JP2003170169A

JP2003170169A - 電気式脱イオン水製造装置及び製造方法

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Publication number: JP2003170169A
Application number: JP2001373774A
Authority: JP
Inventors: Masanari Hidaka; 真生日高; Teruo Sugizaki; 輝雄杉崎; Osamu Isaji; 統伊左治
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-17
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: JP3773178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】二酸化炭素の拡散による処理水の水質低下を
防止し、設置面積の減少化が図れる電気式脱イオン水製
造装置を提供すること。【解決手段】一側のカチオン交換膜、及び他側のアニ
オン交換膜で区画される室にイオン交換体を充填して脱
塩室２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３を設け、これらの脱塩
室２及び濃縮室３を電極を備えた電極室４の間に配置し
てなる本体部１２と、濃縮室３を流れる濃縮水を循環す
る循環タンク５を含む濃縮水循環系と、電極室４から流
出する電極水を循環タンク５に流入させる電極水流出管
７と、を有し、循環タンク５には排気手段５１を付設す
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、半導体デバイス製
造工程、医製薬製造工程等で使用される、いわゆる超純
水の製造に好適な電気式脱イオン水製造装置及び製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】脱イオン水（以下、脱塩水とも言う）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、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】このような電気式脱イオン水製造装置は、
図３に示すように基本的にはカチオン交換膜とアニオン
交換膜で形成される隙間にイオン交換体を充填して脱塩
室２０とし、当該イオン交換層に被処理水を通過させ、
前記両イオン交換膜を介して処理水の流れに対して直角
方向に直流電流を作用させて、両イオン交換膜の外側の
濃縮室３０中を流れる濃縮水中に被処理水中の不純物イ
オンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するもの
である。図３中、符号４０は電極室である。

【０００４】電気式脱イオン水製造装置１０における濃
縮水は、濃縮室に炭酸カルシウムや水酸化マグネシウム
といったスケールの発生を防止するため、あるいは水の
回収率を高めるため、通常、不図示の循環ポンプと、濃
縮水循環タンク５０とが配置される濃縮水循環系６０を
循環する。濃縮水循環系６０は、脱塩室よりイオン交換
膜を介し脱塩されたイオン性不純物等が濃縮されるた
め、濃度調整のため適宜被処理水が補給水供給管９０か
ら補給水として補給されつつ、濃縮水が部分的に系外へ
排出される。また、被処理水の一部は、電極水供給管７
０ａから電極配置部分に形成された電極室に電極水とし
ても供給利用されることが多い。電極室では水の電気分
解により陽極では塩素や酸素、陰極では水素等が副生す
るため、電極室に供給した電極水は電極水流出管７０ｂ
により系外へ排出される。排出された電極水は、不図示
の気液分離装置で処理され水素の排気が行われている。
この電極水を処理する気液分離装置の設置は、水素が所
定濃度以上になると爆発の危険性があることから、水素
濃度を希薄状態にして安全に排出するために必須の設備
となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、濃縮水
の循環使用においては、濃縮水循環系内で濃縮された遊
離の二酸化炭素が濃縮室から脱塩室に逆拡散し、処理水
の抵抗率を低下させるという問題がしばしば発生してい
た。その理由は次ぎの通りである。二酸化炭素はｐＨが
高い場合、水中では炭酸イオン、重炭酸イオンの形態で
存在し、ｐＨが低い場合、電荷を持たない遊離の二酸化
炭素として存在する。脱塩室に流入する被処理水中の二
酸化炭素は、先ず重炭酸イオンや炭酸イオンといった電
荷を持つ形態のものが、電流により濃縮室に移動し濃縮
水中に排出される。次いで、重炭酸イオンや炭酸イオン
の処理が進むにつれて、遊離の二酸化炭素も重炭酸イオ
ンや炭酸イオンへと状態を変化させるため、最終的には
電流によって除去される。しかし、濃縮室内の濃縮水の
ｐＨはほとんどの場合、５〜７程度の弱酸であるため、
濃縮水には、例えば、３０〜６０mg-CO₂／ｌ程度の遊離
の二酸化炭素が存在してしまう。このような遊離の二酸
化炭素は電流による影響を受けない。従って、このよう
な高濃度に濃縮された遊離の二酸化炭素がイオン交換膜
を介して脱塩室に微量逆拡散して処理水の水質を悪化さ
せる。具体的には、抵抗率１７〜１８MΩ-cmの処理水
が、遊離の二酸化炭素の逆拡散により、１５〜１６MΩ-
cmにまで低下する。これにより、通常、電気式脱イオン
水製造装置の後段に設置されるカートリッジポリッシャ
ーの寿命低下が早くなる。一方、電極水中の水素や塩素
を排気するために設置される気液分離装置は、比較的大
きな設置装置となってしまい、設置面積が増大する。ま
た、電気式脱イオン水製造装置は非再生装置であるた
め、連続運転により排出される電極水を常時処理する必
要があり、気液分離装置の運転コストが嵩むという問題
もある。

