JPH03207487A - 水精製方法 - Google Patents
水精製方法Info
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- JPH03207487A JPH03207487A JP2266553A JP26655390A JPH03207487A JP H03207487 A JPH03207487 A JP H03207487A JP 2266553 A JP2266553 A JP 2266553A JP 26655390 A JP26655390 A JP 26655390A JP H03207487 A JPH03207487 A JP H03207487A
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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］
本発明は、極性電界の作用下で、実質的に均一寸法の陰
イオン樹脂ビードおよび実質的に均一寸法の陽イオン樹
脂ビードを含むイオン減少区画室中を精製されるべき液
体を通し、イオン減少区画室の液体からイオン濃縮区画
室にイオンを移動させる電気脱イオン化方法に関する。
イオン樹脂ビードおよび実質的に均一寸法の陽イオン樹
脂ビードを含むイオン減少区画室中を精製されるべき液
体を通し、イオン減少区画室の液体からイオン濃縮区画
室にイオンを移動させる電気脱イオン化方法に関する。
［従来技術、発明の課題］
液体中のイオンまたは分子の濃度を減ずることによって
液体を精製することは、相当の技術的関心のある領域で
あった。液体を精製し分離するため、すなわち液体混合
物から特定イオンまたは分子の濃縮されたプールを得る
ために多くの技術が使用されてきた。
液体を精製することは、相当の技術的関心のある領域で
あった。液体を精製し分離するため、すなわち液体混合
物から特定イオンまたは分子の濃縮されたプールを得る
ために多くの技術が使用されてきた。
もっともよく知られた方法としては、蒸留、電気透析、
逆浸透、液体クロマトグラフィ、膜濾過マクロかおよび
イオン交換がある。余り知られていない方法は、時折充
填セル（槽）電気透析として誤称されている電気脱イオ
ン化である。
逆浸透、液体クロマトグラフィ、膜濾過マクロかおよび
イオン交換がある。余り知られていない方法は、時折充
填セル（槽）電気透析として誤称されている電気脱イオ
ン化である。
電気脱イオン化により液体を処理する第１の装置および
方法は、米国特許第２， ６８９．１１２６号および米
国特許第２， ８１５， ３２０号にｋｏｌｌｍａｎｎ
により記述されている。これらの特許の第１のものは、
予め選択されたイオンを予定された方向に移動せしめる
電位の作用下で、減少室内の液体混合物内のイオンを一
連の陽イオンおよび陰イオン膜を介して濃縮室内の第２
の液体領域中に除去するための装置および方法について
記述している。処理されつつある液体領域は、イオンが
減少され、第２液体領域は移動されたイオンに冨んで来
て、それを濃縮された形式で包含する。上記特許の第２
のものは、陰イオンまたは陽イオン膜間に配置された充
填物質としてイオン交換樹脂から形成された大孔質ビー
ドの使用を記述している。このイオン交換樹脂は、イオ
ン移動路として作用し、また膜間においてイオン移動の
ための導電性が高められたブリッジとして作用する。
方法は、米国特許第２， ６８９．１１２６号および米
国特許第２， ８１５， ３２０号にｋｏｌｌｍａｎｎ
により記述されている。これらの特許の第１のものは、
予め選択されたイオンを予定された方向に移動せしめる
電位の作用下で、減少室内の液体混合物内のイオンを一
連の陽イオンおよび陰イオン膜を介して濃縮室内の第２
の液体領域中に除去するための装置および方法について
記述している。処理されつつある液体領域は、イオンが
減少され、第２液体領域は移動されたイオンに冨んで来
て、それを濃縮された形式で包含する。上記特許の第２
のものは、陰イオンまたは陽イオン膜間に配置された充
填物質としてイオン交換樹脂から形成された大孔質ビー
ドの使用を記述している。このイオン交換樹脂は、イオ
ン移動路として作用し、また膜間においてイオン移動の
ための導電性が高められたブリッジとして作用する。
「電気脱イオン化」なる用語は、イオン交換物質が陰イ
オンおよび陽イオン膜間に配置される方法を言う。「電
気透析」なる用語は、陰イオンおよび陽イオン膜間にイ
オン交換樹脂を利用しない方法を言う。ブラキッシュか
ら塩水を精製するために電気透析およびイオン交換物質
の組合せを使用する他の従来の試みの例は、米国特許第
２， ７９４， ７７０号、第２，７９６， ３９５号
、第２，９４７，６８８号、米国特許第３， ３８４，
５６８号、第２， ９２３， ６７４号、第３， ０
１４， ８５５号および第４， １６５， ２７３号に
開示されている。電気脱イオン化装置を改良する試みは
、米国特許第３， １４９， ０６１号、第３，２９１
，７１３号、第３， ５１５， ６６４号、第３， ５
６２， １３９号、第３，９９３，５１７号および第４
． ２８４， ４９２号に開示されている。
オンおよび陽イオン膜間に配置される方法を言う。「電
気透析」なる用語は、陰イオンおよび陽イオン膜間にイ
オン交換樹脂を利用しない方法を言う。ブラキッシュか
ら塩水を精製するために電気透析およびイオン交換物質
の組合せを使用する他の従来の試みの例は、米国特許第
２， ７９４， ７７０号、第２，７９６， ３９５号
、第２，９４７，６８８号、米国特許第３， ３８４，
５６８号、第２， ９２３， ６７４号、第３， ０
１４， ８５５号および第４， １６５， ２７３号に
開示されている。電気脱イオン化装置を改良する試みは
、米国特許第３， １４９， ０６１号、第３，２９１
，７１３号、第３， ５１５， ６６４号、第３， ５
６２， １３９号、第３，９９３，５１７号および第４
． ２８４， ４９２号に開示されている。
商業上成功を納めた電気脱イオン化装置および方法は、
米国特許第４， ６３２， ７４５号に開示されている
。この装置は、イオン交換固形組成物を含むイオン減少
区画室およびイオン交換固形物質を含まない濃縮区画室
を利用する。脱イオン化装置は、陽極および陰極をそれ
ぞれ含む２つの端末電極Ｅを含が、これらは、複数のイ
オン減少区画室おＪびイオン濃縮区画室を含む装置本体
を通って直θ．を通すのに利用される。動作において、
液体の浸解されたイオン塩は、適当な膜を通ってイオン
稠少区画室からイオン濃縮区画室に移動せしめらｒる。
米国特許第４， ６３２， ７４５号に開示されている
。この装置は、イオン交換固形組成物を含むイオン減少
区画室およびイオン交換固形物質を含まない濃縮区画室
を利用する。脱イオン化装置は、陽極および陰極をそれ
ぞれ含む２つの端末電極Ｅを含が、これらは、複数のイ
オン減少区画室おＪびイオン濃縮区画室を含む装置本体
を通って直θ．を通すのに利用される。動作において、
液体の浸解されたイオン塩は、適当な膜を通ってイオン
稠少区画室からイオン濃縮区画室に移動せしめらｒる。
イオン濃縮区画室に収集されたイオンは、が出出口を介
して除去され、排出部に向けられる。
して除去され、排出部に向けられる。
現在、実質的に均一なビード寸法を有する陰イオン交換
ビードおよび陽イオン交換ビードが、イオン交換プロセ
スに、すなわち、溶液内に溶解されたイオンがビードに
イオン的に接合されたイオンと交換され得るプロセスに
利用可能である。それらの使用に先立ち、再生ビードは
、残留再生剤．や総有機炭素成分や重合体溶出分離可能
物質例えばスルホン化ボリスチレンのようなビード内の
溶出分離可能成分を除去するため，水で洗浄しなければ
ならない。これらの溶出分離可能成分は、処理されつつ
ある水性媒体の汚染や、装置またはプロセス下流の汚染
を防ぐため、使用に先立ち除去しなければならない。実
質的に均一寸法のイオン交換ビードを利用するとき、必
要とされるゆすぎないし洗浄時間は、不均一なビード寸
法を有する商業的に入手し得るビードな洗浄するに必要
な洗浄時間の約１７３程低くし得ることが分かった。本
明細書に使用される「洗浄時間」なる用語は，水の品質
が実質的に一定のレベルに達するまでにビードと接触す
る溶出水の品質の改善を得るに必要な時間を意味する。
ビードおよび陽イオン交換ビードが、イオン交換プロセ
スに、すなわち、溶液内に溶解されたイオンがビードに
イオン的に接合されたイオンと交換され得るプロセスに
利用可能である。それらの使用に先立ち、再生ビードは
、残留再生剤．や総有機炭素成分や重合体溶出分離可能
物質例えばスルホン化ボリスチレンのようなビード内の
溶出分離可能成分を除去するため，水で洗浄しなければ
ならない。これらの溶出分離可能成分は、処理されつつ
ある水性媒体の汚染や、装置またはプロセス下流の汚染
を防ぐため、使用に先立ち除去しなければならない。実
質的に均一寸法のイオン交換ビードを利用するとき、必
要とされるゆすぎないし洗浄時間は、不均一なビード寸
法を有する商業的に入手し得るビードな洗浄するに必要
な洗浄時間の約１７３程低くし得ることが分かった。本
明細書に使用される「洗浄時間」なる用語は，水の品質
が実質的に一定のレベルに達するまでにビードと接触す
る溶出水の品質の改善を得るに必要な時間を意味する。
本発明前に、実質的に均一寸法のイオン交換ビードは電
気脱イオン化法において利用されていなかった。
気脱イオン化法において利用されていなかった。
［発明の課題］
本発明は、実質的に均一寸法のイオン交換ビードが、電
気脱イオン化化法に利用でき、しかも、電気脱イオン化
法において通常利用される不均一寸法イオン交換ビード
を洗浄するに必要とされる時間の約１７４ないし約１／
３またはそれ以下の時間で使用前に抽出可能な物質を除
