TW510823B - Electrodeionization apparatus and pure water producing apparatus - Google Patents
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 Α7 ___ Β7 五、發明說明(1 ) 發明領域 本發明提供各行業一種電去離子裝置以生產去離子水 ,其中包括:半導體製造業、液晶顯像製造業、醫藥界、 食物加工業、發電、個人裝置、硏究室等,尤其是電去離 子裝置。更明確的說,本發明係關於一種可快速移除弱解 離性成份電解質(其中包括:矽土、硼)之電去離子裝置,且 適用於初級純水系統以及純水生產裝置回收系統。 此外’本發明係關於一種純化水之生產裝置,其係使 用本發明之電去離子裝置而使裝置提供之高品質水的電阻 大於18.0ΜΩ ·公分。 先前技藝之說明 生產去離子水之電去離子裝置適用在各領域,其中包ν 括半導體製造廠、液晶顯像製造廠、藥廠、食物加工業、 發電廠等、個人裝置以及硏究室。 圖.3顯不之電去離子裝置係揭示於jpH4-72567B, JP275 1 090及JP2699256,其中數個陰離子交換膜13及數個陽 離子交換膜14係配置在電極之間(陽極丨丨、陰極12)以便能交 替地形成濃縮區15以及稀釋區16,而稀釋區16則充以陰離 子交換劑和陽離子交換劑,其內含有離子交換樹脂、離子 交換纖維或混合式或多層式接枝交換劑。在圖.3中,17代表 陽極區,而1 8代表陰極區。 在電去離子裝置中,水解離形成Η +離子和0Η-離子而將 裝在稀釋區的離子交換劑連續再生,使電去離子裝置可將 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4- --i----------裝-----I--訂 -------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明(2 ) 水有效電離。 圖.1 2是顯示此電去離子裝置之結構剖析圖。 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 此電去離子裝置依序包括陰極端板101、端板1 〇 1後是 陰極102、延伸在陰極102外圍的陰極區103。此外,由陽離 子交換膜104、框架105構成之稀釋區及由陰離子交換膜106 和框架107構成之濃縮區則是依序疊置在陰極區103之上。 陽離子交換膜104、框架105構成稀釋區、陰離子交換膜104 、框架107構成濃縮區則結構槽。此裝置係由數個該槽共同 疊置而成。即膜104、框架105、膜106、以及框架107在槽中 是彼此重覆地疊置。陽極109係疊置在最後方陰離子交換膜 106和陽極區108之間。陽極端板110係疊置在陽極電極109上 。此裝置係以螺栓或類似物固定。 由框架105內表面形成的空間是爲稀釋區,其內塡充以 離子交換樹脂之類的離子交換劑105R。由框架107內表面形 成的空間則是濃縮區,區內附有包括篩孔區在內之隔間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 直流電係在陽極109和陰極102之間流通,待處理的生 水則經由生水輸入管線1 11送入稀釋區內,而供水則經由濃 縮物輸入管線1 1 2送入濃縮區1 08。送入稀釋區內的生水流. 經離子交換樹脂層以移除生水中的雜質離子而將生水轉成 去離子水,再經由去離子水輸出管線1 1 3流出。 雜質離子穿透膜1 04、1 06,濃縮區內之濃縮水流經濃 縮物輸出管線11 4。電極水則分別透過輸送管線11 5、11 6以 及排放管線11 7、1 1 8在電極區內流通。 在P4-72567B中揭示的電去離子裝置,其稀釋區係由直 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -5 - 510823 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(3) 立式間隔架將稀釋區分割成垂直方向較長的槽。此電去離 子裝置上的稀釋區以間隔架分割成長槽,其內各裝入離子 交換樹脂以防止產生疏導現象(即水僅在稀釋區入口至出口 的單側流動)和預防稀釋區內的離子交換樹脂受到壓縮或移 動。 在JP4-72567B之電去離子裝置中,由於槽是由以垂直方 向分隔稀釋區形成,所以槽的數目有限。意即無法在裝置 上形成許多槽。此外,側面方向的水流受間隔架阻擋,而 造成水及離子交換樹脂之間的接觸效率不佳。此外,槽較 下方處的離子交換樹脂受到壓縮,而使槽上方形成空隙, 以致於離子交換樹脂充塡率較差。 圖.4爲傳統以電去離子裝置生產純化水的裝置系統圖 ,其中顯示處理生水(如市區用水)的活性碳處理裝置1、逆 滲透膜處理裝置2及電去離子裝置3。 