JP2002301478A - 電気再生式脱塩装置 - Google Patents
電気再生式脱塩装置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
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大容量化の際、脱塩室当りの水量増加が可能
で、安定した水質、低い圧力損失が維持できる電気再生
式脱塩装置を提供する。 【解決手段】 イオン交換膜９に挟まれた脱塩室１を１
室以上設け、該脱塩室にイオン交換体を充填している電
気再生式脱塩装置において、前記脱塩室に充填するイオ
ン交換体が、被脱塩水の流れ方向に、陰１２又は陽イオ
ン交換体ブロック１３又は、陰と陽との混合イオン交換
体ブロックから選ばれた２ブロック以上から構成され、
それら各ブロックは、薄板形状のイオン交換体を、被脱
塩水の流れに平行に、かつ電極板に直交する如く、多層
にして積層することとしたものであり、前記脱塩室に
は、それぞれ構成されるイオン交換体ブロックにより、
電極板と平行に、薄板形状の陰又は陰陽混合イオン交換
体１１、陽又は陰陽混合イオン交換体１０、又は、陰陽
混合イオン交換体を設けることができる。
で、安定した水質、低い圧力損失が維持できる電気再生
式脱塩装置を提供する。 【解決手段】 イオン交換膜９に挟まれた脱塩室１を１
室以上設け、該脱塩室にイオン交換体を充填している電
気再生式脱塩装置において、前記脱塩室に充填するイオ
ン交換体が、被脱塩水の流れ方向に、陰１２又は陽イオ
ン交換体ブロック１３又は、陰と陽との混合イオン交換
体ブロックから選ばれた２ブロック以上から構成され、
それら各ブロックは、薄板形状のイオン交換体を、被脱
塩水の流れに平行に、かつ電極板に直交する如く、多層
にして積層することとしたものであり、前記脱塩室に
は、それぞれ構成されるイオン交換体ブロックにより、
電極板と平行に、薄板形状の陰又は陰陽混合イオン交換
体１１、陽又は陰陽混合イオン交換体１０、又は、陰陽
混合イオン交換体を設けることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気再生式脱塩装
置に係り、特に、電力・原子力、電子産業、医薬品製造
業における純水製造などに利用できる液体中からイオン
を除去する電気再生式脱塩装置に関する。
置に係り、特に、電力・原子力、電子産業、医薬品製造
業における純水製造などに利用できる液体中からイオン
を除去する電気再生式脱塩装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、これまでに電気再生式脱塩
装置として、数々の技術開発を行ってきている。それら
は、例えば、特開平５−６４７２６号、特開平７−１０
０３９１号、特開平９−９９２２１号公報、及び、特願
平１０−１５３６９７号等に示すとおりである。先ず、
特開平５−６４７２６号公報による方法では、イオン交
換繊維やその集合体であるイオン交換不織布は、被処理
水が陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊維とに何回も接
触するよう、両繊維を混ぜたり、両繊維束を縦横に織っ
たりしたものを用いている。しかし、この混合イオン交
換繊維の製造は、実験室的には製作できるが、実機レベ
ルで量産しようとするとコストがかかりすぎる問題があ
った。
装置として、数々の技術開発を行ってきている。それら
は、例えば、特開平５−６４７２６号、特開平７−１０
０３９１号、特開平９−９９２２１号公報、及び、特願
平１０−１５３６９７号等に示すとおりである。先ず、
特開平５−６４７２６号公報による方法では、イオン交
換繊維やその集合体であるイオン交換不織布は、被処理
水が陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊維とに何回も接
触するよう、両繊維を混ぜたり、両繊維束を縦横に織っ
たりしたものを用いている。しかし、この混合イオン交
換繊維の製造は、実験室的には製作できるが、実機レベ
ルで量産しようとするとコストがかかりすぎる問題があ
った。
【０００３】また、特開平５−６４７２６号公報による
別の応用として、脱塩室を流れ方向に分割し、陰イオン
交換繊維を充填したブロック、陽イオンを充填したブロ
ックを何段か設け、これらのブロックを被処理水が次々
と流れるようにすることで、被処理水が、陽イオン交換
繊維と陰イオン交換繊維とに何回も接触することがで
き、小水量のときは高水質が得られている。しかし、水
量を増していくと、イオン交換繊維（又は不織布）の充
填量が少ない場合には、繊維が圧密により変形し、被処
理水の偏流が生じて、処理水質の低下を招き、また、イ
オン交換繊維（又は不織布）の充填量が多いと、圧力損
失の上昇が大きく、漏水が起こる等の問題があった。
別の応用として、脱塩室を流れ方向に分割し、陰イオン
交換繊維を充填したブロック、陽イオンを充填したブロ
ックを何段か設け、これらのブロックを被処理水が次々
と流れるようにすることで、被処理水が、陽イオン交換
繊維と陰イオン交換繊維とに何回も接触することがで
き、小水量のときは高水質が得られている。しかし、水
量を増していくと、イオン交換繊維（又は不織布）の充
填量が少ない場合には、繊維が圧密により変形し、被処
理水の偏流が生じて、処理水質の低下を招き、また、イ
オン交換繊維（又は不織布）の充填量が多いと、圧力損
失の上昇が大きく、漏水が起こる等の問題があった。
【０００４】特開平７−１００３９１号公報、特開平９
−９９２２１号公報、特願平１０−１５３６９７号に示
す技術は、陽イオン交換不織布と陰イオン交換不織布と
を、プラスチック・ネットあるいはイオン導電性のある
ネットを間に挿んで脱塩室に充填したものである。これ
らにより、被処理水は、必ずしもイオン交換繊維層の中
を通過させる必要がなく、圧力損失が少なくなり、高性
能化が図れてきた。しかし、脱塩室一室当りの大容量化
を図るため、脱塩室を厚くし、陽イオン交換不織布と陰
イオン交換不織布との間に、多数のイオン導電性ネット
を挿んで脱塩室に充填し、大流量でも圧力損失の増大を
招かぬようにすると、処理水質が大幅に悪化してしまう
という欠点がでる。このため、装置の大容量化には、厚
さ２〜４ｍｍに制限した小容量脱塩室を、多数用いると
