KR19980033214A - 탈이온수 제조시의 스케일 침전 방지방법 및 장치 - Google Patents

탈이온수 제조시의 스케일 침전 방지방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 탈이온수 제조시 스케일 침전 방지 방법 및 장치가 제공된다. 전해 유닛(30)에서 전기분해에 의해 제조된 산성수를 연속 탈이온화 유닛(10)의 농축 구획(19)으로 도입한다. 농축 구획의 농축수의 pH가 감소하므로 스케일 침전이 방지된다.

Description

탈이온수 제조시의 스케일 침전 방지방법 및 장치
본 발명은 탈이온수 제조시 스케일 침전을 방지하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전력 또는 원자력 발전, 전자산업, 약제학 산업, 식품 산업, 화학 산업 등의 분야에서 물의 이온을 제거하는 데 적용될 수 있다.
전기투석 장치가 탈이온수를 생산하는 데 사용되고 있다. 전기투석은 직류의 영향 하에 한 용액으로부터 다른 용액으로 막을 가로지르는 이온제거 방법이다. 다수의 양이온 교환막과 다수의 음이온 교환막이 교대로 배치된 다중구획 전기투석(multicompartment electrodialysis)이 제안되고 있다.
전기투석 장치는 희석 구획에서 탈이온수를 제공할 뿐아니라 농축 구획에서 농축수(concentrated water)를 제공한다. 농축수에서는 염의 농도가 증가하기 때문에, 농축수와 접촉하여 농축 구획을 한정하는 이온교환막 및 전극의 표면에 스케일이 침전하는 경향이 있다. 스케일이 침전함에 따라, 전기투석 장치의 전기 저항이 증가한다. 극단적인 경우에는, 전기투석 장치를 통하여 실질적으로 전류가 흐르지 않아, 스케일을 제거하기 전에는 탈이온수를 생산할 수 없게 된다.
스케일의 침전을 방지하는 방법이 제안되어 왔다. 이러한 제안들은, 예를 들어, 소디움 헥사메타포스페이트 등의 스케일 방지용제를 첨가하여 물을 처리하거나; 전극의 극성을 전환하거나; 낮은 전류밀도를 가하여 희석 구획의 탈이온수와 농축 구획의 농축수 사이의 농도차를 감소시키거나; 예를 들어, 탄산염 이온을 제거하고 화학 약품을 첨가하여 처리할 물을 연화하는 등, 처리할 물을 예비처리하는 것을 포함한다.
그러나, 스케일 방지용제를 첨가하는 것은 지속적인 보충과 용제의 제어를 필요로 한다. 또한, 스케일 방지용제가 폐수 중에 잔존하여, 이로부터 용제를 제거할 필요가 있으므로, 노동력과 비용이 증가하게 된다. 전극의 극성을 전환하는 경우에는, 희석 구획과 농축 구획이 바뀌게 되므로, 이온 제거 효율이 떨어진다. 낮은 전류밀도를 가하는 경우에는 처리할 물의 양에 따라 이온교환막의 넓이가 증가되어야 하므로, 장치가 대형화되고, 비용이 증가한다. 예비처리는 장치를 대형화시키고, 비용을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하여, 탈이온수 제조시 신규한 스케일 침전 방지 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 한 실시형태의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 다른 실시형태의 개략도이다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 제 1 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 1 전극 한쌍; 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제1 전극 사이에 배치되는 다수의 음이온 교환막; 및 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제 1 전극 사이에, 음이온 교환막과 교대로 배치되는 다수의 양이온 교환막을 가지며, 상기 제 1 하우징, 음이온 교환막 및 양이온 교환막이 적어도 하나의 희석 구획 및 적어도 하나의 농축 구획을 서로 교대로 한정하는 연속 탈이온화 유닛을 제공하는 단계; 제 2 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 2 전극 한쌍을 가지며, 상기 제 2 하우징 및 이온교환막이 양극 구획과 음극 구획을 한정하는 전해 유닛을 제공하는 단계; 전해 유닛의 양극 구획 및 음극 구획으로 물을 도입하는 단계; 양극 구획에서 산성수를 생산하도록, 제 2 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하는 단계; 및 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획으로 산성수를 도입하는 단계를 포함하여 이루어지는 탈이온수 제조시 스케일 침전을 방지하는 방법이 제공된다.
