JPH0579397B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液体およびその中に溶解しているイ
オンを順次に異なる吸収工程および脱着工程にか
け、この液体がこれらの工程の経過後に処理され
た製品として生成する、液体を処理、殊に水溶液
を脱塩するための方法および装置に関する。

従来の技術 液体、殊にあらゆる種類の水溶液ならびに水は
工業的需要に対し多くの使用例において実際に塩
ないしはそのイオノゲン解離成分を含んでいては
ならないことは一般に公知である。この目的のた
めに、かかる液体の処理には、一般に公知であり
かつ液体中に溶解しているかかる塩が除去される
幾多の方法が使用される。さらに、電極室から出
るイオン流を用いて液体から由来する、交換層に
吸収された溶解した塩の溶解しているイオン成分
を置換することができ、従つて脱塩効果が生じる
ことも公知である。このような置換イオン流によ
つて、系の電気抵抗およびそれとともに必要な駆
動電圧は、非常に高い脱塩効果、従つてほんのわ
ずかの残存塩濃度においても低く保たれる。しか
し、このような高い脱塩効果の場合電流効率、従
つて電気当量の化学当量への変換は、少量のイオ
ノゲン塩成分の置換のためにも比較的高い置換イ
オン流が必要であるのでますます低くなる。

さらに、液体中に溶解している塩のイオン成分
を電場中で混合交換樹脂に吸収後直接に電極に導
き、その際脱塩すべき液体の部分流を電極の洗浄
のために使用する方法も公知である。この方法の
欠点はなかんずく、陽極に揮発性イオン成分、殊
に塩素イオンが放電され、極めて腐蝕性で有毒な
塩素ガスが遊離することである。これは、除去す
べき塩量が高ければ高いほど、ますます多く起き
る。

さらに、混合層から流出するイオン成分を混合
層と電極との間に付加的に配置された交換物質に
吸収させることができ、該層に平行に洗浄流を通
過させ、その際電極のまわりを、陽極および陰極
に対し同じ供給管から由来する、従つて同じ種類
の第３の液体流が洗うようにすることも公知であ
る。これは、３つの癈水流が相応する量でかつ相
応する熱損失を有して生じるだけでなく、この多
数の癈水流を制御し、方法全体の進行に適合させ
ねばならないことを意味する。さらに、これに欠
点として加わるのは、電極から流出するイオンは
混合層と電極室との間に配置された交換物質によ
りその移動が阻止されることであり、それという
のもこの交換物質は移動するイオンと反対の電荷
を有する阻止格子として作用し、これが高い電気
抵抗およびそれとも高い電気エネルギー消費とし
て現れるからである。

この公知脱着法のもう１つの欠点は、陰イオン
交換物質と陽イオン交換物質からの混合吸収層が
高い電気抵抗を有することであり、その理由は
個々のイオン種が電場中で脱着および移動する際
の通路が不断に反対電荷を有し、従つて遮断性交
換体球により封鎖されるからである。これらの方
法のすべての欠点は、供給された除去すべき塩量
が高いほどますます顕著になる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、エネルギー消費は置換法に従つて作
業する脱塩を脱塩すべき液体、従つて原料液体、
たとえば生水中の高い塩含量を負荷し、残存塩含
量を比較的高くとどめる場合にのみ、つまり部分
脱塩しか実施しない場合に最も低いことを見出し
た。脱着法に従つて作業する方法においては、エ
ネルギー消費は、負荷を脱塩すべき液体中の高い
塩含量を用いて行いかつそれぞれのイオン種がそ
の移動のため妨げられない通路を利用させる場
合、同時に非常に低い残存塩含量への脱塩、従つ
て非常に良好な製品の質において最適に低いこと
が判明した。

