JP2006026488A - Electric desalter - Google Patents

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Osamu Nakanishi
収 中西
Toru Akiyama
徹 秋山
Yohei Takahashi
洋平 高橋
Kunio Fujiwara
邦夫 藤原
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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric desalter which can inhibit scale generation and enables long-term stable operation. <P>SOLUTION: In the electric desalter, desalting chambers and concentration chambers are formed by disposing a plurality of ion-exchange membranes between a cathode and an anode, and an anode chamber and a cathode chamber are formed by the anode and the cathode, and the ion-exchange membranes adjacent to them respectively. A part of desalted water discharged from the desalting chambers is supplied as the inlet water of the anode chamber, and a part of or all of the outlet water of the anode chamber is supplied as the inlet water of the concentration chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、いわゆる電気式脱塩装置に関する改良に関し、従来の電気式脱塩装置の性能を大きく上回る性能を持った電気式脱塩装置を提供するものである。   The present invention relates to an improvement related to a so-called electric desalination apparatus, and provides an electric desalination apparatus having performance far exceeding that of a conventional electric desalination apparatus.

電気式脱塩装置とは、陰極と陽極の電極間にカチオン交換膜及びアニオン交換膜を配列することによって濃縮室及び脱塩室を形成し、電位勾配を駆動源として、脱塩室内において被処理水中のイオンをイオン交換膜を通して濃縮室へ移動・分離させることによって、イオン成分を除去するものである。   The electric desalination equipment forms a concentrating chamber and a desalting chamber by arranging a cation exchange membrane and an anion exchange membrane between the cathode and anode electrodes, and uses a potential gradient as a driving source to treat the desalting chamber. Ion components are removed by moving and separating ions in the water through the ion exchange membrane to the concentration chamber.

図1に、従来の典型的な電気式脱塩装置の概念図を示す。図1に示す電気式脱塩装置は、陰極(−)と陽極(+)の間に、アニオン交換膜A、カチオン交換膜Cが交互に配列されて、脱塩室及び濃縮室が形成されている。アニオン交換膜とカチオン交換膜との交互配列を更に繰り返すことにより、複数の脱塩室及び濃縮室が交互に形成される。必要に応じて、脱塩室や濃縮室にはイオン交換体が充填され、これにより各室内でのイオンの移動が促進される。また、両端の陽極および陰極に接する区画は一般に陽極室および陰極室と称され、直流電流により印加される電流の電子を授受する機能を果たす。図1では、脱塩室が3個、濃縮室が4個配置され、最も外側の濃縮室の更に外側に、陽極とカチオン交換膜とで陽極室が、陰極とアニオン交換膜とで陰極室が形成された形態が示されている。この形態では、陽極室及び陰極室は、イオンの希釈・脱塩を行う機能を果たす、即ち、脱塩室として機能する。   In FIG. 1, the conceptual diagram of the conventional typical electric desalination apparatus is shown. In the electric desalination apparatus shown in FIG. 1, an anion exchange membrane A and a cation exchange membrane C are alternately arranged between a cathode (−) and an anode (+) to form a desalination chamber and a concentration chamber. Yes. By further repeating the alternating arrangement of the anion exchange membrane and the cation exchange membrane, a plurality of desalting chambers and concentration chambers are alternately formed. If necessary, the desalting chamber and the concentration chamber are filled with an ion exchanger, which promotes the movement of ions in each chamber. Further, the sections in contact with the anode and the cathode at both ends are generally called an anode chamber and a cathode chamber, and serve to exchange electrons of current applied by a direct current. In FIG. 1, there are three desalting chambers and four concentrating chambers, and further outside the outermost concentrating chamber, an anode chamber with an anode and a cation exchange membrane, and a cathode chamber with a cathode and an anion exchange membrane. The formed form is shown. In this embodiment, the anode chamber and the cathode chamber function to dilute / desalinate ions, that is, function as a desalting chamber.

このような電気式脱塩装置の運転においては、陽極及び陰極に電圧を印加すると共に、脱塩室、濃縮室及び極室に通水を行う。脱塩室には、イオンを処理対象の被処理水が供給され、濃縮室及び極室には、それぞれ適当な水質の水が通水される。図1では、脱塩室、濃縮室、極室の全てにRO処理水を供給する例を示している。このように通電下で脱塩室及び濃縮室及び極室に通水を行うと、脱塩室において、被処理水中のカチオン及びアニオンはそれぞれ陰極側及び陽極側に引かれ、アニオン交換膜及びカチオン交換膜はそれぞれアニオン又はカチオンのみを選択的に透過するため、被処理水中のカチオン(Ca2+,Na,Mg2+,Hなど)は、カチオン交換膜Cを通して陰極側濃縮室へ、またアニオン(Cl,SO 2−,HSiO ,HCO ,OHなど)は、アニオン交換膜Aを通して陽極側の濃縮室へ移動する。一方、陰極側濃縮室から脱塩室へのアニオンの移動および陽極側濃縮室から脱塩室へのカチオンの移動はイオン交換膜の異符号イオン遮断性のために阻止される。この結果、脱塩室からはイオン濃度の低められた脱塩水が得られ、濃縮室からはイオン濃度の高められた濃縮水が得られる。陽極室及び陰極室からそれぞれ排出される水(出口水)は、一般にそれぞれ陽極水、陰極水とも呼ばれる。 In the operation of such an electric desalination apparatus, a voltage is applied to the anode and the cathode, and water is passed through the desalination chamber, the concentration chamber, and the electrode chamber. Water to be treated for ions is supplied to the desalting chamber, and water of appropriate water quality is passed through the concentration chamber and the polar chamber, respectively. FIG. 1 shows an example in which RO treated water is supplied to all of the desalting chamber, the concentration chamber, and the polar chamber. In this way, when water is passed through the desalting chamber, the concentration chamber, and the polar chamber while being energized, in the desalting chamber, cations and anions in the water to be treated are drawn to the cathode side and the anode side, respectively, and the anion exchange membrane and the cation Since each of the exchange membranes selectively permeates only anions or cations, cations (Ca 2+ , Na + , Mg 2+ , H +, etc.) in the water to be treated pass through the cation exchange membrane C to the cathode side concentrating chamber and the anions. (Cl , SO 4 2− , HSiO 3 , HCO 3 , OH − and the like) move through the anion exchange membrane A to the concentration chamber on the anode side. On the other hand, the movement of the anion from the cathode side concentration chamber to the desalting chamber and the movement of the cation from the anode side concentration chamber to the desalting chamber are blocked by the different sign ion blocking property of the ion exchange membrane. As a result, desalted water having a reduced ion concentration is obtained from the desalting chamber, and concentrated water having an increased ion concentration is obtained from the concentrating chamber. The water discharged from the anode chamber and the cathode chamber (outlet water) is generally called anode water and cathode water, respectively.

このような電気式脱塩装置によれば、被処理水として例えばRO(逆浸透膜)処理水相当の不純物の少ない水を用いることで、脱塩水として、さらに純度の高い純水が得られる。最近では、例えば半導体製造用超純水など、より高度な超純水が要求されるようになった。そこで、最近の電気式脱塩装置においては、脱塩室及び/又は濃縮室及び/又は極室に、イオン交換体としてカチオン交換樹脂ビーズとアニオン交換樹脂ビーズを混合して充填することにより、これらの室内におけるイオンの移動を促進させるという方法が知られている。さらに、イオン交換体として、脱塩室内において、カチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料(不織布など)、アニオン交換膜側にアニオン交換繊維材料を、それぞれ向かい合わせて配置したり、これらイオン交換繊維材料の間にスペーサもしくはイオン伝導性を付与したイオン伝導スペーサを充填するという方法も提案されている(例えば、特許文献1、2)。   According to such an electrical desalting apparatus, pure water with higher purity can be obtained as desalted water by using water with less impurities equivalent to, for example, RO (reverse osmosis membrane) treated water as the treated water. Recently, more advanced ultrapure water, such as ultrapure water for semiconductor manufacturing, has been required. Therefore, in a recent electric desalination apparatus, a desalination chamber and / or a concentration chamber and / or a polar chamber are mixed with cation exchange resin beads and anion exchange resin beads as an ion exchanger, and these are filled. A method of promoting the movement of ions in the room is known. Furthermore, as an ion exchanger, a cation exchange fiber material (nonwoven fabric, etc.) is placed on the cation exchange membrane side and an anion exchange fiber material on the anion exchange membrane side in the desalting chamber. There has also been proposed a method of filling a spacer or an ion conductive spacer with ion conductivity between them (for example, Patent Documents 1 and 2).

上記のような方式の電気式脱塩装置においては、イオン交換体を充填した脱塩室に被処理水を通水すると、被処理水中の除去対象塩とイオン交換体のイオン交換基とがイオン交換反応を起こして塩が除去される。例えば、除去対象塩としてNaCl、カチオン交換基としてスルホン酸基、アニオン交換基として第4級アンモニウム塩を用いた場合は、以下のように説明することができる。   In the electric desalination apparatus of the above-described type, when water to be treated is passed through a desalting chamber filled with an ion exchanger, the salt to be removed in the water to be treated and the ion exchange group of the ion exchanger are ionized. An exchange reaction takes place to remove the salt. For example, when NaCl is used as the salt to be removed, a sulfonic acid group is used as the cation exchange group, and a quaternary ammonium salt is used as the anion exchange group, it can be explained as follows.

