JP2000301156A - 電気式脱イオン水製造装置及びこれを用いる通水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネシウムやカルシウムなどの硬度成分の
スケール発生防止を抑制することができると共に、電流
効率を維持しつつ脱塩室の電気抵抗を低減する最適脱塩
室厚さに設計可能な電気式脱イオン水製造装置及びこれ
を用いる通水方法を提供すること。 【解決手段】 濃縮室３、アニオン交換体１０が充填さ
れた第１脱塩室１ａ、濃縮室３、カチオン交換体とアニ
オン交換体の混合イオン交換体９が充填された第２脱塩
室１ｂを順次に配し、これを複数積層し、これらの脱塩
室１及び濃縮室３の積層体を陽極６と陰極５の間に配置
して形成される電気式脱イオン水製造装置２０ａにおい
て、第２脱塩室流出管１２と第１脱塩室流入管１３が連
接されたものである電気式脱イオン水製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造分野、
医製薬製造分野、原子力や火力等の発電分野、食品工業
などの各種の産業又は研究所施設において使用され、カ
ルシウムやマグネシウムなどの硬度成分のスケール発生
を抑制する電気式脱イオン水製造装置及びこれを用いる
通水方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脱イオン水を製造する方法として、従来
からイオン交換樹脂に被処理水を通して脱イオンを行う
方法が知られているが、この方法ではイオン交換樹脂が
イオンで飽和されたときに薬剤によって再生を行う必要
があり、このような処理操作上の不利な点を解消するた
め、近年、薬剤による再生が全く不要な電気式脱イオン
法による脱イオン水製造方法が確立され、実用化に至っ
ている。

【０００３】図４はその従来の典型的な電気式脱イオン
水製造装置の模式断面図を示す。図４に示すように、カ
チオン交換膜１０１及びアニオン交換膜１０２を離間し
て交互に配置し、カチオン交換膜１０１とアニオン交換
膜１０２で形成される空間内に一つおきにイオン交換体
１０３を充填して脱塩室とする。脱塩室の被処理水流入
側（前段）にはアニオン交換樹脂１０３ａが充填され、
脱塩室の被処理水流出側（後段）にはカチオン交換樹脂
とアニオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂１０３ｂが充
填されている。また、脱塩室１０４のそれぞれ隣に位置
するアニオン交換膜１０２とカチオン交換膜１０１で形
成されるイオン交換体１０３を充填していない部分は濃
縮水を流すための濃縮室１０５とする。

【０００４】また、図５に示すように、カチオン交換膜
１０１とアニオン交換膜１０２と、その内部に充填する
イオン交換体１０３とで脱イオンモジュール１０６を形
成する。

【０００５】すなわち、内部がくり抜かれた枠体１０７
の一方の側にカチオン交換膜１０１を封着し、枠体１０
７のくり抜かれた部分の上方部（前段）にアニオン交換
樹脂１０３ａを、下方部（後段）に混合イオン交換樹脂
１０３ｂをそれぞれ充填し、次いで、枠体１０７の他方
の部分にアニオン交換膜１０２を封着する。なお、イオ
ン交換膜１０１と１０２は比較的柔らかいものであり、
枠体１０７内部にイオン交換体１０３を充填してその両
面をイオン交換膜で封着した時、イオン交換膜が湾曲し
てイオン交換体１０３の充填層が不均一となるのを防止
するため、枠体１０７の空間部に複数のリブ１０８を縦
設するのが一般的である。また、図では省略するが、枠
体１０７の上方部に被処理水の流入口が、また枠体の下
方部に処理水の流出口が付設されている。

【０００６】このような脱イオンモジュール１０６の複
数個をその間に図では省略するスペーサーを挟んで、並
設した状態が図４に示されたものであり、並設した脱イ
オンモジュール１０６の一端側に陰極１０９を配設する
と共に、他端側に陽極１１０を配設する。なお、前述し
たスペーサーを挟んだ位置が濃縮室１０５であり、また
両端の濃縮室１０５の両外側に必要に応じカチオン交換
膜１０１、アニオン交換膜１０２、あるいはイオン交換
性のない単なる隔膜等の仕切り膜を配設し、仕切り膜で
仕切られた両電極１０９、１１０が接触する部分をそれ
ぞれ陰極室１１２及び陽極室１１３とする。

