KR20180052765A - 수처리 장치 및 수처리 방법 - 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.

Description

수처리 장치 및 수처리 방법
본 발명은, 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로, 특히, 전기식 탈이온수 제조 장치를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.
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.
최근, 이들 과제를 해결하는 것으로서, 약제에 의한 재생이 불필요한 전기식 탈이온수 제조 장치(EDI(Electro DeIonization) 장치라고도 함)가 개발되어, 실용화되어 있다.
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.
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.
H2O → 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.
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.
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.
현재, 처리수(탈이온수)에 있어서의 붕소의 저농도화에 대한 요구가 있고, 이 요구에 응하는 것이 가능한 수처리 기술이 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 처리수에 있어서의 붕소의 저농도화가 가능한 수처리 장치 및 수처리 방법을 제공하는 것이다.
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.
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.
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.
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 장치
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.
우선, 본 발명의 실시형태에서 이용되는 6종류의 EDI 장치(101) 내지 (106)에 대해서 설명한다. 이 6종류의 EDI 장치는 탈염실의 양상이 서로 다르다.
<EDI 장치(101)>
도 1은 EDI 장치(101)를 나타낸 도면이다.
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.
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.
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.
농축실(22 및 24)과 양극실(21)과 음극실(25)에는, 각각, 공급수가 통수된다. 공급수로서는 순수나 피처리수 등이 이용된다.
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.
<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.
<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.
<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.
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.
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.
<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.
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.
<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.
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.
<제1 실시형태>
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.
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.
다음에, 수처리 장치(201)의 탈염실(23b 및 23c)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.
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.
EDI 장치(102)에서는, 피처리수에 대하여 이하의 처리가 행해진다고 추측된다.
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.
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.
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.
피처리수 내의 수산화물 이온은, 음이온 교환막(32)을 개재해서 농축실(22)로 이동하고, 농축실(22)로부터 농축수로서 배출된다.
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.
EDI 장치(102)의 탈염실(23b)로부터 유출된 피처리수는, EDI 장치(103)의 탈염실(23c)에 입구측(23c1)으로부터 유입된다.
EDI 장치(103)에서는, 이하의 처리가 행해진다고 추측된다.
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.
탈염실(23c)의 양이온 교환체(CER)가 충전된 영역을 통과한 피처리수는 탈염실(23c)의 음이온 교환체(AER)가 충전된 영역으로 유입된다.
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.
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.
(1) EDI 장치에 있어서의 전류의 편류를 억제 가능해진다.
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.
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.
(2) 전극판을 나눌 수 있으므로, 전류값의 컨트롤이 용이해진다.
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.
(3) 후단의 EDI 장치에 대한 부하를 저감 가능하게 된다.
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.
<제2 실시형태>
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.
다음에, 수처리 장치(202)의 탈염실(23a 및 23c)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.
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.
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.
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.
<제3 실시형태>
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.
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.
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.
<제4 실시형태>
도 10은 본 발명의 제4 실시형태의 수처리 장치(204)를 나타낸 도면이다.
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.
다음에, 수처리 장치(204)의 소탈염실(23d-1, 23d-2) 및 탈염실(23a)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.
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.
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.
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.
<제5 실시형태>
도 11은 본 발명의 제5 실시형태의 수처리 장치(205)를 나타낸 도면이다.
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.
다음에, 수처리 장치(205)의 탈염실(23a), 소탈염실(23e-2 및 23e-1)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.
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.
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.
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.
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.
<제6 실시형태>
도 12는 본 발명의 제6 실시형태의 수처리 장치(206)를 나타낸 도면이다.
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.
다음에, 수처리 장치(206)의 소탈염실(23f-1, 23f-2) 및 탈염실(23a)에서 행해지는 수처리에 대해서 설명한다.
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.
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.
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.
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.
<제7 실시형태>
도 13은 본 발명의 제7 실시형태의 수처리 장치(207)를 나타낸 도면이다.
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.
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.
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.
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.
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.
<제8 실시형태>
도 14는 본 발명의 제8 실시형태의 수처리 장치(208)를 나타낸 도면이다.
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.
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.
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.
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.
이상 설명한 각 실시형태에 있어서, 도시한 구성은 단순한 일례이며, 본 발명은 그 구성으로 한정되는 것은 아니다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
[ 실시예 ]
다음에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
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.
<실시예 1 내지 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.
다음에, 비교예에서 이용한 EDI 장치(301)에 대해서 설명한다.
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.
다음에, 비교예 1 내지 4의 수처리 장치에 대해서 설명한다.
도 16 내지 도 19는, 각각, 비교예 1 내지 4의 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
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.
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4에 있어서의 EDI 장치의 사양, 통수 유량, 인가전류, 피처리수의 수질 등의 운전 조건은, 이하와 같다.
·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.
·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.
·셀(탈염실, 농축실, 양극실, 음극실)의 용적을, 100㎜×100㎜×10㎜로 하였다.
·탈염실 셀 페어수를 1셀 페어로 하였다.
·1단째 EDI 장치에 통수되는 피처리수로서, 2단 RO(역침투막)처리수(도전율: 3 내지 4μS/cm, 붕소농도: 90 내지 100㎍ B/L)를 이용하였다.
·피처리수 유량을, 20L/h로 하였다.
·양극과 음극 사이를 흐르는 전류의 값을 0.4A로 하였다.
·농축실에 공급하는 공급수로서, 별도의 계통으로부터의 순수를 이용하였다.
·농축실에의 공급 수 유량을 5L/h로 하였다.
·양극실에 공급하는 공급수 및 음극실에 공급하는 공급수로서, 별도의 계통으로부터의 순수를 이용하였다.
·양극실에 공급하는 공급 수 유량 및 음극실에의 공급수 유량을, 5L/h로 하였다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
<실시예 9 내지 10>
다음에, 도 21을 참조해서 실시예 9 내지 10의 수처리 장치를 설명한다.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
<실시예 11 내지 13>
다음에, 도 22를 참조해서 실시예 11 내지 13의 수처리 장치를 설명한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
<실시예 14>
다음에, 도 23을 참조해서 실시예 14의 수처리 장치를 설명한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims (14)

