JP2009208046A - Apparatus for producing electrodeionization water - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電気式脱イオン水製造装置に関する。 The present invention relates to an electric deionized water production apparatus.
脱イオン水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水して脱イオンを行う方法が知られている。しかし、この方法ではイオン交換樹脂が飽和したときに、薬剤によって再生を行う必要がある。近年、このような処理操作上の不利な点を解消するため、薬剤による再生が不要な電気式脱イオン装置(以下、EDIという)が実用化されている。
EDIは、電気泳動と電気透析とを組み合わせた純水製造装置である。EDIは、アニオン交換膜とカチオン交換膜との間にイオン交換体を充填し、イオン交換膜の外側に陽極と陰極の電極を配置した装置である。EDIによる脱イオン水の製造方法は、前記電極に直流電圧を印加した状態でイオン交換体層に被処理水を通水することにより、被処理水中のイオン成分をイオン交換体で吸着し、電気泳動にて膜面までイオンを泳動させ、イオン交換膜にて電気透析して濃縮水中へと除去するものである。
As a method for producing deionized water, a method for deionizing by passing water to be treated through an ion exchange resin is conventionally known. However, in this method, when the ion exchange resin is saturated, it is necessary to regenerate with a drug. In recent years, in order to eliminate such disadvantages in processing operation, an electric deionization apparatus (hereinafter referred to as EDI) that does not require regeneration with a drug has been put into practical use.
EDI is a pure water production apparatus that combines electrophoresis and electrodialysis. EDI is an apparatus in which an ion exchanger is filled between an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, and an anode electrode and a cathode electrode are arranged outside the ion exchange membrane. In the method of producing deionized water by EDI, by passing water to be treated through the ion exchanger layer with a DC voltage applied to the electrodes, ion components in the water to be treated are adsorbed by the ion exchanger, Ions are migrated to the membrane surface by electrophoresis and electrodialyzed through an ion exchange membrane to be removed into concentrated water.
従来、EDIを使用して被処理水中の不純物イオンを省電力で除去するために、EDIの電気抵抗を低減する種々の試みがなされている。例えば、濃縮水に電解質を添加して、濃縮室における電気抵抗を低減する方法が開示されている(例えば、特許文献1)。また、濃縮水の循環によって導電率の上昇を促進し、濃縮室の電気抵抗を低減する方法、さらにEDIの構造を抜本的に改善し、脱塩室1つあたりの濃縮室の数を従来の約半分にし、EDIの電気抵抗を著しく低減する方法が開示されている(例えば、特許文献2)。
さらに、濃縮室にイオン交換体を充填することで、濃縮室におけるスケールの生成を抑制するEDIが開示されており(例えば、特許文献3)、EDIへ供給される被処理水に含まれるイオン成分の濃度(イオン負荷)の許容範囲が高まる傾向にある。
Furthermore, EDI which suppresses the production | generation of the scale in a concentration chamber by filling an ion exchanger in a concentration chamber is disclosed (for example, patent document 3), and the ionic component contained in the to-be-processed water supplied to EDI The allowable range of the concentration (ion load) tends to increase.
しかしながら、被処理水のイオン負荷が増加するに伴い、定電流運転において、運転電圧が経時的に上昇するという問題があった。著しい運転電圧の上昇は、EDIの電源の能力を早期に超え、電流の低下が起きる場合があり、この場合には定電流運転が行えず、水質の早期低下、あるいは脱イオンモジュールの早期交換が必要となるという問題があった。また、更なる水質の向上と安定とが求められていた。
本発明は、省電力かつ安定電圧で、脱イオン水の製造が行えるEDIを目的とする。さらに、安定的に高い水質を得ることができるEDIを目的とする。
However, as the ion load of the water to be treated increases, there is a problem that the operating voltage increases with time in constant current operation. A significant increase in operating voltage may exceed the capacity of the EDI power supply at an early stage, resulting in a decrease in current. In this case, constant current operation cannot be performed, resulting in an early decrease in water quality or early replacement of the deionization module. There was a problem that it was necessary. In addition, further improvement in water quality and stability have been demanded.
The present invention is directed to EDI capable of producing deionized water with low power consumption and stable voltage. Furthermore, it aims at EDI which can obtain high water quality stably.
本発明者らは、従来のEDIにおける電圧上昇の原因について鋭意検討した。その結果、脱イオン水の製造を継続すると、イオン吸着帯の形成により電流密度の不均一化が生じ、EDIの運転電圧の上昇を招くとの知見を得た。この現象について、アニオン交換膜とカチオン交換膜との間に、中間イオン交換膜を配置し、脱塩室に複数の小脱塩室を形成させた従来のEDI(脱塩室複数セル型のEDI)を例にして、電圧上昇の機構について以下に説明する。
図8は、従来のEDIの脱イオンモジュール230における電流の流れ方向を示す模式図である。図8に示すように、脱イオンモジュール230は、陰極側にカチオン交換膜232が配置され、陽極側にアニオン交換膜236が配置され、カチオン交換膜232とアニオン交換膜236とが対向して形成された空間にイオン交換体が充填され、脱塩室240が形成されている。そして、カチオン交換膜232とアニオン交換膜236との中間に、中間イオン交換膜234が配置されて、脱塩室240が二分され、小脱塩室242と小脱塩室244とが形成されている。
脱イオン水の製造においては、被処理水は、流れ方向a1で小脱塩室244に流通し、この間、主にアニオン成分が除去される。また、被処理水は、流れ方向a2で小脱塩室242を流通し、この間、主にカチオン成分が除去される。
The present inventors diligently studied the cause of the voltage increase in the conventional EDI. As a result, it was found that if the production of deionized water is continued, the current density becomes non-uniform due to the formation of an ion adsorption zone, which leads to an increase in the operating voltage of EDI. For this phenomenon, an intermediate ion exchange membrane is arranged between the anion exchange membrane and the cation exchange membrane, and a plurality of small desalting chambers are formed in the desalting chamber. ) Will be described below as an example.
FIG. 8 is a schematic diagram showing the direction of current flow in a conventional
In the production of deionized water, the water to be treated is circulated to the
ここで、被処理水中のイオン成分の除去は、主に脱塩室の上流側で行われる。従って、脱イオンモジュール230では、主に小脱塩室242、244の上流側でイオン成分の除去が行われる。脱イオン水の製造を継続すると、各小脱塩室のイオン交換体は、上流側から徐々にイオン交換機能を発揮しなくなり、イオン交換が行われ難い層であるイオン吸着帯243b、245bが形成される。そして、経時的に、前記イオン吸着帯243b、245bは、上流側から下流側に向かって拡大する。従来のEDIでは、小脱塩室242、244の被処理水の流れ方向が同じであるため、図8に示すように、電流の流れ方向から見て、イオン吸着帯243b、245bが形成された上流側の領域と、イオン吸着帯が形成されていない下流側の領域243a、245aとが存在することとなる。そして、電流は電気抵抗の大きいイオン吸着帯243b、245bを避けて、流れ方向e1〜e6のように流れるため、電流密度は下流側の領域に集中して不均一化し、通電面積が縮小する。通電面積の縮小は、脱塩室240での被処理水中のイオン成分に対する電流効率の低下を引き起こし、運転電圧の上昇の一因となる。
本発明は以上の知見を基になされたものである。
Here, the removal of ionic components in the water to be treated is mainly performed on the upstream side of the desalting chamber. Therefore, in the
The present invention has been made based on the above findings.
すなわち本発明のEDIは、一側のカチオン交換膜と、他側のアニオン交換膜とで区画される空間にイオン交換体が充填されて脱塩室が設けられ、前記脱塩室には、前記カチオン交換膜と前記アニオン交換膜との間に配置された中間イオン交換膜によって、脱塩室の厚さ方向に多段に区画された小脱塩室が形成され、前記カチオン交換膜および前記アニオン交換膜を介して、前記脱塩室の両側に濃縮室が設けられ、前記脱塩室と前記濃縮室とが、陽極を備えた陽極室と、陰極を備えた陰極室との間に配置され、前記中間イオン交換膜を介して隣接する各小脱塩室の被処理水の流れ方向が、向流であることを特徴とする。 That is, the EDI of the present invention is provided with a desalination chamber filled with an ion exchanger in a space defined by a cation exchange membrane on one side and an anion exchange membrane on the other side. The intermediate ion exchange membrane disposed between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane forms small desalting chambers that are partitioned in multiple stages in the thickness direction of the desalting chamber, and the cation exchange membrane and the anion exchange membrane A concentration chamber is provided on both sides of the desalting chamber through a membrane, and the desalting chamber and the concentration chamber are disposed between an anode chamber having an anode and a cathode chamber having a cathode, The flow direction of the water to be treated in each of the small desalting chambers adjacent via the intermediate ion exchange membrane is countercurrent.