去できるという発見に基づく。本明細書において使用さ
れる陰イオン樹脂または陽イオン樹脂ビードに適用され
る「実質的に均一な寸法」なる用語は、ビードの９０％
が平均ビード寸法の１０％内にあり、樹脂ビード混合物
内における第１のイオン形式の樹脂ビード対第２のイオ
ン形式の樹脂ビードの相対平均寸法が少なくとも０．８
であることを意味する。
気脱イオン化化法に利用でき、しかも、電気脱イオン化
法において通常利用される不均一寸法イオン交換ビード
を洗浄するに必要とされる時間の約１７４ないし約１／
３またはそれ以下の時間で使用前に抽出可能な物質を除
去できるという発見に基づく。本明細書において使用さ
れる陰イオン樹脂または陽イオン樹脂ビードに適用され
る「実質的に均一な寸法」なる用語は、ビードの９０％
が平均ビード寸法の１０％内にあり、樹脂ビード混合物
内における第１のイオン形式の樹脂ビード対第２のイオ
ン形式の樹脂ビードの相対平均寸法が少なくとも０．８
であることを意味する。
本発明の方法においては、均一寸法樹脂ビードが、電気
脱イオン化装置のイオン減少区画室に導入され、また、
もし望むならば、電気脱イオン化モードに依存してイオ
ン濃縮区画室に導入されてもよい。ついで、水が、樹脂
ビードを含む区画室に導入され、区画室から除去される
水内の測定される抽出可能物質のレベルが実質的に一定
になるに必要な時間間隔の間該区画室を通される。この
洗浄は、樹脂ビードを含む区画室の両側に配置された陽
極および陰極間に電圧を印加しながら行なわれる。精製
されるべき水は、イオン減少区画室は継続して通され、
他方イオン減少区画室からのイオンを受け入れた後の水
は廃棄される。電気脱イオン化段階は、処理されつつあ
る水を所与のイオン減少区画室中を一回通すことにより
，あるいは２つの隣接するイオン減少区画室内に蛇行流
を生ずることにより操作できる。加えて、電気脱イオン
化段階は、電圧極性が逆転される条件下で行なうことが
できる。生成物の純度を改善するために超濾過段階や、
総有機炭素（ＴＯＣ）の実質的に完全な除去が行なえる
ように，有機物質の酸化を促進する波長、例えば１８５
ｎ■の放射線に被精製水をさらす予備段階のような追加
の段階を加えてもよい。
脱イオン化装置のイオン減少区画室に導入され、また、
もし望むならば、電気脱イオン化モードに依存してイオ
ン濃縮区画室に導入されてもよい。ついで、水が、樹脂
ビードを含む区画室に導入され、区画室から除去される
水内の測定される抽出可能物質のレベルが実質的に一定
になるに必要な時間間隔の間該区画室を通される。この
洗浄は、樹脂ビードを含む区画室の両側に配置された陽
極および陰極間に電圧を印加しながら行なわれる。精製
されるべき水は、イオン減少区画室は継続して通され、
他方イオン減少区画室からのイオンを受け入れた後の水
は廃棄される。電気脱イオン化段階は、処理されつつあ
る水を所与のイオン減少区画室中を一回通すことにより
，あるいは２つの隣接するイオン減少区画室内に蛇行流
を生ずることにより操作できる。加えて、電気脱イオン
化段階は、電圧極性が逆転される条件下で行なうことが
できる。生成物の純度を改善するために超濾過段階や、
総有機炭素（ＴＯＣ）の実質的に完全な除去が行なえる
ように，有機物質の酸化を促進する波長、例えば１８５
ｎ■の放射線に被精製水をさらす予備段階のような追加
の段階を加えてもよい。
［実施例］
本発明に使用するための適当なイオン樹脂ビードは、Ｄ
ｏｗ Ｃｈｅ＋＋＋ｉｃａｌ Ｃ：ｏｍｐａｎｙ、ミシ
ガン州所在、から入手され得６ ＤＯＩＩＩＥＸ ＭＯ
ＮＯＳＰＨＥＲＥ樹脂ビード５５０Ａおよび６５０Ｃテ
ある。５５ＯＡおよび６５０（：ノビードは、ビードの
９０％が平均寸法の±１０％内にある。
ｏｗ Ｃｈｅ＋＋＋ｉｃａｌ Ｃ：ｏｍｐａｎｙ、ミシ
ガン州所在、から入手され得６ ＤＯＩＩＩＥＸ ＭＯ
ＮＯＳＰＨＥＲＥ樹脂ビード５５０Ａおよび６５０Ｃテ
ある。５５ＯＡおよび６５０（：ノビードは、ビードの
９０％が平均寸法の±１０％内にある。
５５０Ａ陰イオン樹脂ビードの平均ビード寸法は５５０
マイクロメータであり、６５０Ｃ陽イオン樹脂ビードは
、６５０マイクロメータの平均寸法を有する。
マイクロメータであり、６５０Ｃ陽イオン樹脂ビードは
、６５０マイクロメータの平均寸法を有する。
陰イオン樹脂ビードに対する陽イオン樹脂ビードの相対
平均寸法またはその逆は、少なくと６他の樹脂ビードの
約８０％とすべきであり、好ましくは実質的に等しい平
均寸法とすべきである。使用に際して、陰イオン樹脂ビ
ード、陽イオンビードまたは陰イオンビードおよび陽イ
オンビードの混合物は、電気脱イオン化装置中に水を通
す前に、イオン減少区画室に配置され、またイオン濃縮
区画室に配置できる。ついで水が、ビードから水中に除
去される抽出可能物質が実質的に一定の低レベルに達す
るまで、樹脂ビードを含む区画室中を通される。ついで
、被精製水が、追って記述される態様で電気脱イオン化
装置のイオン減少区画室中を通される。電気脱イオン化
段階は、イオン濃縮区画室と交番関係で配置されたイオ
ン減少区画室より成る。イオン減少区画室は、イオン減
少区画室とイオン濃縮区画室間における漏洩を防ぐよう
に封止された交番する陰イオン透過膜および陽イオン透
過膜により形成される。イオン減少区画室は、イオン減
少区画室の水からのイオンの移動を促進するように、陰
イオン樹脂ビードおよび陽イオン樹脂ビードの混合物を
含む。交番するイオン減少区画室およびイオン濃縮区画
室は，陰極および陽極間に配置される。被精製水は、イ
オン減少区画室中を通され、他方イオン減少区画室から
イオンを受け入れるのに使用された水は、イオン濃縮区
画室中を通される。動作において、電圧が陽極および陰
極間に印加されるが、これは、イオン減少区画室内の水
から、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜を介して、
隣接するイオン濃縮区画室中を通る水中へのイオンの移
動を促進するものである。電気脱イオン化段階において
、水から除去されたイオンは、膜または樹脂ビードによ
り保持されず、イオン濃縮区画室中を通る水とともに除
去される。それゆえ、電気脱イオン化段階は、樹脂粒子
または膜を交換または再生する必要なしに連続的に操作
できる。
平均寸法またはその逆は、少なくと６他の樹脂ビードの
約８０％とすべきであり、好ましくは実質的に等しい平
均寸法とすべきである。使用に際して、陰イオン樹脂ビ
ード、陽イオンビードまたは陰イオンビードおよび陽イ
オンビードの混合物は、電気脱イオン化装置中に水を通
す前に、イオン減少区画室に配置され、またイオン濃縮
区画室に配置できる。ついで水が、ビードから水中に除
去される抽出可能物質が実質的に一定の低レベルに達す
るまで、樹脂ビードを含む区画室中を通される。ついで
、被精製水が、追って記述される態様で電気脱イオン化
装置のイオン減少区画室中を通される。電気脱イオン化
段階は、イオン濃縮区画室と交番関係で配置されたイオ
ン減少区画室より成る。イオン減少区画室は、イオン減
少区画室とイオン濃縮区画室間における漏洩を防ぐよう
に封止された交番する陰イオン透過膜および陽イオン透
過膜により形成される。イオン減少区画室は、イオン減
少区画室の水からのイオンの移動を促進するように、陰
イオン樹脂ビードおよび陽イオン樹脂ビードの混合物を
含む。交番するイオン減少区画室およびイオン濃縮区画
室は，陰極および陽極間に配置される。被精製水は、イ
オン減少区画室中を通され、他方イオン減少区画室から
イオンを受け入れるのに使用された水は、イオン濃縮区
画室中を通される。動作において、電圧が陽極および陰
極間に印加されるが、これは、イオン減少区画室内の水
から、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜を介して、
隣接するイオン濃縮区画室中を通る水中へのイオンの移
動を促進するものである。電気脱イオン化段階において
、水から除去されたイオンは、膜または樹脂ビードによ
り保持されず、イオン濃縮区画室中を通る水とともに除
去される。それゆえ、電気脱イオン化段階は、樹脂粒子
または膜を交換または再生する必要なしに連続的に操作
できる。
実質的に均一寸法のイオン交換樹脂ビードを用いて本発
明の電気脱イオン化を行う前に、ビードは、ビードから
抽出可能物質を除去するために、陽極および陰極間の電
圧勾配下で水で洗浄される。標準の不均一寸法樹脂を使
用する場合、手続きは、満足が行くほど低い抽出物質濃
度を有する精製物流を精製するためには、平均約２時間
を必要とする。本発明に利用される均一寸法ビードの場
合、実質的に等しい平均寸法例えば５５０マイクロメー
タ〜５５０マイクロメータの陰イオンおよび陽イオン樹
脂ビードは、電圧および流れ条件、セルの設計および構
造、および所望される水品質に依存して、約５０秒ない
し約２０分で変わるが１分またはそれ以下程度の迅速な
洗浄時間を有し、他方約４７５の平均寸法を有する陰イ
オンおよび陽イオン樹脂ビードは、約８分の洗浄時間を
与える。これは、標準不均一寸法樹脂ビードでの約１時
間乃至４時間またはそれ以上の平均洗浄時間に匹敵する
。
明の電気脱イオン化を行う前に、ビードは、ビードから
抽出可能物質を除去するために、陽極および陰極間の電
圧勾配下で水で洗浄される。標準の不均一寸法樹脂を使
用する場合、手続きは、満足が行くほど低い抽出物質濃
度を有する精製物流を精製するためには、平均約２時間
を必要とする。本発明に利用される均一寸法ビードの場
合、実質的に等しい平均寸法例えば５５０マイクロメー
タ〜５５０マイクロメータの陰イオンおよび陽イオン樹
脂ビードは、電圧および流れ条件、セルの設計および構
造、および所望される水品質に依存して、約５０秒ない
し約２０分で変わるが１分またはそれ以下程度の迅速な
