TW494014B - An electrodeionization apparatus comprising subdesalination chambers, and an electrodeionization method - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 A7 ------------B7 ▼ --______— 五、發明說明（1 ) '~"~ [發明背景] [發明領域] 本發明係有關-種電氣式去離子裝置，其可減低電 由疋減V電力4耗，及本發明係有關一種使用彼裝置 的電氣式去離子方法。又本發明之電氣式去離子裝置可用 來製造去離子水，其可被用於下列應用中：電子，醫藥， 核能或石化燃料發電，食品飲料，及實驗室。 [相關技藝說明] ▲傳統上製造去離子水的方法為將欲處理的水通過離子 交換樹脂。於這種方法中，在離子交換樹脂耗盡時必須施 以化學再生。為了免除這種麻煩的操作，乃開發出電氣式 去離子法（後文簡稱為^^法）且被商業化，而不再需要用 到化學再生操作。 第5圖為一種典型的傳統電氣式去離子裝置之剖面 圖。如該圖所示者，經由交錯地裝上陽離子交換臈1〇1與 陰離子交換膜102，兩者之間有一空間，及每隔一空間裝 填離子交換材料103即形成一系列的脫鹽室1〇4，每一脫 鹽室的一側（前側）係供入欲處理的水，而於其中填充陰離 子交換樹脂103a，而讓經處理的水流出的該脫鹽室的另一 側（背側）則填充陽離子與陰離子交換樹脂的混合床1〇31)。 鄰接脫鹽室104而由陰離子交換膜1〇2與陽離子交換膜 1 〇 1所形成且未填充離子交換材料1 〇3的諸區段即作為濃 縮室1 〇 5讓濃縮水流過。 如第6圖所示者，由陽離子交換膜1〇1，陰離子交換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311301 裝--------訂--------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494014 A7 五、發明說明（2 ) 膜1 〇2，及填充到彼等離子交換膜 瑪之間的空間内之離子交 換材料1〇3形成去離子模組1〇6。 特定言之，於框107的一側係用陽離子交換膜101予 以松封，框H)7内部的上側（前側）係填充著陰離子交換樹 脂⑻a，而框内部的下側（背側）係填充著混合離子交換樹 脂㈣。框107的另一側再用陰離子交換膜1〇2予以封 合。因為離子交換膜1〇1肖102皆為柔軟且具挽性者，當 框⑽經填充入離子交換材料1〇3且用離子交換膜於兩側 將其封合時’於一典型框1〇7之内，裝有眾多垂直肋條⑽ 以防止因離子交換膜的彎曲所致離子交換材料1〇3之不均 勻填充。雖然於圖中沒有示出，不過在框1〇7的上側裝有 欲處理的水之入口且在框107的下側裝有欲處理的水之出 Π 〇 第5圖顯示出眾多去離子模組J 〇6彼此平行地安裝著 且於其間裝有間隔物（spacers)(未示出）。在平行去離子模 組106的一側裝有陰極109,且於平行去離子模組ι〇6的 異側上裝有陽極110。間隔物係加裝在去離子模組1〇6與 濃縮室1 05之間。需要時，在兩個最外面的濃縮室1 〇5之 上於外面加裝分隔膜，例如陽離子交換臈1〇1，陰離子交 換膜102，或不具有任何離子交換官能性的膜片。在用上 文所提分隔膜所分開且與陰極109與陽極11〇接觸之諸區 段内裝有陰極室112與陽極室Π3。於彼等傳統EDI裝置 中，可以看出濃縮室的數目比脫鹽室的數目大1個。 使用彼等EDI裝置的去離子水製造方法將參照第4圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 2 C請先閱讀背面Μ涑意事頊涛填寫本頁) 丨線. 311301 494014 A7 五、發明說明（3 ) 和第5圖予以解說，其中坌 、售卜 中第4圖係概略地顯示出脫蹿室盥 濃縮室之間的關係。於第4 孤i與 以陽離子交換膜101予 冑112與陽極室113