산성수는 pH 약 2 내지 약 5의 범위가 바람직하다. 또한, 산성수는 pH 약 2 내지 약 4의 범위가 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 연속 탈이온화 유닛으로 이온함유수를 도입하는 단계; 연속 탈이온화 유닛의 제 1 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하여 희석 구획에서 탈이온수를 제조하고, 농축 구획에서 농축수를 제조하는 단계; 및 희석 구획으로부터 탈이온수를 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 농축 구획의 농축수를 전해 유닛의 적어도 하나의 양극 구획 및 음극 구획으로 도입하는 단계를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이온함유수는 칼슘 농도가 리터당 0.01 내지 100mg 범위이고, 마그네슘 농도가 리터당 0.01 내지 80mg 범위이고, 실리콘 함유량이 리터당 40mg 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이온함유수는 칼슘 농도가 리터당 0.01 내지 40mg 범위이고, 마그네슘 농도가 리터당 0.01 내지 30mg 범위이고, 실리콘 함유량이 리터당 30mg 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 1 전극 한쌍; 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제1 전극 사이에 배치되는 다수의 음이온 교환막; 및 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제 1 전극 사이에, 음이온 교환막과 교대로 배치되는 다수의 양이온 교환막을 가지며, 상기 제 1 하우징, 음이온 교환막 및 양이온 교환막이 서로 교대되는 적어도 하나의 희석 구획 및 적어도 하나의 농축 구획을 한정하는 연속 탈이온화 유닛; 그리고 제 2 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 2 전극 한쌍, 상기 제 2 하우징에 배치되어 제 2 전극 중 하나를 제 2 전극 중 다른 하나로부터 분리하는 이온교환막을 가지며; 상기 제 2 하우징 및 이온교환막이 양극 구획과 음극 구획을 한정하고, 상기 양극 구획이 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획과 통해있는 전해 유닛을 포함하여 이루어지는 탈이온수 제조장치가 제공된다.
본 발명에 따른 장치는 전해 유닛의 양극 구획을 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획에 연결하는 제 1 매니폴드(manifold)를 더욱 포함할 수 있다.
연속 탈이온화 유닛의 농축 구획은 전해 유닛의 양극 구획 및 음극 구획 중 적어도 하나에 통해있는 것이 바람직하다.
상기 장치는 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획을 전해 유닛의 음극 구획과 양극 구획 중 적어도 하나에 연결시키는 제 2 매니폴드를 포함할 수 있다.
상기 이온교환막은 양이온 교환막을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 장치는 제 1 전극 한쌍 및 제 2 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하기 위한 전원을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 양극 구획에 제공되는 산성수는 농축 구획으로 도입되어 농축수의 pH를 감소시키므로, 스케일이 침전하는 것을 방지한다.
도 1에서, 본 발명에 따른 연속 탈이온화 장치는 연속 탈이온화 유닛(10) 및 전해 유닛(30)을 가진다. 연속 탈이온화 유닛(10)은 하우징(12) 및 각각 양극 및 음극으로 제공되는 전극 한쌍(14, 15)을 가진다. 전극은 배열이 제한되지는 않지만, 판 모양일 수 있다. 전극용 물질은 전기 전도성이 있다면 제한되지 않는다. 전극 한쌍(14, 15)에 직류 전기를 공급하도록 전원(13)이 제공된다. 전극들(14, 15)은 각각 물이 전하를 띠게 되는 전극 구획(14a, 15a)에 면하여 있다. 전극구획(14a, 15a)에서, 물의 이온 농도가 증가하며, 이러한 점에서, 전극 구획이 농축 구획으로 간주될 수 있다.
하우징(12) 내의 한쌍의 전극(14, 15) 사이에 다수의 양이온 교환막(16)이 다수의 음이온 교환막(17)과 교대로 배치된다. 하우징(12), 양이온 교환막(16) 및 음이온 교환막(17)은 서로 교대로 배치되는 적어도 하나의 희석 구획(18) 및 적어도 하나의 농축 구획(19)을 한정한다.