いう方法で対応せざるを得ない。なお、特開平７−１０
０３９１号公報の場合には、プラスチック・ネット部に
イオン伝導性がなく、この部分では被処理水の電気伝導
で電気を通す必要があり、必要な電圧が大きく、大電力
が必要となる。ネットをイオン導電性のあるものにすれ
ば（特願平１０−１５３６９７号）この問題は解決する
がコスト上の問題が出てくる。
−９９２２１号公報、特願平１０−１５３６９７号に示
す技術は、陽イオン交換不織布と陰イオン交換不織布と
を、プラスチック・ネットあるいはイオン導電性のある
ネットを間に挿んで脱塩室に充填したものである。これ
らにより、被処理水は、必ずしもイオン交換繊維層の中
を通過させる必要がなく、圧力損失が少なくなり、高性
能化が図れてきた。しかし、脱塩室一室当りの大容量化
を図るため、脱塩室を厚くし、陽イオン交換不織布と陰
イオン交換不織布との間に、多数のイオン導電性ネット
を挿んで脱塩室に充填し、大流量でも圧力損失の増大を
招かぬようにすると、処理水質が大幅に悪化してしまう
という欠点がでる。このため、装置の大容量化には、厚
さ２〜４ｍｍに制限した小容量脱塩室を、多数用いると
いう方法で対応せざるを得ない。なお、特開平７−１０
０３９１号公報の場合には、プラスチック・ネット部に
イオン伝導性がなく、この部分では被処理水の電気伝導
で電気を通す必要があり、必要な電圧が大きく、大電力
が必要となる。ネットをイオン導電性のあるものにすれ
ば（特願平１０−１５３６９７号）この問題は解決する
がコスト上の問題が出てくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記先行技
術の問題点を解決し、大容量化の際、脱塩室当りの水量
増加が可能で、安定した水質、低い圧力損失が維持で
き、また、イオン伝導性のあるネットを利用しなくても
電圧の大きな上昇はなく、コストメリットのある電気再
生式脱塩装置を提供することを課題とする。
術の問題点を解決し、大容量化の際、脱塩室当りの水量
増加が可能で、安定した水質、低い圧力損失が維持で
き、また、イオン伝導性のあるネットを利用しなくても
電圧の大きな上昇はなく、コストメリットのある電気再
生式脱塩装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽
極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜に挟ま
れた脱塩室を少なくとも１室は設け、該脱塩室にはイオ
ン交換体を充填している電気再生式脱塩装置において、
前記脱塩室に充填する主となるイオン交換体が、被脱塩
水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成る陰イオン
交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成る陽イオン
交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽イオン交換
体との混合イオン交換体ブロックから選ばれた２ブロッ
ク以上から構成され、それら各ブロックは、薄板形状の
イオン交換体を、被脱塩水の流れに平行に、かつ電極板
に直交する如く、多層にして積層することとしたもので
ある。前記装置において、イオン交換膜に挟まれた脱塩
室には、それぞれ構成されるイン交換体ブロックによ
り、陽イオン交換体ブロックと陰イオン交換膜との間に
は、電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体を設け、陰イオン交換体ブロックと
陽イオン交換膜との間には、電極板と平行に、薄板形状
の陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設け、混
合イオン交換体ブロックとイオン交換膜との間には、電
極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陽イオン
交換体又は陰陽混合イオン交換体を設けることができ
る。
に、本発明では、陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽
極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜に挟ま
れた脱塩室を少なくとも１室は設け、該脱塩室にはイオ
ン交換体を充填している電気再生式脱塩装置において、
前記脱塩室に充填する主となるイオン交換体が、被脱塩
水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成る陰イオン
交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成る陽イオン
交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽イオン交換
体との混合イオン交換体ブロックから選ばれた２ブロッ
ク以上から構成され、それら各ブロックは、薄板形状の
イオン交換体を、被脱塩水の流れに平行に、かつ電極板
に直交する如く、多層にして積層することとしたもので
ある。前記装置において、イオン交換膜に挟まれた脱塩
室には、それぞれ構成されるイン交換体ブロックによ
り、陽イオン交換体ブロックと陰イオン交換膜との間に
は、電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体を設け、陰イオン交換体ブロックと
陽イオン交換膜との間には、電極板と平行に、薄板形状
の陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設け、混
合イオン交換体ブロックとイオン交換膜との間には、電
極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陽イオン
交換体又は陰陽混合イオン交換体を設けることができ
る。
【０００７】また、本発明では、陰極を備えた陰極室と
陽極を備えた陽極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオ
ン交換膜に挟まれた脱塩室を少なくとも１室は設け、該
脱塩室にはイオン交換体を充填している電気再生式脱塩
装置において、前記脱塩室に充填するイオン交換体が、
