JP2003211161A - 電気脱イオン装置の運転方法 - Google Patents
電気脱イオン装置の運転方法Info
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- JP2003211161A JP2003211161A JP2002017172A JP2002017172A JP2003211161A JP 2003211161 A JP2003211161 A JP 2003211161A JP 2002017172 A JP2002017172 A JP 2002017172A JP 2002017172 A JP2002017172 A JP 2002017172A JP 2003211161 A JP2003211161 A JP 2003211161A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気脱イオン装置の運転再開時の生産水の水
質を良好なものとすることができる電気脱イオン装置の
運転方法を提供する。 【解決手段】 陽極１１と陰極１２との間にアニオン交
換膜１３とカチオン交換膜１４とを配列して濃縮室１５
と脱塩室１６とを形成し、脱塩室１６にイオン交換体１
０を充填してなる電気脱イオン装置を運転する方法にお
いて、該原水の供給を停止して該電気脱イオン装置によ
る脱イオン水の製造を停止しているときに、該陽極１１
と陰極１２との間に電圧を印加し、該濃縮室１５から脱
塩室１６へのイオンの移動を抑制する。
質を良好なものとすることができる電気脱イオン装置の
運転方法を提供する。 【解決手段】 陽極１１と陰極１２との間にアニオン交
換膜１３とカチオン交換膜１４とを配列して濃縮室１５
と脱塩室１６とを形成し、脱塩室１６にイオン交換体１
０を充填してなる電気脱イオン装置を運転する方法にお
いて、該原水の供給を停止して該電気脱イオン装置によ
る脱イオン水の製造を停止しているときに、該陽極１１
と陰極１２との間に電圧を印加し、該濃縮室１５から脱
塩室１６へのイオンの移動を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶、製
薬、食品、電力等の分野の各種産業、民生用、又は研究
設備で利用される脱イオン水の製造に用いられる電気脱
イオン装置の運転方法に係り、特に、電気脱イオン装置
でシリカやホウ素等の弱電解物質を効率的に除去して、
高水質の生産水を製造するための電気脱イオン装置の運
転方法に関する。
薬、食品、電力等の分野の各種産業、民生用、又は研究
設備で利用される脱イオン水の製造に用いられる電気脱
イオン装置の運転方法に係り、特に、電気脱イオン装置
でシリカやホウ素等の弱電解物質を効率的に除去して、
高水質の生産水を製造するための電気脱イオン装置の運
転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造工場、液晶製造工場、
製薬工業、食品工業、電力工業等の各種の産業又は民生
用ないし研究施設等において使用される脱イオン水の製
造には、図１に示す如く、電極（陽極１１，陰極１２）
の間に複数のアニオン交換膜１３及びカチオン交換膜１
４を交互に配列して濃縮室１５と脱塩室１６とを交互に
形成し、脱塩室１６にイオン交換樹脂、イオン交換繊維
もしくはグラフト交換体等からなるアニオン交換体及び
カチオン交換体を混合もしくは複層状に充填した電気脱
イオン装置が多用されている。なお、図１において、１
７は陽極室、１８は陰極室である。
製薬工業、食品工業、電力工業等の各種の産業又は民生
用ないし研究施設等において使用される脱イオン水の製
造には、図１に示す如く、電極（陽極１１，陰極１２）
の間に複数のアニオン交換膜１３及びカチオン交換膜１
４を交互に配列して濃縮室１５と脱塩室１６とを交互に
形成し、脱塩室１６にイオン交換樹脂、イオン交換繊維
もしくはグラフト交換体等からなるアニオン交換体及び
カチオン交換体を混合もしくは複層状に充填した電気脱
イオン装置が多用されている。なお、図１において、１
７は陽極室、１８は陰極室である。
【０００３】電気脱イオン装置は、水解離によってＨ＋
イオンとＯＨ−イオンを生成させ、脱塩室内に充填され
ているイオン交換体を連続して再生することによって、
効率的な脱塩処理が可能であり、従来から広く用いられ
てきたイオン交換樹脂装置のような薬品を用いた再生処
理を必要とせず、完全な連続採水が可能で、高純度の水
が得られるという優れた効果を発揮する。
イオンとＯＨ−イオンを生成させ、脱塩室内に充填され
ているイオン交換体を連続して再生することによって、
効率的な脱塩処理が可能であり、従来から広く用いられ
てきたイオン交換樹脂装置のような薬品を用いた再生処
