JP2002086152A - 電気脱イオン装置の運転方法、電気脱イオン装置及び電気脱イオンシステム - Google Patents

電気脱イオン装置の運転方法、電気脱イオン装置及び電気脱イオンシステム

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JP2002086152A JP2001207422A JP2001207422A JP2002086152A JP 2002086152 A JP2002086152 A JP 2002086152A JP 2001207422 A JP2001207422 A JP 2001207422A JP 2001207422 A JP2001207422 A JP 2001207422A JP 2002086152 A JP2002086152 A JP 2002086152A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃縮室からのシリカの濃度拡散を抑制し、こ
れにより極低シリカ濃度の生産水を得ることができる電
気脱イオン装置とその運転方法を提供する。 【解決手段】 原水は流入口6から脱塩室8に流入し、
アノード2aの先端側の陰イオン交換膜4を回り込んで
陰イオン交換膜4と陽イオン交換膜5との間に流入し、
次にカソード3aの先端側の陽イオン交換膜5を回りこ
む。脱塩水は以下同様にアノード2b及びカソード3b
の先端側の交換膜4,5を回り込むように脱塩室8内を
流れ、生産水流出口7から流出する。生産水の一部が濃
縮室30,40の循環濃縮水に添加される。濃縮室30
から流出する濃縮水の一部が濃縮室10の循環濃縮水に
添加され、濃縮室40から流出する濃縮水の一部が濃縮
室20の循環濃縮水に添加される。濃縮室からのシリカ
の濃度拡散が抑制され、これにより極低シリカ濃度の生
産水が生産される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水からイオンを電
気的に分離するための電気脱イオン装置の運転方法、電
気脱イオン装置及び電気脱イオンシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】純水、超純水等を製造する分野などにお
いて電気脱イオン装置が用いられている。プレートアン
ドフレーム型の電気脱イオン装置は、陽極と、陰極と、
該陽極、陰極間に濃縮室と脱塩室(希釈室)とを交互に
形成するように交互に配置された平膜状の陽イオン交換
膜及び陰イオン交換膜を有する。脱塩室にはイオン交換
樹脂等のイオン交換体が充填されている。この脱塩室に
脱塩処理すべき水が流通され、水中のイオンがイオン交
換膜を透過して脱塩室から濃縮室に移動する。
【0003】特公昭56−16688号公報には円筒状
の装置ケーシング内に棒状の電極(アノードとカソー
ド)を平行に配置し、これら電極の周囲を円筒状のイオ
ン交換膜にて囲み、イオン交換膜と電極との間を濃縮室
とし、各イオン交換膜の外側に脱塩水を流通させるよう
にした電気脱イオン装置が記載されている。
【0004】同号の電気脱イオン装置にあっては、アノ
ード周囲の濃縮室からの濃縮水とカソード周囲の濃縮室
からの濃縮水とを混合して各濃縮室に循環させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気脱イオン装
置では、濃縮室からのシリカの拡散現象により、シリカ
を高除去率にて除去することが困難であった。例えば、
図4においてシリカ濃度が200ppbの原水を電気脱
イオン装置に供給して90%の水回収率で運転すると、
濃縮室流出水のシリカ濃度は約2000ppbと高濃度
になる。この結果、シリカ濃度が濃縮室において著しく
高いため、濃縮室から脱塩室側へのシリカの拡散速度が
大きくなり、生産水のシリカ濃度を低くすることが困難
となる(>2ppb)。
【0006】本発明は、濃縮室からのシリカの濃度拡散
を抑制し、これにより極低シリカ濃度の生産水を得るこ
とができる電気脱イオン装置の運転方法、電気脱イオン