除去対象塩(NaCl)が溶解した被処理水がカチオン交換体と接触すると、被処理水中のカチオン(Na)がカチオン交換基によってイオン交換され、固相(カチオン交換体)に吸着されて除去される(式1)。 When the water to be treated in which the salt to be removed (NaCl) is dissolved comes into contact with the cation exchanger, cations (Na + ) in the water to be treated are ion-exchanged by the cation exchange groups and adsorbed on the solid phase (cation exchanger) to be removed. (Equation 1).

式1Formula 1

Figure 2006026488
Figure 2006026488

カチオン交換体と接触してある程度のカチオンが除去された被処理水は、次にアニオン交換体と接触する。このとき、カチオン交換基によるイオン交換反応(式1)によって生成した酸(HCl)は、式2に示すように、完全に中和される。   The water to be treated from which a certain amount of cations has been removed by contacting with the cation exchanger is then contacted with the anion exchanger. At this time, the acid (HCl) produced by the ion exchange reaction (formula 1) by the cation exchange group is completely neutralized as shown in formula 2.

式2Formula 2

Figure 2006026488
Figure 2006026488

一方、カチオン交換体と反応しなかった被処理水中の除去対象塩は、アニオン交換体と接触し、式3に示すようにアニオン交換基によってアニオン(Cl)がイオン交換され、固相(アニオン交換体)に吸着されて除去される。 On the other hand, the salt to be removed in the water to be treated that has not reacted with the cation exchanger comes into contact with the anion exchanger, and as shown in Formula 3, the anion (Cl ) is ion-exchanged by the anion exchange group, and the solid phase (anion It is adsorbed and removed by the exchanger.

式3Formula 3

Figure 2006026488
Figure 2006026488

次に、被処理水はカチオン交換体と接触し、アニオン交換基によるイオン交換反応(式3)によって生成したアルカリ(NaOH)が、式4に示すように中和される。   Next, the water to be treated comes into contact with the cation exchanger, and the alkali (NaOH) generated by the ion exchange reaction (Formula 3) by the anion exchange group is neutralized as shown in Formula 4.

式4Formula 4

Figure 2006026488
Figure 2006026488

上述の方式の電気式脱塩装置においては、このようなメカニズムによって高純度の純水を得ることを可能にしている。
また、上記のように室内にイオン交換体を充填した電気式脱塩装置においては、イオン交換体を充填した脱塩室及び/又は濃縮室内において、カチオン交換基とアニオン交換基とが接触する部位が存在する。特に脱塩室内のカチオン交換基とアニオン交換基とが接触する部位においては、急激な電位勾配下で水の解離(式5):
In the electric desalination apparatus of the above-mentioned system, it is possible to obtain high purity pure water by such a mechanism.
Further, in the electric desalination apparatus in which the ion exchanger is filled into the chamber as described above, the portion where the cation exchange group and the anion exchange group come into contact in the desalination chamber and / or the concentration chamber filled with the ion exchanger. Exists. In particular, at the site where the cation exchange group and the anion exchange group in the desalting chamber come into contact, dissociation of water under a rapid potential gradient (Equation 5):

式5Formula 5

Figure 2006026488
Figure 2006026488

が起こり、この解離(水解)によって生成するHイオンおよびOHイオンによって脱塩室内のイオン交換体が連続的に効率よく再生されることにより、高純度の純水を得ることを可能にしている。 The ion exchanger in the desalting chamber is continuously and efficiently regenerated by the H + ions and OH ions generated by this dissociation (hydrolysis), thereby making it possible to obtain high-purity pure water. Yes.

上述した電気式脱塩装置のように、脱塩室にカチオン交換膜に接してカチオン交換繊維材料を配置し、アニオン交換膜に接してアニオン交換繊維材料を配置し、カチオン交換繊維材料とアニオン交換繊維材料との間にイオン伝導スペーサーを配置すると、イオン交換膜とイオン交換体(イオン交換繊維材料及びイオン伝導スペーサー)とが一体となった連続的なカチオン交換体充填層及びアニオン交換体充填層が形成される。このため、一度イオン交換されて固相に移動した除去対象イオンが再度水相に脱離することなく、脱塩室から濃縮室に容易に移動できるため、更に効率よい脱塩処理が可能である。   Like the electric desalination apparatus described above, the cation exchange fiber material is placed in contact with the cation exchange membrane in the desalination chamber, the anion exchange fiber material is placed in contact with the anion exchange membrane, and the anion exchange with the cation exchange fiber material. When an ion conductive spacer is arranged between the fiber material and the ion exchange membrane and the ion exchanger (ion exchange fiber material and ion conductive spacer), a continuous cation exchanger packed bed and an anion exchanger packed bed Is formed. For this reason, since the ion to be removed once ion-exchanged and moved to the solid phase can be easily moved from the desalting chamber to the concentrating chamber without desorbing again to the aqueous phase, further efficient desalting treatment is possible. .

このような構造において、通電運転を続けるとカチオン交換体とアニオン交換体の接触部位で局所的に官能基の対イオンが不足することとなり、この不足した対イオンを補償すべく官能基近傍の水が解離し、カチオン交換基及びアニオン交換基にHイオン及びOHイオンを連続的に供給できるようになる。 In such a structure, if the energization operation is continued, the functional group counter ions are locally deficient at the contact site between the cation exchanger and the anion exchanger, and water in the vicinity of the functional group is required to compensate for the deficient counter ions. Dissociates, and H + ions and OH ions can be continuously supplied to the cation exchange group and the anion exchange group.

このような脱塩過程で、被処理水にカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度成分が高濃度に含まれている場合、脱塩された硬度成分が脱塩室からカチオン交換膜を介して濃縮室に移動すると共に、脱塩室内での水の解離によって生成したOHイオンも同時にアニオン交換膜を介して濃縮室に移動する。すると、従来の電気式脱塩装置では、移動したOHイオンによる濃縮室内の局所的なpHの上昇や、高濃度の硬度成分の濃縮室への移動に伴う濃度分極等の相互作用により、濃縮室内のイオン交換膜表面や、極室での電極の表面にカルシウム塩やマグネシウム塩のスケールが発生する。これが、電気式脱塩装置の運転上の大きな課題として長年の間認識されており、その対策が検討されてきた。スケールの発生は、印加電圧の上昇や供給水圧力の上昇等の原因となり、電気式脱塩装置の安定な運転に大きな支障をきたす事象となるおそれがある。従来は、この問題を解決するための手段として、析出したスケール成分を溶解することを目的として定期的な薬品洗浄を行ったり、イオン交換膜の単位面積当たりのイオン移動量を低下させてイオン交換膜面での濃度分極を緩やかにするために広い膜面積をとったり、局所的なpH変化を防止するために陰極電極板に接する充填材としてカーボン素材のような電子伝導体を使用したり、また、酸性にpH調整した薬液を濃縮室や電極室に循環するなどの対策が取られている。更に、被処理水を陽極室に通水し、酸性になった陽極室出口水を濃縮室供給水として利用することも検討されている。 In such a desalting process, when the water to be treated contains a high concentration of hardness components such as calcium ions and magnesium ions, the desalted hardness components are concentrated from the desalting chamber through the cation exchange membrane. At the same time, OH ions generated by the dissociation of water in the desalting chamber also move to the concentration chamber through the anion exchange membrane. Then, in the conventional electric desalting apparatus, the concentration is increased by interaction such as local increase in pH in the concentration chamber caused by the moved OH ions and concentration polarization accompanying movement of the high concentration hardness component to the concentration chamber. Calcium salt or magnesium salt scale is generated on the surface of the ion exchange membrane in the room or on the surface of the electrode in the polar chamber. This has been recognized for many years as a major problem in the operation of electric desalination equipment, and countermeasures have been studied. The occurrence of the scale may cause an increase in applied voltage, an increase in supply water pressure, and the like, and may cause an event that greatly impedes stable operation of the electric desalination apparatus. Conventionally, as a means to solve this problem, regular chemical cleaning is performed for the purpose of dissolving the deposited scale components, or ion transfer per unit area of the ion exchange membrane is reduced to perform ion exchange. In order to loosen the concentration polarization on the film surface, a large film area is taken, an electron conductor such as a carbon material is used as a filler in contact with the cathode electrode plate to prevent local pH change, or Measures have been taken, such as circulating a chemical solution adjusted to an acidic pH to the concentration chamber or electrode chamber. Furthermore, it has been studied to pass the water to be treated through the anode chamber and use the acidified anode chamber outlet water as the concentration chamber supply water.

