JPS58882B2 - 塩水の電気透析方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塩水の電気透析方法及び装置に関する。

本発明の目的は、被透析塩水の温度が低い場合にも電流
効率よく塩水を電気透析する方法及び装置を提供するこ
とである。

電気透析法により、海水、かん水等の塩水を濃縮し、或
いは脱塩する方法は広く工業的に実施されているが、そ
の実施上の欠点として冬季における透析電力の著るしい
増加が指摘されている。

これは、被透析塩水の液温低下に帰因するものであり、
塩水、殊に濃縮室塩水を加熱してやれば、透析電力の増
加は免れるが、加熱に要する費用が増大し、工業的に不
利である。

本発明者等は、斯る不利点を解決すべく種々検討の結果
、塩水、殊に濃縮室に供給する塩水が、一定温度以下に
なると透析膜面又は濃縮室内で気泡が発生し、これが透
析槽の電気抵抗を増大させていることを見出し、かかる
気泡の発生を防止するために濃縮塩水を濃縮室に通液す
る前に脱気処理を試みたところ、驚くべきことにこの処
理方法が上記目的達成に極めて有効な手段であることを
見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は陰陽両極間に陽イオン交換膜と陰イ
オン交換膜とを交互に複数組配列して、交互に濃縮室及
び稀釈室を形成してなる電気透析槽を用い、２５℃以下
の低温塩水を透析するに際し、塩水、殊に濃縮室に供給
する塩水を脱気処理することを特徴とする塩水の電気透
析方法でありさらにこの方法を実施するための装置を提
供するものである。

本発明において、塩水とは海水、かん水、これらの混合
物など食塩または飲料水製造の原料として用いられるも
のを総称する。

不発明の方法の特徴は、被透析塩水温度の低下時に、塩
水、殊に濃縮室への供給塩水を脱気処理することにある
。

稀釈室への供給塩水は、その流量が濃縮室への供給塩水
のそれに比して、通常、数倍乃至数十倍であるため、稀
釈室内でたとえ発泡があっても、電気抵抗の実質的増大
を招く要因とはならない。

従って、稀釈室への供給塩水の脱泡処理は実施的な利益
につながらないから、格別の理由のない限り、本発明に
係る脱泡処理は不要と考えてよい。

不発明に係る脱気処理の効果は、被透析塩水の温度が約
２５℃以下、殊に２０℃以下の場合に顕著に認められる
。

塩水の脱気処理は、塩水を濃縮室に供給するに先立ち、
脱気槽に導入することにより簡単に行うことができる。

通常、脱気槽は約６００〜７６０ｍｍＨｇの減圧乃至真
空状態に保持されていることが好ましい。

脱気処理は、供給濃縮塩水全部について行った後で各濃
縮室に分配給液してもよく、各濃縮室毎に設けられた脱
気槽で別々に行ってもよい。

前記本発明を実施する装置は、従来公知の電気透析装置
に脱気槽のような脱気手段を組合わせることにより構成
される。

すなわち、不発明によって提供される装置は、陰陽両極
間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に複数組
配列して交互に濃縮室及び稀釈室を形成してなる電気透
析槽と、該透析槽の濃縮室側に接続された濃縮液循環系
統と、該透析槽の稀釈室側に接続さ孔た稀釈液給排液系
統とを含む電気透析装置において、前記濃縮液循環系統
の給液側に濃縮液脱気手段が設けであることを特徴とす
る電気透析装置である。

本発明の方法及び装置において用いられる電気透析槽は
特に限定されず従来公知の任意のものが用いられる。

又、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜も従来公知の任
意のものを用いることができる。

本発明の好ましい実施態様を図面により説明すると、第
１図は不発明の装置の一例の概略フローシートを示す。

第１図において、濃縮塩水槽１には脱気されていない濃
縮塩水に−１が貯溜されており、ポンプ２、流量調節弁
３を経て脱気槽４内部ヘスプレーされる。

脱気槽４は真空ポンプ５によって真空状態に保持されて
いるので、濃縮塩水に−１が充填層又は棚段４−Ａを通
過して下部に貯溜され脱気濃縮塩水に−２となる。

脱気濃縮塩水に−２の液面を制御する検知端４−Ｂは、
流量制御弁３を開閉させて液面を一定に保持する。

脱気濃縮塩水に−２はポンプ６で電気槽７の濃縮室７−
Ｃへ供給される。

濃縮室７−Ｃは陽イオン交換膜７−Ａと陰イオン交換膜
７−Ｂの間に形成され、その左右の稀釈室７−Ｄからそ
れぞれナトリウムイオンと塩素イオンが集積される。

このとき同時に水分子も移行して来るので、脱気濃縮塩
水に−２は入口より出口の方が多量となる。

塩水（海水）貯槽８から塩水Ｓがポンプ９によって稀釈
室７−Ｄに供給され、ナトリウムイオンと塩素イオンを
濃縮室７−Ｃに与えて排出される。

増量された脱気濃縮塩水に−２は濃縮塩水槽１に戻り、
増量分はポンプ１０により取り出され、常法に従つて脱
水処理を行い結晶塩となる。

前述の如く、本発明の方法の効果は濃縮塩水塩度が２５
℃以下、殊に２０℃以下の場合、顕著にみられ、約１５
℃において本発明の方法を実施すると、脱気処理を行わ
ない場合に比べて約１０％の抵抗の減少、即ち透析電力
の節減が確認された。

