JP2001259646A - 電気式脱イオン水製造装置 - Google Patents
電気式脱イオン水製造装置Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気式脱イオン水製造装置の構造面からの抜
本的な改善に加えて、電極室や濃縮室の電気抵抗を低減
できる省電力型電気式脱イオン水製造装置及びこれを用
いる脱イオン水の製造方法を提供すること。 【解決手段】 一側にカチオン交換膜３、他側のアニオ
ン交換膜４及び中央の中間イオン交換膜５で区画される
２つの小脱塩室ｄ1 、ｄ2 にイオン交換体を充填して脱
塩室Ｄ1 を構成し、カチオン交換膜３、アニオン交換膜
４を介して脱塩室Ｄ1 の両側に濃縮室１を設け、これら
の脱塩室Ｄ1 及び濃縮室１を陽極７を備えた陽極室２ｂ
と陰極６を備えた陰極室２ａの間に配置し、濃縮室１、
陰極室２ａ及び陽極室２ｂにイオン交換体８ａを充填し
てなる電気式脱イオン水製造装置１０において、電圧を
印加しながら一方の小脱塩室ｄ2 の流出水を他方の小脱
塩室ｄ1 に流入すると共に、濃縮室１に濃縮水を流入
し、電気抵抗を極力低減して被処理水中の不純物イオン
を除去し、脱イオン水を得る。
本的な改善に加えて、電極室や濃縮室の電気抵抗を低減
できる省電力型電気式脱イオン水製造装置及びこれを用
いる脱イオン水の製造方法を提供すること。 【解決手段】 一側にカチオン交換膜３、他側のアニオ
ン交換膜４及び中央の中間イオン交換膜５で区画される
２つの小脱塩室ｄ1 、ｄ2 にイオン交換体を充填して脱
塩室Ｄ1 を構成し、カチオン交換膜３、アニオン交換膜
４を介して脱塩室Ｄ1 の両側に濃縮室１を設け、これら
の脱塩室Ｄ1 及び濃縮室１を陽極７を備えた陽極室２ｂ
と陰極６を備えた陰極室２ａの間に配置し、濃縮室１、
陰極室２ａ及び陽極室２ｂにイオン交換体８ａを充填し
てなる電気式脱イオン水製造装置１０において、電圧を
印加しながら一方の小脱塩室ｄ2 の流出水を他方の小脱
塩室ｄ1 に流入すると共に、濃縮室１に濃縮水を流入
し、電気抵抗を極力低減して被処理水中の不純物イオン
を除去し、脱イオン水を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造分野、
医薬製造分野、原子力や火力などの発電分野、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る省
電力型電気式脱イオン水製造装置及び脱イオン水の製造
方法に関するものである。
医薬製造分野、原子力や火力などの発電分野、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る省
電力型電気式脱イオン水製造装置及び脱イオン水の製造
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。
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２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２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。
ン水製造装置の模式断面図を示す。図２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、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を形成する。すなわち、図では
省略する内部がくり抜かれた枠体の一方の側にカチオン
交換膜を封着し、枠体のくり抜かれた部分の上方部（前
段）にアニオン交換樹脂を、下方部（後段）に混合イオ
ン交換樹脂をそれぞれ充填し、次いで、枠体の他方の部
分にアニオン交換膜を封着する。なお、イオン交換膜は
比較的柔らかいものであり、枠体内部にイオン交換体を
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の充填層が不均一となる
のを防止するため、枠体の空間部に複数のリブを縦設す
るのが一般的である。
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を形成する。すなわち、図では
省略する内部がくり抜かれた枠体の一方の側にカチオン
交換膜を封着し、枠体のくり抜かれた部分の上方部（前
段）にアニオン交換樹脂を、下方部（後段）に混合イオ
ン交換樹脂をそれぞれ充填し、次いで、枠体の他方の部
分にアニオン交換膜を封着する。なお、イオン交換膜は
比較的柔らかいものであり、枠体内部にイオン交換体を
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の充填層が不均一となる
のを防止するため、枠体の空間部に複数のリブを縦設す
るのが一般的である。
【０００５】このような脱イオンモジュールの複数個を
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２に示されたものであり、並設した脱イオンモ
ジュールの一側に陰極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１
０５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１１
２及び陽極室１１３とする。このように、従来の電気式
脱イオン水製造装置においては、濃縮室の数は脱塩室の
数より１つ多い形態のものであるか、あるいは両端の濃
縮室を仕切り膜無しで電極室とした場合１つ少ないもの
であった。
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２に示されたものであり、並設した脱イオンモ
ジュールの一側に陰極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１
０５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１１
２及び陽極室１１３とする。このように、従来の電気式
脱イオン水製造装置においては、濃縮室の数は脱塩室の
数より１つ多い形態のものであるか、あるいは両端の濃
縮室を仕切り膜無しで電極室とした場合１つ少ないもの
であった。
【０００６】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を図２を参照して説明す
る。すなわち、陰極１０９と陽極１１０間に直流電流を
通じ、また、被処理水流入ライン１１１から被処理水が
流入すると共に、濃縮水流入ライン１１５から濃縮水が
流入し、且つ電極水流入ライン１１７、１１７からそれ
ぞれ電極水が流入する。被処理水流入ライン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、次いで混合イオン交換樹
脂１０３ｂを通過する際、塩酸イオンや硫酸イオン、Ｍ
ｇとＣａなどのカチオン成分などが除去される。濃縮水
流入ライン１１５から流入した濃縮水は各濃縮室１０５
を上昇し、カチオン交換膜１０１及びアニオン交換膜１
０２を介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不
純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１
