JP3501339B2 - 電気式脱イオン水製造装置 - Google Patents

電気式脱イオン水製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、濃縮室内での硬度
成分のスケール析出を防止して、脱イオン性能を維持す
る電気式脱イオン水製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、脱イオン水を製造するには、イオ
ン交換樹脂が利用されている。このイオン交換樹脂は、
通常薬剤による再生を必要とする。このため、該イオン
交換樹脂を利用した脱イオンと電気透析作用を組合せ、
薬剤による再生が不要で、高度な脱イオン水を得る電気
式脱イオン水製造装置が知られている。
【0003】該電気式脱イオン水製造装置は、例えば、
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、イオン交換体を充填して脱塩室とし、当該イ
オン交換体に被処理水を通過させると共に、前記両イオ
ン交換膜を介して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。このため、濃縮水中にはイオンが濃縮されることと
なる。
【0004】この濃縮水は装置外へ排出されるが、電気
式脱イオン水製造装置の水利用率(回収率)を向上させ
るため捨てずに再利用している。すなわち、被処理水の
一部を濃縮水とし、該濃縮水を循環使用し、その一部を
装置外へ排出することにより水利用率の向上と適度な濃
縮水のイオン濃度の維持を図っている。このように、濃
縮水を循環する方法は濃縮水中のイオン濃度が上昇する
ため濃縮水の電気伝導率が上昇する。このため、電気が
流れ易く、当該装置に流れる電流量が多くなる。従っ
て、イオン除去率も向上する。また、該装置に印加する
電圧を低くできるため消費電力が少なくなるなどの効果
がある。
【0005】しかし、その反面、濃縮水中に当初は微量
に存在するCa、Mgなどの硬度成分も、長期間の循環
使用により濃縮されて濃縮室内や電極室内にスケールと
して析出しやすくなる。濃縮室内や電極室内にスケール
が発生すると、当該室内の流路を閉塞すると共に、その
部分での電気抵抗が上昇し、電流が流れにくくなる。す
なわち、スケール発生が無い場合と同一の電流値を流す
ためには電圧を上昇させる必要があり、消費電力が増加
する。
【0006】このため、原水中のCa、Mgなどの硬度
成分量が比較的多い欧米では、電気式脱イオン水製造装
置の前段に硬水軟化装置などを設置している。具体的な
硬度成分除去方法としては、(1)電気式脱イオン水製
造装置の前段に設置する逆浸透膜装置の被処理水を軟化
処理する方法、(2)電気式脱イオン水製造装置の前段
に設置する逆浸透膜装置の透過水(電気式脱イオン水製
造装置の被処理水)を軟化処理する方法、(3)電気式
脱イオン水製造装置の前段に2段の逆浸透膜装置を設置
し、ここで硬度成分を除去する方法、などが挙げられ
る。また、国内では、河川水などの硬度成分が欧米諸国
に比べて少ないため、通常、硬水軟化装置を設置せずに
原水を逆浸透膜装置で処理し、その処理水を電気式脱イ
オン水製造装置へ供給している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、電気式脱イオン水製造装置の前段に逆浸透膜装
置を設置して原水中の硬度成分を予め除去したとして
も、透過水中の硬度成分はゼロとはならず、例えば、逆
浸透膜装置が比較的新しい場合は、0.01〜0.02mg/l、逆
浸透膜が交換直前の場合は、0.04〜0.1mg/l の範囲で微
量の硬度成分が透過水中に残存する。このため、電気式
脱イオン水製造装置の濃縮水貯蔵槽において、硬度成分
が2〜5mg/l程度の範囲に濃縮されるが、このような低
濃度においても、電気式脱イオン水製造装置の濃縮室内
にスケールが発生するという問題がある。
【0008】従って、本発明の目的は、濃縮室内での硬
度成分のスケール析出を防止して、脱イオン性能を維持
する電気式脱イオン水製造装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、濃縮水貯蔵槽内では、
硬度成分が2〜5mg/lと低濃度でも、濃縮室のアニオン
交換膜表面では局部的に硬度成分が濃縮されることがあ
り、またアルカリ性となっていることから、その部分の
ランゲリア指数が上昇し、この部分で硬度成分のスケー
ルが析出すること、そして、硬度成分のスケールの析出
は、濃縮水循環ラインに軟化処理塔を設置することによ
り防止できることなどを見出し、本発明を完成するに至
った。
【0010】 すなわち、本発明は、脱塩室及び濃縮室
を交互に複数設け、これら脱塩室及び濃縮室に電圧を印
加する一対の電極を収納する電極室を設けてなる電気式
脱イオン水製造装置において、前記濃縮室に循環される
濃縮水循環ラインに軟化処理塔及び濃縮水貯蔵槽を設置
し、濃縮水を該濃縮水貯蔵槽を介して濃縮室の供給水と
電極水に用いることを特徴とする電気式脱イオン水製造
装置を提供するものである。
【0011】このような電気式脱イオン水製造装置によ
れば、濃縮水中に微量存在する硬度成分は軟化処理塔で
