CN115038668B - 离子交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种离子交换装置，其能够提高离子交换容量而不需要昂贵的离子交换体，并且能够在减少透过到原水部的处理物质的量的同时增加杂质离子的除去量。所述离子交换装置包含：原水槽1，其容纳被处理液体，所述液体由含有杂质离子的液体组成；处理槽2，其容纳含有交换离子的处理物质，所述交换离子由能够与杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体3，其允许杂质离子从原水槽1通向处理槽2，并且交换离子从处理槽2通向原水槽1，其中，提供有能够对离子交换体3施加电压的电压施加单元E。

Description

离子交换装置
技术领域
本发明涉及一种能够从被处理液体中除去杂质离子的离子交换装置。
背景技术
最近已报道了各种离子交换装置，其用于通过除去被处理液体中的杂质离子而软化工业用水，生产纯水，净化饮用水，冷却车辆用水等。例如，已报道了填充有离子交换树脂的离子交换装置，所述离子交换树脂是形成为颗粒形状的离子交换体。例如，如专利文献1和2中公开的，迄今为止已经公开了通过将粒状离子交换树脂填充到容器中并使被处理液体通过该容器来吸附并除去杂质离子的装置。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-14948号公报
专利文献2：日本特开2002-136968号公报
发明内容
技术问题
然而，在上述已知技术中，离子交换容量小到约1.5至约2meq/cm3。因此，当需要较高性能时存在下述问题，例如，需要昂贵的离子交换树脂，从而增加了生产成本，并且需要保持离子交换树脂的大保持部，从而增加了离子交换装置的整体尺寸。
为了在不需要昂贵的离子交换树脂的情况下减小这种装置的尺寸，本申请人研究了一种离子交换装置，其包含：容纳被处理液体的原水部，所述液体由含有杂质离子的液体组成；容纳含有交换离子的处理物质的处理部，所述交换离子由能够与所述杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体，其允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部，并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部。
通过在原水部和处理部之间插入离子交换体，该离子交换装置可令人满意地除去原水部中的杂质离子。然而，可以预期的是，将进一步需要增加除去的杂质离子的量，同时减少从处理部透过到原水部的处理物质的量。因此，申请人对还可满足所述需求的离子交换装置进行了深入研究。
鉴于上述情况而完成了本发明。本发明的目的是提供一种离子交换装置，其能够提高离子交换容量而不需要昂贵的离子交换体，并且能够在减少透过到原水部的处理物质的量的同时增加杂质离子的除去量。
问题的解决方案
一种离子交换装置包含：原水部，其容纳被处理液体，所述液体由含有杂质离子的液体组成；处理部，其容纳含有交换离子的处理物质，所述交换离子由能够与所述杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体，其允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部，并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部，其中，所述离子交换装置还包含能够对所述离子交换体施加电压的电压施加单元，其中，当所述原水部中的所述杂质离子是阳离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作负极，而当所述原水部中的所述杂质离子是阴离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作正极。
另外，所述离子交换体包含在所述离子交换体上的电极，在容纳所述被处理液体的所述原水部处设置对电极，并且使用离子交换体本身作为电极施加电压。
另外，所述交换离子由1族元素离子或氢氧根离子组成。
另外，所述离子交换装置包含：第一处理部，其中，所述交换离子由1族元素离子组成；以及第二处理部，其中，所述交换离子由氢氧根离子组成，其中，所述第一处理部和所述第二处理部各自与所述原水部经由设置在其间的所述离子交换体连接，并且所述电压施加单元施加电压使得所述第一处理部的所述离子交换体用作负极，以及使得所述第二处理部的所述离子交换体用作正极。
另外，所述电压施加单元被设定为使得当对所述离子交换体施加电压时，电流为0.01A以下。
另外，所述处理部中的所述处理物质的摩尔浓度高于所述原水部中的所述被处理液体。
另外，所述处理部中的所述处理物质的摩尔浓度为2mol/L以上。
另外，所述原水部能够使所述被处理液体流动。
另外，所述处理部设置有能够搅拌所述处理物质的搅拌单元。
另外，所述原水部填充有与允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部的所述离子交换体接触的离子交换体。
另外，所述原水部中填充的所述离子交换体由离子交换纤维组成。
另外，所述的离子交换装置中，设置有密封单元，其将所述原水部与所述离子交换体之间的接合部以及所述处理部与所述离子交换体之间的接合部中的至少一个密封。
另外，所述离子交换体设置在由片状纤维层组成的支持体上。
发明的有利效果
根据本发明，所述离子交换装置包含：容纳被处理液体的原水部，所述液体由含有杂质离子的液体组成；容纳含有交换离子的处理物质的处理部，所述交换离子由能够与所述杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体，其允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部，并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部，其中，所述离子交换装置还包含能够对所述离子交换体施加电压的电压施加单元，其中，当所述原水部中的所述杂质离子是阳离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作负极，而当所述原水部中的所述杂质离子是阴离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作正极。因此，能够提高离子交换容量而不需要昂贵的离子交换体，并且能够在减少透过到原水部的处理物质的量的同时增加杂质离子的除去量。
