JP4135802B2

JP4135802B2 - 脱塩装置

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高純度の液質を得ることが可能な脱塩装置に関し、詳しくは、通液型コンデンサとそれ以外の脱塩手段を直列に接続してなる、簡便で高効率な脱塩処理が可能な脱塩装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業用水、市水などの原水を純水などにする簡便な脱塩方法として、通液型コンデンサを使用する方法が提案されている。通液型コンデンサは、静電力を利用して被処理液中のイオン成分の除去と回収（再生）を行うもので、その原理は以下の通りである。すなわち、通液型コンデンサは、その保有する一対の電極に直流電圧を印加して、通液中の被処理液のイオン成分、あるいは電荷のある粒子、有機物を一対の電極に吸着することにより除去し、イオン成分が除去された脱塩液を得て、その後一対の電極を短絡あるいは直流電源を逆接続して、一対の電極に吸着している前記イオン成分を離脱させ、一対の電極を再生しつつ除去イオン成分を通液中の被処理液と共に濃縮液として回収することを繰り返し行うものである。
【０００３】
一方、従来より脱イオン水又は高純度の水を製造する方法としては、イオン交換樹脂を充填したイオン交換装置を用いて脱イオン水を得る方法、蒸留装置により蒸留水を得る方法、電気式脱イオン水製造装置を使用する方法、逆浸透膜装置を使用する方法などが知られている。電気式脱イオン水製造装置は、イオン交換樹脂を用いる方法では通常薬剤による再生を必要とするため、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点で好適である。また、逆浸透膜装置は、通常複数台を直列に接続して使用するか、又はイオン交換装置の前段に設置して、有機物やイオン成分を除去した透過水を後段のイオン交換装置で処理して高度の水質を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通液型コンデンサは高度な脱塩を目的とする場合、脱塩能力は不十分である。すなわち、通液型コンデンサの脱塩能力は、主に印加電圧、電極面積、被処理水の水質及び処理流量に依存する。印加電圧はこれを大きくすれば処理水の水質の向上には効果があるものの、単位セル当たりの印加電圧を水の電気分解電圧以上、すなわち、約１．２Ｖ以上に上げると脱塩の電流効率を極めて低下させると同時に通液型コンデンサの寿命の低下を招く。従って、印加電圧を約１．２Ｖ以上に上げることができず、結局この条件下、処理水質の水質を考慮した範囲において、電極面積と処理流量の比（電極面積／処理流量）を上げても脱塩性能は十分ではない。また、被処理液中のシリカやホウ素などは通液型コンデンサでは十分に除去できないという問題もある。
【０００５】
また、従来のイオン交換装置を用いて脱イオン水を得る方法、蒸留装置により蒸留水を得る方法、電気式脱イオン水製造装置を使用する方法、逆浸透膜装置を使用する方法などは、有効な脱塩手段ではあるものの、いずれも単独で使用する場合、被処理水の汚れ、特に微粒子と有機物による処理能力の低下の問題を潜在的に有している。すなわち、電気的性質を帯びた微粒子や有機物は、イオン交換体（樹脂）上や逆浸透膜及び電気式脱イオン水製造装置のイオン交換膜の膜面上に不可逆的に付着して、イオン交換装置の場合はイオン交換の反応速度の低下として、蒸留装置の場合は蒸留水中の微粒子数の上昇として、電気式脱イオン水製造装置の場合は操作電圧の上昇として、逆浸透膜装置の場合はフラックスの低下として、それぞれ現れる。また、逆浸透膜装置の透過水をさらに逆浸透膜装置に透過させて処理する多段逆浸透膜装置においては、被処理水中の炭酸ガスがそのままでは除去できず、アルカリ添加によりｐＨを変動させて、炭酸ガスをイオン化して逆浸透膜装置で除去できる形態に解離させていた。従って、本来の目的が脱塩であるにも関わらず、苛性ソーダなどのアルカリ添加が処理水の水質を悪化させるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、従来の脱塩装置がそれぞれに有する上記の課題を解決するものであって、簡便で高効率な脱塩処理が可能な脱塩装置を提供することにある。