洗浄時間を有し、他方約４７５の平均寸法を有する陰イ
オンおよび陽イオン樹脂ビードは、約８分の洗浄時間を
与える。これは、標準不均一寸法樹脂ビードでの約１時
間乃至４時間またはそれ以上の平均洗浄時間に匹敵する
。
本発明の特定の実施例において、電気脱イオン化段階は
、１９８６年１２月３０日付で発行された米国特許第４
，６３２，７４５号に開示された方法および装置で行わ
れる。それゆえ、この特許を参照されたい。
、１９８６年１２月３０日付で発行された米国特許第４
，６３２，７４５号に開示された方法および装置で行わ
れる。それゆえ、この特許を参照されたい。
この特許に開示されるように、各電気脱イオン化段階が
、陰極および陽極、およびそれらの区画室、陰イオン交
換樹脂および陽イオン交換樹脂の混合物を含む一連のイ
オン濃縮区画室および一連のイオン減少区画室を備える
電気脱イオン化装置が提供される。イオン減少区画室は
、イオン樹脂混合物が独立の別個の細分区画室内に収容
されるように形或され、そして該細分区画室の各々は、
約０．３ないし４インチ、好ましくは約０．５ないし１
．５インチ間の幅を有する。別個の細分区画室は、例え
ば接合により、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜を
、減少区画室の周囲，および減少区画室の厚さを横切り
かつその全長に沿って延びるリブに固定することによっ
て形戊される。それにより、各細分区画室が、１対のリ
ブ、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜により画定さ
れる。
、陰極および陽極、およびそれらの区画室、陰イオン交
換樹脂および陽イオン交換樹脂の混合物を含む一連のイ
オン濃縮区画室および一連のイオン減少区画室を備える
電気脱イオン化装置が提供される。イオン減少区画室は
、イオン樹脂混合物が独立の別個の細分区画室内に収容
されるように形或され、そして該細分区画室の各々は、
約０．３ないし４インチ、好ましくは約０．５ないし１
．５インチ間の幅を有する。別個の細分区画室は、例え
ば接合により、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜を
、減少区画室の周囲，および減少区画室の厚さを横切り
かつその全長に沿って延びるリブに固定することによっ
て形戊される。それにより、各細分区画室が、１対のリ
ブ、陰イオン透過膜および陽イオン透過膜により画定さ
れる。
陰イオン透過膜および陽イオン透過膜間の距離により画
定される細分区画室の厚さは、約０．０５ないし０．２
５インチ、好ましくは約０．０６ないし０． １２５イ
ンチである。この実施例において、減少区画室の厚さお
よび幅は、電蚕脱イオン化装置の効率的な動作を達成す
るのに重要である。細分区画室内に配置される固形イオ
ン交換物質は、リプおよびイオン透過膜により細分区画
室間を移動しないように抑制される。
定される細分区画室の厚さは、約０．０５ないし０．２
５インチ、好ましくは約０．０６ないし０． １２５イ
ンチである。この実施例において、減少区画室の厚さお
よび幅は、電蚕脱イオン化装置の効率的な動作を達成す
るのに重要である。細分区画室内に配置される固形イオ
ン交換物質は、リプおよびイオン透過膜により細分区画
室間を移動しないように抑制される。
電気脱イオン化装置は、１または複数の段階がら構或し
得る。各段階において、陽極は、減少および濃縮区画室
の積層の一端部に配置され、その他端部には陰極が配置
される。各陽極および陰極は、隣接する電極スペーサお
よびイオン透過膜を備えており、電解液が電極スペーサ
中を通過する。各段階の残りの部分は、本明細書に記載
されるように構成された交番する一連の交番する減少お
よび濃縮区画室を有する。イオンが減少されるべき液体
は、各段階の各減少区画室中を平行に通し、そして第２
の液体が、イオン減少区画室内の第１の液体からイオン
濃縮区画室内の第２の液体へのイオンの除去を行うため
、各段階において平行に各イオン濃縮区画室中を通すこ
とができる。
得る。各段階において、陽極は、減少および濃縮区画室
の積層の一端部に配置され、その他端部には陰極が配置
される。各陽極および陰極は、隣接する電極スペーサお
よびイオン透過膜を備えており、電解液が電極スペーサ
中を通過する。各段階の残りの部分は、本明細書に記載
されるように構成された交番する一連の交番する減少お
よび濃縮区画室を有する。イオンが減少されるべき液体
は、各段階の各減少区画室中を平行に通し、そして第２
の液体が、イオン減少区画室内の第１の液体からイオン
濃縮区画室内の第２の液体へのイオンの除去を行うため
、各段階において平行に各イオン濃縮区画室中を通すこ
とができる。
複数の段階が使用される場合、上流の段階の減少区画室
から除去される液体は、次の隣接する下流の段階の減少
区画室中に直列に通すことができる。同様に、上流段階
の濃縮区画室から除去された液体は、次の隣接する下流
の段階の濃縮区画室に直列に通すことができる。電解液
は、電気脱イオン化装置内の各電極に隣接するスペーサ
中を通すことができ、そして電気脱イオン化装置から除
去される。
から除去される液体は、次の隣接する下流の段階の減少
区画室中に直列に通すことができる。同様に、上流段階
の濃縮区画室から除去された液体は、次の隣接する下流
の段階の濃縮区画室に直列に通すことができる。電解液
は、電気脱イオン化装置内の各電極に隣接するスペーサ
中を通すことができ、そして電気脱イオン化装置から除
去される。
減少区画室内の細分区画室は、長期間にわたりイオン減
少に対する高効率を維持するため、制御された厚さおよ
び幅を有する。実際の構成および流体圧力損失の考慮事
項により決まる制限以外に、区画室の長さに関する制限
はない。明らかなように、細分区画室が長くなれば長く
なるほど、その中の液体からのイオンの除去は大きくな
る。
少に対する高効率を維持するため、制御された厚さおよ
び幅を有する。実際の構成および流体圧力損失の考慮事
項により決まる制限以外に、区画室の長さに関する制限
はない。明らかなように、細分区画室が長くなれば長く
なるほど、その中の液体からのイオンの除去は大きくな
る。
一般に、細分区画室の長さは、約５インチないし約７０
インチである。特定の陰イオンまたは特定の陽イオンの
みを除去することが望まれる場合、１００％の適当な交
換物質が使用される。普通、精製された液体生成物を製
造するためには、陽イオンおよび陰イオンの両方を除去
することが望まれる。陰イオン交換樹脂ビード対陽イオ
ン交換樹脂ビードの比は、一般に体積で約６０対４０で
ある。イオン減少区画室に細分区画室構造を採用するこ
とにより、イオン減少区画室中の液体のチャンネリング
（流路化）を防ぎながら、該室内における７夜体および
ビードの効率的な混合を達成できる。かくして、イオン
減少区画室内の液体からイオン除去を行なうため、イオ
ン減少区画室内におけるイオンおよび液体とビード内の
イオンとの効率的な交換が達成される。さらに、本明細
書に記載されるように細分区画室の幾何形態を制御する
ことによって、長期間にわたってさえ電気脱イオン化装
置を比較的低エネルギしか必要とせずに利用して、所望
の液体純度を達成し得るることが分かった。
インチである。特定の陰イオンまたは特定の陽イオンの
みを除去することが望まれる場合、１００％の適当な交
換物質が使用される。普通、精製された液体生成物を製
造するためには、陽イオンおよび陰イオンの両方を除去
することが望まれる。陰イオン交換樹脂ビード対陽イオ
ン交換樹脂ビードの比は、一般に体積で約６０対４０で
ある。イオン減少区画室に細分区画室構造を採用するこ
とにより、イオン減少区画室中の液体のチャンネリング
（流路化）を防ぎながら、該室内における７夜体および
ビードの効率的な混合を達成できる。かくして、イオン
減少区画室内の液体からイオン除去を行なうため、イオ
ン減少区画室内におけるイオンおよび液体とビード内の
イオンとの効率的な交換が達成される。さらに、本明細
書に記載されるように細分区画室の幾何形態を制御する
ことによって、長期間にわたってさえ電気脱イオン化装
置を比較的低エネルギしか必要とせずに利用して、所望
の液体純度を達成し得るることが分かった。
第１図を参照して、種々の区画室における液体の流路に
ついて説明する。精製されるべき液体は、入口管４０に
入り、減少区画室４２を通り、ついで減少区画室４４を
通り、出口４６から回収される。濃縮用渣体は、入口４
８から濃縮区画室５０および５２を経て、出口５４から
ドレインへ排出される。電解液は、入口６４から電極区
画室５６，５８．６０および６２を循環され、出口６６
からドレインに廃棄される。
ついて説明する。精製されるべき液体は、入口管４０に
入り、減少区画室４２を通り、ついで減少区画室４４を
通り、出口４６から回収される。濃縮用渣体は、入口４
８から濃縮区画室５０および５２を経て、出口５４から
ドレインへ排出される。電解液は、入口６４から電極区
画室５６，５８．６０および６２を循環され、出口６６
からドレインに廃棄される。
本発明においては、普通約５ｐｓｉまでの動作圧力差に
抗する強さを有する陰イオン透過膜または陽イオン透過
膜であれば、任意のものを使用できる。細分区画室を形
成するリブへの膜の封看は、より高い動作圧力の使用を
可能にし、従来装置の効率を高める。何故ならば、これ
によりアセンブリの強度が増されるからである。代表的
な適当な陰イオン透過膜としては、Ｉｏｎｉｃｓ社によ
りＣＲ６１−ＣＺＬ−３８６およびＡＲ１０３−ＱＺＬ
−３８６ （７）表示で販売される、スルホン酸または
第４アンモニウム官能機を有する、均質型ウエブ支持の
スチレンージビニイルベンゼンを基材とする樹脂、Ｓｙ
ｂｒｏｎ／ＩｏｎａｃによりＭＣ−３４７０およびＭＡ