【０００７】従来、電気式脱イオン水製造装置の脱塩室
に充填されるイオン交換体は、前述のように、被処理水
側をアニオン交換体、処理水側をカチオン交換体とアニ
オン交換体の混合イオン交換体とする形態、被処理水側
をアニオン交換体、処理水側をカチオン交換体とする形
態及び脱塩室内をカチオン交換体とアニオン交換体の混
合イオン交換体とする形態などがあるものの、複数個設
置された各脱塩室はいずれも全て同じイオン交換体の配
置構造となっていた。また、脱塩室に流入する被処理水
の流通方向は、各脱塩室共に同一方向で且つ一過式であ
り、各脱塩室からの流出水は処理水として、そのままユ
ースポイントあるいは後段装置へと送られていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電気式脱イオン水製造装置においては、濃縮室のカ
ルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が移動してくる
箇所で局所的にｐＨが高くなり、スケール発生が頻繁に
起こるという問題があった。これは脱塩室のカチオン交
換体が充填されている箇所でカチオン交換され溶離した
硬度成分がカチオン交換膜を通して濃縮室に移動する
が、硬度成分が移動する濃縮室の隣り合う反対側の脱塩
室にもカチオン交換体が充填されており、塩化物イオン
や硫酸イオンなどのアニオン成分が極微量しか移動しな
いため濃縮室の当該部分ではｐＨが上昇することと、更
に移動イオン量が極端に少ないために水の電気分解が起
こることから、炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムな
どのスケールが発生するものと思われる。

【０００９】このスケール発生を前述の電気式脱イオン
水製造装置によって脱イオン水を製造する場合につい
て、図４及び脱塩室と濃縮室の関係を原理的に示した図
３を参照して説明する。すなわち、陰極１０９と陽極１
１０間に直流電流を通じ、また、被処理水流入管１１１
から被処理水が流入すると共に、濃縮水流入管１１５か
ら濃縮水が流入し、且つ電極水流入管１１７、１１７か
らそれぞれ電極水が流入する。被処理水流入管１１１か
ら流入した被処理水は脱塩室１０４を流下し、先ず、前
段のアニオン交換樹脂１０３ａを通過する際、塩酸イオ
ンや硫酸イオンなどのアニオン成分が除去され、次に、
後段のカチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂の混合イ
オン交換樹脂１０３ｂを通過する際、マグネシウムやカ
ルシウムなどの硬度成分が除去される。従って、このマ
グネシウムやカルシウムなどの硬度成分が移動してくる
箇所は脱塩室１０４の下流部に隣接する濃縮室１０５で
ある。この濃縮室１０５の隣り合う反対側の脱塩室１０
４にはカチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂の混合イ
オン交換樹脂１０３ｂが同様に充填されているため、ア
ニオン成分が移動してくるが、ほとんどのアニオン成分
は脱塩室前段のアニオン交換樹脂１０３ａ層において除
去されており、この脱塩室１０４後段の陽イオン交換樹
脂と陰イオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂１０３ｂが
充填されている箇所に隣接する濃縮室１０５には水の電
気分解によって発生した水酸基が主に移動してくること
になり、これが、ｐＨの上昇を招き、水酸化マグネシウ
ムや炭酸カルシウムなどのスケールが発生する。

【００１０】一方、特公平５−７９３９７号公報には、
脱塩室から流出した処理水を隣合う他方の脱塩室へ更に
流入して部分脱塩を行い、次いで、部分脱塩処理された
中間処理水を他の脱塩室に流入して完全脱塩を行い、脱
イオン水を得る電気式脱イオン水製造装置が開示されて
いる。しかしながら、この電気式脱イオン水製造装置
は、両端の一対の電極に加え、部分脱塩を行う脱塩室と
完全脱塩を行う脱塩室の間に更にもう１個の電極を備え
ているため、積層され難い構造となっている。また、マ
グネシウムやカルシウムなどの硬度成分のスケール発生
防止に関しては何らの対策も施されていない。

【００１１】更に、従来の電気式脱イオン水製造装置に
おいて、カチオン交換体、アニオン交換体又はカチオン
交換体とアニオン交換体の混合イオン交換体の３種のイ
オン交換体を脱塩室に充填する場合、電気抵抗と電流効
率は脱塩室の厚さにより異なり、３種のイオン交換体に
ついて、それぞれ最適な脱塩室厚さが存在するにもかか
わらず、上記３種類のイオン交換体のうち２種以上のイ
オン体が存在する限り、電気抵抗を低減する観点からの
厚さ設計はできなかった。

