JPH0688039B2 - 水処理方法及びその装置 - Google Patents
水処理方法及びその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に水処理方法、さらに詳しくは膜プロセス
を組合せて使用することによつて超純粋な水を製造する
方法及び装置に関する。本発明はさらに、移動式水処理
設備を使用して超純水を製造する装置にも関する。
を組合せて使用することによつて超純粋な水を製造する
方法及び装置に関する。本発明はさらに、移動式水処理
設備を使用して超純水を製造する装置にも関する。
最近の技術進歩により多くの工業的及び科学的応用にお
いて超純水の利用が必須となつている。研究、化粧品及
び薬品製造業、及び電子工業はアメリカ材料試験協会
（ASTM）などや他の種々の団体で発表されている純度の
水を必要としている。
いて超純水の利用が必須となつている。研究、化粧品及
び薬品製造業、及び電子工業はアメリカ材料試験協会
（ASTM）などや他の種々の団体で発表されている純度の
水を必要としている。
先行技術における水の精製装置は、確立した規格に適合
するのに充分な純度の水を供給するが、このような方法
は多くの欠点を有する。過媒体及び／又は過カート
リツジを使用し、次に逆浸透（R.O.）を行ない、現場で
再生イオン交換樹脂で処理する先行技術は、次のような
欠点を有する： （ａ）頻度に過媒体を逆洗するか、又は過カートリ
ツジを取り替えなければならない、（ｂ）過媒体中に
バクテリアが生育する、（ｃ）現場でのイオン交換樹脂
の再生に起因する化学的処理及び廃棄物処理を要する、
及び最も重要な点である（ｄ）逆浸透処理をする前に水
を酸性化するための化学薬品の供給を必要とすることで
ある。イオン交換樹脂カラムのみを含む移動式装置を使
用した先行技術の水処理装置は、例えば米国特許第4,04
9,548号及び同第4,383,920号に開示されている。イオン
交換樹脂と過及び／又は逆浸透との使用を開示した他
の特許は米国特許第4,280,912号、同第3,766,060号、同
第4,188,291号、同第4,332,685号、及びその他である。
水処理に関する他の先行技術は、イオン交換樹脂で処理
する前に電気透析し、得られた水を中空繊維限外過装
置を使用して最終的に精製している〔Zmolek,C.R.著〕
「集積回路処理用超純水」（Industrial Water Enginee
ring、1977年12月）〕。
するのに充分な純度の水を供給するが、このような方法
は多くの欠点を有する。過媒体及び／又は過カート
リツジを使用し、次に逆浸透（R.O.）を行ない、現場で
再生イオン交換樹脂で処理する先行技術は、次のような
欠点を有する： （ａ）頻度に過媒体を逆洗するか、又は過カートリ
ツジを取り替えなければならない、（ｂ）過媒体中に
バクテリアが生育する、（ｃ）現場でのイオン交換樹脂
の再生に起因する化学的処理及び廃棄物処理を要する、
及び最も重要な点である（ｄ）逆浸透処理をする前に水
を酸性化するための化学薬品の供給を必要とすることで
ある。イオン交換樹脂カラムのみを含む移動式装置を使
用した先行技術の水処理装置は、例えば米国特許第4,04
9,548号及び同第4,383,920号に開示されている。イオン
交換樹脂と過及び／又は逆浸透との使用を開示した他
の特許は米国特許第4,280,912号、同第3,766,060号、同
第4,188,291号、同第4,332,685号、及びその他である。
水処理に関する他の先行技術は、イオン交換樹脂で処理
する前に電気透析し、得られた水を中空繊維限外過装
置を使用して最終的に精製している〔Zmolek,C.R.著〕
「集積回路処理用超純水」（Industrial Water Enginee
ring、1977年12月）〕。
しかし、以下に記載する予期しなかつた改良がなされる
本発明による特別な形式に配列された３種の別個の膜プ
ロセスの新規な組合わせは、上記先行技術のどれにも開
示されていない。
本発明による特別な形式に配列された３種の別個の膜プ
ロセスの新規な組合わせは、上記先行技術のどれにも開
示されていない。
従つて本発明の目的は、頻繁に逆洗、フイルター交換、
化学薬品の添加、又は他の保守作業を必要とせず、長期
間に渡つて純粋な水を経済的に提供する水処理装置を提
供するにある。
化学薬品の添加、又は他の保守作業を必要とせず、長期