ここで本発明がはじまり、本発明の根底をなす
課題は、水溶液を再生化学薬品を使用しないで脱
塩し、その際イオン置換により脱塩すべき溶液中
の高い塩含量を減少させ、なお残留する残存塩含
量を妨げられない吸収層からの脱着（イオン流
出）により実際に完全に除去し、双方の脱塩工程
におけるエネルギー消費を最適に低く保ち、その
際唯１つの癈水流のみを使用し、脱塩法の双方の
部分工程を境界層および吸収媒体ならびに電極室
の配置によつて結合して、その電気抵抗およびそ
れとともにその全エネルギー消費もとくに低い全
脱塩法にすること、およびこの方法を実施するた
めの装置を広い範囲の可変塩濃度および可変流量
で実用的かつ運転確実に構成し、その際製品の質
および産出能力を長い運転時間にわたつて一定に
維持することである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明により技術的に、液体を順次
に、陽イオンおよび陰イオンの塩成分に対する異
なる吸収工程にかけ、液体ないしはそれに溶解し
ているイオノゲン塩成分の吸収工程の範囲内でこ
れと分離された陽極室および陰極室中でイオンを
生成させ、このイオンをそれぞれの吸収工程を通
過する液体に対するそれぞれ１つの直交流でこの
液体中へ拡散させ、液体の吸収工程によりイオン
流を拡散ないしは移動させるために電場が印加さ
れており、これらのイオン流がそれぞれの吸収工
程（置換工程）への途中で、この工程を電極室に
対して遮蔽する第１の膜ならびにそれぞれの吸収
工程中に装入されたイオン交換物質を通過し、こ
の物質中でイオンの移動（イオン置換）を惹起し
て、イオン流がそれぞれの吸収工程中に存在す
る、液相およびイオン交換相からのイオンを、液
体流動方向に対して直交流でそれぞれ第２の膜に
輸送し、一方の膜は陽イオン吸収ゾーン、他方の
膜は陰イオン吸収ゾーンを、陽イオン交換相と陰
イオン交換相からなる吸収工程に共通の塩水室に
対して分離し、これに反して液相およびイオン交
換相から流出する、そのつど塩水室をそれぞれの
吸収工程に対して分離する膜を透過するこれらの
イオンは、塩水室に到達した後、他種ないしはこ
れらイオンと無関係の吸収工程を遮蔽するそれぞ
れ第２の膜によつて塩水室中に保留される、液体
を処理、殊に水溶液を脱塩する方法によつて解決
され、該方法は脱塩すべき液体に、電気的イオン
置換（吸収）による部分脱塩のための前処理およ
び電気的脱着による完全脱塩のための後処理を行
ない、双方の処理は１つの方法に結合されてい
て、その際前処理において電極室中で生成した陰
イオンと陽イオンおよび該イオンにより形成され
る直交流を電位によつて変更および制限し、脱塩
すべき液体のイオノゲン塩成分の一部だけを塩水
室中へ排出し、さらに脱塩すべき液体は脱着室に
供給し、この中で該液体に改めて脱着工程を行な
い、その際この脱着室は成層された陽イオン交換
物質と陰イオン交換物質の交番するゾーンから構
成されていて、該ゾーン中で脱塩すべき液体の残
存塩含量のイオノゲン塩成分は吸収され、電極室
と所属する電極との間で電位の形で形成される電
場により脱着され、その際電極室の１つとして置
換イオン流をつくるための、前処理に所属する陽
極を有する陽極室が一緒に使用されかつ脱着室と
ともに、その中間に存在する脱着室に所属する塩
水室を形成し、その際この陽極室は塩水室に対し
て陽イオン透過性で陰イオン遮断性の膜により仕
切られ、塩水室は脱着室に対して陰イオン透過性
で陽イオン遮断性の膜によつて仕切られており、
陽極室中の陽極において置換イオン流に対し付加
的にもう１つのイオン流を生成させ、このイオン
流を陽イオン透過性膜を通して脱着室に所属する
塩水室中へ拡散させ、第２の電極室として所属す
る陰極を有する陰極室は脱着室に所属され、この
脱着室から陽イオン透過性で陰イオン遮断性の膜
によつて仕切られており、洗浄液は順次にまず着
脱室に所属せる塩水室、次いで着脱室に所属せる
陰極室、それから前処理の吸収工程および脱着工
程（置換室）に共通の中央の塩水室を通過し、そ
の際処理された液体からのイオノゲン塩成分は、
脱着による後処理の範囲から、ならびにイオン置
換（吸収）による前処理の範囲から唯１つの共通
の塩水流の形で洗浄されることを特徴とする。