理を必要とせず、完全な連続採水が可能で、高純度の水
が得られるという優れた効果を発揮する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この電気脱イオン装置
を運転しているときには、濃縮室に高濃度のイオン成分
を含む濃縮水が存在し、脱塩室にはイオン成分をほとん
ど含まない脱塩水が存在するので、両者の間にイオン濃
度勾配が生じている。
を運転しているときには、濃縮室に高濃度のイオン成分
を含む濃縮水が存在し、脱塩室にはイオン成分をほとん
ど含まない脱塩水が存在するので、両者の間にイオン濃
度勾配が生じている。
【０００５】電気脱イオン装置の運転を停止した場合、
陽極と陰極との間の電圧印加が停止されるので、上記イ
オン濃度勾配のために、濃縮室内のイオンがイオン交換
膜を透過して脱塩室内へ拡散し、脱塩室内の脱イオン水
にイオンが混入する。このため、電気脱イオン装置の運
転再開直後には、イオン濃度の高い脱イオン水が脱塩室
から流出する。即ち、運転再開直後の脱イオン水の水質
が悪い。
陽極と陰極との間の電圧印加が停止されるので、上記イ
オン濃度勾配のために、濃縮室内のイオンがイオン交換
膜を透過して脱塩室内へ拡散し、脱塩室内の脱イオン水
にイオンが混入する。このため、電気脱イオン装置の運
転再開直後には、イオン濃度の高い脱イオン水が脱塩室
から流出する。即ち、運転再開直後の脱イオン水の水質
が悪い。
【０００６】この問題を解決するためには、運転再開直
後は脱塩室から流出した脱イオン水を原水に戻すことが
必要であり、水質の良い脱イオン水の生産再開が遅くな
る。
後は脱塩室から流出した脱イオン水を原水に戻すことが
必要であり、水質の良い脱イオン水の生産再開が遅くな
る。
【０００７】本発明は、運転再開直後から水質の良好な
脱イオン水を脱塩室から流出させることができる電気脱
イオン装置の運転方法を提供することを目的とする。
脱イオン水を脱塩室から流出させることができる電気脱
イオン装置の運転方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電気脱イオン装
置の運転方法は、陽極と陰極との間にアニオン交換膜と
カチオン交換膜とを配列して濃縮室と脱塩室とを形成
し、脱塩室にイオン交換体を充填してなる電気脱イオン
装置を運転する方法であって、該陽極と陰極との間に電
圧を印加し、該脱塩室に原水を通して脱イオン水を製造
し、該濃縮室から濃縮水を流出させる電気脱イオン装置
の運転方法において、該原水の供給を停止して該電気脱
イオン装置による脱イオン水の製造を停止しているとき
に、該陽極と陰極との間に電圧を印加し、該濃縮室から
脱塩室へのイオンの移動を抑制することを特徴とするも
のである。
置の運転方法は、陽極と陰極との間にアニオン交換膜と
カチオン交換膜とを配列して濃縮室と脱塩室とを形成
し、脱塩室にイオン交換体を充填してなる電気脱イオン
装置を運転する方法であって、該陽極と陰極との間に電
圧を印加し、該脱塩室に原水を通して脱イオン水を製造
し、該濃縮室から濃縮水を流出させる電気脱イオン装置
の運転方法において、該原水の供給を停止して該電気脱
イオン装置による脱イオン水の製造を停止しているとき
に、該陽極と陰極との間に電圧を印加し、該濃縮室から
脱塩室へのイオンの移動を抑制することを特徴とするも
のである。
【０００９】かかる電気脱イオン装置の運転方法による
と、運転を停止している間における濃縮室から脱塩室側
へのイオンの移動が抑制されるので、運転再開直後から
水質の良好な（即ちイオン濃度が低い）脱イオン水が脱
塩室から取り出される。
と、運転を停止している間における濃縮室から脱塩室側
へのイオンの移動が抑制されるので、運転再開直後から
水質の良好な（即ちイオン濃度が低い）脱イオン水が脱
塩室から取り出される。
【００１０】本発明では、電気脱イオン装置の運転停止
直後における前記陽極と陰極との間の残留電圧を測定
し、この残留電圧の３０〜２００％の電圧を前記陽極と
陰極との間に印加することが好ましい。
直後における前記陽極と陰極との間の残留電圧を測定
し、この残留電圧の３０〜２００％の電圧を前記陽極と
陰極との間に印加することが好ましい。
【００１１】また、本発明では電気脱イオン装置の運転
停止後、所定時間以上経過したときには、印加電圧を低
下させることが好ましい。
停止後、所定時間以上経過したときには、印加電圧を低
下させることが好ましい。
【００１２】本発明では、電気脱イオン装置の運転再開
後、所定の期間は、電気脱イオン装置の定常運転時の印
加電圧よりも高い電圧を印加し、この所定期間経過後に
定常運転時の電圧を印加してもよい。
後、所定の期間は、電気脱イオン装置の定常運転時の印