本発明のEDIは、前記濃縮室には、イオン交換体が充填されていることが好ましく、前記濃縮室は、前記アニオン交換膜に接してアニオン交換体が充填されたアニオン交換体層を有することが好ましい。
本発明のEDIは、被処理水が任意の前記小脱塩室から、他の前記小脱塩室に流通するように制御されていることが好ましい。
本発明のEDIは、前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、任意の脱塩室における、アニオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室と、濃縮室を介して隣接する他の脱塩室における、アニオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室とで、被処理水の流れ方向が向流であり、かつ、任意の脱塩室における、カチオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室と、濃縮室を介して隣接する他の脱塩室における、カチオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室とで、被処理水の流れ方向が向流であっても良い。
本発明のEDIは、前記濃縮室の濃縮水の流れ方向は、前記濃縮室に隣接する前記小脱塩室の内、より後段の小脱塩室の被処理水の流れ方向の向流であることが好ましい。
本発明のEDIは、前記アニオン交換膜と前記中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室に充填されている前記イオン交換体は、アニオン交換体の体積比率が50〜100%であっても良く、前記カチオン交換膜と前記中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室に充填されている前記イオン交換体は、カチオン交換体の体積比率が50〜100%であっても良い。
In the EDI of the present invention, the concentration chamber is preferably filled with an ion exchanger, and the concentration chamber has an anion exchanger layer filled with the anion exchanger in contact with the anion exchange membrane. Is preferred.
The EDI of the present invention is preferably controlled so that the water to be treated flows from an arbitrary small desalting chamber to another small desalting chamber.
In the EDI of the present invention, two or more desalting chambers are arranged between the anode chamber and the cathode chamber via the concentration chamber, and an anion exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane in any desalting chamber And a small desalting chamber formed by partitioning with an anion exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane in another desalting chamber adjacent via the concentration chamber. A small desalting chamber formed by partitioning a cation exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane in an arbitrary desalting chamber, and a concentration chamber. The flow direction of the water to be treated may be countercurrent in the small desalting chamber formed by partitioning the cation exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane in another desalting chamber adjacent to each other.
In the EDI of the present invention, the flow direction of the concentrated water in the concentrating chamber is a counter-current in the flow direction of the water to be treated in the small desalting chamber at a later stage in the small desalting chamber adjacent to the concentrating chamber. It is preferable.
In the EDI of the present invention, the ion exchanger filled in the small desalting chamber formed by partitioning the anion exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane has an anion exchanger volume ratio of 50 to 100. %, And the ion exchanger filled in the small desalting chamber formed by partitioning the cation exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane has a volume ratio of the cation exchanger of 50 to 50%. It may be 100%.
本発明のEDIによれば、省電力かつ安定電圧で、脱イオン水の製造を行うことができる。さらに、安定的に高い水質を得ることができる。 According to the EDI of the present invention, deionized water can be produced with power saving and stable voltage. Furthermore, high water quality can be stably obtained.
本発明のEDIは、脱塩室複数セル型のEDIであって、中間イオン交換膜を介して隣接する各小脱塩室の被処理水の流れ方向が、向流であるEDIである。
本発明のEDIにおける、電流密度の均一化の原理について、図1を用いて説明する。図1は、本発明のEDIに使用される脱イオンモジュール30における電流の流れ方向を示す模式図である。図1に示すとおり、脱イオンモジュール30は、陰極側にカチオン交換膜32が配置され、陽極側にアニオン交換膜36が配置され、カチオン交換膜32とアニオン交換膜36とが対向して形成された空間にイオン交換体が充填され、脱塩室40が形成されている。そして、カチオン交換膜32とアニオン交換膜36との中間に、中間イオン交換膜34が配置されて、脱塩室40が二分され、小脱塩室42と小脱塩室44とが形成されている。
The EDI of the present invention is a demineralization chamber multi-cell type EDI, and the flow direction of the water to be treated in each small desalination chamber adjacent through the intermediate ion exchange membrane is countercurrent.
The principle of equalizing the current density in the EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the direction of current flow in a
脱イオン水の製造において、被処理水は、流れ方向A1で小脱塩室44を流通する。この間、被処理水は、主にアニオン成分が除去され、除去されたアニオン成分は陽極側に引き寄せられ、アニオン交換膜36を透過して、小脱塩室44から排除される。一方、被処理水は、流れ方向A2で小脱塩室42を流通する。この間、被処理水は、主にカチオン成分が除去され、除去されたカチオン成分は、陰極側に引き寄せられ、カチオン交換膜32を透過して、小脱塩室42から排除される。こうして、被処理水は、イオン成分が除去されて、脱イオン水となる。
In the production of deionized water, the water to be treated flows through the
上述のような脱イオン水の製造を継続すると、小脱塩室42の上流側にイオン吸着帯43bが形成され、同様に小脱塩室44の上流側にイオン吸着帯45bが形成される。イオン吸着帯43b、45bは、脱イオン水の製造により、経時的に下流方向へ拡大する。ここで、小脱塩室44における被処理水の流れ方向A1と、小脱塩室44と中間イオン交換膜34を介して隣接する小脱塩室42における被処理水の流れ方向A2は向流となっている。このため、イオン吸着帯43bは流れ方向A2の方向に拡大し、イオン吸着帯45bは流れ方向A1の方向に拡大するので、脱イオンモジュール30では、イオン吸着帯43b、45bの位置は、図1の上下方向に分配される。一方、前述のように従来型のEDIでは、全ての小脱塩室において、同じ側にイオン吸着帯が形成されるため、電流の流れ方向から見て、脱塩室240の厚さ方向の全てにイオン吸着帯が形成された領域が存在することとなる(図8)。
本発明においては、図1に示すとおり、イオン吸着帯43b、45bが形成された領域と、イオン吸着帯が形成されていない領域43a、45aとの領域とが、電流の流れ方向から見て重なるため、電流の流れやすさの差異が小さくなり、EDI運転時に、流れ方向E1〜E6のように電流が流れ、均一な電流密度が維持できる。この結果、低電圧、かつ、安定電圧で脱イオン水を製造することができる。
If the production of deionized water as described above is continued, an ion adsorption zone 43 b is formed on the upstream side of the
In the present invention, as shown in FIG. 1, the region where the
本発明のEDIについて、例を挙げて説明するが、本実施形態に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
本発明のEDIの第1の実施形態について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態のEDI10の断面図である。
図2に示すとおり、EDI10は陰極室14と陽極室18との間に、複数の脱イオンモジュール30が、濃縮室22に挟持されて配置されている。
脱イオンモジュール30は、カチオン交換膜32と、枠体33と、中間イオン交換膜34と、枠体35と、アニオン交換膜36とが、陰極12側から順に配置されている。枠体33の開口部には、イオン交換体が充填されて、小脱塩室42が形成され、枠体35の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室44が形成されている。そして、小脱塩室42と小脱塩室44とで、脱塩室40を構成している。こうして、脱塩室40は、中間イオン交換膜34によって、厚さ方向に略二分されている。
小脱塩室44には、被処理水流入ライン52と、配管53が接続されている。配管53は、小脱塩室42と接続され、小脱塩室42には、脱イオン水流出管54が接続されている。
陰極室14は、陰極12と、仕切り膜20とにより、メッシュが挟持されて形成されている。陽極室18は、陽極16と、仕切り膜20とにより、メッシュが挟持されて形成されている。陰極12と陽極16とは、図示されない電源と接続されている。また、陰極室14には電極水流入ライン13と、電極水流出ライン15とが接続され、陽極室18には、電極水流入ライン17と電極水流出ライン19とが接続され、電極水流出ライン15と電極水流入ライン17とは、図示されない配管により接続されている。
濃縮室22は、脱イオンモジュール30の両側に枠体24が配置され、該枠体24の開口部にイオン交換体が充填されて形成されている。濃縮室22には、濃縮水流入ライン56と、濃縮水流出ライン58が接続されている。
The EDI of the present invention will be described with an example, but is not limited to this embodiment.
(First embodiment)
A first embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, in the
In the
The
The
The
イオン交換膜としては大別すると、原料モノマー液を補強体に含浸させた後に重合させ、全体を均質に形成した均質膜と、イオン交換樹脂を溶解成型可能なポリオレフィン系樹脂と共に粉砕成型した不均質膜の2種類がある。本実施形態におけるカチオン交換膜32、アニオン交換膜36はいずれも特に限定されず、EDIの製造の簡便さや、被処理水の水質、脱イオン水に求める水質、処理量等に応じて選択することができる。
Roughly classified as ion exchange membranes, a homogenous membrane formed by impregnating a raw material monomer solution into a reinforcing body and then polymerized to form a homogeneous whole, and a non-homogeneous material obtained by grinding and pulverizing together with a polyolefin resin capable of dissolving and molding the ion exchange resin There are two types of membranes. The
本実施形態における中間イオン交換膜34は特に限定されず、被処理水の水質や、脱イオン水に求める水質に応じて選択することが好ましい。中間イオン交換膜34としては、アニオン交換膜、もしくはカチオン交換膜の単一膜、または、アニオン交換膜とカチオン交換膜との両方を配置した複合膜のいずれであっても良い。
複合膜とは、イオン交換膜が極性の異なる領域を有するものをいう。例えば、モザイク膜やハイポーラ膜等が挙げられる。複合膜における、アニオン交換膜とカチオン交換膜との比率は、被処理水の水質や処理目的等によって、適宜決定することができる。
The intermediate
A composite membrane refers to a membrane in which the ion exchange membrane has regions with different polarities. For example, a mosaic film or a hyperpolar film can be used. The ratio of the anion exchange membrane to the cation exchange membrane in the composite membrane can be appropriately determined depending on the quality of the water to be treated, the purpose of treatment, and the like.