１６から流出され、さらに電極水流入ライン１１７、１
１７から流入した電極水は電極水流出ライン１１８、１
１８から流出される。従って、脱イオン水流出ライン１
１４から脱塩水が得られる。
って脱イオン水を製造する場合を図２を参照して説明す
る。すなわち、陰極１０９と陽極１１０間に直流電流を
通じ、また、被処理水流入ライン１１１から被処理水が
流入すると共に、濃縮水流入ライン１１５から濃縮水が
流入し、且つ電極水流入ライン１１７、１１７からそれ
ぞれ電極水が流入する。被処理水流入ライン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、次いで混合イオン交換樹
脂１０３ｂを通過する際、塩酸イオンや硫酸イオン、Ｍ
ｇとＣａなどのカチオン成分などが除去される。濃縮水
流入ライン１１５から流入した濃縮水は各濃縮室１０５
を上昇し、カチオン交換膜１０１及びアニオン交換膜１
０２を介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不
純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１
１６から流出され、さらに電極水流入ライン１１７、１
１７から流入した電極水は電極水流出ライン１１８、１
１８から流出される。従って、脱イオン水流出ライン１
１４から脱塩水が得られる。
【０００７】一方、このような電気式脱イオン水製造装
置を使用して被処理水中の不純物イオンを省電力で除去
するために、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を低
減する種々の試みがなされている。この場合、脱塩室に
おいては、脱塩室に使用されるイオン交換体の充填方法
や充填量が要求される処理水の水質によって決定される
ため、脱塩室の電気抵抗を低減させるには限界がある。
そこで、濃縮水の循環によって導電率の上昇を促進し、
濃縮室の電気抵抗を低減する方法が採られることが多
い。この方法は濃縮室の電気抵抗を低減するという点で
は極めて効果的である。
置を使用して被処理水中の不純物イオンを省電力で除去
するために、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を低
減する種々の試みがなされている。この場合、脱塩室に
おいては、脱塩室に使用されるイオン交換体の充填方法
や充填量が要求される処理水の水質によって決定される
ため、脱塩室の電気抵抗を低減させるには限界がある。
そこで、濃縮水の循環によって導電率の上昇を促進し、
濃縮室の電気抵抗を低減する方法が採られることが多
い。この方法は濃縮室の電気抵抗を低減するという点で
は極めて効果的である。
【０００８】しかし、例えば、被処理水である逆浸透膜
透過水の一部を濃縮水として使用する場合、濃縮水中に
当初は微量に存在するＣａ、Ｍｇなどの硬度成分が、長
期間の循環使用により濃縮されて濃縮室にスケールとし
て析出しやすくなる。スケールが発生すると、その部分
での電気抵抗が上昇し、電流が流れにくくなる。すなわ
ち、スケール発生が無い場合と同一の電流値を流すため
には電圧を上昇させる必要があり、消費電力が増加す
る。また、スケールの付着場所次第では濃縮室内で電流
密度が異なり、脱塩室内において電流の不均一化が生じ
る。また、スケール付着量が更に増加すると通水差圧が
生じると共に、電圧が更に上昇し、装置の最大電圧値を
越えた場合は電流値が低下することとなる。この場合、
イオン除去に必要な電流値が流せなくなり、処理水質の
低下を招く。この問題を回避するには、濃縮水として何
の対策をすることなく、不純物の少ない比較的きれいな
水を使用することも考えられる。
透過水の一部を濃縮水として使用する場合、濃縮水中に
当初は微量に存在するＣａ、Ｍｇなどの硬度成分が、長
期間の循環使用により濃縮されて濃縮室にスケールとし
て析出しやすくなる。スケールが発生すると、その部分
での電気抵抗が上昇し、電流が流れにくくなる。すなわ
ち、スケール発生が無い場合と同一の電流値を流すため
には電圧を上昇させる必要があり、消費電力が増加す
る。また、スケールの付着場所次第では濃縮室内で電流
密度が異なり、脱塩室内において電流の不均一化が生じ
る。また、スケール付着量が更に増加すると通水差圧が
生じると共に、電圧が更に上昇し、装置の最大電圧値を
越えた場合は電流値が低下することとなる。この場合、
イオン除去に必要な電流値が流せなくなり、処理水質の
低下を招く。この問題を回避するには、濃縮水として何
の対策をすることなく、不純物の少ない比較的きれいな
水を使用することも考えられる。
【０００９】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、濃縮室
を流れる電流は水の導電性を介しており、濃縮水として
比較的きれいな水を使用すると、導電性はほとんどな
く、やはり高い電気抵抗となる。また、このように濃縮
室での電気抵抗は水の導電性のみで決定されるため濃縮
室入口側と濃縮室出口側では電流密度が異なり、ある部
分では電流が流れ、ある部分では電流が流れにくいとい
う電流の不均一化あるいは偏りが生じてしまう。この場
合、電流が流れにくい箇所が被処理水の下流側、すなわ
ち処理水側にあると処理水の水質低下を招くという致命
的な問題もある。
を流れる電流は水の導電性を介しており、濃縮水として
比較的きれいな水を使用すると、導電性はほとんどな
く、やはり高い電気抵抗となる。また、このように濃縮
室での電気抵抗は水の導電性のみで決定されるため濃縮
室入口側と濃縮室出口側では電流密度が異なり、ある部
分では電流が流れ、ある部分では電流が流れにくいとい
う電流の不均一化あるいは偏りが生じてしまう。この場
合、電流が流れにくい箇所が被処理水の下流側、すなわ
ち処理水側にあると処理水の水質低下を招くという致命
的な問題もある。
【００１０】従って、本発明の目的は、電気式脱イオン
水製造装置の構造面からの抜本的な改善に加えて、電極
室や濃縮室の電気抵抗を低減し、従来のものに比べて消
費電力が格段に少ない電気式脱イオン水製造装置及びこ
れを用いる脱イオン水の製造方法を提供することにあ
る。
水製造装置の構造面からの抜本的な改善に加えて、電極
室や濃縮室の電気抵抗を低減し、従来のものに比べて消
費電力が格段に少ない電気式脱イオン水製造装置及びこ
れを用いる脱イオン水の製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【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、（１）一側のカチオ
ン交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該両膜の間に位
置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱塩室に
イオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン
交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室
を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極を備えた陽極
室と陰極を備えた陰極室の間に配置する構造の電気式脱
イオン水製造装置を使用すれば、２つの小脱塩室のう
