JP2014200698A - Electric deionized water manufacturing apparatus - Google Patents

Electric deionized water manufacturing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2014200698A
JP2014200698A JP2013075800A JP2013075800A JP2014200698A JP 2014200698 A JP2014200698 A JP 2014200698A JP 2013075800 A JP2013075800 A JP 2013075800A JP 2013075800 A JP2013075800 A JP 2013075800A JP 2014200698 A JP2014200698 A JP 2014200698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
small desalting
desalting chamber
anion
small
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013075800A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6034736B2 (en
Inventor
健太 合庭
Kenta Aiba
健太 合庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organo Corp, Japan Organo Co Ltd filed Critical Organo Corp
Priority to JP2013075800A priority Critical patent/JP6034736B2/en
Publication of JP2014200698A publication Critical patent/JP2014200698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6034736B2 publication Critical patent/JP6034736B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit an operation voltage gain of an electric deionized water manufacturing apparatus.SOLUTION: The provided electric deionized water manufacturing apparatus comprises: a first minor desalinating chamber 12 filled with an anion exchanger; and a second minor desalinating chamber 14 filled with a cation exchanger and an anion exchanger and adjacent to the first minor desalinating chamber 12 via an intermediate ion exchange membrane 13. The first minor desalinating chamber 12 is partitioned by an anion exchange membrane 30 and the intermediate ion exchange membrane 13. The second minor desalinating chamber 14 is partitioned not only by an ion exchange membrane 32 including a cation exchange membrane but also by the intermediate ion exchange membrane 13. Of the anion exchangers filled respectively into the first minor desalinating chamber 12 and second minor desalinating chamber 14, the anion exchanger having the least basicity is included within at least either of the first minor desalinating chamber 12 and second minor desalinating chamber 14. Treatment target water is permeated through the minor desalinating chamber not including the anion exchanger having the least basicity and then through the other minor desalinating chamber.

Description

本発明は、電気式脱イオン水製造装置に関するものであり、特に脱塩処理部の構成に関するものである。   The present invention relates to an electrical deionized water production apparatus, and more particularly to a configuration of a desalting treatment unit.

イオン交換体に被処理水を通水することにより、被処理水のイオン成分を除去する脱イオン水製造装置が知られている。イオン交換体のイオン交換基が飽和して当該イオン交換基の脱イオン性能が低下すると、酸やアルカリ等の薬剤によってイオン交換基を再生する必要がある。すなわち、イオン交換基に吸着した陰イオンや陽イオンを、酸あるいはアルカリ由来のH+やOH-と置換する処理が必要となる。近年、このような運転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水製造装置が実用化されている。 There is known a deionized water production apparatus that removes an ionic component of water to be treated by passing the water to be treated through an ion exchanger. When the ion exchange group of the ion exchanger is saturated and the deionization performance of the ion exchange group is reduced, it is necessary to regenerate the ion exchange group with a chemical such as acid or alkali. That is, the anion and cation adsorbed on ion exchange groups, acid or alkali from the H + and OH - process of replacing a is required. In recent years, in order to eliminate such disadvantages in operation, an electric deionized water production apparatus that does not require regeneration by a drug has been put into practical use.

電気式脱イオン水製造装置は、電気泳動と電気透析とを組み合わせた処理を実行する。一般的な電気式脱イオン水製造装置は、脱塩室と、該脱塩室の両側に配置された一対の濃縮室と、一方の濃縮室の外側に配置された陽極室と、他方の濃縮室の外側に配置された陰極室と、を有する。脱塩室は、互いに対向するアニオン交換膜およびカチオン交換膜を有し、アニオン交換膜とカチオン交換膜とによって区画された室内にイオン交換体(アニオン交換体又は/及びカチオン交換体)が充填されている。以下、電気式脱イオン水製造装置を「脱イオン水製造装置」と略称する場合がある。   The electric deionized water production apparatus executes a process that combines electrophoresis and electrodialysis. A general electric deionized water production apparatus includes a demineralization chamber, a pair of concentration chambers disposed on both sides of the demineralization chamber, an anode chamber disposed outside one of the concentration chambers, and a concentration of the other. And a cathode chamber disposed outside the chamber. The desalination chamber has an anion exchange membrane and a cation exchange membrane facing each other, and a chamber partitioned by the anion exchange membrane and the cation exchange membrane is filled with an ion exchanger (anion exchanger or / and cation exchanger). ing. Hereinafter, the electric deionized water production apparatus may be abbreviated as “deionized water production apparatus”.

脱イオン水製造装置により脱イオン水(処理水)を製造するには、陽極室および陰極室にそれぞれ設けられている電極に直流電圧を印加した状態で、脱塩室に被処理水を通水させる。脱塩室では、被処理水中のアニオン成分(Cl-、CO3 2-、HCO3 -、SiO2等)が、アニオン交換体に捕捉される。また、被処理水中のカチオン成分(Na+、Ca2+、Mg2+等)はカチオン交換体に捕捉される。この際、アニオン交換体及びカチオン交換体の表面で水の解離反応が起こり、水素イオンと水酸化物イオンが発生する(H2O→H++OH-)。イオン交換体に捕捉されたイオン成分は、この水素イオン及び水酸化物イオンと置換され、イオン交換体から遊離する。 In order to produce deionized water (treated water) using a deionized water production apparatus, water to be treated is passed through the demineralization chamber while a DC voltage is applied to the electrodes provided in the anode chamber and the cathode chamber, respectively. Let In the desalting chamber, anion components (Cl , CO 3 2− , HCO 3 , SiO 2, etc.) in the water to be treated are captured by the anion exchanger. In addition, cation components (Na + , Ca 2+ , Mg 2+, etc.) in the water to be treated are captured by the cation exchanger. At this time, a dissociation reaction of water occurs on the surfaces of the anion exchanger and cation exchanger, and hydrogen ions and hydroxide ions are generated (H 2 O → H + + OH ). The ion component captured by the ion exchanger is replaced with the hydrogen ions and hydroxide ions, and is released from the ion exchanger.

イオン成分は、イオン交換体への補足および遊離を繰り返しながら、電圧の作用により、脱塩室の端に配置されたイオン交換膜(アニオン交換膜またはカチオン交換膜)まで電気泳動する。このイオン成分は、イオン交換膜で電気透析され、脱塩室と隣接する濃縮室へ移動する。濃縮室に移動したイオン成分は、濃縮室を流れる濃縮水と共に排出される。このようにして、脱塩室に通水された被処理水が脱イオン化される。   The ion component is electrophoresed to the ion exchange membrane (anion exchange membrane or cation exchange membrane) disposed at the end of the desalting chamber by the action of voltage while being repeatedly captured and released from the ion exchanger. This ionic component is electrodialyzed by an ion exchange membrane and moves to a concentration chamber adjacent to the desalting chamber. The ion component that has moved to the concentration chamber is discharged together with the concentrated water flowing through the concentration chamber. In this way, the water to be treated that has passed through the desalting chamber is deionized.

電気式脱イオン水製造装置では、水の解離反応で発生した水素イオンおよび水酸化物イオンが、イオン交換体を再生する再生剤として作用する。このため、イオン交換体を再生するための別の薬剤は基本的に不要である。   In the electric deionized water production apparatus, hydrogen ions and hydroxide ions generated by the water dissociation reaction act as a regenerant for regenerating the ion exchanger. For this reason, a separate drug for regenerating the ion exchanger is basically unnecessary.