【０００６】従って、本発明の目的は、濃縮水中の遊離
の二酸化炭素が脱塩室に逆拡散して処理水の水質を低下
させる問題、及び排出された電極水を処理する気液分離
装置の設置面積の増大と処理コストの問題を同時に解決
する電気式脱イオン水製造装置及び製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【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、濃縮水循環系で使用
される循環タンクに排気手段を設置し、前記陽極室又は
前記陰極室から流出する電極水を前記循環タンクに流入
させれば、濃縮水中の遊離の二酸化炭素と電極水中の水
素や塩素を同時に排気できるため、二酸化炭素の逆拡散
に起因する処理水の抵抗率の低下がなく、且つ既存の電
極水を処理する気液分離装置が省略できること、等を見
出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明（１）は、一側のカチオ
ン交換膜、及び他側のアニオン交換膜で区画される室に
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てなる本体部と、
前記濃縮室を流れる濃縮水を循環する循環タンクを含む
濃縮水循環系と、前記陽極室又は前記陰極室から流出す
る電極水を前記循環タンクに流入させる電極水流出管
と、を有し、前記循環タンクには排気手段を付設した電
気式脱イオン水製造装置を提供するものである。

【０００９】また、本発明（２）は、前記陽極室又は前
記陰極室に流入する電極水は、前記濃縮水循環系を流れ
る濃縮水の一部または全部とした前記（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。

【００１０】また、本発明（３）は、前記濃縮水循環系
に、電解質を供給する電解質供給手段を接続した前記
（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。

【００１１】また、本発明（４）は、前記電気式脱イオ
ン水製造装置の本体部は、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
てなる前記（１）〜（３）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。

【００１２】また、本発明（５）は、一側のカチオン交
換膜、及び他側のアニオン交換膜で区画される室にイオ
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、電圧を印加しながら
脱塩室に被処理水を、濃縮室に濃縮水を、陽極室及び陰
極室に電極水を、それぞれ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方法であって、
前記陽極室から流出する陽極水又は前記陰極室から流出
する陰極水の少なくとも一方、及び前記濃縮室から流出
する濃縮水は、循環タンクに供給され、該循環タンクに
付設される排気手段により水素又は塩素の少なくとも一
方、及び二酸化炭素が排気され、その後、該循環タンク
から流出する循環水を濃縮水、陽極水及び陰極水として
使用する電気式脱イオン水の製造方法を提供するもので
ある。