−３４７５の表示で販売される、ポリビニリデンフルオ
リド接合剤内でスチレンージビニルベンゼンを基剤とす
る樹脂を使用する不均質型のウエブ支持の樹脂、ＲＡＩ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社によりＲａｉｐｏｒｅの名称で販
売される均質型不支持のポリエチレンシ一トのスルホン
化スチレンー第四級化ビニルベンジルアミングラフト共
重体、およびＡｓａｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕ
ｓｔｒｙ社によりＡｃｉｐｌｅｘの名称で販売される均
質型ウエブ支持のスルホン酸または第４アンモニウム官
能基を有するスチレンージビニルベンゼンを基剤とする
樹脂などがある。
抗する強さを有する陰イオン透過膜または陽イオン透過
膜であれば、任意のものを使用できる。細分区画室を形
成するリブへの膜の封看は、より高い動作圧力の使用を
可能にし、従来装置の効率を高める。何故ならば、これ
によりアセンブリの強度が増されるからである。代表的
な適当な陰イオン透過膜としては、Ｉｏｎｉｃｓ社によ
りＣＲ６１−ＣＺＬ−３８６およびＡＲ１０３−ＱＺＬ
−３８６ （７）表示で販売される、スルホン酸または
第４アンモニウム官能機を有する、均質型ウエブ支持の
スチレンージビニイルベンゼンを基材とする樹脂、Ｓｙ
ｂｒｏｎ／ＩｏｎａｃによりＭＣ−３４７０およびＭＡ
−３４７５の表示で販売される、ポリビニリデンフルオ
リド接合剤内でスチレンージビニルベンゼンを基剤とす
る樹脂を使用する不均質型のウエブ支持の樹脂、ＲＡＩ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社によりＲａｉｐｏｒｅの名称で販
売される均質型不支持のポリエチレンシ一トのスルホン
化スチレンー第四級化ビニルベンジルアミングラフト共
重体、およびＡｓａｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕ
ｓｔｒｙ社によりＡｃｉｐｌｅｘの名称で販売される均
質型ウエブ支持のスルホン酸または第４アンモニウム官
能基を有するスチレンージビニルベンゼンを基剤とする
樹脂などがある。
電気脱イオン化段階は、全段階または段階の任意のもの
から生成水の導電率を測定し、プロセス電圧、液体流速
、温度、圧力および電流を含むプロセスパラメータを相
応に調節することによって、制御し得る。
から生成水の導電率を測定し、プロセス電圧、液体流速
、温度、圧力および電流を含むプロセスパラメータを相
応に調節することによって、制御し得る。
以下は、電気脱イオン化システムの脱イオン化を制御す
るための２つの方法についての記述である。これらの方
法は、単一または多段化システムにおいて別個にまたは
組合せで使用できる。第１の方法は、供給水の抵抗率お
よび温度を感知し、そして液体を所望の塩分除去率に脱
イオン化するように適当なセル対電圧を印加する。
るための２つの方法についての記述である。これらの方
法は、単一または多段化システムにおいて別個にまたは
組合せで使用できる。第１の方法は、供給水の抵抗率お
よび温度を感知し、そして液体を所望の塩分除去率に脱
イオン化するように適当なセル対電圧を印加する。
第２の方法は、精製物の抵抗率および温度を関知し、こ
れを、所望品質の水を生成するように段階の電圧を制御
するのに使用される．この形式の電圧制御は、予め選択
された品質の精製水を提供するのに使用できる。
れを、所望品質の水を生成するように段階の電圧を制御
するのに使用される．この形式の電圧制御は、予め選択
された品質の精製水を提供するのに使用できる。
２段階システムの例は、下記の如くである。すなわち、
第１の段階は、供給水の品質に基づく可変電圧（約０．
５〜５．０ボルト／セル対）で動作するが、これは予定
された抵抗率／温度／バーセント塩分除去率関係を使用
することにより約７０〜９０％の塩分除去率を達成する
のに適当な電圧である。
第１の段階は、供給水の品質に基づく可変電圧（約０．
５〜５．０ボルト／セル対）で動作するが、これは予定
された抵抗率／温度／バーセント塩分除去率関係を使用
することにより約７０〜９０％の塩分除去率を達成する
のに適当な電圧である。
自動的に印加される電圧は、分極点以下での動作を可能
にし、スケーリングのない効率的な動作を保証する。第
２の段階は、生成水の品質に基づき、予め選択された品
質の水を提供するに適当な可変電圧（約０．５〜５．０
ボルト／セル対）で動作する。第２段階に対する供給水
は第１段階からの生成水であるから、第２段階供給水は
スケーリングの傾向は低い。この理由のため、第２段階
における分極は容認でき、それゆえ電圧は、必要とされ
る生成物品質を提供するように任意の程度で変更できる
。
にし、スケーリングのない効率的な動作を保証する。第
２の段階は、生成水の品質に基づき、予め選択された品
質の水を提供するに適当な可変電圧（約０．５〜５．０
ボルト／セル対）で動作する。第２段階に対する供給水
は第１段階からの生成水であるから、第２段階供給水は
スケーリングの傾向は低い。この理由のため、第２段階
における分極は容認でき、それゆえ電圧は、必要とされ
る生成物品質を提供するように任意の程度で変更できる
。
本発明の他の側面において、電気脱イオン化段階は、陽
極および陰極間の蛇行流条件下で操作できる。本発明の
一側面に従うと，複数の減少区画室が配置され、そして
入口および出口手段を備えていており、精製されるべき
水が、各段階の所与の１組の陽極および陰極間の少なく
とも２つの減少区画室を通されるようにこれらが構戊さ
れている。本発明の多数回パス方法を用いると、各段階
の複数の減少区画室の結合された長さに等しい長さを有
する各段階の１つの減少区画室中を被精製水を通す方法
に比して、イオン除去効率が改善される。複数の減少区
画室はまた、イオン交換樹脂混合物が独立の別個の細分
区画室内に収容されるように形成される。しかして、細
分区画室は、各々、約０．３〜４インチ、好ましくは約
０．５〜約１．５インチの幅を有する。別個の細分区画
室はまた、減少区画室の周囲、およびその厚さを横切り
かつその全長にそって延びるリブに、陰イオン膜および
陽イオン膜の両者を例えば接合により固定することによ
って形或される。それにより、各細分区画室は、１対の
リブ、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜によって画
定される。
極および陰極間の蛇行流条件下で操作できる。本発明の
一側面に従うと，複数の減少区画室が配置され、そして
入口および出口手段を備えていており、精製されるべき
水が、各段階の所与の１組の陽極および陰極間の少なく
とも２つの減少区画室を通されるようにこれらが構戊さ
れている。本発明の多数回パス方法を用いると、各段階
の複数の減少区画室の結合された長さに等しい長さを有
する各段階の１つの減少区画室中を被精製水を通す方法
に比して、イオン除去効率が改善される。複数の減少区
画室はまた、イオン交換樹脂混合物が独立の別個の細分
区画室内に収容されるように形成される。しかして、細
分区画室は、各々、約０．３〜４インチ、好ましくは約
０．５〜約１．５インチの幅を有する。別個の細分区画
室はまた、減少区画室の周囲、およびその厚さを横切り
かつその全長にそって延びるリブに、陰イオン膜および
陽イオン膜の両者を例えば接合により固定することによ
って形或される。それにより、各細分区画室は、１対の
リブ、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜によって画
定される。
この実施例において、電気脱イオン化装置は、１また番
よ複数の段階から構成し得る。各段階において、陽極は
、減少および濃縮区画室の積層の一端部に配置され、そ
の他端部には陰極が配置される。各陽極および陰極は、
隣接する電極スペーサおよびイオン透過膜を備えており
、電解液が電極スペーサ中を通過する。各段階の残りの
部分は、本明細書に記載されるように構成された一連の
交番する減少および濃縮区画室を有する。イオンが減少
されるべき液体は、各段階の各減少区画室中を平行に通
し、それにより減少区画室内の第１の液体からのイオン
を濃縮区画室内の第２の液体中に除去することができる
。いずれにしても、この実施例における被精製液は、各
段階において少なくとも２つの減少区画室中を通される
。減少区画室内における流れの方向は、重要でなく、隣
接する区画室すなわち濃縮区画室における流れの方向に
同じ方向または反対方向とし得る。複数の段階が使用さ
れるとき、上流、段階において減少区画室から除去され
た液体は、次の隣接する下流段階の減少区画室中に直列
的に通すことができる。代わりに、供給水は、第２の段
階を含む減少区画室においては、向流配向で通してもよ
い。電解液は、電気脱イオン化装置の各電極に隣接する
スペーサ中を通すことができ、そして電気脱イオン化装
置から除去される。減少区画室内の細分区画室は、長期
間にわたりイオン減少に対して高効率を維持するため、
上述のように制御された厚さおよび幅を有するのが好ま
しい。
よ複数の段階から構成し得る。各段階において、陽極は
、減少および濃縮区画室の積層の一端部に配置され、そ
の他端部には陰極が配置される。各陽極および陰極は、
隣接する電極スペーサおよびイオン透過膜を備えており
、電解液が電極スペーサ中を通過する。各段階の残りの
部分は、本明細書に記載されるように構成された一連の
交番する減少および濃縮区画室を有する。イオンが減少
されるべき液体は、各段階の各減少区画室中を平行に通
し、それにより減少区画室内の第１の液体からのイオン
を濃縮区画室内の第２の液体中に除去することができる
。いずれにしても、この実施例における被精製液は、各