在去除電去離子裝置上的一些弱解離性成份電解質時( 其中包括:二氧化碳氣體(C〇2)、矽土、硼以及等),須要在 稀釋區內將此成份離子化並形成離子如下: C〇2 + 〇H -> HC〇3' (pKa = 6.3 5) S1O2 + OH —^ HSi〇3 (pKa = 9.86) H3B〇3 + 〇H — B(〇H)4. (pKa = 9.24) 即使傳統的電去離子裝置亦可完全移除低解離常數( pKa)之弱解離性成份(如c〇〇,其係以提高供應電壓將水解 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -6- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r*1 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 B7 五、發明說明(4) 離。然而,習見的電去離子裝置很難移除超過60至90%解離 常數高之弱解離性成份(如:矽土和硼),即使提高其供應電 壓。 爲了解決以上問題,便提出下列建議。 I. 將稀釋區充塡著多層由陰離子交換層和陽離子交換 層組成的離子交換劑,以使水在陰離子交換層上暫時鹼化( 揭示於 JP-H47 1 624A)。 II. 將送達電去離子裝置之供水酸鹼度調整在9.5至 11.5 之間(揭示於 USP 4,298,442)· III. 採用二種或多種階段的習見電去離子裝置。在電 去離子裝置之前提供RO裝置以二種或以上步驟去除砂土。 在上述I中,充塡著多層離子交換劑之稀釋區無法將矽 土的濃度降低至0.1 ppb以下,而此乃半導體製造業等所要求 的。 在上述II中,雖然矽土移除率提高了 5至10%,仍須用 裝置添加藥劑來控制酸鹼度,其中包括苛性小蘇打,並提 供軟化裝置以徹底移除供水中的硬度(其中包括Ca2 +及Mg2 + ) ,因而提高了裝備的成本。 在上述的III中,於電去離子裝置之後須用到非再生式 混合層類型之電去離子裝置,因爲由電去離子裝置處理的 水內含0.5至l.Oppb或更高的矽土和硼。 一般而言,當電去離子裝置採用的電流超過電離所需 要的臨界電流密度時,水即如上述解離形成OT和H +以攜帶 電價。H +離子的遷移率爲349.7cm2 Ω 'cT1,遠高於其它離子 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --J----------裝--------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510823 A7 __B7 五、發明說明(5 ) (30 至 70cm2 Ω 々q.1,參考:Manual of Chemistry,發表於 Japanese Chemical Society)。因此,尤其是當稀釋區的厚度 W大時,由於H +和OH·之間遷移率之差異增加而使H +易於迅 速釋放到濃縮區,0H —則仍留在稀釋區◦、此外,Na +與K +亦 易於留在稀釋區,因爲彼等爲單價且H +離子帶有電子,而 包括Ca2+、Mg2 +在內的多價陽離子和陰離子則較易流向濃縮 區。結果,造成產物水易於內含單價鹼,如NaOΗ以及K〇Η 之類’而使產物水(去離子水)呈鹼性。 相反地,濃縮水同理變得呈酸性。 本發明之槪要和目的 本發明之目的係在提供一種電去離子裝置以克服上述 的問題而使電去離子裝置不會產生水垢並大幅改進移除包 括矽土、硼等弱解離性成份之速率而無須添加藥劑如苛性 小蘇打。另外,本發明之目的亦在提供一種使用電去離子 裝置生產純化水之裝置。 本發明之電去離子裝置內有陽極、陰極、濃縮區和稀 釋區(由數個陰離子交換膜以及陽離子交換膜置於陽極與陰 極之間形成),離子交換劑則裝在稀釋區中。在未添加鹼劑 下處理酸鹼度等於或小於8.5的供水時,電去離子裝置產生 出的產物水之酸鹼度可高於供水之酸鹼度1.0或以上。 本發明之電去離子裝置能有效地移除供水中包括矽土 、硼在內之弱解離性成份。 本發明之生產純化水裝置係由供水依序流經電去離子 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -8 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 Α7 Β7 五、發明說明(6) 裝置中之數個步驟。最前端之電去離子裝置爲本發明之電 去離子裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 最前端之電去離子裝置能將供水中的部分二氧化碳氣 體、矽土、硼以及硬度移除。經最前端之電去離子裝置處 理後的水其傳導度和供水相同,而p Η則比供水高。 經最前端之電去離子裝置處理過的水再由習見的電去 離子裝置處理以去除殘存的矽土、硼以及其它離子。 當稀釋區之厚度超過範圍1.26至6.35毫米(如JP Η4-、 725 67 Β揭示)並僅裝有陰離子交換劑或爲陰離子交換劑與陽 離子交換劑之混合時,電去離子裝置的效能特佳。即當含 有少量鹼金屬離子或鹼土金屬離子(由逆滲透裝置(R〇裝置) 濾出)之水流經電去離子裝置時,水中的二氧化碳氣體(C〇2) 及陰離子即被移除,因時也移除了約90 %矽土及硼。 而硬度(其中包括Ca2 +以及Mg2 + )亦可被移除,單價陽離 子,包括Na +以及K+,則難以移除,至於鹼類(如NaOH以及 K0H)因帶有高莫耳傳導度會流入經處理‘的水中而使處理後 的水酸鹼度易於昇高及傳導度稍微增加。, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 引起上述電去離子裝置的現象之原因目前尙不明,但. 假設如下。