JP2014000524A - 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
電気式脱イオン水製造装置および脱イオン水製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この電気式脱イオン水製造装置では脱塩室が印加電流方向に並ぶ小脱塩室D1,D2にアニオン交換膜の中間膜1で区画されている。中間膜1(AEM)の陰極側の面にはBP膜5のアニオン交換膜面が接するようにBP膜が重ねて設置されている。BP膜5の所定の領域には複数の孔6が設けられている。BP膜5において複数の孔6が設けられていない領域7は脱塩室の最下流の出口4付近に位置する。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の第一実施形態による脱塩室2室型のEDIの脱塩室の構成を示す断面図である。脱塩室2室型のEDIでは脱塩室が印加電流方向に並ぶ2室(第1の小脱塩室D1と第2の小脱塩室D2)に区画されており、本実施形態は2室を仕切る中間膜1(イオン交換膜)にアニオン交換膜が設けられている例である。図中にはアニオン交換膜をAEM、カチオン交換膜をCEMと略記している。中間膜1(AEM)の陰極側の面にはBP膜5のアニオン交換膜面が接するようにBP膜が重ねて設置されている。他方、BP膜5のカチオン交換膜面は、第1の小脱塩室D1に充填されている混合イオン交換体(アニオン交換体とカチオン交換体の混床形態)2に接している。第1の小脱塩室D1にはカチオン交換樹脂の単体が充填されていてもよい。第2の小脱塩室D2にはアニオン交換体3が充填されていてもよい。
図3は本発明の第二実施形態によるD2EDIの脱塩室の構成を示す断面図である。この形態は、電圧印加方向に並ぶ2室(第1小脱塩室D1と第2小脱塩室D2)を仕切る中間膜1(イオン交換膜)にカチオン交換膜が設けられている例である。図中にはアニオン交換膜をAEM、カチオン交換膜をCEMと略記している。中間膜1(CEM)の陽極側の面にはBP膜5のカチオン交換膜面が接するようにBP膜5が重ねて設置されている。他方、BP膜5のアニオン交換膜面は、第1の小脱塩室D1に充填されている混合イオン交換体2に接している。本実施形態の第2の小脱塩室D1にはカチオン交換体8が充填されている。なお、第1の小脱塩室D1にはアニオン交換体3が充填されていてもよい。
上記では、脱塩室2室型のEDIの中間膜1にアニオン交換膜を使用する第一の実施形態と、その中間膜1にカチオン交換膜を使用する第二の実施形態を説明した。これらの実施形態の中間膜1には一部に複数の孔6を有するBP膜5が重ねて配置されているが、そのBP膜5における孔6の無い領域は、第2の小脱塩室D2の出口4側にあるBP膜5の一端部から、該一端部とは反対の側へ所定の範囲に亘って設けられている。
・陽極室:寸法200×250×5mm CER充填
・陰極室:寸法200×250×5mm AER充填
・第1の小脱塩室D1:寸法200×250×10mm MB充填(混合比率1:1)
・第2の小脱塩室D2:寸法200×250×10mm AER充填
・各濃縮室:200×250×5mm AER充填
・小脱塩室D1,D2における被処理水の流量:50L/h
・濃縮室における濃縮水の流量:20L/h
・陽極室及び陰極室における電極水の流量:10L/h
・小脱塩室への供給水(被処理水):一段RO透過水9〜10μS/cm
・濃縮室への供給水(濃縮水):一段RO透過水9〜10μS/cm
・電極室への供給水(電極水):脱塩室処理水
・小脱塩室への供給水(被処理水)中のシリカ濃度:1mg/L
・印加電流値:2.0A
以上の条件の下で実施例1および比較例1〜3の脱塩室2室型のEDIのそれぞれについて、200時間の連続運転を行い、その後の運転電圧、処理水質(脱塩室通過後の被処理水の比抵抗)、脱塩室通過後の被処理水中のシリカ濃度、を比較した。その結果を表1に示す。
4:脱塩室の最下流の出口(第2の小脱塩室D2の脱イオン水出口)
5:BP膜 6:孔 7:BP膜における複数の孔が無い領域
8:カチオン交換体
D:脱塩室 D1:第1の小脱塩室 D2:第2の小脱塩室