このことは、塩１トン当り約３０ＫＷＨの省エネルギー
となり、その経済的利点は美大である。

以下実施例により更に詳しく本発明を説明する。

実施例 第１図に示す装置を用いて、下記条件下に脱気処理を行
なった。

かん水ポンプ容量：２４０ｍ３／Ｈ、ヘッド１６ｍ脱気
槽直径：２．２ｍφ 脱気槽長さ：５．５ｍ 棚段数：４段 脱気槽内真空度：最高７２０ｍｍＨｇ 脱気効果を第１表に示す。

透析槽入口では脱気した場合０．４０〜０．４２ｐｐｍ
に対して脱気しない場合２．９８〜３．３２ｐｐｍの溶
存酸素となり約７．７倍の空気含有量であることが判明
した。

又真空度も７２０〜７１０ｍｍＨｇから６００〜５８０
ｍｍＨｇに低下させれば溶存酸素含有量は脱気槽出口
において約２．５倍にもなることも分った。

この脱気濃縮塩水（真空度７２０〜７１０ｍｍＨｇ）を
用いて電気透析を行った結果と未脱気の場合の結果とを
第二衣に示す。

尚、槽抵抗は温度によって変化するので２５℃に換算し
た数値で比較することが必要である。

これによると実験Ｎｏ、３と実験Ｎｏ、６（脱気濃縮塩
水使用）では槽抵抗（２５℃換算）が夫々１．９８２゜
１．７７５と約１０．４％も減少しており、従って透析
電力が１０．４％節減されることを示している。

かん水中のＮａＣ１１トン当りの透析電力の年間平均値
は２９０ＫＷＨであるので３０．２ＫＷＨの省エネルギ
ーとなった。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の方法及び装置の実施態様の一例の概
略フローシートを示す。 １：濃縮塩水槽、４：脱気槽、７：電気透析槽、８：塩
水槽、Ｋ−１：濃縮塩水、Ｋ−２：脱気濃縮塩水、Ｋ−
３：循環脱気濃縮塩水、７−Ａ：陽イオン交換膜、７−
Ｂ：陰イオン交換膜、７−Ｃ：濃縮室、７−Ｄ：稀釈室
、Ｓ：塩水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰陽両極間に、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜と
   を交互に複数組配列して交互に濃縮室及び稀釈室を形成
   してなる電気透析槽を用い、温度が約２５℃以下の塩水
   を電気透析するに際し、濃縮室に供給する塩水を予め脱
   気処理することを特徴とする塩水の電気透析方法。 ２ 塩水を一つの脱気槽内で脱気した後、各濃縮室に分
   配供給する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 塩水を各濃縮室毎に設けられた脱気槽内に分配供給
   して、脱気を行なわせた後、それぞれ各濃縮室に供給す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 脱気槽が減圧状態に維持されている特許請求の範囲
   第２項又は第３項記載の方法。 ５ 塩水が海水、かん水またはこれらの混合物である特
   許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法。 ６ 陰陽両極間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを
   交互に複数組配列して交互に濃縮室及び稀釈室を形成し
   てなる電気透析槽と、該透析槽の濃縮室側に接続された
   濃縮液循環系統と、該透析槽の稀釈室側に接続さ乙た稀
   釈液給排液系統とを含む電気透析装置において、前記濃
   縮液循環系統の給液側に濃縮液脱気手段を設けてなるこ
   とを特徴とする電気透析装置。 ７ 脱気手段として、脱気槽が濃縮液分配給液管を介し
   て、各濃縮室に接続されている特許請求の範囲第６項記
   載の電気透析装置。 ８ 脱気手段として、脱気槽がそれぞれ各濃縮室毎に接
   続して設けられている特許請求の範囲第６項記載の電気
   透析装置。 ９ 脱気槽が減圧手段を備えたものである特許請求の範
   囲第７項又は第８項記載の電気透析装置。 １０ 脱気槽内に充填層又は棚段を有する特許請求の範
   囲第９項記載の電気透析装置。 １１ 脱気槽に、槽内の脱気濃縮液面の水位を検知する
   検知手段が付属されている特許請求の範囲第９項又は第
   １０項記載の電気透析装置。