JPH02180621A - 脱塩装置 - Google Patents
脱塩装置Info
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- JPH02180621A JPH02180621A JP33503388A JP33503388A JPH02180621A JP H02180621 A JPH02180621 A JP H02180621A JP 33503388 A JP33503388 A JP 33503388A JP 33503388 A JP33503388 A JP 33503388A JP H02180621 A JPH02180621 A JP H02180621A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はイオン交換膜を用いるドナン透析を利用した
脱塩装置、特にカチオン交換膜を用いたカチオン透析モ
ジュールと、アニオン交換膜を用いたアニオン透析モジ
ュールとを有する脱塩装置に関する。
脱塩装置、特にカチオン交換膜を用いたカチオン透析モ
ジュールと、アニオン交換膜を用いたアニオン透析モジ
ュールとを有する脱塩装置に関する。
従来電解質を含む溶液の脱塩装置として、カチオン交換
膜により被処理液室と酸液室を仕切り、アニオン交換膜
により被処理液室とアルカリ液室を仕切り、被処理液の
電解質と、酸液およびアルカリ液のHイオンおよびOH
イオンの濃度勾配により透析を行うドナン透析装置を利
用した脱塩装置が知られている。
膜により被処理液室と酸液室を仕切り、アニオン交換膜
により被処理液室とアルカリ液室を仕切り、被処理液の
電解質と、酸液およびアルカリ液のHイオンおよびOH
イオンの濃度勾配により透析を行うドナン透析装置を利
用した脱塩装置が知られている。
このドナン透析を利用した脱塩装置では、イオン交換膜
を介して一方に濃厚な電解質溶液を配し、他方に除去あ
るいは回収しようというイオン種を含んだ希薄溶液を配
しておくと、イオン交換膜の希薄溶液側膜面にそれらの
イオンがイオン交換して膜面濃度が高くなり、濃厚溶液
側に拡散していくために、微量イオンの除去、回収が可
能である。
を介して一方に濃厚な電解質溶液を配し、他方に除去あ
るいは回収しようというイオン種を含んだ希薄溶液を配
しておくと、イオン交換膜の希薄溶液側膜面にそれらの
イオンがイオン交換して膜面濃度が高くなり、濃厚溶液
側に拡散していくために、微量イオンの除去、回収が可
能である。
しかし、ドナン透析をより効果的に行うために多段向流
型の装置を使用し、連続的に第1イオン種(例えばカチ
オン)を透析した後に、第2イオン種(例えばアニオン
)を透析する脱塩装置(特公昭4g−10303号)で
は、被処理液のpHが大きく変動し、低または高pHで
は透析効率が著しく低下するという問題点があった。
型の装置を使用し、連続的に第1イオン種(例えばカチ
オン)を透析した後に、第2イオン種(例えばアニオン
)を透析する脱塩装置(特公昭4g−10303号)で
は、被処理液のpHが大きく変動し、低または高pHで
は透析効率が著しく低下するという問題点があった。
また、中和透析法のようにカチオン膜とアニオン膜を対
向させてカチオンとアニオンを同時に透析する脱塩装置
では、カチオン交換膜とアニオン交換膜が一体化した装
置を用いるため、有機物のファウリング、酸化剤による
交換基の脱落、およびアルカリ液による劣化が起こりや
すいアニオン交換膜のみを交換するのが困難である。ま
た酸性下での曝気処理だけで除去できるHCO,イオン
、CO□イオンがアニオン交換膜により透析されるため
無駄であるなどの問題点があった。
向させてカチオンとアニオンを同時に透析する脱塩装置
では、カチオン交換膜とアニオン交換膜が一体化した装
置を用いるため、有機物のファウリング、酸化剤による
交換基の脱落、およびアルカリ液による劣化が起こりや
すいアニオン交換膜のみを交換するのが困難である。ま
た酸性下での曝気処理だけで除去できるHCO,イオン
、CO□イオンがアニオン交換膜により透析されるため
無駄であるなどの問題点があった。
この発明の目的は、上記のような問題点を解決するため
、カチオン交換膜およびアニオン交換膜を別々に取付け
た透析モジュールを用いて効率の良い透析を行うことが
でき、カチオン交換膜またはアニオン交換膜のみの交換
が可能であるとともに、アニオン交換膜の負荷を小さく
できるドナン透析を利用した脱塩装置を得ることである
。
、カチオン交換膜およびアニオン交換膜を別々に取付け
た透析モジュールを用いて効率の良い透析を行うことが
でき、カチオン交換膜またはアニオン交換膜のみの交換
が可能であるとともに、アニオン交換膜の負荷を小さく
できるドナン透析を利用した脱塩装置を得ることである