加電圧よりも高い電圧を印加し、この所定期間経過後に
定常運転時の電圧を印加してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明方法が適用される電気脱イ
オン装置は、陽極と陰極との間にアニオン交換膜とカチ
オン交換膜とを配列して濃縮室と脱塩室とを形成し、脱
塩室にイオン交換体を充填した構成のものであればよ
く、その具体的な構造は特に限定されるものではない。
例えば、電気脱イオン装置には円筒型、積層型など幾つ
かのタイプのものがあるが、いずれのタイプの電気脱イ
オン装置であってもよい。また、使用されるイオン交換
膜及びイオン交換体にも制限はない。イオン交換体は、
脱塩室だけでなく、濃縮室にも充填されてもよい。
オン装置は、陽極と陰極との間にアニオン交換膜とカチ
オン交換膜とを配列して濃縮室と脱塩室とを形成し、脱
塩室にイオン交換体を充填した構成のものであればよ
く、その具体的な構造は特に限定されるものではない。
例えば、電気脱イオン装置には円筒型、積層型など幾つ
かのタイプのものがあるが、いずれのタイプの電気脱イ
オン装置であってもよい。また、使用されるイオン交換
膜及びイオン交換体にも制限はない。イオン交換体は、
脱塩室だけでなく、濃縮室にも充填されてもよい。
【００１４】この電気脱イオン装置の運転を停止した場
合、陽極と陰極との間に電圧を印加し、濃縮室から脱塩
室へのイオン移動を抑制する。なお、この場合、陽極に
は正の電圧を印加し、陰極には負の電圧を印加する。
合、陽極と陰極との間に電圧を印加し、濃縮室から脱塩
室へのイオン移動を抑制する。なお、この場合、陽極に
は正の電圧を印加し、陰極には負の電圧を印加する。
【００１５】この運転停止後の印加電圧は、運転停止直
後に陽極、陰極間に発生する残留電圧の３０〜２００％
特に５０〜１５０％とすることが望ましい。電気脱イオ
ン装置の運転を停止した直後の状態、即ち原水の通水を
停止すると共に陽極、陰極間への電圧印加を停止した直
後の状態にあっては、陽極側の濃縮室に高濃度に陰イオ
ンが存在し陰極側の濃縮室には高濃度に陽イオンが存在
するので、陽極と陰極との間にはイオン分極電圧に相当
する電圧が存在（残留）する。本発明者の研究による
と、電気脱イオン装置の運転停止後に、この残留電圧の
３０〜２００％の電圧を陽極、陰極間に印加することに
より、濃縮室側から脱塩室側へのイオン移動が十分に抑
制されることが見出された。なお、２００％よりも高い
電圧は、エネルギー効率を低下させるとともに装置構成
材を損傷する恐れがある。
後に陽極、陰極間に発生する残留電圧の３０〜２００％
特に５０〜１５０％とすることが望ましい。電気脱イオ
ン装置の運転を停止した直後の状態、即ち原水の通水を
停止すると共に陽極、陰極間への電圧印加を停止した直
後の状態にあっては、陽極側の濃縮室に高濃度に陰イオ
ンが存在し陰極側の濃縮室には高濃度に陽イオンが存在
するので、陽極と陰極との間にはイオン分極電圧に相当
する電圧が存在（残留）する。本発明者の研究による
と、電気脱イオン装置の運転停止後に、この残留電圧の
３０〜２００％の電圧を陽極、陰極間に印加することに
より、濃縮室側から脱塩室側へのイオン移動が十分に抑
制されることが見出された。なお、２００％よりも高い
電圧は、エネルギー効率を低下させるとともに装置構成
材を損傷する恐れがある。
【００１６】長期運転停止の場合、運転停止直後から印
加電圧を上記の範囲内で低目の電圧とすることが好まし
い。
加電圧を上記の範囲内で低目の電圧とすることが好まし
い。
【００１７】電気脱イオン装置停止時に印加する電圧
は、連続的に印加される必要はなく断続的に印加されて
も同様の効果が得られる。
は、連続的に印加される必要はなく断続的に印加されて
も同様の効果が得られる。
【００１８】なお、イオン交換膜、イオン交換体保護の
ため、停止中に印加する電圧を低くすると、微量のイオ
ンが拡散する。高純度の脱イオン水製造を目的とした場
合は、この微量イオンが脱イオン水製造再開時に問題と
なることがある。そこで、装置再起動時に通常の運転電
流より多くの電流を流すよう定常運転時の印加電圧より
も高い電圧を印加し、処理水比抵抗率、残留イオン濃度
を速やかに所定の値まで到達させることが好ましい。こ
の場合の運転再開直後の印加電圧は、定常電圧の１．１
〜１．５倍程度が好ましく、また、この高い電圧を印加
する時間は０．５〜２ｍｉｎ程度が好ましい。イオン移
動防止用の電圧印加の電源は、商用電源である必要はな
い。充電池や小型発電設備を電源としてもよく、これら
を用いることにより、停電時にも電気脱イオン装置内部
のイオン逆拡散を防ぎ、停電時復帰時に速やかに所定の
水質の脱イオン水を製造することができる。
ため、停止中に印加する電圧を低くすると、微量のイオ