附图翻译
图1是示出根据本发明的第一实施方式的离子交换装置的示意图。
图2是示出离子交换装置的技术效果的图。
图3是示出根据所述实施方式的另一个离子交换装置的示意图。
图4是示出根据所述实施方式的另一个离子交换装置的示意图。
图5是示出根据所述实施方式的另一个离子交换装置的示意图。
图6是示出根据所述实施方式的另一个离子交换装置的示意图。
图7是示出根据所述实施方式的另一个离子交换装置的示意图。
图8是示出根据本发明的第二实施方式的离子交换装置的示意图。
图9是示出根据本发明的第三实施方式的离子交换装置的示意图。
图10是示出根据本发明的另一个实施方式的离子交换装置的示意图。
图11是示出根据本发明的第四实施方式的离子交换装置的示意图。
图12是示出根据本发明的另一个实施方式的离子交换装置的示意图。
图13是呈现本发明的实施例1至7以及比较例1和2中的实验结果的表格。
图14是呈现本发明的实施例8至12以及比较例3中的实验结果的表格。
图15是呈现本发明的实施例8至12以及比较例3中的实验结果的表格。
图16是呈现本发明的实施例13至17中的实验结果的表格。
图17是呈现本发明的实施例18和19中的实验结果的表格。
具体实施方式
下面将参照附图具体描述本发明的实施方式。
根据本实施方式的离子交换装置用于通过除去被处理液体中的杂质离子而软化工业用水，生产纯水，净化饮用水，冷却车辆用水等。如图1中所示，根据第一实施方式的离子交换装置的实例是包含原水槽1(原水部)、处理槽2(处理部)、离子交换体3和电压施加单元E的离子交换装置。
原水槽1是容纳被处理液体的部分，所述液体含有杂质离子。被处理液体的实例包括含有K+(钾离子)和Na+(钠离子)作为杂质阳离子的溶液和含有CO3 2-(碳酸根离子)和Cl-(氯离子)作为杂质阴离子的溶液。根据本实施方式的原水槽1容纳预定体积的含有这些杂质阳离子和杂质阴离子的被处理液体(被处理水)。
处理槽2是容纳可与杂质离子交换的交换离子的处理物质(在本实施方式中为液体)的部分。其实例包括含酸溶液槽和含碱溶液槽。在含酸溶液槽的情况下，例如，容纳含有H+(氢离子)作为交换离子的溶液(具体而言，除了作为交换离子的H+之外还含有Cl-的溶液)。在含碱溶液槽的情况下，例如，容纳含有OH-(氢氧根离子)作为交换离子的溶液(具体而言，除了作为交换离子的OH-之外还含有Na+的溶液)。
离子交换体3允许杂质离子从原水槽1通向处理槽2或交换离子从处理槽2通向原水槽1。例如，可使用离子交换树脂、螯合树脂、磷石膏、Nafion、沸石、水滑石或金属氧化物。根据本实施方式的离子交换体3设置在原水槽1和处理槽2之间，并且具有平膜形状。当杂质离子是阳离子时，使用阳离子交换体，并且通过仅使杂质离子和处理物质中的可交换阳离子彼此通过而起作用。当杂质离子是阴离子时，使用阴离子交换体，并且通过仅使杂质离子和处理物质中的可交换阴离子相互通过而起作用。以这种方式，可以从原水中除去杂质离子。
在根据本实施方式的离子交换装置中，处理槽2中的溶液(处理物质)的摩尔浓度高于原水槽1中的被处理液体。换言之，处理槽2中的交换离子的浓度(摩尔浓度)设定为高于原水槽1中的被处理液体中的杂质离子。因此，当杂质离子被离子交换体吸附时，杂质离子由于浓度差而在离子交换体3中移动并且被释放到处理槽2中，处理槽2中的交换离子在离子交换体3中移动并且被释放到原水槽1中。
换言之，由于浓度差或离子选择性，当原水槽1中的杂质离子与离子交换体3接触时，杂质离子被离子交换体3的离子替代，并且离子被顺序地替代到离子交换体3的在处理槽2侧的一部分。以这种方式，与离子交换体3接触的杂质离子从原水槽1朝向处理槽2通过离子交换体3。然后，由于处理槽2中的高摩尔浓度(交换离子浓度)，杂质离子被处理槽2中的交换离子替代，并移动到处理槽2中。由此，可以除去原水槽1中的杂质离子。
例如，将对下述离子交换装置进行说明，其中，使用由含有OH-的结构式表示的膜状离子交换体3(离子交换体)，原水槽1中容纳含有Cl-作为杂质离子(阴离子)的溶液，并且处理槽2中容纳含有诸如Na+和OH-等交换离子的处理物质。在此情况下，原水槽1中作为杂质离子的Cl-被离子交换体3中的OH-替代并进入离子交换体3中，然后进入的杂质离子(Cl-)由于离子选择性(具有更高化合价或更大原子或分子尺寸的离子更容易被交换的特性)而顺序地被离子交换体3中的OH-离子替代。
在本实施方式中，处理槽2中的处理物质的摩尔浓度高于原水槽1中的被处理液体，使得进入离子交换体3的杂质离子(Cl-)被处理槽2中的交换离子(OH-)替代。由此，原水槽1中的杂质离子(Cl-)移动到处理槽2中并被除去。作为阳离子的Na+排斥离子交换体3中的N+，并且因此不容易移动到原水槽1中。
当处理槽2容纳含酸溶液时，原水槽1中的阴离子排斥离子交换体3(阳离子交换体)中的阴离子(例如磺基)，无法通过离子交换体3。当处理槽2容纳含碱溶液时，原水槽1中的阳离子排斥离子交换体3(阴离子交换体)中的阳离子(例如季铵基)，无法通过离子交换体3。
如上所述，根据本实施方式的离子交换体3由具有阻挡具有不同电荷和不同符号的离子通过并且仅允许具有相同电荷和相同符号的离子通过的膜状构件形成，并配置用于过滤杂质离子的目的。仅允许阳离子通过的离子交换体3被称为正离子交换膜(阳离子交换膜)。仅允许阴离子通过的离子交换体3被称为负离子交换膜(阴离子交换膜)。
因此，原水槽1中的压力优选高于处理槽2中的压力(即，原水槽1中的被处理液体的液体压力高于处理槽2中的溶液的压力)。在此情况下，可以抑制处理槽2中包含的且不希望经离子交换体3移动到原水槽1中的离子通过。例如，使被处理液体在原水槽1中流动，原水槽1中的压力由于流动阻力而可以高于处理槽2中的压力。