C1,C2:濃縮室 E1:陽極室 E2:陰極室
AEM:アニオン交換膜 CEM:カチオン交換膜
Claims (10)
- 脱塩室と、該脱塩室の両隣に設けられた一対の濃縮室と、該一対の濃縮室の一方に対して前記脱塩室の側とは反対側に設けられた陽極と、該一対の濃縮室の他方に対して前記脱塩室の側とは反対側に設けられた陰極とを備え、前記脱塩室が、イオン交換膜によって、前記陽極と前記陰極の間の通電方向に並ぶ2室に区画され、被処理水を該2室に順次通過させるように構成された電気式脱イオン水製造装置において、
アニオン交換膜とカチオン交換膜を貼り合せてなるバイポーラ膜をさらに備え、
該バイポーラ膜が前記イオン交換膜に重ねて設置され、該バイポーラ膜の、前記脱塩室の最下流の出口付近を除いた領域に複数の孔が設けられていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置であって、
前記2室を区画している前記イオン交換膜がアニオン交換膜であり、
該アニオン交換膜の前記陰極側の面に前記バイポーラ膜のアニオン交換膜が接するように前記バイポーラ膜が重ねて設置されており、
前記2室のうちの前記陽極側の室に少なくともアニオン交換体が充填され、前記2室のうちの前記陰極側の室に少なくともカチオン交換体が充填されていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置であって、
前記2室を区画している前記イオン交換膜がカチオン交換膜であり、
該カチオン交換膜の前記陽極側の面に前記バイポーラ膜のカチオン交換膜が接するように前記バイポーラ膜が重ねて設置されており、
前記2室のうちの前記陽極側の室に少なくともアニオン交換体が充填され、前記2室のうちの前記陰極側の室に少なくともカチオン交換体が充填されていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置であって、
前記バイポーラ膜において前記複数の孔が設けられていない領域は、前記2室のうちの被処理水が最後に通過する室の出口側にある前記バイポーラ膜の一端部から、該一端部とは反対の側へ所定の範囲に亘って設けられていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置であって、
前記2室のうちの一方の室と他方の室とで前記被処理水の流れる方向が同じにされていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置であって、
前記2室のうちの一方の室と他方の室とで前記被処理水の流れる方向が互いに逆向きにされていることを特徴とする電気式脱イオン水製造装置。 - 前記脱塩室に流入させる被処理水にはシリカが含まれていることを特徴とする請求項2に記載の電気式脱イオン水製造装置。
- 前記脱塩室に流入させる被処理水は1段RO膜透過水であることを特徴とする請求項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。
- 脱塩室と、該脱塩室の両隣に設けられた一対の濃縮室と、該一対の濃縮室の一方に対して前記脱塩室の側とは反対側に設けられた陽極と、該一対の濃縮室の他方に対して前記脱塩室の側とは反対側に設けられた陰極とを備え、前記脱塩室が、イオン交換膜によって、前記陽極と前記陰極の間の通電方向に並ぶ2室に区画された電気式脱イオン水製造装置を用意し、被処理水を該2室に順次通過させて脱イオン水を製造する脱イオン水製造方法において、
アニオン交換膜とカチオン交換膜を貼り合せてなるバイポーラ膜を前記イオン交換膜に重ねて設置し、該バイポーラ膜の、前記脱塩室の最下流の出口付近を除いた領域に複数の孔を設けておくことを特徴とする脱イオン水製造方法。 - 請求項9に記載の脱イオン水製造方法であって、
前記バイポーラ膜において前記複数の孔が設けられていない領域を、前記2室のうちの被処理水が最後に通過する室の出口側にある前記バイポーラ膜の一端部から、該一端部とは反対の側へ所定の範囲に亘って設けておくことを特徴とする脱イオン水製造方法。
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