間に渡つて純粋な水を経済的に提供する水処理装置を提
供するにある。
本発明の他の目的は有機物質を除去し、水を生物学的に
純粋にし、25℃における抵抗率を17ないし18メグオーム
/cmとする水処理装置を提供するものである。
純粋にし、25℃における抵抗率を17ないし18メグオーム
/cmとする水処理装置を提供するものである。
本発明は原料水供給装置と、直列に配列された限外濾過
装置、電気透析装置及び逆浸透装置を含む水処理装置、
及び該水処理装置における該直列に配列された装置に被
処理水を導入するポンプ装置を備えてなる水処理装置に
関する。
装置、電気透析装置及び逆浸透装置を含む水処理装置、
及び該水処理装置における該直列に配列された装置に被
処理水を導入するポンプ装置を備えてなる水処理装置に
関する。
本発明はまた、水を限外濾過して水から懸濁した粒子を
除去し、処理ずみ水を電気透析して濃縮鉱物流と水生成
物流とを得、該水生成物は分極条件下での電気透析処理
により大部分の溶解鉱物を水から除去され且つ酸性にさ
れ、その後で電気透析処理から得られた水生成物を逆浸
透処理して溶解鉱物を更に減少させることを包含する、
水処理方法にも関する。
除去し、処理ずみ水を電気透析して濃縮鉱物流と水生成
物流とを得、該水生成物は分極条件下での電気透析処理
により大部分の溶解鉱物を水から除去され且つ酸性にさ
れ、その後で電気透析処理から得られた水生成物を逆浸
透処理して溶解鉱物を更に減少させることを包含する、
水処理方法にも関する。
本発明は水道水源又は他の適当な水供給源に個々の膜部
材組合せすなわち一連の組合せからなり、水を純水、好
適には最終段階での抵抗率が17ないし18メグオーム/cm
の水に処理することを目的とする、水精製装置である。
本発明による装置は、最小限３種の膜プロセス、すなわ
ち限外過（U.F.）、電気透析（E.D.）、及び逆浸透
（R.O.）からなり、直列に接続し、好適には最終処理に
混合床イオン交換樹脂を使用する。精製水の所望の仕様
に依存して他の要素、例えば精製水使用時に微生物殺滅
用の紫外線源を本発明装置に付加してもよい。上述した
水精製装置は取引先の設備に移動できる移動式トレーラ
ーに設置することができる。電気的に接続し、供給原料
水、廃棄水、精製水接合部を接続した後の精製水装置
は、取引者の仕様に応じた処理水を供給することができ
る。
材組合せすなわち一連の組合せからなり、水を純水、好
適には最終段階での抵抗率が17ないし18メグオーム/cm
の水に処理することを目的とする、水精製装置である。
本発明による装置は、最小限３種の膜プロセス、すなわ
ち限外過（U.F.）、電気透析（E.D.）、及び逆浸透
（R.O.）からなり、直列に接続し、好適には最終処理に
混合床イオン交換樹脂を使用する。精製水の所望の仕様
に依存して他の要素、例えば精製水使用時に微生物殺滅
用の紫外線源を本発明装置に付加してもよい。上述した
水精製装置は取引先の設備に移動できる移動式トレーラ
ーに設置することができる。電気的に接続し、供給原料
水、廃棄水、精製水接合部を接続した後の精製水装置
は、取引者の仕様に応じた処理水を供給することができ
る。
本発明の作用及び利点は次の通りである： ａ） 限外過装置すなわち要素はU.F.膜の非常に小さ
い孔寸法（0.002ないし0.02ミクロン）に起因して、精
製媒体又はカートリツジフイルターよりも改善された前
過となる。従つて、限外過装置又は要素は懸濁粒子
を除去するだけでなく、さらに水のバクテリア成分も減
少させる。
い孔寸法（0.002ないし0.02ミクロン）に起因して、精
製媒体又はカートリツジフイルターよりも改善された前
過となる。従つて、限外過装置又は要素は懸濁粒子
を除去するだけでなく、さらに水のバクテリア成分も減
少させる。
精製媒体及び／又はカートリツジフイルターの代りの膜
プロセスに前処理用としてU.F.を使用するのは下記の欠
点がないという利点を有する。フイルター中の媒体はず
れて移動したり、破れたり、又は微生物種の富栄養化を
促進する。カートリツジフイルターは圧力急増時に傷ん
で使用できなくなつたりフイルター交換後のフイルター
組立のよくない部分をバイパスしたり、フイルターから
脱落した汚れをそのまま通過させる。
プロセスに前処理用としてU.F.を使用するのは下記の欠
点がないという利点を有する。フイルター中の媒体はず
れて移動したり、破れたり、又は微生物種の富栄養化を