根据本实施方式的离子交换装置包含能够对离子交换体3施加电压的电压施加单元E，其中，当原水部1中的杂质离子是阳离子时，电压施加单元E施加电压使得离子交换体3用作负极，而当原水槽1中的杂质离子是阴离子时，电压施加单元E施加电压使得离子交换体3用作正极。
具体地，电压施加单元E由能够使直流电流动的单元(例如电池)组成，并且包含与离子交换体3连接的连接端子a和与原水槽1的面向离子交换体3的部分连接的连接端子b。本实施方式中的离子交换体3全部或部分作为电极工作，可通过电压施加单元E对其施加电压。当使用导电性离子交换体3时，连接端子a可以设置在其外周边缘部上。
当原水槽1中的杂质离子是阳离子时，通过电压施加单元E施加电压，使得连接端子a用作负极，连接端子b用作正极。原水槽1中的杂质离子被吸引至用作负极的离子交换体3，并且容易地交换。同时，处理槽2中的阴离子(具有不同于交换离子的符号的离子)被用作负极的离子交换体3排斥。由此，阳离子向原水槽1侧的通过受到抑制。
当原水槽1中的杂质离子是阴离子时，通过电压施加单元E施加电压，使得连接端子a用作正极，连接端子b用作负极。原水槽1中的杂质离子被吸引至用作正极的离子交换体3，并且容易地交换。同时，处理槽2中的阳离子(具有不同于交换离子的符号的离子)被用作正极的离子交换体3排斥。由此，阳离子向原水槽1侧的通过受到抑制。
当使用离子交换装置从原水槽1中除去杂质离子时，通过运行电压施加单元E施加电压获得图2中所示的实验结果。具体地，发现了在对离子交换体3施加0(V)、8.5(V)和20(V)的电压的情况下，随着电压增加，处理物质透过量(具有不同于处理槽2中的交换离子的符号的离子到原水槽1中的量)降低，并且杂质的除去量(原水槽1中交换的杂质离子的量)增加。发现优选将电压施加单元E设定为使得当对离子交换体3施加电压时，电流为0.01A以下。
根据本实施方式的原水槽1中的被处理液体和处理槽2中的溶液(处理物质)处于非流动状态。如图3所示，原水槽1可包含入口1a和出口1b以使原水槽1中的被处理液体流动。如图4所示，处理槽2可包含入口2a和出口2b以使处理槽2中的溶液(处理物质)流动。如图5所示，原水槽1可包含入口1a和出口1b以使被处理液体流动，并且处理槽2可包含入口2a和出口2b以使处理物质流动。当仅使被处理液体流动时，可以以简单的构造连续除去杂质离子，这是优选的。
如图6所示，密封单元4(例如垫圈)可以设置在原水槽1(原水部)与离子交换体3之间的接合部，以及处理槽2(处理部)与离子交换体3之间的接合部。在此情况下，将密封单元4设置在原水槽1(原水部)与离子交换体3之间的接合部以及处理槽2(处理部)与离子交换体3之间的接合部中的至少一个处便足够。
如图7所示，处理槽2(处理部)可设置有能够搅拌溶液(处理物质)的搅拌单元5(例如叶轮)。在此情况下，来自原水槽1中的被处理液体的已通过离子交换体3并且已到达处理槽2的杂质离子在溶液(处理物质)中混合，然后用搅拌单元5搅拌，从而能够进一步提高离子交换效率。
在根据本实施方式的离子交换装置中，处理槽2中的溶液(处理物质)优选具有2mol/L以上的摩尔浓度。2mol/L以上的摩尔浓度使得离子交换装置具有比现有离子交换树脂更高的离子交换容量。处理槽2中的交换离子优选地由1族元素离子或氢氧根离子组成，并且可以含有弱酸或弱碱。离子交换体3可以由离子交换树脂膜或双网络凝胶组成，或者可以设置在由片状纤维层组成的支持体上。
双网络凝胶(DN凝胶)由不溶于各种溶剂的具有三维网络结构的聚合物及其溶胀体组成，并且由具有高强度和低摩擦性能的凝胶组成。更具体地，所述双网络凝胶由互穿的硬且脆的强电解质凝胶和软的中性凝胶组成，并且具有相互独立的双聚合物网络结构。双网络凝胶的使用是优选的，因为离子交换体具有高强度并且不容易破裂。
优选地，作为支持体的片状纤维层由纤维素纤维组成，并且厚度尺寸例如为0.05mm以上且0.3mm以下，优选约0.15mm。更具体地，纤维层优选通过使用纸浆(例如纤维素)或具有高耐水性的PET纤维作为材料并且通过抄造法(抄纸法)将材料形成片状(纸张状)形状来获得。
下面将描述本发明的第二实施方式。
与第一实施方式一样，根据本实施方式的离子交换装置用于通过除去被处理液体中的杂质离子而软化工业用水，生产纯水，净化例如饮用水，或冷却车辆用水，并且如图8所示，所述离子交换装置包含原水槽1、第一处理槽6(第一处理部)、阳离子交换体7、第二处理槽8(第二处理部)、阴离子交换体9和电压施加单元E。
根据本实施方式的原水槽包含入口1a和出口1b，使得被处理液体可以流动。与第一实施方式一样，在原水槽1中，容纳含有K+(钾离子)和Na+(钠离子)作为杂质阳离子的溶液和含有CO3 2(碳酸根离子)和Cl-(氯离子)作为杂质阴离子的溶液并且流动。然而，杂质离子的类型不限于这些。
第一处理槽6是容纳含有由1族元素离子组成的交换离子的溶液(处理物质)的部分，所述溶液例如为含有用作交换离子的H+(氢离子)的溶液(具体而言，除了用作交换离子的H+之外还含有Cl-的溶液)。第二处理槽8是容纳含有由氢氧根离子组成的交换离子的溶液(处理物质)的部分，所述溶液例如为含有用作交换离子的OH-(氢氧根离子)的溶液(具体而言，除了用作交换离子的OH-之外还含有Na+的溶液)。
第一处理槽6和第二处理槽8与原水槽1经由设置在其间的离子交换体(分别为阳离子交换体7和阴离子交换体9)连通。阳离子交换体7和阴离子交换体9与第一实施方式中的离子交换体3相似，允许杂质离子从原水槽1通向第一处理槽6和第二处理槽8，或交换离子从第一处理槽6和第二处理槽8通向原水槽1。
在本实施方式的离子交换装置中，第一处理槽6中的溶液(处理物质)和第二处理槽8中的溶液(处理物质)各自的摩尔浓度高于原水槽1中的被处理液体。换言之，第一处理槽6和第二处理槽8各自所含的交换离子的浓度(摩尔浓度)设定为高于原水槽1中所含的被处理液体中的杂质离子。因此，当杂质离子被阳离子交换体7和阴离子交换体9吸附时，杂质离子由于浓度差而在阳离子交换体7和阴离子交换体9中移动，并释放到第一处理槽6和第二处理槽8中。第一处理槽6和第二处理槽8中的交换离子在阳离子交换体7和阴离子交换体9中移动，并释放到原水槽1中。