【０００７】
【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、通液型コンデンサとそれ以外の脱塩手段の単一又は複数を直列に接続して脱塩装置とし、これに被処理液を通液すれば、簡便で高効率な脱塩処理が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明（１）は、一対の電極に直流電圧を印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去し、前記一対の電極を短絡あるいは直流電源を逆接続して、除去されたイオン成分を通液中の被処理液に回収する通液型コンデンサと、単一又は複数の脱塩手段とを直列に接続してなるものであって、前記通液型コンデンサの後段に、前記通液型コンデンサと接続される逆浸透膜装置を設置したことを特徴とする脱塩装置を提供するものである。
【０００９】
また、本発明（２）は、前記逆浸透膜装置が、単段又は複数段の装置であることを特徴とする請求項１記載の脱塩装置を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の脱塩装置は、通液型コンデンサと、単一又は複数の脱塩手段とを直列に接続してなるものである。通液型コンデンサとしては、特に制限されないが、カラム中に金属、黒鉛等の集電極に高表面積活性炭を接してなる一対の電極を収容し、これら一対の電極間に非導電性のスペーサを介在させたものである。そして、この通液型コンデンサは、一対の電極に直流電源を接続し、直流電圧、例えば、１〜２Ｖを印加した状態で、カラム中にイオンを含有する被処理液を通すと、一対の電極がイオンを吸着して、イオン成分が除去され脱塩液を得ることができ、その後、一対の電極を短絡させると、電気的に中和し吸着していたイオンが一対の電極から離脱し、一対の電極を再生させると共に、濃厚なイオン成分を回収した濃縮液を得ることができるものである。尚、一対の電極間３０、３１間に印加する電圧は任意に設定することができる。
【００１５】
このような通液型コンデンサは、特開平５−２５８９９２号公報に開示されており、この公知例の一例では、カラムに被処理液を導入する入口と、イオン成分が除去された液を排出する出口とを設け、そのカラム内に上記一対の電極を収容している。これら一対の電極は、双方とも導電性支持層に高表面積導電性表面層が支持され、更に非導電性多孔のスペーサが含まれている。従って、一対の電極は、一方の電極の非導電性多孔のスペーサ、導電性支持層、高表面積導電性表面層、他方の電極の非導電性多孔のスペーサ、導電性支持層、高表面積導電性表面層の６層構造となっている。この一対の電極は、中空の多孔質中心管に高表面積導電性表面層を内側にして巻かれてカートリッジを形成する。一方の電極の導電性支持層及び他方の電極の導電性支持層からはリード線がカラム外に延出され、直流電源に接続され、カラムの入口には被処理液供給源が接続され、出口にはイオン成分が除去された脱塩液とイオン成分を回収した濃縮液とを分ける切替え弁が接続されている。
【００１６】
更に、通液型コンデンサの他の構造例としては、非導電性多孔質通液性シートからなるスペーサを挟んで、高比表面積活性炭を主材とする活性炭層である一対の電極を配置し、該電極の外側に一対の集電極を配置し、更に該集電極の外側に押さえ板を配置した平板形状とし、集電極に直流電源を接続し、更に集電極間の短絡又は直流電源の逆接続を行うものであってもよい。また、電極と集電極とは一体化されたものでもよい。
【００１７】
本発明において、脱塩手段としては、特に制限されないが、例えば蒸留装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置及び電気式脱イオン水製造装置など挙げられる。蒸留装置としては、例えば、純水などからなる原水を、加熱装置を備えた蒸発缶の内部で加熱することにより水蒸気を得て、この水蒸気を凝縮器で凝縮させ蒸留水となし、これを冷却器に送って使用温度まで下げ、冷却器に接続された蒸留水供給管を通じて採水口に予めセットしてあるストレージボトル又は貯留槽内に当該蒸留水を貯留させるようにした装置が挙げられる。