促進する。カートリツジフイルターは圧力急増時に傷ん
で使用できなくなつたりフイルター交換後のフイルター
組立のよくない部分をバイパスしたり、フイルターから
脱落した汚れをそのまま通過させる。
ｂ） 電気透析装置すなわち要素は全溶解固体含量（TD
S）を減少させることに加え、水のpHもまた低下させ
る。すなわち電気透析装置すなわち要素は水の酸性を増
加させ（好適なpH範囲は約４ないし6.8）、従つて、逆
浸透装置で処理する前に外部から酸源を添加する必要を
排除する。E.D.装置は水処理システムにおける一次脱イ
オン装置として機能する。
S）を減少させることに加え、水のpHもまた低下させ
る。すなわち電気透析装置すなわち要素は水の酸性を増
加させ（好適なpH範囲は約４ないし6.8）、従つて、逆
浸透装置で処理する前に外部から酸源を添加する必要を
排除する。E.D.装置は水処理システムにおける一次脱イ
オン装置として機能する。
ｃ） 逆浸透（R.O.）装置は、さらに水の溶解鉱物含量
を減少させ、好適には引き続きイオン交換樹脂で処理し
て超純水を得る。R.O.処理して得られた水は溶解してい
る塩（イオン）濃度が非常に低いので、イオン交換樹脂
の交換容量を使い果すまでにイオン交換樹脂は長時間使
用できる。このことは先行技術における現場でのイオン
交換樹脂タンクの再生の代りに、携帯用イオン交換樹脂
カートリツジの使用を可能とする。従つて、携帯用イオ
ン交換樹脂システムの使用は、困難で高価な現場での化
学薬品の取扱い及び廃棄物処理問題を除去する。
を減少させ、好適には引き続きイオン交換樹脂で処理し
て超純水を得る。R.O.処理して得られた水は溶解してい
る塩（イオン）濃度が非常に低いので、イオン交換樹脂
の交換容量を使い果すまでにイオン交換樹脂は長時間使
用できる。このことは先行技術における現場でのイオン
交換樹脂タンクの再生の代りに、携帯用イオン交換樹脂
カートリツジの使用を可能とする。従つて、携帯用イオ
ン交換樹脂システムの使用は、困難で高価な現場での化
学薬品の取扱い及び廃棄物処理問題を除去する。
電気透析による脱塩処理時に、脱塩室を区画する膜部材
の内側表面に近接した部分にいわゆる分極膜が生ずる。
この現象は通常、処理下の水の全溶解固体濃度が低くな
り、使用した電流密度により膜表面に直接接触している
水膜に含まれるイオンが涸渇する場合に起る。こうして
イオンが涸渇した水膜中で水分子の分解により生じた水
素イオン及びヒドロキシイオンによつてさらに電流が運
ばれる。通常、陰イオン分極膜が最初に分極されるの
で、該膜上に生成し負に帯電したヒドロキシルイオンは
上記陰イオン分極膜から隣接した塩濃縮室へ容易に通過
する。しかし、同時に生成し正に帯電した水素イオンは
陰イオン分極膜を通過できず、従つてこの水素イオンは
脱塩室に蓄積し、結果として精製水流を酸性化すること
になる。この自然に起る水の酸性化は逆滲透により電気
透析生成物水流を更に処理する際にR.O.処理前に外部か
ら酸源を添加することを必要としないという新規な利用
の仕方で利用される。分極は「Limiting Current in Me
mbrane Cells（リミツテイグ・カレント・イン・メンブ
レイン・セルズ）」（Industrial ＆ Engineering Chem
istry、第49巻780頁、1957年４月）に詳細に議論されて
いる。
の内側表面に近接した部分にいわゆる分極膜が生ずる。
この現象は通常、処理下の水の全溶解固体濃度が低くな
り、使用した電流密度により膜表面に直接接触している
水膜に含まれるイオンが涸渇する場合に起る。こうして
イオンが涸渇した水膜中で水分子の分解により生じた水
素イオン及びヒドロキシイオンによつてさらに電流が運
ばれる。通常、陰イオン分極膜が最初に分極されるの
で、該膜上に生成し負に帯電したヒドロキシルイオンは
上記陰イオン分極膜から隣接した塩濃縮室へ容易に通過
する。しかし、同時に生成し正に帯電した水素イオンは
陰イオン分極膜を通過できず、従つてこの水素イオンは
脱塩室に蓄積し、結果として精製水流を酸性化すること
になる。この自然に起る水の酸性化は逆滲透により電気
透析生成物水流を更に処理する際にR.O.処理前に外部か
ら酸源を添加することを必要としないという新規な利用
の仕方で利用される。分極は「Limiting Current in Me
mbrane Cells（リミツテイグ・カレント・イン・メンブ