换言之，在第一处理槽6侧，由于浓度差和离子选择性，当原水槽1中的杂质离子与阳离子交换体7接触时，杂质离子被阳离子交换体7的离子替代，并且离子被顺序地替代到阳离子交换体7的与第一处理槽6相邻的部分。因此，与阳离子交换体7接触的杂质离子从原水槽1朝向第一处理槽6通过阳离子交换体7，由于第一处理槽6中的高摩尔浓度(交换离子浓度)，杂质离子被第一处理槽6中的交换离子替代，并且移动到第一处理槽6中。以这种方式，原水槽1中的杂质(阳离子杂质)可移动到第一处理槽6中并被除去。
在第二处理槽8侧，由于离子选择性，当原水槽1中的杂质离子与阴离子交换体9接触时，杂质离子被阴离子交换体9的离子替代，并且离子被顺序地替代到阴离子交换体9的与第二处理槽8相邻的部分。因此，与阴离子交换体9接触的杂质离子从原水槽1朝向第二处理槽8通过阴离子交换体9，由于第二处理槽8中的高摩尔浓度(交换离子浓度)，杂质离子被第二处理槽8中的交换离子替代，并且移动到第二处理槽8中。以这种方式，原水槽1中的杂质(阴离子杂质)可移动到第二处理槽8中并被除去。
在第一处理槽6侧，原水槽1中的阴离子排斥阳离子交换体7中的阴离子(例如磺基)，无法通过阳离子交换体7。在第二处理槽8侧，原水槽1中的阳离子排斥阴离子交换体9中的阳离子(例如季铵基)，无法通过阴离子交换体9。
根据本实施方式的离子交换装置包含能够对阳离子交换体7和阴离子交换体9施加电压的电压施加单元E。电压施加单元E包含设置在阳离子交换体7处的连接端子a和设置在阴离子交换体9处的连接端子b，并且可施加电压，使得阳离子交换体7用作负极，并使得阴离子交换体9用作正极。
因此，原水槽1中由阳离子组成的杂质离子被吸引至用作负极的阳离子交换体7，并且容易地交换。同时，第一处理槽6中的阴离子(具有不同于交换离子的符号的离子)被用作负极的阳离子交换体7排斥。由此，阴离子向原水槽1侧的通过受到抑制。原水槽1中由阴离子组成的杂质离子被吸引至用作正极的阴离子交换体9，并且容易地交换。同时，第二处理槽8中的阳离子(具有不同于交换离子的符号的离子)被用作正极的阴离子交换体9排斥。由此，阳离子向原水槽1侧的通过受到抑制。
因此，原水槽1中的压力优选高于第一处理槽6和第二处理槽8中的压力(即，原水槽1中的被处理液体的液体压力高于第一处理槽6和第二处理槽8各自的溶液的压力)。在此情况下，可以抑制第一处理槽6和第二处理槽8中包含的不希望经阳离子交换体7和阴离子交换体9移动到原水槽1中的离子通过。例如，当被处理液体在原水槽1中流动时，原水槽1中的压力由于流动阻力而可以高于第一处理槽6和第二处理槽8中的压力。
如在第一实施方式中如图6所示，密封单元4(例如垫圈)可以设置在原水槽1(原水部)与阳离子交换体7之间以及原水槽1(原水部)与阴离子交换体9之间的接合部，以及在与第一处理槽6与阳离子交换体7之间以及第二处理槽8与阴离子交换体9之间的接合部。在此情况下，与第一实施方式中一样，优选将密封单元4设置在原水槽1(原水部)与阳离子交换体7之间以及原水槽1(原水部)与阴离子交换体9之间的接合部，和/或第一处理槽6与阳离子交换体7之间以及第二处理槽8与阴离子交换体9之间的接合部。
如在第一实施方式中如图7所示，第一处理槽6和第二处理槽8可设置有能够搅拌溶液(处理物质)的搅拌单元5(例如叶轮)。在此情况下，来自原水槽1中的被处理液体的已通过阳离子交换体7和阴离子交换体9并且已到达第一处理槽6和第二处理槽8的杂质离子在溶液(处理物质)中混合，然后用搅拌单元5搅拌，从而能够进一步提高离子交换效率。
在根据本实施方式的离子交换装置中，处理槽6和8中的溶液(处理物质)各自优选具有2mol/L以上的摩尔浓度。处理槽6和8中的交换离子优选由1族元素离子或氢氧根离子组成，并且可含有弱酸或弱碱。阳离子交换体7和阴离子交换体9各自可由例如离子交换树脂膜、螯合树脂、磷石膏、Nafion、沸石、水滑石、金属氧化物或双网络凝胶组成，或者可设置在由片状纤维层组成的支持体上。
根据上述实施方式，所述离子交换装置包含：容纳被处理液体的原水槽1，所述液体由含有杂质离子的液体组成；容纳含有交换离子的处理物质的处理槽(2、6、8)，所述交换离子由可与所述杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体(3、7、9)，其允许所述杂质离子从原水槽1通向处理槽(2、6,、8)，并且所述交换离子从处理槽(2、6、8)通向原水槽1，其中，所述离子交换装置还包含能够对离子交换体(3、7、9)施加电压的电压施加单元(E)，其中，当原水槽1中的杂质离子是阳离子时，电压施加单元(E)施加电压使得离子交换体(3、7)用作负极，而当原水槽1中的杂质离子是阴离子时，电压施加单元(E)施加电压使得离子交换体(3、9)用作正极。因此，能够提高离子交换容量而不需要昂贵的离子交换体，并且能够在减少透过到原水槽1的处理物质的量的同时增加杂质离子的除去量。
根据上述实施方式，所述离子交换装置包含：容纳被处理液体的原水槽，所述液体由含有杂质离子的液体组成；容纳含有交换离子的处理物质的处理槽(包括第一处理槽和第二处理槽)，所述交换离子由可与所述杂质离子交换的离子组成；以及离子交换体(包括阳离子交换体和阴离子交换体)，其允许所述杂质离子从原水槽通向处理槽，并且所述交换离子从处理槽通向原水槽，其中，处理槽中的处理物质的摩尔浓度高于原水槽中的被处理液体。因此，能够提供廉价的离子交换装置，不使用大量昂贵的离子交换体。另外，处理物质中的可交换离子的量(密度)大于现有离子交换树脂，因此能够提高单位体积的离子交换容量。
下面将描述本发明的第三实施方式。
与上述实施方式一样，根据本实施方式的离子交换装置用于通过除去被处理液体中的杂质离子而软化工业用水，生产纯水，净化例如饮用水，或冷却车辆用水，如图9所示，原水槽1容纳与离子交换体3接触的填充的离子交换体F。填充的离子交换体F具有与离子交换体3相同的组成和性质，呈球状，可确保大表面积。
也就是说，填充的离子交换体F被填充到原水槽1中，以吸附被处理液体中的杂质离子，并且由于其内部与外部的浓度差，使杂质离子通过填充的离子交换体F并移动至与其接触的离子交换体3。如此移动至离子交换体3的杂质离子可以通过使杂质离子经过离子交换体3的内部进入处理槽2而除去。在此情况下，如图10所示，原水槽1可包含入口1a和出口1b，使得被处理液体在填充有球状填充的离子交换体F的空腔内流动。
