JP3511459B2 - 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Info
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Description
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。
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。
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。
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。
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、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。また、スケール付着量が更に
増加すると電圧が更に上昇し、装置の最大電圧値を越え
た場合は電流値が低下することとなる。この場合、イオ
ン除去に必要な電流値が流せなくなり、処理水質の低下
を招く。
する方法としては、(1)逆浸透膜装置の被処理水を軟
化処理する方法、(2)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)濃縮水の排出量を多くし、濃縮水中への硬度成分
の濃縮を少なくする方法、が挙げられる。
(1)及び(2)の方法は、硬水軟化処理装置の設置及
び再生剤の管理が必要となり、コスト増加や設備の複雑
化を招く。また、上記(3)の方法は、被処理水の硬度
成分濃度が比較的高い場合は当該装置の水利用率(回収
率)が低下するという問題がある。
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。
発明者は鋭意検討を行った結果、一般に、電気式脱イオ
ン水製造装置の被処理水のpH値は5〜7の範囲、濃縮
水のpH値は4〜8の範囲であり、濃縮水中に濃縮され
た硬度成分は、このpH範囲においては溶解力に乏しく
スケールが発生し易いこと、被処理水のpH値を酸性側
にすれば、硬度成分の溶解力が高まり、スケールの発生
が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。
電極室を有すると共に、一対の電極に電圧を印加するこ
とで脱塩室から脱イオン水を得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に酸性液
を添加して、該濃縮水をpHが2以上4未満の酸性に維
持す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。
れば、濃縮水は酸性液が注入されて酸性側に調整され循
環使用される。このため、濃縮水はCa、Mgなどの硬
度成分の溶解力が増加する。従って、濃縮水が高濃度に
濃縮されても濃縮室内や電極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。このた
め、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。
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。
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)を得ると供に、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。
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に流入される。また、酸性液は別途の配管により
濃縮水貯蔵槽2に添加される。そして、濃縮水貯蔵槽2
に貯蔵され、酸性に調整された濃縮水はEDI装置1の
濃縮室及び電極室にそれぞれ供給される。
槽2へ酸性液を注入するため、濃縮水は酸性側に調整さ
れて循環使用される。このため、濃縮水はCa、Mgな
どの硬度成分の溶解力が増加する。従って、濃縮水が高
濃度に濃縮されても濃縮室内や電極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。こ
のため、当該装置1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1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。
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。
が、硫酸及び塩酸などが挙げられ、このうち、硫酸が好
ましい。塩酸を使用すると、濃縮水中の塩素イオンが増
加し、この濃縮水の一部が電極室に供給されることから
電極室内での電気分解反応により次亜塩素酸や塩素ガス
が発生し、当該装置のイオン交換膜やイオン交換樹脂を
損傷する可能性が生じるため好ましくない。
に制限されず、濃縮水ラインの配管内への注入、濃縮水
をいったん貯蔵する濃縮水貯蔵槽への添加などが挙げら
れる。また、濃縮水への酸性液の注入方法は、連続注入
方法又は間欠注入方法のいずれでもよい。当該方法によ
り調整された濃縮水のpH値は、2〜4の範囲とするの
が好ましい。pH値を2以下のように余り低くするとポ
ンプや配管の腐食原因となり、pH値が4以上になると
スケール発生防止効果が薄れる。また、酸性液の注入方
法が間欠注入方法の場合、注入していない期間に発生し
たスケールを溶解させるため、pH値は2〜2.5の範
囲とするのが好ましい。
に説明する。 実施例1 下記仕様のEDI装置及び図1の装置を用いて、20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。また、酸性液は硫酸を用い、濃縮
水貯蔵槽2に注入して、濃縮水貯蔵槽内の濃縮水のpH
値を2〜2.5の範囲となるように調整して運転した。
評価は20日間経過後の処理水の電気伝導率を測定し、
濃縮室及び電極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。
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。
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、濃縮室及び電極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。
されて酸性側に維持され循環使用される。このため、濃
縮水はCa、Mgなどの硬度成分の溶解力が増加する。
従って、濃縮水が高濃度に濃縮されても濃縮室内や電極
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。このため、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。
製造装置の構成を示すブロック図である。
ブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 脱塩室、濃縮室及び電極室を有すると共
に、一対の電極に電圧を印加することで脱塩室から脱イ
オン水を得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に酸性液を添加して、該濃縮
水をpHが2以上4未満の酸性に維持することを特徴と
する電気式脱イオン水製造装置。 - 【請求項2】 前記酸性液が、硫酸である請求項1記載
の電気式脱イオン水製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35244397A JP3511459B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 電気式脱イオン水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35244397A JP3511459B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 電気式脱イオン水製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11165177A JPH11165177A (ja) | 1999-06-22 |
JP3511459B2 true JP3511459B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18424120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35244397A Expired - Fee Related JP3511459B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 電気式脱イオン水製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3511459B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP2007268331A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Japan Organo Co Ltd | 電気式脱イオン水製造装置 |
JP6524516B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2019-06-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電気透析装置と電気透析方法およびそれを用いたエッチング装置 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP35244397A patent/JP3511459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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