當電去離子裝置通上的電流超過電離之臨界電 流密度時,水即如上述解離成〇Η·和H +以攜帶電價。H +離子 之遷移率爲349.7平方公分Q^eq·1,遠大於其它離子(30至70 平方公分參考·· Manual of Chemistry,發表於 Japanese Chemical Society)。因此,尤其當稀釋區厚度W增 加時,〇Η·和H +之遷移率差異擴大而使H +移向另一邊的濃縮 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 _ B7 五、發明說明(7) (請先閱讀f面之注意事項再填寫本頁) 區而〇H_則仍留在稀釋區內。此外,Na+和K +亦仍留在稀釋 區,因爲H +離子帶有電價,而包括Ca2+、Mg2+在內之多價 陽離子和陰離子則較易流向濃縮區。結果,造成產物水易 於內含單價鹼,如Na〇H以及K〇H之類,而使產物水pH提 局。 同理,濃縮水變得呈酸性,因爲ΟΙΓ留在稀釋區而H +流 向濃縮區。因此,即使一些如Ca2 +以及Mg2 +的物質在高濃度 下濃縮時,電去離子裝置也不會產生水垢。 本發明之電去離子裝置可在陽極和最靠近陽極之稀釋 區的陰離子交換膜之間加上陽離子交換膜,以便在陽離子 交換膜和最靠近陽極之稀釋區之間形成濃縮區,而在陽離 子交換膜與陽極之間形成陽極區。 在電去離子裝置中,陰極區的陽離子濃度高、電極之 間電阻低,藉以降低所使用的槽電壓。爲預防陰極區形成 水垢,送入陰極區之電極水的酸鹼度減低(或,電極水呈酸 性)。爲求達到此目的,即增加稀釋區厚度來降低自濃縮區 流出、然後流入陰極區作爲電極水之水的酸鹼度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之電去離子裝置可作爲純化水生產裝置的最前 端電去離子裝置,其中將二個或以上之電去離子裝置串聯 起來以便在數個階段處理供水◦當傳導度爲10 // S/公分且 其中包括2 0 0 p p b砂土、2 0 p p b硼之供水流經第一個本發明電 去離子裝置再流經第二個習見的電去離子裝置時,自第二 個電去離子裝置流出之水的電阻等於或高於1 8 Μ Ω ·公分 ,且其所含之矽土、硼等於或低於0. lppb(如同純水)。由於 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 ___ ________ B7 五、發明說明(8) 前面的第一個電去離子裝置移除了硬度如:Ca + +以及Mg + +, 隨後之第二個電去離子裝置便無水垢且水之回收率等於或 高於9 5 %。前面第一個電去離子裝置的濃縮區產生酸性的水 而隨後之電去離子裝置的濃縮區則產生鹼性的水。此類酸 性的水與鹼性的水可混合並回到前面的R0裝置。 本發明之電去離子裝置可附有厚度等於或高於7毫米的 厚槽及厚度少於7毫米之薄槽,如圖.7以及圖.8所示,以供 自厚的稀釋區流出之水經過通往薄槽。 圖形簡述 圖· 1之系統爲電去離子裝置及生產純化水之本發明裝 置的具體實施例; 圖.2流程圖爲實施例6所使用之生產純化水之裝置。 圖.3剖面圖顯示習見的電去離子裝置結構。 圖.4系統則顯示習見的純化水生產裝置。 圖· 5則顯示在實施例1中所觀察到電壓與產物水酸鹼度 之間的關係。 圖.6則顯示實施例2至5以及比較實施例2以及3中測量產. 物水所得到的電阻以及酸鹼度測定。 圖.7爲另一個本發明電去離子裝置之具體實施例剖面 圖。 圖· 8本發明電去離子裝置之其它具體實施例的橫切面 〇 圖.9是依據其它具體實施例之稀釋區的放大圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -11 - J I —r I I I--Aw ---I — — — — 訂 *------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510823 A7 ___B7____ 五、發明說明(9 ) 圖.1 0顯示水在間隔膜中流動時之間隔膜的正面圖 圖.11顯示間隔膜之實施例。 圖.12是習見的電去離子裝置放大圖。 圖.1 3實施例7所使用之生產純化水之裝置流程圖 圖.14則顯示電阻與濃縮水傳導度之關係。 圖.15顯示送入前方電去離子裝置之供水中Na +濃度與經 前方電去離子裝置處理的產物水酸鹼度之間的關係圖 符號說明 1 活性碳處理裝置 2 逆滲透膜處理裝置 3 電去離子裝置 3 B 後方 電 去 離 子 裝 置 3 A 則方 電 去 離 子 裝 置 3 A a 電 極 3 A b 稀 釋 區 3 A c 濃 縮 3 B a 電 極 區 3 B b 稀 釋 is 3 B c 濃 縮 1¾ 4 酸鹼計 5 電阻計 6 矽土計 11 陽極 1本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱1 12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΐ m I 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 B7 五、發明說明(1Q) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 2 陰 極 1 3 陰 離 子 交 換 膜 1 4 陽 離 子 