在根据本实施方式的离子交换装置中，原水槽1填充有与离子交换体3接触的离子交换体F。离子交换体F与离子交换体3作用相同，吸附杂质离子，并且由于浓度差使杂质离子通过离子交换体F内部并移动至离子交换体3。之后，杂质离子可通过离子交换体3的内部移动至处理槽2。离子交换体F可具有球状或纤维形状，并且可具有大于离子交换体3的表面积，从而能够从原水中有效除去杂质离子。具体而言，在纤维形状的情况下，优选使用片状(例如无纺布)，因为纤维的缠结提供了杂质离子由此移动至离子交换体3的宽路径，并且因此可以获得高离子交换速度。
下面将描述本发明的第四实施方式。
与上述实施方式一样，根据本实施方式的离子交换装置用于通过除去被处理液体中的杂质离子而软化工业用水，生产纯水，净化例如饮用水，或冷却车辆用水，如图11所示，原水槽1容纳与离子交换体3接触的填充的离子交换体G。填充的离子交换体G具有与离子交换体3相同的组成和性质，呈纤维状，可确保大表面积。
也就是说，填充的离子交换体G被填充到原水槽1中，以吸附被处理液体中的杂质离子，并且由于其内部与外部的浓度差而使杂质离子通过填充的离子交换体G并移动至与其接触的离子交换体3。具体而言，杂质离子的移动路径可以通过纤维的缠结得到广泛的保障。如此移动至离子交换体3的杂质离子可以通过使杂质离子经过离子交换体3的内部进入处理槽2而除去。在此情况下，如图12所示，原水槽1可包含入口1a和出口1b，使得被处理液体在填充有纤维状填充的离子交换体G的空腔内流动。
下面将使用实施例和比较例说明展现本发明的技术优势的实验结果。
(关于实施例1至7以及比较例1和2：参见图1和13)
提供一个原水槽和一个处理槽，并且在原水槽和处理槽之间设置离子交换体(阳离子交换体)。具体地，将离子交换体3加工成直径为的圆形。将获自Kaken TechCo.,Ltd.的CR-2800Ag糊剂涂布到外周边缘部分以具有5mm的宽度，并在70℃干燥1小时，从而形成电极。
制备具有预定离子浓度的溶液。然后将150ml溶液置于测得直径 (内容积：150ml)并具有直径为/>的开口部(在相反位置处设置有两个开口部)的玻璃容器中用作原水(被处理液体)。在一个开口部处设置阳离子交换体，其间设置有环状丁基橡胶(外径：/>内径：/>厚度：0.1mm)，并且在另一个开口部处设置不锈钢板电极，其间设置有相似丁基橡胶。
随后将如上所述的相同玻璃容器堆叠在设置有阳离子交换体的部分上，环状丁基橡胶(外径：内径：/>厚度：0.1mm)设置在其间。用夹具施加压力以防止液体泄漏。用150ml处理物质填充容器并用盖子覆盖。作为离子交换体，使用获自AGC Inc.的Selemion CMVN阳离子交换膜。连接电压施加单元(DC电源装置)使得CMVN上的电极用作负极，并且不锈钢板用作正极。施加预定的电压，并测量电流。
在以此方式施加电压后，每小时用离子色谱仪(940Professional IC Vario，获自Metrohm AG)测量被处理液体(原水)和处理物质中的杂质离子浓度，直至没有观察到变化。当处理物质中残留可交换离子时，更换被处理液体(原水)。重复测量，直至处理物质中可与被处理液体中的杂质离子交换的离子的浓度没有观察到变化。由此，由处理物质中的杂质离子的量计算离子交换容量。
通过基于每小时测量的离子浓度推算达到0所需的时间来计算除去杂质离子所需的时间。用pH计测量试验后的被处理液体中的pH。在图13中描述了其它条件，并且进行了试验。实施例1和2以及比较例1表明，较高的施加电压导致从被处理液体中除去杂质离子所需的时间较短，并且还导致较高的离子交换容量。这被认为是由于电压的施加促进了离子迁移并且抑制了负离子经阳离子交换膜透过。
实施例3、4和5以及比较例2表明，较高的施加电压导致从被处理液体中除去杂质离子所需的时间较短，并且还导致较高的离子交换容量，当电流值为0.01A以下时，被处理液体的pH不小于4。小于4的pH不是优选的，因为其促进管线和其它部件的劣化。其原因据推测是，当电流流动时，氯离子在负极侧电解以使溶液为酸性，但在0.01A以下的电流下，溶液的酸度不显著增加。
实施例6是如下实施例：在原水槽中形成直径为的孔，将Teflon(注册商标)管连接至该孔，并用泵使被处理液体流动。除了上述方面之外，在与实施例3中相同的条件下进行试验。实施例3和6表明，使被处理液体流动缩短了除去杂质离子所需的时间。实施例7是使用二磷酸四钠作为处理物质的实施例。称取二磷酸四钠，并制备3mol/L溶液。然而，一部分粉末保持未溶解，并且处理物质以固体和液体共存的状态置于处理槽中。除了上述方面之外，在与实施例6中相同的条件下进行试验。
实施例6、18和19中获得的实验结果表明，当与离子交换体3接触的球状离子交换体F设置在原水部中时，离子交换所需的时间缩短，并且当离子交换体F由离子交换纤维组成时，除去杂质离子所需的时间进一步缩短。
(实施例1)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为2.5(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为2(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为10.1(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为8。离子交换容量为1.9(meq/cm3)。
(实施例2)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为2.5(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为2(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加20(V)的电压。电流设定为0.052(A)。在此情况下，杂质除去时间为7.5(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为2.6。离子交换容量为2(meq/cm3)。