ち、少なくとも１つの脱塩室に充填されるイオン交換体
を例えばアニオン交換体のみ、又はカチオン交換体のみ
等の単一イオン交換体もしくはアニオン交換体とカチオ
ン交換体の混合交換体とすることができ、イオン交換体
の種類毎に電気抵抗を低減し、且つ高い性能を得るため
の最適な厚さに設定することができること、（２）上記
構造の電極室又は濃縮室にイオン交換体を均一に充填
し、当該室を形成する両側のイオン交換膜を電気的に導
通させれば、当該室の導電性が高まり、脱塩室の入口側
から出口側の全体に渡り電流密度を均一化でき、従来の
ものに比べて消費電力を格段に低減できること、などを
見出し、本発明を完成するに至った。
発明者らは鋭意検討を行った結果、（１）一側のカチオ
ン交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該両膜の間に位
置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱塩室に
イオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン
交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室
を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極を備えた陽極
室と陰極を備えた陰極室の間に配置する構造の電気式脱
イオン水製造装置を使用すれば、２つの小脱塩室のう
ち、少なくとも１つの脱塩室に充填されるイオン交換体
を例えばアニオン交換体のみ、又はカチオン交換体のみ
等の単一イオン交換体もしくはアニオン交換体とカチオ
ン交換体の混合交換体とすることができ、イオン交換体
の種類毎に電気抵抗を低減し、且つ高い性能を得るため
の最適な厚さに設定することができること、（２）上記
構造の電極室又は濃縮室にイオン交換体を均一に充填
し、当該室を形成する両側のイオン交換膜を電気的に導
通させれば、当該室の導電性が高まり、脱塩室の入口側
から出口側の全体に渡り電流密度を均一化でき、従来の
ものに比べて消費電力を格段に低減できること、などを
見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】すなわち、請求項１の発明（１）は、一側
のカチオン交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該カチ
オン交換膜と当該アニオン交換膜の間に位置する中間イ
オン交換膜で区画される２つの小脱塩室にイオン交換体
を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、アニ
オン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これ
らの脱塩室及び濃縮室を陽極を備えた陽極室と陰極を備
えた陰極室の間に配置し、且つ前記濃縮室、陰極室及び
陽極室のうち、少なくとも一つにイオン交換体を充填し
て形成され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。かかる構成を採ることによ
り、２つの小脱塩室のうち、少なくとも１つの脱塩室に
充填されるイオン交換体を例えばアニオン交換体のみ、
又はカチオン交換体のみ等の単一イオン交換体もしくは
アニオン交換体とカチオン交換体の混合交換体とするこ
とができ、イオン交換体の種類毎に電気抵抗を低減し、
且つ高性能を得るための最適な厚さに設定することがで
きる。また、濃縮室や電極室はより導電性が高まり、脱
塩室の入口側から出口側の全体に渡り電流密度を均一化
でき、消費電力を更に低減できる。この濃縮室などへの
イオン交換体の充填は、ひとつの脱塩室が２つの小脱塩
室からなる該電気式脱イオン水製造装置においては特に
有効である。すなわち、該装置においては２つの小脱塩
室、濃縮室などで水の流れがそれぞれに存在し、電流の
流れやすい箇所、流れ難い箇所もそれぞれに存在するの
で電流の偏りが生じ易く、処理水の水質を低下させる場
合もあるが、濃縮室などへのイオン交換体の均一充填に
よりこれらの問題が解決できる。
のカチオン交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該カチ
オン交換膜と当該アニオン交換膜の間に位置する中間イ
オン交換膜で区画される２つの小脱塩室にイオン交換体
を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、アニ
オン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これ
らの脱塩室及び濃縮室を陽極を備えた陽極室と陰極を備
えた陰極室の間に配置し、且つ前記濃縮室、陰極室及び
陽極室のうち、少なくとも一つにイオン交換体を充填し
て形成され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。かかる構成を採ることによ
り、２つの小脱塩室のうち、少なくとも１つの脱塩室に
充填されるイオン交換体を例えばアニオン交換体のみ、
又はカチオン交換体のみ等の単一イオン交換体もしくは
アニオン交換体とカチオン交換体の混合交換体とするこ
とができ、イオン交換体の種類毎に電気抵抗を低減し、
且つ高性能を得るための最適な厚さに設定することがで
きる。また、濃縮室や電極室はより導電性が高まり、脱
塩室の入口側から出口側の全体に渡り電流密度を均一化
でき、消費電力を更に低減できる。この濃縮室などへの
イオン交換体の充填は、ひとつの脱塩室が２つの小脱塩
室からなる該電気式脱イオン水製造装置においては特に
有効である。すなわち、該装置においては２つの小脱塩
室、濃縮室などで水の流れがそれぞれに存在し、電流の
流れやすい箇所、流れ難い箇所もそれぞれに存在するの
で電流の偏りが生じ易く、処理水の水質を低下させる場
合もあるが、濃縮室などへのイオン交換体の均一充填に
よりこれらの問題が解決できる。
【００１３】請求項２の発明（２）は、前記中間イオン
交換膜と前記他側のアニオン交換膜で区画される一方の
小脱塩室に充填されるイオン交換体は、アニオン交換体
であり、前記一側のカチオン交換膜と前記中間イオン交
換膜で区画される他方の小脱塩室に充填されるイオン交
換体は、カチオン交換体とアニオン交換体の混合体であ
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。かかる構成を採ること
により、前記発明と同様の効果を奏するほか、アニオン
成分を多く含む被処理水、特にシリカ、炭酸等の弱酸性
成分を多く含む被処理水を十分に処理することが可能と
なる。
交換膜と前記他側のアニオン交換膜で区画される一方の
小脱塩室に充填されるイオン交換体は、アニオン交換体
であり、前記一側のカチオン交換膜と前記中間イオン交
換膜で区画される他方の小脱塩室に充填されるイオン交
換体は、カチオン交換体とアニオン交換体の混合体であ
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。かかる構成を採ること
により、前記発明と同様の効果を奏するほか、アニオン
成分を多く含む被処理水、特にシリカ、炭酸等の弱酸性
成分を多く含む被処理水を十分に処理することが可能と
なる。
【００１４】請求項３の発明（３）は、前記濃縮室、陰