段階において少なくとも２つの減少区画室中を通される
。減少区画室内における流れの方向は、重要でなく、隣
接する区画室すなわち濃縮区画室における流れの方向に
同じ方向または反対方向とし得る。複数の段階が使用さ
れるとき、上流、段階において減少区画室から除去され
た液体は、次の隣接する下流段階の減少区画室中に直列
的に通すことができる。代わりに、供給水は、第２の段
階を含む減少区画室においては、向流配向で通してもよ
い。電解液は、電気脱イオン化装置の各電極に隣接する
スペーサ中を通すことができ、そして電気脱イオン化装
置から除去される。減少区画室内の細分区画室は、長期
間にわたりイオン減少に対して高効率を維持するため、
上述のように制御された厚さおよび幅を有するのが好ま
しい。
第２図を参照すると、被精製水７０は、実質的に均一寸
法の樹脂ビードを含む減少区画室７２および７４に入る
。濃縮水供給流６８は、濃縮区画室７６、７８および８
０に入る。濃縮水は、濃縮区画室７６、７８および８０
から陽極区画室８２を通って、そこから陰極区画室８４
に、そしてドレイン８６に至る。被精製水は、減少区画
室７２および７４を通って、減少区画室８８および９０
をへて、流れ９２から回収される。
法の樹脂ビードを含む減少区画室７２および７４に入る
。濃縮水供給流６８は、濃縮区画室７６、７８および８
０に入る。濃縮水は、濃縮区画室７６、７８および８０
から陽極区画室８２を通って、そこから陰極区画室８４
に、そしてドレイン８６に至る。被精製水は、減少区画
室７２および７４を通って、減少区画室８８および９０
をへて、流れ９２から回収される。
本発明の他の側面において、上述の電気脱イオン化段階
は、水精製中電圧極性逆転条件下で操作できる。操作中
、電気脱イオン化装置の電極に印加される電圧の極性が
逆転され、陰極において有機物を溶解脱普し、陽極にお
いて付日物を酸化し、スケールを溶解し、新たに形或さ
れる減少区画室において前のサイクルからのスケールが
あればこれを溶解し、そして新に形成される濃縮区画室
に装置の使用中に付着され得る吸着された不潔物があれ
ばこれを脱着する。電圧極性逆転の結果、最初イオン減
少区画室であった区画室は、イオン濃縮区画室となる。
は、水精製中電圧極性逆転条件下で操作できる。操作中
、電気脱イオン化装置の電極に印加される電圧の極性が
逆転され、陰極において有機物を溶解脱普し、陽極にお
いて付日物を酸化し、スケールを溶解し、新たに形或さ
れる減少区画室において前のサイクルからのスケールが
あればこれを溶解し、そして新に形成される濃縮区画室
に装置の使用中に付着され得る吸着された不潔物があれ
ばこれを脱着する。電圧極性逆転の結果、最初イオン減
少区画室であった区画室は、イオン濃縮区画室となる。
電圧極性逆転の結果として精製？夜体を廃棄部に送る必
要はない。何故ならば、新たに形成されるイオン減少区
画室には意外に急速なイオンの移動およびイオンの減少
がありそれと相俟って、新たに形成された濃縮区画室に
おいては濃度の増加に時間遅延があるから、精製ｌ夜体
が受け入れられない高イオン濃度に達することが決して
ないからである。また、逆転サイクル間の時間は、濃縮
および陰極流内のｐＨのシフトの意外な時間遅延に起因
して延長され、装置内のスケール化電位を減少させるこ
とがあり得るからである。
要はない。何故ならば、新たに形成されるイオン減少区
画室には意外に急速なイオンの移動およびイオンの減少
がありそれと相俟って、新たに形成された濃縮区画室に
おいては濃度の増加に時間遅延があるから、精製ｌ夜体
が受け入れられない高イオン濃度に達することが決して
ないからである。また、逆転サイクル間の時間は、濃縮
および陰極流内のｐＨのシフトの意外な時間遅延に起因
して延長され、装置内のスケール化電位を減少させるこ
とがあり得るからである。
本明細書において、「デュアル区画室」なる用語は、奇
数の透過膜、少なくとも１つの減少区画室、および少な
くとも１つの濃縮区画室より成る区画室を意味する．し
かして、区画室の各々は、上述のように細分区画室に分
割される。イオン透過膜は、陰イオン透過膜および陽イ
オン透過膜がデュアル区画室の厚さに沿って交互するよ
うに配置される。かくして、デュアル区画室は、奇数イ
オン透過膜の陰イオン透過膜よリブつ多い陽イオン膜を
含むことがあり、あるいは奇数イオン透過膜の陽イオン
透過膜よりも１つ多い陰イオン膜を含むことがあり得る
。本発明に従うと、デュアル区画楕造のため、リブおよ
びイオン透過膜により細分区画室内に位置づけられる固
形イオン交換物質の存在に起因して、液体生成物の一部
を廃棄部に送る必要がない態様で、電圧逆転が可能とな
ることが分かった。
数の透過膜、少なくとも１つの減少区画室、および少な
くとも１つの濃縮区画室より成る区画室を意味する．し
かして、区画室の各々は、上述のように細分区画室に分
割される。イオン透過膜は、陰イオン透過膜および陽イ
オン透過膜がデュアル区画室の厚さに沿って交互するよ
うに配置される。かくして、デュアル区画室は、奇数イ
オン透過膜の陰イオン透過膜よリブつ多い陽イオン膜を
含むことがあり、あるいは奇数イオン透過膜の陽イオン
透過膜よりも１つ多い陰イオン膜を含むことがあり得る
。本発明に従うと、デュアル区画楕造のため、リブおよ
びイオン透過膜により細分区画室内に位置づけられる固
形イオン交換物質の存在に起因して、液体生成物の一部
を廃棄部に送る必要がない態様で、電圧逆転が可能とな
ることが分かった。
電気脱イオン化装置は、１または複数の段階から構成し
得る。各段階において、陽極は、減少および濃縮区画室
の積層の一端部に配置され、その他端部には陰極が配置
される。各陽極および陰極は、隣接する電極スペーサお
よびイオン透過膜を備えており、電解液が電極スペーサ
中を通過する。各段階の残りの部分は、本明細書に記載
されるように構成された交番する一連の交番する減少お
よび濃縮区画室を有する。イオンが減少されるべき液体
は、各段階の各減少区画室中を平行に通し、そして第２
の液体が、イオン減少区画室内の第１の液体からイオン
濃縮区画室内の第２の液体へのイオンの除去を行うため
、各段階において平行に各イオン濃縮区画室中を通すこ
とができる。
得る。各段階において、陽極は、減少および濃縮区画室
の積層の一端部に配置され、その他端部には陰極が配置
される。各陽極および陰極は、隣接する電極スペーサお
よびイオン透過膜を備えており、電解液が電極スペーサ
中を通過する。各段階の残りの部分は、本明細書に記載
されるように構成された交番する一連の交番する減少お
よび濃縮区画室を有する。イオンが減少されるべき液体
は、各段階の各減少区画室中を平行に通し、そして第２
の液体が、イオン減少区画室内の第１の液体からイオン
濃縮区画室内の第２の液体へのイオンの除去を行うため
、各段階において平行に各イオン濃縮区画室中を通すこ
とができる。
複数の段階が使用される場合、上流の段階の減少区画室
から除去される演体は、次の隣接する下流の段階の減少
区画室中に直列に通すことができる。同様に、上流段階
の濃縮区画室から除去された液体は、次の隣接する下流
の段階の濃縮区画室に直列に通すことができる。電解液
は、供給材料、生成物、中性または濃縮物流から、また
は独立の源から得ることができ、電気脱イオン化装置の
各電極に隣接するスペーサ中を通され、電気脱イオン化
装置から除去される。任意的であるが、電極に隣接する
スペーサからの電解液は、廃棄部に送られる前にｌまた
は複数の中性帯域を通すことができる。電気脱イオン化
装置、特に電極において蓄積するスケールおよび有機物
は、電圧極性を周期的に逆転することによって阻止され
る。逆転の結果、最初の陽極は陰極となり、最初の陰極
は陽極となる。電圧極性が逆転されると、最初の減少区
画室は濃縮区画室となり、濃縮区画室は減少区画室とな
る。電極では、蓄積されたスケールがあれば、陽極サイ
クル中清浄化され、蓄積された有機物があれば、陰極サ
イクル中溶解され除去される。また、濃縮区画室に蓄積
されたスケールがあれば、稀釈サイクルの最初の期間中
に溶解され、ゆすがれて排出される。加えて、稀釈サイ
クル中に累積する有機占物があれば、増大する塩分およ
びｐ｝Ｉの作用により濃縮サイクル中樹脂および膜から
脱着され、廃棄物理流で除去されるから、その存在が水
の品質や装置の機能に悪影響を及ぼすことはない。
から除去される演体は、次の隣接する下流の段階の減少
区画室中に直列に通すことができる。同様に、上流段階
の濃縮区画室から除去された液体は、次の隣接する下流
の段階の濃縮区画室に直列に通すことができる。電解液
は、供給材料、生成物、中性または濃縮物流から、また
は独立の源から得ることができ、電気脱イオン化装置の
各電極に隣接するスペーサ中を通され、電気脱イオン化
装置から除去される。任意的であるが、電極に隣接する
スペーサからの電解液は、廃棄部に送られる前にｌまた
は複数の中性帯域を通すことができる。電気脱イオン化
装置、特に電極において蓄積するスケールおよび有機物
は、電圧極性を周期的に逆転することによって阻止され
る。逆転の結果、最初の陽極は陰極となり、最初の陰極
は陽極となる。電圧極性が逆転されると、最初の減少区
画室は濃縮区画室となり、濃縮区画室は減少区画室とな
る。電極では、蓄積されたスケールがあれば、陽極サイ
クル中清浄化され、蓄積された有機物があれば、陰極サ
イクル中溶解され除去される。また、濃縮区画室に蓄積
されたスケールがあれば、稀釈サイクルの最初の期間中
に溶解され、ゆすがれて排出される。加えて、稀釈サイ
クル中に累積する有機占物があれば、増大する塩分およ
びｐ｝Ｉの作用により濃縮サイクル中樹脂および膜から
脱着され、廃棄物理流で除去されるから、その存在が水
の品質や装置の機能に悪影響を及ぼすことはない。
電圧極性の逆転中、区画室から回収される液体の一部は
