JP2865389B2 - 電気式脱イオン水製造装置とそれに用いる枠体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は脱イオン水を用いる半導体製造工業、製薬工
業、食品工業等の各種の工業あるいは研究所等で利用さ
れる電気式脱イオン水製造装置に関するものである。

＜従来技術＞ イオン交換体としてカチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂を用いた２床式、２床３塔式あるいは混床式の脱イ
オン水製造装置は、使用するイオン交換樹脂がイオンで
飽和された場合、酸およびアルカリ水溶液で再生する必
要があるが、イオン交換体を用いるものの、薬剤による
再生が全く不要な電気式脱イオン水製造装置が実用化さ
れている。

従来から実用化されている電気式脱イオン水製造装置
は、基本的にはカチオン交換膜とアニオン交換膜で形成
される隙間に、イオン交換体としてアニオン交換樹脂と
カチオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂層を充填して脱
塩室とし、当該イオン交換樹脂層に被処理水を通過させ
るとともに、前記両イオン交換膜を介して被処理水の流
れに対して直角方向に直流電流を作用させて、両イオン
交換膜の外側に流れている濃縮水中に被処理水中のイオ
ンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するもので
ある。

第５図は上述した従来の電気式脱イオン水製造装置の
模式断面図を示すものであり、カチオン交換膜101およ
びアニオン交換膜102を離間して交互に配置し、カチオ
ン交換膜101とアニオン交換膜102で形成される空間内に
一つおきにカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合
イオン交換樹脂103を充填し、脱塩室104とする。なお当
該脱塩室104のそれぞれの隣に位置するアニオン交換膜1
02とカチオン交換膜101で形成される混合イオン交換樹
脂103を充填していない部分は後述するごとく濃縮水を
流すべき濃縮室105とする。

カチオン交換膜101とアニオン交換膜102とその内部に
充填する混合イオン交換樹脂103とで脱イオンモジュー
ル106を形成するが、その詳細は第６図に示した通りで
ある。

すなわち内部がくり抜かれた枠体107の一方の側にカ
チオン交換膜101を封着し、当該枠体107のくり抜かれた
部分に混合イオン交換樹脂103を充填し、次いで枠体107
の他方の部分にアニオン交換膜102を封着したものであ
る。なおイオン交換膜は比較的軟らかいものなので、枠
体107内部に混合イオン交換樹脂103を充填してその両面
をイオン交換膜で封着した時、イオン交換膜が湾曲して
混合イオン交換膜103の充填層が不均一となるのを防止
するため、枠体107の空間部に複数のリブ108を縦設する
のが一般的である。

また第６図では図示していないが、枠体107の上方部
に被処理水の流入口が、また枠体の下方部に処理水の流
出口が付設されている。

このような脱イオンモジュール106の複数個をその間
にスペーサー（図示せず）を挟んで、並設した状態が第
５図に示されたものであり、並設した脱イオンモジュー
ル106の一端側に陰極109を配設するとともに、他端側に
陽極110を配設する。なお前述したスペーサーを挟んだ
位置が濃縮室105であり、また両端の濃縮室105の両外側
に必要に応じカチオン交換膜、アニオン交換膜、あるい
はイオン交換性のない単なる隔膜等の仕切り膜111を配
設し、当該仕切り膜111で仕切られた両電極109および11
0が接触する部分をそれぞれ陰極室112および陽極室113
とする。

このような電気式脱イオン水製造装置によって脱イオ
ン水を製造する場合、以下のように操作される。

すなわち陰極109と陽極110間に直流電流を通じ、また
被処理水流入口Ａから被処理水を流入するとともに、濃
縮水流入口Ｂから濃縮水を流入し、かつ電極水流入口Ｃ
およびＤからそれぞれ電極水を流入する。被処理水流入
口Ａから流入した被処理水は実線で示した矢印のごとく
各脱塩室104を流下し、混合イオン混合樹脂103の充填層
を通過する際に不純物イオンが除かれ、脱イオン水が脱
イオン水流出口ａから得られる。また濃縮水流入口Ｂか
ら流入した濃縮水は点線の矢印で示したごとく各濃縮室
105を流下し、両イオン交換膜を介して移動してくる不
純物イオンを受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水
として濃縮水流出口ｂから流出され、さらに電極水流入
口ＣおよびＤから流入した電極水は電極水流出口ｃおよ
びｄから流出される。