陽以隔開。特定言之，於陰極109與L 仏施加—直流電。欲處理的水係從待處理水供1 ::線一且濃縮水係從濃縮水供給管線115給入，R 電極水係從電極水供給管線117和117 。# μ _ U線111給入的待處理水係流經脫鹽室104。當水流 經在前側中的陰離子交換樹脂103a時會從水脱除其中所 含陰離子，例如氯離子和硫酸根離子，且接著在水流經下 游的含陽離子和陰離子交換樹脂之混合離子交換樹脂 103b時，即脫除掉陽離子，例如鎮和約離子。從濃縮水供 給管線115給入的濃縮水係向上流經每一濃縮室1〇5，透 過陽離子交換膜101與陰離子交換膜1〇2接收雜質離子， 並以含有濃雜質離子的濃縮水形式從濃縮水排放管線i 16 排放出。從電極水供給管線！ 17供給的電極水係從電極水 排放管線118肖118排出。如此，可以在去離子水排放管 線114中製得去離子水。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 己有多種嘗試企圖減低此類型EID裝置的電阻，以期 在使用彼等裝置從待處理水脫除雜質離子時減低電力消耗 量。不過、’因為在脫鹽室中所用離子交換材料的填充方法 和量都決疋於經處理水的合意品質，所以對於脫鹽室的電 阻可以減低到多少仍有限制，且常採用的是減低濃縮室的 電阻之措施。例如，日本專利公開公報第平9_24374號揭 示一種經由在濃縮室添加電解質以減低其電阻之方法。此 311301 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 4 ^〇14 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 4 A7 B7 五、發明說明（4 ) 外也提出一種經由循環環縮水以促進其電導性的增加而減 低濃縮室的電阻之方法。 不過，於經由添加電解質於濃縮室内以減低其中的電 阻之方法中’必須裝設可將電解質供給到濃縮室所用的 泵，化學品儲存槽，及供給管線，因而使安裝面積與成本 同時增加。再者’必須定期供給化學品及予以管理，造成 需要給予顯著的人員注意之問題，即使設備上指稱為連續 型電氣式去離子單元也一樣。經由循環濃縮水以增加濃縮 室内的導電率而減低濃縮室内的電阻之方法也具有一缺 點，亦即在濃縮水内的硬質成分例如鈣和鎂也會變得高度 濃縮而形成增高電阻的積垢（scales)。 [發明概述] 本發明目的為提出一種EDI裝置，其可在不必於濃縮 水中添加任何化學品之下減低其電阻，及提出一種使用彼 等裝置製造去離子水之方法。 根據本發明的裝置，其包括一系列脫鹽室，每一脫鹽 室的一側係使用陽離子交換膜予以封合，且將其另一側使 用陰離子交換膜予以封合，其中在該陽離子交換膜與陰離 子交換膜之間裝有中間離子交換膜，以將每一脫鹽室分隔 成兩個相鄰的副脫鹽室，在每一脫鹽室的兩側透過該陽離 子交換膜與陰離子交換膜裝設濃縮室，彼等脫鹽室與濃縮 室=裝設在陽極與陰極之間。待處理水係供給到兩個副脫 孤至中之一’且同時將一電壓施加至該等副脫鹽室，從兩 個副脫鹽室中之一排放出來的水送到另一副脫鹽室，將濃 本紙張尺度適用中國國家鮮（CNS)A4規格（21G x 297公髮） 311301 ---------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（5 ) 縮水流到濃縮室内，以從待處理水中除掉雜質離子，因而 產生去離子水。於使用彼等組態之裝置下，每—個副㈣ 室中填充有離子交換材料的''

