CN101486503A - 饮用水的制造方法 - Google Patents

饮用水的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101486503A
CN101486503A CNA200910002659XA CN200910002659A CN101486503A CN 101486503 A CN101486503 A CN 101486503A CN A200910002659X A CNA200910002659X A CN A200910002659XA CN 200910002659 A CN200910002659 A CN 200910002659A CN 101486503 A CN101486503 A CN 101486503A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
exchange membrane
tap water
desalting chamber
reverse osmosis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA200910002659XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101486503B (zh
Inventor
渡边幸平
小川高史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Chemicals Corp filed Critical Asahi Kasei Chemicals Corp
Publication of CN101486503A publication Critical patent/CN101486503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101486503B publication Critical patent/CN101486503B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及饮用水的制造方法，提供了一种从含有硼和硬度成分的饮用原水中除去硼来制造口感优异的饮用水的方法。本发明的饮用水的制造方法的特征在于，将含有硼和硬度成分的饮用原水供给到电渗析装置的脱盐室中，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。

Description

饮用水的制造方法
技术领域
本发明涉及由含有硼和硬度成分的饮用原水来制造口感优异的饮用水的方法。特别涉及由海水或咸水来制造口感优异的饮用水的方法。
背景技术
为获得饮用水而利用反渗透法进行海水或咸水的淡水化在担忧水资源不足的世界各地得到广泛应用。海水中通常以硼酸的形式含有5mg/l左右的硼。由于饮用水中的硼对人体有不良影响，因此必须要将其除去，例如在WHO的标准中，要求硼为0.5mg/l以下。
在利用反渗透膜装置对海水进行脱盐时，为了抑制海水中的钙、镁所致的结垢的析出，需要将海水的pH控制为7以下而供给至反渗透膜装置中。硼酸的pKa为9，在pH为7以下的海水中几乎处于非解离状态。非解离状态的硼酸在反渗透膜装置中并不能被充分去除，在透过水中残存有1mg/l左右的硼，无法满足上述WHO的标准。
为了进一步降低透过水中的残留硼，例如有提案提出利用反渗透膜装置对海水进行两阶段的处理(例如参照专利文献1)。即，向来自第一阶段的反渗透膜装置的透过水中添加碱，将pH调整为9以上，供给至第二阶段的反渗透膜装置中进一步除去硼。然而，在该方法中，需要有pH调整装置，并且需要考虑对第二阶段的反渗透膜装置中的结垢析出进行抑制等，在工艺上更为复杂。
另外，已知有利用电去离子装置对钙、镁等硬度成分多的水进行处理，在不发生结垢的情况下得到纯水的方法，所述电去离子装置是至少在电渗析装置的脱盐室中填充离子交换体而成的，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阳离子交换膜和阴离子交换膜，从而在该两膜之间交替地形成脱盐室和浓缩室(例如，参照专利文献2)。
另外，已知还有利用电去离子装置对利用反渗透膜装置进行水处理而得到的含有200ppb二氧化硅和20ppb硼的水进行处理，来制造二氧化硅和硼为0.1ppb以下的纯水的方法(例如，参照专利文献3)。