【００１３】また、本発明（６）は、前記脱イオン水を
製造する方法が、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て形成さ
れ、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
流入し、濃縮室に濃縮水を、陽極室及び陰極室に電極水
を、それぞれ流入して被処理水中の不純物イオンを除去
して、脱イオン水を製造する方法である前記（５）記載
の電気式脱イオン水の製造方法を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、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図１を参照して説明す
る。図１は本例の電気式脱イオン水製造装置の構成を示
すブロック図である。電気式脱イオン水製造装置１は、
本体部１２と、濃縮水循環系６Ａと、電極水循環系７Ａ
とから構成される。本体部１２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た脱塩室２
と、脱塩室２とイオン交換膜を介して仕切られた濃縮室
３と、これら脱塩室２と濃縮室３に電圧を印加する一対
の電極を有する電極室４とから構成される。濃縮水循環
系６Ａは濃縮室出口から濃縮室入口にかけて、循環タン
ク５、循環ポンプ１３を順に配置し、濃縮室出口と循環
タンク５は濃縮水流出管６で接続し、循環タンク５と濃
縮室入口とは循環水流出管８で接続することにより形成
される。

【００１５】電極水循環系７Ａは、電極室出口から電極
室入口にかけて、循環タンク５、循環ポンプ１３、濃縮
室３を順に配し、電極室出口と循環タンク５は電極水流
出管７で接続し、循環タンク５と電極室入口とは途中に
循環ポンプ１３を備える循環水流出管８、濃縮水流出管
６、電極室流入管７ａで接続することにより形成されて
いる。すなわち、電極水循環系７Ａにおいて、循環タン
ク５、循環ポンプ１３及び循環水流出管８は、濃縮水循
環系６Ａとの共用である。本発明において、電極水循環
系７Ａを形成する電極水としては、陽極水単独、陰極水
単独又は陽極水と陰極水の双方のいずれであってもよ
い。すなわち、電極水流出管７は、陽極室から流出する
陽極水を循環タンク５に流入させる配管であっても、陰
極室から流出する陰極水を循環タンク５に流入させる配
管であっても、陰極水と陽極水の双方を循環タンク５に
流入させる配管であってもよい。このうち、陰極水と陽
極水の双方を循環タンク５に流入させる配管とする形態
が、陽極から発生する塩素、陰極から発生する水素を共
に、排気できる点で好適である。なお、陽極水と陰極水
の双方を流す電極水流出管７は、陽極水単独配管と陰極
水単独配管の２配管系統であっても、陽極室流出水を陰
極室に流入させる配管形態や、陰極室流出水を陽極室に
流入させる配管形態である１配管系統であってもよい。

【００１６】循環タンク５は、排気手段を備えるいわゆ
る気液分離装置であり、その１例の模式図を図２に示
す。循環タンク５には、被処理水の一部を供給する補給
水供給管９、循環系の戻り配管である濃縮水流出管６、
電極水流出管７及び空気流入口がそれぞれ気相部５３の
壁部に付設され、循環系の供給配管である循環水流出管
８が液相部５４の壁部に付設されている。循環タンク５
の天井部には、排気手段であるブロアー５１が設置さ
れ、気相部５３のガスを導入空気で希釈しつつ大気へ排
出している。このような構造を有する循環タンク５によ
れば、濃縮水循環系６Ａ及び電極水循環系７Ａを構成す
る循環タンク５の機能を奏する他、濃縮水流出管６から
供給される濃縮水中に含まれるガス類を除去して、遊離
の二酸化炭素が除去された濃縮水を循環水として供給で
きる。更に、電極水流出管７から供給される電極水中に
含まれるガス類を除去して、塩素や水素が除去された電
極水を循環水として供給できる。

【００１７】電気式脱イオン水製造装置１の本体部１２
としては、公知のものが使用でき、例えば、一側のカチ
オン交換膜、及び他側のアニオン交換膜で区画される室
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て形成され、電
圧を印加しながら脱塩室に被処理水を流入すると共に、
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
除去して、脱イオン水を製造する装置（以下、従前型Ｅ
ＤＩとも言う）、あるいは、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
して形成され、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て、脱イオン水を製
造する装置（以下、省電力型ＥＤＩとも言う）等が使用
できる。また、本発明の電気式脱イオン水製造装置の形
態としては、特に制限されず、スパイラル型、同心円型
及び平板積層型などのものが挙げられる。