【００１２】従って、本発明の目的は、マグネシウムや
カルシウムなどの硬度成分のスケール発生防止を抑制す
ることができると共に、電流効率を維持しつつ脱塩室の
電気抵抗を低減する最適脱塩室厚さに設計可能な電気式
脱イオン水製造装置及びこれを用いる通水方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意検討を行った結果、従来の電気式脱イオ
ン水製造装置において、隣合う脱塩室を第１脱塩室と第
２脱塩室とし、被処理水が最初に流入する脱塩室（第１
脱塩室又は第２脱塩室）には少なくともアニオン交換体
を充填し、隣合う他の脱塩室（第２脱塩室又は第１脱塩
室）には少なくともカチオン交換体を充填し、最初の脱
塩室の流出水を隣合う他の脱塩室に流入させて脱イオン
水を得れば、従来、濃縮室内であって被処理水流入側の
アニオン膜表面近傍で析出しがちであったマグネシウム
やカルシウムなどの硬度成分のスケールがほとんど発生
せず、長期間に亘って、安定した運転が継続できること
などを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１４】すなわち、本発明（１）は、濃縮室、第１
脱塩室、濃縮室、第２脱塩室を順次に配し、これを複数
積層し、これらの脱塩室及び濃縮室の積層体を陽極と陰
極の間に配置して形成される電気式脱イオン水製造装置
において、前記第１脱塩室流出管と前記第２脱塩室流入
管が連接されたものであるか、又は前記第２脱塩室流出
管と前記第１脱塩室流入管が連接されたものであること
を特徴とする電気式脱イオン水製造装置を提供するもの
である。

【００１５】また、本発明（２）は、前記第１脱塩室流
出管と前記第２脱塩室流入管が連接されたものである場
合、前記第１脱塩室には少なくともアニオン交換体が充
填され、且つ前記第２脱塩室には少なくともカチオン交
換体が充填され、前記第２脱塩室流出管と前記第１脱塩
室流入管が連接されたものである場合、前記第２脱塩室
には少なくともアニオン交換体が充填され、且つ前記第
１脱塩室には少なくともカチオン交換体が充填されたも
のであることを特徴とする前記（１）記載の電気式脱イ
オン水製造装置を提供するものである。

【００１６】また、本発明（３）は、濃縮室、少なくと
もアニオン交換体を充填した第１脱塩室、濃縮室、少な
くともカチオン交換体を充填した第２脱塩室を順次に配
し、これを複数積層し、これらの脱塩室及び濃縮室の積
層体を陽極と陰極の間に配置し、電圧を印加しながら第
１脱塩室に被処理水を流入し、次いで、前記第１脱塩室
の流出水を前記第２脱塩室に流入すると共に、濃縮室に
濃縮水を流して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱
イオン水を製造することを特徴とする通水方法を提供す
るものである。

【００１７】また、本発明（４）は、濃縮室、少なくと
もカチオン交換体を充填した第１脱塩室、濃縮室、少な
くともアニオン交換体を充填した第２脱塩室を順次に配
し、これを複数積層し、これらの脱塩室及び濃縮室の積
層体を陽極と陰極の間に配置し、電圧を印加しながら第
２脱塩室に被処理水を流入し、次いで、前記第２脱塩室
の流出水を前記第１脱塩室に流入すると共に、濃縮室に
濃縮水を流して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱
イオン水を製造することを特徴とする通水方法を提供す
るものである。

【００１８】また、本発明（５）は、被処理水が最初に
流入する脱塩室は、アニオン交換体の単床であり、次い
で、該脱塩室の流出水が流入する脱塩室は、アニオン交
換体とカチオン交換体の混合床であることを特徴とする
前記（３）又は（４）記載の通水方法を提供するもので
ある。

【００１９】また、本発明（６）は、前記第１脱塩室に
おける被処理水の通水方向と前記第２脱塩室における被
処理水の通水方向が同一方向であり、且つ濃縮室におけ
る通水方向が、これと逆方向であることを特徴とする前
記（３）〜（５）のいずれか１項記載の通液方法を提供
するものである。