装置及び電気脱イオンシステムを提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極と陰極と
の間にイオン交換膜によって濃縮室と脱塩室とが区画さ
れた電気脱イオン装置の運転方法に関する。濃縮水が該
濃縮室に流通されると共に、原水が脱塩室に流通され、
生産水が該脱塩室から取り出され、該濃縮室から流出す
る濃縮水のシリカ濃度は生産水のシリカ濃度の1000
倍以下好ましくは700倍以下とされる。
【0008】シリカ濃度を0.1ppb以下の高純度の
生産水の製造するためには、濃縮室から流出する濃縮水
のシリカ濃度を100ppb以下とりわけ70ppb以
下にすることが好ましい。
【0009】濃縮室として、脱塩室内の被処理水の流れ
方向に沿って複数個の濃縮室が設けられており、最も下
流側の濃縮室から流出する濃縮水のシリカ濃度を生産水
のシリカ濃度の1000倍以下としてもよい。かかる運
転方法にあっては、濃縮室の出口近傍においても濃縮室
から脱塩室に向うシリカ濃度勾配が比較的小さく、濃縮
室から脱塩室へのシリカの拡散が抑制され、生産水のシ
リカ濃度を低くすることができる。
【0010】本発明の一態様においては、脱塩室内の被
処理水の流れ方向に沿って第1ないし第n(nは2以上
の整数)のn個の濃縮室が設けられており、第1濃縮室
から流出する濃縮水の一部を排出し、残部を第1濃縮室
に循環させ、第k(2≦k≦n)濃縮室から流出する濃
縮水の一部を1段だけ前段の第(k−1)濃縮室に供給
し、残部を第k濃縮室に循環させ、生産水の一部を脱塩
室の最も下流側の第n濃縮室に供給する。かかる方法に
よれば、最も出口側の濃縮室のシリカ濃度を十分に低く
し、生産水のシリカ濃度を著しく低くすることができ
る。
【0011】本発明において、水を濃縮室に供給する場
合、水は濃縮室に直接に供給されてもよく、その濃縮室
に流入する他の水例えば濃縮水に対して添加されてもよ
い。即ち、濃縮室に対し間接的に添加されてもよい。
【0012】本発明の一態様に係る電気脱イオン装置
は、陽極と、陰極と、それらの間にイオン交換膜によっ
て区画された濃縮室と脱塩室とを有する。濃縮水が該濃
縮室に流通され、原水が該脱塩室に流通され、生産水と
して取り出される。該濃縮室として、脱塩室の最上流側
から最下流まで第1ないし第nのn個の濃縮室が設けら
れており、該第n濃縮室に対し生産水の一部が補給され
る。
【0013】この電気脱イオン装置にあっては、第1濃
縮室から流出する濃縮水の一部を排出し、残部を第1濃
縮室に循環させ、第k(2≦k≦n)濃縮室から流出す
る濃縮水の一部を第(k−1)濃縮室に供給し、残部を
第k濃縮室に循環させる流路を備えることが好ましい。
【0014】脱塩室には、イオン交換樹脂、イオン交換
繊維などのイオン交換体が充填されてもよい。濃縮室に
もイオン交換体又は活性炭が充填されてもよい。nは好
ましくは2〜10、とくに2〜5とりわけ2〜4であ
る。
【0015】本発明の別の態様に係る電気脱イオン装置
は、陽極と陰極との間にイオン交換膜によって濃縮室と
脱塩室とが区画され、濃縮水が該濃縮室に流通され、原
水が被処理水として該脱塩室に流通され、生産水として
取り出される。カチオン交換膜とアニオン交換膜とが交
互に配置された濃縮室と脱塩室とが交互に形成されてい
る。該濃縮室は仕切壁により2以上の濃縮水流通部に区
画されており、該仕切壁は、脱塩室内の通水方向と交叉
方向に延設され、これによって該濃縮水流通部内の濃縮
水の流れ方向は脱塩室内の流れ方向と交叉方向となって
いる。
【0016】この態様においては、脱塩室内の被処理水
の流れ方向に沿って第1ないし第n(nは2以上の整
数)のn個の濃縮水流通部が設けられており、第1濃縮
水流通部から流出する濃縮水の一部を排出し、残部を第
1濃縮水流通部に循環させ、第k(2≦k≦n)濃縮水
流通部から流出する濃縮水の一部を1段だけ前段の第
(k−1)濃縮水流通部に供給し、残部を第k濃縮水流
通部に循環させ、生産水の一部を最も下流側の第n濃縮
水流通部に供給することが好ましい。
【0017】本発明に係る電気脱イオンシステムは、陽
極と陰極との間にイオン交換膜によって濃縮室と脱塩室
とが区画され、濃縮水が該濃縮室に流通され、原水が被
処理水として該脱塩室に流通され、生産水として取り出
される電気脱イオン装置を直列に複数備えている。第1
の電気脱イオン装置の濃縮室から流出する濃縮水の一部
を排出し、残部を第1の電気脱イオン装置の濃縮室に循
環させ、第k(2≦k≦n)の電気脱イオン装置の濃縮
室から流出する濃縮水の一部を1段だけ前段の第(k−
1)の電気脱イオン装置の濃縮室に供給し、残部を第k
の電気脱イオン装置の濃縮室に循環させ、生産水の一部
を最も下流側の第nの電気脱イオン装置の濃縮室に供給
する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【0019】第1図は第1の実施の形態に係る電気脱イ
オン装置の模式的な水平断面図である。装置ケーシング
1内に板状のアノード2a,2bとカソード3a,3b
が平行に交互に配置されている。この実施の形態では、
アノード2a,2bはケーシング1の一方の側面1aに
支持され、その先端は他方の側面1bからは離隔してい
る。カソード3a,3bはケーシング1の他方の側面1
bに支持され、その先端は一方の側面1aから離隔して
いる。
【0020】このアノード2a,2bは陰イオン交換膜
4で囲まれており、アノード2aと陰イオン交換膜4と
の間に第1濃縮室10が形成され、アノード2bと陰イ
オン交換膜4との間に第3濃縮室30が形成されてい
る。カソード3a,3bは陽イオン交換膜5で囲まれて
おり、カソード3aと陽イオン交換膜5との間に第2の
濃縮室20が形成され、カソード3bと陽イオン交換膜
5との間に第4の濃縮室40が形成されている。
【0021】この濃縮室10,30内のアノード2a,
2bの一方の板面側にアノード用の濃縮水を導入し他方
の板面側から濃縮水を流出させるようにケーシング1に
濃縮水の流入口15,35と流出口11,31とが設け
られている。
【0022】第2及び第4の濃縮室20,40内のカソ
ード3の一方の板面側にカソード用の濃縮水を導入し他
方の板面側から濃縮水を流出させるようにケーシング1
に濃縮水の流入口25,45と流出口21,41とが設
けられている。
【0023】ケーシング1の図の左端側に原水の流入口
6が設けられ、右端側に脱塩された生産水の流出口7が
設けられている。この流出路7aに生産水取出用配管7
aが接続されている。
【0024】ケーシング1内のうち陰イオン交換膜4と
陽イオン交換膜5との間の部分が脱塩室8となってお
り、この脱塩室8内を被処理水が流れる。この脱塩室8
にはイオン交換樹脂等のイオン交換体が充填されてい
る。なお、濃縮室にもイオン交換体が充填されても良
い。脱塩室には、イオン交換樹脂、イオン交換繊維など
のイオン交換体が充填されてもよい。濃縮室にもイオン
交換体又は活性炭が充填されてもよい。
【0025】各濃縮室10,20,30,40内の濃縮
水を循環させるように、流出口11と流入口15,流出
口21と流入口25,流出口31と流入口35,流出口
41と流入口45とがそれぞれ配管12,22,32,
42、ポンプ13,23,33,43及び配管14,2
4,34,44によって連通されている。
【0026】生産水流出口7に近い濃縮室30,40の
循環濃縮水に補給水として生産水を加えるように、生産
水取出用配管7aから分岐した配管36,46がそれぞ
れ循環用配管32,42に接続されている。
【0027】配管32を流れる濃縮室30の循環濃縮水
の一部を濃縮室10に供給するために、配管32が配管
37を介して配管12に接続されている。配管42を流
れる濃縮室40の循環濃縮水の一部を濃縮室20に供給
するために、配管42が配管47を介して配管22に接
続されている。
【0028】配管12,22からはそれぞれ濃縮水排出
用の配管16,26が分岐している。
【0029】このように構成された電気脱イオン装置に
おいては、脱塩処理される原水は流入口6から脱塩室8
に流入し、アノード2aを囲む陰イオン交換膜4の先端
部4aを回り込んで陰イオン交換膜4と陽イオン交換膜
5との間に流入し、次にカソード3aを囲む陽イオン交
換膜5の先端部5aを回りこむ。被処理水はさらにアノ
ード2b及びカソード3bを囲む交換膜4,5の先端部
4b,5bを回り込んで脱塩室8内を流れ、生産水流出
口7から流出する。
【0030】このように被処理水が脱塩室8内を流れる
間に、被処理水中のアニオンとカチオンがそれぞれ陰イ
オン交換膜4又は陽イオン交換膜5を透過して第1ない
し第4の濃縮室10,20,30,40内に移動する。
各濃縮室10,20,30,40内には濃縮水が流通し
ており、各濃縮室内の濃縮水に移入したイオンは最終的
には濃縮室10,20に連なる濃縮水循環用配管12,
22から配管16,26を経て流出する。
【0031】カソード用濃縮室40の濃縮水流出口41
から流出した濃縮水は、配管42、ポンプ43、配管4
4を介して循環し、この間に配管7aから生産水の一部
が配管46を介して配管42に供給される。配管42を
流れる濃縮水の一部が配管47を介して濃縮室20に連
なる濃縮水循環用配管22へ流入する。カソード用の濃
縮室20の濃縮水流出口21から流出した濃縮水は、配
管22、ポンプ23、配管24を介して循環し、この間
に一部の濃縮水が配管26を介して排出されると共に、
上記の通り、配管47を介して循環用配管42内の濃縮
水の一部が配管22に導入される。
【0032】アノード用濃縮室30の濃縮水流出口31
から流出した濃縮水は、配管32、ポンプ33、配管3
4を介して循環し、この間に配管7aから生産水の一部
が配管36を介して配管32に供給される。配管32を
流れる濃縮水の一部が配管37を介して濃縮室10に連
なる濃縮水循環用配管12へ流入する。アノード用の濃
縮室10の濃縮水流出口11から流出した濃縮水は、配
管12、ポンプ13、配管14を介して循環し、この間
に一部の濃縮水が配管16を介して排出されると共に、
上記の通り、配管37を介して循環用配管32内の濃縮
水の一部が配管12に導入される。
【0033】このように、生産水取出側の濃縮室30,
40に配管7aから生産水を導入するので、該濃縮室3
0,40のシリカ濃度が生産水のシリカ濃度の1000
倍よりも低い。このため、濃縮室30,40から脱塩室
8へのシリカの濃度勾配が小さくなり、濃縮室30,4
0から脱塩室8へのシリカの拡散が抑制され、配管7a
から取り出される最終生産水のシリカ濃度が著しく低く
なる。
【0034】第1図では2個のアノード用濃縮室及び2
個のカソード用濃縮室が設けられているが、3個以上の
アノード用濃縮室及び3個以上のカソード用濃縮室が設
けられてもよい。
【0035】第2図は本発明の別の実施の形態に係る電
気脱イオンシステムの通水系統図である。このシステム
では、2基の電気脱イオン装置60,70を有する。
【0036】各電気脱イオン装置60,70は、イオン
交換膜63,73によって区画形成された脱塩室61,
71と濃縮室62,72を有している。処理される原水
は、配管50によって電気脱イオン装置60の脱塩室6
1に導入され、脱塩処理された後、配管51を介して電
気脱イオン装置70の脱塩室71に導入され、脱塩処理
される。最終生産水は、配管52を介して脱塩室71か
ら取り出される。この生産水取出用の配管52から配管
53が分岐しており、生産水の一部が濃縮水循環用配管
74に導入される。
【0037】電気脱イオン装置60の濃縮室62の濃縮
水出口と濃縮水入口とは、循環用の配管64によって接
続され、この配管64にポンプ65が設けられている。
濃縮室72の濃縮水出口と濃縮水入口とは、循環用の配
管74を介して接続されており、配管74にポンプ75
が設けられている。後段の電気脱イオン装置70の配管
74に対し、生産水取出用配管52から分岐した補給水
用配管53を介して最終生産水の一部が導入される。濃
縮室72に連なる配管74を流れる濃縮水の一部は、配
管77を介して電気脱イオン装置60の配管64に導入
される。濃縮室62に連なる配管64を流れる濃縮水の
一部は配管67を介して排出される。
【0038】この第2図の電気脱イオン装置において、
濃縮室72内の濃縮水は、配管74を介して循環し、こ
の間に最終生産水の一部が配管53を介して配管74に
供給される。このため、濃縮室72のシリカ濃度は生産
水のシリカ濃度の1000倍よりも低い。そのため、濃
縮室72から脱塩室71へ向うシリカ濃度勾配が小さく
なり、濃縮室72から脱塩室71へのシリカの拡散が抑
制され、配管52から取り出される最終生産水のシリカ
濃度が著しく低いものとなる。
【0039】電気脱イオン装置60の生産水のシリカ濃
度が十分に低い場合には、配管51と配管74とを接続
し、配管53の代わりとする事も可能である(図示せ
ず)。
【0040】第1,2図の実施の形態において、シリカ
濃度200ppbの原水を1.1t/hにて脱塩室8又
は61に供給し、濃縮室10,20,30,40,6
2,72における濃縮水循環量をいずれも1t/hと
し、濃縮水循環ラインからの濃縮水取出量を0.1t/
hとし、濃縮水循環配管34,44,74への生産水導
入量を0.1t/hとした場合、濃縮室30,40,7
2における濃縮水シリカ濃度は約40ppb、濃縮室1
0,20,62における濃縮水シリカ濃度は約2000
ppbとなり、濃縮室30,40,72から脱塩室に向
うシリカ濃度勾配が著しく小さくなり、最終生産水のシ
リカ濃度が0.1ppb以下となる。
【0041】第2図では2基の電気脱イオン装置が用い
られているが、3基以上の電気脱イオン装置が直列に接
続されてもよい。
【0042】第3a図は本発明の電気脱イオン装置の他
の実施の形態を示す概略的な斜視図、第3b図はその通
水系統図である。
【0043】この電気的脱イオン装置では、アノード1
01とカソード102との間に、カチオン交換膜とアニ
オン交換膜とが交互に配列され濃縮室103と脱塩室1
04とが形成されている。
【0044】この実施の形態では濃縮室103がアノー
ド101とカソード102との中間に配置され、濃縮室
103のアノード側及びカソード側にそれぞれ脱塩室1
04が配置されている。処理される原水は配管106を
介して脱塩室104に供給され、脱塩されて生産水が配
管110から取り出される。
【0045】濃縮室103は仕切壁105により2以上
の濃縮水流通部103A,103Bに区画されている。
なお、各濃縮水流通部103A,103Bの濃縮水の通
水方向は脱塩室104内の通水方向と交叉する方向好ま
しくは略直交方向とされている。なお、略直交方向とは
約80〜100°の角度を示す。脱塩室104は、第3
a図の上側が入口側、下側が出口側であり、脱塩室10
4内を被処理水が上から下へ向って流れる。
【0046】濃縮室103内には、この脱塩室104内
の通水方向である鉛直方向に対し略直交方向に延在する
仕切壁105が設けられ、濃縮室103内には上側の濃
縮水流通部103Aと下側の濃縮水流通部103Bとが
設けられている。
【0047】以下において脱塩室104の通水方向の入
口側の濃縮水流通部103Aを「前段濃縮室103A」
と称し、出口側の濃縮水流通部103Bを「後段濃縮室
103B」と称す。
【0048】前段濃縮室103Aの濃縮水出口と濃縮水
入口とは、循環用の配管107A,ポンプ108A,配
管109Aを介して接続されている。後段濃縮室103
Bの濃縮水出口と濃縮水入口とは、循環用の配管107
B,ポンプ108B,配管109Bを介して接続されて
いる。後段濃縮室103B内の濃縮水は、配管107
B,ポンプ108B,配管109Bの順に流れて循環す
る。この配管109B内を流れる濃縮水に対し、生産水
取出用配管110から分岐した補給水用配管111を介
して最終生産水の一部が導入される。配管107B内を
流れる後段濃縮室103Bからの濃縮水の一部は配管1
12を介して前段濃縮室103Aの配管107Aに導入
される。前段濃縮室103Aから流出した濃縮水の一部
は配管113を介して排出される。
【0049】後段濃縮室103B,配管107B,10
9Bを循環している濃縮水に最終生産水が導入されるた
め、後段濃縮室103B内の濃縮水中のシリカ濃度が生
産水のシリカ濃度の1000倍よりも低い。そのため、
濃縮室103Bから脱塩室104へ向うシリカ濃度勾配
が小さい。従って、濃縮室103Bから脱塩室104へ
のシリカの拡散が抑制され、配管110から取り出され
る最終生産水のシリカ濃度が著しく低い。
【0050】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0051】実施例1 水道水を活性炭処理した後、逆浸透膜分離処理し、更に
脱気膜で処理した水(シリカ濃度400ppb)を供給
水として、第2図に示す本発明の方法にて通水した。電
気脱イオン装置の脱塩室には、ダウケミカル社製イオン
交換樹脂「650C」と三菱化学社製イオン交換樹脂
「SSA10」が4:6で混合されて充填された。イオ
ン交換膜はトクヤマ社製のCMBとAHAである。二段
目の電気脱イオン装置は濃縮室にも上記イオン交換樹脂
を充填した。脱塩室の大きさは横187mm×高さ79
5mm×2.5mm厚である。1基の電気脱イオン装置
は3個の脱塩室を有する。原水流量は80L/hとし、
各電気脱イオン装置の回収率は90%とした。電圧は2
1Vの条件である。
【0052】この運転において、二段目の電気脱イオン
装置の濃縮室から流出した濃縮水のシリカ濃度と、得ら
れた生産水のシリカ濃度を調べ、結果を表1に示した。
【0053】比較例1 二段目の電気脱イオン装置の濃縮室入口にシリカ溶液を
添加して濃縮水のシリカ濃度が220ppbとなるよう
にしたこと以外は実施例1と同様にして処理を行い、シ
リカ濃度の測定結果を表1に示した。
【0054】比較例2 第4図に示す装置に実施例1と同様にして通水し、シリ
カ濃度を調べ、結果を表1に示した。
【0055】なお、第4図において、原水は配管80か
ら電気脱イオン装置81の脱塩室84に供給され、配管
82を介して生産水として取り出される。電気脱イオン
装置81内にはイオン交換膜83によって脱塩室84と
濃縮室85とが区画形成されている。濃縮室85の濃縮
水出口と濃縮水入口とは、循環用の配管86、ポンプ8
7及び配管88を介して接続されており、配管86に対
し原水供給用配管80から分岐した配管89を介して原
水が補給される。濃縮室85から配管86に流出した濃
縮水の一部は、配管90を介して取り出され、排出され
る。
【0056】
【表1】
【0057】実施例2 第1図の装置において、脱塩室流量、イオン交換樹脂の
混合比は実施例1と同様にし、第1図の脱塩室8の流路
長さは3200mmとした。この装置を実施例1と同様
に運転したところ、最後段の濃縮水流出路41から流出
する濃縮水のシリカ濃度は40ppbであり、生産水の
シリカ濃度は0.1ppb以下であった。
【0058】実施例3 第3図の装置において、脱塩室流量、イオン交換樹脂の
混合比は実施例1と同様にし、実施例1と同様に運転し
たところ、後段濃縮室103Bから配管107Bに流出
する濃縮水のシリカ濃度は80ppbであり、生産水の
シリカ濃度は0.1ppb以下であった。
【0059】上記の通り、本発明の電気脱イオン装置及
びその運転方法により、シリカ濃度0.1ppb以下の
脱イオン水が生産される。
【0060】
【発明の効果】以上の通り、本発明の電気脱イオン装置
及びその運転方法によるとシリカ濃度が著しく低い生産
水を確実に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る電気脱イオン装置の模式的な
断面図である。
【図2】実施の形態に係る電気脱イオンシステムの通水
系統図である。
【図3】(a)は実施の形態に係る電気脱イオン装置を
示す概略的な斜視図、(b)はこの装置の系統図であ
る。
【図4】比較例の系統図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2a,2b アノード 3a,3b カソード 4 陰イオン交換膜 5 陽イオン交換膜 10,20,30,40 濃縮室 60,70,81 電気脱イオン装置 61,71,84,104 脱塩室 62,72,85,103 濃縮室 103A 前段濃縮室 103B 後段濃縮室 105 仕切壁

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極と陰極との間にイオン交換膜によっ
