の溶解性が高まりスケール発
生を防止できるため、安定した連続運転が可能となる。
また、スケール発生防止剤の添加により、スケールをミ
セル形成による荷電反発などにより分散させたり、ある
いはキレート化により安定化させることができる。ま
た、第２の実施の形態の脱塩排水処理装置１０ｂにおい
ては、薬剤添加手段８の設置を省略してもよい。

【００２５】次に、第３の実施の形態例について、図５
を参照して説明する。図５は図１の二点鎖線の枠内９０
の部分の異なる形態であり、かつ図４の他の形態を示し
たフロー図で、図４と同一構成要素には同一符号を付し
てその説明を省略し、異なる点について主に説明する。
すなわち、図５において図４と異なる点は、循環する電
極水の一部を極性転換方式電気透析装置の濃縮水として
用いる点及び電極水の廃水処理装置への供給を停止した
点にある。すなわち、脱塩排水処理装置１０ｃは極性転
換方式電気透析装置１の電極水循環配管２１と脱塩排水
供給管１４（濃縮水供給管１４）を接続する配管２１１
を設けると共に、電極水循環配管２１と廃水管１９１を
接続する配管を省略したものである。

【００２６】第３の実施の形態の脱塩排水処理装置１０
ｃにおいても、第１の実施の形態の脱塩排水処理装置１
０ａ及び第２の実施の形態の脱塩排水処理装置１０ｂと
同様の効果を奏する他、スケール発生防止能が付与され
た高導電率の電極水を濃縮水として使用するため、当該
極性転換電気透析装置の濃縮室内のスケールの発生を防
止できる。また、第３の実施の形態の脱塩排水処理装置
１０ｂにおいては、薬剤添加手段８の設置を省略しても
よい。

【００２７】本発明の脱塩排水処理装置は、逆浸透膜装
置の濃縮水を極性転換方式電気透析装置の電極室に流入
させる配管を配設したものであるが、この配管は第１の
実施の形態例のように、濃縮水管１７の分岐配管１７１
のようなものであっても、第２及び第３の実施の形態例
のように、分岐配管１７１及び循環配管２１で構成され
る配管であってもよい。また、本発明の脱塩排水処理装
置で使用される極性転換方式電気透析装置は、電極水の
供給圧力を濃縮水の供給圧力と同等又は例えば０．０１
〜０．０２ＭＰａ程度高く設定しておくことが、濃縮水
中に含まれるふっ化物や塩化物の電極室内へのリークを
防止できる点で好適である。

【００２８】

【発明の効果】本発明（１）によれば、従来であれば、
直接廃水処理装置で処理されるような溶解度の低い塩を
多量に含む脱塩排水を極性転換方式電気透析装置で更に
脱塩処理できる。極性転換方式電気透析装置はシリカ及
び有機物の除去率が低いが、これらは逆浸透膜装置で除
去できるから、逆浸透膜装置の透過水は脱塩装置の原水
として回収でき、水利用率を高めることができる。ま
た、フッ化物イオンや塩化物イオンがほとんど除去され
た逆浸透膜装置の濃縮水を電極水として使用するため、
陽電極を腐食することがなく、陽電極室内において塩素
ガスの発生もない。

【００２９】また、本発明（２）によれば、前記発明と
同様の効果を奏する他、水の利用率が高まると共に、電
極水の導電率が向上し電極室の電気抵抗を低減できるた
め省電力化が図れる。また、本発明（３）によれば、前
記発明と同様の効果を奏する他、電極室の電気抵抗が更
に低減できる。また、本発明（４）によれば、電極水の
循環使用により電極水の導電率が向上する一方、電極室
内にスケールが析出し、流路を閉塞する可能性もある
が、酸の添加及びスケール発生防止剤の添加により当該
化合物のスケール発生を防止したり、分散除去したりす
ることができるため、安定した連続運転が可能となる。
本発明（５）によれば、スケール発生防止能が付与され
た高導電率の電極水を濃縮水として使用するため、当該
極性転換電気透析装置の濃縮室内のスケールの発生を防
止できる。また、本発明（６）によれば、従来の超純水
製造装置に適用でき、前記排水の脱塩方法の発明を確実
に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態例における脱塩排水の処理装
置のフロー図である。