被脱塩水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成る陰
イオン交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成る陽
イオン交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽イオ
ン交換体との混合イオン交換体ブロックから選ばれた２
ブロック以上から構成され、それら各ブロックは、薄板
形状のイオン交換体を、電極板に平行に多層にして積層
したものであり、また、該脱塩室には、陽イオン交換体
ブロックと陰イオン交換膜との間に、電極板と平行に、
薄板形状の陰イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を
設け、陰イオン交換体ブロックと陽イオン交換膜との間
に、電極板と平行に、薄板形状の陽イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体を設け、混合イオン交換体ブロック
とイオン交換膜の間に、電極板と平行に、薄板形状の陰
イオン交換体又は陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交
換体を設けることとしたものである。
陽極を備えた陽極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオ
ン交換膜に挟まれた脱塩室を少なくとも１室は設け、該
脱塩室にはイオン交換体を充填している電気再生式脱塩
装置において、前記脱塩室に充填するイオン交換体が、
被脱塩水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成る陰
イオン交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成る陽
イオン交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽イオ
ン交換体との混合イオン交換体ブロックから選ばれた２
ブロック以上から構成され、それら各ブロックは、薄板
形状のイオン交換体を、電極板に平行に多層にして積層
したものであり、また、該脱塩室には、陽イオン交換体
ブロックと陰イオン交換膜との間に、電極板と平行に、
薄板形状の陰イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を
設け、陰イオン交換体ブロックと陽イオン交換膜との間
に、電極板と平行に、薄板形状の陽イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体を設け、混合イオン交換体ブロック
とイオン交換膜の間に、電極板と平行に、薄板形状の陰
イオン交換体又は陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交
換体を設けることとしたものである。
【０００８】さらに、本発明では、陰極を備えた陰極室
と陽極を備えた陽極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イ
オン交換膜に挟まれた脱塩室を少なくとも１室は設け、
該脱塩室にはイオン交換体を充填している電気再生式脱
塩装置において、前記脱塩室に充填するイオン交換体
は、被脱塩水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成
る陰イオン交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成
る陽イオン交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽
イオン交換体との混合イオン交換体ブロックから選ばれ
た２ブロック以上から構成され、それら各ブロックは、
薄板形状のイオン交換体を、電極板に平行に、多層にし
て積層したものであり、前記イオン交換体ブロックは、
前記陰イオン交換膜との間に、ブロック間を横断して、
電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陰陽混
合イオン交換体を設け、また、前記陽イオン交換膜との
間に、ブロック間を横断して、電極板と平行に、薄板形
状の陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設ける
こととしたものである。
と陽極を備えた陽極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イ
オン交換膜に挟まれた脱塩室を少なくとも１室は設け、
該脱塩室にはイオン交換体を充填している電気再生式脱
塩装置において、前記脱塩室に充填するイオン交換体
は、被脱塩水の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成
る陰イオン交換体ブロック、主に陽イオン交換体から成
る陽イオン交換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽
イオン交換体との混合イオン交換体ブロックから選ばれ
た２ブロック以上から構成され、それら各ブロックは、
薄板形状のイオン交換体を、電極板に平行に、多層にし
て積層したものであり、前記イオン交換体ブロックは、
前記陰イオン交換膜との間に、ブロック間を横断して、
電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陰陽混
合イオン交換体を設け、また、前記陽イオン交換膜との
間に、ブロック間を横断して、電極板と平行に、薄板形
状の陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設ける
こととしたものである。
【０００９】これらの装置において、脱塩室に充填され
る薄板形状のイオン交換体は、その密度又はメッシュ数
が２種類以上で構成することができ、また、イオン交換
体ブロックを構成する薄板形状のイオン交換体は、間に
プラスチック・ネットを挟みこむことができ、さらに、
少なくとも、電極板に直交しているイオン交換体には、
多数のパンチング穴を設けてもよく、イオン交換体ブロ