J /晨細至之數目相對於傳統EDI 裝置可以減少約2倍，且可傕Fm驻 便EDI裝置所具電阻顯著地減 低。 再者，經由使用陰離子交換膜 |JH ^ ^ 乂換膜 ^離子交換膜，或個 別的陰離子和陽離子交換膜作為中 、肤邪马f間離子交換膜（非為兩 ’極膜），離子可以從副脫鹽室移動| ^ ^ _ 主秒勃到另一脫鹽室，因而更有 效地脫除離子。 [圖式簡略說明] 第1圖為顯示根據本發明之EDI裝置的概略圖式。 第2圖為包括脫鹽室的去離子模組之部份透視圖。 第3圖為顯示根據本發明Em裝置的原理之圖式。 第4圖為顯示傳統EDI裝置的原理之圖式。 第5圖為傳統EDI裝置的概略圖式。 第6圖為使用傳統脫鹽室的去離子模組之部份透視 圖。 [較佳實施例之說明] 於此參照第1和2圖說明本發明的EDI裝置之較佳實 施例。第1圖為顯示出本發明EDI裝置的概略圖式。第2 圖為包兩個副脫鹽室的去離子模組之部份透視圖。如第1 圖所示者’依序裝有陽離子交換臈3，中間離子交換膜5 與陰離子交換膜4,且於彼等之間設有空間，在每一陽離 子交換膜3與每一中間離子交換膜5之間的空間内裝填有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐 311301 ------------I ----------------^ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) >4014 6 A7 五、發明說明（6 ) 離子交換材料8 ’以形成第一副脫鹽室^，I，七，和 在每一中間離子交換膜5與每一陰離子交換膜4之間的空 間内裝填有離子交換材料8,以形成第二副脫鹽室 七，和ds。第一副脫鹽室巾與第二副脫鹽室毛組合形成 脫鹽室Dl以類似方式，將第一副脫鹽室电，七，和^分 別地與第二副脫鹽室I，七，和^組合形成脫鹽室Ο:， D3’和Ο〆在脫鹽室A和A等之間，其由陰離子交換膜 4與陽離子交換膜3所形成且未裝填任何離子交換材料$ 之空間係作為讓濃縮水流入的濃縮室i。所以，從該圖式 的左邊依序裝有脫鹽室Dl，濃縮室丨，脫 卜脫鹽室。3,濃縮室i，和脫鹽室D4。而第二；脫農： d2\d4, d6,和d8的每一經處理水排放管線12係分別連接 到第:副脫鹽室dl’d3’d5,七的待處理水供給管線13。 早獨的脫鹽室包括經由兩個中空框與三個離子交換室 所形成的去離子模組。特定言之，如第2圖所示，第」框 21的一側係用陽離子交換膜3所封合，且該第一框的中空 空間係填充著離子交換材料8。然後，將 -侧面以中間離子交換膜5予以封合形成第弟―：脫鹽的室另 接者用第二框22連接到此第一副脫鹽室，且於其間加上中 間離子交換膜5,並用離子交換材料1 該第二框22的未接觸到中間離子交換膜5之側面係用陰離 子交換膜4予以封合形成第二脫鹽室。因為離子交換膜3, 4和5皆為柔軟且具撓性者，所以在第—和第二框〗… 用離子交換材料8填充’並用於兩側用離子交換膜封合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21() χ 297 311301 --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494014 A7 B7 五、發明說明（7 ) 時’在該第-和第二框21和22内加裝眾多肋條23，以防 止因彎曲的離子交換膜所致離子交換材料8的不均勻填 充。雖然在圖中未示出’不過在該第一框21與第二框、22 2上端部裝有待處理水或經處理水的入口，且在流經該第 -與第二賴鹽室的水會流時，於彼等的下端裝有經處理 水的出口。