【００１８】次に、電気式脱イオン水製造装置１（従前
型ＥＤＩ）を使用して脱イオン水を製造する方法を説明
する。先ず、一側のカチオン交換膜、及び他側のアニオ
ン交換膜で区画される室にイオン交換体を充填して脱塩
室２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３を設け、これらの脱塩室
２及び濃縮室３を陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰
極室の電極室４間に配置し、電圧を印加しながら脱塩室
に被処理水を、濃縮室３に濃縮水を、電極室４に電極水
を、それぞれ流入して、被処理水中の不純物イオンを除
去し、塩類が除去された処理水（脱塩水）を得ると供
に、塩類が濃縮された濃縮水を濃縮室３に得ることがで
きる。すなわち、被処理水中の二酸化炭素は、先ず重炭
酸イオンや炭酸イオンといった電荷を持つ形態のもの
が、電流により濃縮室に移動し濃縮水中に排出される。
次いで、重炭酸イオンや炭酸イオンの処理が進むにつれ
て、水が遊離の二酸化炭素も重炭酸イオンや炭酸イオン
へと状態を変化させるため、最終的にはイオン交換膜を
介して濃縮水中に移動される。一方、電極室４では水の
電気分解により陽極にて発生した酸素、塩素及び陰極に
て発生した水素等が、電極水とともに流出する。従っ
て、脱塩室２から処理水が排出され、濃縮室３から二酸
化炭素を高濃度で含む濃縮水が排出され、該濃縮水は濃
縮水流出管６を通って循環タンク５に供給され、電極室
４から流出する電極水は電極水流出管７を通って、循環
タンク５に供給される。

【００１９】濃縮水流出管６から供給される濃縮水中に
含まれる遊離の二酸化炭素及び電極水流出管７から供給
される電極水中に含まれる塩素や水素は、共に、循環タ
ンク５に設置されたブロアー５１により除去されるた
め、循環タンク５から循環供給される循環水には、これ
ら二酸化炭素、塩素及び水素が除去されたものが循環水
流出管８を通って、濃縮室や電極室に供給される。従っ
て、従来のように、遊離の二酸化炭素がイオン交換膜を
介して脱塩室に逆拡散することがなく、処理水の水質を
悪化させることがない。濃縮水循環系６Ａを流れる循環
水中の遊離の二酸化炭素濃度としては、極微量の二酸化
炭素濃度を測定する方法がないため明確ではないもの
の、処理水の水質から判断して概ね２０μg-CO₂／ｌ以
下の濃度と推定される。また、同様に、濃縮水循環系６
Ａを流れる循環水中の塩素や水素濃度としては、これも
明確ではないものの、当該ブロアー５１を備える循環タ
ンク５の基本構造は、従来、電極水を単独処理していた
気液分離装置の構造と同じであるため、当該気液分離装
置と同じ程度にまで排気されている。ブロアー５１の設
置場所及び運転条件は、循環タンクの大きさなどによ
り、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１を使用する脱イオン水の製造方法によれば、
水素を含んだ電極水及び遊離の二酸化炭素を含んだ濃縮
水を共にブロアー５１を備えた循環タンク５に返送し処
理するため、水素ガスと二酸化炭素ガスの同時排気がで
きる。このため、従来必要であった、電極水中の水素排
気用気液分離装置の設置を省略でき、設置面積を減少さ
せることができる。また、濃縮水中の遊離の二酸化炭素
を十分除去しているため、逆拡散による処理水の抵抗率
を低下させることがない。このため、後段のカートリッ
ジポリッシャー（不図示）の交換寿命が延びる。また、
電極水のブローを省略できるため、水回収率が向上す
る。また、従来、電極水は被処理水、通常、逆浸透膜装
置の透過水の一部が供給されていたが、該供給分を省略
できるため、逆浸透膜装置のコンパクト化が図れ、更
に、逆浸透膜装置の透過水よりも高い導電率の循環水を
電極水に使用するため、電気抵抗の低下も図れ省電力化
できる。