極室及び陽極室のうち、少なくとも一つに充填されるイ
オン交換体が、カチオン交換体であることを特徴とする
前記（１）又は（２）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。かかる構成を採ることにより、
前記発明と同様の効果を奏するほか、アニオン成分を多
く含む被処理水、特にシリカを多く含む被処理水を濃縮
水として使用してもイオン交換が起こらず、吸着形態が
シリカ型を採ることによる通水抵抗の上昇を回避でき
る。
極室及び陽極室のうち、少なくとも一つに充填されるイ
オン交換体が、カチオン交換体であることを特徴とする
前記（１）又は（２）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。かかる構成を採ることにより、
前記発明と同様の効果を奏するほか、アニオン成分を多
く含む被処理水、特にシリカを多く含む被処理水を濃縮
水として使用してもイオン交換が起こらず、吸着形態が
シリカ型を採ることによる通水抵抗の上昇を回避でき
る。
【００１５】請求項４の発明（４）は、一側のカチオン
交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該カチオン交換膜
と当該アニオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜
で区画される２つの小脱塩室にイオン交換体を充填して
脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、アニオン交換膜
を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これらの脱塩室
及び濃縮室を陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室
の間に配置し、且つ前記濃縮室、陰極室及び陽極室のう
ち、少なくとも一つにイオン交換体を充填し、電圧を印
加しながら一方の小脱塩室に被処理水を流入し、次い
で、該小脱塩室の流出水を他方の小脱塩室に流入すると
共に、濃縮室に濃縮水を流入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
脱イオン水の製造方法を提供するものである。かかる構
成を採ることにより、前記（１）と同様の効果を奏す
る。
交換膜、他側のアニオン交換膜及び当該カチオン交換膜
と当該アニオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜
で区画される２つの小脱塩室にイオン交換体を充填して
脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、アニオン交換膜
を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これらの脱塩室
及び濃縮室を陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室
の間に配置し、且つ前記濃縮室、陰極室及び陽極室のう
ち、少なくとも一つにイオン交換体を充填し、電圧を印
加しながら一方の小脱塩室に被処理水を流入し、次い
で、該小脱塩室の流出水を他方の小脱塩室に流入すると
共に、濃縮室に濃縮水を流入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
脱イオン水の製造方法を提供するものである。かかる構
成を採ることにより、前記（１）と同様の効果を奏す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】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について図１を参照して説明す
る。図１は電気式脱イオン水製造装置の１例を示す模式
図である。図１に示すように、カチオン交換膜３、中間
イオン交換膜５及びアニオン交換膜４を離間して交互に
配置し、カチオン交換膜３と中間イオン交換膜５で形成
される空間内にイオン交換体８を充填して第１小脱塩室
ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ7 を形成し、中間イオン交換膜５
とアニオン交換膜４で形成される空間内にイオン交換体
８を充填して第２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を形
成し、第１小脱塩室ｄ1 と第２小脱塩室ｄ2 で脱塩室Ｄ
1 、第１小脱塩室ｄ3 と第２小脱塩室ｄ4 で脱塩室
Ｄ2 、第１小脱塩室ｄ5 と第２小脱塩室ｄ6 で脱塩室Ｄ
3 、第１小脱塩室ｄ7 と第２小脱塩室ｄ8 で脱塩室Ｄ4
とする。また、脱塩室Ｄ2 、Ｄ3 のそれぞれ隣に位置す
るアニオン交換膜４とカチオン交換膜３で形成されるイ
オン交換体８ａを充填した部分は濃縮水を流すための濃
縮室１とする。これを順次併設して図中、左より脱塩室
Ｄ1 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ2 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ3 、
濃縮室１、脱塩室Ｄ4 を形成する。また、脱塩室Ｄ1 の
左にカチオン交換膜３を経て陰極室２ａを、脱塩室Ｄ4
の右にアニオン交換膜４を経て陽極室２ｂをそれぞれ設
け、陰極室２ａ及び陽極室２ｂにもイオン交換体８ａを
それぞれ充填する。また、中間膜５を介して隣合う２つ
の小脱塩室において、第２小脱塩室の処理水流出ライン
１２は第１小脱塩室の被処理水流入ライン１３に連接さ
れている。
式脱イオン水製造装置について図１を参照して説明す
る。図１は電気式脱イオン水製造装置の１例を示す模式
図である。図１に示すように、カチオン交換膜３、中間
イオン交換膜５及びアニオン交換膜４を離間して交互に
配置し、カチオン交換膜３と中間イオン交換膜５で形成
される空間内にイオン交換体８を充填して第１小脱塩室
ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ7 を形成し、中間イオン交換膜５
とアニオン交換膜４で形成される空間内にイオン交換体
８を充填して第２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を形
成し、第１小脱塩室ｄ1 と第２小脱塩室ｄ2 で脱塩室Ｄ
1 、第１小脱塩室ｄ3 と第２小脱塩室ｄ4 で脱塩室
Ｄ2 、第１小脱塩室ｄ5 と第２小脱塩室ｄ6 で脱塩室Ｄ
3 、第１小脱塩室ｄ7 と第２小脱塩室ｄ8 で脱塩室Ｄ4
とする。また、脱塩室Ｄ2 、Ｄ3 のそれぞれ隣に位置す
るアニオン交換膜４とカチオン交換膜３で形成されるイ
オン交換体８ａを充填した部分は濃縮水を流すための濃
縮室１とする。これを順次併設して図中、左より脱塩室
Ｄ1 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ2 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ3 、
濃縮室１、脱塩室Ｄ4 を形成する。また、脱塩室Ｄ1 の
左にカチオン交換膜３を経て陰極室２ａを、脱塩室Ｄ4
の右にアニオン交換膜４を経て陽極室２ｂをそれぞれ設
け、陰極室２ａ及び陽極室２ｂにもイオン交換体８ａを