特許文献1及び特許文献2には、中間イオン交換膜を介して隣接する2つの小脱塩室を備えた電気脱イオン水製造装置が開示されている。第1小脱塩室は、カチオン交換膜と中間イオン交換膜とによって区画されている。第2小脱塩室は、当該中間イオン交換膜とアニオン交換膜とによって区画されている。被処理水は第2小脱塩室に通水された後に第1小脱塩室に通水される。   Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose an electrodeionized water production apparatus including two small demineralization chambers adjacent to each other through an intermediate ion exchange membrane. The first small desalting chamber is partitioned by a cation exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane. The second small desalting chamber is partitioned by the intermediate ion exchange membrane and the anion exchange membrane. The water to be treated is passed through the second small desalting chamber and then through the first small desalting chamber.

例えば、特許文献1には、カチオン交換体とアニオン交換体の混合体が第1小脱塩室に充填され、アニオン交換体が第2小脱塩室に充填されることが記載されている。特許文献2には、第2小脱塩室にアニオン交換体が充填され、第1小脱塩室に、カチオン交換体もしくはアニオン交換体、又は互いに積層されたカチオン交換体とアニオン交換体が充填されることが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes that a mixture of a cation exchanger and an anion exchanger is filled in a first small desalting chamber, and an anion exchanger is filled in a second small desalting chamber. In Patent Document 2, the second small desalting chamber is filled with an anion exchanger, and the first small desalting chamber is filled with a cation exchanger or an anion exchanger, or a cation exchanger and an anion exchanger stacked on each other. It is described that it is done.

このような脱イオン水製造装置では、被処理水を複数の小脱塩室に通すことにより、アニオン交換処理および/またはカチオン交換処理を複数の段階で行うことができる。   In such a deionized water production apparatus, anion exchange treatment and / or cation exchange treatment can be performed in a plurality of stages by passing water to be treated through a plurality of small demineralization chambers.

特許第3385553号公報Japanese Patent No. 3385553 特許第4497388号公報Japanese Patent No. 4497388

本願の発明者は、少なくとも2つの小脱塩室を備え、カチオン交換処理またはアニオン交換処理を少なくとも2段階で行う脱イオン水製造装置では、当該装置の運転電圧が上昇することがあることを見出した。特に、少なくとも2段階でアニオン処理を行う場合、つまり、第1小脱塩室および第2小脱塩室の両方にアニオン交換体が充填されている場合、アニオン交換体の電気抵抗が増大することによって運転電圧が上昇することがある。この運転電圧の上昇は、被処理水中にアニオン成分、特にシリカ(SiO2)が多量に含まれるときに顕著に表れる。 The inventors of the present application have found that in a deionized water production apparatus that includes at least two small desalting chambers and performs cation exchange treatment or anion exchange treatment in at least two stages, the operating voltage of the apparatus may increase. It was. In particular, when anion treatment is performed in at least two stages, that is, when both the first small desalting chamber and the second small desalting chamber are filled with an anion exchanger, the electrical resistance of the anion exchanger increases. May increase the operating voltage. This increase in the operating voltage is prominent when the water to be treated contains a large amount of an anionic component, particularly silica (SiO 2 ).

運転電圧の上昇は、主に以下のような原因に依ることがわかった。小脱塩室内のアニオン交換体にアニオン成分が捕捉された場合、アニオン交換体の電気抵抗値が増大する。多くのアニオン成分は、イオン交換体への補足および遊離を繰り返しながら、電圧の作用により陽極室の方へ電気泳動し、濃縮室へ排出される。そのため、多くのアニオン成分は、アニオン交換体に堆積されないので、電気抵抗値の上昇にそれほど寄与しない。しかしながら、水中でイオン化していないアニオン成分、例えばシリカ(SiO2)は、電圧の影響を受けにくく、イオン交換体に堆積しやすい。これにより、脱イオン水製造装置の稼働時間とともに陽極室と陰極室間の電気抵抗値が増大する。その結果、脱イオン水製造装置の運転電圧が上昇してしまう。 It was found that the increase in operating voltage mainly depends on the following causes. When an anion component is trapped in the anion exchanger in the small desalting chamber, the electrical resistance value of the anion exchanger increases. Many anion components are electrophoresed toward the anode chamber by the action of voltage while being repeatedly captured and released into the ion exchanger, and discharged to the concentration chamber. For this reason, many anion components are not deposited on the anion exchanger, and thus do not contribute much to an increase in electrical resistance. However, anion components that are not ionized in water, such as silica (SiO 2 ), are not easily affected by voltage and are easily deposited on the ion exchanger. Thereby, the electrical resistance value between an anode chamber and a cathode chamber increases with the operating time of a deionized water manufacturing apparatus. As a result, the operating voltage of the deionized water production apparatus increases.

そこで、電気式脱イオン水製造装置において、運転電圧の上昇を抑制することが望まれる。   In view of this, it is desirable to suppress an increase in operating voltage in the electrical deionized water production apparatus.

本発明の電気式脱イオン水製造装置は、アニオン交換体が充填された第1の小脱塩室と、第1の小脱塩室と中間イオン交換膜を介して隣接し、カチオン交換体及びアニオン交換体が充填された第2の小脱塩室と、を有する。第1の小脱塩室は、アニオン交換膜と中間イオン交換膜とにより区画されている。第2の小脱塩室は、カチオン交換膜を含むイオン交換膜と中間イオン交換膜とにより区画されている。第1の小脱塩室と第2の小脱塩室に充填されたアニオン交換体のうち、最も塩基性度が小さいアニオン交換体が第1の小脱塩室と第2の小脱塩室のいずれか一方に含まれている。被処理水は、最も塩基性度が小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室に通水された後に、他方の小脱塩室、つまり塩基性度が最も小さいアニオン交換体が含まれている方の小脱塩室に通水される。   The electric deionized water production apparatus of the present invention includes a first small demineralization chamber filled with an anion exchanger, a first small demineralization chamber and an intermediate ion exchange membrane adjacent to each other, a cation exchanger, And a second small desalting chamber filled with an anion exchanger. The first small desalting chamber is partitioned by an anion exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane. The second small desalting chamber is partitioned by an ion exchange membrane including a cation exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane. Among the anion exchangers filled in the first small desalting chamber and the second small desalting chamber, the anion exchanger having the lowest basicity is the first small desalting chamber and the second small desalting chamber. It is included in either one. The water to be treated is passed through the small demineralization chamber that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity, and then the other small desalting chamber, that is, the anion exchanger having the smallest basicity. Water is passed through the small desalination chamber.

本発明によれば、アニオン成分、特にSiO2がアニオン交換体に堆積することによる電気式脱イオン水製造装置の運転電圧の上昇を抑制することができる。 According to the present invention, the anionic component, in particular SiO 2 can be prevented from increasing driving voltage of the electrodeionization water producing apparatus according to depositing the anion exchanger.

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。It is a schematic block diagram of the electrical deionized water manufacturing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 脱塩処理部の構成の代替例を示す概略図である。It is the schematic which shows the alternative example of a structure of a desalination process part. 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の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrical deionized water manufacturing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、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を示している。電気式脱イオン水製造装置は、陰極を備えた陰極室24と、陽極を備えた陽極室26と、を備えている。陰極室24と陽極室26との間には、脱塩処理部10および濃縮室20,22が設けられている。濃縮室20,22は、脱塩処理部10の両側に設けられている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric deionized water production apparatus according to the first embodiment. The electric deionized water production apparatus includes a cathode chamber 24 having a cathode and an anode chamber 26 having an anode. Between the cathode chamber 24 and the anode chamber 26, a desalting treatment unit 10 and concentration chambers 20 and 22 are provided. The concentration chambers 20 and 22 are provided on both sides of the desalting unit 10.