小脱塩室44に充填するイオン交換体は特に限定されず、イオン交換機能を有するものであれば良い。例えば、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、モノリス状多孔質イオン交換体等を挙げることができる。この内、最も汎用的である、イオン交換樹脂が好ましい。イオン交換樹脂としては、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂が挙げられる。前記アニオン交換樹脂としては強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂が挙げられ、例えば、市販品としてローム・アンド・ハース社製のアンバーライト(商品名)を挙げることができる。前記カチオン交換樹脂としては、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂が挙げられ、例えば、市販品としてローム・アンド・ハース社製のアンバーライト(商品名)を挙げることができる。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
また、イオン交換体の充填形態は、特に限定されず、被処理水の水質や、脱イオン水に求める水質を考慮して選択することが好ましい。従って、イオン交換体の充填形態は、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。このうち、アニオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、アニオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。アニオン交換膜36側の小脱塩室44では、主にアニオン成分を除去するためである。
The ion exchanger filled in the
Moreover, the filling form of an ion exchanger is not specifically limited, It is preferable to select in consideration of the water quality of to-be-processed water and the water quality requested | required of deionized water. Therefore, the ion exchanger may be packed in any form such as anion exchanger single bed form, cation exchanger single bed form, mixed bed form of anion exchanger and cation exchanger, or multiple bed form. Can do. Among these, it is preferable to use an anion exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. When the mixed bed form of the anion exchanger and the cation exchanger or the double bed form is used, the anion exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. This is because the anion component is mainly removed in the
小脱塩室42に充填するイオン交換体は特に限定されず、上述した小脱塩室44に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、小脱塩室42のイオン交換体の充填形態は、上述した小脱塩室44の充填形態と同様に特に限定されず、被処理水の水質や、脱イオン水に求める水質を考慮して選択することが好ましい。中でも、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、カチオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。カチオン交換膜32側の小脱塩室42では、主にカチオン成分を除去するためである。
The ion exchanger filled in the
In addition, the filling mode of the ion exchanger in the
濃縮室22に充填されるイオン交換体は特に限定されることはなく、小脱塩室44に充填されるイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、濃縮室22のイオン交換体の充填形態は特に限定されず、被処理水の水質等を勘案して決定することができ、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。例えば、濃縮室22のアニオン交換膜36面でのスケール生成防止の観点から、アニオン交換体が単床形態で充填されていても良い。アニオン交換膜36に接するアニオン交換体層を有することにより、小脱塩室44から濃縮室22へのアニオン成分の移動が促進され、濃縮室22側のアニオン交換膜36面にアニオン成分が高濃度にて存在して、濃度分極が生じるのを抑制できるためである。
The ion exchanger filled in the
In addition, the filling form of the ion exchanger in the
枠体33、35は、絶縁性を有し、被処理水が漏洩しない素材であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリカーボネート、ノリル等の樹脂製の枠体を挙げることができる。
枠体33、35の厚さは特に限定されることなく、所望する小脱塩室42と小脱塩室44との厚さに応じて設定することができる。
また、枠体33、35の開口部の面積が大きい場合には、枠体33、35のくりぬかれた空間に支持体を設けても良い。支持体を設けることで、カチオン交換膜32、中間イオン交換膜34、アニオン交換膜36が湾曲して、各脱塩区内のイオン交換体の充填量が不均一になることを防止できるためである。前記支持体は、絶縁性を有し、被処理水の流通を妨げない素材であれば特に限定されず、例えば、スリットが設けられた、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリカーボネート、ノリル等の樹脂製の支持体を挙げることができる。
The
The thickness of the
Moreover, when the area of the opening part of the
脱塩室40の厚さは特に限定されず、小脱塩室42、および、小脱塩室44に充填されるイオン交換体の種類と充填形態とによって、適切な厚さを決定することが好ましい。例えば、脱塩室40の厚さは、10〜100mmの範囲で決定することが好ましく、10〜60mmの範囲で適宜決定することが好適である。
The thickness of the
小脱塩室42と小脱塩室44との厚さは、被処理水や脱イオン水の水質等を勘案して決定することができ、両者は同一の厚さでも良く、異なっていても良い。小脱塩室42と小脱塩室44との厚さを異なるものとする場合には、小脱塩室44を厚くすることが好ましい。被処理水となる通常の原水には、除去しにくい成分として、弱酸成分の炭酸やシリカ等のアニオン成分が多く含有されており、被処理水中のアニオン成分を効率的に除去することが、高い水質の脱イオン水を得るのに効果的なためである。
小脱塩室42、44の厚さは特に限定されないが、例えば、5〜50mmの範囲で決定することができる。
The thicknesses of the
Although the thickness of the
枠体24は、絶縁性を有し、濃縮水が漏洩しない素材であれば特に限定されず、枠体33と同様のものを用いることができる。
枠体24の厚さは特に限定されることなく、所望する濃縮室22の厚さに応じて設定することができ、例えば、3〜10mmの範囲で決定することができる。
The
The thickness of the
濃縮室22の厚さは特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質等を勘案して決定することができる。例えば3〜10mmの範囲で決定することができる。
The thickness of the
陰極12は、陰極として機能を発揮するものであれば特に限定されず、例えば、板状のステンレスや網状のステンレスを挙げることができる。
陽極16は、陽極として機能を発揮するものであれば特に限定されないが、被処理水中にCl−が存在する場合には、陽極には塩素発生が起きるため、耐塩素性能を有するものが好ましい。例えば、白金、パラジウム、イリジウム等の貴金属、あるいは前記貴金属をチタン等に被覆した網状あるいは板状の電極を挙げることができる。
The
The
陰極室14の形成に用いられるメッシュは、電極水を流通させ、かつ所望する幅の陰極室14を形成することができれば特に限定されることはなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリカーボネート、ノリル等の樹脂製のメッシュや、通水性を有する格子状の枠材等が挙げられる。前記メッシュの厚さは特に限定されることはなく、所望する陰極室14のスペースに合わせて選択することができる。例えば、0.3〜4mmの範囲で選択することが好ましい。陽極室18の形成に用いられるメッシュも、同様のものを用いることができる。
The mesh used for forming the
仕切り膜20は特に限定されず、被処理水の水質や、EDI10の運転条件等を考慮して、選択することができる。例えば、カチオン交換膜、または、アニオン交換膜を選択することができる。
The
本実施形態における脱イオン水の製造方法について、図2を用いて説明する。なお、説明は、中間イオン交換膜34をアニオン交換膜とし、小脱塩室42にはカチオン交換体を単床形態で充填し、小脱塩室44にはアニオン交換体を単床形態で充填し、濃縮室22にはアニオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして行う。
まず、電極水流入ライン13から電極水を陰極室14へ流入させると共に、陰極12、陽極16の間に直流電圧を印加する。次に濃縮水流入ライン56から、濃縮水を濃縮室22へ下降流で通水する。濃縮水は、流れ方向B1で、濃縮室22内を流通する。次いで、被処理水流入ライン52から、被処理水を小脱塩室44へ流入させる。流入した被処理水は、小脱塩室44内のアニオン交換体内を拡散しながら、流れ方向A1で流通する。この間、主にアニオン成分(Cl−、HCO3 −、CO3 2−、SiO2(シリカは、特別な形態をとることが多いため、一般のイオンとは異なった表示とする)等)は、アニオン交換体に吸着される。吸着されたアニオン成分は、陽極16側に引き寄せられ、アニオン交換膜36を透過して、濃縮室22へ移動する。被処理水は、小脱塩室44を流通した後、配管53を経由して小脱塩室42へ流入する。
小脱塩室42へ流入した被処理水は、小脱塩室42内のカチオン交換体内を拡散しながら、流れ方向A2で流通する。この間、主にカチオン成分(Na+、Ca2+、Mg2+等)が、カチオン交換体に吸着される。吸着されたカチオン成分は、陰極12側に引き寄せられ、カチオン交換膜32を透過して、濃縮室22に移動する。他方、小脱塩室44で除去できなかった被処理水中のアニオン成分は、陽極16側に引き寄せられ、中間イオン交換膜34を透過して、小脱塩室44へ移動する。こうして、被処理水は、アニオン成分とカチオン成分の両イオン成分が除去され、脱イオン水となって脱イオン水流出ライン54から流出される。
The manufacturing method of the deionized water in this embodiment is demonstrated using FIG. In the description, the intermediate
First, electrode water is caused to flow into the
The treated water that has flowed into the
濃縮水流入ライン56から、濃縮室22に流入した濃縮水は、濃縮室22内を流れ方向B1で流通し、脱塩室40から移動してきたイオン成分を取り込んで、濃縮水流出ライン58から排出される。
電極水流入ライン13から、陰極室14に流入した電極水は、陰極室14内を上昇流で流通し、電極水流出ライン15へ流れる。そして、電極水流出ライン15に流された電極水は、図示されない配管を経由して、電極水流入ライン17から陽極室18に流入し、陽極室18内を上昇流で流通した後、電極水流出ライン19から流出する。この間、電極水は、陰極12から発生したH2等と、陽極16から発生するCl2、O2等とを取り込んで、EDI10外へ排出する。
Concentrated water that has flowed into the concentrating
The electrode water that has flowed into the
被処理水は特に限定されることはないが、工業用水や井水の濁質成分を除濁膜にて除去した水を、逆浸透(RO)膜にて処理した水等が挙げられる。
被処理水の脱塩室40内における通水量は特に限定されることはなく、EDI10の能力や被処理水の水質を勘案して決定することができる。通水量は空間速度(SV)で表され、SVの単位は、イオン交換樹脂の単位体積(L−R)に対して1時間に流通させる流量(L)であるL/L−R・h−1で表される(以降において同じ)。本実施形態ではSV=30〜300L/L−R・h−1が好ましい。SVが高すぎると、イオン除去性能が低下したり、SVの増加と共に発生する通水速度(LV)の増加によって差圧が高くなり、脱イオンモジュール30の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。ここで、LVとは、単位面積当たりの流量で、m/hで表される線速度である。
一方、SVが低すぎると、各脱イオンモジュールへの流量分配が適切に行われず、脱塩処理が充分な脱イオンモジュールと、脱塩処理が不充分な脱イオンモジュールとが生じると共に、各脱塩室間における流れが不均一となり、EDI10全体としての性能に悪影響を与える場合がある。
Although the to-be-processed water is not specifically limited, The water etc. which processed the water which removed the turbid component of industrial water and well water with the turbidity membrane with the reverse osmosis (RO) membrane, etc. are mentioned.