レイン・セルズ）」（Industrial ＆ Engineering Chem
istry、第49巻780頁、1957年４月）に詳細に議論されて
いる。
R.O.用前処理装置としてのE.D.の利点（作用）は以下に
述べるE.D.の特性により実現される： 1. 重炭酸塩及び水の硬度寄与成分はほとんど常に化学
薬品を添加することなく除去される。E.D.装置を出た生
成物水のランゲリアーインデツクス（Langelier Inde
x）は常に供給原料のそれより小さくかつ多くの場合負
であるため、E.D.装置からの生成物水はほとんど常に化
学薬品を添加することなくR.O.装置に供給される。
述べるE.D.の特性により実現される： 1. 重炭酸塩及び水の硬度寄与成分はほとんど常に化学
薬品を添加することなく除去される。E.D.装置を出た生
成物水のランゲリアーインデツクス（Langelier Inde
x）は常に供給原料のそれより小さくかつ多くの場合負
であるため、E.D.装置からの生成物水はほとんど常に化
学薬品を添加することなくR.O.装置に供給される。
2. E.D.前処理の使用により、脱ガスが必要なく、従つ
て、再ポンプ輸送の必要もなくなるから汚染の機会がな
くなる。
て、再ポンプ輸送の必要もなくなるから汚染の機会がな
くなる。
3. E.D.装置から出た生成物水流出量は温度を下げても
減少しないが、脱イオン％は温度が下がると減少する。
R.O.は温度が下ると逆に作用する。すなわち生成物水の
流出量は減少するが不純物の除去率は維持される。従つ
て、上記２種のプロセスの組合せが低温度における全工
程の良好な流出量を維持する。
減少しないが、脱イオン％は温度が下がると減少する。
R.O.は温度が下ると逆に作用する。すなわち生成物水の
流出量は減少するが不純物の除去率は維持される。従つ
て、上記２種のプロセスの組合せが低温度における全工
程の良好な流出量を維持する。
図は本発明による水処理装置の構成要素の新規な組合せ
について好適な実施態様の概略を示す。図に示すよう
に、飲料水用に適した水源１例えば水道水は比較的大き
い寸法の懸濁粒子が存在する場合それを除去する目的で
慣用のカートリツジ型又は媒体型の前過手段２に送ら
れる。前過手段（及び水処理装置のある種の他の構成
要素）は所望により変更でき、又は全部削除してもよ
い。前過手段を使用した時は、前記前過手段を組に
して使用するのが好適であり、かつそれら前過手段に
水の流れを直列、並列、又は単独に配管するのが好適で
ある。水処理装置に融通性を持たせるために使用する種
々のホース及び配管の選択（すなわち直列及び並列の流
れ、再循環、供給及び流出等）は、ここでは図示又は説
明していないが、このような選択は当業者にとつて周知
なためである。さらに水処理装置を使用する種々の装置
例えば貯水タンク、電導度測定セル、計器、流量指示
器、記録計、ポンプ、バルブ、メーターなども図示して
いないが、これらの使用もまた当業界において周知なた
めである。
について好適な実施態様の概略を示す。図に示すよう
に、飲料水用に適した水源１例えば水道水は比較的大き
い寸法の懸濁粒子が存在する場合それを除去する目的で
慣用のカートリツジ型又は媒体型の前過手段２に送ら
れる。前過手段（及び水処理装置のある種の他の構成
要素）は所望により変更でき、又は全部削除してもよ
い。前過手段を使用した時は、前記前過手段を組に
して使用するのが好適であり、かつそれら前過手段に
水の流れを直列、並列、又は単独に配管するのが好適で
ある。水処理装置に融通性を持たせるために使用する種
々のホース及び配管の選択（すなわち直列及び並列の流
れ、再循環、供給及び流出等）は、ここでは図示又は説
明していないが、このような選択は当業者にとつて周知
なためである。さらに水処理装置を使用する種々の装置
例えば貯水タンク、電導度測定セル、計器、流量指示
器、記録計、ポンプ、バルブ、メーターなども図示して
いないが、これらの使用もまた当業界において周知なた
めである。
次に、前過した水は加圧下で限外過装置３に送られ
る。限外過（U.F.）装置３は孔寸法0.002ないし0.02
ミクロンの限外過膜を備え、コロイド粒子、バクテリ
ア、及び残余の有機物質を除去する。U.F.装置の構成及
び操作は当業界で周知であり、らせん巻型のものがOsmo
nics社（Mannetonka,ミネソタ州）から容易に入手でき
る。