另外’該第一框21與第二框22的上端也 有待處理水的入口與經處理水的出口 ’且於其下端裝有經 處理水的出口與經處理水的入口，此時流經第一與第二副 脫鹽室的水係逆向流動者。帛！圖顯示出眾多平行裝設的 彼等去離子模組20,於其間的間隔物則未示出。在該^行 去離子模組的-侧面上裝有陰極6，且於該平行去離子模 組20的另-側面上裝有陽極7。上述所提間隔物係、裝在該 去離子Μ組2G與;農縮室1之間。在兩個最外面的脫鹽室〇 都可從外面裝有分隔離，例如陽離子交換膜，陰離子交換 膜’或不具有離子交換官能性之膜片。在分隔膜所分開的 區段可加設電極室2和2，且使彼等分別接觸電極6和7。 有關該中空框，可以使用任何一種材料，其可在該框與離 子交換臈成層時，在該框與離子交換膜之間形成空間予以 填充離子交換材料。舉例而言，此框可以用有四角形斷面 的方柱元件形成。 在使用此類型的EDI裝置製造去離子水時，其係依下 述刼作。將直流電流施加在陰極6與陽極7之間。將待處 琢水從待處理水供給管線u給入且將濃縮水從濃縮水供 ,給管線15給入。將電極水從電極水供給管線17與17給 本紙張尺度顧巾關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮「 7 311301 A7 五、發明說明（8 入。從待處理水供給管線u給人的待處理水俜流經第 脫鹽室d2，d4，d^七通過離子交換 二 掉雜質離子。然後使經處脫除 理水排放管線U，流到第―_室=脫鹽至的經處 13，#泣&丨笛. 劍脫-至的待處理水供給管線 拖純：—副脫鹽室勾，七’ d5和d7之内經過離子交 …斗，且於該處再脫除掉雜質離子。如此可在去離 水排放管線14中製得去離子水。從漢縮水供給管線15給 入的濃縮水係通過每_濃縮室，接收來自陽離子交換臈3 和陰離子交換膜4的雜質離 、 /質離子，再從濃縮水排放管線1 6 •放出。電極水係從電極水供給管線17和”給入，並從 p水排放管線U和18排放出4這财式，待處理水 中的雜質離子即可經由電方式脫除掉。 中間離子交換膜可為任何一種單獨的陽離子交換膜或 陰離子交換媒或為由陰離子交換膜與陽離子交換膜組成的 膜。在使用以陰離子交換膜加在裝置上的上端或下端任一 側上且以陽離子交換膜於另一側上所構成的組成膜時，該 陰離子交換膜與陽離子交換膜所各具的高度（面積）係決定 於待處理水的品質，處理目標，或類似者。在採用單獨的 臈時，該離子交換膜的本質係決定於所欲脫除掉的離子之 類別。 該第一或第二副脫鹽室可具有任何厚度，且因而可將 该厚度針對要在該第一或第二副脫鹽室内填充的離子交換 材料之類別和其填充方法而調定在最佳厚度。如此一來， I 將第副脫鹽至的厚度設定在3毫米，將第二副脫鹽室 本紙張尺度國家標準（CN_&4規格（21G χ 297公釐) ---- 8 311301 頁 訂 494014 五、發明說明（9 ) 的厚度設定在6毫米，且可將整個厚度，亦即脫鹽室的厚 度，設定在9毫米。在將眾多⑽鹽室與濃縮室交錯裝設時， $脫鹽至兩側面上的陽離子與陰離子交換膜所界定的脫鹽 至格間所具厚度可相對於傳統裝置的情況予以增加，且可 ^以2定在I·5至18毫米範圍内，更佳者在6.5至15毫 只的範圍内’且甚至更佳者，在9至m米的範圍内。 {何離子交換材料都可用來填充到脫鹽室内，包括（但 :限於)單-床的陰離子交換材料，單一床的陽離子交換材 料 a陰離子父換材料和陽離子交換材料的混合離子交 、料及彼等的組合。具有離子交換官能性的任何材料 都可用為該離子交換材料’其包括（但不限於）離子交換樹 月曰，離子交換纖維，和彼等的組合。 待處理水可依任-方向流入該第一與第二副脫鹽室。 亦即’在該第一與第二副脫鹽室内的流動方向可彼此相逆 線 以取代本發明之具體實例中所述的彼此同向。