KR102075598B1 - Water treatment device and water treatment method - Google Patents
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Abstract
처리수에서의 붕소의 저농도화가 가능한 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공한다. 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치는, 양극과 음극 사이에, 양극측에 위치하는 음이온 교환막과 음극측에 위치하는 양이온 교환막으로 구획되어 이온 교환체가 충전된 탈염실을 구비하고, 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 탈염실은 직렬로 연통되어 있고, 직렬로 연통되는 복수의 탈염실은, 피처리수를 통수시켜 처리수를 유출시키고, 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 탈염실의 최상류부와, 처리수를 유출하는 최종단의 탈염실의 최하류부에는, 음이온 교환체가 단독으로 충전되고, 복수의 탈염실의 일부로서 1단째의 탈염실의 최상류부와 최종단의 탈염실의 최하류부 사이에 위치하는 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있다.Provided are a water treatment apparatus and a water treatment method capable of reducing the concentration of boron in treated water. The plurality of electric deionized water production apparatuses are provided with a desalination chamber filled with an ion exchanger, partitioned by an anion exchange membrane located on the anode side and a cation exchange membrane located on the cathode side, between the anode and the cathode, to prepare a plurality of electric deionized water. Each desalination chamber of the apparatus is connected in series, and the plurality of desalination chambers connected in series pass through the water to be treated to allow the treated water to flow out, and the uppermost portion of the first stage desalination chamber through which the water to be treated passes first, and the treatment. Anion exchanger is filled in the lowest part of the desalination chamber of the last stage which outflows water, and it is located between the uppermost part of the desalination chamber of 1st stage and the most downstream part of the desalination chamber of a final stage as a part of some desalination chamber. At least part is filled with a cation exchanger.
Description
본 발명은, 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로, 특히, 전기식 탈이온수 제조 장치를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method, and more particularly, to a water treatment apparatus and a water treatment method using an electric deionized water production apparatus.
이온 교환 수지 등의 이온 교환체에 피처리수를 통수시켜서 이온 교환반응에 의해 탈이온을 행하는 탈이온수 제조 장치가 알려져 있다. 이러한 장치는, 이온 교환체의 이온 교환기가 포화되어 탈염 성능이 저하되었을 때에, 산이나 알칼리 등의 약제에 의해서 이온 교환체를 재생하는 처리(재생 처리)를 행할 필요가 있다. 재생 처리는, 이온 교환체에 흡착된 양이온이나 음이온을, 산 혹은 알칼리에 유래하는 수소 이온(H+), 수산화물 이온(OH-)으로 치환하고, 이것에 의해서 이온 교환체의 탈염 성능을 부활시키는 처리이다. 약제에 의한 재생 처리가 필요한 탈이온수 제조 장치는, 연속 운전을 행할 수 없고, 재생 처리를 위한 약제 보충의 수고도 든다는 과제를 지닌다.BACKGROUND ART A deionized water production apparatus is known in which water to be treated is passed through an ion exchanger such as an ion exchange resin and deionized by an ion exchange reaction. In such an apparatus, when the ion exchanger of the ion exchanger is saturated and the desalination performance is lowered, it is necessary to perform a treatment (regeneration treatment) for regenerating the ion exchanger with a drug such as an acid or an alkali. The regeneration treatment is a treatment in which a cation or anion adsorbed on an ion exchanger is replaced with hydrogen ions (H +) and hydroxide ions (OH-) derived from an acid or an alkali, thereby revitalizing the desalting performance of the ion exchanger. to be. The deionized water production apparatus which requires a regeneration treatment with a chemical agent has a problem that it is not possible to perform continuous operation, and the labor of refilling the chemical for regeneration treatment is also required.
최근, 이들 과제를 해결하는 것으로서, 약제에 의한 재생이 불필요한 전기식 탈이온수 제조 장치(EDI(Electro DeIonization) 장치라고도 함)가 개발되어, 실용화되어 있다.In order to solve these problems, electric deionized water production apparatus (also called EDI (Electro DeIonization) apparatus) which does not need regeneration by a chemical | medical agent has been developed and put into practical use in recent years.
EDI 장치는, 전기영동과 전기투석을 조합시킨 장치이다. EDI 장치는, 음이온만을 투과시키는 음이온 교환막과 양이온만을 투과시키는 양이온 교환막 사이에 이온 교환체(음이온 교환체 및/또는 양이온 교환체)가 충전된 탈염실을 구비한다. EDI 장치에서는, 탈염실에서부터 보아서 음이온 교환막 및 양이온 교환막의 각각의 외측에 농축실이 배치된다. 그리고, 탈염실과 각 농축실이, 양극을 구비하는 양극실과 음극을 구비하는 음극실 사이에 배치된다. 탈염실에서는, 양극에 가까운 측에 음이온 교환막이 배치되고, 음극에 가까운 쪽에 양이온 교환막이 배치된다. 탈염실과 음이온 교환막을 개재하여 인접하는 농축실은, 양이온 교환막을 개재하여 양극실과 인접한다. 탈염실과 양이온 교환막을 개재하여 인접하는 농축실은 음이온 교환막을 개재하여 음극실과 인접한다.An EDI apparatus is a combination of electrophoresis and electrodialysis. The EDI apparatus includes a desalting chamber filled with an ion exchanger (anion exchanger and / or cation exchanger) between an anion exchange membrane that transmits only anions and a cation exchange membrane that transmits only cations. In the EDI apparatus, the concentration chamber is disposed outside each of the anion exchange membrane and the cation exchange membrane from the desalination chamber. And a desalination chamber and each concentration chamber are arrange | positioned between the anode chamber provided with an anode, and the cathode chamber provided with a cathode. In the desalting chamber, an anion exchange membrane is arranged on the side near the anode, and a cation exchange membrane is disposed on the side near the cathode. The enrichment chamber adjacent through the desalting chamber and the anion exchange membrane is adjacent to the anode chamber via the cation exchange membrane. The enrichment chamber adjacent via the desalting chamber and the cation exchange membrane is adjacent to the cathode chamber via the anion exchange membrane.
EDI 장치에 의해 피처리수로부터 탈이온수(처리수)를 제조하기 위해서는, 양극과 음극 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, 탈염실에 피처리수를 통수한다. 그러면, 피처리수 중의 이온 성분은 탈염실 내의 이온 교환체에 흡착되어, 탈이온화(탈염) 처리가 행해지고, 탈염실로부터 탈이온수가 유출된다. 이때 탈염실에서는, 인가전압에 의해서 이종의 이온 교환성 물질 간의 계면, 예를 들면, 음이온 교환체와 양이온 교환체의 계면이나, 음이온 교환체와 양이온 교환막의 계면이나, 음이온 교환막과 양이온 교환체의 계면에 있어서, 하기 식에 나타낸 바와 같이 물의 해리 반응이 일어나고, 수소 이온 및 수산화물 이온이 생성한다.In order to produce deionized water (treated water) from the water to be treated by the EDI apparatus, the water to be treated is passed through the desalination chamber while a direct current voltage is applied between the anode and the cathode. Then, the ionic component in the water to be treated is adsorbed to the ion exchanger in the desalting chamber, deionization (desalting) treatment is performed, and deionized water flows out of the desalting chamber. At this time, in the desalting chamber, depending on the applied voltage, an interface between heterogeneous ion exchange materials, for example, an interface between an anion exchanger and a cation exchanger, an interface between an anion exchanger and a cation exchange membrane, or an anion exchange membrane and a cation exchanger At the interface, as shown in the following equation, the dissociation reaction of water occurs, producing hydrogen ions and hydroxide ions.
H2O → H++OH- H 2 O → H + + OH -
이 수소 이온과 수산화물 이온에 의해서, 먼저 탈염실 내의 이온 교환체에 흡착되어 있던 이온 성분이 이온 교환되어서 이온 교환체로부터 유리된다. 유리한 이온 성분 중 음이온은, 음이온 교환막까지 전기영동해서 음이온 교환막으로 전기 투석 되어서, 탈염실에서부터 보아서 양극측의 농축실을 흐르는 농축수에 배출된다. 마찬가지로, 유리한 이온 성분 중 양이온은, 양이온 교환막까지 전기영동해서 양이온 교환막으로 전기 투석되어, 탈염실에서부터 보아서 음극측의 농축실을 흐르는 농축수에 배출된다. 결국, 탈염실에 공급된 피처리수 중의 이온 성분은 농축실로 이행되어 배출되는 것으로 되고, 동시에, 탈염실의 이온 교환체도 재생되게 된다.By this hydrogen ion and hydroxide ion, the ion component adsorbed to the ion exchanger in a desalting chamber is ion-exchanged and is liberated from an ion exchanger. Among the advantageous ionic components, the anions are electrophoresed to the anion exchange membrane and electrodialyzed by the anion exchange membrane, and are discharged into the concentrated water flowing from the desalination chamber through the concentration chamber on the anode side. Similarly, cations in the advantageous ionic components are electrophoresed to the cation exchange membrane and electrodialyzed by the cation exchange membrane, and discharged into the concentrated water flowing through the concentration chamber on the cathode side from the desalination chamber. As a result, the ionic component in the water to be treated supplied to the desalting chamber is transferred to the concentration chamber and discharged, and at the same time, the ion exchanger in the desalting chamber is also regenerated.
이렇게 EDI 장치에서는, 직류 전압의 인가에 의해서 생기는 수소 이온 및 수산화물 이온이, 이온 교환체를 재생하는 산 및 알칼리의 재생제로서 연속적으로 작용한다. 이 때문에, EDI 장치에서는, 외부에서부터 공급되는 약제에 의한 재생 처리는 기본적으로 불필요해지고, 약제에 의한 이온 교환체의 재생을 행하는 일 없이 연속 운전을 행할 수 있다.In this way, in the EDI apparatus, hydrogen ions and hydroxide ions generated by the application of a direct current voltage continuously act as regenerants of acids and alkalis for regenerating ion exchangers. For this reason, in the EDI apparatus, the regeneration process by the chemical | medical agent supplied from the outside becomes fundamentally unnecessary, and continuous operation can be performed without regenerating the ion exchanger by a chemical | medical agent.
일본국 공개 특허 제2001-191080호 공보에는, 2개의 EDI 장치의 각 탈염실이 직렬로 연통된 전기 탈이온 장치가 기재되어 있다. 이 특허문헌에 기재된 전기 탈이온 장치에서는, 1단째의 탈염실에, 음이온 교환체가 단독으로, 또는 음이온 교환체와 양이온 교환체의 혼합물이 충전되고, 2단째의 탈염실에 음이온 교환체와 양이온 교환체의 혼합물이 충전되어 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 2001-191080 discloses an electric deionization device in which each desalting chamber of two EDI devices is connected in series. In the electric deionization apparatus described in this patent document, the anion exchanger alone or a mixture of anion exchanger and cation exchanger is filled in the desalting chamber of the first stage, and the anion exchanger and the cation exchange of the desorption chamber of the second stage. The mixture of sieves is filled.
현재, 처리수(탈이온수)에 있어서의 붕소의 저농도화에 대한 요구가 있고, 이 요구에 응하는 것이 가능한 수처리 기술이 요망되고 있다.At present, there is a demand for low concentration of boron in treated water (deionized water), and a water treatment technology capable of meeting this demand is desired.
본 발명의 목적은, 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화가 가능한 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of reducing the concentration of boron in treated water.
본 발명에 의한 수처리 장치는, 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치를 갖는 수처리 장치에 있어서, 상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각은, 양극과 음극 사이에, 상기 양극측에 위치하는 음이온 교환막과 상기 음극측에 위치하는 양이온 교환막으로 구획되어 이온 교환체가 충전된 탈염실을 구비하고, 상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 상기 탈염실은, 직렬로 연통되어 있고, 상기 직렬로 연통되는 복수의 탈염실은, 피처리수를 통수시켜 처리수를 유출시키고, 상기 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 상기 탈염실의 최상류부와, 상기 처리수를 유출하는 최종단의 상기 탈염실의 최하류부에는, 음이온 교환체가 단독으로 충전되고, 상기 복수의 탈염실의 일부로서 상기 1단째의 탈염실의 최상류부와 상기 최종단의 탈염실의 최하류부 사이의 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있다.The water treatment device according to the present invention is a water treatment device having a plurality of electric deionized water production devices, wherein each of the plurality of electric deionized water production devices includes an anion exchange membrane located on the anode side between the positive electrode and the negative electrode; A desalting chamber which is partitioned by a cation exchange membrane located on the cathode side and filled with an ion exchanger, and each of said desalting chambers of said plurality of electric deionized water production apparatuses is in series communication with each other; In fact, an anion is supplied to the uppermost part of the desalination chamber at the first stage through which the treated water is passed through, and the treated water is first passed through at the end of the desalting chamber at the final stage through which the treated water is discharged. The exchanger is filled alone, and as a part of the plurality of desalting chambers, the most upstream portion of the desalting chamber of the first stage and the desalting chamber of the final stage The portion between ryubu, is charged at least a cation exchange body.