また、半導体工場などの排水には銅イオンなどの金属イオンやフッ酸などの腐食性の高いイオンが高濃度で含有されている。したがって、半導体工場排水を電気式脱塩装置で脱塩処理する場合には、銅イオンなどの金属イオンが陰極板に金属となって析出し、一方フッ酸などは電極板を腐食させる。この問題を解決するために、電極室とそれに接する脱塩室との間に更にイオン交換膜を挿入して、電極室として従来の濃縮機能を有している室から脱塩機能を有している室に変えると共に、電極室入口水として脱塩室出口水(脱塩水)を供給することが検討されている(特許文献3)。しかしながら、この工場排水(被処理水)にカルシウムイオンなどの硬度成分が含まれていると、陰極室に隣接する濃縮室には、陰極反応で生成したOHイオンが他の濃縮室よりも多く移動してくるため、スケールが析出しやすく、運転に支障をきたす場合があった。 In addition, wastewater from semiconductor factories and the like contains metal ions such as copper ions and highly corrosive ions such as hydrofluoric acid at a high concentration. Therefore, when desalting the semiconductor factory wastewater with an electric desalination apparatus, metal ions such as copper ions are deposited as metal on the cathode plate, while hydrofluoric acid or the like corrodes the electrode plate. In order to solve this problem, an ion exchange membrane is further inserted between the electrode chamber and the desalting chamber in contact with the electrode chamber, so that the electrode chamber has a desalting function from a chamber having a conventional concentration function. It has been studied to change to an existing chamber and to supply demineralization chamber outlet water (demineralized water) as electrode chamber inlet water (Patent Document 3). However, if this factory wastewater (treated water) contains a hardness component such as calcium ions, the concentration chamber adjacent to the cathode chamber contains more OH ions generated by the cathode reaction than the other concentration chambers. Since it moves, scales are likely to precipitate, which may impede operation.

特開平5−64726号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-64726 国際公開W099/48820号パンフレットInternational publication W099 / 48820 pamphlet 特開平11−308435号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-308435

本発明は、上記に説明した電極室及び濃縮室でのスケール析出という問題を解決し、長期に安定して運転することのできる電気式脱塩装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the problem of scale deposition in the electrode chamber and the concentration chamber described above, and to provide an electric desalination apparatus that can be stably operated for a long period of time.

上記の課題を解決するための手段として、本発明者らは鋭意研究を行った結果、以下に説明する本発明の知見に到達した。即ち、スケール発生の主原因であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンのような硬度成分が殆ど除去されて純水となっている電気式脱塩装置の脱塩室出口水(脱塩水)の一部を陽極室の入口水として供給すると、陽極の電極反応によって生成するHと陽極室へ移動してくるアニオン成分によって、陽極室の出口水としてはアニオン(例えばCl、SO 2−、HCO 等)の含有量が多い酸性水が得られる。この酸性となった陽極室出口水を、スケールの発生しやすい陰極室や濃縮室の入口水として供給することによって、陰極室及び/又は濃縮室におけるスケールの発生を抑制することが可能になる。これによって、電気式脱塩装置は、スケール成分溶解用薬品による定期的な洗浄や、イオン交換膜面積の拡大や、カーボン充填材のような特殊な素材の使用が不要となり、極めて簡便でコンパクトな装置として安定な長期運転が可能になる。また、電極室が希釈・脱塩の機能を果たしている場合には、被処理水を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水を陰極室に隣接する濃縮室への入口水として供給すると、陽極での電極反応でpHが酸性に変化した陽極室の出口水の効果によって、最もスケールの発生しやすい陰極室に隣接する濃縮室でのpH上昇を防止し、安定な長期運転が可能になる。即ち、本発明は以下の各種態様により構成される。 As a means for solving the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, and as a result, have reached the knowledge of the present invention described below. That is, a part of the desalination chamber outlet water (demineralized water) of the electric desalination apparatus from which hardness components such as calcium ions and magnesium ions, which are the main causes of scale generation, are removed and become pure water is treated as an anode. When supplied as the inlet water of the chamber, an anion (for example, Cl , SO 4 2− , HCO 3 −) is used as the outlet water of the anode chamber due to H + generated by the electrode reaction of the anode and an anion component moving to the anode chamber. Etc.) acidic water with a large content. By supplying the acidified anode chamber outlet water as the inlet water of the cathode chamber or the concentration chamber where the scale is likely to be generated, it is possible to suppress the generation of scale in the cathode chamber and / or the concentration chamber. This eliminates the need for periodic washing with chemicals for dissolving scale components, expansion of the ion exchange membrane area, and the use of special materials such as carbon fillers. As a device, stable long-term operation becomes possible. In addition, when the electrode chamber performs the function of dilution / desalting, the water to be treated is supplied as the inlet water of the anode chamber, and the outlet water of the anode chamber is supplied as the inlet water to the concentration chamber adjacent to the cathode chamber. Then, due to the effect of the outlet water of the anode chamber whose pH has changed to acidic due to the electrode reaction at the anode, the pH increase in the concentration chamber adjacent to the cathode chamber where the scale is most likely to occur is prevented, and stable long-term operation is possible. become. That is, this invention is comprised by the following various aspects.

1.陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   1. By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus that supplies a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber and a part or all of the outlet water of the anode chamber as the inlet water of the concentrating chamber It is comprised so that the electric-type desalination apparatus characterized by the above-mentioned.

2.陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を陰極室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   2. By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus that supplies a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber and a part or all of the outlet water of the anode chamber as the inlet water of the cathode chamber. It is comprised so that the electric-type desalination apparatus characterized by the above-mentioned.

3.陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を陰極室に隣接する濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   3. By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus for supplying a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber, and a part or all of the outlet water of the anode chamber in the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber An electrical desalination apparatus configured to be supplied as inlet water.

以下、本発明の各種態様に係る電気式脱塩装置の構成例について具体的に説明する。
図2は、本発明の一態様に係る電気式脱塩装置の構成例を示す概念図である。陰極(−垂直に)と陽極(+)の間にアニオン交換膜(A)とカチオン交換膜(C)が配置されて、濃縮室及び脱塩室が画定されている。図2では、図1と同様に、脱塩室が3個、濃縮室が4個配置され、最も外側の濃縮室の更に外側に、陽極とカチオン交換膜とで陽極室が、陰極とアニオン交換膜とで陰極室が形成された形態が示されている。この形態では、陽極室及び陰極室は、イオンの希釈・脱塩を行う機能を果たす、即ち、脱塩室として機能する。
Hereinafter, the structural example of the electrical desalination apparatus which concerns on the various aspects of this invention is demonstrated concretely.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of an electrical desalination apparatus according to one embodiment of the present invention. An anion exchange membrane (A) and a cation exchange membrane (C) are disposed between the cathode (-vertically) and the anode (+) to define a concentration chamber and a desalting chamber. In FIG. 2, as in FIG. 1, three desalting chambers and four concentrating chambers are arranged, and further on the outer side of the outermost concentrating chamber, the anode chamber is composed of an anode and a cation exchange membrane, and the cathode and anion are exchanged. A form in which a cathode chamber is formed with a film is shown. In this embodiment, the anode chamber and the cathode chamber function to dilute / desalinate ions, that is, function as a desalting chamber.

運転に際して、陽極及び陰極に電圧を印加すると共に、脱塩室及び濃縮室に通水を行う。図2では、脱塩室及び濃縮室(但し、陰極室に隣接する濃縮室を除く)にRO処理水を供給する。そして、脱塩室から排出される処理水(脱塩水)の一部が陽極室の入口水として陽極室に供給される。陽極室からの出口水の一部又は全部は、次に陰極室の入口水として陰極室に供給されると共に、陰極室に隣接する濃縮室に供給される。また、陽極室からの出口水は、他の濃縮室に供給することもできる。或いは、全ての濃縮室にRO処理水を供給して、陽極室出口水は陰極室のみに供給することもできる。   In operation, a voltage is applied to the anode and the cathode, and water is passed through the desalting chamber and the concentration chamber. In FIG. 2, RO treated water is supplied to the desalting chamber and the concentration chamber (except for the concentration chamber adjacent to the cathode chamber). A part of the treated water (desalted water) discharged from the desalting chamber is supplied to the anode chamber as inlet water of the anode chamber. Part or all of the outlet water from the anode chamber is then supplied to the cathode chamber as inlet water for the cathode chamber and also to the concentration chamber adjacent to the cathode chamber. Further, the outlet water from the anode chamber can be supplied to another concentration chamber. Alternatively, RO treatment water can be supplied to all the concentration chambers, and the anode chamber outlet water can be supplied only to the cathode chamber.

このように、陽極室の入口水として脱塩処理後の脱塩水の一部を供給すると、脱塩水はカルシウムイオンやマグネシウムイオンのような硬度成分が殆ど除去された純水であるので、陽極室では、陽極の電極反応によって生成されるHによって、陽極室からの出口水は酸性のpHになる。これをスケールが発生しやすい陰極室や、陰極室に隣接する濃縮室や、更には他の濃縮室に入口水として供給することにより、これらの室内でのスケールの生成を抑制することができる。 Thus, when a part of the desalted water after the desalting treatment is supplied as the inlet water of the anode chamber, the desalted water is pure water from which hardness components such as calcium ions and magnesium ions are almost removed. Then, H + produced by the electrode reaction of the anode causes the outlet water from the anode chamber to have an acidic pH. By supplying this to the cathode chamber where the scale is likely to be generated, the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber, and further to the other concentrating chamber as the inlet water, the generation of scale in these chambers can be suppressed.