副脫鹽室的 順序可以逆反，亦即，待處理水可先流入第一副脫鹽室後 再流入第二副脫鹽室’而取代本具體例的組態。經 的流向需適當決定。 第3圖顯示出本發明之具體實例，其中使用陰 換媒作為巾間離子交㈣，使肖混合的陰離子交換 陽離子交換樹脂填充第一副脫鹽室七，且使用單獨的心 子父換樹脂填充該第二副脫鹽室d2。第3圖也顯示 1圖中所示脫鹽室與濃縮室之間的關係，其與顯示 • &置的第4圖相比較’於第3圖中，流經第二副脫鹽室的 本紙張尺度適财關家鮮（CNS)A4規格丁趟χ撕公爱） -至、 y 311301 494014 A7 五、發明說明（10 ) 待處理水及從第二副脫鹽室排放出且送到第—副脫越室的 水都是向下流動’而濃縮水則向上流動，此係與待：理水 的方向相反。待處理水係從待處理水供給管線u給入，並 向下流入第二副脫鹽室t，d知Η Μ 土 -, " 2心和ΚΙ未不出）通過單獨的 陰離子交換樹脂A，於該處將陰離子組成分，例如氯離子 和硫酸根離子透過陰離子交換膜轉移到濃縮室而脫除掉 這種離子脫除作用會特別地發生在待處理水輸入端。於此 程序中’待處理水所含陽離子組成分係保留在水中。通過 該第二副脫鹽室所具經處理水排放管線12的水接著流過 第一副脫鹽室所具待處理水供給管線13到第一副脫鹽室 di ’ 1，與ddd7未示出）’而通過混合陽離子和陰離子交 換樹脂Μ ’於該處將陽離子組成分，例如鐫離子:約離子 透過陽離子交換膜C轉移到濃縮室並脫除掉。離子脫除合 .制顯著地發生在該第-副脫鹽室的入口處（第二副脫鹽曰 室的輸入端）。如此，可在去離子水排放管線“内製得去 Κ纟有從第-副脫鹽室的輸人端附近脫除出的經濃 縮陽離子組成分例如鎮和妈離子之濃縮水即從濃縮室立即 排放出而防止在濃縮室内形成積垢。 從第3圖了以看出，在本發明中，每個副脫鹽室所具 經填充著離子交換材料的濃縮室數目可相對於傳統裝置減 少約2倍，且因而可以使腿裝置的電阻明顯地減低。再 者’濃縮室的數目相對於傳統裝置的數目較為少，所以流 經濃縮室的濃縮水所含離子濃度可因而增加，導致導電性 I # # ?文& I可使電阻進一步地減低，並於同時，可使濃 •本紙張尺度適用中關家標準（CI^^咖公髮） 10 訂、 線 311301 B7 五、發明說明（11 ) 濃縮室的流速增高，由是防止在濃縮室内形成積 也可以使離子交換膜的用量減少。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 陽離：士Γ月之具體實例中’經由將填充有混合陰離子與 t離子父換材料的第一副脫鹽室所具厚度予以設定在08 ^至8毫米，更佳者為2至5毫米的範圍内，且將填充 T陰離子交換材料的第二副脫鹽室所具厚度Μ調定在5 广與15毫米之間的範圍，更佳者為6至10毫米的範圍 内’可以達到低電阻和高電流效率。若該等第一副脫鹽室 所具個別厚度小於0.8毫米時’水不會滯留於該等第一副 脫鹽室内足夠長的時期，且經處理水的品質會降低。相反 地、1各該等第-副脫鹽室所具厚度大於8毫米，則電辟 會增面’導致該裝置的安全操作上有困難存在。類似地， 各該等第二副脫鹽室的厚度小於5毫米，水在其中不能停 留足夠長時間，而促成經處理水所具品質之降低。而若各 該第二副脫鹽室所具厚度大於15毫米，則相較於電流效率 增加值的電阻增加會變得更明顯，因而使此種組態並不 倖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述所說明，於本發明令，係將一個脫鹽室分隔成 兩個副脫鹽室。於此種組態之下，每一個填充有離子交換 材料的副脫鹽室之濃縮室數目相對於傳統裝置的數目減少 約2倍，且該EDI裝置所具電阻可獲得明顯地減低，再者， 因為濃縮室的數目相對於傳統裝置較少，所以流經濃縮室 的濃縮水所具有的離子濃度會增加，使導電係數增高，導 致電阻進一步地減低，且流經濃縮室的濃縮水流速會增 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311301 494014 A7