交 換 膜 1 5 濃 縮 1 6 稀 釋 1 7 陽 極 區 1 8 陰 極 2 1 陽 極 2 1 A 陽 極 2 1 B 陽 極 2 2 陰 極 2 3 槽 2 4 槽 1 〇 1 陰 極 端 板 1 〇 2 陰 極 1 0 3 陰 極 隔 間 1 〇 4 陽 離 子 交 換 1 〇 5 框 架 1 〇 5 R 離 子 交 換 1 〇 6 陰 離 子 交 換 1 〇 7 框 架 1 〇 8 陽 極 1 〇 9 陽 極 110 陽極端板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -13- 510823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(11 ) 111 生水輸入管線 112 濃縮物輸入管線 113 去離子水輸出管線 114 濃縮物輸出管線 115 輸送管線 116 輸送管線 117 排放管線 118 排放管線 12 0 框架 1 2 1 間隔膜 12 2 槽 123 離子交換劑 124 陰離子交換膜 125 陽離子交換膜 12 6 液流入口 1 2 6 A 甬道 12 7 液流入口 12 8 液流出口 128a 甬道 12 9 液流出口 13 1 表面 14 5 槽 較佳具體實施例詳述 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ 1T I------訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) - 14- 510823 Α7 Β7 五、發明說明(12) 以下係詳述本發明電去離子裝置的較佳具體實施例。 由本發明之電去離子裝置組成的電去離子裝置在未添 加鹼劑下處理酸鹼度等於或小於8.5的供水時,其所產生的 產物水之酸鹼度高於1.0或以上,較佳者高於約丨.3至3.0 〇 本發明之電去離子裝置以提高電去離子裝置中水之酸 鹼度來有效移除弱解離性成份,其中包括:矽土及硼,以 及硬度。 本發明之電去離子裝置宜包括下列結構i)及η): 1)電去離子裝置之稀釋區之厚度宜等於或高於7毫米, 更佳者8至30毫米。稀釋區之厚度意指置於圖.3中在陽極1 1 與陰極12之間的稀釋區16之厚度W。 π)裝在稀釋區內的離子交換劑以陰離子交換劑及陽離 子交換劑之混合物爲最佳。當施用高電壓時,離子交換劑 可僅爲陰離子交換劑。某些稀釋區可裝入離子交換劑混合 物,其它可僅以陰離子交換劑充塡。 稀釋區中之一些區域裝有陽離子交換劑,而在其它稀 釋區裝著陽離子交換劑之電去離子裝置,其產物水之阻力. 增加並會中和其酸鹼度,即便其稀釋區之厚度超過7毫米。 此乃因爲將單價陽離子(包括鈉離子)在陽離子交換劑中移除 所致。 離子交換劑可裝入第一、第二個或其後之電去離子裝 置的濃縮區中藉以減低施用於槽中的電壓而減少能量消耗 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *鸞 裝--------訂------I — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 510823 A7 __B7_____ 五、發明說明(13) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 在以離子交換劑充塡濃縮區及每槽施以電壓3至6 V之下 處理的效果與濃縮區未充塡著任何離子交換劑且每槽施以 電壓1 5 V的效果相等。 離子交換劑可爲圓珠或纖維形式的離子交換樹脂、接 枝聚合交換劑(其中交換基團係以接枝聚合方式引入纖維或 非織造紡織品內)、等。 爲了提供良好品質的產物水,離子交換劑宜爲大小均 勻的圓珠形式。圓珠狀離子交換樹脂代表90%圓珠係在圓珠 平均直徑10%之範圍內,且陰離子交換樹脂對陽離子交換樹 脂之平均直徑相對値至少爲0.8。 在上述i)以及U)下結構之電去離子裝置最宜以下列方法 運作。 稀釋區的槽係每槽供應1至50V電壓,較佳者每槽6至 50V,最佳者爲每槽10至30V。水流之空間速度(SV)爲每小 時30至150,較佳者SV爲每小時50至100。當供應電壓過低 或當SV過高時,單價陽離子(其中包括氯化物離子、矽土和 硼)會漏失到產物水中。相反地,當供應電壓過高或當SV過 低時,單價陽離子便會有移除過度之虞。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當電去離子裝置之稀釋區其酸鹼度等於或高於9.0時, 矽土和硼便可輕易移除。 若稀釋區的槽不均勻時會使稀釋區之酸鹼度等於或高 於9。特定言之,接近出口處之槽厚度與槽最大厚度之比値 係等於或低於0.6。 本發明可使用均質的或異質的離子交換膜,不過異質 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^16 - 510823 B7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(14) 膜的Na +滲漏速率會超過均質的膜,而使產物水酸鹼度增加 。因此,以異質的陽離子膜較佳。陰離子膜則以均質較佳 以便維持矽土和硼的去除速率。 當陰離子交換膜對陽離子交換膜的電阻比例等於或低 於0.8時,Na +便可輕易地移除。 