이온을 더욱 제거하기 위해서는 희석 구획(18)을 양이온 교환제 및/또는 음이온 교환제로 채우는 것이 바람직하며, 이로써 이온 농도가 더욱 감소된 탈이온수를 제공할 수 있다.
희석 구획(18)은 처리할 물을 공급하는 공급 라인(22) 및 탈이온수를 배출하는 배출 라인(24)과 연결된다. 반면에, 농축 구획(19)은 농축수 배출용 배출라인(25)과 연결된다.
전해 유닛(30)은 하우징(32) 및 양극과 음극으로 제공되는 한쌍의 전극(34, 35)을 가진다. 한쌍의 전극(34, 35)에 직류 전기를 공급하도록 전원(33)이 제공된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전원(33)은 전원(14)과 다를 수 있다. 이와 달리, 직렬 또는 병렬로 연결한 단일 전원을 사용할 수도 있다.
이온교환막(36)은 하우징(32) 내에 배치되며, 전극(35)로부터 전극(34)을 분리한다. 하우징(32) 및 이온교환막(36)은 양극 구획(38) 및 음극 구획(39)을 한정한다.
본 발명에서 이온교환막(36)은 양극 구획(38)에 제공되는 산성수(38)로부터 칼슘 이온, 마그네슘 이온과 같은 스케일 성분을 더욱 제거하도록, 양이온 교환막을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
양극 구획(38) 및 음극 구획(39)은 물을 도입시키는 공급라인(42)에 연결된다. 공급라인은 예를 들어, 수돗물을 공급하기 위한 물 공급라인(44)에 연결될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 농축수를 재활용하고, 양극 및 음극 구획(38, 39)의 물에 충분한 전도성을 제공하도록, 연속 탈이온화 유닛(10)의 농축 구획(19)에서 제조된 농축수를 전해 유닛(30)의 양극 구획(38) 및 음극 구획(39)으로 도입하기 위하여, 연속 탈이온화 유닛(10)의 배출 라인(25)은 전해 유닛(10)의 공급라인(42)에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 양극 구획(38)에서 제조된 산성수를 농축 구획(19)으로 도입하여 농축수의 pH를 감소시킴으로써 스케일 침전을 방지하도록, 전해 유닛(30)의 양극 구획(38)은 연속 탈이온화 유닛(10)의 농축 구획(19)과 통해있다. 도 1에서, 농축 구획(19)에 공급라인으로 제공되는 매니폴드(26)는 전해 유닛(30)의 양극 구획(38)을 연속 탈이온화 유닛(10)의 농축 구획(19)에 연결시킨다.
본 발명의 방법을 하기에 설명한다.
전원(13)은 양극(14) 및 음극(15)에 직류를 적용하며, 수중의 양이온들은 음으로 하전된 음극(15)을 향하여 이동하는 경향이 있다. 양이온들은 양이온 교환막(16)은 통과할 수 있으나, 음이온 교환막(17)은 통과할 수 없다. 반면에, 음이온들은 양으로 하전된 양극(14)을 향하여 이동하는 경향이 있다. 음이온들은 음이온 교환막(17)은 통과할 수 있으나, 양이온 교환막(18)은 통과할 수 없다. 결과적으로, 희석 구획(18)의 물에서 이온이 빠져나가, 탈이온수가 제공된다. 반면에, 농축 구획(10)의 물은 이온이 풍부해져, 농축수가 제공된다. 농축수에서는 염 농도가 증가하므로, 농축 구획(19)과 면해있는 이온교환막의 표면에 스케일이 침전하는 경향이 있다.
희석 구획(18)의 탈이온수는 배출 라인(24)을 통하여 배출되며, 반면에 농축 구획(19)의 농축수는 배출라인(25)을 통하여 배출된다.
물, 바람직하게는 전해질을 함유하는 물이 전해 유닛(30)의 양극 구획(38) 및 음극 구획(39)으로 도입된다. 예를 들어, 농축수를 재활용하고, 양극 및 음극 구획(38, 39)의 물에 충분한 전도성을 제공하도록, 농축 구획(19)에서 제조된 농축수를 전해 유닛(30)의 양극 구획(38) 및 음극 구획(39) 중 적어도 하나에 도입할 수 있다.