また、図2のように陽極室に隣接して濃縮室が形成されている形態の電気式脱塩装置においては、陽極室に隣接する濃縮室の出口水を、陰極室及び/又は濃縮室、特に陰極室に隣接する濃縮室の入口水として供給することもできる。図3には、陽極室の出口水を陰極室に供給し、陽極室に隣接する濃縮室の出口水を陰極室に隣接する濃縮室に供給する形態を示す。図2及び図3のように陽極室に隣接して濃縮室が形成されている形態の電気式脱塩装置においては、陽極室に隣接する濃縮室では、陽極の電極反応によって生成されるHがカチオン交換膜を通って移動して水中に混入すると共に、隣接する脱塩室からアニオン交換膜を通して移動してくるアニオン成分が水中に混入するので、当該濃縮室からの出口水はアニオン(例えばCl、SO 2−、HCO 等)の含有量が多い酸性水となる。この酸性となったアニオンの含有量が多い陽極室に隣接する濃縮室の出口水を、スケールが発生しやすい陰極室や、或いは濃縮室(特に陰極室に隣接する濃縮室)に供給することにより、これらの室内でのスケールの生成を抑制することができる。なお、この場合、陽極室の出口水を陰極室に供給することは必ずしも必要ではなく、陰極室には、陰極室に隣接する濃縮室の出口水を供給したり、或いはRO処理水を供給してもよい。 In addition, in the electric desalination apparatus in which the concentration chamber is formed adjacent to the anode chamber as shown in FIG. 2, the outlet water of the concentration chamber adjacent to the anode chamber is used as the cathode chamber and / or the concentration chamber, In particular, it can be supplied as the inlet water of the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber. FIG. 3 shows a mode in which the outlet water of the anode chamber is supplied to the cathode chamber, and the outlet water of the concentration chamber adjacent to the anode chamber is supplied to the concentration chamber adjacent to the cathode chamber. In the electric desalination apparatus in which the concentration chamber is formed adjacent to the anode chamber as shown in FIGS. 2 and 3, the H + generated by the electrode reaction of the anode in the concentration chamber adjacent to the anode chamber. Moves through the cation exchange membrane and mixes in the water, and the anion component moving through the anion exchange membrane from the adjacent desalting chamber is mixed in the water, so that the outlet water from the concentration chamber is an anion (for example, (Cl , SO 4 2− , HCO 3 − and the like). By supplying the outlet water of the concentrating chamber adjacent to the anode chamber having a high content of the anion that has become acidic to the cathode chamber or the concentrating chamber (especially the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber) where scale is easily generated. The generation of scale in these rooms can be suppressed. In this case, it is not always necessary to supply the outlet water of the anode chamber to the cathode chamber, and the cathode chamber is supplied with the outlet water of the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber or supplied with RO treated water. May be.

図2、3では、電極室が希釈・脱塩の機能を有する形態の電気式脱塩装置において本発明を適用する態様を示したが、本発明は、図4に示すように、電極室が濃縮の機能を有する形態の電気式脱塩装置にも適用することができる。図4に示す電気式脱塩装置においては、陰極(−)と陽極(+)の間にアニオン交換膜(A)とカチオン交換膜(C)が配置されて、濃縮室及び脱塩室が画定されている。図4では、脱塩室が4個、濃縮室が3個配置され、最も外側の脱塩室の更に外側に、陽極とアニオン交換膜とで陽極室が、陰極とカチオン交換膜とで陰極室が形成された形態が示されている。この形態では、陽極室及び陰極室は、イオンの濃縮を行う機能を果たす、即ち、濃縮室として機能する。   FIGS. 2 and 3 show an embodiment in which the present invention is applied to an electric desalination apparatus in which the electrode chamber has a function of dilution / desalting. However, as shown in FIG. The present invention can also be applied to an electric desalination apparatus having a function of concentration. In the electric desalination apparatus shown in FIG. 4, an anion exchange membrane (A) and a cation exchange membrane (C) are arranged between a cathode (−) and an anode (+) to define a concentration chamber and a desalting chamber. Has been. In FIG. 4, four desalting chambers and three concentrating chambers are arranged, and further outside the outermost desalting chamber, the anode chamber is composed of an anode and an anion exchange membrane, and the cathode chamber is composed of a cathode and a cation exchange membrane. The form in which is formed is shown. In this embodiment, the anode chamber and the cathode chamber serve to concentrate ions, that is, function as a concentration chamber.

このような形態の電気式脱塩装置において、上記と同様に、脱塩室及び濃縮室にRO処理水を供給し、脱塩室から排出される処理水(脱塩水)の一部を陽極室の入口水として陽極室に供給する。陽極室からの出口水の一部又は全部は、次に陰極室の入口水として陰極室に供給する。また、陽極室からの出口水は、濃縮室の少なくとも一部に供給することもできる。   In the electric desalination apparatus having such a configuration, in the same manner as described above, RO treatment water is supplied to the desalination chamber and the concentration chamber, and a part of the treated water (desalted water) discharged from the desalination chamber is supplied to the anode chamber. To the anode chamber as inlet water. Part or all of the outlet water from the anode chamber is then supplied to the cathode chamber as inlet water for the cathode chamber. Further, the outlet water from the anode chamber can be supplied to at least a part of the concentration chamber.

このように、陽極室の入口水として脱塩処理後の脱塩水の一部を供給すると、陽極室では、陽極の電極反応によって生成されるHと、隣接する脱塩室からアニオン交換膜を通して移動してくるアニオン成分とが水中に混入するので、陽極室からの出口水はアニオン(例えばCl、SO 2−、HCO 等)の含有量が多い酸性水となる。この酸性となったアニオンの含有量が多い陽極室出口水を、スケールが発生しやすい陰極室や、或いは濃縮室に供給することにより、これらの室内でのスケールの生成を抑制することができる。 As described above, when a part of the desalted water after the desalting treatment is supplied as the inlet water of the anode chamber, in the anode chamber, H + generated by the electrode reaction of the anode passes through the anion exchange membrane from the adjacent desalting chamber. Since the moving anion component is mixed in the water, the outlet water from the anode chamber becomes acidic water with a high content of anions (for example, Cl , SO 4 2− , HCO 3 −, etc.). By supplying the outlet water of the anode chamber having a large content of the anion that has become acidic to the cathode chamber or the concentrating chamber where scale is likely to be generated, the generation of scale in these chambers can be suppressed.

本発明に係る電気式脱塩装置を構成するのに用いられるイオン交換膜としては、陽イオン交換膜としては例えば、NEOSEPTA CMX(トクヤマ)などを、陰イオン交換膜としては例えばNEOSEPTA AMX(トクヤマ)などを使用することができる。   Examples of the ion exchange membrane used to constitute the electric desalination apparatus according to the present invention include NEOSEPTA CMX (Tokuyama) as the cation exchange membrane, and NEOSEPTA AMX (Tokuyama) as the anion exchange membrane. Etc. can be used.

本発明に係る電気式脱塩装置において、脱塩室及び濃縮室及び極室には、それぞれ、イオン交換体を充填することが好ましい。脱塩室及び濃縮室及び極室にイオン交換体を充填することにより、これら室内におけるイオンの移動を促進させることができる。   In the electric desalination apparatus according to the present invention, it is preferable that the desalting chamber, the concentration chamber, and the electrode chamber are each filled with an ion exchanger. By filling the desalting chamber, the concentration chamber, and the electrode chamber with an ion exchanger, the movement of ions in these chambers can be promoted.

本発明に係る電気式脱塩装置において、上記のように、脱塩室、濃縮室、極室の少なくともいずれかに充填することのできるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂ビーズを用いることができる。このような目的で用いることのできるイオン交換樹脂ビーズとしては、当該技術において公知の、ポリスチレンをジビニルベンゼンで架橋したビーズなどを基材樹脂として用いて製造したものを用いることができる。例えば、スルホン酸基を有する強酸性カチオン交換樹脂を製造する場合には、上記の基材樹脂を硫酸やクロロスルホン酸のようなスルホン化剤で処理してスルホン化を行い、基材にスルホン酸基を導入することによって、強酸性カチオン交換樹脂を得る。また、例えば第4級アンモニウム基を有する強塩基性アニオン交換樹脂を製造する場合には、基材樹脂をクロロメチル化処理した後、トリメチルアミンのような第3級アミンを反応させて第4級アンモニウム化を行うことにより、強塩基性アニオン交換樹脂を得る。このような製造方法は当該技術において周知であり、またこのような手法によって製造されたイオン交換樹脂ビーズは、例えば、Dowex MONOSPHERE 650C(ダウケミカル)、Amberlite IR-120B(ローム&ハース)、Dowex MONOSPHERE 550A(ダウケミカル)、Amberlite IRA-400(ローム&ハース)などの商品名で市販されている。   In the electric desalination apparatus according to the present invention, as described above, for example, ion exchange resin beads are used as the ion exchanger that can be filled in at least one of the desalination chamber, the concentration chamber, and the polar chamber. Can do. As an ion exchange resin bead that can be used for such a purpose, those produced by using beads obtained by crosslinking polystyrene with divinylbenzene as a base resin, which are known in the art, can be used. For example, when producing a strongly acidic cation exchange resin having a sulfonic acid group, the above-mentioned base resin is treated with a sulfonating agent such as sulfuric acid or chlorosulfonic acid to perform sulfonation, and the base material is sulfonated. By introducing a group, a strongly acidic cation exchange resin is obtained. For example, when producing a strongly basic anion exchange resin having a quaternary ammonium group, the base resin is subjected to a chloromethylation treatment and then reacted with a tertiary amine such as trimethylamine to form a quaternary ammonium. By performing the conversion, a strongly basic anion exchange resin is obtained. Such a production method is well known in the art, and ion exchange resin beads produced by such a method are, for example, Dowex MONOSPHERE 650C (Dow Chemical), Amberlite IR-120B (Rohm & Haas), Dowex MONOSPHERE. 550A (Dow Chemical) and Amberlite IRA-400 (Rohm & Haas) are commercially available.