陰極室24の陰極は、金属の網状体あるいは板状体であって良く、例えばステンレス製の網状体あるいは板状体である。陽極室26の陽極は金属の網状体あるいは板状体であって良い。陽極を構成する材料の例として、白金、パラジウム、イリジウム等が挙げられる。   The cathode of the cathode chamber 24 may be a metal net or plate, for example, a stainless steel net or plate. The anode of the anode chamber 26 may be a metal net or plate. Examples of the material constituting the anode include platinum, palladium, iridium and the like.

陰極室24および陽極室26には配管54,56を通じて電極水がそれぞれ供給される。脱イオン水製造装置の電気抵抗を抑えるために、陰極室24および陽極室26にはイオン交換体が充填されていることが好ましい。陰極室24にはアニオン交換体が単床形態で充填されていて良く、陽極室26にはカチオン交換体が単床形態で充填されていて良い。陰極室24および陽極室26は、これに限らず、任意の構成を有していて良い。   Electrode water is supplied to the cathode chamber 24 and the anode chamber 26 through pipes 54 and 56, respectively. In order to suppress the electrical resistance of the deionized water production apparatus, the cathode chamber 24 and the anode chamber 26 are preferably filled with an ion exchanger. The cathode chamber 24 may be filled with an anion exchanger in a single bed form, and the anode chamber 26 may be filled with a cation exchanger in a single bed form. The cathode chamber 24 and the anode chamber 26 are not limited to this, and may have any configuration.

脱塩処理部10は、第1の小脱塩室12と、中間イオン交換膜13と、第2の小脱塩室14と、を備えている。第2の小脱塩室14は、中間イオン交換膜13を介して第1の小脱塩室12と隣接している。第1の小脱塩室12と第1の濃縮室22との間には、アニオン交換膜30が設けられている。したがって、第1の小脱塩室12は、アニオン交換膜30と中間イオン交換膜13とにより区画されている。   The desalination processing unit 10 includes a first small desalting chamber 12, an intermediate ion exchange membrane 13, and a second small desalting chamber 14. The second small desalting chamber 14 is adjacent to the first small desalting chamber 12 through the intermediate ion exchange membrane 13. An anion exchange membrane 30 is provided between the first small desalting chamber 12 and the first concentration chamber 22. Therefore, the first small desalting chamber 12 is partitioned by the anion exchange membrane 30 and the intermediate ion exchange membrane 13.

第2の小脱塩室14と第2の濃縮室20との間には、カチオン交換膜32が設けられている。第2の小脱塩室14の第2の区画14bと第2の濃縮室20との間の部分は、バイポーラ膜であっても良い。バイポーラ膜とは、アニオン交換膜とカチオン交換膜とが貼り合わされて一体化されたイオン交換膜である。この場合、バイポーラ膜は、アニオン交換膜が第2の小脱塩室と面するように配置されていることが好ましい。また、第2の小脱塩室14の第2の区画14bと第2の濃縮室20との間の部分は、カチオン交換膜32にバイポーラ膜を重ねて設置しても良い。この場合も、バイポーラ膜のアニオン交換膜が第2の小脱塩室と面するように配置されていることが好ましい。第2の小脱塩室14は、カチオン交換膜32を含むイオン交換膜と中間イオン交換膜13とにより区画されることになる。   A cation exchange membrane 32 is provided between the second small desalting chamber 14 and the second concentration chamber 20. The portion between the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 and the second concentrating chamber 20 may be a bipolar membrane. The bipolar membrane is an ion exchange membrane in which an anion exchange membrane and a cation exchange membrane are bonded and integrated. In this case, the bipolar membrane is preferably arranged so that the anion exchange membrane faces the second small desalting chamber. Further, a portion between the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 and the second concentrating chamber 20 may be installed by overlapping a cation exchange membrane 32 with a bipolar membrane. Also in this case, it is preferable that the anion exchange membrane of the bipolar membrane is disposed so as to face the second small desalting chamber. The second small desalting chamber 14 is partitioned by the ion exchange membrane including the cation exchange membrane 32 and the intermediate ion exchange membrane 13.

第1の小脱塩室12には、アニオン交換体が充填されている。第2の小脱塩室14には、カチオン交換体およびアニオン交換体が充填されている。図1に示す例では、第2の小脱塩室14は、2つの区画14a,14bに分けられている。図1の下側の区画にはカチオン交換体が充填されている。図1の上側の区画にはアニオン交換体が充填されている。第2の小脱塩室14は、3つ以上の区画に分けられていても良い。この場合、アニオン交換体が充填された区画と、カチオン交換体が充填された区画と、を順番に配置することが好ましい。   The first small desalting chamber 12 is filled with an anion exchanger. The second small desalting chamber 14 is filled with a cation exchanger and an anion exchanger. In the example shown in FIG. 1, the second small desalting chamber 14 is divided into two compartments 14a and 14b. The lower compartment of FIG. 1 is filled with a cation exchanger. The upper compartment of FIG. 1 is filled with an anion exchanger. The second small desalting chamber 14 may be divided into three or more sections. In this case, it is preferable to arrange the compartment filled with the anion exchanger and the compartment filled with the cation exchanger in order.

本願発明に係る電気式脱イオン水製造装置では、例えば、逆浸透(RO(Rverse Osmosis))膜に通液処理された水は、被処理水として配管40を通じて脱塩処理部10へ供給され、処理水として排出される。本実施形態では、被処理水は、第1の小脱塩室12へ供給され、第1の小脱塩室12を通過した後に、連結管41を通じて第2の小脱塩室14の第1の区画14aへ供給される。第1の区画14aへ流入した被処理水は、第2の区画14bを通り、それから排出管42を通じて処理水として系外に排出される。   In the electrical deionized water production apparatus according to the present invention, for example, water that has been subjected to a reverse osmosis (RO (Rverse Osmosis)) membrane is supplied to the desalination treatment unit 10 through the pipe 40 as treated water. It is discharged as treated water. In the present embodiment, the water to be treated is supplied to the first small desalination chamber 12, passes through the first small desalination chamber 12, and then passes through the first small desalination chamber 14 through the connecting pipe 41. To the compartment 14a. The treated water that has flowed into the first compartment 14a passes through the second compartment 14b, and is then discharged out of the system as treated water through the discharge pipe 42.

第1の小脱塩室12および第2の小脱塩室14では、被処理水中のアニオン成分がアニオン交換体に捕捉される。アニオン交換体に捕捉されたアニオン成分は、遊離および補足を繰り返しながら、電圧の作用により、陽極室26の方へ向かって電気泳動し、第1の濃縮室22へ流入する。   In the first small desalting chamber 12 and the second small desalting chamber 14, the anion component in the water to be treated is captured by the anion exchanger. The anion component trapped in the anion exchanger is electrophoresed toward the anode chamber 26 by the action of voltage while being repeatedly released and captured, and flows into the first concentration chamber 22.

また、第2の小脱塩室14では、被処理水中のカチオン成分がカチオン交換体に捕捉される。カチオン交換体に捕捉されたカチオン成分は、遊離および補足を繰り返しながら、電圧の作用により、陰極室24の方へ向かって電気泳動し、第2の濃縮室20へ流入する。   In the second small desalting chamber 14, the cation component in the for-treatment water is captured by the cation exchanger. The cation component trapped in the cation exchanger is electrophoresed toward the cathode chamber 24 by the action of voltage while being repeatedly released and captured, and flows into the second concentration chamber 20.

各濃縮室20,22には、配管50を通じて濃縮水(図1では被処理水の一部)が、通水される。第1の小脱塩室12に隣接する第1の濃縮室22は、第1の小脱塩室12から排出されるアニオン成分を取り込む。第2の小脱塩室14に隣接する第2の濃縮室20は、第2の小脱塩室14から排出されるカチオン成分を取り込む。各濃縮室20,22に取り込まれたイオン成分は、濃縮水とともに排出管52を通じて系外に排出される。   Concentrated water (a part of the water to be treated in FIG. 1) is passed through the pipes 50 to the respective concentration chambers 20 and 22. The first concentration chamber 22 adjacent to the first small desalting chamber 12 takes in the anion component discharged from the first small desalting chamber 12. The second concentration chamber 20 adjacent to the second small desalting chamber 14 takes in a cation component discharged from the second small desalting chamber 14. The ion components taken into the concentration chambers 20 and 22 are discharged out of the system through the discharge pipe 52 together with the concentrated water.