【００２１】本例の電気式脱イオン水製造装置１におい
て、更に、濃縮水循環系６Ａ、図１では循環水流出管８
には、電解質を供給する電解質供給手段１１が接続され
ていてもよい。電解質供給手段１１としては、電解質貯
層、電解質供給ポンプ、電解質供給管などで構成される
公知のものが使用できる。濃縮水循環系６Ａに電解質を
添加することにより、濃縮室及び電極室における電気抵
抗を低減することができる。また、電解質として酸を選
択すれば、濃縮水のｐＨを低下させ、該濃縮水中の二酸
化炭素のほとんどを遊離の二酸化炭素として存在させ
て、排気効果を更に高めることができる。電解質として
は、特に制限されず、硫酸などの酸、塩化ナトリウムや
硫酸ナトリウムなどの塩化合物が挙げられ、このうち、
酸を用いることが、電気抵抗の低減効果と、遊離の二酸
化炭素の排気効果と、濃縮室内のスケールの発生を防止
する効果を同時に得ることができる点で好適である。電
解質の添加方法、添加濃度は装置の規模や設置場所など
により、適宜決定される。

【００２２】また、本発明の電気式脱イオン水の製造方
法の他の例として、省電力型ＥＤＩを使用して脱イオン
水を製造する方法としては、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
して形成され、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て、脱イオン水を製
造する方法が挙げられ、当該方法において、前記従前型
ＥＤＩと同様に、濃縮水循環系で使用される循環タンク
に排気手段を設置し、前記陽極室又は前記陰極室から流
出する電極水を前記循環タンクに流入させれば、同様の
効果を奏する。

【００２３】本発明の電気式脱イオン水の製造方法に用
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、また、半導体製造工
場等のユースポイントで使用された回収水であって、逆
浸透膜処理がされていない水が挙げられる。また、これ
らの混合水でもよい。

【００２４】

【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下記の装置仕様、運転条件及び図１に示すフローの電気
式脱イオン水製造装置を使用し、脱イオン水を製造し
た。評価方法は印加電圧１００Ｖ、印加電流１．２Ａに
おける１００時間連続運転後の処理水の抵抗率及び装置
全体の設置面積などの総合評価とした。結果は、処理水
の抵抗率は１７．８MΩ-cmであり、従来必要であった電
極水処理用の気液分離装置を省略することができた。（運転の条件）・電気式脱イオン水製造装置；試作従前型ＥＤＩ・脱塩室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ３mm ・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）・濃縮室；幅３００mm、高さ６００mm、厚さ１mm ・装置全体の流量；１ｍ³／ｈ・循環タンク；天井部にブロアーが付設された有底円筒
状タンク、液相部容量２００ｌ、気相部容量５０ｌ、ブ
ロアーの最大排気量１２０NL/h

【００２５】実施例２電気式脱イオン水製造装置の本体部が下記仕様の装置で
ある以外、実施例１と同様の方法で行った。結果は、処
理水の抵抗率は１７．８MΩ-cmであり、従来必要であっ
た電極水処理用の気液分離装置を省略することができ
た。（運転の条件）・電気式脱イオン水製造装置；試作省電力型ＥＤＩ・中間イオン交換膜；アニオン交換膜・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１mm ・装置全体の流量；１ｍ³／ｈ・循環タンク；天井部にブロアーが付設された有底円筒
状タンク、液相部容量２００ｌ、気相部容量５０ｌ、ブ
ロアーの最大排気量１２０NL/h

【００２６】比較例１図３に示すフローの電気式脱イオン水製造装置を使用し
た以外は、実施例１と同様の方法で行った。すなわち、
循環タンクはブロアーを省略したものを使用した。な
お、ブロー配管７０ｂから排出される電極水は気液分離
装置で処理した。結果は、処理水の抵抗率は１５．２M
Ω-cmであった。