전원(33)이 양극(34) 및 음극(35)에 직류를 적용하여, 전해 유닛(30)의 양극 구획(38) 및 음극 구획(39)의 물이 전기분해된다. 그 결과, 양이온들 및 음이온들이 이온 교환 수지(36)를 통과하여, 양극 구획(38)에 산성수를 제공하며, 음극 구획(39)에 알칼리수를 제공한다.
본 발명에서는 양극 구획(38)에 제공되는 산성수가 pH 약 2 내지 약 5의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 양극 구획(38)에 제공되는 산성수는 pH 약 2 내지 약 4인 것이 더욱 바람직하다. 산성수가 pH 5를 초과하는 경우에는, 농축 구획(19)의 농축수의 pH를 감소시키기 위해서 다량의 산성수가 필요하다. 반면에, 산성수가 pH 2 미만인 경우에는, 산성수와 접촉하는 하우징(32), 배출 라인(46) 등을 내산성이 있는 특정 물질로 제조할 필요가 있다. 또한, 전기분해에 의한 산성수 제조비용이 증가한다.
이렇게 제조된 산성수는 예를 들어, 배출 라인(46) 및 공급라인(26)에 의해서, 연속 탈이온화 유닛(10)의 농축 구획(19)으로 도입된다. 산성수는 농축 구획(19)의 농축수의 pH를 감소시켜, 스케일이 침전하는 것을 방지한다. 음극 구획(39)의 알칼리수는 배출 라인(48)을 통하여 배출된다. 탈이온화 유닛(10)의 극성을 전환시키는 관련기술과는 달리, 희석 구획 및 농축 구획이 바뀌지 않는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다. 도 1과 도 2에서 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 2에서, 예를 들어, 희석 구획(18) 및 농축 구획(19)으로 물을 도입하기 위한 배출 라인(46) 및 공급 라인(27)에 의해서 전해 유닛(30)의 양극 구획(38)에서 제조된 산성수를 연속 탈이온화 유닛(10)의 희석 구획(18) 및 농축 구획(19)으로 도입한다.
이러한 실시형태에서는, 칼슘 이온, 마그네슘 이온과 같은 양이온이 제거된 산성수를 제조하기 위하여 전해 유닛(30)에 양이온 교환막(37)을 사용한다. 칼슘 화합물 및 마그네슘 화합물은 스케일의 주된 원인이다. 그러므로, 스케일 성분을 더욱 방지하도록, 이러한 스케일 성분이 제거된 산성수를 희석 구획(18) 및 농축 구획(19)으로 도입한다.
일반적으로 침전된 스케일은 예를 들어, 탄산 칼슘 등의 칼슘 화합물; 예를 들어, 수산화 마그네슘 등의 마그네슘 화합물; 예를 들어, 이산화규소 등의 겔 물질을 포함한다.
본 발명은 수돗물 및 역삼투막에 의해 제공되는 물에 적용할 수 있다. 본 발명에 의한 방법 및 장치로 해수를 처리할 수 있으나, 해수는 염의 농도를 감소시키도록 예를 들어, 역삼투막으로 처리한 후, 얻어진 희석된 물을 본 발명에 의한 방법 및 장치로 더욱 처리하는 것이 바람직하다. 반면에, 본 발명에 의한 방법 및 장치를 이온 및 칼슘 화합물과 마그네슘 화합물 같은 스케일 성분이 없는 이온교환된 물에 적용할 필요는 없다.
상기한 관점에서, 희석 구획(18)에 도입된 물은 이온을 함유할 수 있고, 리터당 0.01 내지 100mg, 바람직하게는 리터당 0.01 내지 40mg 농도 범위의 칼슘 이온과 리터당 0.01 내지 80mg, 바람직하게는 리터당 0.01 내지 30mg 농도 범위의 마그네슘 이온을 함유할 수 있다.