各濃縮室20,22には、スケールの発生を抑制するため、アニオン交換体が単床形態で充填されていて良い。第1の濃縮室22と陽極室26との間には、カチオン交換膜36が設けられていて良い。第2の濃縮室20と陰極室24との間には、アニオン交換膜34が設けられていて良い。   Each of the concentrating chambers 20 and 22 may be filled with an anion exchanger in a single bed form in order to suppress the generation of scale. A cation exchange membrane 36 may be provided between the first concentration chamber 22 and the anode chamber 26. An anion exchange membrane 34 may be provided between the second concentration chamber 20 and the cathode chamber 24.

濃縮室20,22、電極室24,26および脱塩処理部10に充填されるイオン交換体としては、イオン交換樹脂の他、イオン交換の機能を発揮する多孔質体が用いられる。   As the ion exchanger filled in the concentration chambers 20 and 22, the electrode chambers 24 and 26, and the desalting unit 10, a porous body that exhibits an ion exchange function is used in addition to an ion exchange resin.

中間イオン交換膜13は、アニオン交換膜、カチオン交換膜、バイポーラ膜、またはモザイク膜など様々なものを用いることができる。モザイク膜とは、カチオン交換基のドメインとアニオン交換基のドメインが交互に並列に配置され、それぞれのドメインが膜表面から裏面に貫通した構造を持つイオン交換膜である。   Various materials such as an anion exchange membrane, a cation exchange membrane, a bipolar membrane, or a mosaic membrane can be used as the intermediate ion exchange membrane 13. The mosaic membrane is an ion exchange membrane having a structure in which cation exchange group domains and anion exchange group domains are alternately arranged in parallel, and each domain penetrates from the membrane surface to the back surface.

中間イオン交換膜13は、アニオン交換膜から構成されていて良い。また、中間イオン交換膜13は、第2の小脱塩室14のうちアニオン交換体が充填された部分と第1の小脱塩室12とが隣接する部分がアニオン交換膜であれば良い。つまり、図1に示す例では、中間イオン交換膜13の、少なくとも、第2の小脱塩室14の第2の区画14bと隣接する部分が、アニオン交換膜であれば良い。中間イオン交換膜13のその他の部分は、任意のイオン交換膜であって良い。中間イオン交換膜13は、可能な限り、どのような構成を有していても良い。   The intermediate ion exchange membrane 13 may be composed of an anion exchange membrane. The intermediate ion exchange membrane 13 may be an anion exchange membrane in the second small desalting chamber 14 where the portion filled with the anion exchanger and the first small desalting chamber 12 are adjacent. That is, in the example shown in FIG. 1, at least a portion of the intermediate ion exchange membrane 13 adjacent to the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 may be an anion exchange membrane. The other part of the intermediate ion exchange membrane 13 may be an arbitrary ion exchange membrane. The intermediate ion exchange membrane 13 may have any configuration as much as possible.

中間イオン交換膜の、第1の小脱塩室12と第2の小脱塩室14の第1の区画14aとの間の部分は、バイポーラ膜であっても良く、もしくはカチオン交換膜またはアニオン交換膜にバイポーラ膜を重ねたものであっても良い。カチオン交換膜にバイポーラ膜を設置する場合、バイポーラ膜は、カチオン交換膜の第1の小脱塩室12側にバイポーラ膜のアニオン交換膜が第1の小脱塩室12と面するように配置されていることが好ましい。また、アニオン交換膜にバイポーラ膜を設置する場合、バイポーラ膜は、アニオン交換膜の第2の小脱塩室14側にバイポーラ膜のカチオン交換膜が第2の小脱塩室14と面するように配置されていることが好ましい。   The portion of the intermediate ion exchange membrane between the first small desalination chamber 12 and the first compartment 14a of the second small desalination chamber 14 may be a bipolar membrane, or a cation exchange membrane or an anion. A bipolar membrane may be stacked on the exchange membrane. When a bipolar membrane is installed in the cation exchange membrane, the bipolar membrane is arranged on the first small desalination chamber 12 side of the cation exchange membrane so that the anion exchange membrane of the bipolar membrane faces the first small desalination chamber 12. It is preferable that When a bipolar membrane is installed in the anion exchange membrane, the bipolar membrane is arranged such that the cation exchange membrane of the bipolar membrane faces the second small desalination chamber 14 on the second small desalination chamber 14 side of the anion exchange membrane. It is preferable to arrange | position.

図1に示す例では、脱イオン化処理がされる被処理水は、第1の小脱塩室12を通過した後に、第2の小脱塩室14を通過する。第1の小脱塩室12と第2の小脱塩室14に充填されているアニオン交換体のうちの最も塩基性度が小さいアニオン交換体は、第2の小脱塩室の第2の区画14bに含まれており、第1の小脱塩室12には実質的に含まれていない。したがって、被処理水は、最も塩基性度が小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室(第1の小脱塩室12)に通水された後に、他方の小脱塩室(第2の小脱塩室14)に通水される。なお、第1の小脱塩室12が、最も塩基性度が小さいアニオン交換体を、アニオン交換にほとんど寄与しない程度の微小量を含むことは許容される。   In the example illustrated in FIG. 1, the water to be deionized passes through the first small desalting chamber 12 and then passes through the second small desalting chamber 14. Of the anion exchangers filled in the first small desalting chamber 12 and the second small desalting chamber 14, the anion exchanger having the lowest basicity is the second anion exchanger in the second small desalting chamber. It is contained in the compartment 14b and is not substantially contained in the first small desalting chamber 12. Therefore, the water to be treated is passed through the small desalting chamber (first small desalting chamber 12) that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity, and then the other small desalting chamber. Water is passed through (second small desalination chamber 14). Note that the first small desalting chamber 12 is allowed to contain an anion exchanger having the smallest basicity in such a small amount that it hardly contributes to anion exchange.

最も塩基性度が小さいアニオン交換体が含まれている小脱塩室(第2の小脱塩室14)では、主に、他方の小脱塩室(第1の小脱塩室12)に充填されているアニオン交換体の塩基性度よりも小さい塩基性度を有するアニオン交換体が、好ましくは過半数、より好ましくは実質的に全てを占有していることが好ましい。   In the small desalting chamber (second small desalting chamber 14) containing the anion exchanger having the lowest basicity, the other small desalting chamber (first small desalting chamber 12) is mainly used. It is preferred that the anion exchanger having a basicity smaller than that of the packed anion exchanger preferably occupies a majority, more preferably substantially all.

アニオン交換体は、塩基性度が大きい方から順に、I型強塩基性アニオン交換樹脂(ス
チレン系)、I型強塩基性アニオン交換樹脂(アクリル系)、II型強塩基性アニオン交換
樹脂(スチレン系)、中塩基性アニオン交換樹脂(アクリル系)、弱塩基性アニオン交換樹脂(アクリル系)、弱塩基性アニオン交換樹脂(スチレン系)等がある。つまり、I型
強塩基性アニオン交換樹脂(スチレン系)の塩基性度が最も大きい。
Anion exchangers are, in descending order of basicity, type I strongly basic anion exchange resin (styrene), type I strongly basic anion exchange resin (acrylic), type II strongly basic anion exchange resin (styrene). Type), medium basic anion exchange resin (acrylic), weak basic anion exchange resin (acrylic), weak basic anion exchange resin (styrene), and the like. That is, the basicity of type I strongly basic anion exchange resin (styrene) is the largest.