본 발명에 의한 수처리 방법은, 양극과 음극 사이에, 상기 양극측에 위치하는 음이온 교환막과 상기 음극측에 위치하는 양이온 교환막으로 구획되어 이온 교환체가 충전된 탈염실을 갖는 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치를 구비하고, 상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 상기 탈염실은 직렬로 연통되어 있고, 상기 직렬로 연통되는 복수의 탈염실은, 피처리수를 통수시켜 처리수를 유출하고, 상기 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 상기 탈염실의 최상류부와, 상기 처리수를 유출하는 최종단의 상기 탈염실의 최하류부에는, 음이온 교환체가 단독으로 충전되고, 상기 복수의 탈염실의 일부로서 상기 1단째의 탈염실의 최상류부와 상기 최종단의 탈염실의 최하류부 사이의 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있는 수처리 장치를 이용한 수처리 방법으로서, 상기 양극과 상기 음극 사이에 직류 전압을 인가하면서 상기 직렬로 연통되는 복수의 탈염실에 상기 피처리수를 통수시켜 상기 피처리수를 처리해서 상기 처리수를 유출한다.The water treatment method according to the present invention comprises a plurality of electric deionized water production apparatuses having a desalting chamber filled with an ion exchanger between an anode and a cathode, the anion exchange membrane located on the anode side and the cation exchange membrane located on the cathode side. And each of the desalination chambers of the plurality of electric deionized water production apparatuses is connected in series, and the plurality of desalination chambers connected in series passes through the water to be treated and outflows the treated water. The anion exchanger is filled in the uppermost part of the desalination chamber of the first stage and the lowest downstream of the desalting chamber of the final stage through which the treated water flows out first, and the first stage is a part of the plurality of desalination chambers. The water treatment apparatus in which at least the cation exchanger is filled in the portion between the most upstream part of the desalination chamber and the most downstream part of the desalting chamber of the final stage. In the water treatment method used, the treated water is passed through a plurality of desalination chambers connected in series while applying a DC voltage between the anode and the cathode to treat the treated water and to flow out the treated water.
본 발명에 따르면, 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 탈염실이 직렬로 연통되고, 직렬로 연통되는 복수의 탈염실 중, 1단째의 탈염실의 최상류부와 최종단의 탈염실의 최하류부에는 음이온 교환체가 단독으로 충전되고, 그 사이의 부분에는 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있다. 이 때문에, 후술하는 실시예 등으로부터도 명백하게 되는 바와 같이, 1단째의 탈염실에 음이온 교환체와 양이온 교환체의 혼합물이 충전된 수처리 장치나, 최종단의 탈염실의 최하류부에 음이온 교환체와 양이온 교환체의 혼합물이 충전된 수처리 장치에 비해서, 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.According to the present invention, each of the desalination chambers of the plurality of electric deionized water production apparatuses is connected in series, and among the plurality of desalination chambers connected in series, the most upstream portion of the desalination chamber at the first stage and the most downstream portion of the desalination chamber at the final stage Is filled with an anion exchanger alone, and a portion therebetween is filled with at least a cation exchanger. For this reason, as will be apparent from the examples described later, the water treatment apparatus in which a mixture of an anion exchanger and a cation exchanger is filled in the desalination chamber of the first stage, or an anion exchanger Compared to the water treatment apparatus filled with the mixture of the cation exchanger, it is possible to reduce the concentration of boron in the treated water.
도 1은 제1 양상의 EDI 장치(101)를 나타낸 도면이다.
도 2는 제2 양상의 EDI 장치(102)를 나타낸 도면이다.
도 3은 제3 양상의 EDI 장치(103)를 나타낸 도면이다.
도 4는 제4 양상의 EDI 장치(104)를 나타낸 도면이다.
도 5는 제5 양상의 EDI 장치(105)를 나타낸 도면이다.
도 6은 제6 양상의 EDI 장치(106)를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태의 수처리 장치(201)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 수처리 장치(202)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태의 수처리 장치(203)를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 수처리 장치(204)를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시형태의 수처리 장치(205)를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시형태의 수처리 장치(206)를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시형태의 수처리 장치(207)를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제8 실시형태의 수처리 장치(208)을 나타낸 도면이다.
도 15는 EDI 장치(301)를 나타낸 도면이다.
도 16은 비교예 1의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 17은 비교예 2의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 18은 비교예 3의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 19는 비교예 4의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 21은 실시예 9 내지 10에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 22는 실시예 11 내지 13에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시예 14에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
[부호의 설명]
11: 양극
12: 음극
21: 양극실
22, 24: 농축실
23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f: 탈염실
23d-1, 23e-1, 23f-1: 제1 소탈염실
23d-2, 23e-2, 23f-2: 제2 소탈염실
25: 음극실
31, 33: 양이온 교환막
32, 34: 음이온 교환막
36: 중간 이온 교환막
CER, K: 양이온 교환체
AER, A: 음이온 교환체
101 내지 106: EDI 장치
201 내지 208: 수처리 장치1 is a diagram illustrating an
2 shows an
3 shows an
4 shows an
5 shows an
6 shows an
7 is a diagram illustrating the
8 is a diagram showing the
9 is a diagram showing the
10 is a diagram showing the
11 is a view showing the
12 is a diagram showing the
It is a figure which shows the
14 is a diagram showing the
15 is a diagram illustrating an
16 is a view showing a water treatment apparatus of Comparative Example 1. FIG.
17 is a view showing a water treatment apparatus of Comparative Example 2. FIG.
18 is a view showing a water treatment apparatus of Comparative Example 3. FIG.
19 is a view showing a water treatment apparatus of Comparative Example 4. FIG.
It is a figure which shows the measurement result of the boron concentration of the treated water in Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4.
FIG. 21 is a diagram showing a measurement result of boron concentration of treated water in Examples 9 to 10. FIG.
FIG. 22 is a graph showing measurement results of boron concentration in treated water in Examples 11 to 13. FIG.
FIG. 23 is a view showing a measurement result of boron concentration of treated water in Example 14; FIG.
[Description of the code]
11: anode
12: cathode
21: anode chamber
22, 24: concentration chamber
23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f: desalination chamber
23d-1, 23e-1, 23f-1: first desalination chamber
23d-2, 23e-2, 23f-2: second desalination chamber
25: cathode chamber
31, 33: cation exchange membrane
32, 34: anion exchange membrane
36: intermediate ion exchange membrane
CER, K: cation exchanger
AER, A: Anion Exchanger
101 to 106: EDI device
201 to 208: water treatment apparatus
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시형태의 수처리 장치는, 복수의 EDI 장치(전기식 탈이온수 제조 장치)를 구비한다. EDI 장치에서는 탈염실에 이온 교환체가 충전되어 있고, 이온 교환반응에 의해 포착된 이온이 이온 교환체를 거쳐서 이온 교환막까지 이동한다. 이 때문에, 이온을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, EDI 장치에서는 물의 분해 반응이 일어나는 전류밀도로 전류가 흐른다. 물의 분해 반응이 일어나는 최소한의 전류를 한계전류라 하고, EDI 장치에서는 한계전류 이상의 전류가 흐른다. 따라서, 피처리수 중의 이온 농도가 낮을 경우더라도, 물의 분해 반응으로 생긴 수소 이온과 수산화물 이온이 이온 교환체를 거쳐서 이온 교환막까지 이동하여, 전하의 이동을 담당한다. 이와 같이 EDI 장치에서는 순수 중에서도 전기가 흐르므로, 순수의 제조가 가능해진다. 이것에 대해서, 전기 투석장치(ED)는 탈염실에 이온 교환체가 충전되어 있지 않고, 또한, 한계전류보다 작은 전류가 흐르게 되므로, 물의 분해 반응을 이용할 수 없다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings. The water treatment apparatus of embodiment of this invention is equipped with several EDI apparatus (electric deionized water manufacturing apparatus). In the EDI apparatus, an ion exchanger is filled in the desalting chamber, and ions captured by the ion exchange reaction move to the ion exchange membrane via the ion exchanger. For this reason, ion can be removed efficiently. In the EDI apparatus, the current flows at a current density at which the decomposition reaction of water occurs. The minimum current at which the decomposition reaction of water occurs is called the limit current. In an EDI device, a current above the limit current flows. Therefore, even when the ion concentration in the water to be treated is low, the hydrogen ions and the hydroxide ions generated by the decomposition reaction of water migrate through the ion exchanger to the ion exchange membrane, and are responsible for the transfer of charges. In this way, in the EDI apparatus, since electricity flows in the pure water, the pure water can be produced. On the other hand, in the electrodialysis apparatus ED, since the ion exchanger is not filled in the desalination chamber and a current smaller than the limit current flows, the decomposition reaction of water cannot be used.