이온함유수는 전도도가 1000㎲/㎝이하, 바람직하게는 300㎲/㎝이하일 수 있다. 이온함유수는 실리콘 함유량이 리터당 40mg 이하, 바람직하게는 리터당 30mg 이하일 수 있다.
본 발명에 있어서, 양이온 교환막 및 음이온 교환막은 제한되지 않는다.
실시예
본 발명을 하기에 실시예에 의해 설명한다. 실시예들은 예시한 것이므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 않된다.
도 1의 연속 탈이온화 장치를 사용하였다. 그러나, 도 1과는 달리, 배출 라인(24)을 공급 라인(42)에 연결하지 않았다. 이 장치는 두 개의 희석 구획(18), 하나의 농축 구획(19) 및 두 개의 전극 구획(14a, 15a)을 가졌다. 섬유구조 안의 양이온 교환제 및 섬유 구조 안의 음이온 교환제를 포함하는 일본 에바라 코오퍼레이션제 상표명 EPIX FILTER의 부직포를 두 개의 희석 구획(18)에 모두 채웠다. 각각의 전극(14, 15)은, 본래 티타늄으로 구성되는 판과, 판의 주요 표면 중 하나에 전기도금된 백금 코팅을 갖는다. 토쿠야마 Inc.(일본)의 상표명 CMX 양이온 교환막 및 토쿠야마 Inc.(일본)의 상표명 AMX 음이온 교환막을 사용하였다.
전도도 약 200㎲/㎝의 수돗물을 시간당 30리터의 속도로 공급 라인(22)을 통하여 희석 구획(18)으로 도입하였다. 칼슘 함유량이 리터당 20 밀리그램이고, 나트륨 함유량이 리터당 9 밀리그램, 염소 함유량이 리터당 15 밀리그램, 황산염 함유량이 리터당 20 밀리그램, 실리카 함유량이 리터당 20 밀리그램이었다. 수돗물은 초당 0.1 내지 3.0 센티미터의 유량 LV로 공급 라인(44)을 통하여 전해 유닛(30)의 양극 구획(38) 및 음극 구획(39)으로 도입하였다.
양극 구획(38)에서 제조된 산성수를 시간당 10 리터의 속도로 농축 구획(19) 및 전극 구획(14a, 15a)으로 도입하였다. 전해 유닛(30)에 1.0 암페어의 직류 전기를 적용하는 동안, 연속 탈이온화 유닛(10)에는 0.75 암페어의 직류 전기를 적용하였다. 이러한 조건하에서, 산성수의 pH는 약 3이었다.
비교예로서, 전해 유닛(30)은 없고, 연속 탈이온화 유닛(10)을 가진 장치를 사용하여 동일한 실험을 하였다. 이러한 장치에서는, 희석 구획(18)뿐아니라 농축 구획(19) 및 전극 구획(14a, 15a)에 수돗물이 도입되었다.
본 발명에 따른 장치는 200시간 가동시킨 후에도, 양이온 교환막(16), 음이온 교환막(17) 및 전극(14, 15) 표면의 스케일 침전이 관찰되지 않았다. 대조적으로, 비교예의 장치는 약 50시간 가동 후에 다량의 스케일이 양이온 교환막(16), 음이온 교환막(17) 및 전극(14, 15) 표면에 침전되었고, 더 이상 충분한 양의 직류 전기가 흐르지 않았다.
본 발명에 따르면, 전력 또는 원자력 발전, 전자산업, 약제학 산업, 식품산업, 화학산업 등에서 탈이온수 제조시 스케일 침전을 방지할 수 있다.