上述のような操作によって被処理水中の不純物イオン
は電気的に除去されるので、充填したイオン交換樹脂を
薬液による再生を全く行うことなく脱イオン水を連続的
に得ることができる。

当該従来の電気式脱イオン水製造装置は被処理水中に
存在するマグネシウムやカルシウムの硬度成分がイオン
交換膜に析出することを防止するため、前段に通常逆浸
透膜装置や硬水軟化装置が設置されるので普通である。

たとえば市水を逆浸透膜装置で処理し、その透過水を
従来の電気式脱イオン水製造装置で処理した場合、比抵
抗率１ないし5MΩ−cm前後の脱イオン水が得られる。

しかしながら被処理水中のシリカの除去率はかなり小
さく電気式脱イオン水製造装置の入口水に対して、僅か
に10％未満の除去率しか得られない。

したがって電気式脱イオン水製造装置の後段に、イオ
ン交換樹脂を用いる通常のポリシャーを設置した場合に
は、当該ポリシャーの再生頻度あるいは交換頻度が多い
という欠点を有している。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は従来の電気式脱イオン水製造装置における上
述した欠点を解決し、シリカの除去率を飛躍的に向上し
得る電気式脱イオン水製造装置を提供することを目的と
するものである。

さらに本発明の別の目的は、シリカの除去率を飛躍的
を向上し得る本発明の電気式脱イオン水製造装置に好適
に用いることができる枠体の構造を開示するものであ
る。

＜問題点を解決するための手段＞ かかる目的を達成するためになされた本発明よりなる
電気式脱イオン水製造装置は、枠体一方の側にカチオン
交換膜を封着するとともに、他方の側にアニオン交換膜
を封着して、当該枠体と両イオン交換膜で形成される内
部空間にイオン交換体を充填してなる脱イオンモジュー
ルを離間させて複数個並設し、当該並設した複数個の脱
イオンモジュールの両側に陰電極と陽電極を配設し、両
電極間に直流電流を通ずるとともに、前記それぞれのイ
オン交換体充填部に被処理水を通過させることにより、
脱イオン水を外部に取り出すようにした電気式脱イオン
水製造装置において、被処理水が最初に通過する部分の
前記内部空間に充填するイオン交換体層をアニオン交換
体層としたことを特徴とするものである。

さらに上述した本発明の電気式脱イオン水製造装置に
用いる枠体であって、充填すべきイオン交換体層の種類
に応じてそれぞれのイオン交換体が独立して充填できる
ように、水の通流孔を有する分割桁を枠体内に一本以上
横設したことを特徴とする枠体を提供するものである。

以下に本発明に詳細に説明する。

従来の電気式脱イオン水製造装置は第５図に示したよ
うに、枠体と両イオン交換膜で形成される内部空間、す
なわち脱塩室内に充填するイオン交換体層はカチオン交
換体とアニオン交換体の混合イオン交換体、すなわちカ
チオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオン交換樹
脂であるが、当該脱塩室内における被処理水が最初に通
過する部分をアニオン交換体層、すなわちアニオン交換
樹脂層とするとシリカの除去率が飛躍的に向上すること
を知見した。

本発明はかかる知見い基づくものであり、従来の電気
式脱イオン水製造装置と比較して、脱塩室内に充填する
イオン交換体層の配列に大きな特徴を有するものであ
る。

すなわち本発明は脱塩室内における被処理水が最初に
通過する部分をアニオン交換体層とし、その下層をカイ
オン交換体層とするか、あるいは当該アニオン交換体層
とカチオン交換体層の積層部をこの順に交互に二組以上
充填して積層させたり、あるいは被処理水が最初に通過
する部分をアニオン交換体層とし、その下層をカチオン
交換体層とし、当該積層部をこの順に一組あるいは二組
以上積層し、その下層をカチオン交換体とアニオン交換
体の混合イオン交換体層としたり、あるいは被処理水が
最初に通過する部分をアニオン交換体層とし、その下層
を混合イオン交換体層とするものである。