우선, 본 발명의 실시형태에서 이용되는 6종류의 EDI 장치(101) 내지 (106)에 대해서 설명한다. 이 6종류의 EDI 장치는 탈염실의 양상이 서로 다르다.First, six types of
<EDI 장치(101)><
도 1은 EDI 장치(101)를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an
EDI 장치(101)에서는, 양극(11)을 구비한 양극실(21)과, 음극(12)을 구비한 음극실(25) 사이에, 양극실(21) 쪽에서부터 차례로 농축실(22), 탈염실(23a) 및 농축실(24)이 설치되어 있다.In the
양극실(21)과 농축실(22)은 양이온 교환막(31)을 사이에 두고 인접하고, 농축실(22)과 탈염실(23a)은 음이온 교환막(32)을 사이에 두고 인접하며, 탈염실(23a)과 농축실(24)은 양이온 교환막(33)을 사이에 두고 인접하고, 농축실(24)과 음극실(25)은 음이온 교환막(34)을 사이에 두고 인접하고 있다. 농축실(24)은 제1 농축실의 일례이며, 농축실(22)은 제2 농축실의 일례이다.The
탈염실(23a)은 음이온 교환막(32)과 양이온 교환막(33)에 의해서 구획되어 있다. 탈염실(23a) 내에는, 음이온 교환체(AER)가 단상(單床) 형태로 충전되어 있다. 음이온 교환체(AER)로서는 예를 들면 음이온 교환 수지가 사용된다. 피처리수는 탈염실(23a)에 통수된다.The
농축실(22 및 24)과 양극실(21)과 음극실(25)에는, 각각, 공급수가 통수된다. 공급수로서는 순수나 피처리수 등이 이용된다.Supply water passes through the
농축실(22 및 24)에의 공급수의 통수 방향은, 탈염실(23a)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 양극실(21)과 음극실(25)에의 공급수의 통수 방향은, 탈염실(23a)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 또, 이들 통수 방향의 관계는 적당히 변경 가능하다. 또한, 음극실(25)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 양극실(21)에 흐르게 하고 있다. 또, 양극실(21)로부터 배출된 전극수를 공급수로서 음극실(25)에 흐르게 해도 된다.The water flow direction of the supply water to the
<EDI 장치(102)><
도 2는 EDI 장치(102)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(102)는, 도 1에 나타낸 EDI 장치(101)와 비교해서, 탈염실에 충전되어 있는 이온 교환체가 다르다. EDI 장치(102)의 탈염실(23b)에서는, 피처리수의 입구측(23b1)의 영역에 음이온 교환체(AER)가 단독으로 충전되고, 출구측(23b2)의 영역에 양이온 교환체(CER)가 단독으로 충전되어 있다. 양이온 교환체(CER)로서는, 예를 들면 양이온 교환 수지가 사용된다.2 shows an
<EDI 장치(103)><
도 3은 EDI 장치(103)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(103)는, 도 2에 나타낸 EDI 장치(102)와 비교해서, 탈염실에 충전되어 있는 음이온 교환체(AER)와 양이온 교환체(CER)의 위치가 반대로 되어 있다. 즉, EDI 장치(103)의 탈염실(23c)에서는, 피처리수의 입구측(23c1)의 영역에 양이온 교환체(CER)가 단독으로 충전되고, 출구측(23c2)의 영역에 음이온 교환체(AER)가 단독으로 충전되어 있다.3 is a diagram illustrating the
<EDI 장치(104)><
도 4는 EDI 장치(104)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(104)의 탈염실(23d)에서는, 음이온 교환막(32)과 양이온 교환막(33) 사이에 중간 이온 교환막(36)이 설치되고, 중간 이온 교환막(36)에 의해서 탈염실(23d)이 소탈염실(23d-1)과 소탈염실(23d-2)로 구획되어 있다. 중간 이온 교환막(36)으로서는, 음이온 교환막, 양이온 교환막, 및 양극성 막 등의 복합막의 어느 것이라도 사용할 수 있다. EDI 장치(104)에서는, 중간 이온 교환막(36)으로서, 음이온 교환막이 이용된다. 양극측의 소탈염실(23d-1)은 제1 소탈염실의 일례이며, 음극측의 소탈염실(23d-2)은 제2 소탈염실의 일례이다.4 shows an
소탈염실(23d-1)에는 음이온 교환체(AER)가 단상 형태로 충전되고, 소탈염실(23d-2)에는 양이온 교환체(CER)가 단상 형태로 충전되어 있다. 소탈염실(23d-1)에 피처리수가 통수되어서 소탈염실(23d-1)로부터 유출되는 물이 소탈염실(23d-2)에 유입되도록(화살표(104a), 화살표(104b), 화살표(104c) 참조), 소탈염실(23d-1)과 소탈염실(23d-2)은 직렬로 연통되어 있다.The anion exchanger (AER) is filled in a single phase form in the
농축실(22 및 24)에의 공급수의 통수 방향은, 소탈염실(23d-1, 23d-2)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 양극실(21)과 음극실(25)에의 공급수의 통수 방향은, 소탈염실(23d-1, 23d-2)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 또, 이들 통수 방향의 관계는 적당히 변경 가능하다. 음극실(25)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 양극실(21)에 흐르게 하고 있다. 또한, 양극실(21)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 음극실(25)에 흐르게 해도 된다.The water flow direction of the supply water to the
<EDI 장치(105)><
도 5는 EDI 장치(105)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(105)는, 도 4에 나타낸 EDI 장치(104)와 비교해서, 제1 소탈염실과 제2 소탈염실에 있어서의 피처리수의 통수의 순번이 반대로 되어 있다. EDI 장치(105)에서는, 소탈염실(23e-2)에 피처리수가 공급되어서 소탈염실(23e-2)로부터 유출되는 물이 소탈염실(23e-1)에 유입되도록(화살표(105a), 화살표(105b), 화살표(105c) 참조), 소탈염실(23e-1)과 소탈염실(23e-2)은 직렬로 연통되어 있다.5 shows the
농축실(22 및 24)에의 공급수의 통수 방향은, 소탈염실(23e-1, 23e-2)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 양극실(21)과 음극실(25)에의 공급수의 통수 방향은, 소탈염실(23e-1, 23e-2)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 또, 이들 통수 방향의 관계는 적당히 변경 가능하다. 음극실(25)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 양극실(21)에 흐르게 하고 있다. 또한, 양극실(21)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 음극실(25)에 흐르게 해도 된다.The water flow direction of the supply water to the
<EDI 장치(106)><
도 6은 EDI 장치(106)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(106)는, 도 4에 나타낸 EDI 장치(104)와 비교해서, 음극측의 소탈염실에 충전되어 있는 이온 교환체가 다르다. 소탈염실(23f-2)에서는, 소탈염실(23f-1)로부터 유출되는 물의 입구측(23f-21)의 영역에 양이온 교환체(CER)가 단독으로 충전되고, 출구측(23f-22)의 영역에 음이온 교환체(AER)가 단독으로 충전되어 있다. EDI 장치(106)에서는, 소탈염실(23f-1)에 피처리수가 공급되어서 소탈염실(23f-1)로부터 유출되는 물이 소탈염실(23f-2)에 유입되도록(화살표(106a, 화살표(106b), 화살표(106c) 참조), 소탈염실(23f-1)과 소탈염실(23f-2)은 직렬로 연통되어 있다. 소탈염실(23f-1)과 소탈염실(23f-2)에 있어서의 피처리수의 통수 방향은 향류의 관계로 되어 있다. 또한, 중간 이온 교환막(36)으로서 음이온 교환막이 이용된다.6 shows an
농축실(22 및 24)에의 공급수의 통수 방향은, 탈염실(23f-2)에의 피처리수의 통수 방향과 향류의 관계로 되어 있다. 양극실(21)과 음극실(25)에의 공급수의 통수 방향은, 탈염실(23f-2)에의 피처리수의 통수 방향과 병류의 관계로 되어 있다. 또, 이들 통수 방향의 관계는 적당히 변경 가능하다. 음극실(25)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 양극실(21)에 흐르게 하고 있다. 또한, 양극실(21)로부터 배출된 전극수를, 공급수로서 음극실(25)에 흐르게 해도 된다.The water flow direction of the supply water to the
<제1 실시형태>First Embodiment
도 7은 본 발명의 제1 실시형태의 수처리 장치(201)를 나타낸 도면이다. 수처리 장치(201)는 EDI 장치(102)와 EDI 장치(103)를 갖는다. EDI 장치(102)의 탈염실(23b)과 EDI 장치(103)의 탈염실(23c)은, 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 탈염실(23b)의 출구측(23b2)으로부터 유출된 물은, 탈염실(23c)에 입구측(23c1)으로부터 유입된다. EDI 장치(102)와 EDI 장치(103) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수(순수)가 공급된다. EDI 장치(102)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(103)의 전극실(음극실, 양극실)에는, 따로따로 공급수)(순수)가 공급된다. 또, EDI 장치(102)와 EDI 장치(103) 사이에서, 농축실이 직렬로 연통되어도 된다. 또한, EDI 장치(102)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(103)의 전극실(음극실, 양극실)에, 공통의 공급수가 공급되어도 된다.7 is a diagram illustrating the
또한, 본 실시형태 및 이하에 기술되는 각 실시형태의 수처리 장치에 있어서, 전단의 EDI 장치의 피처리수가 흐르는 방향에 있어서의 상류측, 즉, 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 탈염실의, 피처리수가 흐르는 방향에 있어서의 상류측에, 역침투막장치(111)가 설치되는 것이 바람직하다. 역침투막장치(111)는, 피처리수의 실리카 농도를, 예를 들면 100㎍ SiO2/L 이하로, 피처리수의 붕소농도를, 예를 들면 100㎍ B/L 이하로 낮출 수 있다. 도시는 생략하지만, 2개의 역침투막장치(111)가 직렬로 설치되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 전단의 EDI 장치의 피처리수가 흐르는 방향에 있어서의 상류측, 즉, 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 탈염실의, 피처리수가 흐르는 방향에 있어서의 상류측에, 탈탄산막장치(112)가 설치되는 것이 바람직하다. 탈탄산막장치(112)는 피처리수의 탄산농도를, 예를 들면 5㎎ CO2/L 이하로 낮출 수 있다. 역침투막장치(111)와 탈탄산막장치(112)는 어느 쪽이 피처리수가 흐르는 방향에 있어서의 상류측에 있어도 된다.Moreover, in the water treatment apparatus of this embodiment and each embodiment described below, the upstream side in the direction in which the to-be-processed water of the EDI apparatus of a front flows, ie, the desalination chamber of the 1st stage through which to-be-processed water passes for the first time, It is preferable that the reverse
다음에, 수처리 장치(201)의 탈염실(23b 및 23c)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.Next, the water treatment performed in the
EDI 장치(102 및 103)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(102)의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)으로부터 피처리수를 통수한다.In the
EDI 장치(102)에서는, 피처리수에 대하여 이하의 처리가 행해진다고 추측된다.In the
피처리수 내의 붕소는, 탈염실(23b)의 입구측(23b1)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)에 접하면, 음이온으로서 해리되어 음이온 교환체(AER)에 흡착된다. 또, 피처리수 내의 붕소의 일부는, 음이온 교환체(AER)에 흡착되지 않고 피처리수 중에 남는다. 붕소가 남은 피처리수는 탈염실(23b) 내의 양이온 교환체(CER)가 충전된 부분(영역)에 흐른다.Boron in the water to be treated is dissociated as an anion and adsorbed to the anion exchanger AER when it comes into contact with the anion exchanger AER filled in the region on the inlet side 23b1 of the
이때, 탈염실(23b)에서는, 양극(11)과 음극(12) 사이의 인가전압에 의해서 물의 해리 반응이 일어나, 수소 이온 및 수산화물 이온이 생성된다. 그러면, 탈염실(23b) 내의 음이온 교환체(AER)에 흡착되어 있던 음이온(붕소)이, 이 수산화물 이온에 의해서 이온 교환되어서 음이온 교환체(AER)로부터 유리된다. 유리된 음이온은 음이온 교환막(32)을 개재하여 농축실(22)로 이동하고, 농축실(22)로부터 농축수로서 배출된다.At this time, in the
탈염실(23b)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 부분을 통과한 피처리수가, 탈염실(23b)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 부분으로 유입되면, 피처리수에 포함되는 양이온이 양이온 교환체(CER)에 흡착된다. 그리고, 양이온 교환체(CER)에 흡착된 양이온이, 물의 해리 반응으로 생성된 수소 이온에 의해, 이온 교환되어서 양이온 교환체(CER)로부터 유리된다. 유리된 양이온은 양이온 교환막(33)을 개재해서 농축실(24)로 이동하고, 농축실(24)로부터 농축수로서 배출된다.When the water to be processed that has passed through the portion filled with the anion exchanger (AER) in the desalting chamber (23b) enters the portion filled with the cation exchanger (CER) in the desalting chamber (23b), the cation included in the water to be treated. It is adsorbed by this cation exchanger (CER). The cations adsorbed on the cation exchanger (CER) are ion-exchanged and released from the cation exchanger (CER) by the hydrogen ions generated by the dissociation reaction of water. The free cations move to the
피처리수 내의 수산화물 이온은, 음이온 교환막(32)을 개재해서 농축실(22)로 이동하고, 농축실(22)로부터 농축수로서 배출된다.The hydroxide ions in the water to be treated move to the
또한, 피처리수 내의 수산화물 이온은, 양이온 교환체(CER)로부터 이온 교환 되어 방출된 수소 이온 및 물 해리에 의해 발생된 수소 이온과 반응해서 물(H2O)이 된다. 이 때문에, 탈염실(23b)로부터 유출되는 피처리수에서의 수산화물 이온의 농도는, 탈염실(23b)에 양이온 교환체(CER)가 존재하지 않을 경우보다도 낮아진다. 또, 피처리수 내의 수산화물 이온은, 붕소(음이온) 대신에 음이온 교환체(AER)에 흡착되어 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 피처리수에 있어서의 수산화물 이온의 농도가 지나치게 높아지면, 후단의 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 저하될 가능성이 있다. 따라서, 피처리수 내의 수산화물 이온이, 양이온 교환체(CER)에 흡착된 수소 이온과 반응하여 물(H2O)이 되어서 감소함으로써, 후단의 EDI 장치(103) 내의 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 좋아진다.In addition, the hydroxide ions in the water to be treated react with the hydrogen ions generated by ion dissociation and water dissociation from the cation exchanger (CER) to form water (H 2 O). For this reason, the concentration of hydroxide ion in the to-be-processed water which flows out from the
EDI 장치(102)의 탈염실(23b)로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(103)의 탈염실(23c)에 입구측(23c1)으로부터 유입된다.The to-be-processed water which flowed out from the
EDI 장치(103)에서는, 이하의 처리가 행해진다고 추측된다.In the
탈염실(23b)로부터 유출된 피처리수가, 탈염실(23c)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역으로 유입되면, 피처리수에 대해서 탈염실(23b)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역에서 행해진 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다. 이 때문에, 탈염실(23c)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역으로부터 유출되는 피처리수에서의 수산화물 이온의 농도는, 탈염실(23c)에 양이온 교환체(CER)가 존재하지 않을 경우보다도 낮아진다.When the water to be discharged from the
탈염실(23c)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역을 통과한 피처리수는 탈염실(23c)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 영역으로 유입된다.The water to be processed passing through the region filled with the cation exchanger CER of the
피처리수 내의 붕소는, 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)에 접하면 음이온으로서 해리되어 음이온 교환체(AER)에 흡착된다. 이때, 피처리수는 양이온 교환체(CER)를 통과해 오고 있으므로, 피처리수에서의 수산화물 이온의 농도는, 양이온 교환체(CER)를 통과하기 전보다도 낮게 되어 있다. 따라서, 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상된다. 따라서, 탈염실(23c)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Boron in the water to be treated is dissociated as an anion and adsorbed to the anion exchanger (AER) when it comes into contact with the anion exchanger (AER) filled in the region of the outlet side 23c2 of the
또한, 복수의 EDI 장치를 이용하는 것에 의해서, 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하고 있다. 이 때문에, 예를 들면 1개의 EDI 장치의 탈염실에 「음이온 교환체→양이온 교환체→음이온 교환체」의 순서대로 이온 교환체가 충전된 것와 비교해서, 이하와 같은 효과를 발휘한다.In addition, by using a plurality of EDI devices, the concentration of boron in the treated water is reduced. For this reason, the following effects are exhibited compared with the case where the ion exchanger was charged in the order of "anion exchanger → cation exchanger → anion exchanger" in the desalination chamber of one EDI apparatus, for example.
