JP7477009B1 - 電気脱イオン装置の運転方法 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Abstract
Description
以下、本発明の第一の実施形態による電気脱イオン装置の運転方法について添付図面を参照して説明する。
図2は、本実施形態の運転方法を適用可能な電気脱イオン装置における脱塩室及び濃縮室の水の流れを示している。図2において、電気脱イオン装置8は、電極(陽極21、陰極22)の間に複数のアニオン交換膜23及びカチオン交換膜24を交互に配列して脱塩室25と濃縮室26とを交互に形成し、両側に陽極室27と陰極室28を形成したものであり、脱塩室25にはイオン交換樹脂、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等からなる図示しないイオン交換体(アニオン交換体及びカチオン交換体)が混合もしくは複層状に充填されている。また、濃縮室26と、陽極室27及び陰極室28にも、同様にイオン交換体が充填されている。
本実施形態においては、図2に示す電気脱イオン装置8は、一次純水装置の前処理水を処理する逆浸透膜装置、及び必要に応じ紫外線酸化装置の後段に位置するものとする。そして、電気脱イオン装置8の被処理水(給水)W4として、逆浸透膜装置の処理水を供給する。この逆浸透膜装置8においては、ホウ素の濃度低減を目的として、アルカリを添加しているため、pH8以上の処理水が電気脱イオン装置8に供給される。この逆浸透膜装置の給水のpHを11以上とすると使用する薬品量が増加し、薬品にかかる費用が増加するばかりか、それに見合う効果の向上が得られず、費用対効果が低下することから、pH8~11程度とすることが望ましい。さらに、電気脱イオン装置の給水W4の無機炭酸濃度(IC)は1mg/LasCO2以下であることが好ましい。逆浸透膜(RO)装置で塩類のほかイオン性、コロイド性のTOCを除去するとともに炭酸ガスをイオン化して除去する。そして、必要に応じ紫外線酸化装置6において残存する有機物を分解する。
次に上述したような構成を有する電気脱イオン装置8を用いた本実施形態の電気脱イオン装置の運転方法について説明する。
次に、本発明の第二の実施形態による電気脱イオン装置の運転方法について添付図面を参照して説明する。
図3は、本実施形態の運転方法を適用可能な電気脱イオン装置における脱塩室及び濃縮室の水の流れを示している。図3において、電気脱イオン装置8は、電極(陽極21、陰極22)の間に複数のアニオン交換膜23及びカチオン交換膜24を交互に配列して脱塩室25と濃縮室26とを交互に形成し、両側に陽極室27と陰極室28を形成したものであり、脱塩室25にはイオン交換樹脂、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等からなる図示しないイオン交換体(アニオン交換体及びカチオン交換体)が混合もしくは複層状に充填されている。また、濃縮室26と、陽極室27及び陰極室28にも、同様にイオン交換体が充填されている。
本実施形態においては、電気脱イオン装置の給水(被処理水)としては、前述した第一の実施形態と同じものを用いることができる。
次に上述したような構成を有する電気脱イオン装置8を用いた本実施形態の電気脱イオン装置の運転方法について説明する。
次に、本発明の第三の実施形態による電気脱イオン装置の運転方法について添付図面を参照して説明する。
図4は、本実施形態の運転方法を適用可能な電気脱イオン装置における脱塩室及び濃縮室の水の流れを示している。図4において、電気脱イオン装置8は、電極(陽極21、陰極22)の間に複数のアニオン交換膜23及びカチオン交換膜24を交互に配列して脱塩室25と濃縮室26とを交互に形成し、両側に陽極室27と陰極室28を形成したものであり、脱塩室25にはイオン交換樹脂、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等からなる図示しないイオン交換体(アニオン交換体及びカチオン交換体)が混合もしくは複層状に充填されている。また、濃縮室26と、陽極室27及び陰極室28にも、同様にイオン交換体が充填されている。