＜作用＞ 本発明において、脱塩室内における被処理水が最初に
通過する部分をアニオン交換体層とするといかなる理由
によりシリカの除去率が飛躍的に向上するのか今のとこ
ろ明確とはされていないが、被処理水が最初に通過する
部分のイオン交換体層がアニオン交換体層である場合に
限りシリカの解離度が上昇し、陰イオン交換膜を介して
より多量に被処理水のシリカが濃縮室側に移動するため
と考えられる。

水中のシリカは通常酸化物の形態として存在するが、
ナトリウムイオンや塩化物イオンや硫酸イオンと比較す
ると、解離度が極めて小さい。従来から水中のナトリウ
ムイオンや塩化物イオン等のイオン量を間接的に表示す
る場合、比抵抗率の値が用いられているが、水中のシリ
カ量は比抵抗率で表すことができないのは上述の理由に
よる。

電気式脱イオン水製造装置は脱塩室内に流入する各イ
オンを最終的にはイオン交換膜を介して濃縮室に移動さ
せるのであるから、解離度の小さいシリカが除去しずら
いのは当然と思われる。ところが本発明のような被処理
水が最初に通過する部分をアニオン交換体層とすると、
当該部分で被処理水中のカチオンに相当する量のアルカ
リが一時的に生成され、したがって比較的強いアルカリ
性となり、そのためシリカの解離度が上昇し、当該部分
において被処理水中の大部分のシリカが濃縮室側に移動
するためと考えられる。

いずれにしても本発明のごとく被処理水が最初に通過
する部分のイオン交換体層をアニオン交換体層とするこ
とにより本発明の目的は確実に達成される。

以下にアニオン交換体としてアニオン交換樹脂を、ま
たカチオン交換体としてカチオン交換樹脂を用いる本発
明の実施例を説明する。

第１図は脱塩室内における被処理水が最初に通過する
部分をアニオン交換樹脂層とし、その下層をカチオン交
換樹脂層とし、当該アニオン交換樹脂層とカチオン交換
樹脂層の積層部をこの順に二組充填した例の本発明の電
気式脱イオン水製造装置の模式断面図である。

すなわちカチオン交換膜１およびアニオン交換膜２を
離間して交互に配置し、カチオン交換膜１とアニオン交
換膜２で形成される空間部を一つおきに脱塩室４とし、
当該脱塩室内に上層部、すなわち被処理水が最初に通過
する部分をアニオン交換樹脂14の充填層とし、その下層
をカチオン交換樹脂15の充填層とし、さらにその下層を
アニオン交換樹脂14の充填層、さらにその下層をカチオ
ン交換樹脂15の充填層とする。なお当該脱塩室４のそれ
ぞれの隣に位置するアニオン交換膜２とカチオン交換膜
１で形成されるイオン交換樹脂を充填していない部分は
濃縮室５であり、前述した従来装置と同様に濃縮水を流
すべき部分とする。

本発明装置においてもカチオン交換膜１とアニオン交
換膜２とその内部に充填するイオン交換樹脂とで脱イオ
ンモジュール６を形成するが、その詳細は第２図に示し
た通りである。

すなわち内部がくり抜かれた枠体７の一方の側にカチ
オン交換膜１を封着し、当該枠体７のくり抜かれた部分
に、上方からアニオン交換樹脂14、カチオン交換樹脂1
5、アニオン交換樹脂14、カチオン交換樹脂15の順に充
填し、次いで枠体７の他方の部分にアニオン交換膜２を
封着する。当該枠体内に各イオン交換樹脂を充填する場
合、予め定めた層高として順にアニオン交換樹脂14とカ
チオン交換樹脂15を単に充填してもよいが、本装置を輸
送したりする時、あるいは脱イオン水製造中に、アニオ
ン交換樹脂14とカチオン交換樹脂15の各層が混合される
恐れがあり、かつ両イオン交換樹脂を交互に充填する作
業が煩雑となる。

したがって充填すべきイオン交換樹脂層の種類に応じ
て、それぞれのイオン交換樹脂層が独立して充填できる
ように、第２図に示したごとく枠体内に分割桁16を横設
することが好ましい。第２図において当該分割桁16で分
割されたＥおよびＧの部分がアニオン交換樹脂14を充填
すべき部分であり、ＦおよびＨの部分がカチオン交換樹
脂15を充填すべき部分である。