(1) EDI 장치에 있어서의 전류의 편류를 억제 가능해진다. (1) Drift of current in the EDI apparatus can be suppressed.
예를 들면, 1대의 EDI 장치의 탈염실에 「음이온 교환체→양이온 교환체→음이온 교환체」의 순서대로 이온 교환체가 충전된 경우, 음이온 교환체와 양이온 교환체 사이에서의 전기 저항이 다르기 때문에, 그 전기 저항의 차이에 따라서 전류의 편류가 생겨 버린다.For example, when the ion exchangers are charged in the order of "anion exchanger → cation exchanger → anion exchanger" in the desalting chamber of one EDI apparatus, the electrical resistance between the anion exchanger and the cation exchanger is different. The current flows due to the difference in the electrical resistance.
이것에 대해서, 복수의 EDI 장치를 이용한 경우, 1대의 EDI 장치를 이용한 경우에 비해서, 1개의 탈염실에 충전하는 이온 교환체로 종류를 절감할 수 있고, 이온 교환체의 전기 저항의 차이에 따른 전류의 편류를 저감시킬 수 있다.On the other hand, in the case of using a plurality of EDI devices, compared with the case of using one EDI device, the type can be reduced by the ion exchanger charged in one desalting chamber, and the current according to the difference in the electrical resistance of the ion exchanger. The drift of can be reduced.
(2) 전극판을 나눌 수 있으므로, 전류값의 컨트롤이 용이해진다.(2) Since the electrode plate can be divided, control of the current value becomes easy.
전극판은 전류밀도가 높아지면, 열화되기 쉬워진다. 또, EDI 장치를 구성하는 이온 교환막이나 이온 교환 수지도 이온 부하가 적은 상태에서 높은 전류값에서 운전하면 전기적인 타버림 등의 열화가 발생하는 경향이 있다. 예를 들면, 이온 부하가 적어지는 후단의 EDI 장치의 전류값을 낮게 함으로써 보다 안정한 운전을 행하는 것도 가능해진다고 여겨진다.As the current density increases, the electrode plate tends to deteriorate. In addition, when the ion exchange membrane or the ion exchange resin constituting the EDI device is operated at a high current value with a low ion load, deterioration such as electrical burnout tends to occur. For example, it is considered that it is also possible to perform a more stable operation by lowering the current value of the EDI device in the subsequent stage where the ion load is reduced.
(3) 후단의 EDI 장치에 대한 부하를 저감 가능하게 된다.(3) It becomes possible to reduce the load on the EDI apparatus of the next stage.
후단의 EDI 장치는, 그 전단의 EDI 장치에서 처리된 처리수를 처리하기 때문에, 전혀 처리되어 있지 않은 피처리수를 처리할 경우에 비해서, 처리의 부하가 낮아진다. 그 때문에, 후단의 EDI 장치는 전단의 EDI 장치보다도 열화의 진행 정도도 적고, 보다 긴 기간 사용할 수 있는 것이 상정된다. 후단의 EDI 장치는 전단의 EDI 장치보다도 교환 빈도를 적게 할 수 있는 것으로 여겨진다.Since the latter EDI apparatus processes the treated water processed by the EDI apparatus at the front end thereof, the processing load is lower than that of the treated water which has not been processed at all. Therefore, it is assumed that the rear end EDI apparatus has less progression of deterioration than the front end EDI apparatus and can be used for a longer period of time. It is considered that the rear end EDI device can be exchanged less frequently than the front end EDI device.
<제2 실시형태>Second Embodiment
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 수처리 장치(202)를 나타낸 도면이다. 수처리 장치(202)는 EDI 장치(101)와 EDI 장치(103)를 갖는다. EDI 장치(101)의 탈염실(23a)과 EDI 장치(103)의 탈염실(23c)은 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 탈염실(23a)에 유입된다. 그리고, 탈염실(23a)로부터 유출된 물은, 탈염실(23c)에 입구측(23c1)로부터 유입된다. EDI 장치(101)와 EDI 장치(103) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(101)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(103)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.8 is a diagram showing the
다음에, 수처리 장치(202)의 탈염실(23a 및 23c)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.Next, the water treatment performed in the
EDI 장치(101 및 103)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)로부터 피처리수를 통수한다.In the
EDI 장치(101)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. EDI 장치(101)의 탈염실(23a)로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(103)의 탈염실(23c)에 입구측(23c1)로부터 유입된다. EDI 장치(103)에서는, 제1 실시형태에서 나타낸 EDI 장치(103)에서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the
이 때문에, 제1 실시형태와 마찬가지로, 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상된다. 따라서, 탈염실(23c)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.For this reason, similarly to the first embodiment, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the region of the outlet side 23c2 of the
<제3 실시형태>Third Embodiment
도 9는, 본 발명의 제3 실시형태의 수처리 장치(203)를 나타낸 도면이다. 수처리 장치(203)는, EDI 장치(102)와 EDI 장치(101)를 갖는다. EDI 장치(102)의 탈염실(23b)과 EDI 장치(101)의 탈염실(23a)은 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 탈염실(23b)에 입구측(23b1)으로부터 유입된다. 탈염실(23b)로부터 유출된 물은 탈염실(23a)에 유입된다. EDI 장치(102)와 EDI 장치(101) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(102)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(101)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.9 is a diagram showing the
다음에, 수처리 장치(203)의 탈염실(23b 및 23a)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다. EDI 장치(102 및 101)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(102)의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)으로부터 피처리수를 통수한다. EDI 장치(102)에서는, 제1 실시형태에 나타낸 EDI 장치(102)에서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. EDI 장치(102)의 탈염실(23b)의 출구측(23b2)으로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)에 유입된다. EDI 장치(101)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.Next, the water treatment performed in the
따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 탈염실(23a)에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상하고, 탈염실(23a)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, similarly to the first embodiment, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the
<제4 실시형태>Fourth Embodiment
도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 수처리 장치(204)를 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing the
수처리 장치(204)는 EDI 장치(104)와 EDI 장치(101)를 갖는다. EDI 장치(104)의 탈염실(23d-1)과, EDI 장치(104)의 탈염실(23d-2)과, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)은, 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 소탈염실(23d-1)로부터 유입된다. EDI 장치(104)와 EDI 장치(101) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(104)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(101)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.The
다음에, 수처리 장치(204)의 소탈염실(23d-1, 23d-2) 및 탈염실(23a)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.Next, the water treatment performed in the
EDI 장치(104 및 101)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(104)의 소탈염실(23d-1)로부터 피처리수를 통수한다.In the
EDI 장치(104)의 소탈염실(23d-1)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 소탈염실(23d-1)로부터 유출된 피처리수는, 소탈염실(23d-2)에 유입된다. 소탈염실(23d-2)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 출구측(23b2)의 영역에 충전된 양이온 교환체(CER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 소탈염실(23d-2)로부터 유출된 피처리수는 EDI 장치(101)의 탈염실(23a)에 유입된다. EDI 장치(101)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the
따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 탈염실(23a)에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상되고, 탈염실(23a)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, similarly to the first embodiment, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the
<제5 실시형태>Fifth Embodiment
도 11은 본 발명의 제5 실시형태의 수처리 장치(205)를 나타낸 도면이다.11 is a view showing the
수처리 장치(205)는 EDI 장치(101)와 EDI 장치(105)를 갖는다. EDI 장치(101)의 탈염실(23a)과, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-2)과, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-1)은, 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 탈염실(23a)로부터 유입된다. EDI 장치(101)와 EDI 장치(105) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(101)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(105)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.The
다음에, 수처리 장치(205)의 탈염실(23a), 소탈염실(23e-2 및 23e-1)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.Next, the water treatment performed in the
EDI 장치(101 및 105)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)로부터 피처리수를 통수한다.In the
EDI 장치(101)의 탈염실(23a)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 탈염실(23a)로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-2)에 유입된다.In the
소탈염실(23e-2)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 입구측(23c1)의 영역에 충전된 양이온 교환체(CER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 소탈염실(23e-2)로부터 유출된 피처리수는, 소탈염실(23e-1)에 유입된다. 소탈염실(23e-1)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the
따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 소탈염실(23e-1)에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상된다. 따라서, 소탈염실(23e-1)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, similarly to the first embodiment, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the
<제6 실시형태>Sixth Embodiment
도 12는 본 발명의 제6 실시형태의 수처리 장치(206)를 나타낸 도면이다. 12 is a diagram showing the
수처리 장치(206)는 EDI 장치(106)와 EDI 장치(101)를 갖는다. EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-1)과, EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-2)과, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)은 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 소탈염실(23f-1)로부터 유입된다. EDI 장치(106)와 EDI 장치(101) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(106)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(101)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.The
다음에, 수처리 장치(206)의 소탈염실(23f-1, 23f-2) 및 탈염실(23a)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.Next, the water treatment performed in the
EDI 장치(106) 및 101에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-1)로부터 피처리수를 통수한다.In the
EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-1)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 입구측(23b1)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 소탈염실(23f-1)로부터 유출된 피처리수는, 소탈염실(23f-2)의 입구측(23f-21)(양이온 교환체(CER)가 충전된 부분)으로부터 소탈염실(23f-2)에 통수된다. 소탈염실(23f-2)의 입구측(23f-21)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23b)의 출구측(23b2)의 영역에 충전된 양이온 교환체(CER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 소탈염실(23f-2)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역을 통과한 피처리수는, 소탈염실(23f-2)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 부분에 통수된다. 소탈염실(23f-2)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 부분에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the
소탈염실(23f-2)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 영역을 통과한 피처리수는, EDI 장치(101)의 탈염실(23a)에 통수된다. 탈염실(23a)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 탈염실(23c)의 출구측(23c2)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)를 이용해서 행해지는 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.The water to be treated that has passed through the region filled with the anion exchanger AER in the
따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 탈염실(23a)에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상된다. 따라서, 탈염실(23a)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, similarly to the first embodiment, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the
