JPH10202249A - 脱イオン方法 - Google Patents

脱イオン方法

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JPH10202249A
JPH10202249A JP547697A JP547697A JPH10202249A JP H10202249 A JPH10202249 A JP H10202249A JP 547697 A JP547697 A JP 547697A JP 547697 A JP547697 A JP 547697A JP H10202249 A JPH10202249 A JP H10202249A
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JP
Japan
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water
alkali
activated carbon
membrane
treatment
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JP547697A
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English (en)
Inventor
Shin Sato
伸 佐藤
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理水にアルカリを添加して水中のCO2
をイオン化した後RO膜分離装置で脱イオン処理するに
当りCO2 のイオン化を促進して効率的な処理を行う。 【解決手段】 アルカリ添加後、活性炭塔2に通水した
後、多段RO処理する。 【効果】 活性炭の触媒作用でアルカリ添加によるCO
2 のイオン化速度を高めることにより、アルカリ添加後
の滞留時間を大幅に短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は脱イオン方法に係
り、特に、被処理水にアルカリを添加して該被処理水中
の炭酸をイオン化した後脱イオン処理するに当り、炭酸
のイオン化を促進して、処理効率の向上を図る方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、市水、井水、工水、回収水、その
他の水から純水を製造する方法として、これらの水を前
処理(除濁、除塩素)した後、酸を添加して脱気装置で
脱炭酸処理し、脱炭酸処理水を2段に直列配置した逆浸
透(RO)膜分離装置に順次通水処理(2段RO処理)
し、更にRO処理水をイオン交換装置で処理する方法が
ある。
【0003】また、このような2段RO処理において、
処理水質の改善を図るために、RO膜分離装置の給水に
水酸化ナトリウム(NaOH)等のアルカリを注入し、
RO膜分離装置に供給される水中に残留する炭酸(CO
2 )をイオン化(HCO3 -,CO3 2- )してRO処理す
る方法が提案されている。
【0004】例えば、特開平2−52088号公報に
は、原水に酸を添加した後、膜脱気装置で脱気処理し、
脱気処理水にアルカリを添加して残留するCO2 をイオ
ン化し、次いで2段RO処理する方法が記載されてい
る。なお、この特開平2−52088号公報の第3図に
は、CO2 のイオン化のためには、理論的には、アルカ
リ添加後のpHが高い程良いことが示されている。この
方法では、アルカリ添加後、大気遮断条件下で滞留させ
ることで、CO2 のイオン化の反応時間を確保し、CO
2 を十分にイオン化した上で、RO膜分離装置に通水す
ることにより、水質の向上を図っている。
【0005】また、特開平8−39066号公報には、
原水に酸を加えて脱炭酸処理した後、2段に直列に配置
したRO膜分離装置に順次通水して水を処理する方法に
おいて、前段又は後段のRO膜分離装置に供給する水に
アルカリを加えて大気遮断条件下で滞留させた後、該R
O膜分離装置に通水する方法が記載されている。
【0006】このようなアルカリ添加によるCO2 のイ
オン化に当っては、理論的にはpHが高いほどCO2
イオン化が促進される。即ち、水中の炭酸(溶存炭酸ガ
ス:H2 O+CO2 =H2 CO3 )のイオン化反応は、
下記平衡式で示されるが、この平衡は、高pHであるほ
ど右へ移行する。
【0007】
【化1】
【0008】一方、「膜」Vol.16,No.4(1
991)第223頁〜第232頁「低圧逆浸透膜の開発
と実用化」(以下「文献1」と称す。)には、RO膜に