このように枠体７内に一本以上の分割桁16を横設する
ことにより、各イオン交換樹脂を充填する際の作業が容
易になるとともに、装置の輸送中あるいは、運転中に両
イオン交換樹脂層が混合されることなく、充填した時の
まま各イオン交換樹脂層の分割状態を維持することがで
きる。

なお横設する分割桁16にはイオン交換樹脂は通過しな
いが、水のみが通過する通流孔を付設することは言うま
でもなく、また後述するごとく分割桁によって分割され
た一つの室をさらに分割するための分割柱を分割桁と直
角方向に縦設してもよい。

第３図は本発明に用いる最も好ましい枠体７の部分拡
大正面図であり、枠体７内に分割桁16を横設し、また分
割桁16で分割された一つの室をさらに分割するために一
本以上の分割柱17を分割桁16に対して直角方向に縦設し
たものである。

なお前述したごとく分割桁16には水が通流すべき複数
個の通流孔18（点線で示した）を設け、また各室の下部
であって当該各通流孔18の上部に位置する部分にイオン
交換樹脂は通過させず、水は通過させる例えばサランネ
ット19を設ける。

また分割柱17で分割されたE₁ないしE₃の各室、F₁ない
しF₃の各室およびG₁ないしG₃の各室の圧力を均等にする
ために縦設した分割柱17にそれぞれ例えば２個の通圧孔
20（点線で示した）を設けることが好ましい。

かくして枠体７内を分割桁16および分割柱17で分割さ
れたE₁ないしE₃の各室にアニオン交換樹脂44、F₁ないし
F₃の各室にカチオン交換樹脂15、G₁ないしG₃の各室にア
ニオン交換樹脂14を充填し、アニオン交換樹脂14の充填
層とカチオン交換樹脂15の充填層を交互に形成する。

なお本発明に用いる分割桁16および分割柱17は積層す
べき各イオン交換樹脂層の混合を防止するなどの前述し
た効果とは別に、枠体７の一方の側にカチオン交換膜１
を封着し、枠体７内に形成される各室にイオン交換樹脂
を充填し、次いで枠体７の他方の部分にアニオン交換膜
２を封着して脱イオンモジュール６を形成した時、両イ
オン交換膜が湾曲して各イオン交換樹脂の充填層が不均
一となることを防止するためのリブの役目も果たすこと
となる。

なお第２図の脱イオンモジュール６の組立図に図示し
ていないが枠体７の上方部に被処理水の流入口を、また
枠体７の下方部に処理水の流出口を付設する。第２図に
示したような脱イオンモジュール６の複数個をその間に
スペーサー（図示せず）を挟んで並設した状態が第１図
に示したものであり、並設した脱イオンモジュール６の
一端側に陰極９を配設するとともに、他端側に陽極10を
配設する。なお前述したスペーサーを挟んだ位置が濃縮
室５であり、また両端の濃縮室５の両外側に必要に応じ
カチオン交換膜、アニオン交換膜あるいは隔膜等の仕切
り膜11を配設し、当該仕切り膜11で仕切られた両電極９
および10が接触する部分をそれぞれ陰極室12および陽極
室13とする。

このような本発明の電気室脱イオン水製造装置は以下
のような操作によって脱イオン水を製造する。

すなわち陰極９と陽極10の間に直流電流を通じ、また
被処理水流入口Ａから被処理水を流入するとともに、濃
縮水流入口Ｂから濃縮水を流入し、かつ電極水流入口Ｃ
およびＤからそれぞれ電極水を流入する。

被処理水流入口Ａから流入した被処理水は実線の矢印
で示したごとく各脱塩室４を流下し、最初にアニオン交
換樹脂14の充填層を通過する。ここで被処理水の全カチ
オン量に相当するアルカリが一時的であるが生成される
ので、強アルカリ性となり、したがってシリカの解離度
が上昇し、当該アニオン交換樹脂14の充填層の部分で他
の不純物イオンとともに被処理水中の大部分のシリカが
濃縮室５に移動する。

またその下層のカチオン交換樹脂15の充填層およびそ
の下層のアニオン交換樹脂14の充填層等を順に通過する
際に、逐次的に不純物イオンが除かれ、脱イオン水が脱
イオン水流出口ａから得られる。