それぞれ充填する。また、中間膜５を介して隣合う２つ
の小脱塩室において、第２小脱塩室の処理水流出ライン
１２は第１小脱塩室の被処理水流入ライン１３に連接さ
れている。
【００１７】このような脱塩室は２つの内部がくり抜か
れた枠体と３つのイオン交換膜によって形成される脱イ
オンモジュールからなる。すなわち、図では省略する第
１枠体の一側にカチオン交換膜を封着し、第１枠体のく
り抜かれた部分にイオン交換体を充填し、次いで、第１
枠体の他方の部分に中間イオン交換膜を封着して第１小
脱塩室を形成する。次に中間イオン交換膜を挟み込むよ
うに第２枠体を封着し、第２枠体のくり抜かれた部分に
イオン交換体を充填し、次いで、第２枠体の他方の部分
にアニオン交換膜を封着して第２小脱塩室を形成する。
れた枠体と３つのイオン交換膜によって形成される脱イ
オンモジュールからなる。すなわち、図では省略する第
１枠体の一側にカチオン交換膜を封着し、第１枠体のく
り抜かれた部分にイオン交換体を充填し、次いで、第１
枠体の他方の部分に中間イオン交換膜を封着して第１小
脱塩室を形成する。次に中間イオン交換膜を挟み込むよ
うに第２枠体を封着し、第２枠体のくり抜かれた部分に
イオン交換体を充填し、次いで、第２枠体の他方の部分
にアニオン交換膜を封着して第２小脱塩室を形成する。
【００１８】前記電気式脱イオン水製造装置は、通常、
以下のように運転される。すなわち、陰極６と陽極７間
に直流電流を通じ、また被処理水流入ライン１１から被
処理水が流入すると共に、濃縮水流入ライン１５から濃
縮水が流入し、かつ陰極水流入ライン１７ａ、陽極水流
入ライン１７ｂからそれぞれ陰極水、陽極水が流入す
る。被処理水流入ライン１１から流入した被処理水は第
２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を流下し、イオン交
換体８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小脱塩室の処理水流出ライン１２を通っ
た流出水は、第１小脱塩室の被処理水流入ライン１３を
通って第１小脱塩室ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ 7 を流下し、
ここでもイオン交換体８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ライン１
４から得られる。また、濃縮水流入ライン１５から流入
した濃縮水は各濃縮室１を上昇し、カチオン交換膜３及
びアニオン交換膜４を介して移動してくる不純物イオン
を受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮
室流出ライン１６から流出され、さらに陰極水流入ライ
ン１７ａから流入した陰極水は陰極水流出ライン１８ａ
から流出され、陽極水流入ライン１７ｂから流入した陽
極水は、陽極水流出ライン１８ｂ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。また、濃縮室１や電極室２ａ、２ｂはイオ
ン交換体８ａの均一充填により両側に位置するカチオン
交換膜３とアニオン交換膜４を電気的に導通するため、
導電性が高まり、脱塩室の入口側から出口側の全体に渡
り電流密度を均一化でき、消費電力を更に低減できる。
以下のように運転される。すなわち、陰極６と陽極７間
に直流電流を通じ、また被処理水流入ライン１１から被
処理水が流入すると共に、濃縮水流入ライン１５から濃
縮水が流入し、かつ陰極水流入ライン１７ａ、陽極水流
入ライン１７ｂからそれぞれ陰極水、陽極水が流入す
る。被処理水流入ライン１１から流入した被処理水は第
２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を流下し、イオン交
換体８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小脱塩室の処理水流出ライン１２を通っ
た流出水は、第１小脱塩室の被処理水流入ライン１３を
通って第１小脱塩室ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ 7 を流下し、
ここでもイオン交換体８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ライン１
４から得られる。また、濃縮水流入ライン１５から流入
した濃縮水は各濃縮室１を上昇し、カチオン交換膜３及
びアニオン交換膜４を介して移動してくる不純物イオン
を受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮
室流出ライン１６から流出され、さらに陰極水流入ライ
ン１７ａから流入した陰極水は陰極水流出ライン１８ａ
から流出され、陽極水流入ライン１７ｂから流入した陽
極水は、陽極水流出ライン１８ｂ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。また、濃縮室１や電極室２ａ、２ｂはイオ
ン交換体８ａの均一充填により両側に位置するカチオン
交換膜３とアニオン交換膜４を電気的に導通するため、
導電性が高まり、脱塩室の入口側から出口側の全体に渡
り電流密度を均一化でき、消費電力を更に低減できる。
【００１９】被処理水の第１小脱塩室及び第２小脱塩室
での流れ方向は、特に制限されず、上記実施の形態の
他、第１小脱塩室と第２小脱塩室での流れ方向が異なっ
ていてもよい。また、被処理水が流入する小脱塩室は、
上記実施の形態例の他、先ず、被処理水を第１小脱塩室
に流入させ、流下した後、第１小脱塩室の流出水を第２
小脱塩室に流入させてもよい。また、濃縮水の流れ方向
も適宜決定される。
での流れ方向は、特に制限されず、上記実施の形態の
他、第１小脱塩室と第２小脱塩室での流れ方向が異なっ
ていてもよい。また、被処理水が流入する小脱塩室は、
上記実施の形態例の他、先ず、被処理水を第１小脱塩室
に流入させ、流下した後、第１小脱塩室の流出水を第２
小脱塩室に流入させてもよい。また、濃縮水の流れ方向
も適宜決定される。
【００２０】本実施の形態例における電気式脱イオン水
製造装置は、濃縮室１、陰極室２ａ、陽極室２ｂのう
ち、少なくとも一つ以上にイオン交換体を充填するが、
少なくとも濃縮室１には充填することが好ましく、特に
濃縮室１、陰極室２ａ及び陽極室２ｂの全てに充填する
ことが、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を低減す
る点から好ましい。
製造装置は、濃縮室１、陰極室２ａ、陽極室２ｂのう
ち、少なくとも一つ以上にイオン交換体を充填するが、
少なくとも濃縮室１には充填することが好ましく、特に
濃縮室１、陰極室２ａ及び陽極室２ｂの全てに充填する
ことが、電気式脱イオン水製造装置の電気抵抗を低減す
る点から好ましい。
【００２１】濃縮室、陰極室及び陽極室に充填するイオ
ン交換体としては、特に制限されず、イオン交換樹脂、
イオン交換繊維などイオン交換基を有するものであれば
よい。すなわち、イオン交換体はカチオン交換体又はア
ニオン交換体を単独で使用しても、アニオン交換体とカ
チオン交換体の混合イオン交換体として使用してもよ
い。また、アニオン成分を多く含む被処理水、特にシリ
カを多く含む被処理水を濃縮水や電極水として使用する
場合、カチオン交換体を使用することが、イオン交換が
起こらず、吸着形態がシリカ型を採ることによる通水抵