、廃棄されることが必要となることが予測されよう。何
故ならば、イオンの除去は、極性の反転中十分に迅速で
ないであろうからである。
、廃棄されることが必要となることが予測されよう。何
故ならば、イオンの除去は、極性の反転中十分に迅速で
ないであろうからである。
しかしながら、驚くべきことに、新に形成される減少区
画室からのイオンの除去は十分に迅速であり、逆転後の
最初の期間中、極性の逆転と新に形成された濃縮区画室
おける水品質の劣化の間には時間遅延があり、そのため
、液体生成物は、サイクル中またはサイクル間の任意の
時点において廃棄されるを要しない。換言すれば、新に
形成された減少区画室または濃縮区画室のいずれか一方
または双方からの液体生成物の導電率は十分い低く、そ
れによりｌ夜体生成物は一方の流れまたは両方の流れま
たは両方の流れにおいて受け入れ可能となる。この結果
は非常に望ましい。何故ならば、これにより、新に形成
された減少区画室からの液体生成物の一部を廃棄部に向
け、続いて系の流れを逆転して、新に形成された減少区
画室から液体生成物の回収を行なうための弁作用および
導管手段の必要が排除されるからである。また、本発明
に従う極性の逆転は、高品質の生成物の連続的回収を許
容するから、従来必要であった関連するボンブ能力を有
する保持タンク系は、望ましいことに除去される。
画室からのイオンの除去は十分に迅速であり、逆転後の
最初の期間中、極性の逆転と新に形成された濃縮区画室
おける水品質の劣化の間には時間遅延があり、そのため
、液体生成物は、サイクル中またはサイクル間の任意の
時点において廃棄されるを要しない。換言すれば、新に
形成された減少区画室または濃縮区画室のいずれか一方
または双方からの液体生成物の導電率は十分い低く、そ
れによりｌ夜体生成物は一方の流れまたは両方の流れま
たは両方の流れにおいて受け入れ可能となる。この結果
は非常に望ましい。何故ならば、これにより、新に形成
された減少区画室からの液体生成物の一部を廃棄部に向
け、続いて系の流れを逆転して、新に形成された減少区
画室から液体生成物の回収を行なうための弁作用および
導管手段の必要が排除されるからである。また、本発明
に従う極性の逆転は、高品質の生成物の連続的回収を許
容するから、従来必要であった関連するボンブ能力を有
する保持タンク系は、望ましいことに除去される。
加えて、極性反転の時間は、陰極および陰イオン膜のよ
うな表面上にスケールの即座の局部的形成を防ぐには短
いことが予測されよう。しかしながら、局部的スケーリ
ングは、濃縮用および／または電極流におけるイオン交
換物質のｐＨ緩衝作用により最小化される。それゆえ、
極性逆転換間の時間は延長でき、平均でより純粋な生成
物をもたらす。減少および濃縮区画室のおける細分区画
室は、上述のように長期間にわたりイオン減少の高効率
を持続するために、制御された厚さおよび幅を有するこ
とが必須である。
うな表面上にスケールの即座の局部的形成を防ぐには短
いことが予測されよう。しかしながら、局部的スケーリ
ングは、濃縮用および／または電極流におけるイオン交
換物質のｐＨ緩衝作用により最小化される。それゆえ、
極性逆転換間の時間は延長でき、平均でより純粋な生成
物をもたらす。減少および濃縮区画室のおける細分区画
室は、上述のように長期間にわたりイオン減少の高効率
を持続するために、制御された厚さおよび幅を有するこ
とが必須である。
さらに、以下に実施例に示されるように、本発明の水精
製プロセスを開始するに要する洗浄時間は、実質的に均
一寸法のイオン交換樹脂ビードを使用するとき、予想以
上に短い。
製プロセスを開始するに要する洗浄時間は、実質的に均
一寸法のイオン交換樹脂ビードを使用するとき、予想以
上に短い。
第３図を参照すると、被精製液体は、入口１０に入り、
減少区画室１２を通り、減少区画室１４を経、干して出
口１６から回収される。濃縮用液体は、入口１８を通り
、濃縮区画室２０および２２を経、出口２４を通ってド
レインに排出される。電解液は、人口３４から電極区画
室２６、２８、３０および３２を経て循環され、出口３
６からドレインに廃棄される。第１図に示されるモード
で動作されるとき、電極区画室２６および３０は陰極を
構成し、電極区画室２８および３２は陽極を構成する。
減少区画室１２を通り、減少区画室１４を経、干して出
口１６から回収される。濃縮用液体は、入口１８を通り
、濃縮区画室２０および２２を経、出口２４を通ってド
レインに排出される。電解液は、人口３４から電極区画
室２６、２８、３０および３２を経て循環され、出口３
６からドレインに廃棄される。第１図に示されるモード
で動作されるとき、電極区画室２６および３０は陰極を
構成し、電極区画室２８および３２は陽極を構成する。
第４図を参照すると、電極の極性は逆転されており、電
極２６および３０は陽極を構成し、電極２８および３２
は陰極を構成し、そしてこの場合、電解液は入口３４か
ら入って区画室を循環され、出口３６からドレインに廃
棄される。極性の逆転のため、第３図の減少区画室１２
はここでは濃縮区画室１３となり、第３図の減少区画室
１４は濃縮区画室１５となる。同様に、第３図の濃縮区
画室２０および２２は減少区画室ｌ５となる。
極２６および３０は陽極を構成し、電極２８および３２
は陰極を構成し、そしてこの場合、電解液は入口３４か
ら入って区画室を循環され、出口３６からドレインに廃
棄される。極性の逆転のため、第３図の減少区画室１２
はここでは濃縮区画室１３となり、第３図の減少区画室
１４は濃縮区画室１５となる。同様に、第３図の濃縮区
画室２０および２２は減少区画室ｌ５となる。
同様に、第３図の濃縮区画室２０および２２は減少区画
室２ｌおよび２３となる。それゆえ、第３図の生或物出
口１６は、廃棄物流ｌ７となり、他方第４図の廃棄物流
２４は生成物流２５となる。
室２ｌおよび２３となる。それゆえ、第３図の生或物出
口１６は、廃棄物流ｌ７となり、他方第４図の廃棄物流
２４は生成物流２５となる。
第５図を参照すると、デュアル区画室配列が示されてい
るが、その各々は、前述のようにスペーサ７５および７
７により分離されかつ該スペーサに接合された２つの陽
イオン透過膜６９および７１と陰イオン透過膜７３を含
む。電極７９の極性が負であるとき、スペーサ７５を含
む区画室はイオン減少区画室であり、他方スペーサ７７
を含む区画室はイオン濃縮区画室である。電極７９の極
性が正であり、電極８１の極性が負であるとき、スペー
サ７５を含む区画室はイオン濃縮区画室となり、スペー
サ７７を含む区画室はイオン滅少区画室となる。７５お
よび７７を通る減少区画室および濃縮区画室に対する液
体は、第５図に示されるように直列に通されても、第６
図に示されるように並列に通されてもよく、あるいは直
列または並列流の組合せでもよい。任意的構成が第５図
に示されているが、この図にあっては、デュアル区画室
構造はスクリーン８５を含む中性帯域８３によって分離
されている。中性帯域８３は、単に隣接するデュアル区
画室の膜間の接触を防ぐに過ぎない。中性帯域８３に対
する液体は、そこを直列または並列に通してよく、また
所望に応じて供給流、電極流、減少または濃縮流によっ
て供給してよく、また装置を出る前に、所望に応じて廃
棄部に向けてち陽極または陰極区画室に供給してもよい
。
るが、その各々は、前述のようにスペーサ７５および７
７により分離されかつ該スペーサに接合された２つの陽
イオン透過膜６９および７１と陰イオン透過膜７３を含
む。電極７９の極性が負であるとき、スペーサ７５を含
む区画室はイオン減少区画室であり、他方スペーサ７７
を含む区画室はイオン濃縮区画室である。電極７９の極
性が正であり、電極８１の極性が負であるとき、スペー
サ７５を含む区画室はイオン濃縮区画室となり、スペー
サ７７を含む区画室はイオン滅少区画室となる。７５お
よび７７を通る減少区画室および濃縮区画室に対する液
体は、第５図に示されるように直列に通されても、第６
図に示されるように並列に通されてもよく、あるいは直
列または並列流の組合せでもよい。任意的構成が第５図
に示されているが、この図にあっては、デュアル区画室
構造はスクリーン８５を含む中性帯域８３によって分離
されている。中性帯域８３は、単に隣接するデュアル区
画室の膜間の接触を防ぐに過ぎない。中性帯域８３に対
する液体は、そこを直列または並列に通してよく、また
所望に応じて供給流、電極流、減少または濃縮流によっ
て供給してよく、また装置を出る前に、所望に応じて廃
棄部に向けてち陽極または陰極区画室に供給してもよい
。
以下の実施例は本発明を説明するものであり、本発明を
限定するものではない。
限定するものではない。
［実施例工］
各々３０ｃｍ長を有しかつ０． ２３ｃｍ厚および３．
３ｃｍ幅の３つの細分区画室を有する、４つの減少セ
ル（檀）および交番する４つの濃縮セルより或る一連の
電気脱イオン化装置（ユニット）を陰極および陽極間に
配置した．減少細分区画室は、従来のＤｏｗ ＭＲ−３
ビード、またはＤｏｗ Ｍｏｎｏｓｐｂｅｒｅ陽イオン
および陰イオンビードの混合物、両者とも直径５５０マ
イクロメータ、で充填した。 両装置を下記の条件下で
試験した。すなわち、試験溶液：Ｎａｃｌ， 供給材
料導電率： １００ ｕｓ／ａｍ．生成物流量：
１９０−２００ ｍｌ／ｗｉｎ， 電圧： １２−１
３．５Ｖ．生成物 従来の Ｍｏｍｏｓｐｈｅｒｅ
比品質 もの 到達時間 ２ Ｍｅｇｏｈｍ−ｃｍ ３６ １
．６ ２２（分） ４ Ｍｅｇｏｈ＋ｎ−
ａｍ ９６ ２．８ ３４この表は、
Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅでの洗浄時間が、従来の樹脂に比
べて２Ｍｅｇｏｈｍに達するのに２２＠速く、ＡＭｅｇ
ｏｈ園に達するのに３４倍速いことを示している。