また濃縮水流入口Ｂから流入した濃縮水は点線の矢印
で示したごとく各濃縮室５を流下し、両イオン交換膜を
介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イ
オンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出口ｂから流出
し、さらに電極水流入口ＣおよびＤから流入した電極水
は電極水流出口ｃおよびｄから流出する。

このように本発明の電気室脱イオン水製造装置は、脱
塩室４における被処理水が最初に通過する部分のイオン
交換体層をアニオン交換体層とすることにより、後述す
る実施例で示したごとく従来装置と比較して、シリカの
除去率を飛躍的に向上させることができる。

なお第１図ないし第３図に示した実施態様は、アニオ
ン交換体としてアニオン交換樹脂を、またカチオン交換
体としてカチオン交換樹脂を用いたが、アニオン交換樹
脂およびカチオン交換樹脂の代わりにそれぞれアニオン
交換繊維およびカチオン交換繊維を用いてもその効果は
同じである。また脱塩室４内に充填するイオン交換体層
を、アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層の積層部
をこの順に二組充填した例を示しているが、本発明の目
的は脱塩室における被処理水が最初に通過する部分のイ
オン交換体層をアニオン交換体層とすることにより確実
に達成でいるので、上述の例に限定されるものでなく、
例えば脱塩室内における被処理水が最初に通過する部分
をアニオン交換樹脂層とし、その下層をカチオン交換樹
脂層とし当該積層部を一組としたもの、あるいは当該積
層部をこの順に一組あるいは複数組積層し、その下層を
カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオン交換
樹脂層としたり、あるいは被処理水が最初に通過する部
分をアニオン交換樹脂層とし、その下層を混合イオン交
換樹脂層としても差し支えない。

なお、本発明における被処理水が最初に通過するアニ
オン交換体層の層高としては、脱塩室４における水の線
流速によってもある程度の差はあるが、当該層高があま
り短いとアルカリ性になる時間が短時間すぎてシリカの
除去率が低下するので、少なくとも50mm以上、好ましく
は100mm以上、最も好ましくは200mm前後とするとよい。

なお本発明は上述したいずれかのイオン交換体層の配
列によっても脱塩室における被処理水が最初に通過する
部分のイオン交換体層をアニオン交換体層とすることに
より、従来装置と比較してシリカの除去率を飛躍的に向
上させることができるが、処理水の比抵抗率の値も、イ
オン交換体層の配列によってある程度の差が生じる。

すなわち例えばアニオン交換樹脂、カチオン交換樹
脂、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂の順のよう
に、両イオン交換体を別々に充填した方が最も処理水の
比抵抗率の値が大きい、換言すればより高純度の処理水
が得られる。

再生液で再生する通常のイオン交換装置の場合は、複
床式より混床式の方が高純度の処理水が得られる。しか
しながら電気式脱イオン水製造装置においては、混合イ
オン交換体層単独か、あるいはアニオン交換体層の下部
に混合イオン交換体を充填した配列よりも、第１図に示
したようなアニオン交換体とカチオン交換体を分離して
積層させて充填した方が高純度の被処理水が得られるこ
とは興味深いことである。その理由は今のところ明確に
なっていないが、積層させて充填した場合は、混合して
充填した場合と異なり、不純物イオンの方向性が一定と
なって移動に要する距離と時間が短縮されるためと考え
られる。したがってカチオン交換体層、アニオン交換体
層の順の積層でも高純度の処理水が得られる。

いずれにしてもシリカの除去率を向上させるととも
に、より高純度の処理水を得るためには、第１図に示し
たような配列、すなわち脱塩室内における被処理水が最
初に通過する部分をアニオン交換体層とし、その下層を
カチオン交換体層とし、当該アニオン交換体層とカチオ
ン交換体層の積層部をこの順に交互に充填させた、いわ
ゆるゼブラ状に積層させたイオン交換体の配列が最も好
ましい。

