JP2011139979A - 電気式脱イオン水製造装置および脱イオン水製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極4および陰極5と、少なくともカチオン交換体が充填されたカチオン脱塩室D1,D1’と、少なくともアニオン交換体が充填されたアニオン脱塩室D2,D2’と、陽極4と陰極5との間に位置し、第1のカチオン交換膜c,c’を介してカチオン脱塩室D1,D1’と隣接する濃縮室C2,C3と、を有し、アニオン脱塩室D2,D2’とカチオン脱塩室D1,D1’とは、アニオン脱塩室D2,D2’を流出して少なくともアニオン成分が除去された中間処理水の一部がカチオン脱塩室D1,D1’に流入するように連通されており、アニオン脱塩室D2,D2’と濃縮室C2,C3とは、アニオン脱塩室D2,D2’を流出した中間処理水の他の一部が濃縮室C2,C3に流入するように連通されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電気式脱イオン水製造装置の概略構成図である。電気式脱イオン水製造装置1は、陽極4を備える陽極室E1と陰極5を備える陰極室E2との間に、3つの濃縮室C1〜C3と、第1および第2の濃縮室C1,C2の間に位置する第1の主脱塩室Dと、第2および第3の濃縮室C2,C3の間に位置する第2の主脱塩室D’とが設けられ、これらの各室がイオン交換膜a,a’c,c’,mで仕切られている。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る電気式脱イオン水製造装置を示す概略構成図である。
図1に示す構成の電気式脱イオン水製造装置(実施例)と、図3に示す電気式脱イオン水製造装置(比較例)を用いて、本発明の効果を確認した。比較例は、図1に示す実施例と、各室の構成は同様であり、濃縮室供給水がアニオン脱塩室に流入させる前の被処理水、すなわち原水である点で異なっている。濃縮室供給水の流量と、得られる処理水の流量とは、実施例および比較例で共に同量であるが、アニオン脱塩室を流出した脱アニオン水を濃縮室に流す実施例では、アニオン脱塩室入口での被処理水の流量が、比較例と比べて、濃縮室に流す分だけ大きくなっている。また、中間イオン交換膜としてはアニオン交換膜を用い、陽極室と濃縮室との間のイオン交換膜としてはカチオン交換膜、陰極室と濃縮室との間のイオン交換膜としてはアニオン交換膜をそれぞれ用いている。
・陽極室E1:寸法300×80×4mm CER充填
・陰極室E2:寸法300×80×4mm AER充填
・カチオン脱塩室:寸法300×80×5mm(3室とも) CERとAERの混合充填(充填比1:1)
・アニオン脱塩室:寸法300×80×5mm(3室とも) AER充填
・濃縮室:300×80×5mm(4室とも) AER充填
・処理水流量:30L/h
・濃縮水流量:3L/h
・電極水流量:10L/h
・アニオン脱塩室供給水(被処理水):一段RO透過水12±1μS/cm
・アニオン脱塩供給水炭酸濃度(CO2含有量):20±2mg/L
・濃縮室供給水(実施例):アニオン脱塩室処理水(脱アニオン水)
(比較例):アニオン脱塩室供給水(被処理水)
・電極室供給水:一段RO透過水12±1μS/cm
・印加電流値:1.0A
・印加電流密度:0.42A/dm2
2 枠体
3 中間イオン交換膜
4 陽極
5 陰極
D,D’ 主脱塩室
D1 第1のカチオン脱塩室
D1’ 第2のカチオン脱塩室
D11 カチオン脱塩室
D2 第1のアニオン脱塩室
D2’ 第2のアニオン脱塩室
D12 アニオン脱塩室
C 濃縮室
C1〜C3 第1〜第3の濃縮室
E1 陽極室
E2 陰極室
a,a’ アニオン交換膜
a1 第1のアニオン交換膜
a2 第2のアニオン交換膜
c,c’ カチオン交換膜
c1 第1のカチオン交換膜
c2 第2のカチオン交換膜
Claims (11)
- 被処理水を処理して脱イオン水を製造する電気式脱イオン水製造装置であって、
陽極および陰極と、
少なくともカチオン交換体が充填されたカチオン脱塩室と、
少なくともアニオン交換体が充填されたアニオン脱塩室と、
前記陽極と前記陰極との間に位置し、第1のカチオン交換膜を介して前記カチオン脱塩室と隣接する濃縮室と、を有し、