12 311301 494014 A7 五、發明說明（I3 ) 之構造中，可以充分處现 s八古 量陰離子組成分的水，尤l ==成分例如氧…碳酸的水。當欲在填充著 =交換材料的混合交換材料之副脫鹽室中處 理：：濃縮水係以相反方向流動時，含有濃陽離子組成分 例如鎖和#5離子的遺縮k +的〆 晨縮水可以立即從濃縮室排放出，由是 防止濃縮室内形成積垢。 [實施例] 本發明將以引述的實施例進一步加以說明。這些實施 例只意欲用為範例而無意用來限制本發明的範圍。 i施例1 訂 以下面所述規格製傷如第3圖所示包括三個平行去離 子模組（6個副脫鹽室）之EDI裝置。在下列操作條件將水 通脫鹽室和濃縮室5000小時。其結果示於表】之中。 規格： 線 待處理水及給入的濃縮水： 經由用逆滲透裝置處理工業水所得滲透水 待處理水的電阻係數：〇·31Μί) · cmpMQcm) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一副脫鹽室：寬度300毫米，高度6〇〇毫米，厚度 3毫米 填充該第一副脫鹽室所用的離子交換樹脂：陰離子交 換樹脂（A)與陽離子交換樹脂（K)以A : K=1 : 1的體積比例 構成之混合離子交換樹脂床 第二副脫鹽室：寬度300亳米，高度6〇〇毫米，厚度 8毫米 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

13 311301 A7 A7 圖所示包括6個平行去離子 五、發明說明（w ) 埴充該第二副脫鹽室所用的離子交換樹脂：單床的陰 離子交換樹脂 = 整體流速·· 1立方米/小時 電流·· 1 · 5安培之固定值 比較例1 以下面的規格製備如第4 模、、且的EDI裝置。於下列操作條件下將水流經該等脫鹽室 與/農縮至5GGG小時。待處理水的品質及給人的濃縮水品質 及該裝置的整體流速都與實施例丨相同。 規格 ： 脫鹽至·寬度300毫米，高度6〇〇毫米，厚度8毫米 填充該等脫鹽室所用的離子交換樹脂： 脫鹽室的上半部係填充著單一床與實施例i相同的陰 離子交換樹脂，而脫鹽室的下半部係填充著與實施例^目 同的混合離子交換樹脂床。 電流·· 1 · 5安培之固定電流。 [表1] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在5000-小時去離子後 經處理水的電阻係數 (ΜΩ · cm) 17.9 17.7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311301 494014 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（b ) 從表1可以看出實施例1的EDI裝置於維持在1 5安 培的電流時，可以使電力比在比較例1中者減少3 3 %。 比較例2 製備類似於實施例1之裝置，但將填充著陽離子和陰 離子交換樹脂混合床的第一副脫鹽室所具厚度更改為〇 5 毫米。於和實施例1相同的條件之下操作此裝置。其結果 示於表2之中。 比較例3 製備類似於實施例1之裝置’但將填充著陽離子和陰 離子交換材料混合床的第一副脫鹽室所具厚度更改為10 毫米。於和實施例1相同的條件之下操作此裝置。其結果 示於表2之中。 比較例4 製備類似於實施例丨之裝置，但將填充著單—陰離子 交換樹脂床的第二副脫鹽室所具厚度更改為3毫米:於 實施例1相同的條件之下操作此裝置。1姓 ：和 /、、、，〇果不於表2之 中。 