したがって、第1の小脱塩室12にI型強塩基性アニオン交換樹脂が充填されている場
合、第2の小脱塩室14には、II型強塩基性アニオン交換樹脂、中塩基性アニオン交換樹
脂及び弱塩基性アニオン交換樹脂の少なくともいずれかが充填されていて良い。また、第1の小脱塩室12にI型強塩基性アニオン交換樹脂とII型強塩基性アニオン交換樹脂が充
填されている場合、第2の小脱塩室14には弱塩基性アニオン交換樹脂が充填されれば良い。このとき、第2の小脱塩室14内のアニオン交換体の一部がI型強塩基性アニオン交
換樹脂やII型強塩基性アニオン交換樹脂であっても良い。
Therefore, when the first small desalting chamber 12 is filled with the type I strong basic anion exchange resin, the second small desalting chamber 14 has the type II strong basic anion exchange resin, the medium basic anion. At least one of an exchange resin and a weakly basic anion exchange resin may be filled. In addition, when the first small desalting chamber 12 is filled with a type I strong basic anion exchange resin and a type II strong basic anion exchange resin, the second small desalting chamber 14 has a weak basic anion exchange. What is necessary is just to fill with resin. At this time, a part of the anion exchanger in the second small desalting chamber 14 may be an I-type strongly basic anion exchange resin or an II-type strongly basic anion exchange resin.

次に、脱塩処理部10における被処理水の脱塩処理について説明する。第1の小脱塩室12では、被処理水中のアニオン成分のうち主にイオン化しやすい成分(Cl-、CO3 2-、HCO3 -等)が、アニオン交換体に捕捉され、濃縮室22へ排出される。水中では電気的中性の状態が保たれるため、除去されたアニオン成分と等量の水酸化物イオンが被処理水中に放出される。イオン交換は平衡反応であるため、水酸化物イオンの濃度が高まると、アニオン交換体の脱塩性、つまり被処理水中のアニオン成分の捕捉能力が低下する。 Next, the desalination process of the to-be-processed water in the desalination process part 10 is demonstrated. In the first small desalting chamber 12, components (Cl , CO 3 2− , HCO 3 −, etc.) that are mainly easily ionized among the anionic components in the water to be treated are captured by the anion exchanger, and the concentration chamber 22. Is discharged. Since electrical neutrality is maintained in water, hydroxide ions equivalent to the removed anion component are released into the water to be treated. Since ion exchange is an equilibrium reaction, when the concentration of hydroxide ions increases, the desalting property of the anion exchanger, that is, the ability to capture anion components in the water to be treated decreases.

その結果、被処理水中の全てのアニオン成分を除去しきれず、被処理水中にアニオン成分が残存する。第1の小脱塩室12を通過した被処理水中に残存するアニオン成分の多くは、イオン化しにくい成分やイオン化しない成分と考えられる。   As a result, all the anion components in the for-treatment water cannot be removed, and the anion components remain in the for-treatment water. Most of the anion components remaining in the for-treatment water that has passed through the first small desalting chamber 12 are considered to be components that are difficult to ionize or components that are not ionized.

第1の小脱塩室12を通過した被処理水は、第2の小脱塩室14の第1の区画14aに通される。第1の区画14aでは、被処理水中のカチオン成分が、カチオン交換体に捕捉され、濃縮室20へ排出される。このとき、排出されたカチオン成分と等量の水素イオンが被処理水中に放出される。この水素イオンの多くは、第1の小脱塩室12で被処理水中に放出された水酸化物イオンと結合し、電気的に中性な水分子を形成する。   The treated water that has passed through the first small desalting chamber 12 is passed through the first compartment 14 a of the second small desalting chamber 14. In the first compartment 14a, the cation component in the water to be treated is captured by the cation exchanger and discharged to the concentration chamber 20. At this time, an equivalent amount of hydrogen ions to the discharged cation component is released into the water to be treated. Most of these hydrogen ions are combined with hydroxide ions released into the water to be treated in the first small desalting chamber 12 to form electrically neutral water molecules.

第2の小脱塩室14の第1の区画14aを通過した被処理水は、第2の小脱塩室14の第2の区画14bに通される。第2の区画14bでは、被処理水中に残存するアニオン成分が、アニオン交換体に捕捉される。アニオン交換体に捕捉されたアニオン成分は、電圧の作用を受けて、陽極室26に向かって電気泳動し、第1の小脱塩室12を経て濃縮室22へ排出される。   The treated water that has passed through the first compartment 14 a of the second small desalting chamber 14 is passed through the second compartment 14 b of the second small desalting chamber 14. In the second compartment 14b, the anion component remaining in the for-treatment water is captured by the anion exchanger. The anion component trapped in the anion exchanger undergoes an action of voltage, electrophoreses toward the anode chamber 26, and is discharged to the concentration chamber 22 through the first small desalting chamber 12.

ここで、塩基性度が最も小さいアニオン交換体は、第2の小脱塩室14の第2の区画14bに含まれているが、第1の小脱塩室12には実質的に含まれていない。つまり、第2の小脱塩室14の第2の区画14b内のアニオン交換体のアニオンの捕捉能力は、第1の小脱塩室12内のアニオン交換体のアニオンの捕捉能力よりも低い。よって、第2の区画14b内のアニオン交換体は、主に、被処理水中でイオン化したアニオン成分を捕捉し、被処理水中でイオン化していないアニオン成分をあまり捕捉しない。その結果、被処理水中でイオン化するアニオン成分は、第1及び第2の小脱塩室12,14を経て、濃縮室22へ排出され、被処理水中でイオン化しないアニオン成分は、排出管42を通じて排出される処理水中に残存する。   Here, the anion exchanger having the smallest basicity is included in the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14, but is substantially included in the first small desalting chamber 12. Not. That is, the anion trapping capacity of the anion exchanger in the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 is lower than the anion trapping capacity of the anion exchanger in the first small desalting chamber 12. Therefore, the anion exchanger in the second compartment 14b mainly captures anion components ionized in the water to be treated, and does not trap anion components that are not ionized in the water to be treated. As a result, the anion component ionized in the treated water is discharged to the concentration chamber 22 through the first and second small desalting chambers 12 and 14, and the anion component not ionized in the treated water passes through the discharge pipe 42. It remains in the discharged treated water.

このように、被処理水の通水方向の下流側の小脱塩室において、アニオン交換体の脱塩能力、つまりイオン交換能力を下げることにより、被処理水中でイオン化しないアニオン成分がアニオン交換体に捕捉されることを抑制することができる。したがって、被処理水中でイオン化しないアニオン成分、特にシリカが、小脱塩室12,14内のアニオン交換体に堆積することが抑制される。その結果、アニオン交換体の電気抵抗値の上昇にともなう運転電圧の上昇を抑制することができる。   Thus, in the small desalination chamber downstream in the direction of water flow of the water to be treated, anion components that are not ionized in the water to be treated are reduced by reducing the desalting ability of the anion exchanger, that is, the ion exchange capacity. It can suppress that it is trapped by. Therefore, the anion component that is not ionized in the water to be treated, particularly silica, is suppressed from being deposited on the anion exchanger in the small desalting chambers 12 and 14. As a result, an increase in operating voltage accompanying an increase in the electrical resistance value of the anion exchanger can be suppressed.

なお、第2の小脱塩室14を通過した処理水中には、イオン化しないアニオン成分が残存することとなる。しかしながら、イオン化しないアニオン成分は、水の導電率にほとんど影響を与えない。したがって、処理水の用途によっては、イオン化しないアニオン成分が残存していても良い。   In the treated water that has passed through the second small desalting chamber 14, an anion component that is not ionized remains. However, anion components that do not ionize have little effect on the conductivity of water. Therefore, depending on the use of the treated water, an anion component that is not ionized may remain.

