JP2000301156A5 - - Google Patents

Description

【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種以上のイオン交換体が存在する限り、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交換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。

【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項記載の通水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。

【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１ａ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。

【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。アニオン交換体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と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。

【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交換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．

【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。

Claims (1)

1. 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項記載の通水方法。