〜 比較例5 製備類似於實施例！之裝置，但將填充著單 交換樹脂床的第二副脫鹽室厚度更改 " 7 宅木。於和音始 例1相同的條件之下操作此裝置。豆 八、、、口果不於表2之中。 k紙張尺度適財_冢標準（CNS)A4規格（21G χ 297公髮 311301 . — — — — — — I! — — — · · I I 丨 I ! I 訂— — — — — — — I- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 15 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16 [表2] 比較例 2 3 4 5 平均施加電壓（伏特）（v) 80 140 100 120 電流（安培）（A) 1.5 1.5 1.5 1.5 在5 0 0 0 -小時去離子後經 處理水的電阻係數 (ΜΩ · cm) 7.7 16.8 15.5 17.1 如表2中所示者，在將每一副脫鹽室的厚度過度地增 加或減少時，該裝置的電阻會增加或經處理水的品質會降 低。 [元件符號說明] 1 濃縮室 2 電極室 3 陽離子交換膜 4 陰離子交換膜 5 中間離子交換膜 6，109陰極 7，110 陽極 8 離子交換材料 11，13，15，17, 111，115，117 供給管線 12，14，16，18, 114，116，118 排放管線 2〇, 106去離子模組 21，22，107框 23，108肋條 1〇1 陽離子交換膜 102 陰離子交換膜 103 離子交換材料 l〇3a 陰離子交換樹脂 103b 混合床 龜 104 脫鹽室 105 濃縮物室 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494014 Α7 Β7 五、發明說明（17 ) 112 陰極室 113 陽極室 A 陰離子交換樹脂 a 陰離子交換膜 C 陽離子交換膜 D?Dl5D2?D35D4 脫鹽室 di，d2，d3，d4，d5，d6，d7，d8 脫鹽室 Μ 混合樹脂 -------------^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 311301

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 L種電氣式去離子裝s，其係用以從水中脫除掉離子， 該裝置包括： 系列的脫鹽室，各在其一側上裝有陽離子交換膜 且於另一側上裝有陰離子交換膜，並填充著離子交換材 料， /農縮至，其係裝設在該陽離子交換膜與陰離子交換 臈的任一側上，及 、 中一對電極，其係插置於該脫鹽室與濃縮室之間，其 各該脫鹽室係使用裝設在該陽離子交換膜與陰離 子交換膜中間❺中間離子交換膜予以分隔成兩個副脫 鹽室。 2·如申請專利範圍第1項之電氣式去離 脫鹽室依序層置地包括： j各該 該陽離子交換膜， 第一框， 該中間離子交換膜， 第二框，及 該陰離子交換膜。 3·如申請專利範圍第W之電氣式去離子裝置，其中該中 間離子交換膜為選自下列所成組群中的—種交換膜單 一型陽離子交換膜，單一型陰離子交換膜，和組成型陽 離子與陰離子交換膜。 4.如申請專利範圍第工項之電氣式去離子裝置，其中么贫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G X 297公爱）— 18 訂、 線 311301 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 兩個副脫鹽室分別裝有入口和出口，且 該兩副脫鹽室之一的出口係連接到另一副脫鹽室 口 口，使得該兩個副脫鹽室為串接。 