図1に示す構成では、被処理水は、第1の小脱塩室12へ通された後に第2の小脱塩室14へ通される。この構成に代えて、被処理水は、第2の小脱塩室14へ通された後に第1の小脱塩室12へ通されても良い。この場合、塩基性度が最も小さいアニオン交換体が、第2の小脱塩室14(第2の区画14a)に充填されておらず、第1の小脱塩室12に充填されている。これにより、被処理水は、塩基性度が最も小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室(第2の小脱塩室14)に通水された後に、他方の小脱塩室(第1の小脱塩室12)に通水されることになる。この場合であっても、下流側の小脱塩室内のアニオン交換能力を下げることで、アニオン交換体の電気抵抗値の上昇にともなう運転電圧の上昇を抑制することができる。   In the configuration shown in FIG. 1, the water to be treated is passed through the first small desalting chamber 12 and then through the second small desalting chamber 14. Instead of this configuration, the water to be treated may be passed to the first small desalting chamber 12 after being passed to the second small desalting chamber 14. In this case, the anion exchanger having the smallest basicity is not filled in the second small desalting chamber 14 (second compartment 14a), but is filled in the first small desalting chamber 12. Thus, after the treated water is passed through the small desalting chamber (second small desalting chamber 14) that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity, the other small desalting is performed. Water is passed through the chamber (first small desalination chamber 12). Even in this case, an increase in the operating voltage accompanying an increase in the electrical resistance value of the anion exchanger can be suppressed by reducing the anion exchange capacity in the small desalting chamber on the downstream side.

このように、被処理水の通水方向はどちら方向であっても良い。ただし、カチオン成分を除去しやすいという利点を考慮すると、被処理水は第1の小脱塩室12へ通された後に第2の小脱塩室14へ通される方が良い。カチオン成分をカチオン交換体に補足する際にイオン化したアニオン成分が多く残存していると、残存したアニオン成分の量に対応した量の水素イオンが被処理水中に生じ、水素イオンの濃度が高まることになる。そのため、カチオン交換体の脱塩性、つまり被処理水中のカチオン成分の補足能力が低下する。本発明の装置では、第2の小脱塩室14にはカチオン交換体が充填されているのに対して第1の小脱塩室にはカチオン交換体が充填されていないため、まず第1の小脱塩室12に被処理水を通した方が効率的にアニオン成分を除去することができる。このように第1の小脱塩室12でなるべく多くのアニオン成分を除去できるので、後の第2の小脱塩室14内のカチオン交換体で効率的にカチオン成分を除去できることになる。   In this way, the direction of water to be treated may be either direction. However, considering the advantage of easily removing the cation component, it is better that the water to be treated is passed through the first small desalting chamber 12 and then the second small desalting chamber 14. If a large amount of anion components ionized when supplementing the cation component to the cation exchanger remain, an amount of hydrogen ions corresponding to the amount of the remaining anion components is generated in the water to be treated, and the concentration of hydrogen ions increases. become. Therefore, the desalting property of the cation exchanger, that is, the ability to capture cation components in the water to be treated is lowered. In the apparatus of the present invention, the second small desalting chamber 14 is filled with a cation exchanger, whereas the first small desalting chamber is not filled with a cation exchanger. The anion component can be efficiently removed by passing the water to be treated through the small desalting chamber 12. Thus, as many anion components as possible can be removed in the first small desalting chamber 12, so that the cation components can be efficiently removed by the cation exchanger in the second small desalting chamber 14.

図2は、脱塩処理部10の構成の代替例を示している。脱塩処理部10は、第1の小脱塩室12と、中間イオン交換体13と、第2の小脱塩室14と、を有する。第2の小脱塩室14は、中間イオン交換体13を介して第1の小脱塩室12と隣接している。第1の小脱塩室12にはアニオン交換体が充填されている。第2の小脱塩室14には、カチオン交換体およびアニオン交換体が充填されている。ただし、第2の小脱塩室14は区分けされておらず、カチオン交換体とアニオン交換体とは混合(混床)している。なお、上述したように、被処理水の通水方向はどちら方向であっても良い。   FIG. 2 shows an alternative example of the configuration of the desalting unit 10. The desalination processing unit 10 includes a first small desalting chamber 12, an intermediate ion exchanger 13, and a second small desalting chamber 14. The second small desalting chamber 14 is adjacent to the first small desalting chamber 12 via the intermediate ion exchanger 13. The first small desalting chamber 12 is filled with an anion exchanger. The second small desalting chamber 14 is filled with a cation exchanger and an anion exchanger. However, the second small desalting chamber 14 is not divided, and the cation exchanger and the anion exchanger are mixed (mixed bed). In addition, as above-mentioned, the water flow direction of to-be-processed water may be any direction.

第1の小脱塩室12と第2の小脱塩室14に充填されたアニオン交換体のうち、最も塩基性度が小さいアニオン交換体は、第1の小脱塩室12と第2の小脱塩室14のいずれか一方に含まれている。被処理水は、最も塩基性度が小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室(図2に示す通水方向では第1の小脱塩室12)に通された後、他方の小脱塩室(図2に示す通水方向では第2の小脱塩室14)に通される。   Of the anion exchangers filled in the first small desalting chamber 12 and the second small desalting chamber 14, the anion exchanger having the lowest basicity is the first small desalting chamber 12 and the second small desalting chamber 12. It is contained in either one of the small desalting chambers 14. The treated water is passed through the small desalting chamber (the first small desalting chamber 12 in the direction of water flow shown in FIG. 2) that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity, Are passed through a small desalting chamber (second small desalting chamber 14 in the direction of water flow shown in FIG. 2).

また、第2の小脱塩室14にアニオン交換体とカチオン交換体を混合して充填した場合、中間イオン交換膜14は、アニオン交換膜が好ましい。   When the second small desalting chamber 14 is filled with an anion exchanger and a cation exchanger, the intermediate ion exchange membrane 14 is preferably an anion exchange membrane.

図3は、第2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を示している。この脱イオン水製造装置は、陰極室24と、陽極室26と、濃縮室20,22,60,62と、複数の脱塩処理部10と、を備えている。図3では3つの脱塩処理部10が示されているが、脱イオン水製造装置は、2以上の脱塩処理部10を備えていて良い。脱塩処理部10同士の間には濃縮室60,62が設けられている。   FIG. 3 shows a schematic configuration of an electric deionized water production apparatus according to the second embodiment. The deionized water production apparatus includes a cathode chamber 24, an anode chamber 26, concentration chambers 20, 22, 60 and 62, and a plurality of demineralization processing units 10. In FIG. 3, three demineralization treatment units 10 are shown, but the deionized water production apparatus may include two or more demineralization treatment units 10. Concentration chambers 60 and 62 are provided between the desalting units 10.

陰極室24、陽極室26及び濃縮室20,22,60,62は、第1の実施形態で説明したものと同様の構成を有していて良い。また、脱塩処理部10は、第1の実施形態で説明したものと同様の構成を有しており、中間イオン交換膜13を介して隣接する一対の小脱塩室12,14を備えている。   The cathode chamber 24, the anode chamber 26, and the concentration chambers 20, 22, 60, and 62 may have the same configuration as that described in the first embodiment. Moreover, the desalination processing unit 10 has the same configuration as that described in the first embodiment, and includes a pair of small desalting chambers 12 and 14 that are adjacent to each other through the intermediate ion exchange membrane 13. Yes.