Claims (13)

  1. 제 1 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 1 전극 한쌍; 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제1 전극 사이에 배치되는 다수의 음이온 교환막; 및 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제 1 전극 사이에, 음이온 교환막과 교대로 배치되는 다수의 양이온 교환막을 가지며, 상기 제 1 하우징, 음이온 교환막 및 양이온 교환막이 서로 교대되는 적어도 하나의 희석 구획 및 적어도 하나의 농축 구획을 한정하는 연속 탈이온화 유닛을 제공하는 단계;
    제 2 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 2 전극 한쌍을 가지며, 상기 제 2 하우징 및 이온교환막이 양극 구획과 음극 구획을 한정하는 전해 유닛을 제공하는 단계;
    전해 유닛의 양극 구획 및 음극 구획으로 물을 도입하는 단계;
    제 2 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하여 양극 구획에서 산성수를 생산하는 단계; 및
    연속 탈이온화 유닛의 농축 구획으로 산성수를 도입하는 단계를 포함하여 이루어지는 탈이온수 제조시의 스케일 침전 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산성수가 약 pH 2 내지 약 pH 5 범위임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산성수가 약 pH 2 내지 약 pH 4 범위임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    연속 탈이온화 유닛으로 이온함유수를 도입하는 단계;
    연속 탈이온화 유닛의 제 1 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하여 희석 구획에서 탈이온수를 제조하고, 농축 구획에서 농축수를 제조하는 단계; 및
    희석 구획으로부터 탈이온수를 배출하는 단계를 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    농축 구획의 농축수를 전해 유닛의 적어도 하나의 양극 구획 및 음극 구획으로 도입하는 단계를 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 이온함유수는 칼슘 농도가 리터당 0.01 내지 100mg 범위이고, 마그네슘 농도가 리터당 0.01 내지 80mg 범위이고, 실리콘 함유량이 리터당 40mg 이하임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 이온함유수는 칼슘 농도가 리터당 0.01 내지 40mg 범위이고, 마그네슘 농도가 리터당 0.01 내지 30mg 범위이고, 실리콘 함유량이 리터당 30mg 이하임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 하우징; 양극과 음극을 제공하는 제 1 전극 한쌍; 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제 1 전극 사이에 배치되는 다수의 음이온 교환막; 및 상기 제 1 하우징 내의 상기 한쌍의 제 1 전극 사이에, 음이온 교환막과 교대로 배치되는 다수의 양이온 교환막을 가지며, 상기 제 1 하우징, 음이온 교환막 및 양이온 교환막이 서로 교대되는 적어도 하나의 희석 구획 및 적어도 하나의 농축 구획을 한정하는 연속 탈이온화 유닛; 그리고
    제 2 하우징; 양극과 음극으로 제공되는 제 2 전극 한쌍; 상기 제 2 하우징에 배치되어 제 2 전극 중 하나를 제 2 전극 중 다른 하나로부터 분리하는 이온교환막을 가지며; 상기 제 2 하우징 및 이온교환막이 양극 구획과 음극 구획을 한정하고, 상기 양극 구획이 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획과 통해있는 전해 유닛을 포함하여 이루어지는 탈이온수 제조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    전해 유닛의 양극 구획을 연속 탈이온화 유닛의 농축 구획에 연결하는 제 1 매니폴드를 더욱 포함하여 이루어지는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    연속 탈이온화 유닛의 농축 구획이 전해 유닛의 양극 구획 및 음극 구획 중 적어도 하나에 통해있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    연속 탈이온화 유닛의 농축 구획을 전해 유닛의 음극 구획과 양극 구획 중 적어도 하나에 연결시키는 제 2 매니폴드를 더욱 포함하여 이루어지는 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 이온 교환막이 양이온 교환막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    제 1 전극 한쌍 및 제 2 전극 한쌍에 직류 전기를 적용하기 위한 전원을 더욱 포함하여 이루어지는 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398444B1 (ko) * 2000-09-21 2003-09-19 다카하시 긴조쿠 가부시키가이샤 세정수의 제조방법과 제조장치 및 세정수
KR100465579B1 (ko) * 2001-01-05 2005-01-13 쿠리타 고교 가부시키가이샤 물의 전기 탈이온화 방법 및 장치
KR20140042956A (ko) * 2012-09-28 2014-04-08 재단법인 포항산업과학연구원 해수의 농축장치 및 농축방법
KR20190049901A (ko) * 2016-11-02 2019-05-09 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 수처리 장치 및 수처리 방법

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3184015B2 (ja) * 1993-08-10 2001-07-09 野村マイクロ・サイエンス株式会社 超純水製造装置
US6056878A (en) * 1998-08-03 2000-05-02 E-Cell Corporation Method and apparatus for reducing scaling in electrodeionization systems and for improving efficiency thereof
US6149788A (en) * 1998-10-16 2000-11-21 E-Cell Corporation Method and apparatus for preventing scaling in electrodeionization units
EP1106241A1 (en) * 1999-12-10 2001-06-13 Asahi Glass Company Ltd. Electro-regenerating type apparatus for producing deionized water