この方法を実施するための装置は、 １ 置換室がその中に配置されている少なくとも
１つの容器からなり、その際これらの室は液体
の供給管および排出管を備えており、容器は塩
水を分離するための少なくとも１つの室を有
し、処理すべき液体の置換室が境界層としての
イオン交換膜によつて形成される室として構成
されかつこられの置換室はそれぞれ１つのイオ
ン交換物質で充填され、各イオン交換膜はそれ
ぞれ特定のイオンに対し透過性を有し、これに
反して反対の電荷を有するイオンならびに液体
に対しては不透過性に構成されており、置換室
の範囲内には、これらの室中に挿入された電極
の電極室が設けられていて、陽極の電極室は陽
イオン交換物質で充填された置換室に所属され
かつ陰極の電極室は陰イオン交換物質で充填さ
れた置換室に所属され、陽イオン交換物質の置
換室には陽イオン透過性のイオン交換膜が設け
られ、陰イオン交換物質の置換室には陰イオン
透過性のイオン交換膜が設けられ、置換室と置
換室との間にはイオン交換膜により仕切られた
塩水室が設けられている液体を処理する装置に
おいて、置換室の傍には少なくとも１つの脱着
室が配置され、脱着室は陽イオンおよび陰イオ
ン交換物質の交番する層で充填され、脱着室に
は挿入された陰極を有する電極室が所属されて
おり、陽極の電極室は陽イオン交換物質を有す
る置換室と共に同時に脱着室に所属され、これ
らの室は遮蔽層としてないしはイオン透過性に
構成されたイオン交換膜のみを介してイオン透
過性に互いに接続され、脱着室には陰極側に陽
イオン透過性のイオン交換膜、陽極側に陰イオ
ン透過性のイオン交換膜が設けられており、か
つ陽極室と脱着室との間にはイオン交換膜によ
り仕切られたもう１つの塩水室が設けられてい
て、この塩水室はその排出管が陰極室の供給管
と、陰極室の排出管が塩水室の供給管とそれぞ
れ接続管により接続さていることを特徴とす
る。

脱塩すべき液体からイオノゲン塩成分の大部分
と、該液体に対し直交流で電場内を移動する電極
から出るイオン流により塩水室中へ、脱塩すべき
液体からイオノゲン残存成分を陽イオンおよび陰
イオン交換物質で成層充填されている脱着室中で
電位を用いて脱着することによつて所属する塩水
室および陰極室中へ吸収および脱着により排除す
るこの手段および濃縮された塩水の順次に実施さ
れる排出によつて、本発明の根底をなす課題は有
利に解決されるだけでなく、一連のエネルギー論
的、技術的、装置的および経済的利点が達成され
る。これらの利点は詳細には次のとおりである。

効 果 ａ 全塩量を含有する脱塩すべき液体の置換室中
への導入および電極および電極室から処理すべ
き液体中へ移動するイオン流が、移動するイオ
ノゲン塩成分に対し僅かな電気抵抗を惹起し、
これにより塩量の大部分の輸送にはとくに低い
電位で十分である。電流効率、つまり電気当量
から化学当量への変換は、置換イオン流の量が
部分的脱塩に調節されるにすぎないので高い値
にとどまる。双方の手段から、脱塩すべき液体
から大部分の塩量（たとえば95％）を除去する
のに、周知のように電位および電流強さが関連
するエネルギー消費はとくに低いという利点が
得られる。

ｂ なお残存塩量を含有する液体の脱着室中への
導入は、電位により残存塩含量の実際に完全な
除去およびそれとともに高度に精製された液体
の製造を惹起する。

ｃ 本発明方法の１つの利点は、脱着室中の陽イ
オン交換物質および陰イオン交換物質の成層に
よつて、脱塩すべき液体の陽イオン塩成分なら
びに陰イオン塩成分に対し妨げられない移動が
可能となり、これには低い電位で十分でありか
つ極めて良好な精製作用においても非常に低い
エネルギー消費が生じることである。

ｄ 本発明のもう１つの利点は、脱着室からの濃
縮された塩水量が置換室の間の塩水室に供給さ
れ、ここで脱塩すべき液体から大部分の塩量を
除去するために電気抵抗の低下およびそれとと
もにエネルギー消費の低下に寄与することであ
る。

ｅ 本発明方法の特別な利点は、脱着室からの残
存塩量ならびに置換室からの主塩量の排出が唯
１つの塩水流で行われることである。この利点
は幾多の点に現われる： 除去された塩量ないしは製品、つまり精製さ
れた液体に対する廃水流は非常に低く、それと
ともに排水路の廃水負荷およびたとえば水処理
の場合の生水の消費量が従来公知の方法に比べ
てとくに低い。

僅かな廃水量の生成によつて全系の熱損失が
僅小でありないしは廃水からの熱回収にあまり
費用がかからない。

唯１つの廃水流の使用によつて、塩排出量の
制御および全方法の機能に対する適合は著しく
簡単かつ容易に操作でき、装置の構成費が著し
く少なくなる。

ｆ 陽極から流出するイオンを脱着室に所属する
塩水室中へ妨げられずに導入することおよび脱
着された陽イオン塩成分を脱着室から所属する
陰極室中へ直接に導入することによつて、脱着
工程における電気抵抗およびそれとともに必要
な駆動電位および最後にエネルギー消費が著し
く低下する。