また、本発明に係る電気式脱塩装置において、脱塩室、極室の少なくともいずれかに充填するイオン交換体として、カチオン交換繊維材料及びアニオン交換繊維材料を用いることができる。かかる目的で使用するイオン交換繊維材料としては、高分子繊維基材にイオン交換基をグラフト重合法によって導入したものが好ましく用いられる。高分子繊維よりなるグラフト化基材は、ポリオレフィン系高分子、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの一種の単繊維であってもよく、また、軸芯と鞘部とが異なる高分子によって構成される複合繊維であってもよい。用いることのできる複合繊維の例としては、ポリオレフィン系高分子、例えばポリエチレンを鞘成分とし、鞘成分として用いたもの以外の高分子、例えばポリプロピレンを芯成分とした芯鞘構造の複合繊維が挙げられる。かかる複合繊維材料に、イオン交換基を、放射線グラフト重合法を利用して導入したものが、イオン交換能力に優れ、厚みが均一に製造できるので、本発明において用いられるイオン交換繊維材料として好ましい。イオン交換繊維材料の形態としては、織布、不織布などを挙げることができる。   In the electric desalination apparatus according to the present invention, a cation exchange fiber material and an anion exchange fiber material can be used as an ion exchanger filled in at least one of the desalination chamber and the polar chamber. As the ion exchange fiber material used for this purpose, a material obtained by introducing an ion exchange group into a polymer fiber substrate by a graft polymerization method is preferably used. The grafted substrate made of polymer fibers may be a polyolefin-based polymer, for example, a kind of single fiber such as polyethylene or polypropylene, or a composite fiber composed of a polymer having a different core and sheath. It may be. Examples of the composite fibers that can be used include core-sheath composite fibers having a polyolefin-based polymer, for example, polyethylene as a sheath component, and polymers other than those used as the sheath component, for example, polypropylene as a core component. . A material obtained by introducing an ion exchange group into such a composite fiber material using a radiation graft polymerization method is preferable as the ion exchange fiber material used in the present invention because it has excellent ion exchange capability and can be produced with a uniform thickness. Examples of the form of the ion exchange fiber material include woven fabric and nonwoven fabric.

また、イオン交換繊維材料と、スペーサー若しくはイオン交換機能が付与されているイオン伝導スペーサーとを組み合わせて、脱塩室、極室の少なくともいずれかに充填することもできる。   In addition, a combination of an ion exchange fiber material and a spacer or an ion conductive spacer provided with an ion exchange function may be used to fill at least one of the desalting chamber and the polar chamber.

本発明に係る電気式脱塩装置においてこの目的で使用することのできるイオン伝導スペーサーとしては、ポリオレフィン系高分子製樹脂、例えば、従来電気透析槽において使用されていたポリエチレン製の斜交網(ネット)を基材として、これに、放射線グラフト重合法を用いてイオン交換機能を付与したものが、イオン伝導性に優れ、被処理水の分散性に優れているので、好ましい。   As an ion conductive spacer that can be used for this purpose in the electrical desalting apparatus according to the present invention, polyolefin polymer resin, for example, a polyethylene oblique network (net) conventionally used in electrodialysis tanks. ) Is used as a base material, and an ion exchange function is imparted thereto using a radiation graft polymerization method, since it is excellent in ion conductivity and dispersibility of water to be treated.

本発明に係る電気式脱塩装置において使用するイオン交換繊維材料やイオン伝導スペーサーなどは、放射線グラフト重合法を利用して製造することが好ましい。放射線グラフト重合法とは、高分子基材に放射線を照射してラジカルを形成させ、これにモノマーを反応させることによってモノマーを基材中に導入するという技法である。   The ion exchange fiber material and ion conductive spacer used in the electrical desalting apparatus according to the present invention are preferably manufactured using a radiation graft polymerization method. The radiation graft polymerization method is a technique in which a monomer is introduced into a substrate by irradiating a polymer substrate with radiation to form radicals and reacting the monomer with this.

放射線グラフト重合法に用いることができる放射線としては、α線、β線、ガンマ線、電子線、紫外線等を挙げることができるが、本発明においてはガンマ線や電子線を好ましく用いる。放射線グラフト重合法には、グラフト基材に予め放射線を照射した後、グラフトモノマーと接触させて反応させる前照射グラフト重合法と、基材とモノマーの共存下に放射線を照射する同時照射グラフト重合法とがあるが、本発明においては、いずれの方法も用いることができる。また、モノマーと基材との接触方法により、モノマー溶液に基材を浸漬させたまま重合を行う液相グラフト重合法、モノマーの蒸気に基材を接触させて重合を行う気相グラフト重合法、基材をモノマー溶液に浸漬した後モノマー溶液から取り出して気相中で反応を行わせる含浸気相グラフト重合法などを挙げることができるが、いずれの方法も本発明において用いることができる。   Examples of radiation that can be used in the radiation graft polymerization method include α rays, β rays, gamma rays, electron beams, ultraviolet rays, and the like. In the present invention, gamma rays and electron beams are preferably used. The radiation graft polymerization method includes pre-irradiation graft polymerization method in which a graft substrate is irradiated with radiation in advance and then brought into contact with the graft monomer and reacted, and simultaneous irradiation graft polymerization method in which radiation is irradiated in the presence of the substrate and the monomer. However, in the present invention, any method can be used. In addition, by the contact method of the monomer and the base material, a liquid phase graft polymerization method for performing polymerization while the base material is immersed in the monomer solution, a vapor phase graft polymerization method for performing the polymerization by bringing the base material into contact with the vapor of the monomer, Examples of the method include an impregnation gas phase graft polymerization method in which the base material is immersed in the monomer solution and then taken out from the monomer solution and reacted in the gas phase, and any method can be used in the present invention.

不織布などの繊維基材やスペーサー基材に導入するイオン交換基としては、特に限定されることなく種々のカチオン交換基又はアニオン交換基を用いることができる。例えば、カチオン交換基としては、スルホン酸基などの強酸性カチオン交換基、リン酸基などの中酸性カチオン交換基、カルボキシル基などの弱酸性カチオン交換基、アニオン交換基としては、第1級〜第3級アミノ基などの弱塩基性アニオン交換基、第4級アンモニウム基などの強塩基性アニオン交換基を用いることができ、或いは、上記カチオン交換基及びアニオン交換基の両方を併有するイオン交換体を用いることもできる。   As an ion exchange group introduce | transduced into fiber base materials, such as a nonwoven fabric, and a spacer base material, various cation exchange groups or anion exchange groups can be used without being specifically limited. For example, as the cation exchange group, a strong acid cation exchange group such as a sulfonic acid group, a neutral acid cation exchange group such as a phosphate group, a weak acid cation exchange group such as a carboxyl group, and the anion exchange group include primary to Weakly basic anion exchange groups such as tertiary amino groups, strong basic anion exchange groups such as quaternary ammonium groups can be used, or ion exchange having both of the above cation exchange groups and anion exchange groups The body can also be used.

これらの各種イオン交換基は、これらのイオン交換基を有するモノマーを用いてグラフト重合、好ましくは放射線グラフト重合を行うか、又はこれらのイオン交換基に転換可能な基を有する重合性モノマーを用いてグラフト重合を行った後に当該基をイオン交換基に転換することによって、繊維基材又はスペーサー基材に導入することができる。この目的で用いることのできるイオン交換基を有するモノマーとしては、アクリル酸(AAc)、メタクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウム(SSS)、メタリルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド(VBTAC)、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどを挙げることができる。例えば、スチレンスルホン酸ナトリウムをモノマーとして用いて放射線グラフト重合を行うことにより、基材に直接、強酸性カチオン交換基であるスルホン酸基を導入することができ、また、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドをモノマーとして用いて放射線グラフト重合を行うことにより、基材に直接、強塩基性アニオン交換基である第4級アンモニウム基を導入することができる。また、イオン交換基に転換可能な基を有するモノマーとしては、アクリロニトリル、アクロレイン、ビニルピリジン、スチレン、クロロメチルスチレン、メタクリル酸グリシジル(GMA)などが挙げられる。例えば、メタクリル酸グリシジルを放射線グラフト重合によって基材に導入し、次に亜硫酸ナトリウムなどのスルホン化剤を反応させることによって強酸性カチオン交換基であるスルホン酸基を基材に導入したり、又はクロロメチルスチレンをグラフト重合した後に、基材をトリメチルアミン水溶液に浸漬して第4級アンモニウム化を行うことによって、強塩基性アニオン交換基である第4級アンモニウム基を基材に導入することができる。   These various ion exchange groups are graft-polymerized using monomers having these ion-exchange groups, preferably radiation graft polymerization, or using polymerizable monomers having groups convertible to these ion-exchange groups. By converting the group into an ion exchange group after graft polymerization, it can be introduced into the fiber substrate or spacer substrate. Examples of monomers having ion exchange groups that can be used for this purpose include acrylic acid (AAc), methacrylic acid, sodium styrenesulfonate (SSS), sodium methallylsulfonate, sodium allylsulfonate, sodium vinylsulfonate, vinyl Examples thereof include benzyltrimethylammonium chloride (VBTAC), diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropylacrylamide and the like. For example, by performing radiation graft polymerization using sodium styrenesulfonate as a monomer, a sulfonic acid group that is a strongly acidic cation exchange group can be directly introduced into the substrate, and vinylbenzyltrimethylammonium chloride is used as a monomer. The quaternary ammonium group, which is a strongly basic anion exchange group, can be directly introduced into the base material by carrying out radiation graft polymerization. Examples of the monomer having a group that can be converted into an ion exchange group include acrylonitrile, acrolein, vinylpyridine, styrene, chloromethylstyrene, and glycidyl methacrylate (GMA). For example, glycidyl methacrylate is introduced into a substrate by radiation graft polymerization, and then a sulfonic acid group, which is a strongly acidic cation exchange group, is introduced into the substrate by reacting with a sulfonating agent such as sodium sulfite, or chloro After graft polymerization of methylstyrene, a quaternary ammonium group which is a strongly basic anion exchange group can be introduced into the substrate by immersing the substrate in an aqueous trimethylamine solution to perform quaternary ammonium formation.