    て濃縮室と脱塩室とが区画された電気脱イオン装置の運
    転方法であって、 濃縮水を該濃縮室に流通させると共に、原水を被処理水
    として脱塩室に流通させ、生産水として該脱塩室から取
    り出す運転方法において、 該濃縮室から流出する濃縮水のシリカ濃度を生産水のシ
    リカ濃度の1000倍以下とすることを特徴とする電気
    脱イオン装置の運転方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記濃縮室から流出
    する濃縮水のシリカ濃度が100ppb以下であること
    を特徴とする電気脱イオン装置の運転方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記濃縮室と
    して、被処理水の流れ方向に沿って複数個の濃縮室が設
    けられており、被処理水の流れ方向の最も下流側の濃縮
    室から流出する濃縮水のシリカ濃度を生産水のシリカ濃
    度の1000倍以下とすることを特徴とする電気脱イオ
    ン装置の運転方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、被処理水の流れ方向
    に沿って第1ないし第n(nは2以上の整数)のn個の
    濃縮室が設けられており、 第1濃縮室から流出する濃縮水の一部を排出し、残部を
    第1濃縮室に循環させ、 第k(2≦k≦n)濃縮室から流出する濃縮水の一部を
    1段だけ前段の第(k−1)濃縮室に供給し、残部を第
    k濃縮室に循環させ、 生産水の一部を最も下流側の第n濃縮室に供給すること
    を特徴とする電気脱イオン装置の運転方法。
  5. 【請求項5】 請求項4において、nは2〜10である
    ことを特徴とする電気脱イオン装置の運転方法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項におい
    て、脱塩室内にイオン交換体が充填されている電気脱イ
    オン装置の運転方法。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1項におい
    て、濃縮室内にイオン交換体が充填されている電気脱イ
    オン装置の運転方法。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項におい
    て、濃縮室内に活性炭が充填されている電気脱イオン装
    置の運転方法。
  9. 【請求項9】 請求項1において、複数個の電気脱イオ
    ン装置が、被処理水が直列に流れるように直列に設置さ
    れており、最終の電気脱イオン装置から流出する濃縮水
    のシリカ濃度が該最終の電気脱イオン装置から得られる
    生産水のシリカ濃度の1000倍以下であることを特徴
    とする電気脱イオン装置の運転方法。
  10. 【請求項10】 請求項9において、n個の電気脱イオ
    ン装置が設置されており、第1の電気脱イオン装置の濃
    縮室から流出する濃縮水の一部を排出し、残部を第1の
    電気脱イオン装置の濃縮室に循環させ、 第k(2≦k≦n)の電気脱イオン装置の濃縮室から流
    出する濃縮水の一部を1段だけ前段の第(k−1)の電
    気脱イオン装置の濃縮室に供給し、残部を第kの電気脱
    イオン装置の濃縮室に循環させ、 生産水の一部を最も下流側の第nの電気脱イオン装置の
    濃縮室に供給することを特徴とする電気脱イオン装置の
    運転方法。
  11. 【請求項11】 請求項10において、nが2であるこ
    とを特徴とする電気脱イオン装置の運転方法。
  12. 【請求項12】 請求項1において、陽極と陰極との間
    にカチオン交換膜とアニオン交換膜とが交互に配置され
    た濃縮室と脱塩室とが交互に形成され、 該濃縮室は仕切壁により2以上の濃縮水流通部に区画さ
    れており、該仕切壁は、脱塩室内の通水方向と交叉方向