尤其是當電去離子裝置真有上述結構(其中稀釋區之厚 度爲10至20毫米、裝有陰離子交換樹脂及陽離子交換樹脂 之混合物)時,水以SV每小時50至100流動且供應電壓在每 槽10至30V,可移除50%以上的硬度,並可移除90%以上的 弱解離性成份(其中包括矽土和硼)。 除了上述結構之外,電去離子裝置之結構可與習見的 電去離子裝置相同。 待送入本發明電去離子裝置之水宜爲已經用逆滲透膜 裝置處理過之內含砍土及/或硼的自來水、河水、地下水等 較佳。 本發明之電去離子裝置宜在水垢値SI 500或以下運作 較佳。水垢値係以下列公式表示: 水垢値SI =[每單位膜面積上之無機碳酸鹽重量(毫克 -CO"小時- dm2)]·[濃縮水中之Ca2 +濃度(毫克- CaCCh/公升)] 其中π每單位膜面積上之無機碳酸鹽重量(毫克Ί//]λ 時-dm2)n係如下列所述,每ldm2電去離子裝置陰離子交換膜 下之重量(毫克-C〇2/小時)、以及"濃縮水中之Ca2 +濃度"爲在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 17 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) aammr 1 —.1 ^1· _1 i_i-4----ον I —me n mmmMm. ϋ ϋ I » 510823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(15) 流出濃縮區之水中的Ca2 +濃度(換算成CaC〇3)。 '區內之進料” 水流速(Z/l)_Si ini2) 本案發明人曾進行實驗以了解水垢在電去離子裝置內 的形成機制。在實驗中,故意在進入電去離子裝置之供水 中混合過量的無機碳酸鹽及Ca2 +以形成水垢。之後,將裝置 拆解以亂察濃縮區。結果發現碳酸鈣附著在濃縮區側之陰 離子交換膜上。 據此,本案發明人假定形成水垢的機制如下。在電去 離子裝置運作時,接近陰離子交換膜表面的酸鹼度局部呈 鹼性。自稀釋區穿過陰離子交換膜的C〇32·或HCCh·及〇Η·在 接近陰離子交換膜處被濃縮。此外,濃縮區內水中的Ca2 +被 吸往或驅往陰離子交換膜,而使CO,或11匚〇3_及〇1與0&2 +反 應而在陰離子交換膜上形成碳酸鈣水垢。 經過本案發明人進一步的硏究更發現,當水垢値SI(以. 每單位陰離子交換膜面積上之無機碳酸鹽重量乘以濃縮水 中之Ca2 +濃度)爲500或以下時,即不會形成水垢。電去離子 裝置中的無機碳酸鹽重量(毫克-C〇2/小時)係以送入電去離 子裝置之水中的無機碳酸鹽濃度(毫克-C〇2/公升)乘以流速( L/小時)計算出。因此,每單位面積上無機碳酸鹽之重量(毫 克-CO"小時-dm2)爲[供水中之無機碳酸鹽濃度(毫克-c〇2/公 _每單位槽膜面積上’ 之無機碳酸鹽的重量 {mg-COtlhr' dm2 進料水中之0¾ L). 陰離子 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -18- 510823 A7 B7 五、發明說明(16) 升)]與[每槽之流速(公升/小時)/陰離子交換膜的有效槽面積 (dm2)]之乘積。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將水垢値SI控制在500或以下、較佳者200或以下,可預 防電去離子裝置在濃縮區內產生碳酸鈣水垢沈澱,因此長 期使用電去離子裝置時能夠穩定運轉。 在電去離子裝置中,係以超出由供水釋出離子所需之 理論量的電流供應使稀釋區內的水分解以便離子交換劑能 連續再生。因此,電流增加會造成陰離子交換膜表面之酸 鹼度鹼濃度增加,促成碳酸鈣沈澱。據此,可用的SI値會 隨電流値而異。 若電去離子裝置之目的是在產生電阻約10ΜΩ ·公分之 水而言,當所須要之矽土去除率低於90%或電流效率於運作 期間超過20%時,SI以不超過200(較佳者不超過150)即可。 基於成本上的考量,SI以介於80及200之間較佳以免除啓用 除氣裝置、軟化劑及/或該其它多餘的裝置處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若電去離子裝置所要求的矽土去除率爲90%或以上時, 即電流效率於運作期間爲20%或以下時,SI以120或以下較 佳,尤其是80或以下。基於成本上的考量,SI以介於50以. 及1 2 0較佳。 當電去離子裝置的濃縮區係充塡著離子交換劑時,穿 越陰離子交換膜的OH-離子在濃縮區內即易於活動,而使水 垢分散。此時,可接受的SI値爲80或以上,當電流增加時 ,甚而更佳者爲80-200。更佳的SI在此案例中係介於80以及 150之間。若不考量成本,SI低於80亦可接受。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -19 _ 510823 A7 B7 五、發明說明(17) 欲將s I降低至某個特定値有下列方法。其中一個方法 是降低濃縮水中之Ca2 +濃度,其係以降低水回收率或使用 Ca2 +去除裝置(如軟化劑)來去除Ca2+。另一個方法是降低膜 表面上的無機碳酸鹽數量,其係以降低電去離子裝置中待 處理的水量或在電去離子裝置上游使用除氣裝置以去除無 機碳酸鹽。