ｇ 本発明方法のもう１つの利点は、脱着室と陽
極室との間に塩水室を配置したことであり、こ
れによつて陽極における揮発性の陰イオン塩成
分の放電およびそれとともに腐蝕性で有毒な生
成物の生成が阻止される。

ｈ 殊に装置の構造に関する利点は、陽イオン置
換室における脱塩のための置換イオン直交流な
らびに残存塩含量を除去するための電位が同一
の陽極によつてつくられ、これにより本発明に
よる装置の製作費が著しく減少する。

実施例 本発明による装置１は、第１図および第２図に
図示によれば主として、処理すべき液体５、イオ
ン交換物質６，７および電極８から流出するイオ
ン流の間で吸収工程および脱着工程が進行する置
換室３および４およびさらに処理すべき液体５と
イオン交換物質１２，１３との間で脱着工程が、
電極１４と電極８の１つとの間に形成する電場中
で進行する脱着室１１がその中に設けられている
容器２により形成される。置換室３，４（容器２
中の陽イオン９の流れのため少なくとも１つの置
換室３および陰イオン１０の流れのためのもう１
つの置換室４が設けられている）は、それぞれ１
つのイオン交換物質６，７が充填されていて、こ
れを処理すべき液体５が順次に貫流する。側方が
イオン交換膜１５〜１８の形の境界層により仕切
られる置換室３，４は、それぞれ１つの置換室の
配置の場合（たとえば陽イオン９の置換室３およ
び陰イオン１０の置換室４）、共通の塩水室１９
とそれぞれの電極室２０，２１との間に配置され
ており、この場合陽イオン９の置換室３には陽極
２２の電極室２０が接し、陰イオン１０の置換室
４には陰極２３の電極室２１が接している。室
３，４および２０，２１の間のイオン交換膜１５
〜１８は、これがそれぞれイオン流９，１０をそ
れぞれの置換室３、４中へかつこれから塩水室１
９中へ通過させ、これに反して液体５の通過なら
びに他の電荷を有するイオンの通過を遮断するよ
うに構成されている。この場合、陽イオン９の置
換室３中のそれぞれイオン流９，１０は陽極室２
０中の陽極２２により生成される水素イオンを表
わし、陰イオン用の置換室４中のイオン流１０は
陰極室２１中の陰極によつて生成されるヒドロキ
シルイオンを表わす。容器２中に少なくとも１つ
配置されている脱着室１１は、上述の実施例では
イオン交換物質１２，１３で充填されていて、こ
れを処理すべき液体５が順次に貫流する。側方が
イオン交換膜２４，２５の形の境界層によつて仕
切られる脱着室１１は、塩水室２６と陰極２８用
の陰極室２７との間に配置されており、この場合
塩水室２６には陽極２２の陽極室２０が続き、こ
の塩水室２６は陽極室２０からイオン交換膜２９
の形の境界層によつて仕切られる。室２０，２
６，１１および２７の間のイオン交換膜２４，２
５，２９は、これがそれぞれ塩水室２６中へのイ
オンの流れ３０，３１および陰極室２７中へのイ
オンの流れを通過させるが、これに反して液体、
例えば５の通過ならびに他の電荷を有するイオン
の通過を遮断するように構成されている。この場
合、塩水室２６のそれぞれのイオン流３０，３１
および陰極室２７の陽イオン３０のイオン流３２
は、陽極２０中の陽極２２に生成する水素イオン
を表わし、イオン流３１とは脱着室１１から塩水
室２６中へ流出する陰イオンを表わし、イオン流
３２は脱着室１１から陰極室２７中へ流出する陽
イオンを表わす。