<제7 실시형태>Seventh Embodiment
도 13은 본 발명의 제7 실시형태의 수처리 장치(207)를 나타낸 도면이다. It is a figure which shows the
수처리 장치(207)는 2대의 EDI 장치(106)를 갖는다. 이하, 최초로 피처리수가 통수되는 EDI 장치(106)를 「1단째 EDI 장치(106-1)」라 칭하고, 최후에 피처리수가 통수되는 EDI 장치(106)를 「최종단 EDI 장치(106-2)」라 칭한다.The
1단째 EDI 장치(106-1)의 소탈염실(23f-1)과, 1단째 EDI 장치(106-1)의 소탈염실(23f-2)과, 최종단 EDI 장치(106-2)의 소탈염실(23f-1)과, 최종단 EDI 장치(106-2)의 소탈염실(23f-2)은, 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 1단째 EDI 장치(106-1)의 소탈염실(23f-1)로부터 유입된다. 1단째 EDI 장치(106-1)와 최종단 EDI 장치(106-2) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. 1단째 EDI 장치(106-1)의 전극실(음극실, 양극실)과, 최종단 EDI 장치(106-2)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.The
다음에, 수처리 장치(207)의 각 탈염실에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다. 1단째 EDI 장치(106-1)와 최종단 EDI 장치(106-2)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, 1단째 EDI 장치(106-1)의 소탈염실(23f-1)로부터 피처리수를 통수한다.Next, the water treatment performed in each desalting chamber of the
1단째 EDI 장치(106-1)에서는, 제6 실시형태의 EDI 장치(106)(도 12 참조)에서의 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. 1단째 EDI 장치(106-1)로부터 유출된 피처리수는, 최종단 EDI 장치(106-2)의 소탈염실(23f-1)에 통수된다. 최종단 EDI 장치(106-2)에서는, 1단째 EDI 장치(106-1)로부터 유출된 피처리수에 대하여, 제6 실시형태의 EDI 장치(106)(도 12 참조)에서의 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the first stage EDI apparatus 106-1, it is estimated that the same processing as that in the EDI apparatus 106 (see FIG. 12) of the sixth embodiment is performed. The to-be-processed water which flowed out from the 1st stage EDI apparatus 106-1 passes through the
따라서, 최종단 EDI 장치(106-2)의 소탈염실(23f-2)의 출구측(23f-22)의 영역에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상되고, 최종단 EDI 장치(106-2)의 소탈염실(23f-2)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the region of the
<제8 실시형태>Eighth Embodiment
도 14는 본 발명의 제8 실시형태의 수처리 장치(208)를 나타낸 도면이다.14 is a diagram showing the
수처리 장치(208)는 EDI 장치(106)와 EDI 장치(105)를 갖는다. EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-1)과, EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-2)과, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-2)과, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-1)은, 이 순서대로 직렬로 연통되어 있다. 피처리수는 소탈염실(23f-1)로부터 유입된다. EDI 장치(106)와 EDI 장치(105) 사이에서는, 농축실은 직렬로 연통되어 있지 않고 따로따로 공급수가 공급된다. EDI 장치(106)의 전극실(음극실, 양극실)과, EDI 장치(105)의 전극실(음극실, 양극실)에는 따로따로 공급수가 공급된다.The
다음에, 수처리 장치(208)의 각 탈염실에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다. EDI 장치(106 및 105)에 있어서, 양극실(21)과 농축실(22 및 24)과 음극실(25)에 공급수를 통수하고 양극(11)과 음극(12) 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, EDI 장치(106)의 소탈염실(23f-1)로부터 피처리수를 통수한다.Next, the water treatment performed in each desalting chamber of the
EDI 장치(106)에서는, 제6 실시형태의 EDI 장치(106)(도 12 참조)에서의 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다. EDI 장치(106)로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-2)에 통수한다. EDI 장치(105)에서는, 제5실시형태의 EDI 장치(105)(도 11 참조)에서의 처리와 마찬가지의 처리가 행해진다고 추정된다.In the
따라서, EDI 장치(105)의 소탈염실(23e-1)에 충전된 음이온 교환체(AER)에 의한 붕소(음이온)의 흡착 효율이 향상하고, 탈염실(23e-1)로부터 유출되는 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화를 도모하는 것이 가능하게 된다.Therefore, the adsorption efficiency of boron (anion) by the anion exchanger (AER) filled in the
이상 설명한 각 실시형태에 있어서, 도시한 구성은 단순한 일례이며, 본 발명은 그 구성으로 한정되는 것은 아니다.In each embodiment described above, the structure shown is an example only, and this invention is not limited to the structure.
예를 들면, 전술한 각 실시형태에서는, 2대의 EDI 장치를 이용한 수처리 장치가 사용되고 있다. 그렇지만, 복수의 탈염실 중, 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 탈염실의 최상류부와, 처리수를 출력하는 최종단의 탈염실의 최하류부에, 음이온 교환체가 단독으로 충전되고, 직렬로 연통되는 복수의 탈염실의 일부로서 1단째의 탈염실의 최상류부와 최종단의 탈염실의 최하류부 사이의 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있으면, EDI 장치의 수는 2대로 한정되지 않고 3대 이상이어도 된다.For example, in each embodiment mentioned above, the water treatment apparatus using two EDI apparatuses is used. However, among the plurality of desalination chambers, the anion exchanger is filled in the uppermost portion of the desalting chamber at the first stage through which the water to be treated first passes and at the lowermost portion of the desalting chamber at the final stage at which the treated water is discharged, and is connected in series. If at least a cation exchanger is filled in the portion between the most upstream portion of the first stage desalination chamber and the most downstream portion of the final stage desalination chamber as part of a plurality of desalting chambers, the number of EDI apparatuses is not limited to two but three The above may be sufficient.
또한, 각 실시형태에서는 [농축실(C)|음이온 교환막(AEM)|탈염실(D)|양이온 교환막(CEM)|농축실(C)]로 이루어진 기본구성(셀 세트)이 양극과 음극 사이에 배치되어 있다. 그러나, 전극 간에 이러한 셀 세트를 복수개 병치하고, 전기적으로는 복수개의 셀 세트가 일단부를 양극으로 하고 타단부를 음극으로 하여 직렬 접속되도록 해서 처리 능력의 증대를 도모해도 된다.In each embodiment, the basic configuration (cell set) consisting of [concentration chamber (C) | anion exchange membrane (AEM) | desalting chamber (D) | cationic exchange membrane (CEM) | concentration chamber (C)] is provided between the positive electrode and the negative electrode. Is placed on. However, a plurality of such cell sets may be juxtaposed between the electrodes, and the plurality of cell sets may be electrically connected in series with one end as an anode and the other as a cathode in order to increase processing capacity.
이 경우, 인접하는 셀 세트 간에 이웃하는 농축실을 공유할 수 있다. 따라서, EDI 장치의 구성으로서는, [양극실|C|AEM|D|CEM|C|AEM|D|CEM|C|AEM|D|CEM|…|C|음극실]의 구성이 이용되어도 된다. 이러한 직렬구조의 EDI 장치에 있어서의 탈염실의 수를 「탈염실 셀 페어수」라고도 칭한다.In this case, neighboring enrichment chambers can be shared between adjacent cell sets. Therefore, as the configuration of the EDI device, the positive electrode chamber | C | AEM | D | CEM | C | AEM | D | CEM | C | AEM | D | CEM |. | C | cathode chamber] may be used. The number of demineralization chambers in such a serial EDI apparatus is also called "the number of demineralization chamber cell pairs."
또한, 이러한 직렬구조에 있어서, 양극실에 가장 가까운 탈염실에 대해서는, 양극실과의 사이에 독립된 농축실을 개재시키는 일 없이 양극실 자체를 농축실로서도 기능시킬 수 있고, 음극실에 가장 가까운 탈염실에 대해서는, 음극실과의 사이에 농축실을 개재시키는 일 없이 음극실 자체를 농축실로서도 기능시킬 수 있다. 직류 전압의 인가에 의해서 소비하는 전력을 억제하기 위해서는, 농축실, 양극실 및 음극실 중 적어도 1개에 이온 교환체를 충전해서 EDI 장치의 전기 저항을 낮춰도 된다.In this series structure, in the desalination chamber closest to the anode chamber, the anode chamber itself can also function as a concentration chamber without interposing an independent concentration chamber between the anode chamber and the desalination chamber closest to the cathode chamber. With respect to, the cathode chamber itself can also function as an enrichment chamber without interposing the enrichment chamber between the cathode chambers. In order to suppress the power consumed by the application of the DC voltage, at least one of the concentration chamber, the anode chamber and the cathode chamber may be charged with an ion exchanger to lower the electrical resistance of the EDI apparatus.
각 실시형태에서는, 음극실로부터 양극실로 흐르는 공급수로서 순수를 이용했지만, 음극실이나 양극실에 공급되는 공급수는, 순수가 아니어도 되고, 예를 들면 피처리수이어도 된다. 또한, 동일한 EDI 장치 내의 음극실과 양극실을 접속하지 않아도 되고 병렬로 접속해도 된다.In each embodiment, pure water was used as the supply water flowing from the cathode chamber to the anode chamber, but the supply water supplied to the cathode chamber or anode chamber may not be pure water, for example, may be treated water. In addition, the cathode chamber and anode chamber in the same EDI apparatus may not be connected or may be connected in parallel.
각 실시형태에서는, 각 농축실에 순수를 공급했지만, 순수 대신에, 2단째의 EDI 장치가 출력하는 처리수를 공급해도 된다. 또한, 2단째의 EDI 장치가 출력하는 처리수를, 2단째의 EDI 장치의 각 농축실에 공급하고, 2단째의 EDI 장치의 각 농축실로부터 배출된 물을, 1단째의 EDI 장치의 각 농축실에 공급해도 된다. 또한, 1단째의 EDI 장치의 각 농축실에는 피처리수가 공급되어도 된다.In each embodiment, although pure water was supplied to each concentration chamber, you may supply the process water which the EDI apparatus of a 2nd stage outputs instead of pure water. Further, the treated water output from the second stage EDI apparatus is supplied to each concentration chamber of the second stage EDI apparatus, and the water discharged from each concentration chamber of the second stage EDI apparatus is concentrated in each of the first stage EDI apparatuses. You may supply to a thread. Moreover, the to-be-processed water may be supplied to each concentration chamber of the 1st stage EDI apparatus.
[[ 실시예Example ]]
다음에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described.
실시예 및 비교예로서, 2대의 EDI 장치를 구비하고 각 EDI 장치의 탈염실이 직렬로 연통된 수처리 장치를 이용하였다. 이하, 2대의 EDI 장치 중, 피처리수가 최초로 통수되는 EDI 장치를 「1단째 EDI 장치」라 칭하고, 1단째 EDI 장치로부터 유출된 피처리수가 통수되는 EDI 장치(최종단 EDI 장치)를 「2단째 EDI 장치」라 칭한다.As an Example and a comparative example, the water treatment apparatus provided with two EDI apparatuses, and the desalination chamber of each EDI apparatus was connected in series was used. Hereinafter, of the two EDI devices, the EDI device through which the water to be treated first flows is referred to as a "first-stage EDI device", and the EDI device (final-end EDI device) through which the water to flow out from the first-stage EDI device is passed "second stage". EDI device ”.
<실시예 1 내지 8><Examples 1 to 8>
실시예 1 내지 8의 수처리 장치로서, 도 7 내지 도 14에 나타낸 제1 내지 제8 실시형태의 수처리 장치(201 내지 208)(도 20 참조)를 이용하였다.As the water treatment apparatuses of Examples 1 to 8, the
다음에, 비교예에서 이용한 EDI 장치(301)에 대해서 설명한다.Next, the
도 15는 EDI 장치(301)를 나타낸 도면이다. EDI 장치(301)로서는, 탈염실(23g)에 음이온 교환체(A)와 양이온 교환체(K)를 혼상(混床) 형태로 충전한 EDI 장치를 이용하였다.15 is a diagram illustrating an
다음에, 비교예 1 내지 4의 수처리 장치에 대해서 설명한다.Next, the water treatment apparatus of Comparative Examples 1-4 is demonstrated.
도 16 내지 도 19는, 각각, 비교예 1 내지 4의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.16 to 19 are diagrams showing the water treatment apparatuses of Comparative Examples 1 to 4, respectively.
비교예 1에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이 1단째 EDI 장치 및 2단째 EDI 장치로서 EDI 장치(301)를 이용하였다. 비교예 2에서는, 도 17에 나타낸 바와 같이 1단째 EDI 장치로서 EDI 장치(301)를 이용하고 2단째 EDI 장치로서 EDI 장치(103)를 이용하였다. 비교예 3에서는, 도 18에 나타낸 바와 같이 1단째 EDI 장치로서 EDI 장치(301)를 이용하고 2단째 EDI 장치로서 EDI 장치(102)를 이용하였다. 비교예 4에서는, 도 19에 나타낸 바와 같이 1단째 EDI 장치로서 EDI 장치(101)를 이용하고 2단째 EDI 장치로서 EDI 장치(301)를 이용하였다.In the comparative example 1, as shown in FIG. 16, the
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에 있어서의 EDI 장치의 사양, 통수 유량, 인가전류, 피처리수의 수질 등의 운전 조건은, 이하와 같다.The operating conditions such as the specifications of the EDI apparatus, the flow rate of the water flow, the applied current, and the quality of the water to be treated in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 are as follows.