另一種降低降低膜表面上的無機碳酸鹽數量方 法是控制電去離子裝置之電流。 若本發明之電去離子裝置之水回收率爲80%或以上時, 濃縮區內的水傳導度應高,從而產生品質卓越的處理水。 若待處理水的C〇2濃度爲1〇 PPm或以下時,可在引入本 發明之電去離子裝置之前先通過逆滲透裝置。 在本發明中,濃縮區內之水傳導度以等於或高於50 "S/公分較佳。電去離子裝置內傳導度和濃縮水電阻的關 係如圖.1 4展示。圖.1 4顯示,當傳導度低於5 0 // S /公分時, 電阻會隨之快速增加。因此,濃縮區出口之傳導度至少需 在50// S/公分以上以確保電流正常。當傳導度低於50 // S/公分時,電阻將提高而造成電成本增加。 以下,將以圖.1及圖.2詳述本發明生產純化水之裝置。. 圖.1及圖.2分別爲發明及具體實施例。 圖.1展示之純化水生產裝置附有RO裝置2、串聯在一起 的第一個前電去離子裝置3A以及第二個後電去離子裝置3B 。圖.2展示之純化水生產裝置附有活性碳裝置1、RO裝置2 、串聯的前電去離子裝置3A及後電去離子裝置3B。 前方電去離子裝置3 A與上述的本發明相關。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * _ 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 510823 A7 _____B7______ 五、發明說明(18) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 後方電去離子裝置3B爲習見的電去離子裝置。在後方 電去離子裝置3B之稀釋區其厚度以小於前方電去離子裝置 3A且介於2.0至6.0毫米較佳。 任何一個隨方電去離子裝置均可爲本發明,因而使純 化水產生裝置成爲高流速,且純化水產生裝置結構也較結 實。 本發明之電去離子裝置可有稀釋區,各區均由間隔膜 分成數個槽,而離子交換劑則裝在各槽中。至少有一部分 面對著槽的間隔膜係向上斜對著稀釋區的正常水流方向。 間隔膜之傾斜部分讓水能通過,但可防止離子交換劑經此 流失。因此,至少有部分流入稀釋區的水流方向應斜對著 一般水流方向,而使水整體分散在稀釋區中,從而改進水 與離子交換劑之間的接觸率,並改進去離子作用。 槽內的水流受到了膜傾斜部分的干擾,因而在膜之表 面形成濃度界層藉以降低離子的抗分散性,且裝置可在高 流速下運作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明裝置的特色是有許多槽以直立的方式橫向分佈 。有數個槽沿著膜表面以順流方式及垂直於一般水流的方 向分佈,從而大幅改良水和_子交換劑之間的接觸率。由 於各槽之高度均低,離子交換劑很少被壓縮到。在槽上方 部分不會形成空隙,而槽內都均勻地裝有離子交換劑。 朝膜表面之各槽的構造以六邊形或四邊形較佳。當其 爲六邊形時,槽的較佳分佈方式是其一對邊順延著一般水 流方向。當其爲四邊形時,槽的較佳分佈方式是其各邊斜 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 B7____ 五、發明說明(19) 對著一般水流方向。 所有的槽均可充塡著相同離子交換劑,或其某些槽可 充塡著與裝在其它槽內離子交換劑不同之離子交換劑。例 如,陰離子交換劑可裝入第一個槽,陽離子交換劑可裝入 第二個槽,而兩性離子交換劑(或陰離子交換劑及陽離子交 換劑之混合物)則可裝入第三個槽。 此電去離子裝置可裝在本發明純化水產生裝置的後方 階段,藉下一個電去離子裝置移除由前一階段滲入之單價 陽離子(如:Na + ),即使當供水之進料速率高時亦然。 以下,本發明將以附圖記述其它具體實施例。圖.9是 顯示依據另一具體實施例之稀釋區的結構放大圖,而圖.10 則是說明間隔膜內水流情形的正面圖。 稀釋區內含矩形框架1 20、間隔膜1 2 1,以具有傳導度 較佳,其係位於框架120,離子交換劑123裝於槽122內(由間 隔膜121形成)、陰離子交換膜124以及陽離子交換膜125,其 係夾在框架120間。間隔膜121可具有導電性。 框架120則與液流入口 126(用以引入待處理的生水)及液 流入口 127(供其上方之濃縮水用)與液流出口 128(供去離子. 水)以及液流出口 129(供較下方形成之濃縮水用)。液流入口 126及液流出口 128均分別經由凹口狀甬道126a、128a連接到 框架120內部。 雖然說明圖上僅以甬道126A與圖.9左上方之槽連接, 事實上在框架120上方部分有數個甬道126 a將生水均勻地配 發到各個排列在側面的頂端槽,即甬道1 26a直接的通往各 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -22- ----------f--------^---------Φ (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 510823 A7 B7 五、發明說明(20) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 個頂端槽。同樣地,雖然僅顯示甬道128A與圖.9右方底部 槽相通,事實上有數個甬道128a在框架120較低處形成以直 接通往各個底部槽。 此具體實施例之間隔膜1 2 1係爲六角形的蜂巢形式,其 中許多槽係以垂直的及側面的方向分佈在而使各槽1 22的一 對邊延著框架120的縱向延伸,即垂直的方向。垂直的表面 1 3 1可供水通過或不可供水通過。 當垂直的表面1 3 1不可供水通過,可使水和槽之離子交 換劑均勻接觸而改進產物水的品質。 其它具有此稀釋區結構之電去離子裝置則與上述的習 見的圖.1 2相同,而生水、濃縮水、以及電極水之流路亦與 習見者相同。 如圖,12展示,由陰極、陰極區及陽離子交換劑膜形成 並劃出陰極區。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當生水通過此電去離子裝置進行去離子程序時,進入 稀釋區的生水透入槽1 22周圍的間隔膜1 2 1而流入相鄰的槽 1 22並依序流下。於期間,水即去離子了。最後,水到達稀 釋區各底部並經由甬道128a流至液流出口 128。水經由液流. 出口 128流出電去離子裝置而成爲去離子水。 稀釋區內的水流方向一般爲垂直的方向,因爲引入生 水的甬道126a係位在框架120頂端而供去離子水流出之甬道 128a係位在框架120底部。間隔膜121斜對著在各槽上方部份 以及下方部份的一般水流方向,而使得水自槽122垂直向下 地流向左下方的槽122以及右下方的槽122。因此,水大體 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 B7 _ 五、發明說明(22) 離子裝置3B則進一步的移除矽土和硼。後方電去離子裝置 3B會移除由前方電去離子裝置3A滲入之鹼,使得產物水品 質提高。 送入前方電去離子裝置之水含有之Na +量以等於或高於 O.lppm Na +較佳。當水中Na +不足時,水以加入NaCl較佳。 欲提高流自前方電去離子裝置3A之產物水酸鹼度時, 供水須含有Na +離子。供水中Na +濃度及產物水酸鹼度之關 係如圖.15所示。於圖.15中,Na +濃度須等於或高於0.1 ppm Na+,較佳者介於0.5至4 ppm Na+。 送入前方電去離子裝置內之水中C〇2的濃度以等於或低 於3 p p m C 0 2較佳。 當生水含有大量C〇2時(在鹼性的狀況下會分解),矽土 .和硼之去除率即降低。當C 0 2濃度超過3 p p m時,宜使用安裝 在上游之除氣裝置去除C〇2或提高送入R〇裝置之水酸鹼度至 8或以上以形成HCOT較佳。 前方電去離子裝置3A之水回收率較佳者60至90%.。 即使·當後方電去離子裝置3B之水回收率等於或高於95%時 ,例如介於95至99%,產物水的品質良好而不會造成水垢. 〇 當前方電去離子裝置3A的電壓和電流增加時,經前方 電去離子裝置處理的水酸鹼度變高。因此,宜在管上安裝 酸鹼計4觀測酸鹼度以自前方電去離子裝置3A排放經處理的 水並控制前方電去離子裝置3 A之電壓和電流,使酸鹼値較 佳者保持在等於或高於8.5,更佳者介於9.0以及10.5之間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公-25 : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 510823 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(23) 前方電去離子裝置3A對Na +之去除率以少於90%較佳及對 氯化物離子則以大於95 %較佳。當氯化物去除率大於95 %時 ,酸鹼度變高。 電阻計5和矽土計6均安裝在管上以便從後方電去離子 裝置3B排放產物水以觀察後方電去離子裝置3B之電阻以及 產物水之矽土濃度,並控制裝置3A以及/或裝置3B之電壓和 電流,以觀察電阻和矽土濃度。 當電去離子裝置3A、3B以A/(Q_SV)等於或高於4000運 作時,矽土和硼之去除率便增加。 "A"、"Q"、以及nSV”定義如下: A :運作時的電流(A); Q :稀釋區(公升/秒)內每槽供水的流速,其中nLn爲公 升;以及 SV :稀釋區內每種離子交換劑之供水流速(公升/公升-離子交換劑·秒). 矽土的移除率與A/(Q_SV)値息息相關。A/(Q,SV)在4000 或以上均可達成97 %或以上之矽土去除率。 本發明生產純化水之裝置可附加RO裝置、除氣裝置供 通過RO裝置之透入水進入、以及電去離子裝置供經除氣裝 置處理過的水進入。送入R〇裝置之供水在以CaC〇3表達時 M-鹼濃度以大於20 ppm、且酸鹼度爲6.5或以上、從RO裝置 流出並流入除氣裝置時之酸鹼度少於6.2較佳。 較佳者,除氣裝置爲膜除氣裝置,且進入除氣裝置之 水必須TOC少於200ppb或傳導度少於20// S/公分。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I ·ϋ -ϋ ϋ 一 δ、· ϋ ϋ ϋ 1- ·-1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -26- 510823 A7 ___Β7_____ 五、發明說明(24) Μ-鹼濃度爲用R◦裝置移除後之供水,因而透入之水的 酸鹼度低。酸鹼度低之水可用除氣裝置有效地移除C〇2,而 使電去離子裝置降低其上之C〇2數量。 