另外，对于饮用水来说，从口感的方面出发，希望其具有适度的硬度(硬度为将水中的钙离子和镁离子的合计量换算为与该合计量对应的碳酸钙的浓度(mg/l)来表示的量)，日本自来水法中规定硬度为300mg/l以下。此外，在舒适水质项目(其中规定了用于供给可口且质量好的自来水的目标值)中，规定硬度为10～100mg/l。
专利文献1：日本专利第3593765号公报
专利文献2：日本特开2004-33822号公报
专利文献3：日本特开2001-113281号公报
发明内容
鉴于上述状况，本发明的目的在于提供一种从含有硼和硬度成分的饮用原水中除去硼来制造口感优异的饮用水的方法，特别在于提供一种利用无需担心结垢析出的简单装置及工艺从海水、咸水中除去硼来制造口感优异的饮用水的方法。
本发明人发现，通过将含有硼和硬度成分的饮用原水供给到下述电渗析装置的脱盐室中进行处理，能够除去硼并能够将硬度成分控制在适当的浓度，从而得到口感优异的饮用水，由此完成了本发明；在所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。本发明人还发现，通过使用在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体的所谓电去离子装置，能够进一步改善硼的去除效率。
此外，本发明人发现，对于由利用反渗透膜装置对海水进行处理而得到的含有非解离硼酸的pH为7以下的透过水构成的饮用原水，若利用使用了1价选择透过性阳离子交换膜作为阳离子交换膜的电去离子装置来进行处理，则可除去非解离的硼酸，并可得到口感优异的饮用水。
即，本发明提供下述发明。
(1)一种饮用水的制造方法，其特征在于，将含有硼和硬度成分的饮用原水供给到电渗析装置的脱盐室中，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。
(2)如上述第1项所述的饮用水的制造方法，其中，将电渗析装置的脱盐室的pH调整为7以上。
(3)如上述第1项或第2项所述的饮用水的制造方法，其中，所述饮用原水是将海水或咸水通过反渗透膜装置后得到的透过水。
(4)如上述第1项或第2项所述的饮用水的制造方法，其中，至少在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体。
(5)如上述第4项所述的饮用水的制造方法，其中，所述离子交换体是阴离子交换体与阳离子交换体按照1.5～2.0的交换容量比(阴离子交换体/阳离子交换体)混合而成的。
(6)如上述第5项所述的饮用水的制造方法，其中，交换容量比(阴离子交换体/阳离子交换体)为1.7～2.0。
(7)一种饮用水的制造装置，其特征在于，该制造装置包括电渗析装置，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。
(8)如上述第7项所述的饮用水的制造装置，其中，该制造装置进一步包括反渗透膜装置。
(9)如上述第7项或第8项所述的饮用水的制造装置，其中，至少在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体。
(10)如上述第8项所述的饮用水的制造装置，其中，海水或咸水的供给管线与反渗透膜装置连接，反渗透膜装置的透过水管线与电渗析装置的脱盐室连接。
利用本发明，可以由含有硼和硬度成分的饮用原水得到口感优异的饮用水。另外，利用本发明，可以通过将由利用反渗透膜装置对海水或咸水进行处理而得到的透过水构成的饮用原水供给到使用1价选择透过性阳离子交换膜作为阳离子交换膜的电渗析装置的脱盐室中，从而由脱盐室直接得到硼为0.5mg/l以下、硬度(钙和镁的合计量)为10～100mg/l的适于饮用的水，因此可以通过简单的工艺由海水或咸水制造口感优异的饮用水。
附图说明
图1是概略示出利用本发明的处理方法由海水制造饮用水所用的设备构成的一例的框图。
符号说明
1 海水
10 海水的前处理工序
11 砂滤装置
15 多孔过滤装置
20 反渗透膜装置
30 电去离子装置
具体实施方式
在本发明中，所谓饮用原水，指的是由于含有硼而不适宜作为饮用水、并且含有某种程度(例如10mg/l以上)的硬度成分的水。例如，可以举出井水(地下水)、各种回收水、咸水以及利用反渗透膜装置对海水或者咸水进行处理而得到的透过水等。
海水通常含有5mg/l左右的硼和6400mg/l左右的硬度成分。另外海水的总溶解固体通常为35000mg/l左右，因此当总溶解固体浓度(盐分浓度)高时，优选预先利用反渗透膜装置进行处理，将所得到的透过水用作本发明中的饮用原水。
咸水是指含有盐分的地下水。日本的自来水法中规定自来水的总溶解固体浓度(盐分浓度)为500mg/l以下，在本发明中，将总溶解固体浓度超过500mg/l的地下水称作咸水。在存于孤岛、海岸地带以及岩盐矿床附近的地域，地下水含有盐分，多为咸水。咸水中所含有的硼以及硬度成分的量随地域不同而有差异。另外，咸水中的总溶解固体浓度也随地域不同而有差异，也有可能接近于海水。咸水中的总溶解固体浓度高的情况下，优选与海水同样地预先利用反渗透膜装置进行处理，将所得到的透过水用作本发明中的饮用原水。总溶解固体浓度低的情况下，例如为5000mg/l以下的情况下，可以直接将其用作本发明的饮用原水。直接使用的情况下，若上述总溶解固体浓度为500mg/l以下，则更为优选。
此外，还有盐分浓度不那么高，但是由于含有硼而不适宜作为饮用水且含有某种程度(例如10mg/l以上)的硬度成分的井水(地下水)、各种回收水。这样的井水、各种回收水也可用作本发明中的饮用原水。
需要说明的是，本发明中，硬度成分指的是钙和镁，将钙和镁的合计量称为硬度。
如上所述，由于饮用水中的硼对人体有不良影响，因此必须要将其除去，例如在WHO的标准中，要求硼为0.5mg/l以下。另外，饮用水中的硬度成分对于口感具有很大影响，在日本的自来水法中将硬度规定为300mg/l以下。若硬度过低，则水淡而无味；若硬度过高，则水质硬，味道浓涩；若含有适度的硬度，则味道醇厚，因此优选硬度为10～200mg/l，更优选为10～100mg/l。另外，日本的自来水法中将pH范围规定为5.8～8.6。
在本发明中，将饮用原水供给至使用1价选择透过性阳离子交换膜作为阳离子交换膜的电渗析装置的脱盐室中。在饮用原水的pH为7以上偏碱性的情况下，饮用原水中所含有的硼酸易于解离，变成1价离子H2BO3 -或B(OH)4 -，移动至浓缩室中而被除去。由于硼酸解离为1价离子的pKa为9，因此随着pH接近于9，其向1价离子的解离变大，除去性增大。即使是在饮用原水的pH低于7的情况下，通过在脱盐室中填充离子交换体并利用水分解来使硼酸解离，由此反复进行所生成的H2BO3 -或B(OH)4 -向离子交换体的吸附及脱离，最终也能使其透过阴离子交换膜而移动至浓缩室中，因而可有效地进行硼的除去。
另外，由于饮用原水中所含有的硬度成分为2价的阳离子，因而其无法透过1价选择透过性阳离子交换膜；若阳离子交换膜全部为1价选择透过性阳离子交换膜，则硬度成分不能从脱盐室中除去。因此，在饮用原水中所含有的硬度成分的量(硬度)高于有适口感的10～200mg/l的情况下，作为阳离子交换膜，不仅需要使用1价选择透过性阳离子交换膜，而且还需要并用非1价选择透过性阳离子交换膜，从而除去硬度成分。
总之，需要根据饮用原水中所含有的硬度成分的量来确定1价选择透过性阳离子交换膜与非1价选择透过性阳离子交换膜的使用比率。也即，在硬度成分多的情况下，可以降低1价选择透过性阳离子交换膜的使用比率；在硬度成分少的情况下，可以增加1价选择透过性阳离子交换膜的使用比率。另外，在饮用水制造设备被分成几个系列的情况下，也可以各系列分别改变1价选择透过性阳离子交换膜的使用比率。
若饮用原水中的硬度成分为具有适口感的10～200mg/l的优选范围内，则可以使用1价选择透过性阳离子交换膜作为全部阳离子交换膜。另外，饮用原水中的硬度成分低于目标值的情况下，可以在利用电渗析装置处理前添加硬度成分。
另外，所得到的饮用水中的硬度成分的调整也可以通过适当选择下式所示的阳离子交换膜的RTN来进行。
RTN＝PCa/Na＝(tCa/tNa)/(CCa/CNa)
(式中，PCa/Na表示Ca相对于Na的相对迁移率，tCa和tNa分别表示钙离子和钠离子在膜中的迁移率，CCa和CNa分别为稀释侧的钙离子和钠离子的浓度。)
饮用原水中的硬度成分多的情况下，可以使用RTN大的阳离子交换膜；硬度成分少的情况下，可以使用RTN小的阳离子交换膜。
下面，以使用在脱盐室中填充有离子交换体的电去离子装置作为电渗析装置并使用利用反渗透膜装置对海水进行处理而得到的透过水作为饮用原水来制造饮用水的工艺为例，对本发明的优选实施方式进行说明。然而，本发明并不限于该示例，在由各种咸水制造饮用水的过程中也可应用本发明。另外，当使用盐分少的地下水或各种回收水来作为饮用原水的情况下，可以省略前处理以及利用反渗透膜装置所进行的处理，这自不必说。
图1是概略示出利用本发明的处理方法由海水制造饮用水所用的设备构成的一例的框图。海水1经前处理工序10进行前处理之后送至反渗透膜装置20中，反渗透膜装置的透过水根据需要暂且储存在储存槽中，至少供给至电去离子装置30的脱盐室中。由电去离子装置的脱盐室得到除去了盐分且硼为0.5mg/l以下、硬度为10～100mg/l的饮用水。
前处理工序10可为任意的前处理工序，只要是利用反渗透膜装置的海水淡水化装置中通常使用的前处理工序即可。图1中示出了系列使用砂滤装置11和多孔过滤装置15的示例。首先将海水1导入砂滤装置11中，经砂滤工序除去海水中的垃圾类以及微生物等比较大的夹杂物。由此尽可能地防止在接下来的多孔过滤工序中的膜的堵塞或污垢。砂滤装置的规格及使用条件没有特别限制，可以以常规的使用条件来使用公知的砂滤装置。另外，可以在砂滤装置11的前段进一步设有凝集沉淀工序。由此可以减少砂滤装置11的负担，更不易在后段发生问题。
接下来，将过滤水导入至多孔过滤装置15中，经多孔过滤工序获得过滤水16。由此可预先除去在后段的反渗透膜装置20或电去离子装置30等中产生堵塞或污垢这样的较小的不溶物。作为多孔过滤装置15中所用的多孔过滤膜，可以使用微滤膜或超滤膜。优选膜的每单位面积的流量大的微滤膜。从除去性能和透过水量的平衡的方面考虑，多孔过滤膜的平均孔径优选为0.01μm～1μm。除平均孔径以外，多孔过滤装置15的规格及使用条件没有特别限制，可以以常规的使用条件使用公知的多孔过滤装置。另外，未透过多孔过滤膜的非透过水17可以直接全部丢弃至海中，但优选将至少一部分回流到砂滤装置11的取水侧。由此可以提高海水的利用率。将经多孔过滤的过滤水16送至之后的反渗透膜装置20中。海水的pH一般接近于8，根据需要将过滤水16的pH调整为6～7或者添加抗结垢剂，然后送至反渗透膜装置20中。
反渗透膜装置20中接收过滤盐水16，将其分离为海水中作为透过反渗透膜的部分的透过水21和作为未透过反渗透膜的部分的非透过水22。反渗透膜装置可以为一段，也可以为两段以上。关于反渗透膜装置的运转压力、回收等的运转条件以及所使用的反渗透膜的规格，可以根据常规方法来进行设定而没有特别限制。通常，通过反渗透，海水的大约4～6成的水分会以可用作饮用水的透过水21的形式由海水1中分离出来，残余的6～4成的部分为非透过水22。
海水中的总溶解固体通常为35000mg/l左右，硬度通常为6400mg/l左右，硼通常为5mg/l左右。透过反渗透膜的透过水21的总溶解固体为200mg/l左右，盐分被除去至可饮用的程度。然而，硼只除去至1.5mg/l的程度，不能满足上述WHO的标准。
另一方面，硬度会变为30mg/l左右。在自来水法中将硬度规定为300mg/l以下，若硬度过低，则水淡而无味；若硬度过高，则水质硬，味道浓涩；若含有适度的硬度，则味道醇厚，因此优选硬度为10～200mg/l，更优选为10～100mg/l。因此，透过反渗透膜的透过水21的硬度可以说是作为饮用水非常优异的硬度。
该透过水21呈现出pH为5左右的弱酸性，在不对pH进行调整的情况下直接将其至少供给至电去离子装置30的脱盐室中，进一步除去硼。
非透过水22可以直接丢弃至海中。另外，非透过水22在体积上减少了透过水21所占的那部分，并且海水1中所含有的盐几乎全量残存在其中，因而其是由海水浓缩而成的状态。因此，可以对浓缩水进一步进行浓缩处理，以固态盐的形式进行回收，或者作为食盐电解的原料盐水来利用。
在电去离子装置30中，将反渗透膜装置的透过水21至少收入其脱盐室中，进一步除去透过水中的硼。此时重要的是不要除去硬度成分。已知在超纯水制造等领域中有多种电去离子装置，在本发明中，可以没有任何限制地使用这些公知的电去离子装置。
在电去离子装置中，在具有阳极的阳极室和具有阴极的阴极室之间交替地配置阳离子交换膜和阴离子交换膜，在该两膜之间交替地形成脱盐室和浓缩室，在所形成的电渗析装置的脱盐室中填充离子交换树脂，在施加电压的同时使待处理水流入脱盐室中，并使待处理水或浓缩水的一部分以浓缩水的形式流入浓缩室中。与阳极室和阴极室相邻的离子交换膜分别可以是阳离子交换膜或阴离子交换膜。在两电极间施加直流电压时，在脱盐室中，待处理水中的杂质离子暂且被填充在脱盐室中的离子交换体吸附除去，接下来在电驱动力的作用下由离子交换体中脱离，透过离子交换膜，移动至浓缩室，并被排出。
在本发明中，透过水21的pH为5左右，透过水中的硼未被离子化，为非解离状态的硼酸；而据推测，通过在两电极间施加直流电压，脱盐室内发生极化，硼酸解离产生离子化，反复进行向离子交换体的吸附及脱离，移动至浓缩室中，并被排出。
本发明中所用的电去离子装置可以为堆叠形式的层积型、螺旋型等，并无特别限定。要使用至少在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体的电去离子装置，所述电渗析装置中，在具有阳极的阳极室和具有阴极的阴极室之间交替地配置阳离子交换膜和阴离子交换膜，从而交替地形成脱盐室和浓缩室，其中，脱盐室的阳极侧被阴离子交换膜隔开，阴极侧被阳离子交换膜隔开；浓缩室的阳极侧被阳离子交换膜隔开，阴极侧被阴离子交换膜隔开。也可以使透过水21流入脱盐室中，使透过水或浓缩水的一部分在浓缩室中循环。另外，也可以根据需要在脱盐室以外的浓缩室或电极室中填充离子交换体。
填充在脱盐室中的离子交换体可以为纤维状、粒状、片状，其中可单独或组合使用，并对其大小也并无特别限定。作为优选的离子交换体，可以举出离子交换树脂。另外，在交换体的结构方面，可以从强酸性、弱酸性的阳离子交换体以及强碱性、弱碱性的阴离子交换体中适当选择。另外，阳离子交换体与阴离子交换体的比率也可适当选择以适应透过水的组成。由于需要除去硼酸解离所产生的H2BO3 -或B(OH)4 -，因而优选增大阴离子交换体的比率。阴离子交换体与阳离子交换体的优选比率(阴离子交换体/阳离子交换体)以交换容量比计为1.5～2.0，更优选为1.7～2.0。
阳离子交换膜需要使用1价离子选择透过性阳离子交换膜，这是很重要的。通过使用1价离子选择透过性阳离子交换膜，可以在几乎不除去脱盐室中作为2价离子的硬度成分的情况下除去硼酸解离所产生的1价离子H2BO3 -或B(OH)4 -。
本发明中的1价离子选择透过性阳离子交换膜指的是下式所示的RTN小于1的阳离子交换膜。更优选RTN为0.2以下的1价离子选择透过性阳离子交换膜。
RTN＝PCa/Na＝(tCa/tNa)/(CCa/CNa)
(式中，PCa/Na表示Ca相对于Na的相对迁移率，tCa和tNa分别表示钙离子和钠离子在膜中的迁移率，CCa和CNa分别为稀释侧的钙离子和钠离子的浓度。)
阳离子交换膜只要为1价离子选择透过性阳离子交换膜即可，并无特别限定，可以使用经补强材料补强的均匀膜或者交换树脂与其它聚合物混合而成的不均匀膜。作为结构，可以举出含有苯乙烯与二乙烯基苯共聚物的磺化物或聚苯乙烯磺酸及其盐、聚乙烯磺酸及其盐、聚丙烯酸及其盐、聚甲基丙烯酸及其盐等的膜。
对阴离子交换膜也没有特别限定，可以使用经补强材料补强的均匀膜或者交换树脂与其它聚合物混合而成的不均匀膜。作为结构，可以举出含有苯乙烯与二乙烯基苯共聚物氯甲基化反应后的季胺化物、氯甲基苯乙烯与二乙烯基苯共聚物的季胺化物、4-乙烯基吡啶与二乙烯基苯共聚物的季胺化物及其吡啶鎓化物(4級ピリジ二ウム化物)、2-乙烯吡啶与二乙烯基苯共聚物及其吡啶鎓化物、1-乙烯基咪唑与二乙烯基苯共聚物及其季化物、N，N-二甲基丙烯酰胺与二乙烯基苯聚合物及其季化物、N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺与二乙烯基苯聚合物及其季化物等的膜。
作为阴离子交换膜的种类，可以为1价离子选择透过性阴离子交换膜，也可以为非1价离子选择透过性阴离子交换膜。而非1价离子选择透过性阴离子交换膜由于对多价阴离子(例如SO4 2-)的除去性优异而优选。
在由电去离子装置30得到的脱盐水31中，硼被去除到0.1mg/l的程度。另外，还进一步除去了硬度成分以外的盐类，使总溶解固体为50～100mg/l的程度，但硬度仍维持在30mg/l的程度。脱盐水31可作为饮用水进行利用，另外，浓缩水32可直接返回至海中，也可使其至少一部分返回至反渗透膜装置20的供给侧，由此对海水进行有效利用。
另外，在电去离子装置的浓缩室中，易于析出钙、镁的结垢；而在本发明中，由于供给至电去离子装置中的反渗透膜装置的透过水的pH为5左右，因而不易在浓缩室发生结垢。
实施例
下面通过实施例和比较例进一步具体说明本发明，但本发明并不仅限于这些实施例。
(实施例)
利用与图1所示的设备构成同样的系统进行实验。砂滤装置11使用三机工业社制造的砂滤装置(商品名DynaSand Filter)，多孔过滤膜15使用旭化成化学(株)制造的多孔过滤膜(商品名Microza UNA-620A)，反渗透膜装置20使用东丽(株)制造的反渗透膜(商品名SU-820L)。
