JP2001137856A - 電気再生式純水製造装置 - Google Patents

電気再生式純水製造装置

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JP2001137856A
JP2001137856A JP32856499A JP32856499A JP2001137856A JP 2001137856 A JP2001137856 A JP 2001137856A JP 32856499 A JP32856499 A JP 32856499A JP 32856499 A JP32856499 A JP 32856499A JP 2001137856 A JP2001137856 A JP 2001137856A
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regeneration type
cation
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Hajime Uchino
肇 内野
Naoya Kanazawa
直也 金澤
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Nippon Rensui Co
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Nippon Rensui Co
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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的に安定であり、従って、処理水の水質を
低下させないで安定化させ、しかも、消費電力量を低減
させることが出来る様に改良された電気再生式純水製造
装置を提供する。 【解決手段】陽極(2)を備えた陽極室(3)と陰極
(4)を備えた陰極室(5)との間に陰イオン交換膜お
よび陽イオン交換膜を交互に配列して順次形成される複
数組の脱塩室(81)・・・及び濃縮室(91)・・・
から構成され、脱塩室には陽イオン交換体および陰イオ
ン交換体の混合物(A)が収容されて成る電気再生式純
水製造装置において、濃縮室および/または電極室に導
電性物質(a)を収容して成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気再生式純水製
造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、イオン交換体とイオン交換膜
を組み合わせ且つ電気透析の作用を利用した電気再生式
純水製造装置が提案されている。この装置は、含水状態
のイオン交換体が良好な導電体であることに着目して発
明されたものであり、基本的には、電気透析装置の陰イ
オン交換膜と陽イオン交換膜とで挟まれた脱塩室にイオ
ン交換体を充填して構成される。そして、脱塩室に電圧
を印可しながら脱塩されるべき被処理水を流通させて純
水を得る。電気再生式純水製造装置によれば、イオン交
換樹脂を使用した純水の製造方法の場合に必要な再生剤
が不要となる利点がある。
【0003】本出願人は、特開平9−24374号公報
において、陽極室、陰極室および濃縮室の被処理水に電
解質溶液を添加する電気再生式純水製造方法と、脱塩室
に収容される陽イオン交換体および陰イオン交換体の混
合物に導電性物質を付加して成る電気再生式純水製造装
置とを提案した。斯かる方法および装置によれば、脱塩
室および濃縮室の組み込み室数を増やした場合にも、電
圧の印可条件を変化させることなく、処理水の水質を低
下させないで安定化させ、しかも、消費電力量を低減さ
せることが出来る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特開
平9−24374号公報に記載の装置と同様に、電気的
に安定であり、従って、処理水の水質を低下させないで
安定化させ、しかも、消費電力量を低減させることが出
来る様に改良された電気再生式純水製造装置を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々検討
を重ねた結果、意外にも、濃縮室および/または電極室
に導電性物質を収容させることによっても脱塩室に導電
性物質を収容させた場合に遜色なく電気的に安定である
電気再生式純水製造装置が得られるとの知見を得た。
【0006】本発明は、上記の知見に基づき達成された
ものであり、その要旨は、陽極を備えた陽極室と陰極を
備えた陰極室との間に陰イオン交換膜および陽イオン交
換膜を交互に配列して順次形成される複数組の脱塩室お
よび濃縮室から構成され、脱塩室には陽イオン交換体お
よび陰イオン交換体の混合物が収容されて成る電気再生
式純水製造装置において、濃縮室および/または電極室
に導電性物質を収容して成ることを特徴とする電気再生
式純水製造装置に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の電気再生式純水
製造装置の一例の垂直縦断正面略図である。
【0008】本発明の気再生式純水製造装置(1)の基
本的構成は、特開平9−24374号公報に記載の装置
と同じであり、陽極(2)を備えた陽極室(3)と陰極
(4)を備えた陰極室(5)との間に陰イオン交換膜
(61)及び陽イオン交換膜(71)を交互に配列して
順次形成される複数組の脱塩室(81)、(82)・・