    に延設され、これによって該濃縮水流通部内の濃縮水の
    流れ方向は脱塩室内の流れ方向と交叉方向となっている
    電気脱イオン装置の運転方法。
  13. 【請求項13】 請求項12において、脱塩室内の被処
    理水の流れ方向に沿って第1ないし第n(nは2以上の
    整数)のn個の濃縮水流通部が設けられており、 第1濃縮水流通部から流出する濃縮水の一部を排出し、
    残部を第1濃縮水流通部に循環させ、 第k(2≦k≦n)濃縮水流通部から流出する濃縮水の
    一部を1段だけ前段の第(k−1)濃縮水流通部に供給
    し、残部を第k濃縮水流通部に循環させ、 生産水の一部を最も下流側の第n濃縮水流通部に供給
    し、最も下流側の濃縮水流通部から流出する濃縮水のシ
    リカ濃度を生産水のシリカ濃度の1000倍以下とする
    ことを特徴とする電気脱イオン装置の運転方法。
  14. 【請求項14】 陽極と陰極との間にイオン交換膜によ
    って濃縮室と脱塩室とが区画され、濃縮水が該濃縮室に
    流通され、原水が被処理水として該脱塩室に流通され、
    生産水として取り出される電気脱イオン装置において、 該濃縮室として、被処理水の流れ方向の最上流側から最
    下流まで第1ないし第nのn個の濃縮室が設けられてお
    り、 該第n濃縮室に生産水の一部を導入する流路を備えたこ
    とを特徴とする電気脱イオン装置。
  15. 【請求項15】 請求項14において、第1濃縮室から
    流出する濃縮水の一部を排出し、残部を第1濃縮室に循
    環させ、第k(2≦k≦n)濃縮室から流出する濃縮水
    の一部を第(k−1)濃縮室に供給し、残部を第k濃縮
    室に循環させる流路を備えたことを特徴とする電気脱イ
    オン装置。
  16. 【請求項16】 陽極と陰極との間にイオン交換膜によ
    って濃縮室と脱塩室とが区画され、濃縮水が該濃縮室に
    流通され、原水が被処理水として該脱塩室に流通され、
    生産水として取り出される電気脱イオン装置を直列に複
    数備えてなる電気脱イオンシステムにおいて、 第1の電気脱イオン装置の濃縮室から流出する濃縮水の
    一部を排出し、残部を第1の電気脱イオン装置の濃縮室
    に循環させ、 第k(2≦k≦n)の電気脱イオン装置の濃縮室から流
    出する濃縮水の一部を1段だけ前段の第(k−1)の電
    気脱イオン装置の濃縮室に供給し、残部を第kの電気脱
    イオン装置の濃縮室に循環させ、 生産水の一部を最も下流側の第nの電気脱イオン装置の
    濃縮室に供給することを特徴とする電気脱イオンシステ
    ム。
  17. 【請求項17】 陽極と陰極との間にイオン交換膜によ
    って濃縮室と脱塩室とが区画され、濃縮水が該濃縮室に
    流通され、原水が被処理水として該脱塩室に流通され、
    生産水として取り出される電気脱イオン装置において、 カチオン交換膜とアニオン交換膜とが交互に配置された
    濃縮室と脱塩室とが交互に形成され、 該濃縮室は仕切壁により2以上の濃縮水流通部に区画さ
    れており、該仕切壁は、脱塩室内の通水方向と交叉方向
    に延設され、これによって該濃縮水流通部内の濃縮水の
    流れ方向は脱塩室内の流れ方向と交叉方向となっている
    電気脱イオン装置。
  18. 【請求項18】 請求項17において、脱塩室内の被処
    理水の流れ方向に沿って第1ないし第n(nは2以上の
    整数)のn個の濃縮水流通部が設けられており、 第1濃縮水流通部から流出する濃縮水の一部を排出し、
    残部を第1濃縮水流通部に循環させ、 第k(2≦k≦n)濃縮水流通部から流出する濃縮水の
    一部を1段だけ前段の第(k−1)濃縮水流通部に供給
    し、残部を第k濃縮水流通部に循環させ、 生産水の一部を最も下流側の第n濃縮水流通部に供給す
    ることを特徴とする電気脱イオン装置。
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