JPH09290271A - 電気脱イオン交換装置 - Google Patents

電気脱イオン交換装置

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JPH09290271A
JPH09290271A JP8107673A JP10767396A JPH09290271A JP H09290271 A JPH09290271 A JP H09290271A JP 8107673 A JP8107673 A JP 8107673A JP 10767396 A JP10767396 A JP 10767396A JP H09290271 A JPH09290271 A JP H09290271A
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JP
Japan
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water
deionized water
desalination
chamber
low
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Application number
JP8107673A
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English (en)
Inventor
Yoshiteru Misumi
好輝 三角
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気脱イオン交換器(CDI)により高水質
の脱イオン水を製造する。 【解決手段】 高脱塩率RO装置1の透過水をCDI2
の脱イオン水製造室2Aに供給し、低脱塩率RO装置3
の透過水をCDI2の濃縮水室2Bに供給する。 【効果】 CDIの脱イオン水製造室内のイオン濃度を
下げると共に、CDIの濃縮水室内では適度なイオン濃
度を確保することにより、CDIのイオンの移動効率を
損なうことなくイオン負荷を低減して高水質の脱塩水を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気脱イオン交換装
置に係り、特に、半導体、レンズ、液晶等の洗浄用水、
医薬用水等の製造に広く利用されている電気脱イオン交
換装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体、レンズ、液晶等の洗浄用
水、医薬用水等に用いられる脱イオン水の製造には、複
数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を交互に配列し
て濃縮水室と脱イオン水製造室とを交互に形成し、脱イ
オン水製造室にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂と
を混合して充填した電気脱イオン交換器(以下「CD
I」と略称する場合がある。)が多用されている。CD
Iは効果的な脱イオン処理が可能であり、イオン交換樹
脂のように再生を必要とせず、完全な連続採水が可能
で、極めて高純度の水が得られるという優れた効果を有
する。
【0003】CDIでは、脱イオン水製造室に流入した
被処理液中のイオンが親和力、濃度及び移動度に基いて
イオン交換樹脂と反応して、電位の傾きの方向に樹脂中
を移動し、更に、脱イオン水製造室と濃縮水室とを仕切
るカチオン交換膜又はアニオン交換膜を横切って移動
し、すべての室において電荷の中和が保たれるようにな
る。そして、イオン交換膜の半浸透特性及び電位の傾き
の方向性により、被処理液中のイオンは脱イオン水製造
室では減少し、隣りの濃縮水室では濃縮されることにな
る。このため、脱イオン水製造室から脱イオン水が回収
される。
【0004】従来、このようなCDIの前処理手段とし
て、逆浸透膜分離装置(RO装置)を設けることは知ら
れている。RO装置を配設することにより、原水中の電
解質、TOC成分を効率的に除去することができ、CD
Iにおける負荷を低減し、高純度の処理水を得ることが
できるようになる。
【0005】そして、このようにRO装置を設ける場合
において、CDIによる処理水質のより一層の向上を目
的として様々な改良がなされており、例えば、CDIの
イオン負荷を下げて処理水質を向上させるために、図4
に示す如く、塩化ナトリウムの脱塩率が90%以上の高
脱塩率逆浸透膜分離装置(以下、「高脱塩率RO装置」
と略称する場合がある。)1を設け、高脱塩率RO装置
の透過水をCDI2の脱イオン水製造室2A及び濃縮水
室2Bに供給する方法が提案されている。
【0006】しかし、この方法では、CDIの濃縮水室
2Bにも、高脱塩率RO装置1の透過水が供給されてい
るため、電流の媒体になる溶解イオン量が少ない。この
結果、電流が流れにくくなるため、系外へ除去すべきイ
オンを脱イオン水製造室2Aから濃縮水室2Bへ移動さ
せる力が弱く、脱イオン水製造室2A出口の水質が十分
に上昇しないという問題点があった。
【0007】このような問題を解決するものとして、系
外へ除去すべきイオンを脱イオン水製造室から濃縮水室
側へ移動させ易くするために、図5に示す如く、高脱塩
率RO装置1の透過水をCDI2の脱イオン水製造室2