被処理水は、各々の脱塩処理部10の第1の小脱塩室12に通水される。各脱塩処理部10において、第1の小脱塩室12を通過した被処理水は、第2の小脱塩室14へ通される。もっとも、第1の実施形態で説明したように、被処理水は、第2の小脱塩室14へ通された後に第1の小脱塩室12に通されても良い。被処理水の通水方向は、全ての脱塩処理部10で同一方向であっても良く、脱塩処理部10ごとに異なっていても良い。   The water to be treated is passed through the first small desalting chamber 12 of each desalting treatment unit 10. In each desalting treatment unit 10, the water to be treated that has passed through the first small desalting chamber 12 is passed to the second small desalting chamber 14. However, as described in the first embodiment, the water to be treated may be passed through the first small desalting chamber 12 after passing through the second small desalting chamber 14. The flow direction of the water to be treated may be the same for all the desalting treatment units 10 or may be different for each desalting treatment unit 10.

各々の脱塩処理部10において、塩基性度が最も小さいアニオン交換体が第1の小脱塩室12と第2の小脱塩室14のいずれかに含まれている。そして、被処理水は、塩基性度が最も小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室に通水された後に、他方の小脱塩室に通水される。これにより、第1の実施形態と同様、イオン化しないアニオン成分、特にSiO2がアニオン交換体に堆積することによって生じる運転電圧の上昇を抑制することができる。 In each desalting unit 10, the anion exchanger having the lowest basicity is included in either the first small desalting chamber 12 or the second small desalting chamber 14. Then, the water to be treated is passed through the other small desalting chamber after passing through the smaller desalting chamber that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity. As a result, as in the first embodiment, it is possible to suppress an increase in operating voltage caused by deposition of an anion component that is not ionized, particularly SiO 2, on the anion exchanger.

また、全ての脱塩処理部10の構成は、互いに同一であっても良く、互いに異なっていても良い。例えば、複数の脱塩処理部10のうちのいずれかが図2に示す構成を有していても良い。   Moreover, the structure of all the desalination process parts 10 may mutually be the same, and may mutually differ. For example, any of the plurality of desalting treatment units 10 may have the configuration shown in FIG.

次に、図3に示す構成を有する脱イオン水製造装置を用いて、脱イオン水製造装置の運転電圧と処理水の比抵抗値とを測定した結果について説明する。   Next, the results of measuring the operating voltage of the deionized water production apparatus and the specific resistance value of the treated water using the deionized water production apparatus having the configuration shown in FIG. 3 will be described.

陰極室24および陽極室26の寸法は、300mm×80mm×4mmとした。陰極室24には、アニオン交換樹脂を充填した。陽極室26には、カチオン交換樹脂を充填した。濃縮室20,22,60,62の寸法は、300mm×80mm×5mmとした。濃縮室20,22,60,62には、アニオン交換樹脂を充填した。   The dimensions of the cathode chamber 24 and the anode chamber 26 were 300 mm × 80 mm × 4 mm. The cathode chamber 24 was filled with an anion exchange resin. The anode chamber 26 was filled with a cation exchange resin. The dimensions of the concentrating chambers 20, 22, 60, 62 were 300 mm × 80 mm × 5 mm. The concentration chambers 20, 22, 60, 62 were filled with an anion exchange resin.

各脱塩処理部10の第1の小脱塩室12および第2の小脱塩室14の寸法は、300mm×80mm×10mmとした。ここで、第2の小脱塩室14において、第1の区画14aと第2の区画14bの体積比は1対1とした。中間イオン交換膜13をアニオン交換膜とした。   The dimensions of the first small desalting chamber 12 and the second small desalting chamber 14 of each desalting treatment unit 10 were 300 mm × 80 mm × 10 mm. Here, in the second small desalting chamber 14, the volume ratio of the first compartment 14a and the second compartment 14b was 1: 1. The intermediate ion exchange membrane 13 was an anion exchange membrane.

被処理水は、軟化してRO膜を通した後に、第1の小脱塩室12から第2小脱塩室14へ通水した。被処理水の流量は180[L/h]とした。濃縮水の流量は30[L/h]であり、電極水の流量は、10[L/h]である。脱塩処理前の被処理水の導電率は10±1[μS/cm]であった。脱塩処理前の被処理水の炭酸濃度は約15[mg/L]であり、脱塩処理前の被処理水のシリカ濃度は約1[mg/L]であった。陰極室24と陽極室26の間に印加する電流値は1.1[A]とした。   The treated water was softened and passed through the RO membrane, and then passed from the first small desalting chamber 12 to the second small desalting chamber 14. The flow rate of the water to be treated was 180 [L / h]. The flow rate of concentrated water is 30 [L / h], and the flow rate of electrode water is 10 [L / h]. The conductivity of the water to be treated before the desalting treatment was 10 ± 1 [μS / cm]. The carbonate concentration of the water to be treated before the desalting treatment was about 15 [mg / L], and the silica concentration of the water to be treated before the desalting treatment was about 1 [mg / L]. The current value applied between the cathode chamber 24 and the anode chamber 26 was 1.1 [A].

実施例として、各脱塩処理部10の第1の小脱塩室12にI形強塩基性アニオン交換樹
脂を単床充填した。各脱塩処理部10の第2の小脱塩室14において、第1の区画14aにカチオン交換樹脂を充填し、第2の区画14bにII形強塩基性アニオン交換樹脂を充填
した。
As an example, the first small desalting chamber 12 of each desalting unit 10 was filled with a single bed of type I strongly basic anion exchange resin. In the second small desalting chamber 14 of each desalting unit 10, the first compartment 14a was filled with a cation exchange resin, and the second compartment 14b was filled with a type II strong basic anion exchange resin.

また、比較例として、第2の小脱塩室14の第2の区画14bに、第1の小脱塩室12に充填したアニオン交換体と同じI形強塩基性アニオン交換樹脂を充填した。第2の小脱
塩室14の第2の区画14bに充填したアニオン交換体の種類以外の条件は、実施例と比較例とで同じである。
As a comparative example, the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 was filled with the same type I strongly basic anion exchange resin as the anion exchanger filled in the first small desalting chamber 12. Conditions other than the type of anion exchanger filled in the second compartment 14b of the second small desalting chamber 14 are the same in the examples and the comparative examples.

実施例および比較例の両方について、脱イオン水製造装置を1000時間の稼働し、運転電圧と、処理水の水質、ここでは処理水の比抵抗値を測定した。この測定の結果が以下の表1に示されている。   About both the Example and the comparative example, the deionized water manufacturing apparatus was operated for 1000 hours, and the operating voltage and the quality of the treated water, here, the specific resistance value of the treated water were measured. The results of this measurement are shown in Table 1 below.

Figure 2014200698
Figure 2014200698

処理水の比抵抗値は、実施例と比較例との間でほとんど差がない。これは、被処理水の水質がほとんど変わらないことを意味している。   There is almost no difference in the specific resistance value of the treated water between the examples and the comparative examples. This means that the quality of the water to be treated is hardly changed.

一方で、比較例の運転電圧は、実施例の運転電圧よりも著しく大きい。これは、実施例の第2の小脱塩室14で使用したII形強塩基性アニオン交換樹脂が、I形強塩基性アニオ
ン交換樹脂の塩基性度よりも低いことが影響しているためと考えられる。
On the other hand, the operation voltage of the comparative example is significantly larger than the operation voltage of the example. This is because the type II strong basic anion exchange resin used in the second small desalting chamber 14 of the example is lower than the basicity of the type I strong basic anion exchange resin. Conceivable.

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。   Although the preferred embodiments of the present invention have been presented and described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is understood that various changes and modifications can be made without departing from the gist. I want to be.