·음이온 교환체로서, 음이온 교환 수지[상품명: 앰버제트(AMBERJET)(등록상표) 4002(강염기성 음이온 교환수지 4002), 다우 케미칼사 제품]를 이용하고, 양이온 교환체로서, 양이온 교환 수지[상품명: 앰버제트(등록상표) 1020(강산성 양이온 교환수지 1020), 다우 케미칼사 제품]를 이용하였다.Cation exchange resin [Product Name: AMBERJET® 4002 (strongly basic anion exchange resin 4002), manufactured by Dow Chemical Company) as an anion exchanger, as a cation exchanger. : Amberjet (registered trademark) 1020 (strongly acidic cation exchange resin 1020) and the Dow Chemical company] were used.
·음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 양쪽이 충전되어 있는 탈염실(23b, 23c), 소탈염실(23f-2), 탈염실(23g)에서는, 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 체적의 비율을 1:1로 하였다.In the
·셀(탈염실, 농축실, 양극실, 음극실)의 용적을, 100㎜×100㎜×10㎜로 하였다.The volume of the cell (desalting chamber, concentration chamber, anode chamber, cathode chamber) was set to 100 mm x 100 mm x 10 mm.
·탈염실 셀 페어수를 1셀 페어로 하였다.The number of desalination chamber cell pairs was 1 cell pair.
·1단째 EDI 장치에 통수되는 피처리수로서, 2단 RO(역침투막)처리수(도전율: 3 내지 4μS/cm, 붕소농도: 90 내지 100㎍ B/L)를 이용하였다.As the water to be treated to the first stage EDI apparatus, two stage RO (reverse osmosis membrane) treated water (conductivity: 3 to 4 µS / cm, boron concentration: 90 to 100 µg B / L) was used.
·피처리수 유량을, 20L/h로 하였다.The water flow rate to be treated was set to 20 L / h.
·양극과 음극 사이를 흐르는 전류의 값을 0.4A로 하였다.The value of the current flowing between the positive electrode and the negative electrode was 0.4 A.
·농축실에 공급하는 공급수로서, 별도의 계통으로부터의 순수를 이용하였다.Pure water from a separate system was used as the feed water to be supplied to the concentration chamber.
·농축실에의 공급 수 유량을 5L/h로 하였다.-The flow volume of the supplied water to the concentration chamber was 5 L / h.
·양극실에 공급하는 공급수 및 음극실에 공급하는 공급수로서, 별도의 계통으로부터의 순수를 이용하였다.Pure water from a separate system was used as the supply water supplied to the anode chamber and the supply water supplied to the cathode chamber.
·양극실에 공급하는 공급 수 유량 및 음극실에의 공급수 유량을, 5L/h로 하였다.-The flow volume of the water to be supplied to the anode chamber and the flow rate of the water to the cathode chamber were 5 L / h.
도 20은 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에서의 처리수의 붕소농도(단위: ng B/L)의 측정 결과를 나타낸 도면이다. 도 20에서는, 각 EDI 장치의 탈염실의 상태(음이온 교환 수지나 양이온 교환 수지의 충전 형태)를 모식적으로 나타내고 있다. 도 20에서는, 음이온 교환 수지층을 「A」로 나타내고, 양이온 교환 수지층을 「K」로 나타내며, 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 혼합층을 「MB」로 나타내고 있다.It is a figure which shows the measurement result of the boron concentration (unit: ng B / L) of the treated water in Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4. In FIG. 20, the state (deformation form of anion exchange resin and cation exchange resin) of the desalination chamber of each EDI apparatus is shown typically. In FIG. 20, the anion exchange resin layer is shown by "A", the cation exchange resin layer is shown by "K", and the mixed layer of anion exchange resin and cation exchange resin is shown by "MB".
실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 4의 처리수의 붕소농도를 보아서 알 수 있는 바와 같이, 2대의 EDI 장치의 각 탈염실을 직렬로 연통시킨 것만으로는, 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수는 없었다. 또, 붕소농도를 50ng B/L 이하로 하는 것은, 예를 들면, 반도체 프로세스에서 사용되는 순수에 있어서 바람직한 것으로 여겨진다.As can be seen from the boron concentrations of the treated waters of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, the boron concentration was 50 ng B / L or less only by connecting the desalination chambers of the two EDI apparatuses in series. I could not. Moreover, it is considered that boron concentration is 50 ng B / L or less is preferable in the pure water used by a semiconductor process, for example.
한편, 실시예 1 내지 8과 같이, 1단째 EDI 장치의 탈염실의 최상류부의 영역에 음이온 교환 수지를 단독으로 충전하고, 2단?(최종단) EDI 장치의 탈염실의 최하류부의 영역에 음이온 교환 수지를 단독으로 충전하며, 그 사이의 부분에 양이온 교환 수지가 충전되어 있음으로써, 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수 있었다.On the other hand, as in Examples 1 to 8, the anion exchange resin is filled solely in the region of the upstream portion of the desalination chamber of the first stage EDI apparatus, and the anion is formed in the region of the most downstream portion of the desalination chamber of the second stage EDI apparatus. By filling the exchange resin alone, and filling the cation exchange resin in the portion therebetween, the boron concentration could be 50 ng B / L or less.
실시예 1과 실시예 2, 3의 비교, 비교예 1 내지 3과 비교예 4의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 음이온 교환 수지를 단상 형태로 충전, 또는 2단째 EDI 장치의 탈염실에 음이온 교환 수지를 단상 형태로 충전함으로써, 더욱 처리수의 붕소농도를 저감시킬 수 있었다.As can be seen from the comparison between Example 1 and Examples 2 and 3, the comparison of Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Example 4, the desalting chamber of the first stage EDI apparatus was filled with an anion exchange resin in the form of a single phase, or the second stage. By filling the desalination chamber of the EDI apparatus in the form of a single phase, the boron concentration of the treated water can be further reduced.
실시예 2 내지 3과 실시예 4 내지 5의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 직렬로 연통되는 탈염실 중 적어도 1개가, 중간 이온 교환막과 제1 소탈염실과 제2 소탈염실을 갖는 탈염실(이하 「D2 탈염실」이라 칭함)인 것에 의해, 처리수의 붕소농도를 더욱 저감시킬 수 있었다. 그러나, D2 탈염실을 직렬로 연결시키면 통수 차압이 상승할 우려가 있다. 이 때문에, 실시예 4 내지 6과 같이 D2 탈염실의 대수를 필요 이상으로 늘리는 일 없이, 처리수의 붕소농도를 목표값(예를 들면, 50ng B/L) 이하로 할 수 있으면 통수 차압의 면에서 이점이 있다.As can be seen from the comparison between Examples 2 to 3 and Examples 4 to 5, at least one of the desalting chambers connected in series has a desalting chamber having an intermediate ion exchange membrane, a first desalting chamber and a second desalting chamber ( It is hereinafter referred to as "D2 desalting chamber" to further reduce the boron concentration of the treated water. However, when the D2 desalination chambers are connected in series, there is a fear that the water pressure difference will increase. Therefore, as in Examples 4 to 6, if the boron concentration of the treated water can be lower than the target value (for example, 50 ng B / L) without increasing the number of D2 desalination chambers more than necessary, the surface of the water passage differential pressure There is an advantage in that.
실시예 7과 실시예 8의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 최종단(2단째) EDI 장치 최하류부의 탈염실에 음이온 교환 수지를 단상 형태로 충전하는 것에 의해, 처리수의 붕소농도를 더욱 저감시킬 수 있었다.As can be seen from the comparison between Example 7 and Example 8, the boron concentration of the treated water is further reduced by filling anion exchange resin in a single phase form in the desalination chamber at the downstream end of the final stage (second stage) EDI apparatus. I could make it.
<실시예 9 내지 10><Examples 9 to 10>
다음에, 도 21을 참조해서 실시예 9 내지 10의 수처리 장치를 설명한다.Next, the water treatment apparatus of Examples 9 to 10 will be described with reference to FIG.
실시예 9는, 실시예 1에 있어서, 2단째 EDI 장치의 탈염실에 있어서의 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지의 체적비를 일정(양이온 교환 수지:음이온 교환 수지=9:1)하게 한 상태에서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 있어서의 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 체적비를 변경(음이온 교환 수지의 체적비를 5% 내지 100% 사이에서 변경)한 예이다.In Example 1, in Example 1, in the state which made the volume ratio of the cation exchange resin and anion exchange resin in the desalination chamber of a 2nd-stage EDI apparatus constant (cationic exchange resin: anion exchange resin = 9: 1), The volume ratio of the anion exchange resin and the cation exchange resin in the desalination chamber of the first stage EDI apparatus is changed (the volume ratio of the anion exchange resin is changed between 5% and 100%).
실시예 10은, 실시예 1에 있어서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 있어서의 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 체적비를 일정(음이온 교환 수지:양이온 교환 수지=1:9)하게 한 상태에서, 2단째 EDI 장치의 탈염실에 있어서의 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지의 체적비를 변경(음이온 교환 수지의 체적비를 5% 내지 100%의 사이에서 변경)한 예이다.In Example 1, in Example 1, in the state which made the volume ratio of anion exchange resin and cation exchange resin in the desalination chamber of a 1st-stage EDI apparatus constant (anion exchange resin: cationic exchange resin = 1: 9), This is an example in which the volume ratio of the cation exchange resin and the anion exchange resin in the desalting chamber of the second stage EDI apparatus is changed (the volume ratio of the anion exchange resin is changed between 5% and 100%).
도 21은, 실시예 9 내지 10에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다. 또, 도 21에서는, 각 EDI 장치의 탈염실의 상태(음이온 교환 수지나 양이온 교환 수지의 충전 형태)를 모식적으로 도시하고, 음이온 교환 수지를 「A」나 「AER」로 나타내고, 양이온 교환 수지를 「K」로 나타내고 있다.FIG. 21 is a diagram illustrating a measurement result of boron concentration of treated water in Examples 9 to 10. FIG. In addition, in FIG. 21, the state (filled form of anion exchange resin or cation exchange resin) of the desalination chamber of each EDI apparatus is shown typically, Anion exchange resin is shown by "A" and "AER", and cation exchange resin Is represented by "K".
도 21에 있어서, 실시예 9의 측정 결과에서는, 1단째 EDI 장치의 음이온 교환 수지의 비율이 5%일 때의 처리수의 붕소농도를 「1」로 하고, 음이온 교환 수지의 비율을 증가시켰을 때의, 처리수의 붕소농도의 감소의 정도가, 제거 비율로서 플롯되어 있다. 한편, 실시예 10의 측정 결과에서는, 2단째 EDI 장치의 음이온 교환 수지의 비율이 5%일 때의 처리수의 붕소농도를 「1」로 하고, 음이온 교환 수지의 비율을 증가시켰을 때의, 처리수의 붕소농도의 감소의 정도가, 제거 비율로서 플롯되어 있다. 또, 실시예 9, 10에서는, 실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 4와 마찬가지의 급수 부하 조건에서 통수 시험을 실시하였다(예를 들면, 피처리수로서 2단 RO투과수를 이용하고, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수되는 피처리수의 붕소농도를 90 내지 100㎍ B/L로 하였다).21, in the measurement result of Example 9, when the boron concentration of the treated water when the ratio of the anion exchange resin of a 1st stage EDI apparatus is 5% is set to "1", and the ratio of anion exchange resin is increased. The degree of reduction of the boron concentration in the treated water is plotted as the removal rate. On the other hand, in the measurement result of Example 10, the process when the boron concentration of the treated water when the ratio of the anion exchange resin of a 2nd EDI apparatus is 5% is made "1", and the ratio of anion exchange resin is increased. The degree of reduction in the boron concentration of the water is plotted as the removal rate. In Examples 9 and 10, a water passage test was conducted under the same water supply load conditions as in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 (for example, using two-stage RO permeated water as treated water, The boron concentration of the water to be treated passed through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus was 90 to 100 µg B / L).