  1. 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 있으며,
    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 충전되며,
    상기 복수의 탈염실의 일부로서 상기 1단째의 탈염실의 최상류부와 상기 최종단의 탈염실의 최하류부 사이의 부분에, 적어도 양이온 교환체가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 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.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1단째의 탈염실 또는 상기 최종단의 탈염실에는, 음이온 교환체가 단상(單床) 형태로 충전되어 있는, 수처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 탈염실 중 적어도 1개는,
    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.
  5. 제4항에 있어서,
    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.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최종단의 탈염실은, 상기 중간 이온 교환막과 상기 제1 소탈염실과 상기 제2 소탈염실을 구비하고,
    상기 최종단의 탈염실에서는, 상기 제1 소탈염실이 상기 제2 소탈염실보다 하류측에 위치하고, 해당 제1 소탈염실에 음이온 교환체가 단상 형태로 충전되어 있는, 수처리 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 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 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.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    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.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1단째의 탈염실의 상류측에 역침투막장치가 설치되어 있는, 수처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1단째의 탈염실의 상류측에 탈탄산막장치가 설치되어 있는, 수처리 장치.
  11. 양극과 음극 사이에, 상기 양극측에 위치하는 음이온 교환막과 상기 음극측에 위치하는 양이온 교환막으로 구획되어 이온 교환체가 충전된 탈염실을 구비하는 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치를 구비하고, 상기 복수의 전기식 탈이온수 제조 장치의 각각의 상기 탈염실은, 직렬로 연통되어 있으며, 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 일부이며 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 유출하는 수처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 1단째의 전기식 탈이온수 제조 장치에 통수하는 피처리수의 실리카 농도가 100㎍ SiO2/L 이하인, 수처리 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 1단째의 전기식 탈이온수 제조 장치에 통수하는 피처리수의 붕소농도가 100㎍ B/L 이하인, 수처리 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1단째의 전기식 탈이온수 제조 장치에 통수하는 피처리수의 탄산농도가 5㎎ CO2/L 이하인, 수처리 방법.
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