第４図は逆浸透膜装置の後段に本発明の電気式脱イオ
ン水製造装置を設置した際のフローを示す説明図であ
り、被処理水21を受ける貯槽22から高圧ポンプ23にて逆
浸透膜装置24に被処理水21を供給し、透過水25と非透過
水26を得、塩類が濃縮された非透過水26はブローあるい
は何らかの工程水として回収し、また透過水25はさらに
電気式脱イオン水製造装置27に供給する。なお透過水25
を二つの流れに分流し、被処理水25aを脱塩室４に流入
すべき被処理水とし、被処理水25bを濃縮室５に流入す
べき濃縮水とする。この場合、透過水25の70％前後を脱
塩室４に流入すべき被処理水とする。

かくして脱イオン水28と不純物イオンが濃縮された濃
縮水29とが電気式脱イオン水製造装置27から得られる
が、濃縮水ラインに背圧弁30を付設し、その前段で濃縮
水29の一部（通常20％前後）を電極水31aとして用い、
これを陰極室12および陽極室13に通水し、電極水流出口
ｃおよびｄ（第１図参照）から流出する濃縮水31bをブ
ローする。このように電極水として濃縮水を用いると、
電極水として透過水25を用いる場合より、そのイオン量
が格段と多くなっているので電流効率がよくなり、ひい
ては電気式脱イオン水製造装置27のランニングコスト
（電力消費量）をより低減させることができる。

なお電極水として分流させた後の残余の大部分の濃縮
水29は貯槽22に回収することが好ましい。

このように濃縮水29を回収することにより、系全体の
水回収率の向上に寄与させることができる。

＜効果＞ 以上説明したごとく本発明は電気式脱イオン水製造装
置の脱塩室における被処理水が最初に通過する部分のイ
オン交換体層をアニオン交換体層とする従来にない新規
な技術手段により、従来の電気式脱イオン水製造装置と
比較して飛躍的にシリカの除去率を向上させることがで
きる。

したがって電気式脱イオン水製造装置の後段にシリカ
を低減させるためのポリシャーを設置した場合は、当該
ポリシャーの再生頻度あるいは交換頻度を少なくするこ
とができ、脱イオン水製造設備全体のランニングコスト
を安価とすることができる。また本発明における充填す
べきイオン交換体の種類に応じてそれぞれのイオン交換
体層が独立して充填できるような通流孔を有する分割桁
を一本以上横設した枠体を開示したので、各イオン交換
体を充填する際の作業が容易になるとともに、装置の郵
送中あるいは運転中に、充填したイオン交換体層が混合
されることがなく、最初に充填した時のまま、各イオン
交換体層の分割状態を維持することができる。

以下に本発明の効果をより明確とするために実施例を
説明する。

実施例 全カチオン約1000ppm as CaCO₃、全アニオン約125ppm
as CaCO₃、シリカ約20ppm as SiO₂の市水を逆浸透膜装
置で処理することにより得られる透過水を被処理水と
し、脱塩室内に充填するイオン交換樹脂層の配列が以下
のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとなっている各電気式脱イオン水
製造装置で処理した。

電気式脱イオン水製造装置 Ａ（本発明）；脱塩室内の被処理水が最初に通過する部
分を高さ200mmのアニオン交換樹脂層とし、その下流を
高さ200mmのカチオン交換樹脂層とし、その下流を高さ1
00mmのアニオン交換樹脂層とし、その下流を高さ100mm
のカチオン交換樹脂層としたもの。

Ｂ（本発明）；脱塩室内の被処理水が最初に通過する部
分を高さ200mmのアニオン交換樹脂層とし、その下流を
高さ200mmのカチオン交換樹脂層とし、その下流を高さ2
00mmのカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオ
ン交換樹脂層としたもの。

Ｃ（本発明）；脱塩室内の被処理水が最初に通過する部
分を高さ200mmのアニオン交換樹脂層とし、その下流を
高さ400mmのカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
合イオン交換樹脂層としたもの。

Ｄ（比較例）：脱塩室内の被処理水が最初に通過する部
分を高さ200mmのカチオン交換樹脂層とし、その下流を
高さ200mmのアニオン交換樹脂層とし、その下流を高さ1
00mmのカチオン交換樹脂層とし、その下流を高さ100mm
のアニオン交換樹脂層としたもの。

Ｅ（比較例）：脱塩室内全体に高さ600mmのカチオン交
換樹脂とアニオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂層を充
填したもの。