실시예 9, 10으로부터, 음이온 교환 수지의 비율이 증가할수록 처리수의 붕소농도가 저감되는 것을 알았다. 또, 음이온 교환 수지의 비율에 있어서, 5%와 10%를 비교하면, 10% 미만일 때보다도 10%일 때의 쪽이, 처리수의 붕소농도의 감소의 정도가 현저하게 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이것은, 1단째의 탈염실의 체적에 대한 1단째의 탈염실의 최상류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비, 및 최종단의 탈염실의 체적에 대한 최종단의 탈염실의 최하류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비가 10% 이상일 경우에, 처리수의 붕소농도의 감소의 정도가 현저하게 커지는 것을 의미한다.From Examples 9 and 10, it was found that the boron concentration of the treated water decreases as the ratio of the anion exchange resin increases. In addition, when comparing 5% and 10% in the ratio of anion exchange resin, it was confirmed that the degree of reduction of the boron concentration of treated water becomes remarkably larger when it is 10% than when it is less than 10%. This is the ratio of the volume of the anion exchanger charged solely to the uppermost part of the desalting chamber of the first stage to the volume of the desalting chamber of the first stage, and the lowest downstream of the desalting chamber of the final stage relative to the volume of the desalting chamber of the final stage. When the volume ratio of the anion exchanger charged solely to is 10% or more, it means that the degree of reduction in the boron concentration of the treated water is significantly increased.
또한, 음이온 교환 수지의 비율이 50% 이상인 경우에 있어서, 10 내지 50% 미만의 비율일 때와 비교하면, 처리수의 붕소농도의 감소의 효과가 큰 것을 확인할 수 있었다. 이것은, 1단째의 탈염실의 체적에 대한 1단째의 탈염실의 최상류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비, 및 최종단의 탈염실의 체적에 대한 최종단의 탈염실의 최하류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비가 50% 이상일 경우에, 처리수의 붕소농도의 감소의 정도가 더욱 현저하게 커지는 것을 의미한다.In addition, when the ratio of the anion exchange resin was 50% or more, it was confirmed that the effect of the reduction in the boron concentration of the treated water was greater than in the case of the ratio of less than 10 to 50%. This is the ratio of the volume of the anion exchanger charged solely to the uppermost part of the desalting chamber of the first stage to the volume of the desalting chamber of the first stage, and the lowest downstream of the desalting chamber of the final stage relative to the volume of the desalting chamber of the final stage. When the volume ratio of the anion exchanger charged solely to is 50% or more, it means that the degree of reduction in the boron concentration of the treated water becomes more markedly.
<실시예 11 내지 13><Examples 11 to 13>
다음에, 도 22를 참조해서 실시예 11 내지 13의 수처리 장치를 설명한다.Next, the water treatment apparatus of Examples 11 to 13 will be described with reference to FIG.
실시예 11은, 실시예 1에 있어서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수하는 피처리수에 관해서, 실리카와 붕소의 농도를 100 마이크로그램/리터 정도로 일정(실리카: 98㎍ SiO2/L, 붕소: 97㎍ B/L)하게 한 상태에서 탄산의 농도(㎎ CO2/L)를 변경한 예이다.In Example 1, in Example 1, the concentration of silica and boron was constant at about 100 micrograms / liter with respect to the water to be passed through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus (silica: 98 µg SiO 2 / L, Boron: 97 µg B / L) is an example in which the concentration of carbonic acid (mg CO 2 / L) was changed.
실시예 12는, 실시예 1에 있어서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수하는 피처리수에 관해서, 붕소와 탄산의 농도를 일정(붕소: 97㎍ B/L, 탄산: 5㎎ CO2/L)하게 한 상태에서 실리카의 농도(㎍ SiO2/L)를 변경한 예이다.In Example 1, in Example 1, the concentrations of boron and carbonic acid were constant (boron: 97 µg B / L, carbonic acid: 5 mg CO 2 /) with respect to the water to be treated passing through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus. L) is an example in which the concentration (μg SiO 2 / L) of silica is changed in the state.
실시예 13은, 실시예 1에 있어서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수하는 피처리수에 관해서, 실리카와 탄산의 농도를 일정(실리카: 98㎍ SiO2/L, 탄산: 5㎎ CO2/L)하게 한 상태에서 붕소의 농도(㎍ B/L)를 변경한 예이다.In Example 1, in Example 1, the concentration of silica and carbonic acid was constant (silica: 98 µg SiO 2 / L, carbonic acid: 5 mg CO 2) with respect to the water to be treated passing through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus. / L) is an example in which the concentration of boron (µg B / L) was changed.
도 22는 실시예 11 내지 13에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다. 도 22에서는, 음이온 교환 수지를 「A」로 나타내고, 양이온 교환 수지를 「K」로 나타내고 있다.FIG. 22 is a graph showing measurement results of boron concentration in treated water in Examples 11 to 13. FIG. In FIG. 22, anion exchange resin is shown by "A" and cation exchange resin is shown by "K".
실시예 11 내지 13으로부터, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수하는 피처리수에 있어서 탄산농도가 5㎎ CO2/L 이하, 실리카 농도가 100㎍ SiO2/L 이하, 그리고 붕소농도가 100㎍ B/L 이하일 때에, 처리수의 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수 있었던 것을 확인할 수 있다.From Examples 11 to 13, in the water to be treated passed through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus, the carbonic acid concentration was 5 mg CO 2 / L or less, the silica concentration was 100 μg SiO 2 / L or less, and the boron concentration was 100 μg. When it is B / L or less, it can be confirmed that the boron concentration of the treated water can be set to 50 ng B / L or less.
또한, 실시예 13에 있어서, 1단째 EDI 장치의 탈염실에 통수하는 피처리수의 붕소농도가 거의 200(198)㎍ B/L일 때에, 양극과 음극 사이를 흐르는 전류를 0.8A로 해서 시험해본 바, 처리수의 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수 없었다. 이 때문에, 단순히 전류값을 증가시키는 것만으로는, 처리수의 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수 없는 것이 확인되었다.Further, in Example 13, when the boron concentration of the water to be treated passing through the desalination chamber of the first stage EDI apparatus was approximately 200 (198) µg B / L, the current flowing between the anode and the cathode was tested at 0.8 A. As a result, the boron concentration of the treated water could not be lower than 50 ng B / L. For this reason, it was confirmed that the boron concentration of the treated water cannot be 50 ng B / L or less simply by simply increasing the current value.
<실시예 14><Example 14>
다음에, 도 23을 참조해서 실시예 14의 수처리 장치를 설명한다.Next, the water treatment apparatus of Example 14 will be described with reference to FIG.
실시예 14는, 실시예 8에 있어서, 1단째 EDI 장치의 소탈염실(23f-1)에 통수하는 피처리수에 대해서, 실리카와 탄산의 농도를 일정(실리카: 101㎍ SiO2/L, 탄산: 5㎎ CO2/L)하게 한 상태에서 붕소의 농도(㎍ B/L)를 변경한 예이다.In Example 8, in Example 8, the concentrations of silica and carbonic acid were constant (silica: 101 µg SiO 2 / L, with respect to the water to be treated passing through the
도 23은 실시예 14에서의 처리수의 붕소농도의 측정 결과를 나타낸 도면이다. 도 23에서는, 음이온 교환 수지를 「A」로 나타내고, 양이온 교환 수지를 「K」로 나타내고 있다.FIG. 23 is a view showing a measurement result of boron concentration of treated water in Example 14; FIG. In FIG. 23, anion exchange resin is shown by "A" and cation exchange resin is shown by "K".
실시예 11 내지 13으로부터, 중간 이온 교환막으로 구분되어 있지 않은 탈염실(이하 「D1 탈염실」이라고 칭함)을 직렬로 연통시킨 경우, 처리수의 붕소농도를 50ng B/L 이하로 하기 위해서는, 1단째의 EDI 장치에 통수하는 피처리수의 붕소농도를 대강 100㎍ B/L 이하로 하면 되는 것을 알 수 있었다.In Examples 11 to 13, when the desalting chamber (hereinafter referred to as "D1 desalting chamber") not separated by the intermediate ion exchange membrane was connected in series, in order to make the boron concentration of the treated water be 50 ng B / L or less, 1 It turned out that the boron concentration of the to-be-processed water passed to the EDI apparatus of 1 step should be made into about 100 microgram B / L or less.
그러나 실시예 4 내지 8에 나타낸 바와 같이, 수처리 장치에 있어서 D2 탈염실을 갖는 EDI 장치를 증가시키는 것에 의해 처리수의 붕소농도를 저감시키는 것이 가능하게 되었다. 이 점에 대해서, 실시예 14에서는, 1단째의 EDI 장치에 통수하는 피처리수의 붕소농도가 실시예 13에서의 피처리수의 붕소농도보다도 높은 거의 300(298)㎍ B/L이어도, 처리수의 붕소농도를 50ng B/L 이하로 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.However, as shown in Examples 4 to 8, it is possible to reduce the boron concentration of the treated water by increasing the EDI apparatus having the D2 desalting chamber in the water treatment apparatus. On the other hand, in Example 14, even if the boron concentration of the to-be-processed water passed to the EDI apparatus of 1st stage is nearly 300 (298) microgram B / L higher than the boron concentration of the to-be-processed water in Example 13, It was confirmed that the boron concentration of the water could be 50ng B / L or less.
여기에서, 직렬로 연통된 탈염실의 최상류부에 음이온 교환 수지를 단독으로 충전하는 이유에 대해서 설명한다. 피처리수 내의 붕소는, 고체 염기인 음이온 교환 수지에 접촉하면 음이온으로서의 해리가 촉진되고, 결과적으로, 음이온 교환 수지에 의한 흡착 제거 효율이 좋아진다.Here, the reason why the anion exchange resin is filled solely in the uppermost part of the desalting chamber connected in series will be described. When boron in the water to be treated comes into contact with the anion exchange resin as a solid base, dissociation as an anion is promoted, and as a result, the adsorption removal efficiency by the anion exchange resin is improved.
다음에, 직렬로 연통시킨 탈염실의 최하류부에 음이온 교환 수지를 단독으로 충전하고, 최상류부와 최하류부 사이에 적어도 양이온 교환 수지를 충전하는 이유에 대해서 설명한다. 양이온 교환 수지를 이용해서 피처리수 내의 양이온 성분을 제거하고 나서, 피처리수를 최하류부의 음이온 교환 수지에 통수하는 쪽이, 양이온 교환 수지를 사용해서 양이온 성분을 제거하지 않고 최하류부의 음이온 교환 수지에 피처리수를 통수할 경우에 비해서, 최하류부의 음이온 교환 수지에 통수되는 피처리수에 존재하는 수산화물 이온의 농도를 저감시킬 수 있고, 음이온 교환 수지를 이용한 붕소의 제거 효율이 좋아진다.Next, the reason why anion exchange resin is filled solely in the lowermost part of the desalination chamber connected in series and at least the cation exchange resin is filled between the most upstream part and the most downstream part will be described. After removing the cation component in the water to be treated using the cation exchange resin, and passing the treated water to the anion exchange resin at the downstreammost portion, the anion exchange at the downstreammost portion without removing the cation component using the cation exchange resin. Compared with the case where the water to be treated is passed through the resin, the concentration of hydroxide ions present in the water to be treated which is passed through the anion exchange resin at the lowermost portion can be reduced, and the boron removal efficiency using the anion exchange resin is improved.
또, 실시예 7 등과 같이 최종단의 제2 소탈염실에서는, 이온 교환 수지가 복상 형태(음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지의 양쪽이 따로따로 충전되어 있는 형태)로 되어 있기 때문에, 제2 소탈염실을 흐르는 전류에 있어서 편류가 발생한다. 이 편류는, 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지 사이의 전기 저항의 차이에 기인하는 것이므로, 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지 중 전기 저항이 낮은 쪽에 많은 전류가 흘러버리는 현상이다. 이것에 대하여, 실시예 8의 최종단의 제2 소탈염실에는, 음이온 교환 수지가 단상 형태로 충전되어 있기 때문에, 실시예 7과 비교해서 편류가 일어나기 어려워, 붕소의 제거 효율이 좋아진다.In addition, since the ion exchange resin is in the form of a phase (the form in which both the anion exchange resin and the cation exchange resin are separately filled) in the second end desalting chamber at the final stage as in Example 7, etc., the second desorption salt Drift occurs in the current flowing through the yarn. Since this drift is caused by the difference in the electrical resistance between the anion exchange resin and the cation exchange resin, a large amount of current flows to the lower electric resistance among the anion exchange resin and the cation exchange resin. On the other hand, since the anion exchange resin is filled in the single phase form in the second denitration chamber of the last stage of Example 8, compared with Example 7, it is hard to produce a drift and the removal efficiency of boron improves.