この場合装置１は、陽イオン９の置換室３中へ
処理すべき液体５用の供給管３３がたとえば上方
から接続し、この室がこの置換室に下方から接続
された排出管および接続管３４によりたとえば下
方から陰イオン１０の置換室４と接続されている
ように設計されている。この陰イオン１０の置換
室４の上端部には、排出管３５が接続していて、
これにより交換室３，４中で処理された液体５
は、たとえば上方に配置された供給管３６により
その後の処理に導かれる。この脱着室１１の下端
部には、処理された液体５が流出しうるいわゆる
製品導管３７が接続されている。側方がイオン交
換膜２４，２９により一方では脱着室１１に対
し、他方では陽極室２０に対してそれぞれ分離さ
れている塩水室２６は、供給管および排水管３
８，３９を備えており、そのうちこの塩水室２６
中へ輸送液を送入するための供給管は接続管４０
により処理された液体の製品導管３７に接続され
ている。排出管３９は、接続管４１により、たと
えば上方に取付けられた陰極室２７の供給管４２
に、塩水室２６から流出する輸送液を陰極室２７
中へ送入するために接続されている。陰極室２７
の下端部には排出管４３が存在し、これは接続管
４４により陰極室２７から流出する輸送液を送入
するために塩水室１９の供給管４５に接続されて
いる。側方がイオン交換膜１６，１７により一方
では陽イオン９の交換室３に対し、他方では陰イ
オン１０の交換室４に対して分離されている塩水
室１９は、図面に示されてない塩水排出装置と接
続している排出管４６を備えている。電極室２
０，２１，２７中に存在する電極２２，２３，２
８は、少なくとも１つの制御および測定回路４８
を接続して直流電源の給電装置４７に接続さてい
る。すべての電極２２，２３，２８における電気
化学的工程において生じる電解ガスは、脱ガス装
置４９によつて装置１から排出される。

液体５の処理ないしは生水の脱塩は、本発明方
法によれば前処理および後処理において実施さ
れ、この場合個々の処理は若干の部分工程で行な
われる。第１図および第２図による装置の構造の
陽極室２０中には稀硫酸が存在し、これが公知方
法で消費されない媒体として陽極２２における水
素イオンの生成を可能ならしめる。一方では電極
２２，２３および他方では電極２２，２８に印加
される直流電圧によりかつ電極間のそれぞれの抵
抗により、制御および測定回路４８で読み取りう
る電流が流れ、その際電極２２，２３の間の電流
は液体５の前処理に使用され、電極２２，２８の
間の電流は液体５の後処理に使用される。電極２
２，２３の間の電流に応じて、交換室３内で陽極
室２０から水素イオン流９が塩水室１９の方向に
移動する。この場合、液体５の流れないしはそれ
に含まれているイオンの塩成分が交わり、該成分
は処理すべき液体５中を上方から下方へ交換室３
の交換体６を通つて移動する。この場合に、一方
で水相中および他面では交換体相中のイオンの濃
度間の平衡後に、吸収および脱着工程が生じる。
すべてのイオンを移動させるための駆動差
（driving difference）としては、垂直方向に液体
の流れ、水平方向に電圧が働く。この移動の経過
中に、処理すべき液体５の陽イオン塩成分はイオ
ン流９の水素イオンによつて塩水室１９の方へ排
除され、最後に処理すべき液体の陰イオン塩成分
の新しいパートナーとなる。この場合、水素流９
は電極２２，２３に加えられる電位の変化により
その量が調節され、全部でなく、とくにすべての
陽イオンの塩成分の90〜95％だけが除去され、こ
れにより過剰の水素イオン９、従つて電極２２，
２３の間の適用すべき当量の電流量を低下するか
ないしは電流効率を高くする。同じ効果は、電極
２２，２３の電位でなく、処理すべき液体５の流
量を変える場合にも得られる。

交換室３から流出する、大部分の陽イオン塩成
分が除去された液体５は、接続管３４により交換
室３，４中へ導入され、ここでイオン流１０と直
交する。このイオン流１０は、形成反応を促進す
るために稀苛性ソーダ液が満たされている陰極室
２１中で陰極に生成しかつ量的には電極２２，２
３間の電流に等価であつて、交換室４中で塩水室
１９の方向に移動するヒドロキシルイオンからな
る。交換室３中での工程と同様に、交換室４中で
も、一方で水相中、他方では液体５の通過する陰
イオン交換相７中のイオンの濃度間の平衡後の吸
収工程および脱着工程が調整され、その際この場
合でもイオンの移動のための駆動差として垂直方
向に液体の流れ、水平方向では電位がそれぞれ働
く。この工程の経過中に、処理すべき液体５の陰
イオン塩成分はイオン流１０のヒドロキシルイオ
ンによつて塩水室１９の方へ排除され、その際ヒ
ドロキシルイオンは置換室３中へ移動しかつ液体
５中になお存在する水素イオンと水を形成する。
ヒドロキシルイオン流１０は電極２２、２３の間
の電流量に等価であり、調節される陽イオン置換
に応じて同様に液体５から全ての陰イオン塩成分
の90〜95％のみを排除し、その際高い電流効率が
生じる。