３ｃｍ幅の３つの細分区画室を有する、４つの減少セ
ル（檀）および交番する４つの濃縮セルより或る一連の
電気脱イオン化装置（ユニット）を陰極および陽極間に
配置した．減少細分区画室は、従来のＤｏｗ ＭＲ−３
ビード、またはＤｏｗ Ｍｏｎｏｓｐｂｅｒｅ陽イオン
および陰イオンビードの混合物、両者とも直径５５０マ
イクロメータ、で充填した。 両装置を下記の条件下で
試験した。すなわち、試験溶液：Ｎａｃｌ， 供給材
料導電率： １００ ｕｓ／ａｍ．生成物流量：
１９０−２００ ｍｌ／ｗｉｎ， 電圧： １２−１
３．５Ｖ．生成物 従来の Ｍｏｍｏｓｐｈｅｒｅ
比品質 もの 到達時間 ２ Ｍｅｇｏｈｍ−ｃｍ ３６ １
．６ ２２（分） ４ Ｍｅｇｏｈ＋ｎ−
ａｍ ９６ ２．８ ３４この表は、
Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅでの洗浄時間が、従来の樹脂に比
べて２Ｍｅｇｏｈｍに達するのに２２＠速く、ＡＭｅｇ
ｏｈ園に達するのに３４倍速いことを示している。
］実施例■１
下記の幾何形態を有する２つの電気脱イオン化モジュー
ルを使用した。すなわち、各段階当リブ０の減少セルお
よび段階当リブ０の濃縮スクリーン形式スペーサを備え
る２つの直列段階を使用し、両段階は１うの陽極および
工つの陰極間に配置され、そして各減少セルは、１３イ
ンチの流路長を有し、０． ０９０インチ厚および１．
３インチ幅の３つの細分区画室を有した。減少区画室は
、７０対３０の陰イオン／陽イオン体積比でＤｏｗ Ｍ
ｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂ビード（両者とチ５５０マイク
ロメータ直径）で充填した。モジュールへの供給水は、
塩化ナトリウムの追加で１２０マイクロシーメンス／Ｃ
Ｉｍに調節した水道水であった。両モジュールは、始動
後１乃至３分内でＭｅｇｏｈｍ品質範囲の水を生じた。
ルを使用した。すなわち、各段階当リブ０の減少セルお
よび段階当リブ０の濃縮スクリーン形式スペーサを備え
る２つの直列段階を使用し、両段階は１うの陽極および
工つの陰極間に配置され、そして各減少セルは、１３イ
ンチの流路長を有し、０． ０９０インチ厚および１．
３インチ幅の３つの細分区画室を有した。減少区画室は
、７０対３０の陰イオン／陽イオン体積比でＤｏｗ Ｍ
ｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂ビード（両者とチ５５０マイク
ロメータ直径）で充填した。モジュールへの供給水は、
塩化ナトリウムの追加で１２０マイクロシーメンス／Ｃ
Ｉｍに調節した水道水であった。両モジュールは、始動
後１乃至３分内でＭｅｇｏｈｍ品質範囲の水を生じた。
２０のセル対を備えるこれらの積層は多量の樹脂を含む
から、迅速な洗浄は予期されなかった。応答は、Ｄｏｗ
ｅｘ−３ビードのような標準樹脂混合物を含む類似の装
置で観察されるよりも２０〜５０倍速かった。
から、迅速な洗浄は予期されなかった。応答は、Ｄｏｗ
ｅｘ−３ビードのような標準樹脂混合物を含む類似の装
置で観察されるよりも２０〜５０倍速かった。
［実施例３］
下記の幾何形態を有する５ＧＰＭおよびＩＯＧＰＭ容量
の２つの電気脱イオン化モジュールを使用した．すなわ
ち、各々、それぞれ３１および６１の濃縮スクリーン形
式スペーサとともに３０および６０の減少セルを有する
単一の段階を有し、そして各減少セルは２６インチの流
路長を有し、０． ０９０インチ厚および１．１インチ
幅の１０の細分区画室を有した。減少区画室は、７０対
３０の陰イオン対陽イオン体積比でＤｏｗｅｘ Ｍｏｎ
ｏｓｐｈｅｒｅビード（５５０ＡおよびＸＵＳ４０３６
９、両者とも５５０マイクロメータ直径）を充填した。
の２つの電気脱イオン化モジュールを使用した．すなわ
ち、各々、それぞれ３１および６１の濃縮スクリーン形
式スペーサとともに３０および６０の減少セルを有する
単一の段階を有し、そして各減少セルは２６インチの流
路長を有し、０． ０９０インチ厚および１．１インチ
幅の１０の細分区画室を有した。減少区画室は、７０対
３０の陰イオン対陽イオン体積比でＤｏｗｅｘ Ｍｏｎ
ｏｓｐｈｅｒｅビード（５５０ＡおよびＸＵＳ４０３６
９、両者とも５５０マイクロメータ直径）を充填した。
両モジュールへの供給水は、８０マイクロシーメンス／
ｃｍの導電率を有した。
ｃｍの導電率を有した。
［実施例ＴＶ］
下記の幾何形態を有する電気脱イオン化モジュールを使
用した。すなわち、４つの段階が１つの陽極および１つ
の陰極間に直列的に配置され、各段階は１つの減少セル
より成り、各減少セルは１３インチの流路長を有し、０
． ０９０インチおよび１．３インチ幅の３つの細分区
画室を有した。モジュール内の減少セルは、陰イオンに
関して５５０マイクロメータ、そして陽イオンに対して
６５０マイクロメータのビード直径寸法を有する標準Ｄ
ｏｗｅｘ ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂で充填した。減少
セルの樹脂比は、陰イオン対陽イオン体積比で７０対３
０であった。モジュールは、濃縮スクリーン形式セルを
含んだ。モジュールに対する供給水は、等量部の塩化ナ
トリウムおよび重炭酸ナトリウムにより５５０マイクロ
シーメンス／ｃｍであった。メグオーム品質を得るに必
要とする時間は、８分であったが、これは直径５５０マ
イクロメータの陰イオンおよび陽イオンビードの両者を
含む他のモジュールより長いが、標準Ｄｏｗｅｘ ＭＲ
−３を使用する類似のモジュールに必要とされる約１時
間よりなお相当短かった。
用した。すなわち、４つの段階が１つの陽極および１つ
の陰極間に直列的に配置され、各段階は１つの減少セル
より成り、各減少セルは１３インチの流路長を有し、０
． ０９０インチおよび１．３インチ幅の３つの細分区
画室を有した。モジュール内の減少セルは、陰イオンに
関して５５０マイクロメータ、そして陽イオンに対して
６５０マイクロメータのビード直径寸法を有する標準Ｄ
ｏｗｅｘ ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂で充填した。減少
セルの樹脂比は、陰イオン対陽イオン体積比で７０対３
０であった。モジュールは、濃縮スクリーン形式セルを
含んだ。モジュールに対する供給水は、等量部の塩化ナ
トリウムおよび重炭酸ナトリウムにより５５０マイクロ
シーメンス／ｃｍであった。メグオーム品質を得るに必
要とする時間は、８分であったが、これは直径５５０マ
イクロメータの陰イオンおよび陽イオンビードの両者を
含む他のモジュールより長いが、標準Ｄｏｗｅｘ ＭＲ
−３を使用する類似のモジュールに必要とされる約１時
間よりなお相当短かった。
［実施例Ｖ］
２つの電気脱イオン化装置（ユニット）の性能を比較し
た。しかして、各装置は、各々、８のセルより成り、各
セルは、３０ｃｍ長であり、各々３．３ｃｍ幅および０
． ２３ｃｍ厚の３つの細分区画室を有した。各装置は
２つの電極を含んだ。すべての区画室は、陽イオンおよ
び陰イオン交換樹脂混合物で充填した。すなわち、一方
の装置は従来のＤｏｗ ＭＲ−３で、他方の装置はＤｏ
ｗｅｘ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ．直径５５０マイクロメ
ータで充填した。各装置において、４つの交互の区画室
が減少区画室として使用され、他の４つが濃縮区画室と
して使用された。
た。しかして、各装置は、各々、８のセルより成り、各
セルは、３０ｃｍ長であり、各々３．３ｃｍ幅および０
． ２３ｃｍ厚の３つの細分区画室を有した。各装置は
２つの電極を含んだ。すべての区画室は、陽イオンおよ
び陰イオン交換樹脂混合物で充填した。すなわち、一方
の装置は従来のＤｏｗ ＭＲ−３で、他方の装置はＤｏ
ｗｅｘ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ．直径５５０マイクロメ
ータで充填した。各装置において、４つの交互の区画室
が減少区画室として使用され、他の４つが濃縮区画室と
して使用された。
４０分毎に、２つの装置に対する電極極性を逆転した。
したがって、減少区画室および濃縮区画室は機能を逆転
した。
した。
両装置は４つの直列段階を有し、下記の条件下で試験さ
れた。すなわち、 供給溶液、ＮａＣ１，供給材料導電率＝６０マイクロシ
ーメンス／Ｃｍ，生成物流量： ２００ｍｌ／分．印加
電圧：１６ボルト。各装置に対する応答時間、すなわち
極性逆転換間の４０分の期間にわたり時間の関数とし生
成物抵抗率の改善を監視した。
れた。すなわち、 供給溶液、ＮａＣ１，供給材料導電率＝６０マイクロシ
ーメンス／Ｃｍ，生成物流量： ２００ｍｌ／分．印加
電圧：１６ボルト。各装置に対する応答時間、すなわち
極性逆転換間の４０分の期間にわたり時間の関数とし生
成物抵抗率の改善を監視した。
従来の樹脂で作られた装置に対する初スロープは、標準
化抵抗率単位／分で０． ０２４であり、これに比して
、Ｄｏｗ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂で作られた装置で
は標準化抵抗率単位／分で０． １０３であった。
化抵抗率単位／分で０． ０２４であり、これに比して
、Ｄｏｗ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ樹脂で作られた装置で
は標準化抵抗率単位／分で０． １０３であった。
以上本発明を好ましい実施例について説明したが、当技
術に精通したものであれば、本発明の技術思想から逸脱
することなく種々の変化変更をなしうることは明らかで
あろう。
術に精通したものであれば、本発明の技術思想から逸脱
することなく種々の変化変更をなしうることは明らかで
あろう。