(实施例3)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为9.2(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.7(meq/cm3)。
(实施例4)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加14(V)的电压。电流设定为0.009(A)。在此情况下，杂质除去时间为8.1(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为4.5。离子交换容量为2.9(meq/cm3)。
(实施例5)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加20(V)的电压。电流设定为0.011(A)。在此情况下，杂质除去时间为6.7(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为3.9。离子交换容量为3(meq/cm3)。
(实施例6)：被处理液体(流速：8cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为1.2(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.9(meq/cm3)。
(实施例7)：被处理液体(流速：8cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的Na4P2O7的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为1.4(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.9。离子交换容量为7.7(meq/cm3)。
(比较例1)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为2.5(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为2(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。不用电压施加单元施加电压。在此情况下，杂质除去时间为15(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为8.1。离子交换容量为1.7(meq/cm3)。
(比较例2)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。不用电压施加单元施加电压。在此情况下，杂质除去时间为14.1(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.5(meq/cm3)。
(关于实施例8至12和比较例3：参见图8、14和15)
提供一个原水槽和两个处理槽，并且在原水槽和处理槽之间设置离子交换体(阳离子交换体和阴离子交换体)。具体地，将阳离子交换体(CMVN)和阴离子交换体(AMVN，获自AGC Inc.)各自加工成直径为的圆形。将获自Kaken Tech Co.,Ltd.的CR-2800Ag糊剂涂布到外周边缘部分以具有5mm的宽度，并在70℃干燥1小时，从而形成电极。
使用测得直径(内容积：150ml)并具有直径为/>的开口部(在相反位置处设置有两个开口部)的玻璃容器。在直径为/>的一个开口部处设置阳离子交换体，其间设置有环状丁基橡胶(外径：/>内径：/>厚度：0.1mm)。类似地，在另一个开口部处设置阴离子交换体，其间设置有丁基橡胶。然后在其中放置150ml原水(被处理液体)。
随后将如上所述的相同玻璃容器堆叠在设置有离子交换体的部分上，在其间设置有环状丁基橡胶。用夹具施加压力以防止液体泄漏。在各容器中放置150ml的处理物质。用盖子覆盖容器。连接电压施加单元(DC电源装置)使得阳离子交换膜用作负极，并且阴离子交换膜用作正极。施加预定的电压，并测量电流。其它条件与实施例3中相同。
在实施例11中，在与实施例6中相同的条件下在使被处理液体流动的同时进行试验。在实施例12中，还在处理槽中形成直径为的孔。将其连接Teflon(注册商标)管。用泵使处理物质流动。实施例8、9和10以及比较例3表明，较高的施加电压导致从被处理液体(原水)中除去杂质离子所需的时间较短，并且还导致较高的离子交换容量，当电流值为0.01A以下时，被处理液体的pH不小于4。实施例8、11和12表明，使被处理液体流动缩短了除去被处理液体中的杂质离子所需的时间，而且使处理物质流动能够进一步缩短除去杂质离子所需的时间。
(实施例8)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：0cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：0cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为8.8(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为6.8。第一处理部的离子交换容量为3.7(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为1.8(meq/cm3)。
(实施例9)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：0cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：0cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。用电压施加单元施加14(V)的电压。电流设定为0.008(A)。在此情况下，杂质除去时间为7.4(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为5.5。第一处理部的离子交换容量为3.8(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为1.9(meq/cm3)。