如申明專利範圍第4項之電氣式去離子裝置，其中 該兩副脫鹽室中之一的出口係經由連接管線連接 到另一副脫鹽室的入口，且 待處理水係以相同方向流入該兩個副脫鹽室。 6 ^°中Μ專利範圍第5項之電氣式去離子裝置，其中 遭縮水係以與待處理水進入該等脫鹽室的流向呈 相反的方向流入插置在各脫鹽室（兩個副脫鹽室）之間 的該濃縮室内。 7·如申請專利範圍第！項之電氣式去離子裝置，其中各該 兩個田'i脫鹽室係填充離子交換樹月旨，其在該副脱鹽室中 的離子乂換材料係不同於另一副脫鹽室者。 8.如申請專利範圍第！項之電氣式去離子裝置，其中 該兩個副脫鹽室中之一者係由該中間離子：換膜 與陰離子交換臈所界m真充有陰離子交換材料，且 另一副脫鹽室係由該陽離子交換膜與該中間離子 交換膜所界定，且填充有陰離子與陽離子交換材料。 9.如申請專利範圍第7項之電氣式去離子裝置，其中該兩 個副脫鹽室具有不同厚度。 i〇.如申請專利範圍第8項之電氣式去離子裝置，其中 該填充有陰離子交換材料的副脫鹽室具有:5毫 米與15毫米之間的厚度，且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公髮） 311301 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝------ 丨線_ 19 494014 六、申請專利範圍 該另一填充者陽離子盘降雜工上 ^ ^ ^ ，、陰離子父換材料的副脫鹽 至具有在0.8毫米與8毫米範圍内之厚产。 u·如申請專利第3項之電氣式切子i置，苴中 該兩個副脫鹽室中之_係由該Μ _ 陰離子交換膜所界定，且埴#古、 且填充有陰離子交換材料，且 另一副脫鹽室係由該陽離子交換膜與中間離子交 換膜所界定且填充有陰離子和陽離子交換材料。 12·-種使用電氣式去離子裝置製造去離子水之電氣式去 離子方法，其中 該電氣式去離子裝置包括·· 系列的脫鹽至，各在其—側上裝有陽離子交換 膜且於另側上褒有陰離子交㈣，並填 換材料， 濃縮室，其係透過該陽離子交換膜或陰離子交換膜 而裝設在該脫鹽室的任一側上，及 、 對電^該脫鹽室與濃縮室的組裝體 内且_中各該脫鹽室係由裝設在該陽離子交換膜與該 陰離子交換膜之間的中間離子交換膜予以分隔成兩個 副脫鹽室； 該方法包括下列諸步驟·· 將待處理水供給到第一副脫鹽室内並將從該第一 副脫鹽室排放出的水供給到該第二副脫鹽室同時在該 對電極間施加電壓， L__將》農、缩水供該濃縮室， 本紙張尺度適關家鮮（CNS)Aii^^_x挪公爱） 20 311301 494014 六、申請專利範圍 將待處理水中所含雜質離子濃縮到該濃縮水内，及 從該第二副脫鹽室排放出水而製成去離子水。 13·如申請專利範圍第12項之方法，其中水係以相同方向 流到該兩個副脫鹽Γ室之内。 14. 如申睛專利範圍第13項之方法，其中在該濃縮室内的 濃縮水係以與在該兩個副脫鹽室内的水流相反的方向 流動。 15. 如申請專利範圍第12項之方法’其中該中間離子交換 膜係選自下列所構成的組合之—者：單一型陽離子交換 膜，單一型陰離子交換膜，與組成型陽離子和陰離子交 換膜。 16·如申請專利範圍第12項之方法，其中 該兩個副脫鹽室中有一者係由該中間離子交換膜 與該陰離子交換膜所界定，且填充有陰離子交換材料， 且 • 另一副脫鹽室係由該陽離子交換臈與該中間離子 交換膜所界定，且填充有陰離子與陽離子交換材料。 17.如申請專利範圍第16項之方法，其中該中間離子交換 膜係選自下列所構成的組合之一者：單一型陽離子交換 膜，單一型陰離子交換膜，與組成型陽離子與陰離子交 換膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 21 線 311301