除去されて循環使用される。このため、長期間の連続使
用においても濃縮室内での炭酸カルシウムなどのスケー
ルの発生を防止することができる。また、当該装置にお
いては、スケールの発生により電気抵抗が上昇すること
に伴う性能低下を防止することができる。また、濃縮水
を高濃度に濃縮して使用することが可能となるため、当
該装置の水利用率を向上させると共に、印加電圧を低く
することができ、消費電力を低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における電気
式脱イオン水製造装置について、図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は、本発明の実施の形態における電気
式脱イオン水製造装置の構成を示すブロック図である。
被処理水は、電気式脱イオン水製造装置(以下、EDI
装置ともいう)1に流入される。EDI装置1は、イオ
ン交換樹脂、イオン交換繊維等のイオン交換体が充填さ
れた脱塩室と、この脱塩室とイオン交換膜を介して仕切
られた濃縮室と、これら脱塩室及び濃縮室に電圧を印加
する一対の電極を有している。そして、脱塩室に被処理
水を、また、濃縮室に濃縮水を流通することで、塩類を
イオン交換膜を介し濃縮室を流れる濃縮水中に移動させ
る。これによって、塩類が除去された処理水(脱イオン
水)を得ると共に、塩類が濃縮された濃縮水を濃縮室に
得ることができる。従って、脱塩室から処理水が排出さ
れ、濃縮室から濃縮水が排出される。また、一対の電極
を収納する電極室にも濃縮水(電極水)を流通する。従
って、該電極室からは電極水が排出される。
【0014】一方、上記の如く、脱塩室及び濃縮室を交
互に複数設けてなるEDI装置1の濃縮室から排出され
る濃縮水の全量及び被処理水の一部の補給水は濃縮水貯
蔵槽2に流入して貯蔵される。次いで、濃縮水貯蔵槽2
内の濃縮水は、図では省略する循環ポンプにて軟化処理
塔3に供給される。軟化処理塔3で硬度成分が除去され
た軟化処理水は、EDI装置1の濃縮室及び電極室にそ
れぞれ供給される。
【0015】本発明の実施の形態によれば、濃縮水中に
微量存在する硬度成分は軟化処理塔で除去されて循環使
用される。このため、長期間の連続使用においても濃縮
室内での炭酸カルシウムなどのスケールの発生を防止す
ることができる。また、当該装置においては、スケール
の発生により電気抵抗が上昇することに伴う性能低下を
防止することができる。また、濃縮水を高濃度に濃縮し
て使用することが可能となるため、当該装置の水利用率
を向上させると共に、印加電圧を低くすることができ、
消費電力を低減することができる。
【0016】前記被処理水としては、特に制限されない
が、市水、工業用水を逆浸透膜処理した透過水、あるい
は半導体ウェハーを超純水で洗浄した際に排出される洗
浄排水等が挙げられる。また、該被処理水に含まれるC
a、Mgなどの硬度成分量は、原水の硬度成分濃度や使
用する逆浸透膜装置の2価イオン除去性能により異なる
が、0.01〜2mg/L程度である。本発明においては、
特に、硬度成分を多く含有する水を被処理水とする場合
に有効である。
【0017】軟化処理塔3としては、水中の硬度成分を
除去するものであれば、特に制限されないが、例えば、
イオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔が挙げら
れ、使用するイオン交換樹脂としては、例えば、キレー
ト樹脂、アルカリ金属型強酸性陽イオン交換樹脂、アル
カリ金属型弱酸性陽イオン交換樹脂が挙げられる。この
うち、特に、アルカリ金属型弱酸性陽イオン交換樹脂が
硬度成分の除去性能及び安価な点で優れている。アルカ
リ金属としては、Na、、Liが挙げられ、特に、N
aが好ましい。
【0018】また、イオン交換樹脂を充填したイオン交
換樹脂塔は、カートリッジ型とすることが好ましい。こ
れにより、電気式脱イオン水製造装置及び軟化処理塔が
共に薬剤による再生が不要となり、運転管理などが容易
となる。また、当該カートリッジ型としては、使い捨て
のもの及び回収して工場などで薬剤による再生を行い、
再使用するものなどが挙げられる。
【0019】軟化処理塔3の設置場所としては、電気式
脱イオン水製造装置1の濃縮室に循環される濃縮水循環
ライン4中であれば特に制限されないが、図では省略す
る濃縮水貯蔵槽2と電気式脱イオン水製造装置1の間に
設置される循環ポンプの出口側(電気式脱イオン水製造
装置の前)とすることが、軟化処理塔3の通水に圧力を
必要とする点及び濃縮室内のスケール発生を極力抑制で
きる点から好ましい。また、濃縮水の軟化処理は、濃縮
水の全量又は例えば、全量の1/2量など一部を処理す
る方法が挙げられる。
【0020】
【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明する。 実施例1 下記仕様のEDI装置、軟化処理塔及び図1の装置を用
いて、14日間の処理実験を行った。被処理水は、水道
水を活性炭吸着塔に通水した後、逆浸透膜装置で処理し
た透過水に炭酸カルシウム溶液を混合して、Ca濃度を
0.2mg/Lに調整した水を用いた。評価は14日間経過