【００２０】本発明によれば、マグネシウムやカルシウ
ムなどの硬度成分のスケール発生防止を抑制することが
できると共に、イオン交換体の種類に応じて電流効率を
維持しつつ脱塩室の電気抵抗を低減する最適脱塩室厚さ
に設計可能である。また、第１脱塩室と第２脱塩室の１
組を所望の複数組で積層すれば、電気式脱イオン水製造
装置の任意の流量を設定できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態におけ
る電気式脱イオン水製造装置を図１を参照して説明す
る。図１は本実施の形態における電気式脱イオン水製造
装置の原理図である。図１に示すように、カチオン交換
膜７及びアニオン交換膜８を離間して交互に配置し、カ
チオン交換膜７とアニオン交換膜８で形成される空間内
に一つおきにイオン交換体１０３を充填して脱塩室１と
する。この脱塩室１はカチオン交換体とアニオン交換体
の混合イオン交換体９が充填された第１脱塩室１ａと、
アニオン交換体１０が充填された第２脱塩室１ｂを１組
として、複数組が設置された構造であり（図では２組の
設置）、第２脱塩室流出管１２と第１脱塩室流入管１３
は連接されている。また、脱塩室１のそれぞれ隣に位置
するアニオン交換膜８とカチオン交換膜７で形成される
イオン交換体を充填していない部分は濃縮水を流すため
の濃縮室３とする。このような第１脱塩室１ａと第２脱
塩室１ｂを配する１組の脱塩室を複数併設した積層体の
一端側に陰極５を配設すると共に、他端側に陽極６を配
設する。また両端の濃縮室３の両外側に必要に応じカチ
オン交換膜７、アニオン交換膜８、あるいはイオン交換
性のない単なる隔膜等の仕切り膜を配設し、仕切り膜で
仕切られた両電極５、６が接触する部分を電極室４、４
とする。

【００２２】このような、電気式脱イオン水製造装置に
よって脱イオン水を製造する場合、以下のように操作さ
れる。すなわち、陰極５と陽極６間に直流電流を通じ、
また被処理水流入管１１から被処理水が流入すると共
に、濃縮水流入管１５から濃縮水が流入し、かつ図では
省略する電極水流入管１７、１７からそれぞれ電極水が
流入する。被処理水流入管１１から流入した被処理水は
第２脱塩室１ｂを流下し、アニオン交換体１０の充填層
を通過する際に不純物イオンが除去される。更に、第２
脱塩室１ｂの処理水流出管１２を通った流出水は、第１
脱塩室１ａの被処理水流入管１３を通って第１脱塩室１
ａを流下し、ここでもカチオン交換体とアニオン交換体
の混合イオン交換体９の充填層を通過する際に不純物イ
オンが除去され、脱イオン水が脱イオン水流出管１４か
ら得られる。また、濃縮水流入管１５から流入した濃縮
水は各濃縮室３を上昇し、カチオン交換膜７及びアニオ
ン交換膜８を介して移動してくる不純物イオンを受取
り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出管
１６から流出され、さらに図では省略する電極水流入管
から流入した電極水は電極水流出管から流出される。上
述の操作によって、被処理水中の不純物イオンは電気的
に除去される。

【００２３】本実施の形態例において、マグネシウムや
カルシウムなどの硬度成分がカチオン交換膜７を通して
第１脱塩室１ａから移動する濃縮室３では、この濃縮室
３の隣接する反対側の第１脱塩室１ｂからは塩化物イオ
ンや硫酸イオンなどのアニオンが移動してくる。このた
め、１組の第２脱塩室１ｂと隣接する他の組の第１脱塩
室１ａに挟まれる濃縮室の内部のｐＨは常時中性から酸
性に保たれるためスケールの発生を防止する。すなわ
ち、第１脱塩室１ａにはカチオン交換体とアニオン交換
体の混合イオン交換体９が充填されているため、上記の
如く、カチオン交換膜を通して濃縮室３にカチオン成分
が移動してくる。一方、この濃縮室３と隣接する反対側
の第２脱塩室１ｂにはアニオン交換体１０が充填されて
いるため、水の電気分解から発生する水酸基は極力低減
され、ｐＨを低下させる塩化物イオンや硫酸イオンの当
該濃縮室３への移動が活発となりスケールの発生を抑制
する。また、濃縮室３に移動する不純物イオンは被処理
水流入側で起こりやすいが、濃縮水の流れは脱塩室の被
処理水の流れと逆の上昇流であるため、不純物イオンは
速やかに系外に排出されるという効果も有する。