다음에, D2 탈염실을 이용하는 이점에 대해서 설명한다. 전술한 바와 같이 복상 형태의 탈염실에서는, 전류가 편류해 버린다. 그 때문에, 1개의 탈염실에 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지를 복상 형태로 충전하는 것보다도, D2 탈염실의 2개의 소탈염실에 단상 형태로 음이온 교환 수지와 양이온 교환 수지를 따로따로 충전한 쪽이, 음이온 교환 수지에 효율적으로 전류를 흘려보낼 수 있으므로, 탈염 효율이 좋아진다. 그렇지만, D2 탈염실은, D1 탈염실에 비교해서 유로 길이가 약2배가 되므로, 통수 차압이 높아질 우려가 있다. 그 때문에, 처리수에 있어서 목표의 붕소농도를 달성할 수 있는 범위에서 D2 탈염실을 채용하는 EDI 장치의 수를 적게 함으로써, 통수 차압의 상승을 저감시키는 것이 가능하게 된다.Next, the advantages of using the D2 desalting chamber will be described. As described above, the current flows in the desalting chamber in the form of a phase. Therefore, the anion exchange resin and the cation exchange resin are separately filled in two demineralization chambers of the D2 desalting chamber in a single phase rather than the anion exchange resin and the cation exchange resin in the form of a double phase. Since an electric current can be sent to this anion exchange resin efficiently, desalination efficiency improves. However, in the D2 desalting chamber, since the flow path length is about twice as large as in the D1 desalting chamber, there is a fear that the water passage differential pressure will increase. Therefore, by reducing the number of EDI apparatuses employing the D2 desalting chamber in the range in which the target boron concentration can be achieved in the treated water, it is possible to reduce the increase in the water passage differential pressure.
여기에서, "탈염실의 최상류부"란, 피처리수가 탈염실에 유입될 때에 최초로 통과하는 (일정한) 부분을 가리키고, "탈염실의 최하류부"란, 처리수가 탈염실로부터 외부로 유출될 때에 최후에 통과하는 (일정한) 부분을 가리킨다. "탈염실의 최상류부"와 "탈염실의 최하류부"는, 반드시 물리적인 상하 관계를 가리키는 것은 아니고, 예를 들면, 피처리수가 탈염실의 상부측면으로부터 유입되고, 탈염실의 하부측면으로부터 유출되는 바와 같은 경우도 포함된다.Here, the "upstream part of the desalination chamber" refers to the portion (constant) that first passes when the water to be treated flows into the desalination chamber, and the "downstream part of the desalination chamber" refers to when the treated water flows out of the desalination chamber to the outside. Point to the last (constant) part that passes. The uppermost part of the desalting chamber and the lowermost part of the desalting chamber do not necessarily indicate a physical up-down relationship. For example, the water to be treated flows in from the upper side of the desalting chamber and flows out from the lower side of the desalting chamber. Also included are cases.
Claims (14)
상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각은, 양극과 음극 사이에, 상기 양극측에 위치하는 음이온 교환막과 상기 음극측에 위치하는 양이온 교환막으로 구획되어 이온 교환체가 충전된 탈염실을 구비하고,
상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 상기 탈염실은 직렬로 연통되어 있으며,
상기 직렬로 연통되는 복수의 탈염실은, 붕소를 포함하는 피처리수를 통수시켜 처리수를 유출하고,
상기 피처리수가 최초로 통수되는 1단째의 상기 탈염실의 최상류부와, 상기 처리수를 유출하는 최종단의 상기 탈염실의 최하류부에는, 음이온 교환체가 단독으로 충전되며,
상기 복수의 탈염실의 일부로서 상기 1단째의 탈염실의 최상류부와 상기 최종단의 탈염실의 최하류부 사이의 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있고,
상기 1단째의 탈염실의 체적에 대한 상기 1단째의 탈염실의 최상류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비, 및 상기 최종단의 탈염실의 체적에 대한 상기 최종단의 탈염실의 최하류부에 단독으로 충전된 음이온 교환체의 체적의 비는, 10% 이상인, 수처리 장치.In the water treatment apparatus having a plurality of electric deionized water production apparatus,
Each of the plurality of electric deionized water production apparatuses includes a desalting chamber filled with an ion exchanger, partitioned between an anode and a cathode by an anion exchange membrane located on the anode side and a cation exchange membrane located on the cathode side,
Each of the desalination chambers of the plurality of electric deionized water production apparatuses is in series communication,
The plurality of desalination chambers communicated in series pass through the water to be treated containing boron, and outflow of the water to be treated.
The anion exchanger is filled in the uppermost part of the desalination chamber of the first stage through which the water to be treated first passes, and the most downstream part of the desalting chamber of the final stage from which the treated water flows out.
As a part of the plurality of desalting chambers, at least a cation exchanger is filled in a portion between the most upstream portion of the desalting chamber at the first stage and the most downstream portion of the desalting chamber at the final stage,
The ratio of the volume of the anion exchanger charged solely to the uppermost part of the desalting chamber of the first stage to the volume of the desalting chamber of the first stage, and the desalting chamber of the final stage relative to the volume of the desalting chamber of the final stage. The water treatment apparatus in which the ratio of the volume of the anion exchanger packed solely in the downstreammost portion is 10% or more.
상기 음이온 교환막과 상기 양이온 교환막 사이에 위치하는 중간 이온 교환막과,
상기 음이온 교환막과 상기 중간 이온 교환막으로 구획된 제1 소탈염실과,
상기 양이온 교환막과 상기 중간 이온 교환막으로 구획된 제2 소탈염실을 구비하고,
상기 제1 소탈염실과 상기 제2 소탈염실이 직렬로 연통되어 있는, 수처리 장치.The method of claim 1, wherein at least one of the plurality of desalination chambers is
An intermediate ion exchange membrane positioned between the anion exchange membrane and the cation exchange membrane,
A first desalination chamber partitioned by the anion exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane,
A second desalination chamber partitioned by the cation exchange membrane and the intermediate ion exchange membrane;
The water treatment apparatus in which the first desalination chamber and the second desalination chamber are connected in series.
상기 1단째의 탈염실은, 상기 중간 이온 교환막과 상기 제1 소탈염실과 상기 제2 소탈염실을 구비하고,
상기 1단째의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 상류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되어 있는, 수처리 장치.The method of claim 3,
The first stage desalination chamber includes the intermediate ion exchange membrane, the first desalination chamber, and the second desalination chamber,
In the first stage desalination chamber, the first denitration chamber is located upstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled with an anion exchanger in the form of a single phase.
상기 최종단의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 하류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되어 있는, 수처리 장치.The desalting chamber of the final stage comprises the intermediate ion exchange membrane, the first desalting chamber and the second desalting chamber,
In the desalting chamber of the last stage, the first desalination chamber is located downstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled with an anion exchanger in the form of a single phase.
상기 1단째 및 상기 최종단의 탈염실은, 각각, 상기 중간 이온 교환막과 상기 제1 소탈염실과 상기 제2 소탈염실을 구비하고,
상기 1단째 및 상기 최종단의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 상류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되며, 상기 제2 소탈염실에 있어서의 최상류부에 양이온 교환체가 단독으로 충전되고, 해당 제2 소탈염실에 있어서의 상기 최상류부 이외의 부분에 음이온 교환체가 단독으로 충전되어 있는, 수처리 장치.The apparatus according to claim 3, wherein at least two electric deionized water production devices are installed,
The desalting chambers of the first stage and the final stage each include the intermediate ion exchange membrane, the first deoxidation chamber and the second desalination chamber,
In the desalting chambers of the first stage and the final stage, the first deoxidation chamber is located upstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled in an anion exchanger in a single phase form, and the second The water treatment apparatus in which the cation exchanger is filled by the uppermost part in the desalination chamber alone, and the anion exchanger is filled by the parts other than the uppermost part in the second desalination chamber alone.
2개 이상의 상기 전기식 탈이온수 제조 장치가 설치되고,
상기 1단째 및 상기 최종단의 탈염실은, 각각, 상기 중간 이온 교환막과 상기 제1 소탈염실과 상기 제2 소탈염실을 구비하고,
상기 1단째의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 상류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되며, 상기 제2 소탈염실에 있어서의 최상류부에 양이온 교환체가 단독으로 충전되고, 해당 제2 소탈염실에 있어서의 상기 최상류부 이외의 부분에 음이온 교환체가 단독으로 충전되며,
상기 최종단의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 하류측에 위치하고, 상기 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되며, 상기 제2 소탈염실에 양이온 교환체가 단상 형태로 충전되어 있는, 수처리 장치.The method according to any one of claims 3 to 5,
Two or more electric deionized water production devices are installed,
The desalting chambers of the first stage and the final stage each include the intermediate ion exchange membrane, the first deoxidation chamber and the second desalination chamber,
In the first stage desalination chamber, the first deoxidation chamber is located upstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled with an anion exchanger in the form of a single phase, The cation exchanger is filled solely in the uppermost part of the cell, and the anion exchanger is filled in the part other than the uppermost part in the second desalination chamber alone.
In the desalting chamber of the final stage, the first desalination chamber is located downstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled with an anion exchanger in the form of a single phase, A water treatment device in which a cation exchanger is filled in a single phase form.
상기 양극과 상기 음극 사이에 직류 전압을 인가하면서 상기 직렬로 연통되는 복수의 탈염실에 상기 피처리수를 통수시켜 상기 피처리수를 처리해서 상기 처리수를 유출하는 수처리 방법.And a plurality of electric deionized water production apparatuses having a desalting chamber filled with an ion exchanger between an anode and a cathode, the anion exchange membrane located on the anode side and the cation exchange membrane located on the cathode side, the ion exchanger being filled. Each of the desalination chambers of the electric deionized water production apparatus is connected in series, and the plurality of desalination chambers connected in series pass through the water to be treated containing boron to drain the treated water, and the water to be treated first passes through. The anion exchanger is filled in the uppermost part of the first desalting chamber of the first stage and the most downstream part of the desalting chamber of the final stage of distilling the treated water. At least the cation exchanger is filled in the portion between the most upstream part of the yarn and the most downstream part of the desalting chamber of the final stage, and the desalting of the first stage The ratio of the volume of the anion exchanger alone charged to the uppermost portion of the desalting chamber at the first stage to the volume of, and the lowest downstream of the desalting chamber at the final stage relative to the volume of the desalting chamber at the final stage. The ratio of the volume of the purified anion exchanger is a water treatment method using a water treatment apparatus that is 10% or more,
A water treatment method for flowing out the treated water by passing the treated water through a plurality of desalination chambers connected in series while applying a DC voltage between the anode and the cathode.
상기 1단째 및 상기 최종단의 탈염실은, 각각, 중간 이온 교환막과 제1 소탈염실과 제2 소탈염실을 구비하고,
상기 1단째 및 상기 최종단의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 상류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되며, 상기 제2 소탈염실에 있어서의 최상류부에 양이온 교환체가 단독으로 충전되고, 해당 제2 소탈염실에 있어서의 상기 최상류부 이외의 부분에 음이온 교환체가 단독으로 충전되어 있는, 수처리 방법.The apparatus of claim 10, wherein at least two electric deionized water production apparatus is installed,
The desalination chambers of the first stage and the final stage each include an intermediate ion exchange membrane, a first desalination chamber and a second desalination chamber,
In the desalting chambers of the first stage and the final stage, the first deoxidation chamber is located upstream from the second desalination chamber, and the first deoxidation chamber is filled in an anion exchanger in a single phase form, and the second The water treatment method in which the cation exchanger is filled by the uppermost part in the desalination chamber alone, and the anion exchanger is filled by the parts other than the uppermost part in the second desalination chamber alone.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |