CN104507873B - 脱盐处理装置以及脱盐处理装置的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种脱盐处理装置以及脱盐处理装置的运行方法。本发明的脱盐处理装置(1)具备静电脱盐处理部(10、60)，在再生工序之前的脱盐工序，在根据脱盐部(4)的保有水量与供给水流量来推导出的期间，向供给水中投入防垢剂，在经过规定时间之后或者达到规定的离子浓度之后，停止防垢剂的投入。本发明的脱盐处理装置(1)在静电脱盐处理部(10)的停止时向供给水中投入防垢剂，在经过规定时间之后或者达到规定的离子浓度之后，停止防垢剂的投入。或者，在静电脱盐处理部(30、60)的停止时，将基于脱盐部(4)的保有水量的量的低离子浓度水输送到静电脱盐处理部(30、60)。由此，可靠地防止静电脱盐处理装置内的水垢的析出。

Description

脱盐处理装置以及脱盐处理装置的运行方法
技术领域
本发明涉及脱盐处理装置及其运行方法。
背景技术
对来自工厂的工业排水，实施重金属成分、浮游粒子等的除去、基于微生物的有机物的分解除去等净化处理。在工业用水的确保困难的场所，被净化处理的处理水被再利用为工业用水。在该情况下，在重金属成分、浮游粒子、有机物等被除去之后，实施对包含在排水中的离子成分进行除去的脱盐处理。
此外，在利用河水、地下水时，在由于盐分多而导致存在障碍的情况下，实施对包含在水中的离子成分进行除去的脱盐处理。
作为脱盐处理装置，已知反渗透膜式脱盐装置、静电脱盐处理装置(例如专利文献1)等。
反渗透膜式脱盐装置在内部具有反渗透膜(RO膜)。若包含离子的水流入反渗透膜式脱盐装置，则反渗透膜(RO膜)仅使水透过。透过了反渗透膜的水(处理水)被再利用为工业用水等。在反渗透膜的上游侧，成为不能通过反渗透膜的离子被浓缩了的水(浓缩水)。该浓缩水被从反渗透膜式脱盐装置排出，从而被排出到水处理装置1的系统外。若处理水相对于流入水的比例变高，则浓缩水的水垢成分浓度成为饱和溶解度以上，产生水垢。
在专利文献1中所述的静电脱盐处理装置中，首先，在一对电极之间施加相反极性的电压。若以该状态使被处理液在电极之间流通，则离子成分被吸附在电极(脱盐工序)。若即使电极的离子吸附性能接近饱和状态，还将电极短路或者施加与离子吸附时相反的电压，则吸附的离子成分从电极脱离。在与离子成分的脱离同时或者脱离后，使被处理液或者离子浓度比被处理液低的液体在电极间流通，从电极间除去离子并将离子成分排出(成分回收工序(再生工序))。然后，反复脱盐工序与再生工序而得到处理水(脱盐水)。
在被处理水(排水、河水、地下水等)中，作为盐分，包含碳酸钙(CaCO3)、石膏(CaSO4)、氟化钙(CaF2)。若超过饱和溶解度，则这些作为结晶性的固形成分(水垢)而析出。例如，若在pH7.3下包含碳酸钙275mg/l，则由于超过饱和溶解度，水垢析出。但是，即使调制该溶液，10分钟后水垢不析出，也会在1天后析出。
在反渗透膜式脱盐装置中，为了通过膜来连续地除去离子成分，则由于高的水回收率的运行，导致浓缩水侧的离子浓度总是较高，长时间(1天以上)保持在饱和溶解度以上，因此水垢析出。
另一方面，在静电脱盐处理装置中，在再生工序中，由于离子从电极脱离，导致在电极间存在浓缩水。若再生工序为10分钟以内，则在水垢析出之前开始脱盐工序。由于脱盐工序开始，导致电极间的水中的离子浓度小于饱和溶解度，因此水垢析出被防止。由于该特性，专利文献1所述的静电脱盐处理装置与反渗透膜式脱盐装置相比，在得到高的水回收率(能够再利用的水的回收率)这方面是有利的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4090635号公报(权利要求书，第0019～0023段)
发明内容
-发明要解决的课题-
由于若处理水(脱盐水)量相对于向静电脱盐处理装置的供给水量的比例变高，则包含在供给水中的离子的大部分被包含在浓缩水中，因此浓缩水的离子浓度变高。在为超过饱和溶解度的离子浓度的情况下，离子浓度越高，越短时间产生水垢。例如，在pH6.2下，氟浓度为18.5mg/l，钙浓度为675mg/l的水溶液中，虽然水垢未在10分钟后析出，但在1天之后析出。但是，在pH6.2下，氟浓度为37mg/l，钙浓度为1350mg/l的水溶液中，水垢在10分钟以内析出。
此外，在基于上述静电脱盐处理装置的水处理中，虽然在再生工序结束时刻，浓缩水的各种离子浓度平均降低为小于饱和溶解度，但在脱盐处理装置内部，为了浓度一致性，存在仍然超过饱和溶解度的位置。通常，由于在再生工序结束后立即再次开始脱盐工序，因此超过饱和溶解度的位置由于脱盐工序开始，立刻恢复为小于饱和溶解度。但是，在向静电脱盐处理装置的供给水量为规定值以下的情况下，或者在处理水量达到规定值，不需要制造处理水等情况下，未再次开始脱盐工序。在这种情况下，由于离子浓度超过饱和浓度的浓缩水长时间滞留在电极间，因此水垢析出。
由于析出的水垢，导致静电脱盐处理装置的内部流通路(流路)被关闭，被处理液不能以规定的流量流通。因此，需要即使在生成离子被高度浓缩的浓缩水的情况下，水垢也不会析出。
本发明的目的在于，在具有静电脱盐处理装置的脱盐处理装置中，可靠地防止静电脱盐处理装置内的水垢的析出。
-解决课题的手段-