【００１８】
イオン交換装置としては、例えば、強酸性カチオン交換体（強酸性カチオン交換樹脂）（以下、「交換体」及び「交換樹脂」を含めて「交換樹脂」という）、弱酸性カチオン交換樹脂などのカチオン交換樹脂又は強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂などのアニオン交換樹脂、又はこれらを組合せたものなどが挙げられる。これらは単床又は混床のいずれであってもよい。また、ホウ素を選択的に除去する多価アルコールを官能基として含有するホウ素選択性樹脂やカートリッジポリッシャ（非再生式イオン交換樹脂装置）なども使用できる。ホウ素選択性樹脂としては、例えばアンバーライトＩＲＡ７４３Ｔが使用できる。
【００１９】
電気式脱イオン水製造装置としては、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。
【００２０】
本発明において、通液型コンデンサと、単一又は複数の脱塩手段とを直列に接続する形態としては、前段に単一又は複数の脱塩手段を、後段に通液型コンデンサを設置する形態、前段に通液型コンデンサを、後段に単一又は複数の脱塩手段を設置する形態、通液型コンデンサの前段及び後段に単一又は複数の脱塩手段を設置する形態の３形態がある。このうち、通液型コンデンサと後段の脱塩手段とを接続する場合、通液型コンデンサの脱塩液流出配管と脱塩装置の被処理液供給配管が連接される。上記接続形態の具体例としては、次のものが列挙される。左から右に被処理液の流れ方向とする。
(1) 通液型コンデンサ＋イオン交換装置
(2) 通液型コンデンサ＋蒸留装置
(3) 通液型コンデンサ＋電気式脱イオン水製造装置
(4) 通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置
(5) 逆浸透膜装置＋通液型コンデンサ
(6) 逆浸透膜装置＋通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置
(7) 通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置＋非再生型イオン交換装置
(8) 通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置＋電気式脱イオン水製造装置
(9) 通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置＋蒸留器
(10)通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置＋通液型コンデンサ＋逆浸透膜装置
【００２１】
上記(1) におけるイオン交換装置としては、例えば、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂を充填してイオン交換塔とし、該混合樹脂が貫流点に到達した段階で新品の樹脂に交換する非再生型のイオン交換装置及び同様に該混合樹脂が貫流点に到達した段階で現地で酸又はアルカリで再生する現場再生型のイオン交換装置などが挙げられる。
【００２２】
次に、本発明の第１の実施の形態における脱塩装置を図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態例の脱塩装置のフロー図である。図１中、脱塩装置２０ａは前段の通液型コンデンサ１と、後段の脱塩手段２から構成される。通液型コンデンサ１の下流側は排出配管８により水質監視装置５に接続し、更に水質監視装置５の排出管９は切替え弁１３を有する脱塩液排出管１１と切替え弁１２を有する濃縮液排出管１０の二つに分岐し、脱塩液排出管１１は脱塩手段２に接続している。通液型コンデンサ１の上流側は供給配管７により途中の絶対孔径１０μm の安全フィルタ４を介して被処理水を定量的に供給するための送液ポンプ３に接続している。
【００２３】