更に、本発明に係る電気式脱塩装置においては、本出願人が出願の国際出願PCT/JP2003/017033において提案したように、脱塩室及び電極室の少なくとも一つの室において、アニオン交換繊維材料及びカチオン交換繊維材料の層の少なくとも一方を通水方向に交差して積層配置して充填することもできる。後述の実施例は、イオン交換繊維材料を脱塩室内に通水方向に交差して積層配置して充填した形態を示している。このように、アニオン交換繊維材料及びカチオン交換繊維材料の層の少なくとも一方を被処理水の流通方向に交差して積層配置しているので、被処理水は全て繊維材料中を貫いて、一方の表面から他方の表面に通過して流れる。従って、利用可能なイオン交換基を多数有するイオン交換繊維材料の全体に、十分に被処理水を供給することができるので、これらのイオン交換基を有効に活用することができる。これにより、脱塩室の長さ(被処理水が流通する方向)あたりの利用可能なイオン交換基の数が大幅に増大するので、脱塩室の長さを従来のものと比べて短くすることができる。イオン交換繊維材料には、上述した圧力損失の問題があるが、このように本発明に係る電気式脱塩装置においては、脱塩室の被処理水の流通方向に沿った長さを従来のものよりも大幅に短くすることができるので、被処理水の圧力損失の増大は、実用上問題にならない。   Furthermore, in the electric desalination apparatus according to the present invention, as proposed in the international application PCT / JP2003 / 017033 filed by the applicant, an anion exchange fiber material is provided in at least one of the desalting chamber and the electrode chamber. In addition, at least one of the layers of the cation exchange fiber material may be stacked and filled so as to cross the water direction. Examples described later show a form in which ion-exchange fiber materials are filled in a demineralization chamber by crossing them in the direction of water flow. Thus, since at least one of the layer of the anion exchange fiber material and the cation exchange fiber material is laminated so as to intersect the flow direction of the water to be treated, all of the water to be treated penetrates through the fiber material, Flows from one surface to the other. Therefore, since the water to be treated can be sufficiently supplied to the entire ion exchange fiber material having many usable ion exchange groups, these ion exchange groups can be effectively utilized. This greatly increases the number of ion exchange groups available per length of desalting chamber (the direction in which the water to be treated flows), so that the length of the desalting chamber is shortened compared to the conventional one. be able to. The ion exchange fiber material has the above-described problem of pressure loss. Thus, in the electric desalination apparatus according to the present invention, the length along the flow direction of the water to be treated in the desalination chamber is set to the conventional value. Since it can be made much shorter than that, the increase in the pressure loss of the water to be treated is not a problem in practice.

また、上記のような構成を採用することにより、脱塩室内でのアニオン交換体とカチオン交換体との接触部位、即ち水解の発生場が、被処理水流の断面全体に亘って形成されるので、水解発生場に被処理水を多く供給して、水解によるイオン交換体の再生や、TOCやシリカなどの弱電解質の分解を促進させることができる。かかる目的を達成するためには、脱塩室内に充填するアニオン交換繊維材料とカチオン交換繊維材料とが互いに接触していることが好ましい。   Further, by adopting the configuration as described above, the contact portion between the anion exchanger and the cation exchanger in the desalting chamber, that is, the site of occurrence of hydrolysis is formed over the entire cross section of the water stream to be treated. In addition, it is possible to supply a large amount of water to be treated to the hydrolysis generation site to promote regeneration of the ion exchanger by hydrolysis and decomposition of weak electrolytes such as TOC and silica. In order to achieve such an object, it is preferable that the anion exchange fiber material and the cation exchange fiber material filled in the desalting chamber are in contact with each other.

以下、具体的な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。以下の記載は、本発明の一具体例を示すものであり、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail using specific examples. The following description shows specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to these descriptions.

製造例1:カチオン交換不織布の製造
基材として、繊維径17μmのポリエチレン(鞘)/ポリプロピレン(芯)の複合繊維からなる目付55g/m2、厚さ0.35mmの熱融着不織布を用いた。不織布基材に、窒素雰囲気下で電子線(150kGy)を照射した。照射済みの不織布基材を、メタクリル酸グリシジルの10%メタノール溶液中に浸漬し、45℃で4時間反応させた。反応後の不織布基材を60℃のジメチルホルムアミド溶液に5時間浸漬して、基材に結合していない重合物(ホモポリマー)を除去して、メタクリル酸グリシジルによってグラフト重合された不織布材料を得た。このグラフト不織布を、亜硫酸ナトリウム:イソプロピルアルコール:水=1:1:8(重量比)の溶液に浸漬し、80℃で10時間反応させて、スルホン酸基を導入した後、塩酸(5重量%)で再生処理をして、強酸性カチオン交換不織布(中性塩分解容量471meq/m2)を得た。これを「カチオン交換不織布」とした。
Production Example 1: Production of Cation Exchange Nonwoven Fabric A heat-sealed nonwoven fabric having a basis weight of 55 g / m 2 and a thickness of 0.35 mm made of a composite fiber of polyethylene (sheath) / polypropylene (core) having a fiber diameter of 17 μm was used as a base material. . The nonwoven fabric substrate was irradiated with an electron beam (150 kGy) in a nitrogen atmosphere. The irradiated nonwoven substrate was immersed in a 10% methanol solution of glycidyl methacrylate and reacted at 45 ° C. for 4 hours. The non-woven fabric substrate after the reaction is immersed in a dimethylformamide solution at 60 ° C. for 5 hours to remove the polymer (homopolymer) not bonded to the base material, thereby obtaining a non-woven fabric material graft-polymerized with glycidyl methacrylate. It was. This grafted nonwoven fabric was immersed in a solution of sodium sulfite: isopropyl alcohol: water = 1: 1: 8 (weight ratio) and reacted at 80 ° C. for 10 hours to introduce sulfonic acid groups, and then hydrochloric acid (5 wt% ) To obtain a strongly acidic cation exchange nonwoven fabric (neutral salt decomposition capacity 471 meq / m 2 ). This was designated as “cation exchange nonwoven fabric”.

製造例2:アニオン交換不織布の製造
製造例1と同じ不織布基材に、窒素雰囲気下で電子線(150kGy)を照射した。クロロメチルスチレン(セイミケミカル製、商品名CMS−AM)を活性アルミナ充填層に通液して重合禁止剤を取り除き、窒素曝気を行った。脱酸素処理後のクロロメチルスチレン溶液中に、電子線照射済みの不織布基材を浸漬して、50℃で6時間反応させた。その後、クロロメチルスチレン溶液から不織布を取り出し、トルエン中に3時間浸漬してホモポリマーを除去して、クロロメチルスチレンによってグラフト重合された不織布材料を得た。このグラフト不織布を、トリメチルアミン溶液(10重量%)中で第4級アンモニウム化させた後、水酸化ナトリウム水溶液(5重量%)で再生処理をして、第4級アンモニウム基を有する強塩基性アニオン交換不織布(中性塩分解容量350meq/m2)を得た。これを「アニオン交換不織布」とした。
Production Example 2: Production of anion exchange nonwoven fabric The same nonwoven fabric substrate as in Production Example 1 was irradiated with an electron beam (150 kGy) in a nitrogen atmosphere. Chloromethylstyrene (product name: CMS-AM, manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) was passed through the activated alumina packed bed to remove the polymerization inhibitor, and nitrogen aeration was performed. The nonwoven fabric substrate that had been irradiated with the electron beam was immersed in the chloromethylstyrene solution after the deoxygenation treatment and reacted at 50 ° C. for 6 hours. Thereafter, the nonwoven fabric was taken out from the chloromethylstyrene solution, immersed in toluene for 3 hours to remove the homopolymer, and a nonwoven fabric material grafted with chloromethylstyrene was obtained. The graft nonwoven is quaternized in a trimethylamine solution (10% by weight) and then regenerated with an aqueous sodium hydroxide solution (5% by weight) to give a strongly basic anion having a quaternary ammonium group. An exchange nonwoven fabric (neutral salt decomposition capacity 350 meq / m 2 ) was obtained. This was designated as “anion exchange nonwoven fabric”.