水素イオン９の移動性はヒドロキシルイオンよ
りも大きいので、その濃度およびそれとともに陽
イオン塩成分の所望の排除に対するその作用は小
さい。これは本発明によれば長い滞留時間によつ
て、つまり第１図および第２図に示されているよ
うに、陰イオンの置換室４に比して幅広に配置さ
れた置換室３によつて補償される。

さらに、イオン交換膜の遮断作用が完全でない
ことも判明している。実際上、対イオン、つまり
反対の電荷を有するイオンの透過性は、遮断すべ
きイオン濃度の約２％までであることが判明し
た。これは、置換室４中への陽イオンの好ましか
らぬ移動を惹起する。従つて、本発明によれば前
処理工程において最後に通過するこの陰イオン置
換室４は、第１図および第２図に示したように、
より厚いかまたは二重の膜１５，１６によつて仕
切られる。

置換室４から流出する、大部分脱塩された液体
５は、排出管３５および後処理への供給管３６に
よつて脱着室１１中へ導入される。電極２２，２
８に印加される直流電位およびこれら電極間の電
気抵抗に応じて電流およびこの電流と等価で、陽
極２９に形成される水素イオンからなるイオン流
３０が、陽極室２０から出発し陽イオン透過膜２
９を通過して塩水室２６中へ流入する。同時に、
液体５の陰イオン塩成分は交換層１２，１３を通
過する際に良導電性に陰イオン交換層１３および
陰イオン透過性膜２４を通つて塩水室２６中へ移
動し、陽イオン残存塩成分は同様に良導電性の陽
イオン交換層１２および陽イオン透過性膜２５を
通つて陰極室２７中へ移動する。両種イオンの脱
着および移動のための駆動差としては、電極２
２，２８における電位差が働く。多重に配置され
た交換層１２，１３を通つて処理すべき液体５が
流れるうちに、各交換層中で記載した工程が繰返
され、その際陽イオン残存塩成分は陽イオン交換
層１２のみにより、陰イオン塩成分は陰イオン交
換層１３のみにより交互に脱着され、これによつ
て移動および排除のため妨げられない電気抵抗の
僅かな通路が利用される。脱着室１１の排出管３
７によつて、処理された液体５はいわゆる製品と
して実際に塩なしで装置１から出る。