【００２４】また、本実施の形態例によれば、脱塩室を
分割して第１脱塩室と第２脱塩室とし、第１脱塩室１ａ
にはカチオン交換体とアニオン交換体の混合イオン交換
体９を充填し、第２脱塩室１ｂにはアニオン交換体１０
を充填しているため、イオン交換体の種類に応じて、電
流効率を維持しつつ電気抵抗を低減できる最適な脱塩室
厚さを設定することができる。

【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態における
電気式脱イオン水製造装置を図２を参照して説明する。
図２は本実施の形態における電気式脱イオン水製造装置
の原理図である。第２の実施の形態例において、図１の
第１の実施の形態例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、異なる点について説明する。すな
わち、図２において、図１と異なる点は、被処理水が最
初に流入する脱塩室を第１脱塩室とし、第１脱塩室流出
水を第２脱塩室に流入させ第２脱塩室流出水を脱イオン
水とする点、及び第１脱塩室にはアニオン交換体を充填
し、第２脱塩室には第２脱塩室流入側にアニオン交換体
を、第２脱塩室流出側にカチオン交換体とアニオン交換
体の混合イオン交換体を充填した点である。

【００２６】このような、電気式脱イオン水製造装置に
よって脱イオン水を製造する場合、第１の実施の形態例
と同様に操作される。この場合、被処理水流入管１１か
ら流入した被処理水は第１脱塩室１ａを流下し、アニオ
ン交換体１０の充填層を通過する際に不純物イオンが除
去される。更に、第１脱塩室１ａの処理水流出管１２ａ
を通った流出水は、第２脱塩室１ｂの被処理水流入管１
３ａを通って第２脱塩室１ｂを流下し、ここでもアニオ
ン交換体１０及びカチオン交換体とアニオン交換体の混
合イオン交換体９の充填層を通過する際に不純物イオン
が除去され、脱イオン水が脱イオン水流出管１４から得
られる。また、濃縮水流入管１５から流入した濃縮水は
各濃縮室３を上昇し、カチオン交換膜７及びアニオン交
換膜８を介して移動してくる不純物イオンを受取り、不
純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出管１６か
ら流出される。上述の操作によって、被処理水中の不純
物イオンは電気的に除去される。

【００２７】本実施の形態例において、マグネシウムや
カルシウムなどの硬度成分がカチオン交換膜７を通して
第２脱塩室１ｂから移動する濃縮室３では、この濃縮室
３の隣接する反対側の第１脱塩室１ａからは塩化物イオ
ンや硫酸イオンなどのアニオンが移動してくる。このた
め、１組の第１脱塩室１ａと隣接する同じ組の第２脱塩
室１ｂに挟まれる濃縮室の内部のｐＨは常時中性から酸
性に保たれるためスケールの発生を防止する。すなわ
ち、第２脱塩室１ｂの後段にはカチオン交換体とアニオ
ン交換体の混合イオン交換体９が充填されているため、
上記の如く、カチオン交換膜を通して濃縮室３にカチオ
ン成分が移動してくる。一方、この濃縮室３と隣接する
反対側の第１脱塩室１ａにはアニオン交換体１０が充填
されているため、水の電気分解から発生する水酸基は極
力低減され、ｐＨを低下させる塩化物イオンや硫酸イオ
ンの当該濃縮室３への移動が活発となりスケールの発生
を抑制する。

【００２８】本発明において、被処理水が最初に流入す
る脱塩室（第１脱塩室又は第２脱塩室）に充填されるイ
オン交換体としては、少なくともアニオン交換体を含む
ものであれば特に制限されないが、アニオン交換体の単
床が好ましい。アニオン交換とカチオン交換体の混床で
ある場合には、混床に占めるアニオン比率を高めたもの
が好ましい。

【００２９】また、前記脱塩室の流出水が流入する脱塩
室（被処理水が最初に流入する脱塩室が第１脱塩室であ
れば、第２脱塩室であり、被処理水が最初に流入する脱
塩室が第２脱塩室であれば、第１脱塩室である）に充填
されるイオン交換体としては、少なくともカチオン交換
体を含むものであれば特に制限されないが、カチオン交
換体とアニオン交換体の混床が好ましい。また、その他
に前段部分をアニオン交換体の単床、後段部分をカチオ
ン交換体とアニオン交換体の混床する形態及び前段部分
をカチオン交換体とアニオン交換体の混床でアニオン比
率を高めたもの、後段部分をカチオン交換体とアニオン
交換体の混床でカチオン比率を高めたものか、カチオン
交換体の単床とする形態が挙げられる。本発明の好まし
いイオン交換体の充填例としては、被処理水が最初に流
入する脱塩室に充填されるイオン交換体がアニオン交換
体の単床であり、且つ当該脱塩室の流出水が流入する脱
塩室に充填されるイオン交換体がカチオン交換体とアニ
オン交換体の混床である。