The amount of water flow in the
On the other hand, if the SV is too low, the flow distribution to each deionization module is not performed properly, resulting in deionization modules with sufficient demineralization treatment and deionization modules with insufficient demineralization treatment. The flow between the salt chambers becomes non-uniform, which may adversely affect the performance of the
濃縮室22内における、濃縮水の流量は特に限定されることはなく、EDI10の能力や、被処理水の水質や処理量を勘案して決定することができる。濃縮水は、濃縮室22に移動してきたイオンを濃縮水内に拡散して、EDI10外へ流出させるという目的を有する。このことから、濃縮水の流量は、被処理水の通水量や、被処理水のイオン濃度、脱イオン水の回収率との関係で決定することが好ましく、例えば、下記(1)式で表される濃縮倍率が3〜20となるように、濃縮水の流量を決定することが好ましい。なお、下記(1)式による濃縮倍率は、被処理水と濃縮水に同一の原水を用いて、かつ脱塩室40中のイオンが全て濃縮室22に移行すると仮定し定義付けられる。
The flow rate of the concentrated water in the
濃縮水の流量が少なすぎると、濃縮室22に移行したイオンの濃度拡散にむらが生じ、イオン交換膜面の濃度分極層が厚くなり、スケール生成のおそれがある。一方、濃縮水の流量が多すぎると、脱イオン水の回収率が低下するため好ましくないためである。
濃縮水は、特に限定されることはなく、被処理水と同じ水源の水を濃縮水として使用しても良いし、脱イオン水や純水等を使用しても良い。
If the flow rate of the concentrated water is too small, the concentration diffusion of ions transferred to the
The concentrated water is not particularly limited, and water from the same water source as the water to be treated may be used as the concentrated water, or deionized water or pure water may be used.
印加する電流は特に限定されることはなく、被処理水の水質や、EDI10の規模等を勘案して決定することが好ましい。加えて、陰極12と、陽極16とが、2以上に分割されている場合には、分割された電極対毎に、異なる電流値で印加しても良い。被処理水の水質等に応じて、最適な電流値を選択することで、水質の向上が図れるためである。
電極水の流量は特に限定されず、印加電圧等に応じて決定することが好ましい。電極水の流量が少なすぎると、発生したH2、O2、Cl2ガスを充分に排出することが困難となり、電極水の流量が多すぎると、回収率が低下するため、好ましくない。
The current to be applied is not particularly limited and is preferably determined in consideration of the quality of the water to be treated, the scale of the
The flow rate of the electrode water is not particularly limited, and is preferably determined according to the applied voltage or the like. If the flow rate of the electrode water is too small, it will be difficult to sufficiently discharge the generated H 2 , O 2 , and Cl 2 gases, and if the flow rate of the electrode water is too large, the recovery rate is lowered, which is not preferable.
本実施形態のEDI10では、中間イオン交換膜34を介して隣接する、小脱塩室44における被処理水の流れ方向A1と、小脱塩室42における被処理水の流れ方向A2とが向流となっている。このため、電流の流れ方向から見て、電流密度の均一化が図られ、脱塩室40内を流通する被処理水中のイオン成分に対して、電流効率が向上し、省電力かつ安定電圧での脱イオン水製造を図ることができる。
In the
さらに、濃縮室22にはイオン交換体が充填されているため、スケール生成を効果的に防止できる。この効果について、濃縮室22にアニオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして説明する。
濃縮室22では、脱塩室40から移動して来たMg2+、Ca2+等の硬度成分が、アニオン交換膜36近傍のpHが高い部分に滞留し、隣接する脱イオンモジュール30の脱塩室40から移動してきた炭酸イオン(CO3 2−)と反応して硬度スケール(CaCO3、MgCO3)の発生を起こす場合がある。しかし、濃縮室22に、アニオン交換体が単床形態で充填されている場合には、Mg2+、Ca2+等の硬度成分は充填されているアニオン交換体の隙間をぬって液相中を移動しなければならないため、pHの高い対極側のアニオン交換膜36面まで到達しにくい。一方、濃縮室22側へ移動してきたCO3 2−は、アニオン交換体のイオン交換基上を速い速度で対極方向に移動する。このため、CO3 2−はpHがより酸側に傾き、中性に近い付近にて液層側に放出される。よって、pHの変化に応じる量のCO3 2−が下記(2)式に示すイオン平衡により炭酸水素イオン(HCO3 −)に変換される。
CO3 2−+H+→HCO3 −・・・・(2)
上記平衡反応により、硬度スケールの反応物であるCO3 2−の液相中の濃度を低くすることができるため、硬度スケールの生成を効果的に防止できる。
また、濃縮室22が、アニオン交換膜36に添ってアニオン交換体層を有する場合も同様に、アニオン交換膜36近傍で硬度成分とCO3 2−が高濃度に接することがなく、硬度スケールの生成を防止できる。
Furthermore, since the
In concentrating
CO 3 2− + H + → HCO 3 − (2)
Since the concentration in the liquid phase of CO 3 2− which is a reaction product of the hardness scale can be lowered by the equilibrium reaction, the generation of the hardness scale can be effectively prevented.