按以下顺序组装电去离子装置30。由具有阳极的阳极室开始，通过室(cell)框交替地配置阳离子交换膜和阴离子交换膜，交替地设置6个浓缩室和6个脱盐室，最后配置具有阴极的阴极室。各室的通电宽度为32mm，通电长度为240mm。在室的厚度方面，浓缩室和脱盐室均为3mm。离子交换体使用再生型的强酸性阳离子交换树脂(市售的Diaion SA-10A)和再生型的强碱性阴离子交换树脂(市售的Diaion SK-104)，进行均匀混合以使交换容量的比率为1.7(阴离子交换树脂/阳离子交换树脂)。混合后的树脂以80％的填充率填充至脱盐室以及浓缩室中。阳离子交换膜使用(株)Astom制造的RTN为0.1的1价离子选择透过性阳离子交换膜(商品名NEOSEPTA CIMS)，阴离子交换膜使用(株)Astom制造的阴离子交换膜(商品名NEOSEPTA AMX)。
以10l/Hr的流量对海水(总溶解固体约为35000mg/l，硬度约为6400mg/l，硼约为5mg/l，pH约为8)进行取水，连续进行以下的处理。首先使液体通过砂滤装置11，使所得到的过滤水12通过多孔过滤膜装置15，以0.1MPa的压力进行多孔过滤。将其中的非透过水17全量放流至海洋中，将过滤水16供给至反渗透膜装置20。
将过滤水16供给至反渗透膜装置20时，将pH调整至约为7。将反渗透膜装置20的回收率设定为50％。所得到的透过水21的总溶解固体约为200mg/l，硬度约为30mg/l，硼约为1.5mg/l，pH约为5。将非透过水22全量放流至海洋中。
将所得到的透过水21供给至电去离子装置30的脱盐室和浓缩室中。在脱盐室中，按照以抗衡离子交换体容积比计每1小时约25倍量(也即约2.8l/Hr)进行供给，在浓缩室中，按照以抗衡离子交换体容积比计每1小时约15倍量(也即约1.6l/Hr)进行供给。在阳极室和阴极室流通浓缩室的排出液。
在阳极和阴极之间流通4A/m2的直流电流，结果由脱盐室出口得到总溶解固体约为80mg/l、硬度约为30mg/l、硼约为0.1mg/l、pH为6.0的脱盐水31。所得到的脱盐水仍残留有硬度成分，充分适于饮用，口感优异。另外，在浓缩室中完全未发生结垢。
(比较例)
作为电去离子装置30的阳离子交换膜，使用非1价离子选择透过性的阳离子交换膜(商品名NEOSEPTA CM-1)，除此以外，与实施例同样地进行海水的淡水化。
由脱盐室出口得到总溶解固体约为80mg/l、硬度几乎为0mg/l、硼约为0.1mg/l、pH为6.0的脱盐水31。由于所得到的脱盐水的硬度成分几乎为0mg/l，因而尽管其适于饮用，但口感较差。
工业上的可利用性
根据本发明，通过将利用反渗透膜装置对海水或咸水进行处理所得到的透过水供给至电去离子装置的脱盐室中，可以由脱盐室直接得到硼为0.5mg/l以下的适于饮用的口感优异的水，因此在工业上有极大的利用价值。

Claims (10)

1、一种饮用水的制造方法，其特征在于，将含有硼和硬度成分的饮用原水供给到电渗析装置的脱盐室中，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。
2、如权利要求1所述的饮用水的制造方法，其中，将电渗析装置的脱盐室的pH调整为7以上。
3、如权利要求1或2所述的饮用水的制造方法，其中，所述饮用原水是将海水或咸水通过反渗透膜装置后得到的透过水。
4、如权利要求1或2所述的饮用水的制造方法，其中，至少在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体。
5、如权利要求4所述的饮用水的制造方法，其中，所述离子交换体是阴离子交换体与阳离子交换体按照阴离子交换体/阳离子交换体为1.5～2.0的交换容量比混合而成的。
6、如权利要求5所述的饮用水的制造方法，其中，阴离子交换体/阳离子交换体的交换容量比为1.7～2.0。
7、一种饮用水的制造装置，其特征在于，该制造装置包括电渗析装置，所述电渗析装置中，在阴极和阳极之间交替地配置阴离子交换膜和至少一部分是1价选择透过性阳离子交换膜的阳离子交换膜，从而交替地形成由该两膜隔开的脱盐室和浓缩室。
8、如权利要求7所述的饮用水的制造装置，其中，该制造装置进一步包括反渗透膜装置。
9、如权利要求7或8所述的饮用水的制造装置，其中，至少在电渗析装置的脱盐室中填充有离子交换体。
10、如权利要求8所述的饮用水的制造装置，其中，海水或咸水的供给管线与反渗透膜装置连接，反渗透膜装置的透过水管线与电渗析装置的脱盐室连接。
CN200910002659XA 2008-01-18 2009-01-14 饮用水的制造方法 Expired - Fee Related CN101486503B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008008947 2008-01-18
JP2008-008947 2008-01-18
JP2008008947 2008-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101486503A true CN101486503A (zh) 2009-07-22
CN101486503B CN101486503B (zh) 2012-08-29

Family

ID=40889591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910002659XA Expired - Fee Related CN101486503B (zh) 2008-01-18 2009-01-14 饮用水的制造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2009190025A (zh)
CN (1) CN101486503B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102107972A (zh) * 2010-12-01 2011-06-29 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种双极膜对反渗透法海水淡化预处理方法
CN103723799A (zh) * 2013-12-23 2014-04-16 北京京润新技术发展有限责任公司 一种电渗析器及近零排放工业废水回用工艺
CN107912670A (zh) * 2017-10-10 2018-04-17 张宏路 一种矿物质饮品及其制备方法
CN114616212A (zh) * 2019-12-25 2022-06-10 野村微科学股份有限公司 纯水制造方法、纯水制造系统、超纯水制造方法及超纯水制造系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011057626A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Mizuki Terakubo フッ素飲料
JP2013146699A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Omega:Kk 淡水化方法
US20210309545A1 (en) * 2018-11-01 2021-10-07 Saltworks Technologies, Inc. System and process for desalinating monovalent anion species from wastewater
KR102380597B1 (ko) * 2020-03-10 2022-03-29 두산중공업 주식회사 축전식 탈염 전극을 이용한 해수 담수화 시스템
CN114436377B (zh) * 2022-04-08 2022-07-08 中国科学院生态环境研究中心 一种用于饮用水目标离子选择性去除的电渗析设备与方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0604968A3 (en) * 1992-12-28 1994-12-14 Asahi Glass Co Ltd Process for producing salt-depleted water.
FR2803284B1 (fr) * 2000-01-03 2002-04-12 Michel Bernard Dispositif automatique de purification d'eau potable
CN2412892Y (zh) * 2000-01-06 2001-01-03 天津大学 电去离子高纯水器
JP4599668B2 (ja) * 2000-06-30 2010-12-15 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置の運転方法