通液型コンデンサ１は、少なくとも一対の電極３０、３１を内蔵し、電極３０はスイッチ３２を介して直流電源３４の陰極に接続されている。また、一対の電極３０、３１はスイッチ３５を介して互いに接続されている。そして、これらの図１に表示の機器類の運転制御は、シーケンサー、マイコン等の公知の制御機器で行われ、その詳細な運転制御としては、例えば、後述の通液型コンデンサの通液方法が挙げられる。
【００２４】
図１において、水質監視装置５は、液質を測定するもので、イオン除去の程度を正確に把握できる指標の測定機器であれば特に限定されず、導電率計、比抵抗計が挙げられ、本実施の形態では導電率計である。
【００２５】
第１の実施の形態例の脱塩装置を使用した脱塩方法を説明する。図１中、送液ポンプ３を駆動すると、市水、工業用水、回収水、河沼水あるいは糖液などの被処理液は、安全フィルタ４を通って供給配管７により通液型コンデンサ１に供給される。通液型コンデンサ１ではスイッチ３２をオンして一対の電極３０、３１に直流電圧を印加し、切替え弁１３を開、切替え弁１２を閉の状態とし、水質監視装置５を監視状態にする。この段階で通液型コンデンサ１は脱塩工程（イオン成分除去工程）に入り、被処理液は通液型コンデンサ１の一対の電極３０、３１にイオン成分を吸着され、イオン成分が除去された液となり、脱塩液排出配管１１により脱塩手段２に送られる。
【００２６】
この状態が継続すると、一対の電極３０、３１にイオン成分が徐々に吸着され飽和状態に近づき、イオン成分除去性能が低下し、徐々に脱塩液の導電率が上昇する。水質監視装置５により測定された導電率が脱塩液採液不可値になると、切替え弁１３を閉、切替え弁１２を開の状態として、直ちにスイッチ３２をオフして通液型コンデンサ１への直流電圧の印加を止め、更にスイッチ３５をオンして一対の電極３０、３１間を短絡、あるいは直流電源３４を逆接続させ、吸着したイオン成分を一対の電極３０、３１から離脱させ、被処理液側に移動させて一対の電極３０、３１を再生する。すなわち、通液型コンデンサ１は濃縮工程（イオン成分回収工程）に入り、イオン成分が濃縮された濃縮液は濃縮液排出配管１０により系外に排出される。
【００２７】
上記脱塩工程（除去工程）及び濃縮工程（回収工程）を１サイクルとし、このサイクルを繰り返して行うことにより、被処理液からイオン成分が除去された脱塩液及び前記除去されたイオン成分を回収したイオン濃度の高い濃縮液を得ると共に、通液型コンデンサ１の一対の電極３０、３１の飽和・再生の繰り返しを図るものである。
【００２８】
次いで、脱塩手段２では、通液型コンデンサで脱塩された脱塩液に含まれる微量のイオン成分を更に除去し、流出配管１４から高度に脱塩された脱塩液を得ることができる。また、脱塩手段２が、逆浸透膜装置や電気式脱イオン水製造装置のように濃縮液を排出する装置の場合、脱塩手段２から排出される濃縮液を戻り配管１５（図１中、二点鎖線）により、被処理液側に戻すことにより、液の回収率を向上させることができる。
【００２９】
第１の実施の形態例において、前段の通液型コンデンサは被処理液中のイオン成分の粗取り装置とし、後段の脱塩手段で残りのイオン成分、有機物及び微粒子などを除去する仕上げ装置とすることが脱塩処理を効率的に行うことができる点で好ましい。この場合、通液型コンデンサの脱塩工程から流出する脱塩液の液質は導電率が１００μS/cmμ以下、好ましくは１０〜５０μS/cmであり、脱塩手段から流出する脱塩液の水質は、脱塩手段がイオン交換装置の場合、１．０〜１８．２５M Ω・cm、好ましくは１０〜１８．２５M Ω・cmであり、脱塩手段が蒸留装置の場合、０．２〜２．０μS/cm、好ましくは０．２〜１．０μS/cmであり、脱塩手段が逆浸透膜装置の場合、１．０〜１０μS/cm、好ましくは１．０〜５．０μS/cmであり、脱塩手段が電気式脱イオン水製造装置の場合、１．０〜１８．２５M Ω・cm、好ましくは１０〜１８．２５M Ω・cmである。
【００３０】
次に、第２の実施の形態例の脱塩装置を使用した脱塩方法を図２を参照して説明する。図２において、図１と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。図２の脱塩装置２０ｂにおいて、図１の脱塩装置２０ａと異なる点は、後段の脱塩手段を逆浸透膜装置２ｂとし、逆浸透膜装置２ｂの非透過液を被処理液に戻す戻り配管１５を設けた点、通液型コンデンサ１の前段に逆浸透膜装置２ａを設置した点及び通液型コンデンサ１の濃縮液を濃縮液流出配管１０を通って被処理液に戻す戻り配管１６を設けた点である。