Similarly, when the
(第2の実施形態)
本発明のEDIの第2の実施形態について、図3を用いて説明する。図3は本実施形態のEDI60の断面図である。なお、電極水流入ライン、電極水流出ラインは、図2のEDI10と同様の配置となっており、説明の便宜上、図3では図示を省略している。
(Second Embodiment)
A second embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図3に示すとおり、EDI60は、複数の脱イオンモジュール30と脱イオンモジュール61が、それぞれ濃縮室22に挟持されて、陰極室14と陽極室18との間に、交互に配置されている。脱イオンモジュール61は、カチオン交換膜32と、枠体33と、中間イオン交換膜34と、枠体35と、アニオン交換膜36とが、陰極12側から順に配置されている。脱イオンモジュール61の枠体33の開口部には、イオン交換体が充填されて、小脱塩室67が形成され、脱イオンモジュール61の枠体35の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室68が形成されている。そして、小脱塩室67と小脱塩室68とで、脱塩室66を構成している。こうして、脱塩室66は、中間イオン交換膜34によって、厚さ方向に略二分されている。脱イオンモジュール61の小脱塩室68には、被処理水流入ライン62と配管63とが接続されている。配管63は、小脱塩室67に接続され、小脱塩室67には、脱イオン水流出ライン64が接続されている。
脱塩室40内では、被処理水が流れ方向A1→A2の順に流通され、脱塩室66内では、被処理水が流れ方向A3→A4の順に流通される。即ち、脱塩室40における、アニオン交換膜36と中間イオン交換膜34とで区画された小脱塩室44と、脱塩室66における、アニオン交換膜36と中間イオン交換膜34とで区画された小脱塩室68とで、被処理水の流れ方向が向流となっている。かつ、脱塩室40における、カチオン交換膜32と中間イオン交換膜34とで区画されて形成されている小脱塩室42と、脱塩室66における、カチオン交換膜32と中間イオン交換膜34とで区画されて形成されている小脱塩室67とで、被処理水の流れ方向が向流となっている。このような、脱塩室40と脱塩室66とが、濃縮室22を介して、隣接して配置されている。
As shown in FIG. 3, in the
In the
小脱塩室67に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室42に充填するものと同様である。また、小脱塩室68に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室44と同様である。
The kind and filling form of the ion exchanger filled in the small desalting chamber 67 are the same as those filled in the
脱塩室61の厚さは、脱塩室40と同様である。また、小脱塩室67の厚さは、小脱塩室42と同様であり、小脱塩室68の厚さは、小脱塩室44と同様である。
The thickness of the
EDI60による、脱イオン水の製造方法について説明する。被処理水は、被処理水流入ライン52から脱イオンモジュール30の小脱塩室44に流入し、脱塩室40内を流通した後、脱イオン水となって脱イオン水流出ライン54から流出する。他方、被処理水流入ライン62から、被処理水が小脱塩室68に流入する。流入した被処理水は、流れ方向A3で小脱塩室68内を流通し、配管63を経由して、小脱塩室67に流入する。小脱塩室67内を流れ方向A4で流通した被処理水は、アニオン成分とカチオン成分の両イオン成分が除去され、脱イオン水となって脱イオン水流出ライン64から流出する。
The manufacturing method of deionized water by EDI60 is demonstrated. The treated water flows from the treated
本実施形態のEDI60では、濃縮室22を介して隣接する、脱塩室40と脱塩室66との被処理水の流れ方向が逆方向である。ここで、小脱塩室44、68にアニオン交換体を単床形態で充填し、小脱塩室42、67にカチオン交換体を単床形態で充填し、中間イオン交換膜34をアニオン交換膜とした場合を例にして説明する。小脱塩室44、68は、主にアニオン成分を除去する。このため、小脱塩室44、68には、主にアニオン成分が吸着されたイオン吸着帯が形成される。また、小脱塩室42、67は、主にカチオン成分を除去する。このため、小脱塩室42、67には、主にカチオン成分が吸着されたイオン吸着帯が形成される。前述の通り、小脱塩室44と小脱塩室68、および小脱塩室42と小脱塩室67とでは、被処理水の流れ方向が向流である。従って、各小脱塩室の上流側にイオン吸着帯が形成されても、主にアニオン成分が吸着されて形成されたイオン吸着帯と、主にカチオン成分が吸着されて形成されたイオン吸着帯とは、電流の流れ方向に対して交互に存在することとなる。このように、電流の流れ方向から見て、特定の領域に、同種のイオン吸着帯の重なりが少なくなるため、さらなる電流密度の均一化を図ることができる。この結果、長期にわたり、より低電圧、かつ安定電圧で、脱イオン水の製造をすることができる。
In the
(第3の実施形態)
本発明のEDIの第3の実施形態について、図4を用いて説明する。図4は本実施形態のEDI70の断面図である。なお、電極水流入ライン、電極水流出ラインは、図2のEDI10と同様の配置となっており、説明の便宜上、図4では図示を省略している。
(Third embodiment)
A third embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図4に示すとおり、EDI70は、複数の脱イオンモジュール71と脱イオンモジュール171とが、それぞれ濃縮室22に挟持されて、陰極室14と陽極室18との間に交互に配置されている。脱イオンモジュール71は、カチオン交換膜32と、枠体33と、中間イオン交換膜34と、枠体35と、アニオン交換膜36とが、陰極12側から順に配置されている。脱イオンモジュール71の枠体33の開口部には、イオン交換体が充填されて、小脱塩室77が形成され、脱イオンモジュール71の枠体35の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室78が形成されている。そして、小脱塩室77と小脱塩室78とで、脱塩室76を構成している。こうして、脱塩室76は、中間イオン交換膜34によって、厚さ方向に略二分されている。また、脱イオンモジュール171は、カチオン交換膜32と、枠体33と、中間イオン交換膜34と、枠体35と、アニオン交換膜36とが、陰極12側から順に配置されている。脱イオンモジュール171の枠体33の開口部には、イオン交換体が充填されて、脱イオンモジュール171の小脱塩室177が形成され、枠体35の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室178が形成されている。そして、小脱塩室177と小脱塩室178とで、脱塩室176を構成している。こうして、脱塩室176は、中間イオン交換膜34によって、厚さ方向に略二分されている。
脱イオンモジュール71の小脱塩室77には、被処理水流入ライン73と配管74とが接続されている。配管74は、小脱塩室78に接続され、小脱塩室78には、被処理水流出ライン75が接続されている。一方、脱イオンモジュール171の小脱塩室177には、被処理水流入ライン173と配管174が接続されている。配管174は小脱塩室178と接続され、小脱塩室178には脱イオン水流出ライン175が接続されている。加えて、被処理水流出ライン75と、被処理水流入ライン173は図示されない配管により接続されている。
As shown in FIG. 4, in the
A treated
小脱塩室77、177に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室42に充填するイオン交換体と同様である。また、小脱塩室78、178に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室44に充填するイオン交換体と同様である。
The kind and filling form of the ion exchanger filled in the
脱塩室71、171の厚さは、第1の実施形態における脱塩室40と同様である。また、小脱塩室77、177の厚さは、第1の実施形態の小脱塩室42と同様であり、小脱塩室78、178の厚さは、第1の実施形態の小脱塩室44と同様である。
The thickness of the
EDI70による、脱イオン水の製造方法について説明する。一般的に、被処理水に使用する原水には炭酸ガスが溶解しており、弱酸(pH5.5〜6.0程度)なので、中間イオン交換膜34をアニオン交換膜とし、小脱塩室77、177にはカチオン交換体を単床形態で充填し、小脱塩室78、178にはアニオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして、説明する。被処理水は、被処理水流入ライン73から小脱塩室77に流入し、小脱塩室77内を流れ方向A5で流通する。この間、被処理水中の、主にカチオン成分がカチオン交換体に吸着される。吸着されたカチオン成分は、陰極12側に引き寄せられ、カチオン交換膜32を透過して濃縮室22へ移動する。ここで、被処理水中のカチオン成分の除去が進むと、被処理水のpHが酸性側に移行して、カチオン成分の競合イオンであるH+濃度が高くなる。この結果、カチオン成分に対する電流効率が低下し、カチオン成分は一定濃度以下に到達し難くなる。そして、被処理水はある程度のカチオン成分が残存した状態で、配管74を経由して、小脱塩室78に流入する。流入した被処理水は、小脱塩室78内を流れ方向A6で流通する。この間、主にアニオン成分がアニオン交換体に吸着される。吸着されたアニオン成分は、陽極16側に引き寄せられ、アニオン交換膜36を透過して濃縮室22に移動する。被処理水は、pHが酸性側に移行した状態で、小脱塩室78に流入するため、アニオン成分の競合イオンであるOH−濃度が低い。このため、アニオン成分に対する電流効率が高く、アニオン成分の除去が良好に行われる。
The manufacturing method of deionized water by EDI70 is demonstrated. Generally, carbon dioxide gas is dissolved in raw water used for water to be treated and is a weak acid (pH 5.5 to 6.0). Therefore, the intermediate
続いて、被処理水は、被処理水流出ライン75、被処理水流入ライン173を経由して、小脱塩室177へ流入する。この際、被処理水のpHは中性領域となっている。流入した被処理水は、小脱塩室177内を流れ方向A7で流通する。この間、主にカチオン成分が除去される。ここで、被処理水中のカチオン成分の除去が進んでも、H+濃度は、小脱塩室77よりも低くなる。このため、電流効率が高くなり、被処理水中のカチオン成分の除去が良好に行われる。この段階で、被処理水中に含まれていたイオン成分は、概ね除去される。しかし、小脱塩室78で除去されたアニオン成分の中でも、炭酸イオンは、濃縮室22内でガス化して、カチオン交換膜32を透過して小脱塩室177に逆移動してくることがある。このため、再度のアニオン成分除去を小脱塩室178にて行う。小脱塩室177を流通した被処理水は、配管174を経由して、小脱塩室178へ流入し、流れ方向A8で流通する。こうして、カチオン成分とアニオン成分との両イオン成分が高度に除去され、脱イオン水となって脱イオン水流出ライン175から流出する。
Subsequently, the treated water flows into the
本実施形態のEDI70によれば、上述のように、脱イオンモジュール71で処理した処理水を、再度、脱イオンモジュール171にて処理するため、より水質の高い脱イオン水を得ることができる。
According to the
(第4の実施形態)
本発明のEDIの第4の実施形態について、図5を用いて説明する。図5は本実施形態のEDI80の断面図である。なお、電極水流入ライン、電極水流出ラインは、図2のEDI10と同様の配置となっており、説明の便宜上、図5では図示を省略している。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the
図5に示すとおり、複数の脱イオンモジュール81が濃縮室22に挟持されて、陰極室14と陽極室18との間に配置されている。脱イオンモジュール81は、カチオン交換膜32と、枠体33と、中間イオン交換膜34と、枠体35と、アニオン交換膜36とが、陰極12側から順に配置されている。脱イオンモジュール81の枠体33の開口部には、イオン交換体が充填されて、小脱塩室92が形成され、脱イオンモジュール81の枠体35の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室94が形成されている。そして、小脱塩室92と小脱塩室94とで、脱塩室90を構成している。こうして、脱塩室90は、中間イオン交換膜34によって、厚さ方向に略二分されている。
被処理水供給ライン82は、複数の被処理水流入ライン83を有している。被処理水流入ライン83は、小脱塩室92と接続されている。また、配管85には複数の被処理水流出ライン84と、配管87とが接続されている。被処理水流出ライン84は、小脱塩室92と接続されている。配管87は配管88に接続されている。配管88には、複数の被処理水流入ライン86が接続され、被処理水流入ライン86は小脱塩室94と接続されている。小脱塩室94には、脱イオン水流出ライン89が接続されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of
The treated
小脱塩室92に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室42に充填するイオン交換体と同様である。また、小脱塩室94に充填するイオン交換体の種類、および、充填形態は、小脱塩室44に充填するイオン交換体と同様である。
The type and form of ion exchanger charged in the
脱塩室90の厚さは、第1の実施形態における脱塩室40と同様である。また、小脱塩室92の厚さは、第1の実施形態の小脱塩室42と同様であり、小脱塩室94の厚さは、第1の実施形態の小脱塩室44と同様である。
The thickness of the
EDI80による、脱イオン水の製造方法について説明する。
被処理水は、被処理水供給ライン82から被処理水流入ライン83を経由して、小脱塩室92に流入する。そして、流れ方向A9で、主にカチオン成分が除去されながら、小脱塩室92内を流通した後、被処理水流出ライン84を経由して、配管85に至る。配管85では、複数の小脱塩室92から流出した被処理水が合流する。そして、配管85内の被処理水は、配管87を経由して配管88に流され、配管88から被処理水流入ライン86を流通して、小脱塩室94に流入する。被処理水は流れ方向A10で、主にアニオン成分が除去されながら、小脱塩室94内を流通する。そして、カチオン成分とアニオン成分の両イオン成分が除去されて脱イオン水となり、脱イオン水流出ライン89から流出する。
The manufacturing method of deionized water by EDI80 is demonstrated.
The treated water flows from the treated
本実施形態のEDI80によれば、複数の小脱塩室92を流通した被処理水が、配管85で集約された後に小脱塩室94に分配されるため、小脱塩室94毎のイオン負荷を均一化することができ、脱イオン水の均質化と安定化を図ることができる。
According to the
(第5の実施形態)
本発明のEDIの第5の実施形態について、図6を用いて説明する。図6は本実施形態のEDI100の断面図である。なお、電極水流入ライン、電極水流出ラインは、図2のEDI10と同様の配置となっており、説明の便宜上、図6では図示を省略している。
図6に示すとおり、EDI100は、複数の脱イオンモジュール30が濃縮室23に挟持されて、陰極室14と陽極室18との間に配置されている。濃縮室23には、濃縮水流入ライン102と、濃縮水流出ライン104とが接続されている。EDI100は、前述のEDI10(図2)の濃縮水の流れ方向B1(下降流)を、流れ方向B2(上昇流)としたものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 6, the
濃縮室23に充填するイオン交換体の種類、充填形態は、第1の実施形態の濃縮室22と同様である。
濃縮室23の厚さは、第1の実施形態の濃縮室22と同様である。
The kind and filling form of the ion exchanger filled in the
The thickness of the
EDI100による脱イオン水の製造方法について、説明する。
濃縮水は、濃縮水流入ライン102から、濃縮室23に流入し、流れ方向B2で流通する。この間、濃縮水は、脱塩室40から濃縮室23に移動してきたイオン成分を取り込む。そして、濃縮室23を流通した濃縮水は、濃縮水流出ライン104から排出される。
A method for producing deionized
The concentrated water flows from the concentrated
濃縮水の流量は、第1の実施形態と同様である。 The flow rate of the concentrated water is the same as that in the first embodiment.
EDI100によれば、濃縮水を流れ方向B2とし、濃縮室23に隣接する小脱塩室42と小脱塩室44の内、より後段である小脱塩室42の被処理水の流れ方向A2と向流とすることで、より高い水質の脱イオン水を安定的に得ることができる。この点について説明する。
本実施形態によれば、濃縮水の流れ方向B2は、イオン成分の除去が進んだ被処理水の、小脱塩室における流れ方向と向流、即ち、脱イオン水の出口側が濃縮水の上流となっている。ここで、濃縮室23では、小脱塩室44から移行したアニオン成分が、濃縮室23側のカチオン交換膜32面の下流側で、高濃度に存在する。このように、膜面で高濃度に存在するアニオン成分は、さらに陽極16(対極)側に引き寄せられ、小脱塩室42に逆移動する場合がある。このため、EDI100のように濃縮水を流通させることで、より高い水質の脱イオン水を安定的に製造することができる。
According to the
According to this embodiment, the flow direction B2 of the concentrated water is the flow direction and countercurrent in the small desalination chamber of the water to be treated whose ionic components have been removed, that is, the outlet side of the deionized water is upstream of the concentrated water. It has become. Here, in the
(その他の実施形態)
本発明のEDIならびに脱イオン水製造方法は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の第1、第2、第5の実施形態では、被処理水を任意の小脱塩室に流通させた後、他の小脱塩室に流通させているが、被処理水は任意の小脱塩室の1つにのみ流通させて、脱イオン水としても良い。具体的に図2のEDIを用いて説明する。例えば、小脱塩室44のみに、被処理水を流れ方向A1で流通させて、脱イオン水を得ることができる。また、小脱塩室42のみに、被処理水を流れ方向A2で流通させて、脱イオン水として得ることができる。
(Other embodiments)
The EDI and the deionized water production method of the present invention are not limited to the above-described embodiment.
In the first, second, and fifth embodiments described above, the water to be treated is circulated to an arbitrary small desalting chamber and then circulated to another small desalting chamber. It is good also as deionized water by distribute | circulating only to one of the small desalination chambers. This will be specifically described with reference to EDI in FIG. For example, deionized water can be obtained by circulating the water to be treated only in the
上述の第1〜第4の実施形態では、濃縮水を下降流で流通させているが、濃縮水は上昇流で流通させても良い。また、第1〜第5の実施形態では、濃縮水の流れ方向は、全ての濃縮室で同一であるが、濃縮室毎に異なっていても良い。
より高い水質の脱イオン水を得る観点から、濃縮水の流れ方向は、濃縮室に隣接する小脱塩室のうち、より後段の小脱塩室における被処理水の流れ方向と向流とすることが好ましい。
In the first to fourth embodiments described above, the concentrated water is circulated in the downward flow, but the concentrated water may be circulated in the upward flow. Moreover, in the 1st-5th embodiment, although the flow direction of concentrated water is the same in all the concentration chambers, you may differ for every concentration chamber.
From the viewpoint of obtaining deionized water with higher water quality, the flow direction of the concentrated water is countercurrent to the flow direction of the water to be treated in the small demineralization chamber at the later stage among the small demineralization chambers adjacent to the concentration chamber. It is preferable.
上述の第1〜第5の実施形態では、濃縮室22、23にイオン交換体を充填しているが、イオン交換体を充填せずに、メッシュ等を配置しても良い。ただし、EDI全体の電気抵抗を低減するために、濃縮室22、23にはイオン交換体を充填することが好ましい。
In the first to fifth embodiments described above, the
上述の第1、第2、第5の実施形態では、中間イオン交換膜34とアニオン交換膜36との間に形成された小脱塩室から、中間イオン交換膜34とカチオン交換膜32との間に形成された小脱塩室へ、順に被処理水を流通させているが、流通順序は逆であっても良いし、脱塩室毎に流通順序が異なるものを組み合わせても良い。
また、第3、第4の実施形態では、中間イオン交換膜34とカチオン交換膜32との間に形成された小脱塩室から、中間イオン交換膜34とアニオン交換膜36との間に形成された小脱塩室へ、順に被処理水を流通させているが、流通順序は逆であっても良いし、脱塩室毎に流通順序が異なるものを組み合わせても良い。
In the first, second, and fifth embodiments described above, the intermediate
In the third and fourth embodiments, a small desalting chamber formed between the intermediate
上述の第1、第5の実施形態では、複数の脱イオンモジュールが配置されているが、脱イオンモジュールの数は1つであっても良い。 In the first and fifth embodiments described above, a plurality of deionization modules are arranged, but the number of deionization modules may be one.
上述の第1〜第5の実施形態では、脱塩室は二分されて小脱塩室が形成されているが、脱塩室に形成される小脱塩室は、3以上であっても良い。 In the first to fifth embodiments described above, the desalting chamber is divided into two to form small desalting chambers, but the number of small desalting chambers formed in the desalting chamber may be three or more. .
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、実施例に限定されるものではない。
(導電率・比抵抗)
水質評価には導電率ならびに比抵抗を用いた。不純物を全く含んでいない水(理論純水)の場合、25℃の水における導電率の理論値は0.055μS/cm、比抵抗の理論値は18.2MΩ・cmとなる。脱イオン水の水質は、比抵抗が18.2MΩ・cmに近づき、かつ高ければ高いほど水質としては清浄であると評価できる。被処理水の水質評価は、導電率をもって行い、脱イオン水の水質評価は、比抵抗をもって行った。
導電率は、導電率計(873CC、FOXBORO社製)を用いて測定した。また、比抵抗は、比抵抗計(873RS、FOXBORO社製)を用いて測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, it is not limited to an Example.
(Conductivity / specific resistance)
For water quality evaluation, conductivity and specific resistance were used. In the case of water containing no impurities (theoretical pure water), the theoretical value of conductivity in water at 25 ° C. is 0.055 μS / cm, and the theoretical value of specific resistance is 18.2 MΩ · cm. As for the water quality of deionized water, the specific resistance approaches 18.2 MΩ · cm, and the higher, the higher the water quality. The quality of the water to be treated was evaluated with electrical conductivity, and the quality of the deionized water was evaluated with specific resistance.
The conductivity was measured using a conductivity meter (873CC, manufactured by FOXBORO). The specific resistance was measured using a specific resistance meter (873RS, manufactured by FOXBORO).
(実施例1)
第1の実施形態にかかるEDI10(図2)と同様の、4つの脱イオンモジュール30を配置したEDI−Aを、下記仕様にて製造した。EDI−Aは、濃縮水の流れ方向B1と、濃縮室22に隣接する小脱塩室42内の被処理水の流れ方向A2とは、同じ方向である。こうして得られたEDI−Aを用い、下記条件にてEDI−Aの連続運転を行った。運転開始1500時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。なお、被処理水の硬度成分濃度は原子吸光分光光度計(SpectrAA、VARIAN社製)での測定値であり、全炭酸濃度は湿式紫外線酸化TOC分析計(900型、SIEVERS社製)での測定値である。また、SiO2濃度は、分光光度計(U−3010、株式会社日立ハイテクノロジー製)を用い、モリブデン青吸光光度法により測定した値である。
Example 1
An EDI-A having four
<EDI仕様>
(1)カチオン交換膜32:株式会社アストム製
(2)中間イオン交換膜34:株式会社アストム製アニオン交換膜
(3)アニオン交換膜36:株式会社アストム製
(4)小脱塩室42:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(5)小脱塩室44:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(6)小脱塩室42の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)/アニオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)=1/1(体積比)の混床形態
(7)小脱塩室44の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(8)濃縮室22:幅100mm、高さ300mm、厚さ3mm
(9)濃縮室22の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(10)陰極室14および陽極室18:幅100mm、高さ300mm、厚さ1mm
<EDI specifications>
(1) Cation exchange membrane 32: Astom Co., Ltd. (2) Intermediate ion exchange membrane 34: Astom Co., Ltd. anion exchange membrane (3) Anion exchange membrane 36: Astom Co., Ltd. (4) Small desalting chamber 42: Width 100mm, height 300mm, thickness 8mm
(5) Small desalination chamber 44:
(6) Filled ion exchanger in small desalting chamber 42: Mixed bed of cation exchange resin (Rohm and Haas) / anion exchange resin (Rohm and Haas) = 1/1 (volume ratio) Form (7) Filling ion exchanger in small desalination chamber 44: Single bed form of anion exchange resin (8) Concentration chamber 22:
(9) Filling ion exchanger in concentration chamber 22: Single bed form of anion exchange resin (10)
<運転条件>
(1)被処理水の導電率:8〜10μS/cm
(2)被処理水の比抵抗:0.1〜0.125MΩ・cm
(3)被処理水中の硬度成分濃度:0.8〜1.0mgCaCO3/L
(4)被処理水中の全炭酸濃度:8〜9mgCO2/L
(5)被処理水のSiO2濃度:900〜1000ppb
(6)被処理水流量:150L/h
(7)濃縮水流量:10L/h
(8)電極水流量:30L/h
(9)運転電流値:1.0A
<Operating conditions>
(1) Conductivity of water to be treated: 8 to 10 μS / cm
(2) Specific resistance of water to be treated: 0.1 to 0.125 MΩ · cm
(3) Hardness component concentration in water to be treated: 0.8 to 1.0 mg CaCO 3 / L
(4) Total carbonic acid concentration in the treated water: 8-9 mg CO 2 / L
(5) SiO 2 concentrations of the water to be treated: 900~1000Ppb
(6) Flow rate of treated water: 150 L / h
(7) Concentrated water flow rate: 10 L / h
(8) Electrode water flow rate: 30 L / h
(9) Operating current value: 1.0A
(実施例2)
第2の実施形態にかかるEDI60(図3)と同様に、濃縮室22を介して隣接する脱塩室40と脱塩室66とが、被処理水の流れ方向が逆となるように、脱イオンモジュール30と脱イオンモジュール61とを交互に4つ配置し、下記仕様によりEDI−Bを得た。EDI−Bを用いて、実施例1と同様にして連続運転を行った。運転開始1500時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。
(Example 2)
Similar to the EDI 60 (FIG. 3) according to the second embodiment, the
<EDI仕様>
(1)カチオン交換膜32:株式会社アストム製
(2)中間イオン交換膜34:株式会社アストム製アニオン交換膜
(3)アニオン交換膜36:株式会社アストム製
(4)小脱塩室42、67:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(5)小脱塩室44、68:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(6)小脱塩室42、67の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)/アニオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)=1/1(体積比)の混床形態
(7)小脱塩室44、68の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(8)濃縮室22:幅100mm、高さ300mm、厚さ3mm
(9)濃縮室22の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(10)陰極室14および陽極室18:幅100mm、高さ300mm、厚さ1mm
<EDI specifications>
(1) Cation exchange membrane 32: Astom Co., Ltd. (2) Intermediate ion exchange membrane 34: Astom Co., Ltd. anion exchange membrane (3) Anion exchange membrane 36: Astom Co., Ltd. (4)
(5)
(6) Filled ion exchanger in
(9) Filling ion exchanger in concentration chamber 22: Single bed form of anion exchange resin (10)
(実施例3)
第5の実施形態にかかるEDI100(図6)と同様に、濃縮水の流れ方向B2が、濃縮室23に隣接する小脱塩室42の被処理水の流れ方向A2と向流となるようにした以外は、実施例1と同様にしてEDI100と同様のEDI−Cを得た。なお、濃縮室23の寸法、充填イオン交換体の種類・形態については、EDI−Aの濃縮室22と同様とした。得られたEDI−Cを用いて、実施例1と同様にして連続運転を行った。運転開始1500時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。また、運転開始時から、運転開始1500時間後までの運転電圧を経時的に測定し、その結果を図7に凡例(X)として示す。
(Example 3)
Similar to the EDI 100 (FIG. 6) according to the fifth embodiment, the flow direction B2 of the concentrated water is counterflowed with the flow direction A2 of the water to be treated in the
(比較例1)
比較例1に用いた従来型のEDIについて、図9を用いて説明する。
図9は、従来の脱塩室複数セル型のEDI200の断面図である。EDI200は、陰極室214と陽極室218との間に、4個の脱イオンモジュール230が、濃縮室222に挟持されて配置されている。
脱イオンモジュール230は、カチオン交換膜232と、枠体233と、中間イオン交換膜234と、枠体235と、アニオン交換膜236とが、陰極212側から順に配置されている。枠体233の開口部には、イオン交換体が充填されて小脱塩室242が形成され、枠体235の開口部には、イオン交換体が充填されて、小脱塩室244が形成されている。そして、小脱塩室244と小脱塩室242とで、脱塩室240を構成している。小脱塩室244には、被処理水流入ライン252と、被処理水流出ライン253とが接続されている。小脱塩室242には、被処理水流入ライン254と、脱イオン水流出ライン255とが接続されている。そして、被処理水流出ライン253と、被処理水流入ライン254とは、図示されない配管により、接続されている。
陰極室214は、陰極212と、仕切り膜220とにより、メッシュが挟持されて形成されている。陽極室218は、陽極216と、仕切り膜220とにより、メッシュが挟持されて形成されている。また、陰極室214には電極水流入ライン213と、電極水流出ライン215とが接続され、陽極室218には、電極水流入ライン217と電極水流出ライン219とが接続され、電極水流出ライン215と電極水流入ライン217とは、図示されない配管により接続されている。陰極212と陽極216とは、図示されない電源と接続されている。
濃縮室222は、脱イオンモジュール230の両側に、枠体224が配置され、該枠体224の開口部にイオン交換体が充填されて形成されている。濃縮室222には濃縮水流入ライン256と、濃縮水流出ライン258が接続されている。
(Comparative Example 1)
The conventional EDI used in Comparative Example 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional
In the
The
The
EDI200と同様に、脱インモジュール230を4つ配置し、下記仕様にて製造し、EDI−Dとした。EDI−Dを用いて、実施例1と同様にして連続運転を行った。運転に際し、被処理水を被処理水流入ライン252から小脱塩室244へ流入させ、流れ方向a1で小脱塩室244を流通後、被処理水流出ライン253、被処理水流入ライン254を経由して小脱塩室242に流入させた。次いで、被処理水を流れ方向a2で小脱塩室242内を流通させ、脱イオン水流出ライン255から脱イオン水を流出させて、脱イオン水を得た。
運転開始1500時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。また、運転開始時から、運転開始1500時間後までの運転電圧を経時的に測定し、その結果を図7に凡例(Y)として示す。
As with the
The operating voltage and the specific resistance of deionized water after 1500 hours from the start of operation were measured, and the results are shown in Table 1. Further, the operation voltage from the start of operation to 1500 hours after the start of operation was measured over time, and the results are shown as a legend (Y) in FIG.
<EDI仕様>
(1)カチオン交換膜232:株式会社アストム製
(2)中間イオン交換膜234:株式会社アストム製アニオン交換膜
(3)アニオン交換膜236:株式会社アストム製
(4)小脱塩室242:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(5)小脱塩室244:幅100mm、高さ300mm、厚さ8mm
(6)小脱塩室242の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)/アニオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)=1/1(体積比)の混床形態
(7)小脱塩室244の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(8)濃縮室222:幅100mm、高さ300mm、厚さ3mm
(9)濃縮室222の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(10)陰極室214および陽極室218:幅100mm、高さ300mm、厚さ1mm
<EDI specifications>
(1) Cation exchange membrane 232: Astom Co., Ltd. (2) Intermediate ion exchange membrane 234: Astom Co., Ltd. anion exchange membrane (3) Anion exchange membrane 236: Astom Co., Ltd. (4) Small desalination chamber 242: Width 100mm, height 300mm, thickness 8mm
(5) Small desalination chamber 244:
(6) Packed ion exchanger in small desalting chamber 242: Mixed bed of cation exchange resin (Rohm and Haas) / anion exchange resin (Rohm and Haas) = 1/1 (volume ratio) Form (7) Filling ion exchanger in small desalination chamber 244: Single bed form of anion exchange resin (8) Concentration chamber 222:
(9) Filling ion exchanger in concentration chamber 222: Single bed form of anion exchange resin (10)
表1の結果より、隣接する小脱塩室の被処理水の流れ方向を向流とした実施例1〜3において、隣接する小脱塩室の被処理水の流れ方向を同一方向とした比較例1に比べて、低い電圧にて運転できることが判った。
さらに、濃縮室を介して隣接する脱イオンモジュール全体の、被処理水の流れ方向が逆である実施例2において、最も低い運転電圧となった。また、濃縮水の流れ方向が、隣接する小脱塩室のうち、後段の小脱塩室の被処理水の流れ方向に対して、向流とした実施例3において、最も高い水質が得られ、比抵抗は17.9MΩ・cmであった。
前述したとおり、比抵抗は水の純度を表す尺度で、理論純水の比抵抗は18.2MΩ・cmである。ここで、用途別使用水の比抵抗を例示すると、小型ボイラーで約4MΩ・cm、大型発電所で約10MΩ・cm、原子力発電所で約15MΩ・cmである。一般的に15MΩ・cm以上の水を「超純水」と呼ぶが、エレクトロニクス産業等においては、より理論純水に近い水質(18.2MΩ・cm)が求められ、0.1MΩ・cmオーダーでの水質向上が要求されている。これらのことを考慮し、実施例3の比抵抗17.9MΩ・cmと、比較例1の比抵抗16.9MΩ・cmとを比較すると、実施例3のEDI−Cによって、著しい水質の向上が図れていることが判った。
From the results of Table 1, in Examples 1 to 3 in which the flow direction of the water to be treated in the adjacent small desalting chamber was countercurrent, the flow direction of the water to be treated in the adjacent small desalination chamber was compared in the same direction. Compared to Example 1, it was found that operation was possible at a lower voltage.
Furthermore, in Example 2 in which the flow direction of the water to be treated of the entire deionization module adjacent through the concentration chamber was reversed, the lowest operating voltage was obtained. Further, in Example 3 in which the flow direction of the concentrated water is countercurrent to the flow direction of the water to be treated in the subsequent small desalination chamber among the adjacent small desalination chambers, the highest water quality is obtained. The specific resistance was 17.9 MΩ · cm.
As described above, the specific resistance is a measure representing the purity of water, and the specific resistance of theoretical pure water is 18.2 MΩ · cm. Here, the specific resistance of water used by use is exemplified by a small boiler of about 4 MΩ · cm, a large power plant of about 10 MΩ · cm, and a nuclear power plant of about 15 MΩ · cm. Generally, water of 15 MΩ · cm or more is called “ultra pure water”, but in the electronics industry etc., water quality (18.2 MΩ · cm) closer to the theoretical pure water is required, and it is on the order of 0.1 MΩ · cm. Water quality improvement is required. Considering these things, when the specific resistance of 17.9 MΩ · cm of Example 3 and the specific resistance of 16.9 MΩ · cm of Comparative Example 1 are compared, EDI-C of Example 3 significantly improves the water quality. I found out that it was planned.
図7に示すように、実施例3(凡例(X))では、運転電圧は、運転開始400時間で48Vまで上昇した後、1500時間経過まで大きく変動せずに安定していた。EDI−C運転開始当初の運転電圧33Vが、運転開始1500時間後で、1.6倍の52Vに抑えられていた。
比較例1(凡例(Y))では、運転開始400時間から1500時間にかけて、大幅な運転電圧の上昇が確認できた。EDI−D運転当初の運転電圧36Vが、運転開始1500時間で、2.4倍の86Vに上昇していた。
実施例3と比較例1との運転電圧の推移を比較すると、隣接する小脱塩室の被処理水の流れ方向を向流とした実施例3は、極めて安定した電圧で運転でき、長期間にわたって安定した水質の脱イオン水製造が行えることが判った。
As shown in FIG. 7, in Example 3 (Legend (X)), the operating voltage rose to 48V at the start of
In Comparative Example 1 (Legend (Y)), a significant increase in operating voltage was confirmed from 400 hours to 1500 hours after the start of operation. The operating voltage 36V at the beginning of EDI-D operation increased 2.4 times to 86V after 1500 hours of operation.
Comparing the transition of the operating voltage between Example 3 and Comparative Example 1, Example 3 in which the flow direction of the water to be treated in the adjacent small desalination chamber is countercurrent can be operated at a very stable voltage, It was found that deionized water with stable water quality can be produced.
10、60、70、80、100、200 電気式脱イオン水製造装置
14、214 陰極室
18、218 陽極室
22、23、222 濃縮室
32、232 カチオン交換膜
34、234 中間イオン交換膜
36、236 アニオン交換膜
40、66、76、90、176、240 脱塩室
42、44、67、68、77、78、92、94、177、178 、242、244 小脱塩室
10, 60, 70, 80, 100, 200 Electric deionized
Claims (8)
前記脱塩室には、前記カチオン交換膜と前記アニオン交換膜との間に配置された中間イオン交換膜によって、脱塩室の厚さ方向に多段に区画された小脱塩室が形成され、
前記カチオン交換膜、または、前記アニオン交換膜を介して、前記脱塩室の両側に濃縮室が設けられ、
前記脱塩室と前記濃縮室とが、陽極を備えた陽極室と、陰極を備えた陰極室との間に配置され、
前記中間イオン交換膜を介して隣接する各小脱塩室の被処理水の流れ方向が、向流である電気式脱イオン水製造装置。 A space partitioned by the cation exchange membrane on one side and the anion exchange membrane on the other side is filled with an ion exchanger to provide a desalting chamber,
In the desalting chamber, a small desalting chamber that is partitioned in multiple stages in the thickness direction of the desalting chamber is formed by an intermediate ion exchange membrane disposed between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane,
A concentration chamber is provided on both sides of the desalting chamber via the cation exchange membrane or the anion exchange membrane,
The desalting chamber and the concentration chamber are disposed between an anode chamber having an anode and a cathode chamber having a cathode;
An electric deionized water production apparatus in which the flow direction of water to be treated in each small demineralization chamber adjacent through the intermediate ion exchange membrane is countercurrent.
任意の脱塩室における、アニオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室と、濃縮室を介して隣接する他の脱塩室における、アニオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室とで、被処理水の流れ方向が向流であり、
かつ、任意の脱塩室における、カチオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室と、濃縮室を介して隣接する他の脱塩室における、カチオン交換膜と中間イオン交換膜とで区画されて形成されている小脱塩室とで、被処理水の流れ方向が向流であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。 Between the anode chamber and the cathode chamber, two or more desalting chambers are arranged via the concentration chamber,
Anion exchange membrane and intermediate ion in a small desalting chamber formed by partitioning an anion exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane in any desalting chamber, and in another desalting chamber adjacent through the concentration chamber With the small desalination chamber formed by partitioning with the exchange membrane, the flow direction of the water to be treated is countercurrent,
And a small desalting chamber formed by partitioning a cation exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane in an arbitrary desalting chamber, and a cation exchange membrane in another desalting chamber adjacent via the concentration chamber, The small water desalination chamber formed by partitioning with an intermediate ion exchange membrane has a countercurrent flow direction of water to be treated. Electric deionized water production equipment.
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