前記アニオン脱塩室と前記カチオン脱塩室とは、被処理水が前記アニオン脱塩室に流入し、該アニオン脱塩室を流出して少なくともアニオン成分が除去された中間処理水の一部が前記カチオン脱塩室に流入するように連通されており、
前記アニオン脱塩室と前記濃縮室とは、前記アニオン脱塩室を流出した前記中間処理水の他の一部が前記濃縮室に流入するように連通されている、
電気式脱イオン水製造装置。 - 前記濃縮室が、前記カチオン脱塩室の前記陰極側で、前記第1のカチオン交換膜を介して前記カチオン脱塩室に隣接して位置する陰極側濃縮室と、前記アニオン脱塩室の前記陽極側で、第1のアニオン交換膜を介して前記アニオン脱塩室に隣接して位置する陽極側濃縮室と、を有し、
前記アニオン脱塩室が、前記カチオン脱塩室の前記陽極側で、中間イオン交換膜を介して前記カチオン脱塩室と隣接する、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記濃縮室が、前記アニオン脱塩室の前記陽極側で、第1のアニオン交換膜を介して前記アニオン脱塩室と隣接する、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記陽極を備えた陽極室と、前記陰極を備えた陰極室と、を有し、
前記カチオン脱塩室が、第2のカチオン交換膜を介して前記陽極室と隣接し、前記アニオン脱塩室が、第2のアニオン交換膜を介して前記陰極室と隣接する、請求項3に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記陽極を備えた陽極室と、前記陰極を備えた陰極室と、を有し、
前記アニオン脱塩室と前記濃縮室と前記カチオン脱塩室とは、中間イオン交換膜を介して互いに隣接するように2つ以上設けられ、
2つ以上の前記アニオン脱塩室が並列流路を形成し、2つ以上の前記カチオン脱塩室が並列流路を形成し、
最も前記陽極側に位置する前記カチオン脱塩室が、第2のカチオン交換膜を介して前記陽極室と隣接し、最も前記陰極側に位置する前記アニオン脱塩室が、第2のアニオン交換膜を介して前記陰極室と隣接する、請求項3に記載の電気式脱イオン水製造装置。 - 前記アニオン脱塩室には、前記アニオン交換体が単床形態で充填されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記濃縮室に流入する前記中間処理水の前記他の一部の流入方向と、前記カチオン脱塩室に流入する前記中間処理水の前記一部の流入方向とが互いに反対向きである、請求項1から6のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記濃縮室に流入する前記中間処理水の前記他の一部の、前記カチオン脱塩室に流入する前記中間処理水の前記一部に対する流量比が0.05〜1倍の範囲にある、請求項1から7のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 陽極および陰極と、
少なくともカチオン交換体が充填されたカチオン脱塩室と、
少なくともアニオン交換体が充填されたアニオン脱塩室と、
前記陽極と前記陰極との間に位置し、第1のカチオン交換膜を介して前記カチオン脱塩室と隣接する濃縮室と、
を有する電気式脱イオン水製造装置を用いて、被処理水を処理して脱イオン水を製造する脱イオン水製造方法であって、
被処理水を前記アニオン脱塩室に流し、少なくともアニオン成分が除去された中間処理水を生成するステップと、
前記アニオン脱塩室を流出した前記中間処理水の一部を、前記カチオン脱塩室に流すステップと、
前記アニオン脱塩室を流出した前記中間処理水の他の一部を、前記濃縮室に流すステップと、
を含む、脱イオン水製造方法。 - 前記濃縮室に流すステップは、前記中間処理水の前記一部を前記カチオン脱塩室に流す方向と反対向きに、前記中間処理水の前記他の一部を前記濃縮室に流すことを含む、請求項9に記載の脱イオン水製造方法。
- 前記濃縮室に流すステップは、前記カチオン脱塩室に流す前記中間処理水の前記一部の流量に対して0.05〜1倍の範囲の流量で、前記中間処理水の前記他の一部を前記濃縮室に流すことを含む、請求項9または10に記載の電気式脱イオン水製造装置。
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