ックを構成するイオン交換体を、流れ方向の上流側、下
流側を交互に連結し、両側を脱塩セルに止めるようにす
ることもできる。
る薄板形状のイオン交換体は、その密度又はメッシュ数
が２種類以上で構成することができ、また、イオン交換
体ブロックを構成する薄板形状のイオン交換体は、間に
プラスチック・ネットを挟みこむことができ、さらに、
少なくとも、電極板に直交しているイオン交換体には、
多数のパンチング穴を設けてもよく、イオン交換体ブロ
ックを構成するイオン交換体を、流れ方向の上流側、下
流側を交互に連結し、両側を脱塩セルに止めるようにす
ることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、主となるイオン交換体
が繊維状をなし、これらが織布、不織布、ネットなど薄
板形状の集合体となっているイオン交換体を用いた電気
再生式脱塩装置である。本発明は、脱塩室を流れ方向に
分割し、陰イオン交換繊維を充填したブロック、陽イオ
ン交換繊維を充填したブロック等を何段か設け、これら
のブロックを被処理水が次々と流れるようにして、被処
理水が陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊維とに接触す
ることで、被処理水の水質を高くすることができる。本
発明の一つは、イオン交換体とイオン交換膜とは直交す
る形になっている。膜とイオン交換体との接触を確実に
するため、クッション材的に、イオン交換膜に平行に接
触させるようにイオン交換体を設けることにより、製作
品毎の性能のばらつきが減少することができる。
が繊維状をなし、これらが織布、不織布、ネットなど薄
板形状の集合体となっているイオン交換体を用いた電気
再生式脱塩装置である。本発明は、脱塩室を流れ方向に
分割し、陰イオン交換繊維を充填したブロック、陽イオ
ン交換繊維を充填したブロック等を何段か設け、これら
のブロックを被処理水が次々と流れるようにして、被処
理水が陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊維とに接触す
ることで、被処理水の水質を高くすることができる。本
発明の一つは、イオン交換体とイオン交換膜とは直交す
る形になっている。膜とイオン交換体との接触を確実に
するため、クッション材的に、イオン交換膜に平行に接
触させるようにイオン交換体を設けることにより、製作
品毎の性能のばらつきが減少することができる。
【００１１】また、本発明でイオン交換膜と、これと対
のイオンを持ったイオン交換体ブロックとの間に設け
る、該イオン交換膜と同一のイオンを持った薄板形状の
イオン交換体は、イオン交換体ブロックとの接触部付近
で、水解を起こし、ＯＨイオン、Ｈイオンを発生し、イ
オン交換体ブロックの再生に役立っている。このイオン
交換体ブロックの再生により、被処理水の水質が高く維
持されることになる。このことを詳細に説明すれば、陰
イオン交換体ブロックと陽イオン交換膜との間には、陽
イオン交換体（あるいは混合イオン交換体の陽イオン交
換体）があり、陽イオン交換体と陰イオン交換体との接
触部付近で、水解によるＯＨ、Ｈイオンが大量に発生
し、ＯＨイオンは、陽極に向かって、陰イオン交換体ブ
ロックの再生を活発に行い、この再生で、硫酸イオン、
塩素イオン等の陰イオンの除去脱塩性能が向上し、その
性能が維持されている。また、陽イオン交換体ブロック
と陰イオン膜との間には、陰イオン交換体（あるいは混
合イオン交換体の陰イオン交換体）があり、陽イオン交
換体と陰イオン交換体との接触部付近で、水解によるＯ
Ｈ，Ｈイオンが大量に発生し、Ｈイオンは、陰極に向か
って、陽イオン交換体ブロックの再生を活発に行い、こ
の再生で、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の陽
イオンの除去性能が向上し、また性能が維持されてい
る。
のイオンを持ったイオン交換体ブロックとの間に設け
る、該イオン交換膜と同一のイオンを持った薄板形状の
イオン交換体は、イオン交換体ブロックとの接触部付近
で、水解を起こし、ＯＨイオン、Ｈイオンを発生し、イ
オン交換体ブロックの再生に役立っている。このイオン
交換体ブロックの再生により、被処理水の水質が高く維
持されることになる。このことを詳細に説明すれば、陰
イオン交換体ブロックと陽イオン交換膜との間には、陽
イオン交換体（あるいは混合イオン交換体の陽イオン交
換体）があり、陽イオン交換体と陰イオン交換体との接
触部付近で、水解によるＯＨ、Ｈイオンが大量に発生
し、ＯＨイオンは、陽極に向かって、陰イオン交換体ブ
ロックの再生を活発に行い、この再生で、硫酸イオン、
塩素イオン等の陰イオンの除去脱塩性能が向上し、その
性能が維持されている。また、陽イオン交換体ブロック
と陰イオン膜との間には、陰イオン交換体（あるいは混
合イオン交換体の陰イオン交換体）があり、陽イオン交
換体と陰イオン交換体との接触部付近で、水解によるＯ
Ｈ，Ｈイオンが大量に発生し、Ｈイオンは、陰極に向か
って、陽イオン交換体ブロックの再生を活発に行い、こ
の再生で、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の陽
イオンの除去性能が向上し、また性能が維持されてい
る。
【００１２】さらに、各ブロックを構成するイオン交換
体の密度（あるいはメッシュ）に変化を与えることによ
り、被処理水の通り易さとイオン交換体との接触を確保
することができる。メッシュを粗く（密度を小さく）す
ると流動抵抗は小さくなるが、イオン交換体の表面積が
小さく、イオン交換体との接触が少なくなってしまう。
そこで、粗いメッシュの隣に、メッシュが細かく（密度
が大きく）表面積の大きなイオン交換体を配置すること
で、全体としての接触面積を確保している。この場合、
粗いメッシュ部で撹乱された水が、細かいメッシュ部に
強制的に接触させられることになる。例えば、密度の異
なる布状イオン交換体が、不織布からなるイオン交換体
と、ネット状イオン交換体の組み合せの場合、ネット状
のメッシュが粗く、即ち密度が小さい場合、水はネット
部を通る割合が増加する。ネット自体にイオン伝導機能
を有し、イオン交換するが、さらにネットで撹乱される
ので、隣の不織布との接触も増幅される。
体の密度（あるいはメッシュ）に変化を与えることによ
り、被処理水の通り易さとイオン交換体との接触を確保