EP1129765A1 (en) 2000-03-02 2001-09-05 Asahi Glass Company Ltd. Method for producing deionized water
US6607647B2 (en) 2001-04-25 2003-08-19 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus with expanded conductive mesh electrode and method
US6649037B2 (en) 2001-05-29 2003-11-18 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus and method
KR100445641B1 (ko) * 2001-07-18 2004-08-25 서희동 폐액이나 유기성 폐기물의 탈염방법
ITTO20010847A1 (it) * 2001-09-05 2003-03-05 Eltek Spa Apparato domestico con dispositivo elettrochimico di trattamento di un liquido, in particolare per l'addolcimento di acqua, e relativo metod
PT1436069E (pt) 2001-10-15 2011-04-06 Siemens Water Tech Holdg Corp Dispositivo de purificação de fluidos e respectivos processos de produção e respectiva utilização
JP2004058006A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 First Ocean Kk 電解水製造方法
US7083733B2 (en) 2003-11-13 2006-08-01 Usfilter Corporation Water treatment system and method
US8377279B2 (en) 2003-11-13 2013-02-19 Siemens Industry, Inc. Water treatment system and method
US7563351B2 (en) 2003-11-13 2009-07-21 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7846340B2 (en) 2003-11-13 2010-12-07 Siemens Water Technologies Corp. Water treatment system and method
US7862700B2 (en) 2003-11-13 2011-01-04 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US20050103717A1 (en) 2003-11-13 2005-05-19 United States Filter Corporation Water treatment system and method
TWI232772B (en) * 2003-12-18 2005-05-21 Ind Tech Res Inst Acid-saving electrodialysis apparatus and method
EP1841697A1 (en) 2005-01-27 2007-10-10 Unilever N.V. Water softening device and method
US7658828B2 (en) 2005-04-13 2010-02-09 Siemens Water Technologies Holding Corp. Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses
US8045849B2 (en) 2005-06-01 2011-10-25 Siemens Industry, Inc. Water treatment system and process
US10213744B2 (en) 2006-06-13 2019-02-26 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US10252923B2 (en) 2006-06-13 2019-04-09 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US8277627B2 (en) 2006-06-13 2012-10-02 Siemens Industry, Inc. Method and system for irrigation
US20080067069A1 (en) 2006-06-22 2008-03-20 Siemens Water Technologies Corp. Low scale potential water treatment
US7820024B2 (en) 2006-06-23 2010-10-26 Siemens Water Technologies Corp. Electrically-driven separation apparatus
US7744760B2 (en) 2006-09-20 2010-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Method and apparatus for desalination
WO2009073175A2 (en) 2007-11-30 2009-06-11 Siemens Water Technologies Corp. Systems and methods for water treatment
EP2348000A1 (en) 2010-01-20 2011-07-27 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method for treating an aqueous fluid
US8524062B2 (en) 2010-12-29 2013-09-03 General Electric Company Electrodeionization device and method with improved scaling resistance
JP5731262B2 (ja) * 2011-04-11 2015-06-10 高砂熱学工業株式会社 脱塩処理方法及び脱塩処理システム
US8671985B2 (en) 2011-10-27 2014-03-18 Pentair Residential Filtration, Llc Control valve assembly
US9010361B2 (en) 2011-10-27 2015-04-21 Pentair Residential Filtration, Llc Control valve assembly
US9695070B2 (en) 2011-10-27 2017-07-04 Pentair Residential Filtration, Llc Regeneration of a capacitive deionization system
US8961770B2 (en) 2011-10-27 2015-02-24 Pentair Residential Filtration, Llc Controller and method of operation of a capacitive deionization system
US9637397B2 (en) 2011-10-27 2017-05-02 Pentair Residential Filtration, Llc Ion removal using a capacitive deionization system