本发明的第1方式是一种脱盐处理装置，包含：脱盐部，其具备静电脱盐处理部，该静电脱盐处理部包含：相互相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间并且能够流通包含离子的供给水的流路、以及被设置在各个所述电极的所述流路侧的离子交换膜；投入部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，并向所述供给水投入防垢剂；和控制部，所述控制部包含再生时控制部以及停止时控制部的至少一方，其中，所述再生时控制部在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流速来决定的期间使来自所述投入部的所述防垢剂的投入开始，并且在从所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，所述停止时控制部在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂，并且在从所述静电脱盐处理部的停止时的所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止。
本发明的第2方式是一种第1方式的脱盐处理装置的运行方法，包含：脱盐工序，在针对一对对置的电极而使一方电极带正电、使另一方电极带负电的状态下，使包含离子的供给水通过所述电极之间，从而使负离子吸附在所述一方电极，使正离子吸附在所述另一方电极，从所述供给水中除去所述离子；再生工序，在使所述一方电极带负电、使所述另一方电极带正电的状态下，使所述供给水通过所述电极之间，从而使所述负离子从所述一方电极脱离并释放到所述供给水中，使所述正离子从所述另一方电极脱离并释放到所述供给水中，来再生所述电极；和添加工序，向所述供给水中添加防垢剂，所述添加工序包含再生时添加工序以及停止时添加工序的至少一方，所述再生时添加工序包含：第1投入工序，该第1投入工序在所述脱盐工序的期间内，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流速来决定的期间向所述供给水中投入所述防垢剂；和第1投入停止工序，该第1投入停止工序在从所述第1投入工序的开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，停止所述防垢剂的投入，所述停止时添加工序包含：第2投入工序，该第2投入工序在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂；和第2投入停止工序，该第2投入停止工序在从所述第2投入工序的开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止。
在上述方式中，基于静电脱盐处理部的保有水量与供给水流量来决定在脱盐工序中投入防垢剂的期间。通过在脱盐工序中向供给水投入防垢剂，从而能够防止在脱盐工序之后的再生工序中，水垢从静电脱盐处理部内的浓缩水析出。此外，在上述方式中，通过在静电脱盐处理部停止时投入防垢剂，从而能够防止由于局部超过饱和溶解度的状态长时间持续而导致的水垢析出。
进一步地，在上述方式中，由于在静电脱盐处理部内的离子浓度降低时进行防垢剂的投入的停止，因此能够减少防垢剂的使用量，并能够减少运行成本。
本发明的第3方式是脱盐处理装置，包含：脱盐部，其具备静电脱盐处理部，该静电脱盐处理部包含：相互相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间并且能够流通包含离子的供给水的流路、以及被设置在各个所述电极的所述流路侧的离子交换膜；低离子浓度水供给部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，向所述静电脱盐处理部输送离子浓度比所述供给水低的低离子浓度水；和控制部，所述控制部具有停止时控制部，该停止时控制部从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部。
本发明的第4方式是一种第3方式的脱盐处理装置的运行方法，包含：脱盐工序，在针对一对对置的电极而使一方电极带正电、使另一方电极带负电的状态下，使包含离子的供给水通过所述电极之间，从而使负离子吸附在所述一方电极，使正离子吸附在所述另一方电极，从所述供给水中除去所述离子；再生工序，在使所述一方电极带负电、使所述另一方电极带正电的状态下，使所述供给水通过所述电极之间，从而使所述负离子从所述一方电极脱离并释放到所述供给水中，使所述正离子从所述另一方电极脱离并释放到所述供给水中，来再生所述电极；和低离子浓度水输送工序，从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部。
在上述方式中，由于在静电脱盐处理部的停止时，将静电脱盐处理部内的浓缩水与低离子浓度水置换，因此静电脱盐处理部内的离子浓度变得比饱和浓度低。其结果，防止水垢的析出。此外，在上述方式中，由于在再起动时不需要排出静电脱盐处理部内的防垢剂等，故能够迅速地进行再起动，因此是有利的。