製造例3:カチオン伝導スペーサの製造
イオン伝導スペーサーの基材として、厚さ1.2mm、ピッチ3mmのポリエチレン製斜交網を用い、グラフトモノマーとしてスチレンスルホン酸ナトリウムと補助モノマーとしてアクリル酸を用いた。
ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン製斜交網に窒素雰囲気中でγ線(150kGy)を照射した。この照射済み斜交網をスルホン酸ナトリウムとアクリル酸の混合モノマー溶液中に浸漬し、75℃で3時間反応させて、スルホン酸基及びカルボキシル基を有するグラフト斜交網材料(カチオン伝導スペーサー)を得た。中性塩分解容量は189meq/m2、総交換容量は834meq/m2であった。これを「カチオン伝導スペーサ」とした。
Production Example 3: Production of Cation Conductive Spacer As a base material for the ion conducting spacer, a polyethylene oblique network having a thickness of 1.2 mm and a pitch of 3 mm was used. Sodium styrenesulfonate as a graft monomer and acrylic acid as an auxiliary monomer were used. .
While cooling with dry ice, γ-rays (150 kGy) were irradiated to a polyethylene oblique mesh in a nitrogen atmosphere. This irradiated oblique network is immersed in a mixed monomer solution of sodium sulfonate and acrylic acid and reacted at 75 ° C. for 3 hours to obtain a graft oblique network material (cation conductive spacer) having a sulfonic acid group and a carboxyl group. Obtained. The neutral salt decomposition capacity was 189 meq / m 2 and the total exchange capacity was 834 meq / m 2 . This was designated as “cation conductive spacer”.

製造例4:アニオン伝導スペーサの製造
ドライアイスで冷却しながら、製造例3と同じポリエチレン製斜交網に窒素雰囲気下でγ線(150kGy)を照射した。この照射済み斜交網をVBTAC(ビニルベンジルトリメチルアンモニウム)及びDMAA(ジメチルアクリルアミド)の混合モノマー中に浸漬し、50℃で3時間反応させて、VBTAC及びDMAAのグラフト斜交網を得た。得られたグラフト斜交網の中性塩分解容量を算出したところ198meq/m2であった。これを「アニオン伝導スペーサ」とした。
Production Example 4: Production of Anion Conductive Spacer While cooling with dry ice, the same polyethylene oblique mesh as in Production Example 3 was irradiated with γ rays (150 kGy) in a nitrogen atmosphere. This irradiated oblique network was immersed in a mixed monomer of VBTAC (vinylbenzyltrimethylammonium) and DMAA (dimethylacrylamide) and reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain a grafted oblique network of VBTAC and DMAA. The neutral salt decomposition capacity of the obtained grafted oblique network was calculated to be 198 meq / m 2 . This was designated as “anion conducting spacer”.

実施例1
図5の構成の電気式脱塩装置を組み立てた。陰極および陽極の間に、カチオン交換膜C(トクヤマ製:NEOSEPTA CMB)とアニオン交換膜A(トクヤマ製:NEOSEPTA AHA)とを交互に配列して、陽極側のカチオン交換膜と陰極側のアニオン交換膜によって画定される濃縮室が6室、陽極側のアニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜によって画定される脱塩室が5室形成されており、最も外側に陽極とカチオン交換膜で画定された陽極室と、陰極とアニオン交換膜で画定された陰極室とが形成されている電気式脱塩装置を構成した(図面では中間の室配列の記載を省略した)。脱塩室の厚さは20mm、電極の大きさは縦50mm×横50mmであり、濃縮室および電極室の厚さは3mmとした。脱塩室には製造例1により製造し、塩酸により再生したカチオン交換不織布(22mm×52mm)、及び製造例2により製造し、アルカリにより再生したアニオン交換不織布(22mm×52mm)を、図5に示すように被処理水の流通方向に対して交差する方向(即ち横置き)に、それぞれ25枚交互に積層充填した。両濃縮室においては、アニオン交換膜上に製造例4で製造したアニオン伝導スペーサを2枚、アニオン交換膜に平行に配置し、カチオン交換膜面上に製造例3で製造したカチオン伝導スペーサを2枚、カチオン交換膜に平行に配置した。また、陽極室には製造例3で製造したカチオン伝導スペーサを、カチオン交換膜に平行に4枚配置し、陰極室には製造例4で製造したアニオン伝導スペーサを、アニオン交換膜に平行に4枚配置した。
Example 1
An electric desalination apparatus having the configuration shown in FIG. 5 was assembled. Between the cathode and the anode, a cation exchange membrane C (Tokuyama: NEOSEPTA CMB) and an anion exchange membrane A (Tokuyama: NEOSEPTA AHA) are alternately arranged, and the cation exchange membrane on the anode side and the anion exchange on the cathode side are arranged. There are six concentration chambers defined by the membrane, and five desalination chambers defined by the anion exchange membrane on the anode side and the cation exchange membrane on the cathode side, and are defined by the anode and cation exchange membrane on the outermost side. In addition, an electric desalination apparatus in which an anode chamber and a cathode chamber defined by a cathode and an anion exchange membrane were formed was constructed (in the drawing, description of an intermediate chamber arrangement was omitted). The thickness of the desalting chamber was 20 mm, the size of the electrode was 50 mm long × 50 mm wide, and the thickness of the concentration chamber and the electrode chamber was 3 mm. In the desalination chamber, the cation exchange nonwoven fabric (22 mm × 52 mm) produced in Production Example 1 and regenerated with hydrochloric acid, and the anion exchange nonwoven fabric (22 mm × 52 mm) produced in Production Example 2 and regenerated with alkali are shown in FIG. As shown, 25 sheets were alternately stacked and filled in a direction intersecting with the flow direction of the water to be treated (that is, horizontally). In both concentrating chambers, two anion conducting spacers produced in Production Example 4 are arranged on the anion exchange membrane in parallel with the anion exchange membrane, and 2 cation conducting spacers produced in Production Example 3 are placed on the cation exchange membrane surface. The plates were placed in parallel with the cation exchange membrane. Further, four cation conductive spacers manufactured in Production Example 3 are arranged in the anode chamber in parallel to the cation exchange membrane, and four anion conductive spacers manufactured in Production Example 4 are arranged in the cathode chamber in parallel to the anion exchange membrane. Placed.

両電極間に0.4Aの直流電流を印加して、0.2MΩcmのRO処理水(逆浸透膜処理水:シリカ濃度0.1〜0.3ppm、水温14℃〜26℃、TOC濃度120ppb)を通水した。通水は、全流量62.5Lh−1のRO処理水のうちの50Lh−1(SV=200h-1)を脱塩室に通水し、陰極室に隣接する濃縮室以外の濃縮室に12.5Lh−1を通水した。脱塩室出口水(脱塩水)50Lh−1のうちの5Lh−1を陽極室入口水として陽極室に通水し、陽極室出口水を陰極室及び陰極室に隣接する濃縮室へそれぞれ2.5Lh−1ずつ通水した。各濃縮室及び陰極室からの出口水(合計17.5Lh−1)を濃縮水として排出した。運転1分後に脱塩室出口水(処理水)として18.2MΩcmの水が得られ、5000時間運転後も18.0MΩcm以上の水質が安定して得られた。また、処理水のTOCの濃度も25時間後に7.2ppbとなり、5.3ppbで平衡値に達した。脱塩室及び濃縮室の圧力損失は、運転24時間後及び1000時間後ともに0.05MPaとなった。 Applying 0.4A direct current between both electrodes, 0.2MΩcm RO treated water (reverse osmosis membrane treated water: silica concentration 0.1-0.3ppm, water temperature 14 ° C-26 ° C, TOC concentration 120ppb) I passed water. Water flow is 50 Lh −1 (SV = 200 h −1 ) out of the RO treated water with a total flow rate of 62.5 Lh −1 , and is passed through the desalting chamber to 12 concentration chambers other than the concentration chamber adjacent to the cathode chamber. .5 Lh -1 was passed through. Each 5LH -1 of the desalination chamber outlet water (demineralized) 50Lh -1 was passed through the anode compartment as an anode chamber inlet water, the anode chamber outlet water into the concentrating compartment adjacent to the cathode compartment and a cathode compartment 2. Water was passed through 5 Lh −1 each. Outlet water (total 17.5 Lh −1 ) from each concentration chamber and cathode chamber was discharged as concentrated water. After 1 minute of operation, 18.2 MΩcm water was obtained as the desalination chamber outlet water (treated water), and a water quality of 18.0 MΩcm or more was stably obtained even after 5000 hours of operation. Further, the TOC concentration of the treated water was 7.2 ppb after 25 hours, and reached the equilibrium value at 5.3 ppb. The pressure loss in the desalination chamber and the concentration chamber was 0.05 MPa both after 24 hours and after 1000 hours of operation.

運転電圧は、運転24時間後に205Vとなり、1000時間後では221V、5000時間後では252Vとなった。
5000時間運転後に電気式脱塩装置を分解して内部を観察したところ、各濃縮室、陽極室、陰極室のいずれにもスケールの析出は認められなかった。
The operating voltage was 205 V after 24 hours of operation, 221 V after 1000 hours, and 252 V after 5000 hours.
When the electric desalting apparatus was disassembled after 5000 hours of operation and the inside was observed, no scale deposition was observed in any of the concentration chamber, anode chamber, or cathode chamber.