JP2006192422A (ja) * 2004-12-17 2006-07-27 Miura Dsw Kk 水中のホウ素含有量を低減させて飲用に適した水を製造する方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102107972A (zh) * 2010-12-01 2011-06-29 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种双极膜对反渗透法海水淡化预处理方法
CN102107972B (zh) * 2010-12-01 2012-05-23 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种双极膜对反渗透法海水淡化预处理方法
CN103723799A (zh) * 2013-12-23 2014-04-16 北京京润新技术发展有限责任公司 一种电渗析器及近零排放工业废水回用工艺
CN103723799B (zh) * 2013-12-23 2015-04-08 北京京润新技术发展有限责任公司 一种电渗析器及近零排放工业废水回用工艺
CN107912670A (zh) * 2017-10-10 2018-04-17 张宏路 一种矿物质饮品及其制备方法
CN114616212A (zh) * 2019-12-25 2022-06-10 野村微科学股份有限公司 纯水制造方法、纯水制造系统、超纯水制造方法及超纯水制造系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101486503B (zh) 2012-08-29
JP2009190025A (ja) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101486503B (zh) 饮用水的制造方法
US5240579A (en) Electrodialysis reversal process and apparatus with bipolar membranes
US7744760B2 (en) Method and apparatus for desalination
US10214433B2 (en) Brine treatment scaling control system and method
US5376250A (en) Method of producing water having a reduced salt content
JPH08108184A (ja) 水処理システム
JP3695338B2 (ja) 脱イオン水の製造方法
JP2001191080A (ja) 電気脱イオン装置及びそれを用いた電気脱イオン化処理方法
JPH10323673A (ja) 脱イオン水製造方法
CN101671070A (zh) 含有保护水流的电去离子方法与装置
JPH06296966A (ja) 脱炭酸装置、及び同装置を組込んだ純水製造装置
JP3647505B2 (ja) 電解生成水の製造方法および製造装置
JP3951816B2 (ja) 電気再生式脱イオン水製造方法
JP2004290894A (ja) 海洋深層水脱塩処理システム
UA96368C2 (uk) Спосіб переробки кислого борвмісного регенераційного розчину
RU2001111863A (ru) Способ и устройство для предотвращения образования накипи в блоках электродеионизации

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160505

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Asahi Kasei Kogyo K. K.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Asahi Kasei Chemical K. K.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120829

Termination date: 20210114