US9724645B2 (en) * 2012-02-02 2017-08-08 Tangent Company Llc Electrochemically regenerated water deionization
CN104418409A (zh) * 2013-08-27 2015-03-18 天津日望环境技术有限公司 强碱性(酸性)电解水生成装置
IL272679B2 (en) 2017-08-21 2023-09-01 Evoqua Water Tech Llc Brine treatment for agricultural and drinking purposes
CN109052671B (zh) * 2018-09-03 2022-02-08 深圳市倍鸣洋科技有限公司 一种循环冷却水集垢器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089760A (en) * 1974-08-30 1978-05-16 Nippon Evr Limited Method for regenerating waste developers used for processing silver halide photographic materials and method for storing developers
US4256559A (en) * 1978-05-31 1981-03-17 Teijin Engineering Ltd. Method and apparatus for regenerating spent photographic bleach-fixer solution
JPH08164392A (ja) * 1994-10-11 1996-06-25 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解水生成装置
JPH08229565A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解水生成装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115225A (en) * 1977-07-22 1978-09-19 Ionics, Inc. Electrodialysis cell electrode reversal and anolyte recirculation system
EP0121611B1 (en) * 1983-03-14 1990-04-25 AlliedSignal Inc. Brine acidification with simultaneous production of alkali metal hydroxide and hydrochloric acid by 3-compartment electrodialytic water splitting
US4814281A (en) * 1986-01-07 1989-03-21 Westinghouse Electric Corp. Differential conductivity sulfate monitor
JPH0620513B2 (ja) * 1988-06-03 1994-03-23 ミリポア・コーポレイション 電気脱イオン化方法および装置
DE69204187T2 (de) * 1991-03-13 1996-01-25 Ebara Corp Elektrisch regenerierbare Entmineralisierungsvorrichtung.
AT395969B (de) * 1991-12-04 1993-04-26 Sgp Va Energie Umwelt Verfahren zur aufbereitung von wasser oder abwasser, insbesondere zur nitratreduzierung
JPH05339773A (ja) * 1992-06-10 1993-12-21 Asahi Glass Co Ltd 塩化アルカリ水溶液の電解方法
JPH0755319B2 (ja) * 1992-08-03 1995-06-14 荏原インフィルコ株式会社 一次純水からの超々純水の製造方法及び装置
JP3164970B2 (ja) * 1994-06-17 2001-05-14 株式会社日立製作所 一価イオンの中性塩を含む排水の処理方法
JPH08126886A (ja) * 1994-10-28 1996-05-21 Japan Organo Co Ltd 超純水の製造方法及び装置
JP3181795B2 (ja) * 1994-10-28 2001-07-03 オルガノ株式会社 電解水製造装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089760A (en) * 1974-08-30 1978-05-16 Nippon Evr Limited Method for regenerating waste developers used for processing silver halide photographic materials and method for storing developers
US4256559A (en) * 1978-05-31 1981-03-17 Teijin Engineering Ltd. Method and apparatus for regenerating spent photographic bleach-fixer solution
JPH08164392A (ja) * 1994-10-11 1996-06-25 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解水生成装置
JPH08229565A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解水生成装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398444B1 (ko) * 2000-09-21 2003-09-19 다카하시 긴조쿠 가부시키가이샤 세정수의 제조방법과 제조장치 및 세정수
KR100465579B1 (ko) * 2001-01-05 2005-01-13 쿠리타 고교 가부시키가이샤 물의 전기 탈이온화 방법 및 장치
KR20140042956A (ko) * 2012-09-28 2014-04-08 재단법인 포항산업과학연구원 해수의 농축장치 및 농축방법
KR20190049901A (ko) * 2016-11-02 2019-05-09 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 수처리 장치 및 수처리 방법
US10961135B2 (en) 2016-11-02 2021-03-30 Mitsubishi Electric Corporation Water treatment apparatus and water treatment method

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US5837124A (en) 1998-11-17
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DE69727114D1 (de) 2004-02-12
DE69727114T2 (de) 2004-09-30
JPH10128338A (ja) 1998-05-19
EP0839762A2 (en) 1998-05-06
EP0839762B1 (en) 2004-01-07

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