比較例1
実施例1と同様の構成の電気式脱塩装置を用い、両電極間に0.4Aの直流電流を印加して、0.2MΩcmのRO処理水(逆浸透膜処理水:シリカ濃度0.1〜0.3ppm、水温14℃〜26℃、TOC濃度120ppb)を通水した。通水は、図6に示すように、全流量70Lh−1のRO処理水のうちの50Lh−1(SV=200h-1)を脱塩室に通水し、陽極室、陰極室及び濃縮室に20Lh−1を通水した。
Comparative Example 1
Using an electric desalination apparatus having the same configuration as in Example 1, a 0.4 A direct current was applied between both electrodes, and 0.2 MΩcm RO treated water (reverse osmosis membrane treated water: silica concentration 0.1). -0.3 ppm, water temperature 14 ° C.-26 ° C., TOC concentration 120 ppb). As shown in FIG. 6, 50 Lh −1 (SV = 200 h −1 ) of RO treated water having a total flow rate of 70 Lh −1 is passed through the desalting chamber, and the anode chamber, the cathode chamber, and the concentration chamber. 20 Lh -1 was passed through.

運転1分後に脱塩室出口水(処理水)として18.2MΩcmの水が得られ、5000時間運転後も18.0MΩcm以上の水質が安定して得られた。また、処理水のTOCの濃度は25時間後に7.5ppbとなり、5.6ppbで平衡値に達した。脱塩室及び濃縮室の圧力損失は、運転24時間後及び1000時間後ともに0.05MPaとなり、5000時間運転後には0.10MPaとなった。   After 1 minute of operation, 18.2 MΩcm water was obtained as the desalination chamber outlet water (treated water), and a water quality of 18.0 MΩcm or more was stably obtained even after 5000 hours of operation. Further, the TOC concentration of the treated water became 7.5 ppb after 25 hours and reached the equilibrium value at 5.6 ppb. The pressure loss in the desalting chamber and the concentrating chamber was 0.05 MPa after 24 hours and 1000 hours, and 0.10 MPa after 5000 hours.

運転電圧は、運転24時間後に197Vとなり、1000時間後では258V、5000時間後では531Vとなった。
5000時間運転後に電気式脱塩装置を分解して内部を観察したところ、各濃縮室及び陰極室に白色のスケールの析出が確認され、成分を分析したところ主成分はカルシウム塩とマグネシウム塩であった。
The operating voltage was 197 V after 24 hours of operation, 258 V after 1000 hours, and 531 V after 5000 hours.
After the operation for 5000 hours, the electric desalting apparatus was disassembled and the inside was observed. As a result, precipitation of white scale was confirmed in each concentration chamber and cathode chamber, and the components were analyzed. The main components were calcium salt and magnesium salt. It was.

上記実施例及び比較例の結果から、本発明によれば、濃縮室及び極室、特に陰極室でのスケールの生成を抑制することができたことが分かる。   From the results of the above Examples and Comparative Examples, it can be seen that according to the present invention, it was possible to suppress the generation of scale in the concentration chamber and the polar chamber, particularly in the cathode chamber.

本発明によれば、電気式脱塩装置において、脱塩水の一部を陽極室入口水として供給し、陽極室出口水として得られる酸性水を、スケールが発生しやすい陰極室や濃縮室、特に陰極室に隣接する濃縮室へ供給することにより、従来の電気式脱塩装置と比べてスケールの析出を低減することができ、これにより、電圧の上昇や供給水圧力の上昇がなく、長期の運転にわたって安定に高純度の純水を得ることが可能な電気式脱塩装置を提供することができる。   According to the present invention, in the electric desalination apparatus, a part of the desalted water is supplied as the anode chamber inlet water, and the acidic water obtained as the anode chamber outlet water is used for the cathode chamber and the concentration chamber, in which scale easily occurs, particularly By supplying it to the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber, it is possible to reduce the deposition of scale as compared with the conventional electric desalination apparatus. It is possible to provide an electric desalination apparatus capable of stably obtaining high-purity pure water throughout operation.

従来の電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the conventional electric desalination apparatus. 本発明の一態様に係る電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the electrical desalination apparatus which concerns on 1 aspect of this invention. 本発明の他の態様に係る電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the electrical desalination apparatus which concerns on the other aspect of this invention. 本発明の他の態様に係る電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the electrical desalination apparatus which concerns on the other aspect of this invention. 実施例1で用いた本発明の一態様に係る電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the electric desalination apparatus which concerns on 1 aspect of this invention used in Example 1. FIG. 比較例1で用いた従来の電気式脱塩装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the conventional electric desalination apparatus used in the comparative example 1.

Claims (6)

陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus that supplies a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber and a part or all of the outlet water of the anode chamber as the inlet water of the concentrating chamber It is comprised so that the electric-type desalination apparatus characterized by the above-mentioned. 陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を陰極室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus that supplies a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber and a part or all of the outlet water of the anode chamber as the inlet water of the cathode chamber. It is comprised so that the electric-type desalination apparatus characterized by the above-mentioned. 陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、脱塩室及び濃縮室が形成され、更に陽極及び陰極とそれに隣接するイオン交換膜によって陽極室及び陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩室から排出される脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給し、陽極室の出口水の一部又は全部を陰極室に隣接する濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber and a concentration chamber are formed, and further, an anode chamber and a cathode chamber are respectively formed by the anode, the cathode and the ion exchange membrane adjacent thereto. An electric desalination apparatus for supplying a part of the desalted water discharged from the desalting chamber as the inlet water of the anode chamber, and a part or all of the outlet water of the anode chamber in the concentrating chamber adjacent to the cathode chamber An electrical desalination apparatus configured to be supplied as inlet water. 陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、陽極側のアニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで画定される脱塩室と、陽極側のカチオン交換膜と陰極側のアニオン交換膜とで画定される濃縮室が形成され、更に、最も電極側の濃縮室に隣接して、陽極とカチオン交換膜とで画定される陽極室と、陰極とアニオン交換膜とで画定される陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給すると共に、陽極室に隣接する濃縮室から排出される出口水の一部又は全部を濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber defined by the anion exchange membrane on the anode side and the cation exchange membrane on the cathode side, a cation exchange membrane on the anode side and the cathode side A concentration chamber defined by the anion exchange membrane is formed, and further, adjacent to the concentration chamber on the most electrode side, an anode chamber defined by the anode and the cation exchange membrane, and a cathode and an anion exchange membrane. A part of the outlet water discharged from the concentrating chamber adjacent to the anode chamber and supplying a part of the desalted water as the inlet water of the anode chamber. Or it is comprised so that all may be supplied as inlet water of a concentration chamber, The electric desalination apparatus characterized by the above-mentioned. 陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、陽極側のアニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで画定される脱塩室と、陽極側のカチオン交換膜と陰極側のアニオン交換膜とで画定される濃縮室が形成され、更に、最も電極側の濃縮室に隣接して、陽極とカチオン交換膜とで画定される陽極室と、陰極とアニオン交換膜とで画定される陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給すると共に、陽極室に隣接する濃縮室から排出される出口水の一部又は全部を陰極室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber defined by the anion exchange membrane on the anode side and the cation exchange membrane on the cathode side, a cation exchange membrane on the anode side and the cathode side A concentration chamber defined by the anion exchange membrane is formed, and further, adjacent to the concentration chamber on the most electrode side, an anode chamber defined by the anode and the cation exchange membrane, and a cathode and an anion exchange membrane. A part of the outlet water discharged from the concentrating chamber adjacent to the anode chamber and supplying a part of the desalted water as the inlet water of the anode chamber. Alternatively, the electric desalination apparatus is configured to supply the whole as the inlet water of the cathode chamber. 陰極と陽極の間に複数のイオン交換膜を配置することによって、陽極側のアニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで画定される脱塩室と、陽極側のカチオン交換膜と陰極側のアニオン交換膜とで画定される濃縮室が形成され、更に、最も電極側の濃縮室に隣接して、陽極とカチオン交換膜とで画定される陽極室と、陰極とアニオン交換膜とで画定される陰極室がそれぞれ形成されている電気式脱塩装置であって、脱塩水の一部を陽極室の入口水として供給すると共に、陽極室に隣接する濃縮室から排出される出口水の一部又は全部を陰極室に隣接する濃縮室の入口水として供給するように構成されていることを特徴とする電気式脱塩装置。   By disposing a plurality of ion exchange membranes between the cathode and the anode, a desalting chamber defined by the anion exchange membrane on the anode side and the cation exchange membrane on the cathode side, a cation exchange membrane on the anode side and the cathode side A concentration chamber defined by the anion exchange membrane is formed, and further, adjacent to the concentration chamber on the most electrode side, an anode chamber defined by the anode and the cation exchange membrane, and a cathode and an anion exchange membrane. A part of the outlet water discharged from the concentrating chamber adjacent to the anode chamber and supplying a part of the desalted water as the inlet water of the anode chamber. Alternatively, an electrical desalting apparatus is configured to supply the whole as inlet water of a concentrating chamber adjacent to the cathode chamber.
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