・及び濃縮室(91)、(92)・・・から構成され
る。
【0009】すなわち、陰イオン交換膜(61)と陽イ
オン交換膜(71)とに挟まれて脱塩室(81)が構成
され、同様にして陰イオン交換膜(62)と陽イオン交
換膜(72)とに挟まれて第2の脱塩室(82)が形成
される。この様に陰イオン交換膜(A)と陽イオン交換
膜(C)とが交互に配列され、図示の装置の場合は5個
の脱塩室が形成されている。一方、陽イオン交換膜(7
1)と陰イオン交換膜(62)とに挟まれて第1濃縮室
(91)が形成され、同様にして陽イオン交換膜(7
2)と陰イオン交換膜(63)とに挟まれて第2濃縮室
(92)が形成される。この様にして図示の装置の場合
は4個の濃縮室が形成されている。そして、上記の5個
の脱塩室には陽イオン交換体および陰イオン交換体の混
合物(A)がそれぞれ収容されている。
【0010】上記の脱塩室および濃縮室を形成するため
のイオン交換膜としては、通常の電気透析装置で採用さ
れているものが使用され、例えば、商品名「セレミオン
(旭硝子(株))」、「ネオセプタ(トクヤマ
(株))」、「アシプレックス(旭化成(株))」等の
市販品が挙げられる。
【0011】上記の脱塩室に充填されるイオン交換体と
しては、通常の純水製造時の脱塩処理に使用されている
陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を使用するこ
ともできるが、比表面積が大きく且つイオン交換反応が
効率的であるイオン交換繊維を使用するのが有利であ
る。斯かるイオン交換繊維としては、具体的には、ポリ
スチレン系繊維と補助剤との複合繊維にイオン交換基を
導入したもの、ポリビニルアルコールの繊維基体にイオ
ン交換基を導入したもの、ポリオレフィン系の繊維に放
射線を照射して放射線グラフト重合を利用してイオン交
換基を導入したもの等の市販品が利用できる。
【0012】また、イオン交換樹脂は、通常の純水製造
に採用されているイオン交換樹脂から適宜選定される。
例えば、強酸性陽イオン交換樹脂としては、「ダイヤイ
オン(三菱化学(株)登録商標)SK1B」、「PK2
08」等、強塩基性陰イオン交換樹脂としては、「ダイ
ヤイオンSA10A」、「PA316」等が挙げられ
る。
【0013】上記のイオン交換体は、再生型および塩型
の何れの型で使用してもよいが、水質の立ち上がりを早
くするのには再生型を使用するのがよい。
【0014】本発明の装置においては、濃縮室および/
または電極室に導電性物質(a)を収容する。
【0015】上記の導電性物質としては導電性繊維が好
ましい。導電性繊維としては、炭素繊維の他、ナイロン
系、アクリル系、ポリエステル系などの合成繊維にカー
ボンブラックを練り込んだ複合繊維、表面がカーボンブ
ラックでコーティングされた合成繊維などが挙げられ
る。斯かる導電性繊維の具体例としては、「アントロ
ン」(デュポン社製)、「ウルトロン」(モンサント社
製)、「SA−7」、「バレルII」(東レ社製)、「ベ
ルトロン」(鐘紡社製)、「メガII」(ユニチカ社
製)、「メタリアン」(帝人社製)等の市販品がある。
また、導電性物質として、小粒の黒鉛、小粒の活性炭な
ども使用し得る。
【0016】導電性物質は、電極室よりも濃縮室に収容
した方が好ましい結果が得られる。勿論、両室に収容し
てもよい。また、導電性物質は、陽イオン交換体および
陰イオン交換体の混合物に付加して使用してもよい。こ
の場合、陽イオン交換体および陰イオン交換体の混合物
としては、脱塩室に収容されるものと同様のものが使用
される。そして、イオン交換充体がイオン交換繊維の場
合は、イオン交換繊維と均一に混合され不織布状の形態
にされた導電性繊維が使用される。この場合、導電性繊
維の混合割合は、通常は20〜70重量%、好ましくは
30〜60%である。また、イオン交換充体がイオン交
換樹脂の場合は、小粒の黒鉛、小粒の活性炭などの導電
性物質が混合して使用される。
【0017】本発明の装置は次の様に使用される。5個
の各脱塩室には、並行して被処理水(脱イオンされる
水)を流入管(131)から供給する。処理水(脱イオ
ンされた水)は流出管(132)から流出される。4個
の各濃縮室には、並行して被処理水を流入管(141)
から供給する。各濃縮室に供給された被処理水は、濃縮
されて濃縮水として流出管(142)から排出される。
また、濃縮室への供給と同時に被処理水を流入管(12
1)から陽極室(3)に、流入管(123)から陰極室
(5)にそれぞれ導入し、各々流出管(122)、流出
管(124)から排出させる。
【0018】上記の各流路により被処理水を流通させな
がら、陽極(2)及び陰極(4)から直流電流を通ずる
と、各脱塩室では被処理水中の不純物イオンが陽イオン
交換体および陰イオン交換体の混合物が有する陰イオン
交換基およびび陽イオン交換基により捕捉除去され、純
水が製造されると共に、陽イオン交換体および陰イオン
交換体の混合物に捕捉された不純物イオンは脱塩室の隔
膜でもある陰イオン交換膜および陽イオン交換膜により
電気透析されて隣接する濃縮室に移動し、濃縮され流出
管(142)から排出される。
【0019】本発明の装置では、濃縮室および/または
電極室に導電性物質(a)が充填されているため、電気
的に安定な結果が得られ、従って、処理水質の水質を低
下させないで安定化させ、併せて消費電力量を低減させ
ることが出来る。また、本発明の装置においては、特開
平9−24374号公報の記載に従い、陽極室、陰極室
および濃縮室の被処理水に電解質溶液を添加することも