A及び濃縮水室2Bに供給する方法において、濃縮水室
2B内の水を一過的に系外へ排出せずにポンプPで循環
させて濃縮水室2B内のイオン濃度を上げ、電流を流れ
易くする方法が提案されている。この方法であれば、濃
縮水室2Bから排出されるイオン濃度の高い水の大部分
を循環させて再び濃縮水室2Bに戻すため、濃縮水室2
B内のイオン濃度が上昇し、電流が流れ易くなり、脱イ
オン水製造室2Aから濃縮水室2Bへイオンを効率的に
移動させて高水質の処理水を得ることが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す方法では、濃縮水室2Bのイオン濃度を上昇させる
ために、濃縮水室2Bの流出水を循環させるためのポン
プ及び関係計装類や、系内のイオン濃度を一定に保つた
めの各種配管、計器類が必要となる。このため、設備が
複雑となり、運転コストも高騰する上に、高脱塩率RO
装置の透過水と循環水量との流量や圧力のバランスを保
つための運転管理が容易ではないなどの問題がある。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決し、CD
Iを備える電気脱イオン交換装置であって、循環のため
のポンプや計装類を必要とすることなく、簡易な設備で
容易かつ低コストに高水質の脱イオン水を得ることがで
きる電気脱イオン交換装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電気脱イオン交
換装置は、複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を
交互に配列して濃縮水室と脱イオン水製造室とを交互に
形成してなり、前記脱イオン水製造室にはアニオン交換
樹脂とカチオン交換樹脂とが混合されて充填されている
電気脱イオン交換器(CDI)と、塩化ナトリウムの脱
塩率が90%以上の高脱塩率逆浸透膜分離装置(高脱塩
率RO装置)と、塩化ナトリウムの脱塩率が40〜60
%の低脱塩率逆浸透膜分離装置(以下「低脱塩率RO装
置」と略称する場合がある。)とを備えてなる電気脱イ
オン交換装置に関するものである。
【0011】請求項1の電気脱イオン交換装置は、高脱
塩率RO装置の透過水をCDIの脱イオン水製造室に供
給する手段と、低脱塩率RO装置の透過水をCDIの濃
縮水室に供給する手段とを有する。
【0012】また、請求項2の電気脱イオン交換装置
は、CDIと高脱塩率RO装置と低脱塩率RO装置とを
備えてなる電気脱イオン交換装置であって、高脱塩率R
O装置の透過水の一部をCDIの脱イオン水製造室に供
給する手段と、高脱塩率RO装置の透過水の残部及び低
脱塩率RO装置の透過水をCDIの濃縮水室に供給する
手段とを有する。
【0013】本発明では、CDIの脱イオン水製造室
に、イオンを殆ど含まない高脱塩率RO装置の透過水を
供給するため、CDIのイオン負荷が低減し、高水質の
脱イオン水を得ることができる。
【0014】一方、CDIの濃縮水室には低脱塩率RO
装置の透過水を供給する。この低脱塩率RO装置の透過
水中には、Na+ イオンやCl- イオン等の1価のイオ
ンが高脱塩率RO装置の透過水に比べて多く含まれ、一
方、スケールのもとになる2価のイオンのCa2+,SO
4 2- ,Mg2+などは殆ど除去されている。従って、この
ようなイオン濃度が適度に高い低脱塩率RO装置の透過
水をCDIの濃縮水室に供給することにより、該透過水
中のイオンを電流の媒体として脱イオン水製造室から濃
縮水室へイオンが効率的に移動するようになる。このた
め、得られる脱イオン水の水質がより一層向上する。
【0015】例えば、高脱塩率RO装置のRO膜として
ポリアミド系複合膜を用い、市水を原水として処理した
場合、高脱塩率RO装置の透過水のイオン濃度は電気伝
導率で0.5mS/m(5μS/cm)程度と著しく低
い。このため、このような高脱塩率RO装置の透過水を
CDIの脱イオン水製造室に供給することにより、イオ
ン負荷を殆どかけることなく、脱イオン水製造室から1
0MΩ・cm以上(0.01mS/m以下)の高水質の
脱イオン水を得ることができる。
【0016】一方、低脱塩率RO装置で市水を原水とし
て処理した場合、得られる透過水中のイオン濃度は電気
伝導率で10mS/m(100μS/cm)程度であ
る。従って、このように、高脱塩率RO装置の透過水よ
りもイオン濃度が適度に高い低脱塩率RO装置の透過水
をCDIの濃縮水室に供給することにより、電流を流れ
易くして脱イオン水製造室からイオンを効率的に除去す
ることができるようになる。
【0017】なお、低脱塩率RO装置の透過水のイオン
濃度が高過ぎる場合においては、請求項2に従って、C
DIの濃縮水室に、高脱塩率RO装置の透過水と低脱塩
率RO装置の透過水を混合して供給することにより、濃
縮水室流入水のイオン濃度を調節して良好な処理を行え
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の電
気脱イオン交換装置の実施の形態を詳細に説明する。
【0019】図1〜3は本発明の電気脱イオン交換装置
の一実施例を示す系統図である。図1〜3において、1
は高脱塩率RO装置、2はCDI、3は低脱塩率RO装
置を示す。
【0020】図1に示す電気脱イオン交換装置は、ま