本发明的第5方式是一种脱盐处理装置，包含：脱盐部，其具备静电脱盐处理部，该静电脱盐处理部包含：相互相反性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间并且能够流通包含离子的供给水的流路、以及被设置在各个所述电极的所述流路侧的离子交换膜；投入部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，并向所述供给水投入防垢剂；低离子浓度水供给部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，向所述静电脱盐处理部输送离子浓度比所述供给水低的低离子浓度水；和控制部，所述控制部包含：再生时控制部以及停止时投入部控制部的一方或者两方、和低离子浓度水供给部控制部，所述再生时控制部在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流速来决定的期间使来自所述投入部的所述防垢剂的投入开始，并且在从所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，所述停止时投入部控制部在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂，并且在从所述静电脱盐处理部的停止时的所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，所述低离子浓度水供给部控制部从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部。
本发明是第6方式是一种第5方式的脱盐处理装置的运行方法，包含：脱盐工序，在针对一对对置的电极而使一方电极带正电、使另一方电极带负电的状态下，使包含离子的供给水通过所述电极之间，从而使负离子吸附在所述一方电极，使正离子吸附在所述另一方电极，从所述供给水中除去所述离子；再生工序，在使所述一方电极带负电、使所述另一方电极带正电的状态下，使所述供给水通过所述电极之间，从而使所述负离子从所述一方电极脱离并释放到所述供给水中，使所述正离子从所述另一方电极脱离并释放到所述供给水中，来再生所述电极；添加工序，向所述供给水中添加防垢剂；和低离子浓度水输送工序，从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部，所述添加工序包含再生时添加工序以及停止时添加工序的至少一方，所述再生时添加工序包含：第1投入工序，该第1投入工序在所述脱盐工序之间，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流速来决定的期间，向所述供给水中投入所述防垢剂；和第1投入停止工序，该第1投入停止工序在从所述第1投入工序的开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，停止所述防垢剂的投入；所述停止时添加工序包含：第2投入工序，该第2投入工序在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂；和第2投入停止工序，该第2投入停止工序在从所述第2投入工序的开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止。
在上述方式中，基于静电脱盐处理部的保有水量与供给水流量来决定在脱盐工序中投入防垢剂的期间，通过在脱盐工序中向供给水投入防垢剂，从而能够防止在再生工序中水垢从静电脱盐处理部内的浓缩水析出，并且能够减少防垢剂的使用量。进一步地，由于在静电脱盐处理部的停止时，将静电脱盐处理部内的浓缩水置换为低离子浓度水，静电脱盐处理部内的离子浓度变得比饱和浓度低，因此水垢的析出被防止。
此外，在上述方式中，由于在停止时不向供给水中投入防垢剂，因此在再起动时不需要排出静电脱盐处理部内的防垢剂等，能够迅速地进行再起动。
在第1方式或者第5方式中，在通过所述静电脱盐处理部来进行脱盐的期间内，所述防垢剂被投入的期间优选被设为相当于所述保有水量的0倍至3倍的范围内的时间。
在第2方式或者第6方式中，在所述脱盐工序中投入所述防垢剂的期间优选被设为相当于所述保有水量的0倍至3倍的范围内的时间。
由此，由于在开始再生工序时，足够量的防垢剂被供给到静电脱盐处理部内，因此能够可靠地防止水垢析出。特别地，由于若在相当于保有水量的0～1倍的期间投入防垢剂，则能够抑制水垢析出，并且能够防止防垢剂大量混入处理水中，因此更加优选。
在第3方式或者第5方式中，优选被输送到所述静电脱盐处理部的所述低离子浓度水被设为相当于所述保有水量的3倍以上的量。
在第4方式或者第6方式中，优选相当于所述保有水量的3倍以上的量的所述低离子浓度水被输送。
由此，静电脱盐处理部内的浓缩水被充分地与低离子浓度水置换。其结果，静电脱盐处理部内的水中的离子浓度变得比饱和浓度低，水垢产生被防止。
-发明效果-
在本发明中，由于在脱盐工序中，在考虑了保有水量与供给水流量的期间投入防垢剂，因此能够可靠地防止再生工序中的水垢析出。
此外在本发明中，通过在停止时投入防垢剂，或者将静电脱盐处理部中的浓缩水置换为低离子浓度水，从而能够可靠地防止在停止时水垢析出。
附图说明
图1是脱盐处理装置的框图。
图2是静电脱盐处理部的示意图。
图3是第1实施方式的脱盐部的示意图。
图4是第1实施方式的脱盐处理装置的运行方法的时序图。
图5是第2实施方式的脱盐部的示意图。
图6是第3实施方式的脱盐部的示意图。
具体实施方式
图1中表示脱盐处理装置的框图。脱盐处理装置1从上游侧起具备前处理部2、生物处理部3以及脱盐部4。
前处理部2接受河水或来自工厂的排水等供给水，除去供给水中的油分、重金属类、浮游粒子等。在这些物质的含有量少的情况下，可以省略前处理部2。
生物处理部3利用微生物对通过前处理部2处理了的供给水中的有机物进行分解处理。生物处理部3是使用了膜分离活性污泥法的处理装置(MBR：Membrane Bio-Reactor)、使用了生物膜法的处理装置(BFR：Bio-Film Reactor)、组合了曝气槽与沉淀槽的结构等。生物处理部3也可以是组合了MBR与BFR的结构。在是组合了曝气槽与沉淀槽的结构的情况下，为了防止脱盐部4的脱盐装置出的闭塞，在沉淀槽的后面设置过滤器等滤过装置。在供给水中的有机物量少的情况下，可以省略生物处理部3。
MBR将具有0.1μm左右的孔的膜浸渍在生物反应槽中的供给水。生物反应槽中的供给水中存在微生物，微生物将供给水中的有机物分解。对生物反应槽中的污泥处理起作用的微生物最小为0.25μm左右。因此，生物反应槽中的供给水通过上述膜被固液分离为供给水与微生物，并且只有供给水从MBR排出。
在BFR中，在表面形成有微生物的膜的支撑体被设置在内部。在支撑体表面的微生物与供给水接触时，微生物对供给水中的有机物进行分解处理。
在是组合了MBR与BFR的结构的情况下，根据供给水中的有机物量(COD)，控制MBR以及BFR的运行。例如，在供给水中的COD低的情况下，仅运行MBR。在COD的变动变大的情况下，使BFR与MBR并行地运转。
脱盐部4具备静电脱盐处理部。图2是静电脱盐处理部的示意图。静电脱盐处理部10具备一对对置的多孔质电极11、13和供给水能够流过电极之间的流路15。在多孔质电极11的流路侧面设置有阴离子交换膜12，在多孔质电极13的流路侧面设置有阳离子交换膜14。
<第1实施方式>
图3是对第1实施方式的脱盐处理装置的结构进行说明的示意图。
第1实施方式的脱盐处理装置在静电脱盐处理部10的上游侧具备投入部20，在静电脱盐处理部10的下游侧具备排出路22和控制部25。
排出路22在路径的中途被分支为处理水排出路23和浓缩水排出路24。在处理水排出路23以及浓缩水排出路24分别设置阀V1、V2。在图3中，点P1与阀V1、V2之间被定义为脱盐部4。
在图3中，投入部20由罐21与阀V3构成。另外，投入部20也可以取代阀，而采用配置有泵的结构，或者，同时采用泵与阀的结构。在罐21内储藏防垢剂。防垢剂是磺酸系防垢剂(例如，Ondeo Nalco Company制，商品名：PC191，Kimic Chemitech(s)PTE LTD制，商品名：Kimic SI)。
投入部20在静电脱盐处理部10的上游侧，与供给水流通的配管连接。投入部20在P1处，与供给水流通的配管连接。从防垢剂投入量减少的观点来看，防垢剂的投入位置(P1的位置)优选为静电脱盐处理部的附近。
在排出路22设置有测量部26。测量部26对从静电脱盐处理部排出的水的导电系数进行测量，根据测量出的导电系数来获得离子浓度。
控制部25例如是计算机。控制部25与静电脱盐处理部10以及阀V1～V3连接。
控制部25包含处理控制部。控制部25包含再生时控制部以及停止时控制部的一方或者两方。处理控制部实施静电脱盐处理部10的脱盐工序与再生工序的切换。再生时控制部在静电脱盐处理部10的再生时控制阀V3的开闭。停止时控制部在静电脱盐处理部10的停止时控制阀V3的开闭。
下面对运行第1实施方式的脱盐处理装置的方法进行说明。
图4是第1实施方式的脱盐处理装置的运行方法的时序图。
(脱盐工序)
控制部25的处理控制部按照多孔质电极11为正，多孔质电极13为负的方式，向各电极11、13施加电压。在图4中将上述的通电状态称为“正”。控制部25的处理控制部开放阀V1，并且关闭阀V2。
包含离子的供给水流入多孔质电极11、13被通电了的静电脱盐处理部10。若包含离子的供给水通过多孔质电极11、13之间的流路15，则供给水中的负离子透过阴离子交换膜12并吸附在多孔质电极11，正离子透过阳离子交换膜14并吸附在多孔质电极13。由此，离子被从供给水中除去。
被除去了离子的供给水作为处理水，从静电脱盐处理部10排出，通过处理水排出路23，并被排出到脱盐处理装置的系统外。
(再生工序)
在实施了规定时间的脱盐工序之后，控制部25的处理控制部执行再生工序。
控制部25的处理控制部按照多孔质电极11为负，多孔质电极13为正的方式，向各电极11、13施加电压。也就是说，控制部25的处理控制部使电极为相反的通电状态。控制部25的处理控制部在使电极11、13的通电状态相反的同时，关闭阀V1并且开放阀V2。
在脱盐工序中吸附的离子从多孔质电极11、13脱离，并返回到流路15。向流路15提供供给水或者从图3中未图示的系统提供清洁的水(清水)，与被释放到流路15的离子一起从静电脱盐处理部10排出。从静电脱盐处理部10排出的水作为浓缩水，通过浓缩水排出路24，被排出到脱盐处理装置的系统外。
在控制部25的处理控制部中保存有实施脱盐工序的期间t1以及实施再生工序的期间t2。期间t1以及t2的值由排水中包含的离子浓度与多孔质电极的离子吸附容量决定。为了高效地反复离子的吸附与脱离，优选实施脱盐工序的期间t1为1分钟至10分钟之间的值，实施再生工序的期间t2为1分钟至5分钟之间。处理控制部基于被保存的t1以及t2，来以规定时间实施脱盐工序以及再生工序。
(再生时添加工序)
(第1投入工序)
在本实施方式中，控制部25的再生控制部开放阀V3，从投入部20将防垢剂投入到供给水中。优选在再生工序中，规定量的防垢剂存在于静电脱盐处理部10的流路。从该观点来看，第1投入工序在再生工序开始之前的脱盐工序开始，在再生工序中也继续。
再生控制部使阀V3开放的期间是基于脱盐部4的保有水量与流通静电脱盐处理部10的供给水的流速而决定的。所谓脱盐部4的保有水量，被定义为脱盐部4(从P1到V1、V2之间)的容量。