(实施例10)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：0cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：0cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。用电压施加单元施加20(V)的电压。电流设定为0.012(A)。在此情况下，杂质除去时间为6.2(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为3.2。第一处理部的离子交换容量为4.0(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为2.0(meq/cm3)。
(实施例11)：被处理液体(流速：8cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：0cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：0cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为1.4(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为6.7。第一处理部的离子交换容量为3.9(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为2.0(meq/cm3)。
(实施例12)：被处理液体(流速：8cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：8cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：8cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为0.9(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为6.6。第一处理部的离子交换容量为3.9(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为2.0(meq/cm3)。
(比较例3)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。第一处理部中的作为处理物质(流速：0cm/s)的H3PO4的浓度为2(mol/L)。第二处理部中作为处理物质(流速：0cm/s)的NaOH的浓度为2(mol/L)。使用各自具有4.9(cm2)的膜面积的离子交换体。不用电压施加单元施加电压。在此情况下，杂质除去时间为12.8(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.5。第一处理部的离子交换容量为3.5(meq/cm3)。第二处理部的离子交换容量为1.6(meq/cm3)。
(关于实施例13至17：参见图16)
实施例13是处理槽设置有搅拌单元以搅拌处理物质的实施例，如图7所示。搅拌单元直径为5mm，长度为15mm，由PTFE材料组成，并且设置在处理槽中。将处理槽置于磁力搅拌器上。以100rpm的旋转速度进行试验。其它条件与实施例3中相同。
实施例14是使用纸支持体并将离子交换体浸入纸中的实施例。制备含有能够除去杂质离子的离子交换体(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、交联剂(N,N'-亚甲基双(丙烯酰胺))和光聚合引发剂(氧代戊二酸)的浸渍溶液。用浸渍溶液浸渍由PET纤维组成的纸支持体，然后进行合成。其它条件与实施例3中相同。当如上所述提供纸支持体时，膜状离子交换体具有提高的强度和改善的可操作性。
实施例15是在处理槽侧设置对电极的实施例。在与实施例3中相同的条件下进行试验，不同之处在于在处理槽上设置不锈钢电极。实施例16是不设置密封构件的实施例。在与实施例3中相同的条件下进行试验，不同之处在于不设置密封构件。实施例17是处理物质的浓度为2mol/L以下的实施例。在与实施例3中相同的条件下进行试验，不同之处在于处理物质的浓度设定为2mol/L以下。
(实施例13)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为2(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为7.8(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.7(meq/cm3)。
(实施例14)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为2(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为9.6(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.7(meq/cm3)。
(实施例15)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为9(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.6(meq/cm3)。
(实施例16)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为3(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为9.2(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为2.7(meq/cm3)。