【図２】極性転換方式電気透析装置の逆相状態における
脱塩原理を説明する図である。

【図３】極性転換方式電気透析装置の正相状態における
脱塩原理を説明する図である。

【図４】第２の実施の形態例における脱塩排水の処理装
置のフロー図である。

【図５】第３の実施の形態例における脱塩排水の処理装
置のフロー図である。

【図６】従来例における脱塩排水の処理装置のフロー図
である。

【符号の説明】

１極性転換方式電気透析装置２逆浸透膜装置３、３０原水貯槽４、４０脱塩装置５、５０使用場所６、７０廃水処理装置７塩類添加手段８薬剤添加手段９、１１〜２０、５１、５２、１７１、１７２、１９
１、２１１配管１０ａ〜１０ｃ脱塩排水の処理装置２１循環配管１００超純水製造系

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/46 ＺＡＢＣ０２Ｆ 1/46 １０３Ｆターム(参考） 4D006 GA03 GA17 HA47 JA41Z JA56Z KA17 KA33 KA52 KD03 KD11 KE15Q KE15R KE17Q KE19Q KE19R KE22Q KE24Q KE28Q MA03 MA13 MA14 MB02 MB07 PA01 PA02 PB08 PB23 PB27 PB28 PC02 4D061 DA08 DB13 EB05 EB13 EB30 EB37 EB39 ED12 FA09 GA07 GC05 GC06 GC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脱塩装置から排出されるカルシウムイオ
ン濃度１０〜８００mg/l、フッ化物イオン濃度１０〜３
００mg/lの脱塩排水を極性転換方式電気透析装置で処理
し、次いで、該処理水を逆浸透膜装置で処理して透過水
と濃縮水を得、該逆浸透膜装置の透過水は前記脱塩装置
の原水供給側に戻す脱塩排水の処理方法において、前記
極性転換方式電気透析装置の電極水として、該逆浸透膜
装置から得られる濃縮水を用いることを特徴とする脱塩
排水の処理方法。
【請求項２】前記電極水は循環して使用されることを
特徴とする請求項１記載の脱塩排水の処理方法。
【請求項３】前記電極水は、塩類の添加により、前記
脱塩排水と同等又はそれ以上の導電率に調整されたもの
であることを特徴とする請求項１又は２記載の脱塩排水
の処理方法。
【請求項４】前記電極水は、酸を添加してｐＨ４以下
に調整されたもの又はスケール発生防止剤が添加された
ものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項記載の脱塩排水の処理方法。
【請求項５】請求項２の循環する電極水は、酸を添加
してｐＨ４以下に調整されたもの又はスケール発生防止
剤が添加されたものであって、且つ該循環する電極水の
一部を前記極性転換電気透析装置の濃縮水として用いる
ことを特徴とする脱塩排水の処理方法。
【請求項６】脱塩装置から排出されるカルシウムイオ
ン濃度１０〜８００mg/l、フッ化物イオン濃度１０〜３
００mg/lの脱塩排水を被処理水とし、該脱塩排水中のイ
オン性不純物を除去する極性転換方式電気透析装置と、
該極性転換方式電気透析装置の処理水を被処理水とする
逆浸透膜装置と、少なくとも前記極性転換方式電気透析
装置の濃縮水及び前記逆浸透膜装置の濃縮水を処理する
廃水処理装置を備え、前記逆浸透膜装置の濃縮水を前記
極性転換方式電気透析装置の電極室に流入させる配管を
配設したものであることを特徴とする脱塩排水の処理装
置。