【００３１】
これにより、被処理液は逆浸透膜装置２ａでイオン成分や有機物が除去され、その透過液の主成分は分子状の炭酸、重炭酸イオンなどのアニオン、ナトリウムなどの１価のカチオン及びシリカなどである。かかる液質を有する透過液は通液型コンデンサ１で重炭酸イオン及びナトリウムイオンが除去される。その結果、次式：Ｈ₂ＣＯ₃⇔Ｈ⁺＋ＨＣＯ₃ ^2-に示すように、残存する分子状の炭酸の重炭酸イオン化が進み、通液型コンデンサ１で重炭酸イオンは除去される。被処理液中の炭酸由来物質が通液型コンデンサ１で除去されるにつれて、被処理液は酸性から中性に変化していき、重炭酸イオンの割合が増加する。次いで、通液型コンデンサ１から得られた脱塩液は逆浸透膜装置２ｂで残存する重炭酸イオンが除去され、高度の液質を有する透過液となる。また、通液型コンデンサ１から得られる濃縮液と逆浸透膜装置２ｂの非透過液は被処理液に戻されるから、液の回収効率を向上させることができる。
【００３２】
また、通液型コンデンサの処理水は、硬度成分も除去されているため、硬度成分を析出させることなくｐＨ調整できるアルカリ領域が拡大している。従って、必要に応じて、通液型コンデンサ処理水にアルカリを添加して後段の脱塩手段、特に逆浸透膜装置に通水すれば、炭酸、シリカあるいはホウ素のイオン化が進み、逆浸透膜装置の透過水の水質をより改善できる。
【００３３】
上記実施の形態では、通液型コンデンサーは１台であるが、通液型コンデンサーの複数台を並列に配置して、イオン濃度が低減された脱塩液又はイオンの濃度が高められた濃縮液を連続して得るようにしてもよい。
【００３４】
【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が、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
参考例１
被処理液（原水）は市水を活性炭処理し、更に脱気膜（１００ｔｏｒｒ）にて脱気後、２０℃に調整したものを用い、図１に示すような脱塩フローを有する脱塩装置を用いて、下記脱塩処理条件で脱塩処理した。得られた処理水の水質を原水と共に、表１に示す。なお、本実施例及び参考例において、通液型コンデンサーの処理流量が不足した場合、先ず、通液型コンデンサーを運転して通液型コンデンサーの脱塩水を清浄なタンク（不図示）に貯蔵後、後段の処理に用いることとした。
（脱塩処理条件）
・通液型コンデンサの仕様及び運転条件
装置；関西熱化学社製
活性炭電極の総活性炭量；２５２ｇ
印加電圧；直流１．２Ｖ
処理液流速；３００ml/ 分
運転方法；導電率計により、排水の導電率を監視し、脱塩工程から脱塩率が９０％の脱塩水を得るように運転した。
・脱塩手段の仕様及び運転条件
装置；イオン交換装置「非再生式カートリッジポリッシャＧ５型」（オルガノ社製）
イオン交換体の種類；混床樹脂ＭＢ２を５Ｌ
充填比率；カチオン交換樹脂：アニオン交換樹脂＝１：２
【００３５】
実施例１
脱塩手段として、イオン交換装置に代えて、下記仕様及び処理条件の逆浸透膜装置を使用した以外は、参考例１と同様の方法で脱塩処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
・逆浸透膜装置；「実験機」（オルガノ社製）
膜；ＥＳ−２０（日東電工社製）
運転圧力；８kgf/cm^２
【００３６】
参考例２
脱塩手段として、イオン交換装置に代えて、下記仕様及び処理条件の電気式脱イオン水製造装置を使用した以外は、参考例１と同様の方法で脱塩処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
・電気式脱イオン水製造装置；「試作機」（オルガノ社製）
試作機の構造及び脱塩室に充填されるイオン交換樹脂等は特許公報第２８６５３８９号記載の実施例Ａに準じた。
定格；１００Ｌ／時間
運転電圧；５０Ｖ
【００３７】
参考例３
脱塩手段として、イオン交換装置に代えて、下記仕様及び処理条件の蒸留器を使用した以外は、実施例１と同様の方法で脱塩処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