ンが拡散する。高純度の脱イオン水製造を目的とした場
合は、この微量イオンが脱イオン水製造再開時に問題と
なることがある。そこで、装置再起動時に通常の運転電
流より多くの電流を流すよう定常運転時の印加電圧より
も高い電圧を印加し、処理水比抵抗率、残留イオン濃度
を速やかに所定の値まで到達させることが好ましい。こ
の場合の運転再開直後の印加電圧は、定常電圧の１．１
〜１．５倍程度が好ましく、また、この高い電圧を印加
する時間は０．５〜２ｍｉｎ程度が好ましい。イオン移
動防止用の電圧印加の電源は、商用電源である必要はな
い。充電池や小型発電設備を電源としてもよく、これら
を用いることにより、停電時にも電気脱イオン装置内部
のイオン逆拡散を防ぎ、停電時復帰時に速やかに所定の
水質の脱イオン水を製造することができる。
【００１９】
【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。
り具体的に説明する。
【００２０】実施例１〜３、比較例１
水道水を活性炭装置、逆浸透膜装置で順次処理した水を
電気脱イオン装置に通水した。この電気脱イオン装置の
イオン交換膜及び脱塩室に充填するイオン交換樹脂とし
ては次のものを用い、図１に示す構成の電気脱イオン装
置を組み立てた。脱塩室内のイオン交換樹脂中のアニオ
ン交換樹脂の割合（アニオン交換樹脂混合比率）は６０
％とした。 アニオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＡＨ
Ａ」 カチオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＣＭ
Ｂ」 アニオン交換樹脂：三菱化学社製「ＳＡ−１０Ａ」 カチオン交換樹脂：三菱化学社製「ＳＫ−１Ｂ」
電気脱イオン装置に通水した。この電気脱イオン装置の
イオン交換膜及び脱塩室に充填するイオン交換樹脂とし
ては次のものを用い、図１に示す構成の電気脱イオン装
置を組み立てた。脱塩室内のイオン交換樹脂中のアニオ
ン交換樹脂の割合（アニオン交換樹脂混合比率）は６０
％とした。 アニオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＡＨ
Ａ」 カチオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＣＭ
Ｂ」 アニオン交換樹脂：三菱化学社製「ＳＡ−１０Ａ」 カチオン交換樹脂：三菱化学社製「ＳＫ−１Ｂ」
【００２１】電気脱イオン装置の脱塩室は横１３０ｍ
ｍ、厚さ５．０ｍｍである。脱塩室は３室とし、濃縮室
及び電極室にはメッシュスペーサーを装填した。
ｍ、厚さ５．０ｍｍである。脱塩室は３室とし、濃縮室
及び電極室にはメッシュスペーサーを装填した。
【００２２】電気脱イオン装置の水収支は、生産水量１
９０Ｌ／ｈｒ、濃縮水循環水量（濃縮室流出水のうち、
濃縮室入口側へ循環する水量）４０Ｌ／ｈｒ、濃縮水排
出量（濃縮室流出水のうち、系外へ排出する水量）２０
Ｌ／ｈｒとした。
９０Ｌ／ｈｒ、濃縮水循環水量（濃縮室流出水のうち、
濃縮室入口側へ循環する水量）４０Ｌ／ｈｒ、濃縮水排
出量（濃縮室流出水のうち、系外へ排出する水量）２０
Ｌ／ｈｒとした。
【００２３】この電気脱イオン装置の定常運転時の印加
電圧Ｖｎは３０Ｖであり、運転停止直後の残留電圧Ｖｒ
は４．９Ｖであった。
電圧Ｖｎは３０Ｖであり、運転停止直後の残留電圧Ｖｒ
は４．９Ｖであった。
【００２４】電気脱イオン装置を４日間定常運転行った
後、７日間停止し、この間実施例１〜３では表１に示す
電圧Ｖａを印加した。比較例１では、この電圧印加は行
わなかった。即ち、Ｖａ＝０とした。運転再開１ｍｉｎ
後（印加電圧は上記定常電圧Ｖｎ）の脱イオン水の比抵
抗の測定結果を表１に示す。なお、表１には運転停止直
前時の脱塩水の比抵抗のほか、Ｖａ／Ｖｒの百分比Ｖａ
／Ｖｒ×１００（％）も併せて示す。
後、７日間停止し、この間実施例１〜３では表１に示す
電圧Ｖａを印加した。比較例１では、この電圧印加は行
わなかった。即ち、Ｖａ＝０とした。運転再開１ｍｉｎ
後（印加電圧は上記定常電圧Ｖｎ）の脱イオン水の比抵
抗の測定結果を表１に示す。なお、表１には運転停止直
前時の脱塩水の比抵抗のほか、Ｖａ／Ｖｒの百分比Ｖａ
／Ｖｒ×１００（％）も併せて示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】実施例４，５，６及び比較例２
実施例１，２，３及び比較例１において、運転再開時の
印加電圧を上記定常電圧Ｖｎの１．３倍の４０Ｖとし、
１ｍｉｎ経過後、上記定常電圧Ｖｎに戻した。この運転
再開時の脱イオン水の比抵抗は、表２の通り、表１の場
合よりも高いものであった。