(实施例17)：被处理液体(流速：0cm/s)中的杂质离子CaCl2的浓度为0.1(mol/L)。作为处理物质(流速：0cm/s)的NaCl的浓度为1.9(mol/L)。使用膜面积为4.9(cm2)的离子交换体。用电压施加单元施加4(V)的电压。电流设定为0(A)。在此情况下，杂质除去时间为9(h)。原水的pH(被处理液体的pH)为7.8。离子交换容量为1.6(meq/cm3)。
(关于实施例18和19：参见9、10、11、12和17)
实施例18和19中获得的下述实验结果表明，通过用与离子交换体3接触的球状的填充的离子交换体F填充原水槽1减少了离子交换所需的时间，并且通过用纤维状离子交换体G代替球状离子交换体F填充原水槽1进一步减少了除去杂质离子所需的时间。
(实施例18)：这是用球状离子交换树脂F填充原水槽1的实施例。直径为约0.5mm的球状离子交换体F(离子交换树脂)在与离子交换体3接触的情况下填充至3mm的高度。除了上述方面以外，以与实施例6中相同的方式进行试验。结果表明，如图17所示，离子交换容量为2.9(meq/cm3)，将被处理液体中的杂质离子(Ca离子)减少到1ppm以下的处理时间为0.8(h)。
(实施例19)：这是用纤维状离子交换体G填充原水槽1的实施例。使用获自Muromachi Chemicals Inc.的Muromac NWF-SC将纤维状离子交换体G(无纺布)加工成直径为的碎片，并且在与离子交换体3接触的情况下填充。除了上述方面以外，以与实施例18中相同的方式进行试验。结果表明，如图17所示，离子交换容量为2.9(meq/cm3)，将被处理液体中的杂质离子(Ca离子)减少到1ppm以下的处理时间为0.4(h)。
虽然本实施方式已在上面进行了描述，但本发明不限于此。例如，可以各种方式设定原水槽(原水部)和处理槽(第一处理槽和第二处理槽)的尺寸和形状。可以使用任何被处理液体和任何处理物质。
工业适用性
本发明还可以适用于添加了其他单元的离子交换装置，只要所述离子交换装置包含能够对离子交换体施加电压的电压施加单元即可，其中，当原水部中的杂质离子是阳离子时，电压施加单元施加电压使得离子交换体用作负极，而当原水部中的杂质离子是阴离子时，电压施加单元施加电压使得离子交换体用作正极。
附图标记列表
1原水槽(原水部)
1a 入口
1b 出口
2处理槽(处理部)
2a 入口
2b 出口
3离子交换体
4密封单元
5搅拌单元
6第一处理槽(第一处理部)
7阳离子交换体
8第二处理槽(第二处理部)
9阴离子交换体
E电压施加单元
a、b连接端子
F球状的填充的离子交换体
G纤维状的填充的离子交换体

Claims (11)

1.一种离子交换系统，其包含：
原水部，其容纳被处理液体，所述液体由含有杂质离子的液体组成；
处理部，其容纳含有交换离子的处理物质，所述交换离子由能够与所述杂质离子交换的离子组成；以及
离子交换体，其允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部，并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部，
其中，所述离子交换系统还包含能够对所述离子交换体施加电压的电压施加单元，其中，当所述原水部中的所述杂质离子是阳离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作负极，而当所述原水部中的所述杂质离子是阴离子时，所述电压施加单元施加电压使得所述离子交换体用作正极，
所述离子交换体包含在所述离子交换体上的电极，在容纳所述被处理液体的所述原水部处设置对电极，并且使用膜本身作为电极施加电压，
所述电压施加单元被设定为使得当对所述离子交换体施加电压时，电流为0.01 A以下，以使所述被处理液的pH不小于4。
2.如权利要求1所述的离子交换系统，其中，所述交换离子由1族元素离子或氢氧根离子组成。
3. 如权利要求2所述的离子交换系统，其中，所述离子交换系统包含：
第一处理部，其中，所述交换离子由1族元素离子组成；以及
第二处理部，其中，所述交换离子为氢氧根离子，
其中，所述第一处理部和所述第二处理部各自与所述原水部经由设置在其间的所述离子交换体连接，并且所述电压施加单元施加电压使得所述第一处理部的所述离子交换体用作负极，以及使得所述第二处理部的所述离子交换体用作正极。
4.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，所述处理部中的所述处理物质的摩尔浓度高于所述原水部中的所述被处理液体。
5.如权利要求4所述的离子交换系统，其中，所述处理部中的所述处理物质的摩尔浓度为2 mol/L以上。
6.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，所述原水部能够使所述被处理液体流动。
7.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，所述处理部设置有能够搅拌所述处理物质的搅拌单元。
8.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，所述原水部填充有与允许所述杂质离子从所述原水部通向所述处理部并且所述交换离子从所述处理部通向所述原水部的所述离子交换体接触的离子交换体。
9.如权利要求8所述的离子交换系统，其中，所述原水部中填充的所述离子交换体由离子交换纤维组成。
10.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，设置有密封单元，其将所述原水部与所述离子交换体之间的接合部以及所述处理部与所述离子交换体之间的接合部中的至少一个密封。
11.如权利要求3所述的离子交换系统，其中，所述离子交换体设置在由片状纤维层组成的支持体上。
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