・蒸留器；「オートスチル蒸留器」（ヤマト科学社製）
定格；１．８Ｌ／時間
【００３８】
実施例２
図２に示すような脱塩処理フローを有する脱塩装置を用いて、下記脱塩処理条件で処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
・被処理液；参考例１と同様のもの。
・通液型コンデンサ；装置及び処理条件は、参考例１と同様のもの。
・逆浸透膜装置；前段及び後段共に、装置及び処理条件は、参考例１と同様のもの。
【００３９】
参考例４
後段の逆浸透膜装置２ｂを省略した以外は、実施例２と同様の方法で脱塩処理した。すなわち、図２中、脱塩液排出配管１１から流出する液を処理水として得た。得られた処理水の水質を表１に示す。
【００４０】
実施例３
実施例１の処理液をさらに、参考例１で使用したイオン交換装置で脱塩処理した。すなわち、図１中、脱塩液排出配管１４から流出する逆浸透膜装置の透過水を更にイオン交換処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
【００４１】
比較例１
後段の脱塩手段（イオン交換装置）を省略した以外は、参考例１と同様の方法で処理した。すなわち、被処理液を通液型コンデンサ単独で処理して処理水を得たものである。得られた処理水の水質を表１に示す。
【００４２】
比較例２
後段の脱塩手段（イオン交換装置）の代わりに、通液型コンデンサを使用した以外は、参考例１と同様の方法で処理した。すなわち、被処理液を２台の通液型コンデンサを直列に接続した脱塩装置で処理して処理水を得たものである。なお、実験の都合上、実際には同じ通液型コンデンサで２度処理した。得られた処理水の水質を表１に示す。
【００４３】
比較例３
通液型コンデンサの印加電圧１．２Ｖを０Ｖ（無通電）とした以外は、実施例２と同様に行った。すなわち、被処理液を逆浸透膜装置単独で処理して処理水を得たものである。得られた処理水の水質を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１中、「CP」は通液型コンデンサ、「IER 」イオン交換装置、「RO」は逆浸透膜装置、「EDI 」電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ示す。
【００４６】
表１から、通液型コンデンサとそれ以外の脱塩手段を直列に接続した脱塩装置は、いずれも通液型コンデンサ単独又はそれ以外の脱塩手段の単独装置に比して、高度な水質を得ることができる。特に、通液型コンデンサ→逆浸透膜装置→非再生式カートリッジポリッシャとする脱塩装置（実施例３）は高純度の水質を得ることができた。また、通液型コンデンサ→脱塩手段とする脱塩装置（実施例１及び参考例１〜３）で優れた脱塩性能を示すのは、前段の通液型コンデンサでは電極に直流電圧を印加して、被処理液中の電気的性質を帯びた微粒子や有機物成分を吸着し、次いで短絡又は逆電位を印加して、可逆的な脱着を行い不純物を系外に排出する。従って、後段の脱塩手段にこれらの不純物が持ち込まれることがない。一方、従来の通液型コンデンサ以外の脱塩手段ではイオン交換体上やイオン交換膜上に微粒子や有機物の不可逆的な吸着が起こり、これが脱塩性能を低下させる。
【００４７】
実施例４
参考例１において、通液型コンデンサの運転条件を種々変化させ、これに伴う後段のイオン交換装置に及ぼす水質向上効果以外の影響を観察した。通液型コンデンサの運転は通液型コンデンサの処理水質（脱塩水質）が１５０、１００、５０及び２５μS/cmとなるように印加電圧を調整して行った。イオン交換装置に及ぼす水質向上効果以外の影響はイオン交換樹脂の反応速度で評価した。イオン交換樹脂の反応速度は特開平１０−２６７８３８等に記載の定法により測定した。結果を表２に示す。
【００４８】
実施例５