することができる。メッシュを粗く（密度を小さく）す
ると流動抵抗は小さくなるが、イオン交換体の表面積が
小さく、イオン交換体との接触が少なくなってしまう。
そこで、粗いメッシュの隣に、メッシュが細かく（密度
が大きく）表面積の大きなイオン交換体を配置すること
で、全体としての接触面積を確保している。この場合、
粗いメッシュ部で撹乱された水が、細かいメッシュ部に
強制的に接触させられることになる。例えば、密度の異
なる布状イオン交換体が、不織布からなるイオン交換体
と、ネット状イオン交換体の組み合せの場合、ネット状
のメッシュが粗く、即ち密度が小さい場合、水はネット
部を通る割合が増加する。ネット自体にイオン伝導機能
を有し、イオン交換するが、さらにネットで撹乱される
ので、隣の不織布との接触も増幅される。
【００１３】また、密度の異なる布状イオン交換体が、
パンチング（打ち抜き）状の穴を設けたイオン交換体
（不織布）と、ネット状イオン交換体の組み合わせであ
る場合、不織布の穴により全体の圧力損失を調整するこ
とができ、また、イオン交換体と被処理水との接触も良
好となる。また、各ブロックを構成するイオン交換体の
密度（あるいはメッシュ）に変化を与え、一方を接触面
積は少なくとも、腰の強いイオン交換体とすることで、
流体圧による変形を防ぎ、変形による圧力損失の上昇を
防ぐことができる。また、イオン交換体の間にプラスチ
ック・ネットを入れて被処理水が通り易くしてもよい。
この際、プラスチック・ネット部が大きな電気抵抗とは
ならぬように、電気流路から見て、プラスチック・ネッ
トと並列に、イオン交換体を設けるのがよい。
パンチング（打ち抜き）状の穴を設けたイオン交換体
（不織布）と、ネット状イオン交換体の組み合わせであ
る場合、不織布の穴により全体の圧力損失を調整するこ
とができ、また、イオン交換体と被処理水との接触も良
好となる。また、各ブロックを構成するイオン交換体の
密度（あるいはメッシュ）に変化を与え、一方を接触面
積は少なくとも、腰の強いイオン交換体とすることで、
流体圧による変形を防ぎ、変形による圧力損失の上昇を
防ぐことができる。また、イオン交換体の間にプラスチ
ック・ネットを入れて被処理水が通り易くしてもよい。
この際、プラスチック・ネット部が大きな電気抵抗とは
ならぬように、電気流路から見て、プラスチック・ネッ
トと並列に、イオン交換体を設けるのがよい。
【００１４】不織布からなるイオン交換体と、目の粗い
ネット状イオン交換体とを、コストで比較すると、ネッ
ト状のイオン交換体が２倍以上高い（イオン交換基の取
付の点でコスト嵩むらしい）ので、イオン交換体は基本
的に不織布形態のものを用いるのがよい。この場合、水
は主にネット部を通ることになるが、ネットで水を撹乱
し、隣接するイオン交換体（不織布）に衝突させるよう
にして接触させることになる。超純水を目指す場合に
は、ネット部の吹き抜け水が比抵抗を下げるという問題
をおこすが、１０〜１５ＭΩ以下の純水レベルであれ
ば、充分に対応ができる。また、不織布形態のイオン交
換体に、パンチング（打ち抜き）状の穴を設けることも
できる。パンチングの穴サイズ及び数で、圧力損失の調
整をする。
ネット状イオン交換体とを、コストで比較すると、ネッ
ト状のイオン交換体が２倍以上高い（イオン交換基の取
付の点でコスト嵩むらしい）ので、イオン交換体は基本
的に不織布形態のものを用いるのがよい。この場合、水
は主にネット部を通ることになるが、ネットで水を撹乱
し、隣接するイオン交換体（不織布）に衝突させるよう
にして接触させることになる。超純水を目指す場合に
は、ネット部の吹き抜け水が比抵抗を下げるという問題
をおこすが、１０〜１５ＭΩ以下の純水レベルであれ
ば、充分に対応ができる。また、不織布形態のイオン交
換体に、パンチング（打ち抜き）状の穴を設けることも
できる。パンチングの穴サイズ及び数で、圧力損失の調
整をする。
【００１５】また、パンチング（打ち抜き）状の穴を設
けた不織布形態のイオン交換体と、プラスチック・ネッ
トとを組み合せることで、全体の圧力損失を調整するこ
ともできる。水質によって、イオン交換体は伸び縮みが
ある。例えば、陽イオン交換体は、水質が非常に良くな
ってくるとＨ型（水素型）が多くなるが、ナトリウムイ
オンの多い水質では、Ｎａ型イオン交換体が多くなる。
Ｈ型はＮａ型に比して、膨張した状態となる。同様に、
陰イオン交換体も、ＯＨ型は、Ｃｌ型に比して、膨張し
た状態となる。イオン交換体の伸び縮みで、縮んだ場
合、すき間を通って、被脱塩水がイオン交換体をバイパ
スすることがある。このような場合は、上流、下流を交
互に連結しておくことで、運転状態が変化しても、被脱
塩水のバイパスを防ぐことができる。
けた不織布形態のイオン交換体と、プラスチック・ネッ
トとを組み合せることで、全体の圧力損失を調整するこ
ともできる。水質によって、イオン交換体は伸び縮みが
ある。例えば、陽イオン交換体は、水質が非常に良くな
ってくるとＨ型（水素型）が多くなるが、ナトリウムイ
オンの多い水質では、Ｎａ型イオン交換体が多くなる。
Ｈ型はＮａ型に比して、膨張した状態となる。同様に、
陰イオン交換体も、ＯＨ型は、Ｃｌ型に比して、膨張し
た状態となる。イオン交換体の伸び縮みで、縮んだ場
合、すき間を通って、被脱塩水がイオン交換体をバイパ
スすることがある。このような場合は、上流、下流を交
互に連結しておくことで、運転状態が変化しても、被脱
塩水のバイパスを防ぐことができる。
【００１６】次に、図面を用いて本発明を説明する。図
１及び図２は、本発明の電気再生式脱塩装置の一例を示
す概略構成図であり、脱塩室１室＋陰極室＋陽極室から
構成されている。図において、１は脱塩室、２は陰極４
を備えた陰極室、３は陽極５を備えた陽極室、６は陰極
水通路、７は陽極水通路、８は陽イオン交換膜、９は陰
イオン交換膜、１０は陽イオン交換体又は陰陽混合イオ
ン交換体、１１は陰イオン交換体又は陰陽混合イオン交
換体、１２は陰イオン交換体ブロック、１２’は陰イオ
ン交換体、１３は陽イオン交換体ブロック、１４はネッ
ト、１５は被処理水、１６は処理水、１７は陰極水、１
８は陽極水である。図１（ａ）は、全体の正面断面図で
あり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視
図である。このように図１においては、脱塩室は３つの