【００３０】イオン交換体としては、イオン交換樹脂、
イオン交換繊維などイオン交換機能を有する物質であれ
ばいずれでもよく、また、それらを組合せたものであっ
てもよい。

【００３１】被処理水の流れは、被処理水が最初に第１
脱塩室に流入する場合、第１脱塩室の流出水は第２脱塩
室に流入され、第２脱塩室の流出水が処理水となり、被
処理水が最初に第２脱塩室に流入する場合、第２脱塩室
の流出水は第１脱塩室に流入され、第１脱塩室の流出水
が処理水となる。第１脱塩室と第２脱塩室における流通
水の流れ方向としては、共に同一方向であっても、ま
た、互いに逆の方向であってもよい。濃縮室における濃
縮水の流通方向としては、特に制限されないが、第１脱
塩室と第２脱塩室における被処理水の流れ方向が同一方
向である場合に、これと逆方向とするのが、脱塩室から
濃縮室に移動した不純物イオンを速やかに系外へ排出さ
せることができる点で好ましい。

【００３２】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。 実施例１ 下記装置仕様及び運転条件下において、図１に準ずる構
成、すなわち３組の脱塩室積層体（６個の脱塩室）を並
設して構成される電気式脱イオン水製造装置の脱塩室及
び濃縮室にそれぞれ通水して、１万時間の通水運転を行
った。結果を表１に示す。表１中、「スケール発生」は
１万時間の通水運転後、電気式脱イオン水製造装置を分
解して、濃縮室内のアニオン膜表面のスケール発生状況
を目視観察し、スケール発生無しを「○」、少量のスケ
ール発生を認めるを「△」、多量のスケール発生を認め
るを「×」として評価した。 ・被処理水及び濃縮水；工業用水を逆浸透膜装置で処理
して得た透過水 ・被処理水の抵抗率；０．３１ＭΩ- ｃｍ ・第１脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ３mm ・第１脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂
（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）との混合イオン交換樹
脂（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１） ・第２脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・第２脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂 ・装置全体の流量；２００リットル／ｈ．

【００３３】実施例２ 下記装置仕様及び運転条件下において、図２に準ずる構
成の電気式脱イオン水製造装置とする以外は、実施例１
と同様の方法で通水運転を行った。結果を表１に示す。 ・第１脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・第１脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂 ・第２脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ３mm ・第２脱塩室充填イオン交換樹脂；前段（高さ３００mm
相当）はアニオン交換樹脂、後段（高さ３００mm相当）
はアニオン交換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）と
の混合イオン交換樹脂（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：
１）

【００３４】比較例１ 下記装置仕様及び運転条件下において、図４に準ずる構
成、すなわち６個の脱塩室（脱イオンモジュール）を並
設して構成される電気式脱イオン水製造装置の脱塩室及
び濃縮室にそれぞれ通水して、１万時間の通水運転を行
った。結果を表１に示す。但し、被処理水、濃縮水の水
質及び装置全体の流量は実施例１と同様である。 ・脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・脱塩室充填イオン交換樹脂；脱塩室内の上半分に実施
例１と同じアニオン交換樹脂を配置し、下半分に実施例
１と同じ混合イオン交換樹脂を配置した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１より、実施例１及び実施例２は比較例
１に比して、１．５Ａの電流を流すのに約２８％の電力
を低減することができる。このように、本発明の電気式
脱イオン水製造装置ではイオン交換体の充填方式に対す
る電気抵抗を低減する観点からの適正な厚さ設計が可能
である。また、実施例１及び実施例２では、スケールの
発生が全く認められないのに対して、比較例１では少量
のスケールの発生が認められた。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電気式脱イオン水製造装置及び
これを用いる通水方法によれば、マグネシウムやカルシ
ウムなどの硬度成分のスケール発生防止を抑制すること
ができると共に、電流効率を維持しつつイオン交換体の
種類に応じて脱塩室の電気抵抗を低減する最適脱塩室厚
さに設計可能である。従って、スケール発生の無い省電
力型通水運転を長期間に亘って安定して行える。また、
第１脱塩室と第２脱塩室の１組を所望の複数組で積層す
れば、電気式脱イオン水製造装置の任意の流量に設定で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電気式脱イオン水
製造装置の原理図である。