実施例１において、通液型コンデンサの運転条件を種々変化させ、これに伴う後段の逆浸透膜装置に及ぼす水質向上効果以外の影響を観察した。通液型コンデンサの運転は通液型コンデンサの処理水質（脱塩水質）が１５０、１００、５０及び２５μS/cmとなるように印加電圧を調整して行った。逆浸透膜装置に及ぼす水質向上効果以外の影響は逆浸透膜装置のフラックス（透過水流量）の低下で評価した。すなわち、実施例１で用いた膜と同じ平膜を小型平膜試験装置（Ｃ７０−Ｆ型、日東電工社製）にセットし、操作圧力を８kgf/cm²として、各通液型コンデンサの処理水を通水し、通水開始時からフラックスが初期値の９０％になるまでの透過水の積算量を測定した。結果を表２に示す。
【００４９】
参考例５
参考例２において、通液型コンデンサの運転条件を種々変化させ、これに伴う後段の電気式脱イオン水製造装置に及ぼす水質向上効果以外の影響を観察した。通液型コンデンサの運転は通液型コンデンサの処理水質（脱塩水質）が１５０、１００、５０及び２５μS/cmとなるように印加電圧を調整して行った。電気式脱イオン水製造装置に及ぼす水質向上効果以外の影響は電気式脱イオン水製造装置のスタックの電流値１Ａ運転時の電気抵抗の経時的上昇速度で評価した。結果を表２に示す。
【００５０】
参考例６
参考例３において、通液型コンデンサの運転条件を種々変化させ、これに伴う後段の蒸留器に及ぼす水質向上効果以外の影響を観察した。通液型コンデンサの運転は通液型コンデンサの処理水質（脱塩水質）が１５０、１００、５０及び２５μS/cmとなるように印加電圧を調整して行った。蒸留器に及ぼす水質向上効果以外の影響は蒸留水中の２μm 以上の微粒子数で評価した。この微粒子は電子微粒子測定器「ROYCO4100+246B」(HIAC 社製) で測定した。結果を表２に示す。
【００５１】
比較例４〜７
実施例４及び５、参考例５及び６のそれぞれにおいて、通液コンデンサを無通電とした場合における後段のイオン交換装置、逆浸透膜装置、電気式脱イオン水製造装置及び蒸留器のそれぞれに及ぼす水質向上効果以外の影響を同様の評価項目で観察した。結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】

脚注１）通液型コンデンサ無通電
【００５３】
表２から、前段の通液型コンデンサの処理水（脱塩水）の水質が向上するほど、後段の各種脱塩手段への悪影響は低減するものの、通液型コンデンサの処理水の水質が５０μS/cm程度以下ではその影響も飽和状態となる。従って、通液型コンデンサの運転は、通液型コンデンサの処理水の水質が５０〜１００μS/cmとなる程度とするのがよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、簡便で高効率な脱塩処理が可能となる。特に、通液型コンデンサ→逆浸透膜装置→非再生式カートリッジポリッシャとする脱塩装置では高純度の水質を得ることができた。また、通液型コンデンサ→脱塩手段とする脱塩装置では、前段の通液型コンデンサでは電極に直流電圧を印加して、被処理液中の電気的性質を帯びた微粒子や有機物成分を吸着し、次いで短絡又は逆電位を印加して、可逆的な脱着が行われるから不純物が系外に排出される。従って、後段の脱塩手段にこれらの不純物が持ち込まれることがないため、高純度の脱塩液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である脱塩装置の処理方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である脱塩装置の処理方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
１通液型コンデンサ
２脱塩手段
３送液ポンプ
４安全フィルタ
５水質監視装置
７供給配管
８、９接続配管
１０脱塩液排出配管
１１濃縮液排出配管
１２、１３切り替え弁
１４流出配管
１５、１６戻り配管
３０、３１電極
３２、３５スイッチ
３４直流電源

Claims

一対の電極に直流電圧を印加して通液中の被処理液のイオン成分を除去し、前記一対の電極を短絡あるいは直流電源を逆接続して、除去されたイオン成分を通液中の被処理液に回収する通液型コンデンサと、単一又は複数の脱塩手段とを直列に接続してなるものであって、前記通液型コンデンサの後段に、前記通液型コンデンサと接続される逆浸透膜装置を設置したことを特徴とする脱塩装置。
前記逆浸透膜装置が、単段又は複数段の装置であることを特徴とする請求項１記載の脱塩装置。