印加電圧を上記定常電圧Ｖｎの１．３倍の４０Ｖとし、
１ｍｉｎ経過後、上記定常電圧Ｖｎに戻した。この運転
再開時の脱イオン水の比抵抗は、表２の通り、表１の場
合よりも高いものであった。
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】以上の実施例及び比較例からも明らかな
通り、本発明によれば、電気脱イオン装置の運転再開時
の生産水の水質を良好なものとすることができる。
通り、本発明によれば、電気脱イオン装置の運転再開時
の生産水の水質を良好なものとすることができる。
【図１】電気脱イオン装置の一般的な構成を示す模式的
な断面図である。
な断面図である。
１０ イオン交換体
１１ 陽極
１２ 陰極
１３ アニオン交換膜
１４ カチオン交換膜
１５ 濃縮室
１６ 脱塩室
１７ 陽極室
１８ 陰極室
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB13 EA02 EB01 EB04
EB13 EB37 EB39 FA08 GA30
GC14 GC20
Claims (3)
- 【請求項１】 陽極と陰極との間にアニオン交換膜とカ
チオン交換膜とを配列して濃縮室と脱塩室とを形成し、
脱塩室にイオン交換体を充填してなる電気脱イオン装置
を運転する方法であって、 該陽極と陰極との間に電圧を印加し、該脱塩室に原水を
通して脱イオン水を製造し、該濃縮室から濃縮水を流出
させる電気脱イオン装置の運転方法において、 該原水の供給を停止して該電気脱イオン装置による脱イ
オン水の製造を停止しているときに、該陽極と陰極との
間に電圧を印加し、該濃縮室から脱塩室へのイオンの移
動を抑制することを特徴とする電気脱イオン装置の運転
方法。 - 【請求項２】 請求項１において、電気脱イオン装置の
運転停止直後における前記陽極と陰極との間の残留電圧
を測定し、この残留電圧の３０〜２００％の電圧を前記
陽極と陰極との間に印加することを特徴とする電気脱イ
オン装置の運転方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、電気脱イオン
装置の運転再開後、所定の期間は、電気脱イオン装置の
定常運転時の印加電圧よりも高い電圧を印加し、この所
定期間経過後に定常運転時の電圧を印加することを特徴
とする電気脱イオン装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017172A JP4016663B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 電気脱イオン装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002017172A JP4016663B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 電気脱イオン装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003211161A true JP2003211161A (ja) | 2003-07-29 |
| JP4016663B2 JP4016663B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=27652958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002017172A Expired - Fee Related JP4016663B2 (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 電気脱イオン装置の運転方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4016663B2 (ja) |
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| JP2017056384A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置の運転方法 |
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-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002017172A patent/JP4016663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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