本実施形態においては、電気脱イオン装置の給水(被処理水)としては、前述した第一の実施形態と同じものを用いることができる。
次に上述したような構成を有する電気脱イオン装置8を用いた本実施形態の電気脱イオン装置の運転方法について説明する。
図2に示す構造で表1に示すセル数の試験用の電気脱イオン装置8を用意し、表2に示す通水条件で表3に示す給水(被処理水)W4を脱塩室25に通水し、処理水W5を分取して濃縮室26に脱塩室25とは逆方向に供給(処理水カウンターフロー)し、電気脱イオン装置8は定電流運転とした。そして、給水(被処理水)W4にNaOHを添加して、pH10.5とした後の処理水W5の抵抗率を測定した。結果を図5に示す。
図2に示す構造で表1に示すセル数の試験用の電気脱イオン装置8を用意し、表4に示す通水条件で表3に示す給水(被処理水)W4を脱塩室25及び濃縮室26に同方向に供給(給水パラレルフロー)するように変更して電気脱イオン装置8を定電流運転した。そして、給水(被処理水)W4にNaOHを添加して、pH10.5とした後の処理水W5の抵抗率を測定した。結果を図6に示す。
図2に示す構造で表5に示すセル数の試験用の電気脱イオン装置8を用意し、表6に示す通水条件で表7に示す給水(被処理水)W4を脱塩室25及び濃縮室26に同方向に供給(給水パラレルフロー)するように変更して電気脱イオン装置8を定電流運転した。そして、給水(被処理水)W4にNaOHを添加して、pH10.5とした後の処理水W5の、抵抗率、ホウ素濃度、ナトリウム濃度及び塩化物イオン濃度を測定した。結果を表8に示す。
参考例1において、参考例1とNaの給水濃度が同等となるようにNaOHの代替としてNaOHを添加して、pHを約7とした以外は同様にして電気脱イオン装置8を定電流運転した。そして、給水(被処理水)W4にNaOHを添加して、pH10.5とした後の処理水W5の、抵抗率、ホウ素濃度、ナトリウム濃度及び塩化物イオン濃度を測定した。結果を表8にあわせて示す。
逆浸透膜装置の給水のpHを変動させ、この変動に伴う無機炭酸(IC)の除去率の変化を確認した。逆浸透膜装置としてはES-20-D4(日東電工(株)製)を用いた。給水の圧力が0.75MPa、濃縮水流量が1.0m3/hとなるように運転を調整した。表9に示す給水条件にて、pHを変動させた際の無機炭酸イオンの除去率を確認した。結果を図7に示すとともに逆浸透膜装置の給水のpH7.5~9.5の範囲における無機炭酸イオンの除去率を表10に示す。
2 前処理装置
3 一次純水製造装置(純水製造装置)
4 サブシステム
5 逆浸透膜装置
6 紫外線酸化装置
7 給水ポンプ
8 電気脱イオン装置
10 サブタンク
11 供給ポンプ
12 紫外線酸化装置
13 非再生型混床式イオン交換装置
14 限外ろ過膜(UF膜)
15 ユースポイント
21 陽極(電極)
22 陰極(電極)
23 アニオン交換膜
24 カチオン交換膜
25 脱塩室
26 濃縮室
27 陽極室
28 陰極室
W 原水
W1 前処理水
W2 一次純水(純水)
W3 超純水
W4 被処理水(給水)
W5 脱塩水(処理水)
W6 濃縮水
W7 陽極排出水
W8 陰極排出水
Claims (4)
- 電気脱イオン装置の脱塩室にpH8以上の給水を通水するとともに該電気脱イオン装置の濃縮室に濃縮水として前記脱塩室と逆方向に前記脱塩室の処理水又は前記脱塩室の給水を通水し、前記電気脱イオン装置の濃縮室に通水する濃縮水を前記電気脱イオン装置の給水の無機炭酸濃度に応じて前記脱塩室の処理水と前記脱塩室の給水とに切り替える、電気脱イオン装置の運転方法。
- 前記電気脱イオン装置の給水のpHが8~11である、請求項1に記載の電気脱イオン装置の運転方法。
- 前記電気脱イオン装置の濃縮室に通水する濃縮水を、前記電気脱イオン装置の給水の無機炭酸濃度が1mg/LasCO2 を超える場合には前記脱塩室の処理水に切り替える、請求項2に記載の電気脱イオン装置の運転方法。
- 前記電気脱イオン装置の給水が逆浸透膜の透過水である請求項3に記載の電気脱イオン装置の運転方法。
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