。
本発明は、カチオン交換膜により仕切られた被処理液室
および酸液室を有し、被処理液室出口側のpHが5〜7
になるように透析を行うカチオン透析モジュールと、 アニオン交換膜により仕切られた被処理液室およびアル
カリ液室を有し、被処理液室出口側のpHが7〜9にな
るように透析を行うアニオン透析モジュールと、 カチオン透析モジュールの被処理液室およびアニオン透
析モジュールの被処理液室を直列に接続する流路とを有
することを特徴とする脱塩装置である。
および酸液室を有し、被処理液室出口側のpHが5〜7
になるように透析を行うカチオン透析モジュールと、 アニオン交換膜により仕切られた被処理液室およびアル
カリ液室を有し、被処理液室出口側のpHが7〜9にな
るように透析を行うアニオン透析モジュールと、 カチオン透析モジュールの被処理液室およびアニオン透
析モジュールの被処理液室を直列に接続する流路とを有
することを特徴とする脱塩装置である。
本発明の脱塩装置においては、カチオン透析モジュール
の被処理液室に被処理液を供給し、酸液室に酸液を供給
して、カチオンのドナン透析を行う、この場合、被処理
液のNaイオン等のカチオンはカチオン交換膜のHイオ
ンとイオン交換し、膜面濃度が高くなって酸液側に拡散
し、カチオン交換膜は酸液によって再生されてH形に戻
る。このような操作が連続的に繰返されて被処理液中の
カチオンは酸液室に移動する。
の被処理液室に被処理液を供給し、酸液室に酸液を供給
して、カチオンのドナン透析を行う、この場合、被処理
液のNaイオン等のカチオンはカチオン交換膜のHイオ
ンとイオン交換し、膜面濃度が高くなって酸液側に拡散
し、カチオン交換膜は酸液によって再生されてH形に戻
る。このような操作が連続的に繰返されて被処理液中の
カチオンは酸液室に移動する。
透析によってカチオンが除去されると、被処理液は酸性
となるが、低pHになると透析効率が低下するので、被
処理液室出口側のpHが5〜7になるように透析を行う
。
となるが、低pHになると透析効率が低下するので、被
処理液室出口側のpHが5〜7になるように透析を行う
。
カチオン透析モジュールを出た被処理液は酸性となって
いるので、HCO,イオンまたはCO,イオンはCO2
ガスとして除去しやすくなっており、脱炭酸装置におい
て曝気することにより容易に除去することができる。な
おHCO,イオンを多量に含む被処理液の一場合は、カ
チオン透析モジュールおよび脱炭酸装置を何度か繰返え
してもよい。
いるので、HCO,イオンまたはCO,イオンはCO2
ガスとして除去しやすくなっており、脱炭酸装置におい
て曝気することにより容易に除去することができる。な
おHCO,イオンを多量に含む被処理液の一場合は、カ
チオン透析モジュールおよび脱炭酸装置を何度か繰返え
してもよい。
こうして炭酸ガスを除去した被処理液はアニオン透析モ
ジュールの被処理液室に導入し、アルカリ液室にアルカ
リ液を供給してアニオンのドナン透析を行う、ここでは
、カチオンの場合と同様に。
ジュールの被処理液室に導入し、アルカリ液室にアルカ
リ液を供給してアニオンのドナン透析を行う、ここでは
、カチオンの場合と同様に。
被処理液中のCI2イオン等のアニオンがアルカリ液室
に移動して除去される。
に移動して除去される。
透析によってアニオンが除去されると、被処理液はアル
カリ性となるが、高ph+になると透析効率が低下する
ので、被処理液室出口側のpHが7〜9になるように透
析を行う。
カリ性となるが、高ph+になると透析効率が低下する
ので、被処理液室出口側のpHが7〜9になるように透
析を行う。
アニオン透析モジュールを出た被処理液は、必要により
さらにカチオン透析モジュールおよびアニオン透析モジ
ュールで交互にカチオンおよびアニオン透析を行うこと
により脱塩を行い、高純度の処理液を得る。
さらにカチオン透析モジュールおよびアニオン透析モジ
ュールで交互にカチオンおよびアニオン透析を行うこと
により脱塩を行い、高純度の処理液を得る。
ドナン透析では、被処理液中のカチオンおよびアニオン
と、酸液およびアルカリ液のHイオンおよびO11イオ
ンの濃度差をドライビングフォースとして透析が行われ
、被処理液からイオンが移動するから、所定pHになる
ように透析を行うためには、モジュール内での滞留時間
、原水水質と膜面積、流速などを所定の範囲に制限する
ことで行える。
と、酸液およびアルカリ液のHイオンおよびO11イオ
ンの濃度差をドライビングフォースとして透析が行われ
、被処理液からイオンが移動するから、所定pHになる
ように透析を行うためには、モジュール内での滞留時間
、原水水質と膜面積、流速などを所定の範囲に制限する
ことで行える。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は実施例の脱塩装置を示す系統図、第2図はその