10 脱塩処理部
12 第1の小脱塩室
13 中間イオン交換膜
14 第2の小脱塩室
14a 第1の区画
14b 第2の区画
20,22,60,62 濃縮室
24 陰極室
26 陽極室
30 アニオン交換膜
32 カチオン交換膜
41 連結管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Desalination process part 12 1st small desalting chamber 13 Intermediate | middle ion exchange membrane 14 2nd small desalting chamber 14a 1st division 14b 2nd division 20, 22, 60, 62 Concentration chamber 24 Cathode chamber 26 Anode Chamber 30 Anion exchange membrane 32 Cation exchange membrane 41 Connecting tube

Claims (4)

アニオン交換膜と中間イオン交換膜とにより区画され、アニオン交換体が充填された第1の小脱塩室と、
前記第1の小脱塩室と中間イオン交換膜を介して隣接し、カチオン交換膜を含むイオン交換膜と前記中間イオン交換膜とにより区画され、カチオン交換体及びアニオン交換体が充填された第2の小脱塩室と、を有し、
前記第1の小脱塩室と前記第2の小脱塩室に充填された前記アニオン交換体のうち、最も塩基性度が小さいアニオン交換体が前記第1の小脱塩室と前記第2の小脱塩室のいずれか一方に含まれており、
被処理水が、前記最も塩基性度が小さいアニオン交換体が含まれていない方の小脱塩室に通水された後に、他方の小脱塩室に通水される、電気式脱イオン水製造装置。
A first small desalting chamber partitioned by an anion exchange membrane and an intermediate ion exchange membrane and filled with an anion exchanger;
Adjacent to the first small desalting chamber through an intermediate ion exchange membrane, partitioned by an ion exchange membrane including a cation exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane, and filled with a cation exchanger and an anion exchanger 2 small desalting chambers,
Among the anion exchangers filled in the first small desalting chamber and the second small desalting chamber, the anion exchanger having the lowest basicity is the first small desalting chamber and the second small desalting chamber. Included in one of the small desalination chambers of
Electrically deionized water in which the water to be treated is passed through the other small desalting chamber after passing through the small desalting chamber that does not contain the anion exchanger having the smallest basicity. manufacturing device.
前記最も塩基性度が小さいアニオン交換体は、前記第2の小脱塩室に充填されおり、
前記被処理水が、前記第1の小脱塩室に通水された後に、前記第2の小脱塩室に通水される、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。
The anion exchanger having the smallest basicity is filled in the second small desalting chamber,
The electric deionized water production apparatus according to claim 1, wherein the water to be treated is passed through the first small desalting chamber and then passed through the second small desalting chamber.
前記第1の小脱塩室と前記第2の小脱塩室のうち、先に通水される小脱塩室に充填されているアニオン交換体は、I型強塩基性アニオン交換樹脂であり、
前記第1の小脱塩室と前記第2の小脱塩室のうち、後に通水される小脱塩室に充填されているアニオン交換体は、II型強塩基性アニオン交換樹脂、中塩基性アニオン交換樹脂及
び弱塩基性アニオン交換樹脂の少なくともいずれかである、請求項1又は2に記載の電気式脱イオン水製造装置。
Of the first small desalting chamber and the second small desalting chamber, the anion exchanger filled in the small desalting chamber to be previously passed is an I-type strongly basic anion exchange resin. ,
Among the first small desalting chamber and the second small desalting chamber, the anion exchanger filled in the small desalting chamber to be passed later is a type II strongly basic anion exchange resin, a medium base The electric deionized water production apparatus according to claim 1 or 2, which is at least one of a basic anion exchange resin and a weakly basic anion exchange resin.
前記第1の小脱塩室を介して前記第2の小脱塩室とは反対側に設けられた第1の濃縮室と、
前記第2の小脱塩室を介して前記第1の小脱塩室とは反対側に設けられた第2の濃縮室と、
前記第1の濃縮室を介して前記第1の小脱塩室とは反対側に設けられた陽極と、
前記第2の濃縮室を介して前記第2の小脱塩室とは反対側に設けられた陰極と、を備えている、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。
A first concentrating chamber provided on the opposite side of the second small desalting chamber via the first small desalting chamber;
A second concentrating chamber provided on the opposite side to the first small desalting chamber via the second small desalting chamber;
An anode provided on the opposite side of the first small desalination chamber via the first concentration chamber;
The electric deionization according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cathode provided on the opposite side of the second small desalting chamber through the second concentration chamber. Water production equipment.
JP2013075800A 2013-04-01 2013-04-01 Electric deionized water production equipment Active JP6034736B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075800A JP6034736B2 (en) 2013-04-01 2013-04-01 Electric deionized water production equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013075800A JP6034736B2 (en) 2013-04-01 2013-04-01 Electric deionized water production equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014200698A true JP2014200698A (en) 2014-10-27
JP6034736B2 JP6034736B2 (en) 2016-11-30

Family

ID=52351657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013075800A Active JP6034736B2 (en) 2013-04-01 2013-04-01 Electric deionized water production equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6034736B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018117035A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 オルガノ株式会社 Deionized water manufacturing system, deionized water manufacturing device, and deionized water manufacturing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061271A (en) * 1998-08-25 2000-02-29 Japan Organo Co Ltd Pure water production and device therefor
JP2010142727A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water producing apparatus
JP2010201361A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Japan Organo Co Ltd Apparatus for manufacturing electric deionized water and method for manufacturing deionized water using the apparatus
JP2012161758A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Japan Organo Co Ltd Electric device for producing deionized water
JP2013039510A (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water production apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061271A (en) * 1998-08-25 2000-02-29 Japan Organo Co Ltd Pure water production and device therefor
JP2010142727A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water producing apparatus
JP2010201361A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Japan Organo Co Ltd Apparatus for manufacturing electric deionized water and method for manufacturing deionized water using the apparatus
JP2012161758A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Japan Organo Co Ltd Electric device for producing deionized water
JP2013039510A (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water production apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018117035A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 オルガノ株式会社 Deionized water manufacturing system, deionized water manufacturing device, and deionized water manufacturing method
CN109843812A (en) * 2016-12-22 2019-06-04 奥加诺株式会社 Deionized water manufacture system, electric deionizer and the method for manufacturing deionized water
JPWO2018117035A1 (en) * 2016-12-22 2019-10-24 オルガノ株式会社 Deionized water production system, electric deionized water production apparatus, and deionized water production method
JP6998324B2 (en) 2016-12-22 2022-01-18 オルガノ株式会社 Deionized water production system, electric deionized water production equipment and deionized water production method
CN109843812B (en) * 2016-12-22 2022-03-04 奥加诺株式会社 Deionized water production system, electrodeionization device, and method for producing deionized water

Also Published As

Publication number Publication date
JP6034736B2 (en) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5719842B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP6078074B2 (en) Desalination system and method
JP2010201361A (en) Apparatus for manufacturing electric deionized water and method for manufacturing deionized water using the apparatus
JP5145305B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP6105005B2 (en) Electric deionized water production apparatus and deionized water production method
JP2012239965A (en) Electric deionized water producing apparatus
JP5695926B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP5114307B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP5489867B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP5385457B2 (en) Electric deionized water production equipment
WO2014132888A1 (en) Desalination method and desalination apparatus
JP5379025B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP6034736B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP2011121027A (en) Electric type deionized water producing apparatus
JP5415966B2 (en) Electric deionized water production apparatus and deionized water production method
JP5661930B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP4849886B2 (en) Silica removal method
JP2015073944A (en) Desalination method and device
JP4915843B2 (en) Electric softening device, softening device and soft water production method
JP5719707B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP6994351B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP2005052767A (en) Electric regeneration type pure water making apparatus
JP5689031B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP5689032B2 (en) Electric deionized water production equipment
JP5693396B2 (en) Electric deionized water production equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6034736

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250