る。限外過（U.F.）装置３は孔寸法0.002ないし0.02
ミクロンの限外過膜を備え、コロイド粒子、バクテリ
ア、及び残余の有機物質を除去する。U.F.装置の構成及
び操作は当業界で周知であり、らせん巻型のものがOsmo
nics社（Mannetonka,ミネソタ州）から容易に入手でき
る。
水処理の次の工程は電気透析装置４による一次脱イオン
であり、溶解している鉱物物質の大部分を除去する。満
足できるE.D.装置は商標名「Aquamite」であり、Ionics
社（Watertown,MA）から容易に入手できる。このような
装置は交互に設けられた陰イオン選択膜及び陽イオン選
択膜からなる膜集合体を使用しており、それら膜により
液体流通室が区画される。E.D.装置は水中のイオン化し
た不純物を除去し、膜集合体を横切る電流極性の自動的
な逆転によつて、処理された水の水質が一定に保たれ
る。これらについては米国特許第4,381,232号（D.Brow
n）において十分議論されている。E.D.膜集合体で処理
された生成物水は、その含有鉱物量が実質的に減少する
だけでなく、その酸性度が増加する。この酸性度（好適
にはpH4ないし6.8）はR.O.装置５によつて処理されるべ
き水にとつて望ましい特性であり、E.D.を使用したため
に供給原料水に外部給源から鉱酸を添加することを不必
要とする。R.O.膜に汚染物の付着を防ぎかつ減少させて
R.O.装置の連続操作を可能とするために酸性な水が要求
される。R.O.による処理は前工程で処理された水から残
余のコロイド粒子、バクテリア、及び溶解鉱物物質をさ
らに除去する。適当なR.O.過装置はDow社から商業的
に容易に入手でき「R.O.−20K−Permeator」の名称で知
られている。R.O.処理した浸透生成物は、次いで混合床
イオン交換樹脂６によりさらに処理され、この処理で残
余の溶解している鉱物が除去される。混合床イオン交換
樹脂はRohm＆Haas社の「Amberlite 410」の陰イオン交
換樹脂と、「Amberlite IR−120」の陽イオン交換樹脂
からなつていてもよいが、他の混合床イオン交換樹脂も
成功裡に使用できる。混合床イオン交換樹脂は水処理業
界で従来から知られている方法でR.O.処理した水に残つ
ている望ましくないイオンを除去する。混合床イオン交
換樹脂は好適には現場で再生すべきではなく、新しい樹
脂が充填された装置と取り換えるべきである。
であり、溶解している鉱物物質の大部分を除去する。満
足できるE.D.装置は商標名「Aquamite」であり、Ionics
社（Watertown,MA）から容易に入手できる。このような
装置は交互に設けられた陰イオン選択膜及び陽イオン選
択膜からなる膜集合体を使用しており、それら膜により
液体流通室が区画される。E.D.装置は水中のイオン化し
た不純物を除去し、膜集合体を横切る電流極性の自動的
な逆転によつて、処理された水の水質が一定に保たれ
る。これらについては米国特許第4,381,232号（D.Brow
n）において十分議論されている。E.D.膜集合体で処理
された生成物水は、その含有鉱物量が実質的に減少する
だけでなく、その酸性度が増加する。この酸性度（好適
にはpH4ないし6.8）はR.O.装置５によつて処理されるべ
き水にとつて望ましい特性であり、E.D.を使用したため
に供給原料水に外部給源から鉱酸を添加することを不必
要とする。R.O.膜に汚染物の付着を防ぎかつ減少させて
R.O.装置の連続操作を可能とするために酸性な水が要求
される。R.O.による処理は前工程で処理された水から残
余のコロイド粒子、バクテリア、及び溶解鉱物物質をさ
らに除去する。適当なR.O.過装置はDow社から商業的
に容易に入手でき「R.O.−20K−Permeator」の名称で知
られている。R.O.処理した浸透生成物は、次いで混合床
イオン交換樹脂６によりさらに処理され、この処理で残
余の溶解している鉱物が除去される。混合床イオン交換
樹脂はRohm＆Haas社の「Amberlite 410」の陰イオン交
換樹脂と、「Amberlite IR−120」の陽イオン交換樹脂
からなつていてもよいが、他の混合床イオン交換樹脂も
成功裡に使用できる。混合床イオン交換樹脂は水処理業
界で従来から知られている方法でR.O.処理した水に残つ
ている望ましくないイオンを除去する。混合床イオン交
換樹脂は好適には現場で再生すべきではなく、新しい樹
脂が充填された装置と取り換えるべきである。
次に、今や溶解した固体を実質的にすべて除去した水を
紫外線照射源（装置）７に通し、生存する微生物をすべ
て死滅させる。紫外線の波長範囲は約2537オングストロ
ームとし、加えてU.V.照射源を通過する処理水の計算に
より求めた流速にによつて、水中に生存する全有機物を
有効に破壊する。U.V.Technology社（カルフオルニア
州）製造のU.V.殺菌装置は上記の目的その他に十分であ
ることがわかつた。この時点において水は大部分の用途
に対し十分に精製されている。しかし、水をさらに仕上
げ処理する必要がある場合は、付加的な吸収用樹脂を含
む混合床イオン交換樹脂仕上床８を交互に使用するか、
又は超微細孔寸法を有する微細孔カートリツジタイプ仕
上フイルター９を使用してもよい。次にこのようにして
処理した水を電導度計10に通し、最終処理水の電気抵抗
を測定すれば、使用する地点11において17ないし18メグ
オーム/cmの純度が確実に示される。
紫外線照射源（装置）７に通し、生存する微生物をすべ
て死滅させる。紫外線の波長範囲は約2537オングストロ
ームとし、加えてU.V.照射源を通過する処理水の計算に
より求めた流速にによつて、水中に生存する全有機物を
有効に破壊する。U.V.Technology社（カルフオルニア
州）製造のU.V.殺菌装置は上記の目的その他に十分であ
ることがわかつた。この時点において水は大部分の用途
に対し十分に精製されている。しかし、水をさらに仕上
げ処理する必要がある場合は、付加的な吸収用樹脂を含
む混合床イオン交換樹脂仕上床８を交互に使用するか、
又は超微細孔寸法を有する微細孔カートリツジタイプ仕
上フイルター９を使用してもよい。次にこのようにして
処理した水を電導度計10に通し、最終処理水の電気抵抗
を測定すれば、使用する地点11において17ないし18メグ
オーム/cmの純度が確実に示される。
以下実施例に基づき本発明を説明する。
実施例 遮断バルブ及び圧力調節バルブにより流速を126gpmとし
て、水処理装置に原料水を導く。原料水はpH8.1、温度1
7.5℃、及び電導度83マイクロジーメンス/cmであり、こ
の電導度は約45ppmの塩が溶解したものに等しい。原料
水はポンプにより加圧され、分子量約50,000のポリスル
ホン膜を使用したらせん巻型の限外過装置に通す。限
外過（U.F.）装置から浸透した生成物水は流速88gpm
で電気透析（E.D.）供給タンクに通され、U.F.廃棄部分
は加圧原料供給ポンプに再循環され、及び／又は設定比
率で廃棄される。E.D.供給タンクに集められた水のpHは
依然として始めのpH約8.1及び電導度83マイクロジーメ
ンス/cmである。次に、この水はAquamite Ｘ電気透析
装置に全装入流速88gpmで通した。約75gpmは塩希釈セル
に、残りは塩濃縮セルに通した。Aquamite Ｘ装置は２
種の膜集合体からなり、各集合体は45.7cm×102cm（1
8″×40″）の寸法のイオン交換膜を500組含んでいる。
E.D.処理した生成物流出物（71gpm）の電導度は約10マ
イクロジーメンス/cm（溶解した塩は約6ppm）であり、
酸性度は増加した（pH5.5ないし5.8）。塩濃縮セルから
の流出液を廃棄流とするか又は塩濃縮セルに原料流とし
て再循環させるかまたはそれら両者とする。次にE.D.処
理して鉱物を除去した酸性の生成物水流を、加圧下でセ
ルローストリアセテート膜を使用した中性繊維タイプの
逆浸透装置に通す。膜孔寸法が約0.0005ないし0.005ミ
クロンの範囲である逆浸透装置はDow Chemical社（Midl
and,Michrgan）から容易に入手可能である。処理水は約
50gpmでR.O.装置から排出され、その電導度は約0.5マイ
クロジーメンス/cm（TDS/ppm以下）、温度19.4℃であ
る。この生成物水は直列に接続された２群のイオン交換
樹脂タンクを通して処理され、この各群は流れが並列に
供給される８個のタンク又は円筒からなる。各円筒はOH
-型陰イオン交換樹脂A101Dの0.059m3（2.1ft3）及びH+
型陽イオン交換樹脂c20Hの0.040m3（1.4ft3）からなる
イオン交換樹脂を0.099m3（3.5ft3）含む。これらの樹
脂はDiamond Shamrock社製である。イオン交換樹脂で処
理した全流出液（50gpm）はpHがほぼ中性、最終的な抵
抗率が17.8メグオーム/cm又はそれ以上である。この流
出液を取り出して最終的に消費者が使用する前に、生存
する微生物を死滅させるため流出液を紫外線照射装置に
通過させる。紫外線照射装置は容易に入手でき、そのう
ちAquafine社（Valencia,California）製の装置が上記
目的を十分に達成できる。
て、水処理装置に原料水を導く。原料水はpH8.1、温度1
7.5℃、及び電導度83マイクロジーメンス/cmであり、こ
の電導度は約45ppmの塩が溶解したものに等しい。原料
水はポンプにより加圧され、分子量約50,000のポリスル
ホン膜を使用したらせん巻型の限外過装置に通す。限
外過（U.F.）装置から浸透した生成物水は流速88gpm
で電気透析（E.D.）供給タンクに通され、U.F.廃棄部分
は加圧原料供給ポンプに再循環され、及び／又は設定比
率で廃棄される。E.D.供給タンクに集められた水のpHは
依然として始めのpH約8.1及び電導度83マイクロジーメ
ンス/cmである。次に、この水はAquamite Ｘ電気透析
装置に全装入流速88gpmで通した。約75gpmは塩希釈セル
に、残りは塩濃縮セルに通した。Aquamite Ｘ装置は２
種の膜集合体からなり、各集合体は45.7cm×102cm（1
8″×40″）の寸法のイオン交換膜を500組含んでいる。
E.D.処理した生成物流出物（71gpm）の電導度は約10マ
イクロジーメンス/cm（溶解した塩は約6ppm）であり、
酸性度は増加した（pH5.5ないし5.8）。塩濃縮セルから
の流出液を廃棄流とするか又は塩濃縮セルに原料流とし
て再循環させるかまたはそれら両者とする。次にE.D.処
理して鉱物を除去した酸性の生成物水流を、加圧下でセ
ルローストリアセテート膜を使用した中性繊維タイプの
逆浸透装置に通す。膜孔寸法が約0.0005ないし0.005ミ
クロンの範囲である逆浸透装置はDow Chemical社（Midl
and,Michrgan）から容易に入手可能である。処理水は約
50gpmでR.O.装置から排出され、その電導度は約0.5マイ
クロジーメンス/cm（TDS/ppm以下）、温度19.4℃であ
る。この生成物水は直列に接続された２群のイオン交換
樹脂タンクを通して処理され、この各群は流れが並列に
供給される８個のタンク又は円筒からなる。各円筒はOH
-型陰イオン交換樹脂A101Dの0.059m3（2.1ft3）及びH+
型陽イオン交換樹脂c20Hの0.040m3（1.4ft3）からなる
イオン交換樹脂を0.099m3（3.5ft3）含む。これらの樹
脂はDiamond Shamrock社製である。イオン交換樹脂で処
理した全流出液（50gpm）はpHがほぼ中性、最終的な抵
抗率が17.8メグオーム/cm又はそれ以上である。この流
出液を取り出して最終的に消費者が使用する前に、生存
する微生物を死滅させるため流出液を紫外線照射装置に
通過させる。紫外線照射装置は容易に入手でき、そのう
ちAquafine社（Valencia,California）製の装置が上記
目的を十分に達成できる。
要約すると、本発明による新規な装置及び方法は次に処
理工程の組合せからなる： （ａ） 供給原料水を後の逆浸透工程の供給水として適
当なものとする限外過工程、 （ｂ） U.F.前過工程からの水の塩含量を実質的に減
少させ、酸性を増加（pH4ないし６）させ、R.O.工程の
供給水として適合させるU.F.前過水の電気透析工程、 （ｃ） イオン交換樹脂による処理前に含有する塩をさ
らに減少させ、次の付加的な処理工程に望ましいものと
する逆浸透工程、 （ｄ） 鉱物分をさらに減少させるイオン交換樹脂（好
適には携帯可能な）による処理工程、及び （ｅ） バクテリアを死滅させる紫外線殺菌工程。
理工程の組合せからなる： （ａ） 供給原料水を後の逆浸透工程の供給水として適
当なものとする限外過工程、 （ｂ） U.F.前過工程からの水の塩含量を実質的に減
少させ、酸性を増加（pH4ないし６）させ、R.O.工程の
供給水として適合させるU.F.前過水の電気透析工程、 （ｃ） イオン交換樹脂による処理前に含有する塩をさ
らに減少させ、次の付加的な処理工程に望ましいものと
する逆浸透工程、 （ｄ） 鉱物分をさらに減少させるイオン交換樹脂（好
適には携帯可能な）による処理工程、及び （ｅ） バクテリアを死滅させる紫外線殺菌工程。
限外過装置は限外過膜の孔寸法が非常に小さい（0.