脱塩室が上述したＡないしＥとなっている脱イオンモ
ジュールを４枚並設して各電気式脱イオン水製造装置を
形成し、各電気式脱イオン水製造装置共通して、各脱塩
室に線速度約30m/Hの被処理水を並流するとともに約60V
の電圧をかけた際に得られた定常状態の処理水の水質を
第１表に示した。

以上の実施例で明らかなごとく、脱塩室内における被
処理水が最初に通過する部分に充填するイオン交換樹脂
をアニオン交換樹脂層とした本発明は、そのいずれもが
シリカの除去率が飛躍的に向上している。

またアニオン交換樹脂層、カチオン交換樹脂層の順に
ゼブラ状に積層させた場合は、シリカの除去率が大き
く、かつ処理水の比抵抗値も大きく、より高純度の処理
水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態様を示す
ものであり、第１図は本発明の電気式脱イオン水製造装
置の模式断面図であり、第２図は脱イオンモジュールの
組立図であり、第３図は枠体の部分拡大正面図を示し、
第４図は逆浸透膜装置の後段に電気式脱イオン水製造装
置を設置した際のフローを示す説明図である。また第５
図は従来の電気式脱イオン水製造装置の模式断面図であ
り、第６図は従来の電気式脱イオン水製造装置に用いら
れている脱イオンモジュールの組立図である。 １……カチオン交換膜、２……アニオン交換膜 ４……脱塩室、５……濃縮室 ６……脱イオンモジュール ７……枠体、９……陰極 10……陽極、11……仕切り膜 12……陰極室、13……陽極室 14……アニオン交換樹脂 15……カチオン交換樹脂、16……分割桁 17……分割柱、18……通流孔 19……サランネット、20……通圧孔 21……被処理水、22……貯槽 23……高圧ポンプ、24……逆浸透膜装置 25……透過水、26……非透過水 27……電気式脱イオン水製造装置 28……脱イオン水、29……濃縮水 30……背圧弁、31……電極水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 実 埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号 オル ガノ株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平３−224688（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 61/44 - 61/50 C02F 1/46 103

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枠体の一方の側にカチオン交換膜を封着す
   るとともに、他方の側にアニオン交換膜を封着して、当
   該枠体と両イオン交換膜で形成される内部空間にイオン
   交換体を充填してなる脱イオンモジュールを離間させて
   複数個並設し、当該並設した複数個の脱イオンモジュー
   ルの両側に陰電極と陽電極を配設し、両電極間に直流電
   流を通ずるとともに、前記それぞれのイオン交換体充填
   部に被処理水を通過させることにより、脱イオン水を外
   部に取り出すようにした電気式脱イオン水製造装置にお
   いて、被処理水が最初に通過する部分の前記内部空間に
   充填するイオン交換体層をアニオン交換体層としたこと
   を特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
2. 【請求項２】前記内部空間に充填するイオン交換体層
   を、アニオン交換体層、カチオン交換体層の順に少なく
   とも一組積層させたイオン交換体層の配列として請求項
   １に記載の電気式脱イオン水製造装置。
3. 【請求項３】前記内部空間に充填するイオン交換体層
   を、アニオン交換体層、カチオン交換体層の順に少なく
   とも一組積層し、その下層にアニオン交換体とカチオン
   交換体の混合イオン交換体層を積層させたイオン交換体
   層の配列とした請求項１または請求項２に記載の電気式
   脱イオン水製造装置。
4. 【請求項４】前記内部空間に充填するイオン交換体層
   を、アニオン交換体層、次いでアニオン交換体とカチオ
   ン交換体の混合イオン交換体層の順に積層させたイオン
   交換体層の配列とした請求項１に記載の電気式脱イオン
   水製造装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４に記載した電気式脱イオ
   ン水製造装置に用いる枠体であって、充填すべきイオン
   交換体層の種類に応じてそれぞれのイオン交換体層が独
   立して充填できるように、水の通流孔を有する分割桁を
   枠体内に一本以上横設したことを特徴とする枠体。
6. 【請求項６】前記桁によって分割された一つの室をさら
   に分割するための分割柱を、分割桁と直角方向に一本以
   上縦設した請求項５に記載した枠体。
7. 【請求項７】分割柱に通圧孔を設けた請求項６に記載の
   枠体。