抗の上昇を回避できる点で好適である。カチオン交換体
としては、IR116 、IR118 、IR120B、IR122 、IR124(い
ずれも、ロームアンドハース社製アンバーライトであ
る) が挙げられ、このうち、IR124 が好ましい。濃縮
室、陰極室及び陽極室に充填するイオン交換体は、脱塩
室に充填するイオン交換体と同じであっても、異なって
いてもよい。また、該イオン交換体はイオン交換基を有
しているものであれば、再生品や使用済のものであって
もよい。また、イオン交換体に導電性物質を添加するこ
とにより、さらに濃縮室や電極室の導電性を高めること
ができる。添加する導電性物質の形状としては、特に制
限されず、繊維でも粒状のものでもよい。導電性繊維と
しては、例えば、炭素繊維あるいはナイロン系、アクリ
ル系、ポリエステル系などの合成繊維を単独で又は練り
込んで複合繊維として、表面をカーボンブラックでコー
ティングしたものが挙げられる。また、粒状の導電性物
質としては、小粒の黒鉛、小粒の活性炭などが挙げられ
る。
ン交換体としては、特に制限されず、イオン交換樹脂、
イオン交換繊維などイオン交換基を有するものであれば
よい。すなわち、イオン交換体はカチオン交換体又はア
ニオン交換体を単独で使用しても、アニオン交換体とカ
チオン交換体の混合イオン交換体として使用してもよ
い。また、アニオン成分を多く含む被処理水、特にシリ
カを多く含む被処理水を濃縮水や電極水として使用する
場合、カチオン交換体を使用することが、イオン交換が
起こらず、吸着形態がシリカ型を採ることによる通水抵
抗の上昇を回避できる点で好適である。カチオン交換体
としては、IR116 、IR118 、IR120B、IR122 、IR124(い
ずれも、ロームアンドハース社製アンバーライトであ
る) が挙げられ、このうち、IR124 が好ましい。濃縮
室、陰極室及び陽極室に充填するイオン交換体は、脱塩
室に充填するイオン交換体と同じであっても、異なって
いてもよい。また、該イオン交換体はイオン交換基を有
しているものであれば、再生品や使用済のものであって
もよい。また、イオン交換体に導電性物質を添加するこ
とにより、さらに濃縮室や電極室の導電性を高めること
ができる。添加する導電性物質の形状としては、特に制
限されず、繊維でも粒状のものでもよい。導電性繊維と
しては、例えば、炭素繊維あるいはナイロン系、アクリ
ル系、ポリエステル系などの合成繊維を単独で又は練り
込んで複合繊維として、表面をカーボンブラックでコー
ティングしたものが挙げられる。また、粒状の導電性物
質としては、小粒の黒鉛、小粒の活性炭などが挙げられ
る。
【００２２】濃縮室、陰極室又は陽極室へのイオン交換
体の充填量としては、特に制限されないが、各室に適度
な密度で且つ均一に充填できる量が好ましい。充填密度
が低すぎると、当該室を区画する両側のイオン交換膜同
士の電気的導通が得られず、導電性を高めることができ
ず、充填が不均一であると電流の偏りが発生する。一
方、充填密度が高すぎると、濃縮水の通水差圧が許容以
上に上昇する。
体の充填量としては、特に制限されないが、各室に適度
な密度で且つ均一に充填できる量が好ましい。充填密度
が低すぎると、当該室を区画する両側のイオン交換膜同
士の電気的導通が得られず、導電性を高めることができ
ず、充填が不均一であると電流の偏りが発生する。一
方、充填密度が高すぎると、濃縮水の通水差圧が許容以
上に上昇する。
【００２３】本発明の脱イオン水製造方法に用いる被処
理水としては、特に制限されず、例えば井水、水道水、
下水、工業用水、河川水、半導体製造工場の半導体デバ
イスなどの洗浄排水又は濃縮室からの回収水などを逆浸
透膜処理した透過水が挙げられる。このように前処理と
して逆浸透膜処理を行い、透過水の一部を濃縮水として
も使用する場合、脱塩室に供給される被処理水及び濃縮
室に供給される濃縮水を軟化後、使用することがスケー
ル発生を抑制できる点で好ましい。軟化の方法は、特に
限定されないが、ナトリウム形のイオン交換樹脂等を用
いた軟化器が好適である。
理水としては、特に制限されず、例えば井水、水道水、
下水、工業用水、河川水、半導体製造工場の半導体デバ
イスなどの洗浄排水又は濃縮室からの回収水などを逆浸
透膜処理した透過水が挙げられる。このように前処理と
して逆浸透膜処理を行い、透過水の一部を濃縮水として
も使用する場合、脱塩室に供給される被処理水及び濃縮
室に供給される濃縮水を軟化後、使用することがスケー
ル発生を抑制できる点で好ましい。軟化の方法は、特に
限定されないが、ナトリウム形のイオン交換樹脂等を用
いた軟化器が好適である。
【００２４】本発明で使用する電気式脱イオン水製造装
置において、中間イオン交換膜としては、カチオン交換
膜又はアニオン交換膜の単一膜、あるいはアニオン交換
膜、カチオン交換膜の両方を配置した複式膜のいずれで
あってもよい。装置上部又は装置下部にアニオン交換
膜、カチオン交換膜の両方を配置した複式膜とする場
合、アニオン交換膜及びカチオン交換膜のそれぞれの高
さ（面積）は被処理水の水質又は処理目的などによって
適宜決定される。また、単一膜を使用する場合、被処理
水中から除去したいイオン種に応じてイオン膜が決定さ
れる。
置において、中間イオン交換膜としては、カチオン交換
膜又はアニオン交換膜の単一膜、あるいはアニオン交換
膜、カチオン交換膜の両方を配置した複式膜のいずれで
あってもよい。装置上部又は装置下部にアニオン交換
膜、カチオン交換膜の両方を配置した複式膜とする場
合、アニオン交換膜及びカチオン交換膜のそれぞれの高
さ（面積）は被処理水の水質又は処理目的などによって
適宜決定される。また、単一膜を使用する場合、被処理
水中から除去したいイオン種に応じてイオン膜が決定さ
れる。
【００２５】脱塩室に充填されるイオン交換体は、特に
制限されず、アニオン交換体単床、カチオン交換体単床
及びアニオン交換体とカチオン交換体の混床又はこれら
の組み合わせのものが挙げられる。また、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、
それらを組み合わせたものであってもよい。また、濃縮
室に充填されるイオン交換体と同様、該イオン交換体に
導電性物質を添加してもよい。これら導電性物質は前述
のものと同様のものが使用できる。
制限されず、アニオン交換体単床、カチオン交換体単床
及びアニオン交換体とカチオン交換体の混床又はこれら
の組み合わせのものが挙げられる。また、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、
それらを組み合わせたものであってもよい。また、濃縮
室に充填されるイオン交換体と同様、該イオン交換体に
導電性物質を添加してもよい。これら導電性物質は前述
のものと同様のものが使用できる。
【００２６】
【実施例】実施例１ 下記装置仕様及び運転条件において、図１と同様の構成
で３個の脱イオンモジュール（６個の小脱塩室）を並設
して構成される電気式脱イオン水製造装置を使用した。
被処理水は、工業用水の逆浸透膜透過水を用い、その導
電率は、３．０μＳ／ｃｍであった。また、被処理水の
一部を濃縮水及び電極水として使用した。運転時間は５
０００時間であった。５０００時間後の濃縮室の通水差
圧も同様に計測した。また、同時間における抵抗率１
７．９ＭΩ-cm の処理水を得るための運転条件を表１に
示す。
で３個の脱イオンモジュール（６個の小脱塩室）を並設