【００２７】実施例１及び２によれば、処理水の抵抗率
が比較例１に比べて高く、高い品質の処理水が得られ
た。このため、例えば後段カートリッジポリッシャーの
負荷を低減することができる。更に、比較例１で必要と
される気液分離装置が不要であり、設置面積を小さくで
きた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の電気式脱イオン水製造装置及び
製造方法によれば、水素を含んだ電極水及び遊離の二酸
化炭素を含んだ濃縮水を共にブロアーを備えた循環タン
クに返送し処理するため、水素ガスと二酸化炭素ガスの
同時排気ができる。このため、従来必要であった、電極
水中の水素排気用気液分離装置の設置を省略でき、設置
面積を減少させることができる。また、濃縮水中の遊離
の二酸化炭素を十分除去しているため、逆拡散による処
理水の抵抗率を低下させることがない。このため、後段
のカートリッジポリッシャーの交換寿命が延びる。ま
た、従来行っていた電極水のブローを省略できるため、
水回収率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例に係る電気式脱イオン水
製造装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１で使用するブロアー付き循環タンクの模式
図である。

【図３】従来の実施の形態例に係る電気式脱イオン水製
造装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、１０電気式脱イオン水製造装置２、２０脱塩室３、３０濃縮室４、４０電極室５ブロアーを備える循環タンク６濃縮水流出管６Ａ、６０濃縮水循環系７ａ電極水流入管７、７０ｂ電極水流出管７Ａ電極水循環系８循環水流出管９、９０補給水供給管１１電解質供給手段１２電気式脱イオン水製造装置の本体部１３循環ポンプ５０循環タンク５１ブロアー５２空気流入ライン５３気相部５４液相部７０ａ電極水供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊左治統東京都江東区新砂１丁目２番８号オルガノ株式会社内Ｆターム(参考） 4D006 GA17 JA30Z JA56Z JA67Z KA16 MA13 MA14 PB02 PC02 PC42 4D011 AA01 AA14 AD03 4D061 DA02 DB13 EA09 EB04 EB13 EB19 FA03 FA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一側のカチオン交換膜、及び他側のアニ
オン交換膜で区画される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
間に配置してなる本体部と、前記濃縮室を流れる濃縮水
を循環する循環タンクを含む濃縮水循環系と、前記陽極
室又は前記陰極室から流出する電極水を前記循環タンク
に流入させる電極水流出管と、を有し、前記循環タンク
には排気手段を付設したことを特徴とする電気式脱イオ
ン水製造装置。
【請求項２】前記陽極室又は前記陰極室に流入する電
極水は、前記濃縮水循環系を流れる濃縮水の一部または
全部とした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】前記濃縮水循環系に、電解質を供給する
電解質供給手段を接続した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】前記電気式脱イオン水製造装置の本体部
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てなることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項記載の電気式脱イオン水
製造装置。
【請求項５】一側のカチオン交換膜、及び他側のアニ
オン交換膜で区画される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、電圧を印加しながら脱塩室に被処理水を、
濃縮室に濃縮水を、陽極室及び陰極室に電極水を、それ
ぞれ流入して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イ
オン水を製造する方法であって、前記陽極室から流出す
る陽極水又は前記陰極室から流出する陰極水の少なくと
も一方、及び前記濃縮室から流出する濃縮水は、循環タ
ンクに供給され、該循環タンクに付設される排気手段に
より水素又は塩素の少なくとも一方、及び二酸化炭素が
排気され、その後、該循環タンクから流出する循環水を
濃縮水、陽極水及び陰極水として使用することを特徴と
する電気式脱イオン水の製造方法。
【請求項６】前記脱イオン水を製造する方法が、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て形成され、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し、濃縮室に濃縮
水を、陽極室及び陰極室に電極水を、それぞれ流入して
被処理水中の不純物イオンを除去して、脱イオン水を製
造する方法であることを特徴とする請求項５記載の電気
式脱イオン水の製造方法。