塩水洗浄の目的のために、処理された液体５の
部分流が導管４０および供給管３８によつて塩水
室２６に供給され、これを下方から上方へ通過
し、その際処理すべき液体５から脱着室１１を通
過する際に脱着された陰イオン残存塩成分および
これを電気的に補償する水素イオン３０は塩水室
２６から排出管３９によつて洗浄され、接続管４
１および供給管４２によつて陰極室２７に供給さ
れる。陰極２８において加えられた直流電圧に基
づき公知方法で形成されたヒドロキシルイオン
は、塩水室２６からの洗浄液と一緒に陰極室２７
中へ送入された水素イオンと自発的に水を形成
し、同じ洗浄液によつて送入された陰イオン残存
塩成分は脱着室１１から陽イオン透過膜２５を通
つて移動する、陽イオン残存塩成分からなる陽イ
オン流によつて補償される。こうして陰極室２７
中で生じた塩水は、陰極室２７の排出管４３、接
続管４４および供給管４５により塩水洗浄のため
に導入され、従つて洗浄液として新たに使用する
ことによりできるだけ良好に利用される。塩水室
１９中で、既に後処理された液体５からの残存塩
含量を含有する洗浄液は下方から上方へ流れ、そ
の際置換室３，４から塩水室１９中へ送入された
陰イオンおよび陽イオン塩成分を収容してその塩
含量はさらに増加する。塩水室１９の排出管４６
によつて、濃度の増加した塩水は装置１から出
て、図示されていない塩水投棄場に入る。物質収
支計算により、洗浄液のこの再使用は本発明によ
る脱塩法の経済性の明瞭な増加を惹起することが
判明した。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すもので、第１図
は１つの容器中にその間にある塩水室を有する２
つの置換室および所属する塩水室を有する脱着
室、ならびに置換室および脱着室に所属する共通
の陽極室ならびにそれぞれ１つの所属する陰極室
も示されている、第２図のＩ−Ｉ面による本発明
による装置の縦断面図であり、第２図は第１図の
−面による装置の横断面図である。 １……本発明による装置、２……容器、３，４
……置換室、５……処理すべき液体、６，７……
イオン交換物質、８……電極、９……陽イオン
流、１０……陰イオン流、１２，１３……イオン
交換物質、１４……電極、１５〜１８……イオン
交換膜、１９……塩水室、２０……陽極室、２１
……陰極室、２２……陽極、２３……陰極、２
４，２５……イオン交換膜、２６……塩水室、２
７……陰極室、２８……陰極、２９……イオン交
換膜、３０，３１，３２……イオン流、３３……
供給管、３４……接続管、３５……排出管、３６
……供給管、３７……製品導管、３８……供給
管、３９……排出管、４０，４１……接続管、４
２……供給管、４３……排出管、４４……接続
管、４５……供給管、４６……排出管、４８……
制御および測定回路、４９……脱ガス装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を順次に、陽イオンおよび陰イオンの塩
   成分に対する異なる吸収工程にかけ、液体ないし
   はそれに溶解しているイオノゲン塩成分の吸収工
   程の範囲内でこれと分離された陽極室および陰極
   室２０，２１中でイオンを生成させ、このイオン
   をそれぞれの吸収工程を通過する液体に対するそ
   れぞれ１つの直交流でこの液体中へ拡散させ、液
   体の吸収工程によりイオン流を拡散ないしは移動
   させるために電場が印加されており、これらのイ
   オン流がそれぞれの吸収工程（置換工程）への途
   中で、この工程を電極室に対して遮蔽する第１の
   膜１５，１８ならびにそれぞれの吸収工程中に装
   入されたイオン交換物質６，７を通過し、この物
   質中でイオンの移動（イオン置換）を惹起して、
   イオン流がそれぞれの吸収工程中に存在する、液
   相およびイオン交換相からのイオンを、液体流動
   方向に対して直交流でそれぞれ第２の膜１６，１
   ７に輸送し、一方の膜１６は陽イオン吸収ゾー
   ン、他方の膜１７は陰イオン吸収ゾーンを、陽イ
   オン交換相と陰イオン交換相からなる吸収工程に
   共通の塩水室に対して分離し、これに反して液相
   およびイオン交換相から流出する、そのつど塩水
   室１５をそれぞれの吸収工程に対して分離する膜
   １６，１７を透過するこれらのイオンは、塩水室
   １９に到達した後、他種ないしはこれらイオンと
   無関係の吸収工程を遮蔽するそれぞれ第２の膜１
   ６，１７によつて塩水室１９中に保留される液体
   を処理する方法において、脱塩すべき液体に、電
   気的イオン置換（吸収）による部分脱塩のための
   前処理および電気的脱着による完全脱塩のための
   後処理を行ない、双方の処理は１つの方法に結合
   されていて、その際前処理において電極室２０，
   ２１中で生成した陰イオンと陽イオンおよび該イ
   オンにより形成される直交流を電位によつて変更
   および制限し、脱塩すべき液体５のイオノゲン塩
   成分の一部だけを塩水室１９中へ排出し、さらに
   脱塩すべき液体は脱着室１１に供給し、この中で
   該液体に改めて脱着工程を行ない、その際この脱
   着室１１は成層された陽イオン交換物質と陰イオ
   ン交換物質の交番するゾーンから構成されてい
   て、該ゾーン中で脱塩すべき液体の残存塩含量の
   イオノゲン塩成分は吸収され、電極室２０，２７
   と所属する電極２２，２８との間で電位の形で形
   成される電場により脱着され、その際電極室の１
   つとして置換イオン流３０をつくるための、前処
   理に所属する陽極２２を有する陽極室２０が一緒
   に使用されかつ脱着室１１とともに、その中間に