ブロックで構成され、各ブロックは、図１（ｂ）のよう
に薄板形状のイオン交換体１２’とネット１４が、被処
理水１５の流水に平行に、かつ電極板４、５に直交する
ように、交互に多層に積層されていてもよいし、図１
（ｃ）のようにイオン交換体１２’を折れ板状とし、折
れ板の各辺の間にプラスチック・ネットを挟み込んでも
よい。
１及び図２は、本発明の電気再生式脱塩装置の一例を示
す概略構成図であり、脱塩室１室＋陰極室＋陽極室から
構成されている。図において、１は脱塩室、２は陰極４
を備えた陰極室、３は陽極５を備えた陽極室、６は陰極
水通路、７は陽極水通路、８は陽イオン交換膜、９は陰
イオン交換膜、１０は陽イオン交換体又は陰陽混合イオ
ン交換体、１１は陰イオン交換体又は陰陽混合イオン交
換体、１２は陰イオン交換体ブロック、１２’は陰イオ
ン交換体、１３は陽イオン交換体ブロック、１４はネッ
ト、１５は被処理水、１６は処理水、１７は陰極水、１
８は陽極水である。図１（ａ）は、全体の正面断面図で
あり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視
図である。このように図１においては、脱塩室は３つの
ブロックで構成され、各ブロックは、図１（ｂ）のよう
に薄板形状のイオン交換体１２’とネット１４が、被処
理水１５の流水に平行に、かつ電極板４、５に直交する
ように、交互に多層に積層されていてもよいし、図１
（ｃ）のようにイオン交換体１２’を折れ板状とし、折
れ板の各辺の間にプラスチック・ネットを挟み込んでも
よい。
【００１７】また、図２（ａ）は全体の正面断面図であ
り、図２（ｂ）は、イオン交換体ブロック１２、１３の
内部説明図である。このように、図２においては、脱塩
室は３つのブロックで構成され、各ブロックは、粗１
２’、１３’と密１２’’、１３’’の、例えばネット
と不織布などの薄板形状のイオン交換体を、交互に電極
板（陰極、陽極）に平行に、多層に積層されている。混
合イオン交換体は、陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維とからなる布としてもよいが、図２（ｂ）のように、
陽イオン交換布１３ａと陰イオン交換布１２ａとから構
成してもよい。図３は、複数の脱塩室＋複数の濃縮室＋
陰極室＋陽極室から構成された本発明の電気再生式脱塩
装置の一例を示す概略構成図である。図３では脱塩室１
は３室で構成されており、個々の脱塩室の内部は、前記
図１及び図２に示したものと同様に構成されている。
り、図２（ｂ）は、イオン交換体ブロック１２、１３の
内部説明図である。このように、図２においては、脱塩
室は３つのブロックで構成され、各ブロックは、粗１
２’、１３’と密１２’’、１３’’の、例えばネット
と不織布などの薄板形状のイオン交換体を、交互に電極
板（陰極、陽極）に平行に、多層に積層されている。混
合イオン交換体は、陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維とからなる布としてもよいが、図２（ｂ）のように、
陽イオン交換布１３ａと陰イオン交換布１２ａとから構
成してもよい。図３は、複数の脱塩室＋複数の濃縮室＋
陰極室＋陽極室から構成された本発明の電気再生式脱塩
装置の一例を示す概略構成図である。図３では脱塩室１
は３室で構成されており、個々の脱塩室の内部は、前記
図１及び図２に示したものと同様に構成されている。
【００１８】また、図には示していないが、脱塩室と極
室の間に濃縮室を設けても良いし、濃縮室にイオン交換
体を充填して、電気抵抗を減少させてもよい。図４は、
脱塩室２室と脱塩室内部が４つのブロックから構成され
た本発明の電気再生式脱塩装置の一例を示す概略構成図
であり、図４（ａ）は正面断面図、図４（ｂ）は（ａ）
のＹ−Ｙ矢視図、図４（ｃ）、（ｄ）は、脱塩室の各ブ
ロックの内部拡大図である。図４では、イオン交換体が
縮んだ場合、すき間を通って被処理水がイオン交換体を
バイパスすることがあるため、図４（ｃ）、（ｄ）のよ
うに、上流、下流を交互に連結しておくことで運転状態
が変化しても、被脱塩水のバイパスを防ぐことができ
る。
室の間に濃縮室を設けても良いし、濃縮室にイオン交換
体を充填して、電気抵抗を減少させてもよい。図４は、
脱塩室２室と脱塩室内部が４つのブロックから構成され
た本発明の電気再生式脱塩装置の一例を示す概略構成図
であり、図４（ａ）は正面断面図、図４（ｂ）は（ａ）
のＹ−Ｙ矢視図、図４（ｃ）、（ｄ）は、脱塩室の各ブ
ロックの内部拡大図である。図４では、イオン交換体が
縮んだ場合、すき間を通って被処理水がイオン交換体を
バイパスすることがあるため、図４（ｃ）、（ｄ）のよ
うに、上流、下流を交互に連結しておくことで運転状態
が変化しても、被脱塩水のバイパスを防ぐことができ
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、大容量化の際、脱塩室
あたりの水量増加が可能で、安定した水質、低い圧力損
失が維持でき、また、イオン伝導性のあるネットを利用
しなくても電圧の大きな上昇はなく、コストメリットの
ある電気再生式脱塩装置が得られた。
あたりの水量増加が可能で、安定した水質、低い圧力損
失が維持でき、また、イオン伝導性のあるネットを利用
しなくても電圧の大きな上昇はなく、コストメリットの
ある電気再生式脱塩装置が得られた。
【図１】本発明の電気再生式脱塩装置の一例を示す概略
構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）、（ｃ）は
（ａ）のＸ−Ｘ矢視図。
構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）、（ｃ）は
（ａ）のＸ−Ｘ矢視図。
【図２】本発明の電気再生式脱塩装置の他の例を示す概
略構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はイオン交換
体ブロックの内部説明図。
略構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はイオン交換
体ブロックの内部説明図。
【図３】本発明の電気再生式脱塩装置の他の例を示す概
略構成図。
略構成図。
【図４】本発明の電気再生式脱塩装置の他の例を示す概