作为供给水的流通状况，考虑有层流和乱流。在供给水稳定地流通，为层流状态的情况下，在任意的时间流入静电脱盐处理部10的供给水维持着恒定的液面并流通静电脱盐处理部10。因此，若使相当于保有水量的1倍的量流通静电脱盐处理部10，则在通过保有水量/供给水流量而推导出的时间，静电脱盐处理部10内的水被置换。
若供给水的流量到达某一区域，则成为乱流状态。在乱流的情况下，由于供给水被激烈地搅拌着流通，因此即使使相当于保有水量的1倍的量流入静电脱盐处理部10，供给水也不被充分地置换。为了静电脱盐处理部10内的供给水大约90％被置换，需要使相当于保有水量的3倍的量的供给水流入静电脱盐处理部10。
由于以上情况，因此为了在再生开始时使静电脱盐处理部10内存在足够量的防垢剂，则开始向供给水中投入防垢剂的期间，是相当于保有水量的1倍以上3倍以下的时间。
在本实施方式中，更优选抑制再生工序中的水垢析出，并防止防垢剂混入处理水。
在如上述那样层流的情况下，由于在通过保有水量/供给水流量而推导出的时间，静电脱盐处理部10内的水被置换，因此若仅在比再生开始时间提前相当于比保有水量的1倍小的量的时间，将防垢剂投入供给水中，则在阀V1的关闭时，防垢剂未到达阀V1。
在乱流的情况下，若仅在比再生开始时间提前相当于比保有水量的0.8倍小的量的时间，将防垢剂投入供给水中，则能够防止在阀V1的关闭时，防垢剂流到阀V1的下游侧。
由于以上情况，因此在本实施方式中，在脱盐工序中投入防垢剂的期间ta由式(1)决定。
ta＝mW/Q...(1)
m：系数(0≤m≤3)
W：保有水量(m3)
Q：供给水流量(m3/h)
在式(1)中，系数m＝0时(保有水量0倍时)，ta＝0，表示与脱盐处理结束(再生工序的开始)同时地将防垢剂投入供给水中。
通过上述求出的时间ta被保存在控制部25的再生时控制部。再生时控制部根据存储在处理控制部中的脱盐工序的期间t1与时间ta，决定开放阀V3的时间。
控制部25的再生时控制部在上述决定出的阀V3的开放时间，开放阀V3。由此，防垢剂被从投入部20投入到供给水中。
(第1投入停止工序)
控制部25的再生控制部使阀V3关闭的时期是基于通过了静电脱盐处理部10的排出水(浓缩水)中的离子浓度来决定的。作为基于离子浓度来进行阀V3的关闭的方法，具有：通过测量部26来监视浓缩水中的离子浓度并且对控制部25的再生时控制部进行阀V3的关闭的时期进行判断的方法、和预先获取浓缩水中的离子浓度达到规定值为止的时间，在经过了所获取的时间时，控制部25的再生时控制部进行阀V3的关闭的方法。
在前者的方法中，通过测量部26而获取到的浓缩水中的离子浓度的信息被发送到控制部25的再生时控制部。在排出水中的离子浓度为作为处理水允许的离子浓度以下时，控制部25的再生时控制部关闭阀V3。
在后者的方法中，基于装置的试运行时的试验结果、运行数据等，获取从再生工序开始时起排出水中的离子浓度为作为处理水允许的离子浓度以下的时间，并保存在控制部25的再生时控制部。控制部25的再生时控制部在从再生工序开始时其经过了上述规定的时间时，关闭阀V3。由此，停止从投入部20向供给水中的防垢剂的投入。
(停止时添加工序)
(第2投入工序)
在向静电脱盐处理装置的供给水量为规定值以下的情况下、处理水量达到规定值的情况下，控制部25的处理控制部使向静电脱盐处理部10提供供给水的供给水泵(不图示)与静电脱盐处理部10停止。
从静电脱盐处理停止起，控制部25的停止时控制部关闭阀V1，开放阀V2。与此同时地，控制部25的停止时控制部开放阀V3，投入部20将防垢剂投入供给水中。若从静电脱盐处理停止起经过一定时间，则水垢产生的可能性变高。因此，上述的阀开闭在从静电脱盐处理部10的停止起，到水垢析出未产生的时间为止之间被实施。水垢未析出的时间根据供给水中的离子浓度而不同，通过另外进行的试验来预先获取。
(第2投入停止工序)
到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部10内部整体为止的时间，是通过试运行时等的数据收集来预先获取的。到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部10内部整体为止的时间，被保存在控制部25的停止时控制部。
在从防垢剂投入时刻起，经过了上述被保存的到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部10内部整体为止的时间之后，停止时控制部关闭阀V1以及阀V3。
在本实施方式的脱盐处理装置的运行方法中，可以实施再生时添加工序与停止时添加工序的任意一个，也可以实施再生时添加工序以及停止时添加工序两者。
<第2实施方式>
图5是对第2实施方式的脱盐处理装置的结构进行说明的示意图。
第2实施方式的脱盐处理装置在静电脱盐处理部30的上游侧，具备低离子浓度水供给部50，在静电脱盐处理部30的下游侧具备排出路42和控制部45。
第2实施方式的静电脱盐处理部30是与图2相同的结构。
在静电脱盐处理部30的上游侧设置阀V11。在处理水排出路43以及浓缩水排出路44分别设置阀V12、V13。在图5中，阀V11与阀V12、V13之间被定义为脱盐部4。
低离子浓度水供给部50在阀V11的下游侧与供给水流通的配管连接。低离子浓度水供给部50由罐51与阀V14构成。另外，低离子浓度水供给部50也可以取代阀，而采用配置泵的结构，或者是同时采用泵与阀的结构。
在罐51内，储藏离子浓度比供给水低的水(低离子浓度水)。低离子浓度水例如是离子交换水、静电脱盐处理后的处理水或者反渗透膜式脱盐装置的透过水。在将静电脱盐处理后的处理水利用为低离子浓度水的情况下，设置将处理水排出路43与罐51连接的配管(不图示)。
控制部45例如是计算机。控制部45与静电脱盐处理部30以及阀V11～V14连接。
控制部45包含处理控制部以及停止时控制部。处理控制部实施静电脱盐处理部30的脱盐工序与再生工序的切换。在处理控制部中，保存有实施脱盐工序的期间t1以及实施再生工序的期间t2。停止时控制部在静电脱盐处理部30的停止时，控制阀V11、V12、V13、V14的开闭。
下面对运行第2实施方式的脱盐处理装置的方法进行说明。
(脱盐工序)
在脱盐工序开始时，控制部45的处理控制部开放阀V11，关闭阀V14。
控制部45的处理控制部与第1实施方式同样地，向静电脱盐处理部30的各电极施加电压。控制部45的处理控制部开放阀V12，并且关闭阀V13。由此，实施与第1实施方式同样的脱盐工序。
(再生工序)
控制部45的处理控制部与第1实施方式同样地，向静电脱盐处理部30的各电极施加与脱盐工序相反的电压。控制部45的处理控制部关闭阀V12并且开放阀V13。由此，实施与第1实施方式同样的再生工序。
(低离子浓度水输送工序)
在向静电脱盐处理装置的供给水量为规定值以下的情况下、在处理水量达到规定值的情况下，控制部45的处理控制部使供给水泵与静电脱盐处理部30停止。
从静电脱盐处理停止起，控制部45的停止时控制部关闭阀V11、V12，开放阀V13、V14。若从静电脱盐处理停止起经过一定时间，则水垢产生的可能性变高。因此，上述的阀开闭在从静电脱盐处理部30的停止起，到水垢析出未产生的时间为止之间被实施。水垢未析出的时间根据供给水中的离子浓度而不同，通过另外进行的试验来预先获取。通过阀V14被开放，从而低离子浓度水供给部50向静电脱盐处理部30输送低离子浓度水。滞留在静电脱盐处理部30的电极间的流路的高离子浓度的浓缩水与低离子浓度水置换并被排出静电脱盐处理部30。其结果，流路内的水中的离子浓度降低，水垢析出被防止。
在本实施方式中，为了将流路内的浓缩水与低离子浓度水充分地置换，使流路内的水中的离子浓度比饱和浓度更减少，优选从低离子浓度水供给部50供给的低离子浓度水为脱盐部4的保有水量的3倍以上。
若规定量的低离子浓度水被从低离子浓度水供给部50输送到静电脱盐处理部30，则控制部45的停止时控制部关闭阀V14。
<第3实施方式>
图6是对第3实施方式的脱盐处理装置的结构进行说明的示意图。
第3实施方式的脱盐处理装置在静电脱盐处理部60的上游侧，具备投入部70和低离子浓度水供给部80。此外，脱盐处理装置在静电脱盐处理部60的下游侧，具备排出路72。排出路72在路径的中途被分支为处理水排出路73与浓缩水排出路74。
第3实施方式的静电脱盐处理部60是与图2相同的结构。
在静电脱盐处理部60的上游侧设置阀V21。在处理水排出路73以及浓缩水排出路74分别设置阀V22、V23。阀V21与阀V22、V23之间被定义为脱盐部4。
投入部70与第1实施方式同样地，由罐71与阀V24构成。投入部70在静电脱盐处理部60的上游侧附近，与供给水流通的配管连接。
低离子浓度水供给部80与第2实施方式同样地，由罐81和阀V25构成。低离子浓度水供给部80在阀V21的下游侧，与供给水流通的配管连接。
虽然供给水的流通方向上的投入部70以及低离子浓度水供给部80的设置位置关系并未被特别限制，但从削减防垢剂投入量的观点出发，优选投入部70的连接位置接近于静电脱盐处理部60。
在排出路72设置测量部76。测量部76与第1实施方式同样地，测量排出水的导电系数，并根据测量出的导电系数，获取离子浓度。
控制部75例如是计算机。控制部75与静电脱盐处理部60以及阀V21～V25连接。
控制部75具备处理控制部、再生时控制部以及停止时控制部。处理控制部实施静电脱盐处理部60的脱盐工序与再生工序的切换。在处理控制部，保存有实施脱盐工序的期间t1以及实施再生工序的期间t2。再生时控制部在静电脱盐处理部60的再生时，控制阀V24的开闭。停止时控制部具备：在静电脱盐处理部60的停止时，控制阀V21、V22、V23的开闭的第1停止时控制部、控制阀V24的开闭的第2停止时控制部(停止时投入部控制部)、和控制阀V25的开闭的第3停止时控制部(低离子浓度水供给部控制部)。其中，在本实施方式中，存在具备再生时控制部以及第2停止时控制部的任意一者的情况。
下面对运行第3实施方式的脱盐处理装置的方法进行说明。
(脱盐工序)
在脱盐工序开始时，控制部75开放阀V21，并关闭阀V24、V25。
控制部75的处理控制部与第1实施方式同样地，向静电脱盐处理部60的各电极施加电压。控制部75的处理控制部开放阀V22，并且关闭阀V23。由此，实施与第1实施方式同样的脱盐工序。
(再生工序)
控制部75的处理控制部与第1实施方式同样地，向静电脱盐处理部60的各电极施加与脱盐工序相反的电压。控制部75的处理控制部关闭阀V22并且开放阀V23。由此，实施与第1实施方式同样的再生工序。
(再生时添加工序)
(第1投入工序)
在本实施方式中，控制部75的再生时控制部与第1实施方式同样地，基于图4所示的时序图，实施来自投入部70的防垢剂投入的控制。也就是说，控制部75的再生时控制部开放阀V24，以使得在根据保有水量和供给水流量推导出的期间ta，在脱盐工序中投入防垢剂。由此，防垢剂被从投入部70投入到供给水中。在本实施方式中，也为了在再生开始时使静电脱盐处理部60内存在足够量的防垢剂，因此开始防垢剂向供给水中的投入的期间，是相当于保有水量的0倍以上3倍以下的时间。
(第1投入停止工序)
控制部75的再生时控制部与第1实施方式同样地，在从测量部76向控制部75的再生时控制部发送的离子浓度为规定值以下时，关闭阀V24。或者，控制部75的再生时控制部与第1实施方式同样地，在从再生工序开始时起经过上述规定的时间后，关闭阀V24。通过阀V24的关闭，来自投入部70的防垢剂的投入被停止。
(停止时处理工序)
在向静电脱盐处理装置的供给水量为规定值以下的情况下、在处理水量达到规定值的情况下，控制部75的处理控制部使向静电脱盐处理部60提供供给水的供给水泵(不图示)与静电脱盐处理部60停止。
停止时处理工序包含：进行防垢剂的投入控制的工序(第2投入工序，第2投入停止工序)、和低离子浓度水输送工序。
从静电脱盐处理停止起，控制部75的第1停止时控制部关闭阀V21、V22，并开放阀V23。
(停止时添加工序)
(第2投入工序)
控制部75的第2停止时控制部开放阀V24。与第1实施方式同样地，投入部70将防垢剂投入到供给水中。由此，静电脱盐处理部60内部由包含防垢剂的水充满。
(第2投入停止工序)
到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部60内部整体为止的时间，是通过试运行时等的数据收集来预先获取的。到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部60内部整体为止的时间被保存在控制部75的第2停止时控制部。
控制部75的第2停止时控制部在从防垢剂投入时刻(静电脱盐处理部60停止的时刻)起，经过了上述被保存的到防垢剂充分地遍及静电脱盐处理部60内部整体为止的时间之后，关闭阀V24。
(低离子浓度水输送工序)
控制部75的第3停止时控制部开放阀V25。由此，与第2实施方式同样地，低离子浓度水供给部80向静电脱盐处理部60输送低离子浓度水。滞留在静电脱盐处理部60的流路的高离子浓度的浓缩水与低离子浓度水置换并被从静电脱盐处理部60排出。其结果，流路内的水中的离子浓度降低。
在本实施方式中，也优选从低离子浓度水供给部80供给的低离子浓度水是脱盐部4的保有水量的3倍以上。
若规定量的低离子浓度水被从低离子浓度水供给部80输送到静电脱盐处理部60，则控制部75的第3停止时控制部关闭阀V25。
在本实施方式的排水脱盐处理装置的运行方法中，可以实施再生时添加工序与停止时添加工序的任意一个，也可以实施再生时添加工序以及停止时添加工序两者。
-符号说明-
1 脱盐处理装置
2 前处理部
3 生物处理部
4 脱盐部
10、30、60 静电脱盐处理部
11、13 多孔质电极
12 阴离子交换膜
14 阳离子交换膜
15 流路
20、70 投入部
21、51、71、81 罐
22、42、72 排出路
23、43、73 处理水排出路
24、44、74 浓缩水排出路
25、45、75 控制部
26、76 测量部
50、80 低离子浓度水供给部

Claims (4)

1.一种脱盐处理装置，包含：
脱盐部，其具备静电脱盐处理部，该静电脱盐处理部包含：相互相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间并且能够流通包含离子的供给水的流路、以及被设置在各个所述电极的所述流路侧的离子交换膜；
投入部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，并向所述供给水投入防垢剂；和
控制部，
所述控制部包含再生时控制部以及停止时控制部的至少一方，其中，
所述再生时控制部在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内或者与所述静电脱盐处理部内的脱盐处理结束同时地，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流量来决定的期间使来自所述投入部的所述防垢剂的投入开始，并且在从所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
所述停止时控制部在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂，并且在从所述静电脱盐处理部的停止时的所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内，所述防垢剂被投入的期间ta由下式(1)来决定，且被设为相当于所述保有水量的1倍至3倍的范围内的时间：
ta＝mW/Q...(1)
其中，m：系数，1≤m≤3，
W：保有水量，其单位为m3；
Q：供给水流量，其单位为m3/h。
2.一种脱盐处理装置，包含：
脱盐部，其具备静电脱盐处理部，该静电脱盐处理部包含：相互相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间并且能够流通包含离子的供给水的流路、以及被设置在各个所述电极的所述流路侧的离子交换膜；
投入部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，并向所述供给水投入防垢剂；
低离子浓度水供给部，其在所述静电脱盐处理部的上游侧，与所述供给水流通的配管连接，向所述静电脱盐处理部输送离子浓度比所述供给水低的低离子浓度水；和
控制部，
所述控制部包含：再生时控制部以及停止时投入部控制部的一方或者两方、和低离子浓度水供给部控制部，
所述再生时控制部在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内或者与所述静电脱盐处理部内的脱盐处理结束同时地，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流量来决定的期间使来自所述投入部的所述防垢剂的投入开始，并且在从所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
所述停止时投入部控制部在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂，并且在从所述静电脱盐处理部的停止时的所述防垢剂的投入开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
所述低离子浓度水供给部控制部从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部，
在通过所述静电脱盐处理部进行脱盐的期间内，所述防垢剂被投入的期间ta由下式(1)来决定，且被设为相当于所述保有水量的1倍至3倍的范围内的时间：
ta＝mW/Q...(1)
其中，m：系数，1≤m≤3，
W：保有水量，其单位为m3；
Q：供给水流量，其单位为m3/h。
3.一种脱盐处理装置的运行方法，其是权利要求1所述的脱盐处理装置的运行方法，包含：
脱盐工序，在针对一对对置的电极而使一方电极带正电、使另一方电极带负电的状态下，使包含离子的供给水通过所述电极之间，从而使负离子吸附在所述一方电极，使正离子吸附在所述另一方电极，从所述供给水中除去所述离子；
再生工序，在使所述一方电极带负电、使所述另一方电极带正电的状态下，使所述供给水通过所述电极之间，从而使所述负离子从所述一方电极脱离并释放到所述供给水中，使所述正离子从所述另一方电极脱离并释放到所述供给水中，来再生所述电极；和
添加工序，向所述供给水中添加防垢剂，
所述添加工序包含再生时添加工序以及停止时添加工序的至少一方，
所述再生时添加工序包含：
第1投入工序，该第1投入工序在所述脱盐工序的期间内或者与所述脱盐工序中的脱盐处理结束同时地，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流量来决定的期间向所述供给水中投入所述防垢剂；和
第1投入停止工序，该第1投入停止工序在从所述第1投入工序的开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，停止所述防垢剂的投入，
所述停止时添加工序包含：
第2投入工序，该第2投入工序在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂；和
第2投入停止工序，该第2投入停止工序在从所述第2投入工序的开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
在所述脱盐工序中投入所述防垢剂的期间ta由下式(1)来决定，且被设为相当于所述保有水量的1倍至3倍的范围内的时间：
ta＝mW/Q...(1)
其中，m：系数，1≤m≤3，
W：保有水量，其单位为m3；
Q：供给水流量，其单位为m3/h。
4.一种脱盐处理装置的运行方法，其是权利要求2所述的脱盐处理装置的运行方法，包含：
脱盐工序，在针对一对对置的电极而使一方电极带正电、使另一方电极带负电的状态下，使包含离子的供给水通过所述电极之间，从而使负离子吸附在所述一方电极，使正离子吸附在所述另一方电极，从所述供给水中除去所述离子；
再生工序，在使所述一方电极带负电、使所述另一方电极带正电的状态下，使所述供给水通过所述电极之间，从而使所述负离子从所述一方电极脱离并释放到所述供给水中，使所述正离子从所述另一方电极脱离并释放到所述供给水中，来再生所述电极；
添加工序，向所述供给水中添加防垢剂；和
低离子浓度水输送工序，从所述静电脱盐处理部停止起，将基于所述脱盐部的保有水量的量的所述低离子浓度水输送到所述静电脱盐处理部，
所述添加工序包含再生时添加工序以及停止时添加工序的至少一方，
所述再生时添加工序包含：
第1投入工序，该第1投入工序在所述脱盐工序的期间内或者与所述静电脱盐处理部内的脱盐处理结束同时地，在基于所述脱盐部的保有水量与所述供给水的流量来决定的期间向所述供给水中投入所述防垢剂；和
第1投入停止工序，该第1投入停止工序在从所述第1投入工序的开始起经过了规定时间时，或者在从所述静电脱盐处理部排出的所述供给水中的所述离子的浓度达到了规定量时，停止所述防垢剂的投入；
所述停止时添加工序包含：
第2投入工序，该第2投入工序在所述静电脱盐处理部的停止时，从所述投入部投入规定量的所述防垢剂；和
第2投入停止工序，该第2投入停止工序在从所述第2投入工序的开始起经过了规定时间时，使来自所述投入部的所述防垢剂的投入停止，
在所述脱盐工序中投入所述防垢剂的期间ta由下式(1)来决定，且被设为相当于所述保有水量的1倍至3倍的范围内的时间：
ta＝mW/Q...(1)
其中，m：系数，1≤m≤3，
W：保有水量，其单位为m3；
Q：供给水流量，其单位为m3/h。
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