よるNa+ ,Cl- の除去における最適pH領域は6〜
8であることが示されている(ただし、Na+ のみにつ
いてはpH3,Cl- のみについてはpH6〜10が最
適pH)(文献1第227頁図7)。
【0009】従って、CO2 のイオン化を目的として、
アルカリの添加により過度にpHを高くするとNa+
Cl- イオン等の他のイオンの除去率が低下することと
なり、好ましくない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】RO処理により高水質
処理水を得るためには、RO処理の給水中のCO2 を十
分にイオン化する必要があるが、特開平2−52088
号公報記載の方法では、アルカリ添加後特に滞留時間を
とることなくRO処理するため、CO2 のイオン化が十
分ではない。
【0011】これに対して特開平8−39066号公報
記載の方法であれば、CO2 を十分にイオン化すること
ができるが、残留CO2 を極低濃度とするためには、滞
留時間を長く必要とするという不具合がある。この方法
において、CO2 をほぼ完全にイオン化するための滞留
時間は約1時間である。このため、滞留槽が大型化する
という不具合があった。
【0012】本発明は上記従来の問題点を解決し、CO
2 のイオン化を促進して効率的な脱イオン処理を行う方
法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の脱イオン方法
は、被処理水にアルカリを添加して該被処理水中の炭酸
をイオン化した後、脱イオン処理する方法において、該
アルカリ添加後の水を活性炭と接触させ、その後、脱イ
オン処理することを特徴とする。
【0014】請求項2の脱イオン方法は、被処理水を脱
気処理した後、アルカリを添加して脱気処理後の被処理
水中に残留する炭酸をイオン化した後、脱イオン処理す
る方法において、該アルカリ添加後の水を活性炭と接触
させ、その後、多段に直列配置したRO膜分離装置に順
次通水して脱イオン処理することを特徴とする。
【0015】本発明では、RO処理等による脱イオン処
理に当り、アルカリを添加した被処理水を活性炭と接触
させることにより、活性炭の触媒作用でアルカリ添加に
よるCO2 のイオン化速度を高める。これにより、CO
2 のイオン化に要するアルカリ添加後の滞留時間を大幅
に短縮して、効率的な処理を行える。
【0016】請求項3の方法は、請求項2の方法におい
て、活性炭接触後の水を3段に直列配置したRO膜分離
装置に順次通水して脱イオン処理する方法であって、第
3段目のRO膜分離装置のRO膜として、低塩類濃度域
における塩類阻止率の高いRO膜を用いることを特徴と
するものであり、このようなRO膜を第3段目のRO処
理に用いることで、既に2段階のRO処理を行うこと
で、イオン濃度が相当に低減されている2段目のRO処
理水を更に効果的に脱イオン処理することが可能とな
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。
【0018】図1は本発明の脱イオン方法の実施の形態
を示す系統図である。
【0019】図示の方法は、脱イオン処理を3段に直列
配置したRO膜分離装置に順次通水して行うものであ
り、まず、市水、工水、井水、回収水等に必要に応じて
除濁、除塩素等の前処理を施して得られる被処理水に酸
を添加した後、脱気装置1で脱気処理する。なお、ここ
で添加される酸としては硫酸(H2 SO4 )、塩酸(H
Cl)等が好適であり、その添加量は、脱気装置1に導
入される水のpHが4.0〜5.0程度となる量とする
のが好ましい。また、脱気装置1としては、脱炭酸塔や
膜脱気装置を採用することができる。
【0020】脱気装置1の流出水は、アルカリを添加し
た後、活性炭塔2に通水し、その後、第1段目のRO膜
分離装置(以下「第1RO膜分離装置」と称す。)3、
第2段目のRO膜分離装置(以下「第2RO膜分離装
置」と称す。)4、第3段目のRO膜分離装置(以下
「第3RO膜分離装置」と称す。)5に順次通水して脱
イオン処理する。
【0021】ここで、アルカリとしては、水酸化ナトリ
ウム(NaOH)等を用いることができ、その添加量は
アルカリ添加後のpHが6.0〜8.0程度となるよう
な量とするのが好ましい。
【0022】また、アルカリ添加後の活性炭塔2の通水
速度は、活性炭による触媒作用のもと、CO2 のイオン
化を十分に進行させるために、活性炭塔2の滞留時間が
60秒以上、特に150〜200秒程度となるような速
度とするのが好ましい。
【0023】活性炭塔2の流出水は、水中のCO2 がほ
ぼ完全にイオン化された水であるため、3段RO処理に
よる脱イオン処理で、極めて高水質の処理水を得ること
ができる。
【0024】図示の如く、3段RO処理する場合、第3
RO膜分離装置5に流入する第2RO膜分離装置4の透
過水は、既に2段階のRO処理を経ることで、十分に脱
イオン処理がなされ、比較的水質の高いものである。こ
のようにイオン濃度の低い第2RO膜分離装置4の透過
水をRO処理する第3RO膜分離装置5のRO膜として
は、低塩類濃度域における塩類阻止率の高いRO膜を用
いるのが好ましい。このようなRO膜であれば、2段R
O処理により既にイオン濃度が相当に低減された第2R
O膜分離装置の透過水中のイオンを極低濃度にまで除去
して、著しく高水質の処理水を得ることができる。
【0025】この第3RO膜分離装置に用いるRO膜と
しては、塩類濃度0.1〜2ppmというような低塩類
濃度域における塩類阻止率が90%以上のRO膜、例え
ば、日東電工社製「NTR−719HF」「ES10
C」(共にNaCl濃度1〜10ppmでのNaCl阻
止率99%以上)等を用いるのが好ましい。
【0026】なお、図1に示す方法は本発明の実施の形
態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、
何ら図示の方法に限定されるものではない。
【0027】例えば、RO膜分離装置は2段に配置して
も良く、また4段以上に配置しても良い。また、アルカ
リ添加及び活性炭処理は、第2RO膜分離装置の前段或
いは第3RO膜分離装置以降のRO膜分離装置の前段に
設けても良い。
【0028】ところで、前記文献1に記載されるよう
に、Na+ イオンの脱イオンに好適なpHは約3であ
り、Cl- イオンの脱イオンに好適なpHは6〜10で
あり、一方で、CO2 のイオン化のためには高pHであ
る程好ましい。
【0029】従って、本発明においては、3段或いはそ
れ以上の多段にRO膜分離装置を設けた場合において、
CO2 のイオン化のためのアルカリ添加でpH6.0〜
8.0程度の比較的高pHとした後、第2RO膜分離装
置以降の各RO膜分離装置の給水に必要に応じて酸又は
アルカリを添加して、各々のRO膜分離装置で主に脱イ
オンするイオン種を異なるものとし、これにより脱イオ
ン効率を高めるようにすることもできる。
【0030】例えば、活性炭塔2の流出水を第1RO膜
分離装置3にそのまま通水して第1RO膜分離装置3で
主にHCO3 -やCO3 2- を除去し、第1RO膜分離装置
3の透過水に酸を添加してpH6.0〜7.5程度にp
Hを下げ第2RO膜分離装置4に通水することにより第
2RO膜分離装置4で主にNa+ イオンを除去し、第2
RO膜分離装置4の透過水にアルカリを添加してpH
6.0〜7.5程度として第3RO膜分離装置5に通水
することにより第3RO膜分離装置5で主にCl- イオ
ンを除去するようにしても良い。
【0031】ただし、この場合、酸を添加すると、アル
カリ添加及び活性炭処理でイオン化されたHCO3 -やC
3 2- が再びCO2 に戻ってしまうため、pH6.0以
下、好ましくは7.0以下とならないようにし、また、
酸添加部位からRO膜分離装置に到る配管を短くするな
どして低pHでの滞留時間を短くすることが望ましい。
【0032】本発明の脱イオン方法は、特に、半導体工
場等の超純水システムの一次純水システムにおける水質
の向上及び処理効率の向上に有効である。
【0033】
【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。
【0034】実施例1 水道水(300L/hr)に酸(HCl)を添加してp
H4.8とした水を、膜脱気装置(4インチ脱気膜)で
脱気処理した後、アルカリ(NaOH)を添加してpH
6.5とし、次いで、活性炭塔にSV=20hr-1(滞
留時間3分)で通水した後、3段に直列配置したRO膜
分離装置に順次通水した。
【0035】なお、用いたRO膜(いずれも4インチR
O膜)は次の通りである。
【0036】第1RO膜分離装置:ポリアクリルアミド
膜(日東電工株式会社製「ES20」) 第2RO膜分離装置:ポリアクリルアミド膜(日東電工
株式会社製「ES20」) 第3RO膜分離装置:ポリアクリルアミド膜(日東電工
株式会社製「ES20」) 得られた処理水(第3RO膜分離装置の透過水)のIC
(Inorganic Carbon:全炭酸成分(CO2 ,HCO3 -
びCO3 2- )について(炭素換算した値)濃度を調べ、
結果を表1に示した。
【0037】実施例2 実施例1において、第3RO膜分離装置のRO膜として
日東電工株式会社製「ES10C」を用いたこと以外は
同様に処理を行い、得られた処理水のIC濃度を調べ、
結果を表1に示した。
【0038】比較例1 実施例1において、活性炭塔への通水を行わず、アルカ
リ添加後の水を直接3段RO処理したこと以外は同様に
処理を行い、得られた処理水のIC濃度を調べ、結果を
表1に示した。
【0039】比較例2 実施例1において、活性炭塔の代りに滞留槽を設け、ア
ルカリ添加後の水を大気遮断条件下60分滞留させた後
3段RO処理を行ったこと以外は同様に処理を行い、得
られた処理水のIC濃度を調べ、結果を表1に示した。
【0040】
【表1】
【0041】表1より、本発明の方法によれば、3分の
活性炭処理で、アルカリ添加後60分滞留させた比較例
2と同等以上の効果が得られ、アルカリ添加からRO処
理に到るまでの時間を約1/20以下に短縮できること
がわかる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱イオン方
法によれば、被処理水にアルカリを添加して水中のCO
2 をイオン化し、RO処理等で脱イオン処理するに当
り、CO2 のイオン化を活性炭の触媒作用で促進するこ
とにより、CO2 のイオン化に要する時間を大幅に短縮
することが可能となる。本発明によれば、被処理水中の
CO2 を短時間でほぼ完全にイオン化することができる
ため、効率的な脱イオン処理を行って、高水質処理水を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱イオン方法の実施の形態を示す系統
図である。
【符号の説明】
1 脱気装置 2 活性炭塔 3 第1RO膜分離装置 4 第2RO膜分離装置 5 第3RO膜分離装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水にアルカリを添加して該被処理
    水中の炭酸をイオン化した後、脱イオン処理する方法に
    おいて、 該アルカリ添加後の水を活性炭と接触させ、その後、脱
    イオン処理することを特徴とする脱イオン方法。
  2. 【請求項2】 被処理水を脱気処理した後、アルカリを
    添加して脱気処理後の被処理水中に残留する炭酸をイオ
    ン化した後、脱イオン処理する方法において、 該アルカリ添加後の水を活性炭と接触させ、その後、多
    段に直列配置した逆浸透膜分離装置に順次通水して脱イ
    オン処理することを特徴とする脱イオン方法。
  3. 【請求項3】 請求項2の方法において、該活性炭接触
    後の水を3段に直列配置した逆浸透膜分離装置に順次通
    水して脱イオン処理する方法であって、 第3段目の逆浸透膜分離装置の逆浸透膜として、低塩類
    濃度域における塩類阻止率の高い逆浸透膜を用いること
    を特徴とする脱イオン方法。
JP547697A 1997-01-16 1997-01-16 脱イオン方法 Pending JPH10202249A (ja)

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JP547697A JPH10202249A (ja) 1997-01-16 1997-01-16 脱イオン方法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001012303A1 (en) * 1998-04-08 2001-02-22 Zenon Environmental, Inc. Method for producing high purity water using triple pass reverse osmosis (tpro)
JP2012066160A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Swing Corp 飲料用水の製造工程における活性炭の脱塩素能力回復維持方法
JP2012066161A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Swing Corp 飲料用水の製造工程における活性炭の脱塩素能力回復方法
JP2020000983A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 栗田工業株式会社 純水製造装置、純水の製造方法

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