略構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ
−Ｙ矢視図、（ｃ）、（ｄ）はイオン交換体ブロックの
内部説明図。
略構成図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ
−Ｙ矢視図、（ｃ）、（ｄ）はイオン交換体ブロックの
内部説明図。
１：脱塩室、２：陰極室、３：陽極室、４：陰極、５：
陽極、６：陰極水通路、７：陽極水通路、８：陽イオン
交換膜、９：陰イオン交換膜、１０：陽イオン交換体又
は陰陽混合イオン交換体、１１：陰イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体、１２：陰イオン交換体ブロック、
１２’、１２’’：陰イオン交換体、１２ａ：陰イオン
交換布、１３：陽イオン交換体ブロック、１３’、１
３’’：陽イオン交換体、１３ａ：陽イオン交換体、１
４：ネット、１５：被処理水、１６：処理水、１７：陰
極水、１８：陽極水、１９：濃縮水
陽極、６：陰極水通路、７：陽極水通路、８：陽イオン
交換膜、９：陰イオン交換膜、１０：陽イオン交換体又
は陰陽混合イオン交換体、１１：陰イオン交換体又は陰
陽混合イオン交換体、１２：陰イオン交換体ブロック、
１２’、１２’’：陰イオン交換体、１２ａ：陰イオン
交換布、１３：陽イオン交換体ブロック、１３’、１
３’’：陽イオン交換体、１３ａ：陽イオン交換体、１
４：ネット、１５：被処理水、１６：処理水、１７：陰
極水、１８：陽極水、１９：濃縮水
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA17 HA47 JA30A JA41A JA42A JA43A JA44A MA03 MA13 MA14 MB07 PA01 PB27 PB28 PC01 PC31 PC32 PC42 4D025 AA03 AA07 AB07 AB14 AB18 AB19 BA08 BA13 BA25 BA27 BA28 BB15 DA07 4D061 DA02 DB13 EA09 EB01 EB04 EB13 EB17 EB19 FA08
Claims (5)
- 【請求項１】 陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽極
室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜に挟まれ
た脱塩室を少なくとも１室は設け、該脱塩室にはイオン
交換体を充填している電気再生式脱塩装置において、前
記脱塩室に充填する主となるイオン交換体が、被脱塩水
の流れ方向に、主に陰イオン交換体から成る陰イオン交
換体ブロック、主に陽イオン交換体から成る陽イオン交
換体ブロック、又は、陰イオン交換体と陽イオン交換体
との混合イオン交換体ブロックから選ばれた２ブロック
以上から構成され、それら各ブロックは、薄板形状のイ
オン交換体を、被脱塩水の流れに平行に、かつ電極板に
直交する如く、多層にして積層したものであることを特
徴とする電気再生式脱塩装置。 - 【請求項２】 前記イオン交換膜に挟まれた脱塩室に
は、それぞれ構成されるイオン交換体ブロックにより、
陽イオン交換体ブロックと陰イオン交換膜との間には、
電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陰陽混
合イオン交換体を設け、陰イオン交換体ブロックと陽イ
オン交換膜との間には、電極板と平行に、薄板形状の陽
イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設け、混合イ
オン交換体ブロックとイオン交換膜との間には、電極板
と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は陽イオン交換
体又は陰陽混合イオン交換体を設けていることを特徴と
する請求項１記載の電気再生式脱塩装置。 - 【請求項３】 陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽極
室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜に挟まれ
た脱塩室を少なくとも１室は設け、該脱塩室にはイオン
交換体を充填している電気再生式脱塩装置において、前
記脱塩室に充填するイオン交換体が、被脱塩水の流れ方
向に、主に陰イオン交換体から成る陰イオン交換体ブロ
ック、主に陽イオン交換体から成る陽イオン交換体ブロ
ック、又は、陰イオン交換体と陽イオン交換体との混合
イオン交換体ブロックから選ばれた２ブロック以上から
構成され、それら各ブロックは、薄板形状のイオン交換
体を、電極板に平行に、多層にして積層したものであ
り、該脱塩室には、陽イオン交換体ブロックと陰イオン
交換膜との間に、電極板と平行に、薄板形状の陰イオン
交換体又は陰陽混合イオン交換体を設け、陰イオン交換
体ブロックと陽イオン交換膜との間に、電極板と平行
に、薄板形状の陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換
体を設け、混合イオン交換体ブロックとイオン交換膜の
間に、電極板と平行に、薄板形状の陰イオン交換体又は
陽イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設けている
ことを特徴とする電気再生式脱塩装置。 - 【請求項４】 陰極を備えた陰極室と陽極を備えた陽極
室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜に挟まれ
た脱塩室を少なくとも１室は設け、該脱塩室にはイオン
交換体を充填している電気再生式脱塩装置において、前
記脱塩室に充填するイオン交換体は、被脱塩水の流れ方
向に、主に陰イオン交換体から成る陰イオン交換体ブロ
ック、主に陽イオン交換体から成る陽イオン交換体ブロ
ック、又は、陰イオン交換体と陽イオン交換体との混合
イオン交換体ブロックから選ばれた２ブロック以上から
構成され、それら各ブロックは、薄板形状のイオン交換
体を、電極板に平行に、多層にして積層したものであ
り、前記イオン交換体ブロックは、前記陰イオン交換膜
との間に、ブロック間を横断して、電極板と平行に、薄
板形状の陰イオン交換体又は陰陽混合イオン交換体を設