出来る。
【0020】
【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
【0021】実施例1〜4並びに比較例1及び2 図1に示す様な構造を有する電気再生式純水製造装置で
あって、脱塩室が45室および濃縮室が44室より成る
装置(A)と脱塩室が90室および濃縮室が89室より
成る装置(B)をそれぞれ使用して実験を行った。脱塩
室は、縦390mm、横130mm、厚さ2mmであ
り、濃縮室は、縦390mm、横130mm、厚さ2m
mである。
【0022】陰イオン交換膜としては、セレミオンAM
D[旭硝子(株)製、セレミオンは同社登録商標]を使
用し、その寸法は、縦390mm、横130mmであ
る。陽イオン交換膜としては、セレミオンCMD[旭硝
子(株)製]を使用し、その寸法は、縦390mm、横
130mmである。
【0023】上記の脱塩室のイオン交換体充填物として
は、ポリビニルアルコールをマトリックスにスチレン−
ジビニルベンゼンのスルホン酸化物を均一に分散させた
強酸性陽イオン交換繊維(株式会社ニチビ製「IEF−
SC」)とポリビニルアルコールの主鎖にトリメチルア
ンモニウム基を付加してなる強塩基性陰イオン交換繊維
(株式会社ニチビ製「IEF−SA」)の両イオン交換
繊維を交換容量で同当量混和し、これに不活性合成繊維
としてポリエステル繊維を50%の割合で混合状態にし
た後、不織布状にしたものを使用した。
【0024】そして、以下の表1に示す様に、上記の様
に構成された装置の濃縮室および/または電極室に導電
性物質を収容した。導電性物質としては、カーボン繊維
の不織布(ドナック社製「ドナカーボS223」)を使
用した。
【0025】
【表1】
【0026】被処理水としては横浜市水のRO(逆浸透
膜)処理水(電気伝導度:20μS/cm)を使用し
た。流入管(131)から脱塩室にLV25m/hで被
処理水を通水した。同様に両電極室および濃縮室にも被
処理水を脱塩室への供給速度と同じ流速で供給した。通
水と同時に両電極室の電極板に600Vの直流電圧を印
可し、脱塩室より流出する処理水の抵抗率を測定した。
その結果を図2及び図3に示す。
【0027】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、電気的に
安定であり、従って、処理水の水質を低下させないで安
定化させ、しかも、消費電力量を低減させることが出来
る様に改良された電気再生式純水製造装置が提供され、
本発明の工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気再生式純水製造装置の一例の垂直
縦断正面略図
【図2】実施例1及び2並びに比較例1及び2で得られ
た通水経過日数に対する処理水の比抵抗率(MΩ・c
m)の変化を示すグラフ
【図3】実施例3及び4並びに比較例1及び2で得られ
た通水経過日数に対する処理水の比抵抗率(MΩ・c
m)の変化を示すグラフ
【符号の説明】
1:電気透析槽本体 2:陽極 3:陽極室 4:陰極 5:陰極室 61:陰イオン交換膜 71:陽イオン交換膜 81:脱塩室 91:濃縮室 121:陽極室側流入管 122:陽極室側流出管 123:陰極室側流入管 124:陰極室側流出管 131:脱塩室側流入管 132:脱塩室側流出管 141:濃縮室側流入管 142:濃縮室側流出管 a:導電性物質 A:陽イオン交換体および陰イオン交換体の混合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA17 HA47 JA30A JA41A JA70A KA31 KB11 KE17Q KE17R MA13 MA14 PC02 4D061 DA02 DB13 EA09 EA13 EB04 EB13 EB19 EB22 4K021 AB25 BA02 CA07 DB06 DB10 DB13 DB18 DB31 DB36 DB47 DB49 DC15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極
    室との間に陰イオン交換膜および陽イオン交換膜を交互
    に配列して順次形成される複数組の脱塩室および濃縮室
    から構成され、脱塩室には陽イオン交換体および陰イオ
    ン交換体の混合物が収容されて成る電気再生式純水製造
    装置において、濃縮室および/または電極室に導電性物
    質を収容して成ることを特徴とする電気再生式純水製造
    装置。
  2. 【請求項2】 導電性物質が湿潤状態で陽イオン交換体
    および陰イオン交換体よりも良導電性である請求項1に
    記載の装置。
  3. 【請求項3】 導電性物質が炭素繊維である請求項2に
    記載の装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003094064A (ja) * 2001-09-27 2003-04-02 Kurita Water Ind Ltd 電気脱イオン装置
JP2014087749A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 液間イオン移送装置用導電性充填材及び液間イオン移送装置
CN110291228A (zh) * 2017-02-09 2019-09-27 亚森特股份有限公司 电解质的电解装置

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