分解斜視図である。図においてla、lbはカチオン透
析モジュール、 2a、 2bはアニオン透析モジュー
ルで、交互にシリーズに接続されている。
分解斜視図である。図においてla、lbはカチオン透
析モジュール、 2a、 2bはアニオン透析モジュー
ルで、交互にシリーズに接続されている。
カチオン透析モジュールla、 lbはカチオン交換膜
3a、 3bにより、被処理液室4a、4bおよび酸液
室5a。
3a、 3bにより、被処理液室4a、4bおよび酸液
室5a。
5bに仕切られている。アニオン透析モジュール2a。
2bはアニオン交換WX6a、 6bにより、被処理液
室7a。
室7a。
7bおよびアルカリ液室8a、 8bに仕切られている
。
。
被処理液室4a、 7a、 4b、 7bは被処理液管
11a。
11a。
11b、 llc、 lidによりシリーズに接続され
、被処理液室7bから処理液管12が系外に導かれてい
る。
、被処理液室7bから処理液管12が系外に導かれてい
る。
被処理液管11bには曝気式の脱炭酸装置9が設けられ
ている。酸液室5a 、 5bは酸液管13a、 13
b、 13cによりシリーズに接続されている。またア
ルカリ液室8a、 8bはアルカリ液管14a、 14
b、 14cによりシリーズに接続されている。
ている。酸液室5a 、 5bは酸液管13a、 13
b、 13cによりシリーズに接続されている。またア
ルカリ液室8a、 8bはアルカリ液管14a、 14
b、 14cによりシリーズに接続されている。
被処理液室4a(4b)、 7a(7b)、酸液室5a
(5b)、アルカリ液室8a(8b)は第2図に示す
ように、それぞれスペーサ15a、 15b、 15c
、 15dにより形成されている。カチオン透析モジュ
ール1a(lb)およびアニオン透析モジュール2a(
2b)はそれぞれカチオン交換膜3a(3b)またはア
ニオン交換膜6a(6b)を挟むように、スペーサ15
a、 15cまたは15b、 15dを配置し、それぞ
れの両端を端板16a、16bまたは16c、 16d
で挟み、ボルト17およびナツト18で締結してモジュ
ール状に形成されている。
(5b)、アルカリ液室8a(8b)は第2図に示す
ように、それぞれスペーサ15a、 15b、 15c
、 15dにより形成されている。カチオン透析モジュ
ール1a(lb)およびアニオン透析モジュール2a(
2b)はそれぞれカチオン交換膜3a(3b)またはア
ニオン交換膜6a(6b)を挟むように、スペーサ15
a、 15cまたは15b、 15dを配置し、それぞ
れの両端を端板16a、16bまたは16c、 16d
で挟み、ボルト17およびナツト18で締結してモジュ
ール状に形成されている。
上記の脱塩装置においては、カチオン透析モジュールl
aの被処理液室4aに被処理液管11aから被処理液を
供給し、酸液室5aに酸液管13aから酸液を供給して
、カチオンのドナン透析を行う、この場合、被処理液の
Naイオン等のカチオンはカチオン交換膜3aのHイオ
ンとイオン交換し、膜面濃度が高くなって酸液室5a側
に拡散し、カチオン交換膜3aは酸液によって再生され
てH形に戻る。このような操作が連続的に繰返されて被
処理液中のカチオンは酸液室5aに移動する。
aの被処理液室4aに被処理液管11aから被処理液を
供給し、酸液室5aに酸液管13aから酸液を供給して
、カチオンのドナン透析を行う、この場合、被処理液の
Naイオン等のカチオンはカチオン交換膜3aのHイオ
ンとイオン交換し、膜面濃度が高くなって酸液室5a側
に拡散し、カチオン交換膜3aは酸液によって再生され
てH形に戻る。このような操作が連続的に繰返されて被
処理液中のカチオンは酸液室5aに移動する。
透析によってカチオンが除去されると、被処理液は酸性
となるが、低pHになると透析効率が低下するので、被
処理液室4aの出口側のpHが5〜7になるように透析
を行う。
となるが、低pHになると透析効率が低下するので、被
処理液室4aの出口側のpHが5〜7になるように透析
を行う。
カチオン透析モジュールlaの被処理液室4aを出た被
処理液は酸性となっているので、HCO3イオンまたは
CO3イオンはC02ガスとして除去しやすくなってお
り、被処理液管11bから脱炭酸袋!i!!9に導いて
曝気することにより容易に除去することができる。
処理液は酸性となっているので、HCO3イオンまたは
CO3イオンはC02ガスとして除去しやすくなってお
り、被処理液管11bから脱炭酸袋!i!!9に導いて
曝気することにより容易に除去することができる。
こうして炭酸ガスを除去した被処理液は被処理液管11
bからアニオン透析モジュール2aの被処理液室7aに
導入し、アルカリ液室8aにアルカリ液管14aからア