002ないし0.02ミクロン）ために、媒体過又はカート
リツジ過より優れた前処理過結果を与え、懸濁粒子
を減少させるだけでなく水中のバクテリア含量も減少さ
せる。
002ないし0.02ミクロン）ために、媒体過又はカート
リツジ過より優れた前処理過結果を与え、懸濁粒子
を減少させるだけでなく水中のバクテリア含量も減少さ
せる。
電気透析（E.D.）装置は全溶存固形分含量を減少させる
のに加えて、水のpHを低下させる（pH4ないし6.8）。従
つて逆浸透装置による処理前に外部の酸供源から酸を添
加することを不必要にする。E.D.装置は水処理系におけ
る一次脱イオン装置として働く。逆浸透装置は水の鉱物
含量をさらに減少させる。
のに加えて、水のpHを低下させる（pH4ないし6.8）。従
つて逆浸透装置による処理前に外部の酸供源から酸を添
加することを不必要にする。E.D.装置は水処理系におけ
る一次脱イオン装置として働く。逆浸透装置は水の鉱物
含量をさらに減少させる。
本発明における個々の水処理工程すなわち限外過工
程、電気透析工程、及び逆浸透工程は、それ自体は既知
である。しかし、ここで記載した種々の処理工程の新規
な組合せ及び流れの配列は相乗作用を生み出す。すなわ
ち、各工程の有用性は予期できない程に増し、特に移動
式トレーラーに設置した水処理装置として極めて有用で
あり、これは逆浸透処理前に外部から水に化学薬品を添
加する必要なく超純水が得られるからである。
程、電気透析工程、及び逆浸透工程は、それ自体は既知
である。しかし、ここで記載した種々の処理工程の新規
な組合せ及び流れの配列は相乗作用を生み出す。すなわ
ち、各工程の有用性は予期できない程に増し、特に移動
式トレーラーに設置した水処理装置として極めて有用で
あり、これは逆浸透処理前に外部から水に化学薬品を添
加する必要なく超純水が得られるからである。
以上の記載は本発明の代表例及び好適な実施態様の開示
を意図するものである。本発明方法及び装置を一般的に
示した特許請求の範囲において、ここに開示された方法
及び装置の対応物及び同効物をも含む。特許請求の範囲
は本発明の一般的に且つ特定的な保護範囲を示すが、こ
こに開示されたものは脱明的なもので本発明は特許請求
の範囲で十分記載された発明を含む。
を意図するものである。本発明方法及び装置を一般的に
示した特許請求の範囲において、ここに開示された方法
及び装置の対応物及び同効物をも含む。特許請求の範囲
は本発明の一般的に且つ特定的な保護範囲を示すが、こ
こに開示されたものは脱明的なもので本発明は特許請求
の範囲で十分記載された発明を含む。
図は本発明による水処理装置の構成部分の新規な組合せ
について好適な実施態様の概略を示す。図中、 １……水源、２……前過手段、３……限外過装置、
４……E.D.装置、５……R.O.装置、６……混合床イオン
交換樹脂、７……紫外線照射装置、８……仕上床、９…
…仕上フイルター、10……電導度計、11……使用する地
点。
について好適な実施態様の概略を示す。図中、 １……水源、２……前過手段、３……限外過装置、
４……E.D.装置、５……R.O.装置、６……混合床イオン
交換樹脂、７……紫外線照射装置、８……仕上床、９…
…仕上フイルター、10……電導度計、11……使用する地
点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｊ 8014−4Ｄ 1/469
Claims (10)
- 【請求項１】水を限外濾過して水から懸濁した粒子を除
去し、処理ずみ水を電気透析して濃縮鉱物流と水生成物
流とを得、該水生成物は分極条件下での電気透析処理に
より大部分の溶解鉱物が水から除去され且つ酸性にさ
れ、その後で電気透析処理から得られた水生成物を逆浸
透処理して溶解鉱物を更に減少させることを包含する、
水処理方法。 - 【請求項２】逆浸透処理に続いて逆浸透した水を更にイ
オン交換樹脂で処理して残余の溶解鉱物を実質上除去す
る特許請求の範囲第１項記載の水処理方法。 - 【請求項３】イオン交換樹脂処理からの水生成物を生物
学的汚染物を死滅させるのに十分な強度の紫外線にさら
すことによつて殺菌する特許請求の範囲第２項記載の水
処理方法。 - 【請求項４】イオン交換樹脂処理からの水生成物を更に
最終仕上げ処理して該処理水の電気抵抗率を約17〜18メ
グオーム/cmの水生成物とする特許請求の範囲第２項記
載の水処理方法。 - 【請求項５】電気透析処理された水のpHが約４〜6.8の
範囲である特許請求の範囲第１項記載の水処理方法。 - 【請求項６】水処理を移動性車輛上で行う特許請求の範
囲第１項記載の水処理方法。 - 【請求項７】原料水供給装置と、直列に配列された限外
濾過装置、電気透析装置及び逆浸透装置を含む水処理装
置、及び該水処理装置における該直列に配列された装置
に直列に被処理水を導くポンプ装置を備えてなる水処理
装置。 - 【請求項８】逆浸透装置に続いて直列にイオン交換樹脂
装置を備えてなる特許請求の範囲第７項記載の水処理装
置。 - 【請求項９】イオン交換樹脂装置の後に殺菌装置が備え
られる特許請求の範囲第８項記載の水処理装置。 - 【請求項１０】水処理装置が移動性車輛に設置されてな
る特許請求の範囲第７項記載の水処理装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US52848483A | 1983-09-01 | 1983-09-01 | |
| US528484 | 1983-09-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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