   存在する脱着室１１に所属する塩水室２６を形成
   し、その際この陽極室２０は塩水室２６に対して
   陽イオン透過性で陰イオン遮断性の膜２９により
   仕切られ、塩水室は脱着室１１に対して陰イオン
   透過性で陽イオン遮断性の膜２４によつて仕切ら
   れており、陽極室２０中の陽極２２において置換
   イオン流９に対し付加的にもう１つのイオン流３
   ０を形成させ、このイオン流３０を陽イオン透過
   性膜２９を通して脱着室１１に所属する塩水室１
   １中へ拡散させ、第２の電極室として所属する陰
   極２８を有する陰極室２７は脱着室１１に所属さ
   れ、この脱着室から陽イオン透過性で陰イオン遮
   断性の膜によつて仕切られており、洗浄液は順次
   にまず着脱室に所属せる塩水室２６、次いで着脱
   室に所属せる陰極室２７、それから前処理の吸収
   工程および脱着工程（置換室）に共通の中央の塩
   水室１９を通過し、その際処理された液体からの
   イオノゲン塩成分は、脱着による後処理の範囲か
   ら、ならびにイオン置換（吸収）による前処理の
   範囲から唯１つの共通の塩水流の形で洗浄される
   ことを特徴とする液体の処理方法。 ２ 液体およびイオン交換物質中に存在する陽イ
   オンおよび陰イオンの塩成分の置換度を、イオン
   をつくるために電極に作用する電位を変え、これ
   によつて生成するイオン流を液体流動方向に対し
   て横に変えることによつて惹起させかつこの置換
   を連続的に行なう。特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 液体およびイオン交換物質中に存在する陽イ
   オンおよび陰イオンの塩成分の置換度が、処理す
   べき液体の流量（単位時間あたりの通過率）およ
   びこの液体中に存在するイオンの濃度ないしは塩
   量、ならびに処理された液体中に存在する残留濃
   度に依存して制御可能である、特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。 ４ 前処理工程の電極および後処理工程の電極が
   共通の電流供給源に接続されている、特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ５ 殊にイオン流を良好に利用するため、電極に
   より生成される移動性イオン（たとえば陽イオン
   の水素イオン）に、液体の流動方向に対して直交
   流でのそれぞれの吸収工程により、移動性の低い
   イオン（たとえばヒドロキシルイオン）よりも長
   い置換路を利用させる、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ６ 邪魔なイオン（同伴する反対電荷を有するイ
   オン）の搬入をさけるために、液体が通過すべき
   最後の置換工程（吸収工程）の境界層が、邪魔な
   イオンに対し、残りの境界層よりも大きい遮蔽作
   用を有する、特許請求の範囲第１項から第５項ま
   でのいずれか１項記載の方法。 ７ 置換室がその中に配置されている少なくとも
   １つの容器からなり、その際これらの室は液体の
   供給管および排出管を備えており、容器は塩水を
   分離するための少なくとも１つの室を有し、処理
   すべき液体５の置換室３，４が境界層としてのイ
   オン交換膜１５，１６，１７，１８によつて形成
   される室として構成されかつこられの置換室３，
   ４はそれぞれ１つのイオン交換物質６，７で充填
   され、各イオン交換膜はそれぞれ特定のイオンに
   対し透過性を有し、これに反して反対の電荷を有
   するイオンならびに液体に対しては不透過性に構
   成されており、置換室の範囲内には、これらの室
   中に挿入された電極２２，２３の電極室２０，２
   １が設けられていて、陽極２２の電極室２０は陽
   イオン交換物質６で充填された置換室３に所属さ
   れかつ陰極２３の電極室２１は陰イオン交換物質
   ７で充填された置換室４に所属され、陽イオン交
   換物質６の置換室３には陽イオン透過性のイオン
   交換膜１７，１８が設けられ、陰イオン交換物質
   ７の置換室４には陰イオン透過性のイオン交換膜
   １５，１６が設けられ、置換室３と置換室４との
   間にはイオン交換膜１６，１７により仕切られた
   塩水室１９が設けられている液体を処理する装置
   において、置換室１１の傍には少なくとも１つの
   脱着室１１が配置され、脱着室１１は陽イオンお
   よび陰イオン交換物質１２，１３の交番する層で
   充填され、脱着室１１には挿入された陰極２８を
   有する電極室２７が所属されており、陽極２２の
   電極室２１は陽イオン交換物質６を有する置換室
   ３と共に同時に脱着室１１に所属され、これらの
   室は遮蔽層としてないしはイオン透過性に構成さ
   れたイオン交換膜２４，２５，２９のみを介して
   イオン透過性に互いに接続され、脱着室１１には
   陰極側に陽イオン透過性のイオン交換膜２５、陽
   極側に陰イオン透過性のイオン交換膜２４が設け
   られており、かつ陽極室２０と脱着室１１との間
   にはイオン交換膜２４，２９により仕切られたも
   う１つの塩水室２６が設けられていて、この塩水
   室２６はその排出管３９が陰極室２７の供給管４
   ９と、陰極室はその排出管４３が塩水室１９の供
   給管４５とそれぞれ接続管４１，４４により接続
   さていることを特徴とする、液体の処理装置。 ８ 電極室２０，２１，２７が電解ガスを導出す
   るための脱ガス装置４９を有する、特許請求の範
   囲第７項記載の装置。