ルカリ液を供給してアニオンのドナン透析を行う。ここ
ではカチオンの場合と同様に、被処理液中のCQイオン
等のアニオンがアルカリ液室8aに移動して除去される
。
bからアニオン透析モジュール2aの被処理液室7aに
導入し、アルカリ液室8aにアルカリ液管14aからア
ルカリ液を供給してアニオンのドナン透析を行う。ここ
ではカチオンの場合と同様に、被処理液中のCQイオン
等のアニオンがアルカリ液室8aに移動して除去される
。
透析によってアニオンが除去されると、被処理液はアル
カリ性となるが、高pt+になると透析効率が低下する
ので、被処理液室7aの出口側のpHが7〜9になるよ
うに透析を行う。
カリ性となるが、高pt+になると透析効率が低下する
ので、被処理液室7aの出口側のpHが7〜9になるよ
うに透析を行う。
アニオン透析モジュールを出た被処理液は、同様にして
さらにカチオン透析モジュールlbおよびアニオン透析
モジュール2bで交互にカチオンおよびアニオン透析を
行うことにより脱塩を行い、処理液管12から高純度の
処理液を得る。
さらにカチオン透析モジュールlbおよびアニオン透析
モジュール2bで交互にカチオンおよびアニオン透析を
行うことにより脱塩を行い、処理液管12から高純度の
処理液を得る。
上記の脱塩装置では、カチオン透析モジュールla、
lbにおいてpH5〜7.アニオン透析モジュール2a
、 2bにおいてpH7〜9となるようにドナン透析を
行うため、透析効率は良い、またカチオン透析モジュー
ルla、 lbとアニオン透析モジュール2a。
lbにおいてpH5〜7.アニオン透析モジュール2a
、 2bにおいてpH7〜9となるようにドナン透析を
行うため、透析効率は良い、またカチオン透析モジュー
ルla、 lbとアニオン透析モジュール2a。
2bが別のモジュールとなっているため、脱炭酸装置i
i9による脱炭酸が可能で、 アニオン交換[96a
。
i9による脱炭酸が可能で、 アニオン交換[96a
。
6bの負荷を軽減することができるとともに、カチオン
交換膜3a、 3bとアニオン交換膜6a、 6bを別
々に交換することが可能である。
交換膜3a、 3bとアニオン交換膜6a、 6bを別
々に交換することが可能である。
なお、上記実施例ではカチオン透析モジュールla、
lbおよびアニオン透析モジュール2a、 2bとして
平膜型のものを用いたが、スパイラル型その他の構造の
ものを用いることもでき、またそれぞれのモジュールの
数および積層数も制限されない。
lbおよびアニオン透析モジュール2a、 2bとして
平膜型のものを用いたが、スパイラル型その他の構造の
ものを用いることもでき、またそれぞれのモジュールの
数および積層数も制限されない。
またカチオン透析モジュール、脱炭酸装置のモジュール
の積層数も制限されない。
の積層数も制限されない。
試験例
第1図および第2図の装置を用い、カチオン交換膜にセ
レミオンCMV、 アニオン交換膜にセレミオンAMV
(いずれも旭硝子(株)製、商標)を使用した。イオ
ン交換膜の有効面積がそれぞれ1QGciのモジュール
を10段ずつ交互に重ねた脱塩装置とした。
レミオンCMV、 アニオン交換膜にセレミオンAMV
(いずれも旭硝子(株)製、商標)を使用した。イオ
ン交換膜の有効面積がそれぞれ1QGciのモジュール
を10段ずつ交互に重ねた脱塩装置とした。
酸溶液には0.INのH2SO4水溶液を用いて1oo
ah/winの流量で供給し、アルカリ溶液には0.I
NのNaOH水溶液を用いて100a+l/minの流
量で供給した。
ah/winの流量で供給し、アルカリ溶液には0.I
NのNaOH水溶液を用いて100a+l/minの流
量で供給した。
被処理液として100mg/QのNaCQ水溶液を使用
し、100aJ/minの流量で供給した。さらに各モ
ジュール出口の被処理液のpH値をカチオン透析モジュ
ールでは5〜6.またアニオン透析モジュールでは7〜
9に設定した。
し、100aJ/minの流量で供給した。さらに各モ
ジュール出口の被処理液のpH値をカチオン透析モジュ
ールでは5〜6.またアニオン透析モジュールでは7〜
9に設定した。
この結果、処理液のNaイオンおよびCQイオンはいず
れも0.1++g/11以下、導電率は1μS/+aで
あった。
れも0.1++g/11以下、導電率は1μS/+aで
あった。
本発明の脱塩装置では、カチオン透析モジュールにおい
てpH5〜7、アニオン透析モジュールにおいてP11
7〜9となるようにドナン透析を行うため、透析効率は
良い。またカチオン透析モジュールとアニオン透析モジ
ュールが別のモジュールとなっているため、脱炭酸装置
による脱炭酸が可能で、アニオン交換膜の負荷を軽減す
ることができるとともに、カチオン交換膜とアニオン交
換膜を別々に交換することが可能である。
てpH5〜7、アニオン透析モジュールにおいてP11