して構成される電気式脱イオン水製造装置を使用した。
被処理水は、工業用水の逆浸透膜透過水を用い、その導
電率は、３．０μＳ／ｃｍであった。また、被処理水の
一部を濃縮水及び電極水として使用した。運転時間は５
０００時間であった。５０００時間後の濃縮室の通水差
圧も同様に計測した。また、同時間における抵抗率１
７．９ＭΩ-cm の処理水を得るための運転条件を表１に
示す。
【００２７】（運転の条件） ・電気式脱イオン水製造装置；試作ＥＤＩ ・第１小脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ３mm ・第１小脱塩室に充填したイオン交換樹脂；アニオン交
換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）の混合イオン交
換樹脂（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１） ・第２小脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・第２小脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂 ・濃縮室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ２mm ・濃縮室充填イオン交換樹脂；カチオン交換樹脂（IR12
4 ) ・電極室；イオン交換樹脂を充填せず ・装置全体の流量；１ｍ3 ／ｈ
換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）の混合イオン交
換樹脂（混合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１） ・第２小脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・第２小脱塩室充填イオン交換樹脂；アニオン交換樹脂 ・濃縮室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ２mm ・濃縮室充填イオン交換樹脂；カチオン交換樹脂（IR12
4 ) ・電極室；イオン交換樹脂を充填せず ・装置全体の流量；１ｍ3 ／ｈ
【００２８】比較例１ 下記装置仕様及び運転条件において、図２と同様の構成
で、６個の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を使用した。但し、濃縮水及び
電極水は被処理水の一部を分岐して使用し、濃縮水は逆
浸透膜装置の被処理水側に返送した。また、被処理水
は、実施例１と同様のものを使用した。運転時間は５０
００時間であった。５０００時間後の濃縮室の通水差圧
も同様に計測した。また、同時間における抵抗率１７．
９ＭΩ-cm の処理水を得るための運転条件を表１に示
す。
で、６個の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を使用した。但し、濃縮水及び
電極水は被処理水の一部を分岐して使用し、濃縮水は逆
浸透膜装置の被処理水側に返送した。また、被処理水
は、実施例１と同様のものを使用した。運転時間は５０
００時間であった。５０００時間後の濃縮室の通水差圧
も同様に計測した。また、同時間における抵抗率１７．
９ＭΩ-cm の処理水を得るための運転条件を表１に示
す。
【００２９】（運転の条件） ・電気式脱イオン水製造装置；ＥＤＩ（オルガノ社製） ・脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ８mm ・脱塩室の下流側に充填したイオン交換樹脂；アニオン
交換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）の混合物（混
合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１） ・濃縮室及び電極室；イオン交換樹脂を充填せず ・装置全体の流量；１ｍ3 ／ｈ
交換樹脂（Ａ）とカチオン交換樹脂（Ｋ）の混合物（混
合比は体積比でＡ：Ｋ＝１：１） ・濃縮室及び電極室；イオン交換樹脂を充填せず ・装置全体の流量；１ｍ3 ／ｈ
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、濃縮室や電極室はより
導電性が高まり、脱塩室の入口側から出口側の全体に渡
り電流密度を均一化でき、消費電力を更に低減できる。
この濃縮室などへのイオン交換体の充填は、ひとつの脱
塩室が２つの小脱塩室からなる当該電気式脱イオン水製
造装置においては特に有効である。すなわち、当該装置
においては２つの小脱塩室、濃縮室などで水の流れがそ
れぞれに存在し、電流の流れやすい箇所、流れ難い箇所
もそれぞれに存在するので電流の偏りが生じる恐れがあ
り、処理水の水質を低下させる場合もあり得るが、濃縮
室などへのイオン交換体の均一充填によりこれらの問題
を未然に解決できる。
導電性が高まり、脱塩室の入口側から出口側の全体に渡
り電流密度を均一化でき、消費電力を更に低減できる。
この濃縮室などへのイオン交換体の充填は、ひとつの脱
塩室が２つの小脱塩室からなる当該電気式脱イオン水製
造装置においては特に有効である。すなわち、当該装置
においては２つの小脱塩室、濃縮室などで水の流れがそ
れぞれに存在し、電流の流れやすい箇所、流れ難い箇所
もそれぞれに存在するので電流の偏りが生じる恐れがあ
り、処理水の水質を低下させる場合もあり得るが、濃縮
室などへのイオン交換体の均一充填によりこれらの問題
を未然に解決できる。
【図１】本発明の実施の形態における電気式脱イオン水
製造装置を示す模式図である。
製造装置を示す模式図である。
【図２】従来の電気式脱イオン水製造装置の模式図であ
る。
る。
Ｄ、Ｄ1 〜Ｄ4 、１０４ 脱塩室 ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ7 第１小脱塩室 ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 第２小脱塩室 １、１０５ 濃縮室 ２、１１２、１１３ 電極室 ３、１０１ カチオン膜 ４、１０２ アニオン膜 ５ 中間イオン交換膜 ６、１０９ 陰極 ７、１１０ 陽極 ８、８ａ、１０３ イオン交換体 １０、１００ 電気式脱イオン水製造装置 １１、１１１ 被処理水流入ライン １２ 第２小脱塩室の処理水流出
ライン １３ 第１小脱塩室の被処理水流
入ライン １４、１１４ 脱イオン水流出ライン １５、１１５ 濃縮水流入ライン １６、１１６ 濃縮水流出ライン １７ａ、１７ｂ、１１７ 電極水流入ライン １８ａ、１８ｂ、１１８ 電極水流出ライン
ライン １３ 第１小脱塩室の被処理水流
入ライン １４、１１４ 脱イオン水流出ライン １５、１１５ 濃縮水流入ライン １６、１１６ 濃縮水流出ライン １７ａ、１７ｂ、１１７ 電極水流入ライン １８ａ、１８ｂ、１１８ 電極水流出ライン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月３１日（２００１．１．３
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【発明の実施の形態】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について図１を参照して説明す