後の処理水の電気伝導率及び濃縮水貯蔵槽2出口水のC
a濃度を測定し、濃縮室内のスケール付着を目視観察す
ることにより行った。結果を表1に示す。
【0021】 (EDI装置) ・処理水量3.0m3/h、濃縮水量0.5m3/h、電極水量0.1m3/h ・印加電圧:200V、1.0A ・使用イオン交換体:カチオン交換樹脂アンバーライトIR120B アニオン交換樹脂アンバーライトIRA400 (いずれもロームアンドハース社製) カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合比1:2(容積比) ・使用イオン交換膜:カチオン交換膜CMH、アニオン交換膜AMH (いずれもトクヤマ社製) (軟化処理塔) ・塔:軟化材70L を充填したイオン交換樹脂塔 ・軟化材:Na型弱酸性陽イオン交換樹脂アンバーライ
トIRC76
【0022】比較例1 図2の装置を用い、軟化処理塔を設置することなく行っ
た以外は、実施例1と同様の方法で行った。結果を表1
に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1より、実施例1は、スケールの析出が
全く見られず、処理水質の低下もなかった。また、比較
例1において、濃縮室内に観察された白色のスケールは
分析の結果、炭酸カルシウムと判明した。このように、
濃縮室内に炭酸カルシウムのスケールが発生すると、そ
の部分の電気抵抗が大きくなり電流が流れ難くなる。従
って、イオン交換体に吸着した不純物イオンが再生され
難くなり、その結果、当該電気式脱イオン水製造装置の
脱イオン性能が低下する。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、濃縮水中に微量存在す
る硬度成分は軟化処理塔で除去されて循環使用される。
このため、長期間の連続使用においても濃縮室内での炭
酸カルシウムなどのスケールの発生を防止することがで
きる。また、当該装置においては、スケールの発生によ
り電気抵抗が上昇することに伴う性能低下を防止するこ
とができる。また、濃縮水を高濃度に濃縮して使用する
ことが可能となるため、当該装置の水利用率を向上させ
ると共に、印加電圧を低くすることができ、消費電力を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における電気式脱イオン水
製造装置の構成を示すブロック図である。
【図2】従来の電気式脱イオン水製造装置の構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 電気式脱イオン水製造装置 2 濃縮水貯蔵槽 3 軟化処理塔 4 濃縮水循環ライン
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−77043(JP,A) 特開 昭52−48576(JP,A) 特開 平9−294988(JP,A) 特開 平2−40220(JP,A) 特開 平7−232173(JP,A) 特開 平11−128949(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/469 B01D 61/48 B01D 61/52 B01J 39/04 C02F 1/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱塩室及び濃縮室を交互に複数設け、こ
    れら脱塩室及び濃縮室に電圧を印加する一対の電極を収
    納する電極室を設けてなる電気式脱イオン水製造装置に
    おいて、前記濃縮室に循環される濃縮水循環ラインに軟
    化処理塔及び濃縮水貯蔵槽を設置し、濃縮水を該濃縮水
    貯蔵槽を介して濃縮室の供給水と電極水に用いることを
    特徴とする電気式脱イオン水製造装置。
  2. 【請求項2】 前記軟化処理塔が、カートリッジ型陽イ
    オン交換樹脂塔であることを特徴とする請求項1記載の
    電気式脱イオン水製造装置。
  3. 【請求項3】 前記軟化処理塔に充填される軟化剤が、
    アルカリ金属型弱酸性陽イオン交換樹脂であることを特
    徴とする請求項1または2記載の電気式脱イオン水製造
    装置。
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US6929748B2 (en) * 2003-03-28 2005-08-16 Chemitreat Pte Ltd Apparatus and method for continuous electrodeionization
US20060091077A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Ecolochem, Inc. Concentrate recycle loop with filtration module
KR102423875B1 (ko) * 2021-02-25 2022-07-21 죽암건설 주식회사 스케일 방지와 cdi 공정 회수율 향상을 위한 농축수 순환재생 시스템
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