ず、原水を高脱塩率RO装置1で処理して高脱塩率RO
装置1の透過水をCDI2の脱イオン水製造室2Aに供
給し、高脱塩率RO装置1の濃縮水を低脱塩率RO装置
3で処理し、低脱塩率RO装置3の透過水をCDIの濃
縮水室2Bに供給するようにしたものである。
【0021】また、図2に示す電気脱イオン交換装置
は、図1の電気脱イオン交換装置において、高脱塩率R
O装置1の透過水の一部をCDI2の脱イオン水製造室
2Aに供給し、この透過水の残部と低脱塩率RO装置3
の透過水とを混合してCDI2の濃縮水室2Bに供給す
るようにしたものである。
【0022】この図2に示す電気脱イオン交換装置であ
れば、低脱塩率RO装置3の透過水のイオン(塩類)濃
度が高過ぎる場合において、高脱塩率RO装置1の透過
水を混合することにより、これを適度に調整し、CDI
2の濃縮水室2Bに最適なイオン濃度の水を供給するこ
とができる。
【0023】また、図3に示す電気脱イオン交換装置
は、原水をまず低脱塩率RO装置3で処理して低脱塩率
RO装置3の透過水をCDI2の濃縮水室2Bに供給
し、低脱塩率RO装置3の濃縮水を高脱塩率RO装置2
で処理し、高脱塩率RO装置2の透過水をCDIの脱イ
オン水製造室2Aに供給するようにしたものである。こ
のように、図1,2の電気脱イオン交換装置とは高脱塩
率RO装置1と低脱塩率RO装置3との配置を逆にし
て、原水を直接低脱塩率RO装置3で処理するようにす
ることにより、CDI2の濃縮水室2Bに供給される低
脱塩率RO装置3の透過水のイオン濃度が過度に高くな
るのを防止することができる。なお、この場合において
も、高脱塩率RO装置1の透過水の一部を低脱塩率RO
装置3の透過水と混合してCDI2の濃縮水室2Bに供
給するようにしても良い。
【0024】なお、図1〜3において、CDI2の濃縮
水室2Bから排出される濃縮水は系外へ排出しても良
く、また、高脱塩率又は低脱塩率RO装置1,3の原水
として循環しても良い。同様に、各RO装置1,3の濃
縮水についても系外に排出しても良く、また、原水側へ
循環しても良い。
【0025】図1〜3に示す電気脱イオン交換装置は、
本発明の電気脱イオン交換装置の一実施例であって、本
発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定
されるものではない。
【0026】例えば、高脱塩率RO装置と低脱塩率RO
装置とは各々独立させて並列に配置し、高脱塩率RO装
置の透過水をCDIの脱イオン水製造室に供給し、低脱
塩率RO装置の透過水をCDIの濃縮水室に供給するよ
うにしても良い。
【0027】本発明においては、高脱塩率RO装置の透
過水をCDIの脱イオン水製造室に供給し、低脱塩率R
O装置の透過水(或いは低脱塩率RO装置の透過水と高
脱塩率RO装置の透過水との混合水)をCDIの濃縮水
室に供給することにより、CDIの脱イオン水製造室内
のイオン濃度を下げると共に、CDIの濃縮水室内では
適度なイオン濃度を確保することにより、CDIのイオ
ンの移動効率を損なうことなくイオン負荷を低減して高
水質の脱塩水を得るために、一般的には、CDIの脱イ
オン水製造室の入口水のイオン濃度が電気伝導率で0.
2〜2mS/m程度、CDIの濃縮水室の入口水のイオ
ン濃度が電気伝導率で2〜15mS/m程度となるよう
に調整するのが好ましい。
【0028】なお、本発明において、高脱塩率RO装置
のRO膜としては、NaCl脱塩率90%以上の、ポリ
アミド系又は酢酸セルロース系等のRO膜を用いること
ができる。
【0029】また、低脱塩率RO装置のRO膜として
は、NaCl脱塩率40〜60%、一般的には50%程
度の所謂ルーズRO膜を用いることができる。
【0030】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0031】実施例1 図2に示す本発明の電気脱イオン交換装置により、厚木
市水を原水として脱イオン水の製造を行った。
【0032】高脱塩率RO装置、低脱塩率RO装置及び
CDIとしては下記のものを用い、CDIの印加電圧は
60Vとした。
【0033】高脱塩率RO装置:RO膜として日東電工
社製「NTR−759HR」(ポリアミド系合成複合
膜,NaCl脱塩率98%)を装填したもの 低脱塩率RO装置:RO膜として日東電工社製「NTR
−7250」(ポリビニルアルコール系膜,NaCl脱
塩率50〜60%)を装填したもの CDI:U・SFilter社製CDI(セル数(濃縮
水室数と脱イオン水製造室で1セルとして)=36) また、各部の流量は次の通りとした。
【0034】CDI濃縮水室供給水の高脱塩率RO装置
の透過水と低脱塩率RO装置の透過水との比=1:1 CDI脱イオン水製造室供給水量=120L/hr CDI濃縮水室供給水量=20L/hr 原水及び各RO装置の透過水及びCDIの各室の入口,
出口水の水質(電気伝導率:mS/m)を表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】表1より明らかなように、本発明の電気脱
イオン交換装置によれば、CDIの脱イオン水製造室よ
り高水質の脱イオン水を得ることができる。
【0037】比較例1 実施例1において、低脱塩率RO装置を用いず、図4に
示す如く、高脱塩率RO装置の透過水(電気伝導率0.
32mS/m)をCDIの濃縮水室及び脱イオン水製造
室に供給したこと以外は同様にして処理を行った。その
結果、CDIの脱イオン水製造室から得られた処理水の
電気伝導率は0.0087mS/mであり、実施例1の
結果に比べて劣るものであった。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の電気脱イオ
ン交換装置によれば、CDIの濃縮水の循環を行うこと
なく、CDIにおける脱イオン効率を高めて高水質の脱
イオン水を効率的に製造することができる。このため、
循環のための設備の省略、運転管理の簡易化、運転コス
トの低減が図れ、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気脱イオン交換装置の一実施例を示
す系統図である。
【図2】本発明の電気脱イオン交換装置の他の実施例を
示す系統図である。
【図3】本発明の電気脱イオン交換装置の別の実施例を
示す系統図である。
【図4】従来の電気脱イオン交換装置を示す系統図であ
る。
【図5】従来の電気脱イオン交換装置を示す系統図であ
る。
【符号の説明】
1 高脱塩率RO装置 2 CDI 2A 脱イオン水製造室 2B 濃縮水室 3 低脱塩率RO装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアニオン交換膜及びカチオン交換
    膜を交互に配列して濃縮水室と脱イオン水製造室とを交
    互に形成してなり、前記脱イオン水製造室にはアニオン
    交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混合されて充填されて
    いる電気脱イオン交換器と、塩化ナトリウムの脱塩率が
    90%以上の高脱塩率逆浸透膜分離装置と、塩化ナトリ
    ウムの脱塩率が40〜60%の低脱塩率逆浸透膜分離装
    置とを備えてなる電気脱イオン交換装置であって、 高脱塩率逆浸透膜分離装置の透過水を電気脱イオン交換
    器の脱イオン水製造室に供給する手段と、低脱塩率逆浸
    透膜分離装置の透過水を電気脱イオン交換器の濃縮水室
    に供給する手段とを設けたことを特徴とする電気脱イオ
    ン交換装置。
  2. 【請求項2】 複数のアニオン交換膜及びカチオン交換
    膜を交互に配列して濃縮水室と脱イオン水製造室とを交
    互に形成してなり、前記脱イオン水製造室にはアニオン
    交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混合されて充填されて
    いる電気脱イオン交換器と、塩化ナトリウムの脱塩率が
    90%以上の高脱塩率逆浸透膜分離装置と、塩化ナトリ
    ウムの脱塩率が40〜60%の低脱塩率逆浸透膜分離装
    置とを備えてなる電気脱イオン交換装置であって、 高脱塩率逆浸透膜分離装置の透過水の一部を電気脱イオ
    ン交換器の脱イオン水製造室に供給する手段と、高脱塩
    率逆浸透膜分離装置の透過水の残部及び低脱塩率逆浸透
    膜分離装置の透過水を電気脱イオン交換器の濃縮水室に
    供給する手段とを設けたことを特徴とする電気脱イオン
    交換装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527238A (ja) * 1998-10-16 2002-08-27 イーセル コーポレイション 電気脱イオンユニットにおけるスケール発生を防ぐ方法および装置
JP4710176B2 (ja) * 2001-06-22 2011-06-29 栗田工業株式会社 超純水製造装置
KR101636701B1 (ko) * 2015-06-04 2016-07-07 주식회사 한화건설 Cdi를 이용한 나노 역삼투 막여과 공정

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527238A (ja) * 1998-10-16 2002-08-27 イーセル コーポレイション 電気脱イオンユニットにおけるスケール発生を防ぐ方法および装置
JP4805455B2 (ja) * 1998-10-16 2011-11-02 ジーイー ウォーター アンド プロセス テクノロジーズ カナダ 電気脱イオンユニットにおけるスケール発生を防ぐ方法および装置
JP4710176B2 (ja) * 2001-06-22 2011-06-29 栗田工業株式会社 超純水製造装置
KR101636701B1 (ko) * 2015-06-04 2016-07-07 주식회사 한화건설 Cdi를 이용한 나노 역삼투 막여과 공정

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