る。図１は電気式脱イオン水製造装置の１例を示す模式
図である。図１に示すように、カチオン交換膜３、中間
イオン交換膜５及びアニオン交換膜４を離間して交互に
配置し、カチオン交換膜３と中間イオン交換膜５で形成
される空間内にイオン交換体８を充填して第１小脱塩室
ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ7 を形成し、中間イオン交換膜５
とアニオン交換膜４で形成される空間内にイオン交換体
８を充填して第２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を形
成し、第１小脱塩室ｄ1 と第２小脱塩室ｄ2 で脱塩室Ｄ
1 、第１小脱塩室ｄ3 と第２小脱塩室ｄ4 で脱塩室
Ｄ2 、第１小脱塩室ｄ5 と第２小脱塩室ｄ6 で脱塩室Ｄ
3 、第１小脱塩室ｄ7 と第２小脱塩室ｄ8 で脱塩室Ｄ4
とする。また、脱塩室Ｄ2 、Ｄ3 のそれぞれ隣に位置す
るアニオン交換膜４とカチオン交換膜３で形成されるイ
オン交換体８ａを充填した部分は濃縮水を流すための濃
縮室１とする。これを順次併設して図中、左より脱塩室
Ｄ1 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ2 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ3 、
濃縮室１、脱塩室Ｄ4 を形成する。また、脱塩室Ｄ1 の
左にカチオン交換膜３を経て陰極室２ａを、脱塩室Ｄ4
の右にアニオン交換膜４を経て陽極室２ｂをそれぞれ設
け、陰極室２ａ及び陽極室２ｂにもイオン交換体８ａを
それぞれ充填する。また、中間イオン交換膜５を介して
隣合う２つの小脱塩室において、第２小脱塩室の処理水
流出ライン１２は第１小脱塩室の被処理水流入ライン１
３に連接されている。
式脱イオン水製造装置について図１を参照して説明す
る。図１は電気式脱イオン水製造装置の１例を示す模式
図である。図１に示すように、カチオン交換膜３、中間
イオン交換膜５及びアニオン交換膜４を離間して交互に
配置し、カチオン交換膜３と中間イオン交換膜５で形成
される空間内にイオン交換体８を充填して第１小脱塩室
ｄ1 、ｄ3 、ｄ5 、ｄ7 を形成し、中間イオン交換膜５
とアニオン交換膜４で形成される空間内にイオン交換体
８を充填して第２小脱塩室ｄ2 、ｄ4 、ｄ6 、ｄ8 を形
成し、第１小脱塩室ｄ1 と第２小脱塩室ｄ2 で脱塩室Ｄ
1 、第１小脱塩室ｄ3 と第２小脱塩室ｄ4 で脱塩室
Ｄ2 、第１小脱塩室ｄ5 と第２小脱塩室ｄ6 で脱塩室Ｄ
3 、第１小脱塩室ｄ7 と第２小脱塩室ｄ8 で脱塩室Ｄ4
とする。また、脱塩室Ｄ2 、Ｄ3 のそれぞれ隣に位置す
るアニオン交換膜４とカチオン交換膜３で形成されるイ
オン交換体８ａを充填した部分は濃縮水を流すための濃
縮室１とする。これを順次併設して図中、左より脱塩室
Ｄ1 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ2 ，濃縮室１、脱塩室Ｄ3 、
濃縮室１、脱塩室Ｄ4 を形成する。また、脱塩室Ｄ1 の
左にカチオン交換膜３を経て陰極室２ａを、脱塩室Ｄ4
の右にアニオン交換膜４を経て陽極室２ｂをそれぞれ設
け、陰極室２ａ及び陽極室２ｂにもイオン交換体８ａを
それぞれ充填する。また、中間イオン交換膜５を介して
隣合う２つの小脱塩室において、第２小脱塩室の処理水
流出ライン１２は第１小脱塩室の被処理水流入ライン１
３に連接されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA17 HA49 JA02A JA02C JA04A JA07A JA08A JA12A JA25A JA41A JA42A JA43A JA44A KA02 KA64 KA67 KB11 KB30 KE07P MA03 MA13 MA14 MA15 MB07 PB04 PB05 PB06 PB20 PB23 PB25 PB27 PC01 PC11 PC32 PC42 4D061 DA02 DA03 DB18 DC18 DC19 EA09 EB04 EB13 EB17 EB18 EB37 ED20 FA08 FA09 GA14 GA21
Claims (4)
- 【請求項１】 一側のカチオン交換膜、他側のアニオン
交換膜及び当該カチオン交換膜と当該アニオン交換膜の
間に位置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱
塩室にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カ
チオン交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に
濃縮室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極を備え
た陽極室と陰極を備えた陰極室の間に配置し、且つ前記
濃縮室、陰極室及び陽極室のうち、少なくとも一つにイ
オン交換体を充填して形成されることを特徴とする電気
式脱イオン水製造装置。 - 【請求項２】 前記中間イオン交換膜と前記他側のアニ
オン交換膜で区画される一方の小脱塩室に充填されるイ
オン交換体は、アニオン交換体であり、前記一側のカチ
オン交換膜と前記中間イオン交換膜で区画される他方の
小脱塩室に充填されるイオン交換体は、カチオン交換体
とアニオン交換体の混合体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。 - 【請求項３】 前記濃縮室、陰極室及び陽極室のうち、
少なくとも一つに充填されるイオン交換体が、カチオン
交換体であることを特徴とする請求項１又は２記載の電
気式脱イオン水製造装置。 - 【請求項４】 一側のカチオン交換膜、他側のアニオン
交換膜及び当該カチオン交換膜と当該アニオン交換膜の
間に位置する中間イオン交換膜で区画される２つの小脱
塩室にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カ
チオン交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に
濃縮室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極を備え
た陽極室と陰極を備えた陰極室の間に配置し、且つ前記
濃縮室、陰極室及び陽極室のうち、少なくとも一つにイ
オン交換体を充填し、電圧を印加しながら一方の小脱塩
室に被処理水を流入し、次いで、該小脱塩室の流出水を
他方の小脱塩室に流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流
入して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水
を得ることを特徴とする脱イオン水の製造方法。
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| JP2000082074A JP4481418B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 電気式脱イオン水製造装置 |
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