【図２】本発明の他の実施の形態における電気式脱イオ
ン水製造装置の原理図である。

【図３】従来の電気式脱イオン水製造装置の原理図であ
る。

【図４】従来の電気式脱イオン水製造装置の模式図であ
る。

【図５】従来の脱塩室を構成するための脱イオンモジュ
ールを示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１、１０４ 脱塩室 １ａ 第１脱塩室 １ｂ 第２脱塩室 ３、１０５ 濃縮室 ４、１１２、１１３ 電極室 ５、１０９ 陰極 ６、１１０ 陽極 ７、１０１ カチオン交換膜 ８、１０２ アニオン交換膜 ９ カチオン交換体とアニオン交換体の混
合イオン交換体 １０ アニオン交換体 １１、１１１ 被処理水流入管 １２ 第２脱塩室流出管 １２ａ 第１脱塩室流出管 １３ 第１脱塩室流入管 １３ａ 第２脱塩室流入管 １４、１１４ 脱イオン水流出管 １５、１１５ 濃縮水流入管 １６、１１６ 濃縮水流出管 ２０ａ、２０ｂ、１００ 電気式脱イオン水製造装置 １０３ イオン交換体 １０６ 脱イオンモジュール １０７ 枠体 １０８ 補強リブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃縮室、第１脱塩室、濃縮室、第２脱塩
   室を順次に配し、これを複数積層し、これらの脱塩室及
   び濃縮室の積層体を陽極と陰極の間に配置して形成され
   る電気式脱イオン水製造装置において、前記第１脱塩室
   流出管と前記第２脱塩室流入管が連接されたものである
   か、又は前記第２脱塩室流出管と前記第１脱塩室流入管
   が連接されたものであることを特徴とする電気式脱イオ
   ン水製造装置。
2. 【請求項２】 前記第１脱塩室流出管と前記第２脱塩室
   流入管が連接されたものである場合は、前記第１脱塩室
   には少なくともアニオン交換体が充填され、且つ前記第
   ２脱塩室には少なくともカチオン交換体が充填され、前
   記第２脱塩室流出管と前記第１脱塩室流入管が連接され
   たものである場合は、前記第２脱塩室には少なくともア
   ニオン交換体が充填され、且つ前記第１脱塩室には少な
   くともカチオン交換体が充填されたものであることを特
   徴とする請求項１記載の電気式脱イオン水製造装置。
3. 【請求項３】 濃縮室、少なくともアニオン交換体を充
   填した第１脱塩室、濃縮室、少なくともカチオン交換体
   を充填した第２脱塩室を順次に配し、これを複数積層
   し、これらの脱塩室及び濃縮室の積層体を陽極と陰極の
   間に配置し、電圧を印加しながら第１脱塩室に被処理水
   を流入し、次いで、前記第１脱塩室の流出水を前記第２
   脱塩室に流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流して被処
   理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を製造する
   ことを特徴とする通水方法。
4. 【請求項４】 濃縮室、少なくともカチオン交換体を充
   填した第１脱塩室、濃縮室、少なくともアニオン交換体
   を充填した第２脱塩室を順次に配し、これを複数積層
   し、これらの脱塩室及び濃縮室の積層体を陽極と陰極の
   間に配置し、電圧を印加しながら第２脱塩室に被処理水
   を流入し、次いで、前記第２脱塩室の流出水を前記第１
   脱塩室に流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流して被処
   理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を製造する
   ことを特徴とする通水方法。
5. 【請求項５】 被処理水が最初に流入する脱塩室は、ア
   ニオン交換体の単床であり、次いで、該脱塩室の流出水
   が流入する脱塩室は、アニオン交換体とカチオン交換体
   の混合床であることを特徴とする請求項３又は４記載の
   通水方法。
6. 【請求項６】 前記第１脱塩室における被処理水の通水
   方向と前記第２脱塩室における被処理水の通水方向が同
   一方向であり、且つ濃縮室における濃縮水の通水方向
   が、これと逆方向であることを特徴とする請求項３〜５
   のいずれか１項記載の通液方法。