け、また、前記陽イオン交換膜との間に、ブロック間を
横断して、電極板と平行に、薄板形状の陽イオン交換体
又は陰陽混合イオン交換体を設けていることを特徴とす
る電気再生式脱塩装置。 - 【請求項５】 前記脱塩室に充填される薄板形状のイオ
ン交換体は、その密度又はメッシュ数が２種類以上で構
成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項記載の電気再生式脱塩装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104752A JP3729335B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 電気再生式脱塩装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104752A JP3729335B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 電気再生式脱塩装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002301478A true JP2002301478A (ja) | 2002-10-15 |
| JP3729335B2 JP3729335B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=18957566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001104752A Expired - Fee Related JP3729335B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 電気再生式脱塩装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3729335B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004060815A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Ebara Corporation | 電気式脱塩装置 |
| JP2006502855A (ja) * | 2002-10-16 | 2006-01-26 | アクアテック インターナショナル コーポレイション | イオン交換媒体の製造方法 |
| JP2008132492A (ja) * | 2002-12-27 | 2008-06-12 | Ebara Corp | 電気式脱塩装置 |
| WO2013013022A3 (en) * | 2011-07-19 | 2013-06-13 | Ecolab Usa Inc. | Support of ion exchange membranes |
| KR101280357B1 (ko) | 2013-03-14 | 2013-07-01 | (주) 시온텍 | 탈염 농축수 및 폐염수를 재이용하는 이온교환 연수 시스템 및 공정 |
-
2001
- 2001-04-03 JP JP2001104752A patent/JP3729335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006502855A (ja) * | 2002-10-16 | 2006-01-26 | アクアテック インターナショナル コーポレイション | イオン交換媒体の製造方法 |
| WO2004060815A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Ebara Corporation | 電気式脱塩装置 |
| EP1577268A1 (en) * | 2002-12-27 | 2005-09-21 | Ebara Corporation | Electric demineralizer |
| JP2008132492A (ja) * | 2002-12-27 | 2008-06-12 | Ebara Corp | 電気式脱塩装置 |
| CN100430323C (zh) * | 2002-12-27 | 2008-11-05 | 株式会社荏原制作所 | 电脱盐装置 |
| US9011664B2 (en) | 2002-12-27 | 2015-04-21 | Swing Corporation | Electric demineralizer |
| US9260325B2 (en) | 2002-12-27 | 2016-02-16 | Swing Corporation | Electrical deionization apparatus |
| EP1577268B1 (en) * | 2002-12-27 | 2018-07-25 | Ebara Engineering Services Co., Ltd | Electric demineralizer |
| WO2013013022A3 (en) * | 2011-07-19 | 2013-06-13 | Ecolab Usa Inc. | Support of ion exchange membranes |
| US8882972B2 (en) | 2011-07-19 | 2014-11-11 | Ecolab Usa Inc | Support of ion exchange membranes |
| EP3135797A1 (en) * | 2011-07-19 | 2017-03-01 | Ecolab USA Inc. | Support of ion exchange membranes |
| KR101280357B1 (ko) | 2013-03-14 | 2013-07-01 | (주) 시온텍 | 탈염 농축수 및 폐염수를 재이용하는 이온교환 연수 시스템 및 공정 |
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|---|---|
| JP3729335B2 (ja) | 2005-12-21 |
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