第１図は本発明の電気脱イオン化装置の１実施例の動作
を例示する概略図、第２図は本発明の第２の実施例の概
略図、第３図および第４図は電気脱イオン化動作段階中
電極が逆転される本発明の実施例の概略図、第５図は極
性を逆転するときに有用な１つの流路配置を示す概略図
、第６図は極性を逆転するときに有用な代わりの流路配
置を示す概略線図である。 ４０： 被精製液体入口 ４２，４４： イオン減少区画室 ４６： 生成物出口 ４８： 濃縮溶液用入口 ５０，５２： イオン濃縮区画室 ５４： 廃棄物出口 ５６，５８，６０．６２：電極区画室 ６４： 電解液用入口 ６ ６ ： ドレインへの出口
を例示する概略図、第２図は本発明の第２の実施例の概
略図、第３図および第４図は電気脱イオン化動作段階中
電極が逆転される本発明の実施例の概略図、第５図は極
性を逆転するときに有用な１つの流路配置を示す概略図
、第６図は極性を逆転するときに有用な代わりの流路配
置を示す概略線図である。 ４０： 被精製液体入口 ４２，４４： イオン減少区画室 ４６： 生成物出口 ４８： 濃縮溶液用入口 ５０，５２： イオン濃縮区画室 ５４： 廃棄物出口 ５６，５８，６０．６２：電極区画室 ６４： 電解液用入口 ６ ６ ： ドレインへの出口
Claims (16)
- （１）水内の有機物およびイオン種を除去するために水
を精製する方法において、電気脱イオン化装置の第１端
部に配置された陰極区画室と、前記装置の前記第１端部
と反対の端部に配置された陽極区画室と、前記陰極区画
室および前記陽極区画室間に配置され、イオン濃縮区画
室と交番する複数のイオン減少区画室と、陰イオン透過
膜および陽イオン透過膜とを備え、該陰イオン透過膜お
よび陽イオン透過膜が、前記減少区画室間の水の漏洩を
封止するようにスペーサに接合され、前記イオン減少区
画室の各々が、実質的に均一寸法の陰イオン樹脂ビード
および実質的に均一の寸法の陽イオン樹脂ビードの混合
物を含む電気脱イオン化装置のイオン減少区画室中に水
を通し、前記水を前記イオン減少区画室中を通しながら
、前記水からのイオンを受け入れるための第２の液体を
前記イオン濃縮区画室中を通し、前記陽極区画室内の陽
極および前記陰極区画室内の陰極間に電圧を印加し、精
製水を前記イオン減少区画室から回収する諸段階を含む
ことを特徴とする水精製方法。 - （２）前記イオン交換樹脂物質が、陰イオン交換樹脂ビ
ードおよび陽イオン交換樹脂ビードを含み、前記イオン
減少区画室における前記陰イオン交換樹脂ビード対陽イ
オン交換樹脂ビードの体積比が、４．０ないし０．５で
ある特許請求の範囲第１項記載の水精製方法。 - （３）水が、前記陽極および陰極間に直列に配置された
少なくとも２つのイオン減少区画室中を通される特許請
求の範囲第１項記載の水精製方法。 - （４）水内の有機物およびイオン種を除去するために水
を精製する方法において、電気脱イオン化装置の第１の
端部に配置された陰極区画室と、前記装置の前記第１端
部と反対の端部に配置された陽極区画室と、前記陰極区
画室および前記陽極区画室間に配置され、イオン濃縮区
画室と交番する複数のイオン減少区画室と、陰イオン透
過膜および陽イオン透過膜とを備え、該陰イオン透過膜
および陽イオン透過膜が、前記減少区画室間の水の漏洩
を封止するようにスペーサに接合され、前記イオン減少
区画室の各々が、実質的に均一寸法の陰イオン樹脂ビー
ドおよび実質的に均一の寸法の陽イオン樹脂ビードの混
合物を含み、前記各イオン減少区画室が、スペーサと、
前記各イオン減少区画室の長さに沿って延在する複数の
リブにより形成される複数の細分区画室を備え、該各細
分区画室が、イオン交換固形組成物を包含しており、か
つ約０．３〜４インチのリブ間距離により画定される幅
と約０．０５〜０．２５インチの厚さを有している電気
脱イオン化装置のイオン減少区画室に水を通し、前記水
を前記イオン減少区画室中を通しながら、前記水からの
イオンを受け入れるための第２の液体を前記イオン濃縮
区画室中を通し、前記陽極区画室内の陽極および前記陰
極区画室内の陰極間に電圧を印加し、精製水を前記イオ
ン減少区画室から回収する諸段階を含むことを特徴とす
る水精製方法。 - （５）前記細分区画室の幅が、約０．５〜１．５インチ
間である特許請求の範囲第４項記載の水精製方法。 - （６）前記細分区画室の厚さが、約０．０６〜０．１２
５である特許請求の範囲第４項記載の水精製方法。 - （７）前記イオン交換物質が、陰イオン交換樹脂ビード
および陽イオン交換樹脂ビードの混合物を含み、前記イ
オン減少区画室における前記陰イオン交換樹脂ビード対
陽イオン交換樹脂ビードの体積比が、４．０ないし０．
５である特許請求の範囲第４，５または６項記載の水精
製方法。 - （８）水が、前記陽極および陰極間に直列に配置された
少なくとも２つのイオン減少区画室中を通される特許請
求の範囲第４項記載の水精製方法。 - （９）前記イオン濃縮区画室が、実質的に均一寸法の陰
イオン交換樹脂と実質的に均一寸法の陽イオン交換樹脂
の混合物を含み、前記陽極および陰極に印加される電圧
が、周期的に逆転され、前記陽極を陰極に転換し前記陰
極を陽極に転換し、前記イオン減少区画室を第の２イオ
ン濃縮区画室に転換し前記イオン濃縮区画室を第２のイ
オン減少区画室に転換し、前記イオン減少区画室および
前記第２イオン減少区画室から連続的に低導電率を有す
る水を回収する特許請求の範囲第４項記載の水精製方法
。 - （１０）前記陽極および陰極に印加される電圧が、周期
的に逆転され、前記陽極を陰極に転換し前記陰極を陽極
に転換し、前記イオン減少区画室を第２のイオン濃縮区
画室に転換し前記イオン濃縮区画室を第２のイオン減少
区画室に転換し、前記イオン減少区画室および前記第２
イオン減少区画室から連続的に低導電率を有する水を回
収する特許請求の範囲第８項記載の水精製方法。 - （１１）液体からイオンを除去するように適合されたデ
ュアル区画室構造体において、イオン減少区画室と、イ
オン濃縮区画室と、少なくとも３つの奇数のイオン透過
膜とを備え、該イオン透過膜が、陽イオン透過膜に関し
て交番的に配置された陰イオン透過膜を含み、前記各イ
オン減少区画室および前記各イオン濃縮区画室が、スペ
ーサと、複数のイオン減少細分区画室および細分イオン
濃縮区画室を備え、前記細分区画室が、前記イオン減少
区画室およびイオン濃縮区画室の各々の長さに沿って延
在する複数のリブにより画定され、前記イオン減少細分
区画室およびイオン濃縮細分区画室の各々が、実質的に
均一寸法の陰イオン交換樹脂ビードおよび実質的に均一
寸法の陽イオン交換樹脂の混合物を含んでおり、前記イ
オン減少細分区画室および前記イオン濃縮細分区画室の
各々が、前記リブ間の距離により画定される、すなわち
約０．３〜４インチ間の幅と、約０．０５〜０．２５イ
ンチの厚さを有し、そして前記細分区画室の厚さが、陰
イオン透過膜および陽イオン透過膜間の距離により画定
され、前記各イオン透過膜は、陰イオン透過膜および陽
イオン透過膜が前記デュアル区画室の長さに沿って交番
的に配置されるように、スペーサおよびスペーサ内の前
記リブに接合され、そしてさらに、精製されるべき第１
の液体を各イオン減少区画室中を通す手段と、前記第１
液体からのイオンを受け入れる第２の液体を、各イオン
濃縮区画室中を通す手段とを備えるデュアル区画室構造
体。 - （１２）前記細分区画室の幅が、約０．５〜１．５イン
チである特許請求の範囲第１１項記載のデュアル区画室
構造体。 - （１３）前記細分区画室の厚さが、約０．０６〜０．１
２５であるデュアル区画室構造体。 - （１４）前記イオン交換組成物が、陰イオン交換樹脂ビ
ードおよび陽イオン交換樹脂ビードの混合物を含み、前
記イオン減少区画室および前記イオン濃縮区画室におけ
る陰イオン樹脂ビード対陽イオン樹脂ビードの体積比が
、約４．０〜０．５である特許請求の範囲第１１，１２
または１３項記載のデュアル区画室構造体。 - （１５）前記陰イオン樹脂ビードおよび陽イオン樹脂ビ
ードが、実質的に等しい平均寸法より成る特許請求の範
囲第１〜１０項のいずれかに記載の精製方法。 - （１６）前記陰イオン樹脂ビードおよび陽イオン樹脂ビ
ードが、実質的に等しい寸法を有する特許請求の範囲第
１１〜１４項のいずれかに記載のデュアル区画室構造体
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/417,950 US5154809A (en) | 1984-07-09 | 1989-10-06 | Process for purifying water |
| US417950 | 1989-10-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207487A true JPH03207487A (ja) | 1991-09-10 |
| JP3269820B2 JP3269820B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=23656022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26655390A Expired - Lifetime JP3269820B2 (ja) | 1989-10-06 | 1990-10-05 | 水精製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5154809A (ja) |
| EP (1) | EP0422453B1 (ja) |
| JP (1) | JP3269820B2 (ja) |
| DE (1) | DE69023093T2 (ja) |
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