7〜9となるようにドナン透析を行うため、透析効率は
良い。またカチオン透析モジュールとアニオン透析モジ
ュールが別のモジュールとなっているため、脱炭酸装置
による脱炭酸が可能で、アニオン交換膜の負荷を軽減す
ることができるとともに、カチオン交換膜とアニオン交
換膜を別々に交換することが可能である。
第1図は実施例の系統図、第2図は分解斜視図である。
各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、Ia、
lbはカチオン透析モジュール、2a、 2bはアニ
オン透析モジュール、3a、 3bはカチオン交換膜、
4a、 4b、7a、 7bは被処理液室、5a、5b
は酸液室、6a、 6bはアニオン交換膜、8a、 8
bはアルカリ液室である。 代理人 弁理士 柳 原 成
lbはカチオン透析モジュール、2a、 2bはアニ
オン透析モジュール、3a、 3bはカチオン交換膜、
4a、 4b、7a、 7bは被処理液室、5a、5b
は酸液室、6a、 6bはアニオン交換膜、8a、 8
bはアルカリ液室である。 代理人 弁理士 柳 原 成
Claims (1)
- (1)カチオン交換膜により仕切られた被処理液室およ
び酸液室を有し、被処理液室出口側のpHが5〜7にな
るように透析を行うカチオン透析モジュールと、 アニオン交換膜により仕切られた被処理液室およびアル
カリ液室を有し、被処理液室出口側のpHが7〜9にな
るように透析を行うアニオン透析モジュールと、 カチオン透析モジュールの被処理液室およびアニオン透
析モジュールの被処理液室を直列に接続する流路とを有
することを特徴とする脱塩装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33503388A JPH02180621A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 脱塩装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33503388A JPH02180621A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 脱塩装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02180621A true JPH02180621A (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=18283987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33503388A Pending JPH02180621A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 脱塩装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02180621A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7846316B2 (en) | 2005-05-25 | 2010-12-07 | Enthone Inc. | Method for supplying a plating composition with deposition metal ion during a plating operation |
WO2011065222A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 栗田工業株式会社 | 窒素化合物含有酸性液の処理装置および処理方法 |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP33503388A patent/JPH02180621A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7846316B2 (en) | 2005-05-25 | 2010-12-07 | Enthone Inc. | Method for supplying a plating composition with deposition metal ion during a plating operation |
WO2011065222A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 栗田工業株式会社 | 窒素化合物含有酸性液の処理装置および処理方法 |
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