去除C〇2的能力可藉由爲水除氣改善30至50%,其中用 RO裝置處理後之其酸鹼度比水在用RO裝置除氣處理之前減 低。 尤其是在用膜除氣裝置作爲除氣裝置時,安裝在R〇裝 置之後的除氣裝置可長期穩定除氣能力。 此乃因爲RO裝置移除了鹽類以及TOC(總有機碳),而免 於由鹽類以及TOC引起的缺點。較佳者,進入膜除氣裝置之 供水其TOC濃度宜少於200ppb及/或電導度20 /z S/公分以預防 受到污染並可長期穩定除氣能力。 RO裝置2之排廢水係以排水釋出,而RO裝置2之透入水 則經過分配並分別送入前方電去離子裝置3A之電極區3Aa、 稀釋區3Ab以及濃縮區3 Ac。前方電去離子裝置3A之產物水( 自稀釋區3Ab流出之水)經過分配並分別送入隨後之電去離 子裝置3B的電極區3Ba、稀釋區3Bb以及濃縮區3Bc。自稀釋 區3Bb流出的水則成爲產物水釋出。自電極區3Aa以及3Ba流. 出的水則成爲排棄水。 自前方電去離子裝置3A濃縮區3Ac流出之濃縮水爲酸性 ,自隨後之電去離子裝置3B濃縮區3Bc流出之濃縮水爲鹼性 。因此,宜將自濃縮區3Ac以及3Bc流出之濃縮水混合並送 回R◦裝置2入口處較佳。 任何前方電去離子裝置3 A或後方電去離子裝置3B之濃 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 裝------^丨訂·-----—^9. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 510823 A7 B7 五、發明說明(25) 縮水均可單獨送回R0裝置2的前一階段。隨後之電去離子裝 置3 B之濃縮水可送回到則方電去離子裝置3 A入口處。
圖.1及圖.2展示之電去離子裝置有一個電去離子裝置3B
’電去離子裝置可附有二種或以上串聯的電去離子裝置3B 〇 如圖.7以及圖.8,展示,稀釋區之槽23大於7毫米而稀釋 區之槽24厚度少於7毫米,可置於陽極21(或21A、21B)與陰 極2 2之間而使供水依序流經此類槽。 本發明之電去離子裝置較佳者運作而使自第二個或更 後方電去離子裝置上之濃縮區流出的濃縮水之矽土濃度較 電去離子裝置生產之水少1000倍。爲了將生產之水的矽土. 濃度降低到0.1 ppb或以下,濃縮水的矽土濃度以降低至100 ppb或以下較佳。. 以此方法運作電去離子裝置時,由於從濃縮區至稀釋 區的矽土濃度梯度(即使是在濃縮區出口處)頗低,從濃縮區 擴散至稀釋區的矽土受到阻礙而使生成水的矽土濃度降低 〇 本發明中,產生純化水的裝置可含有RO裝置、第一個. 電去離子裝置以及第二個電去離子裝置,而使水先從逆滲 透膜裝置流向第一道裝置,然後再流入第二個電去離子裝 置,其中逆滲透膜裝置含有之逆滲透膜可將單價鹽類脫鹽 之程度等於或低於97%。 以下,”將單價鹽類脫鹽之程度”可簡化爲"脫鹽力' 上述的展示於圖.14,當電去離子裝置濃縮水之傳導度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
--------訂-----I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 510823 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(26) 低於50 // S/公分時,其電阻即快速增加。當傳導度大於50 // S/公分時,較佳者大於75 // S/公分’可降低電阻並足可供 應在電去離子裝置中去離子化的電流。 在將傳導度約200 // S/公分的一般自來水或工業水送入 裝設有97%脫鹽力RO膜的R〇裝置、並以水回收率75%處理水 時,穿透RO膜之水的傳導度定義如下。 (穿透RO膜之水的傳導度)= (200 + 800)/2( 1 -0.97) = 1 5 // S/公分 當電去離子裝置以水回收率80%運作處理上述穿透R〇 膜之水時,濃縮水之傳導度爲15 X 5 = 75// S/公分。 而在濃縮水傳導度依送入RO裝置之生水的傳導度而異 時,電去離子裝置之水回收率在使用具有等於或低於97%脫 鹽力之RO膜下,對處理一般的生水以及一般的水回收率其 濃縮水可提供傳導度約75// S/公分或以上,並保持電去離 子裝置內電價平衡。 本發明中,以脫鹽力較低之R◦膜處理過的通透水必須. 送入稀釋區內,因爲若通透水僅送入濃縮區,則無法維持 濃縮水之傳導度也,無法降低電阻和提高電流。 此外,RO膜之硬度與矽土移除率以等於或高於97%較 佳。意即硬度(如Ca2 +和矽土)在電去離子裝置中易於形成水 垢,須要相當數量的電流去除水垢。因此,以在電去離子 裝置之前的RO裝置移除硬度和矽土較佳,而用具有硬度與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 29- -----------裝--------訂—------- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 510823 A7 B7 五、發明說明(27) 矽土移除率大於97%之R0膜較佳。 上述的R0膜均有市售。在製備上,其係以氧化劑處理 R〇膜使呈親水性,脫鹽力等於或低於97%且矽土移除率等 於或高於97%。 本發明中,電去離子裝置以附有厚度等於或高於7毫米 之稀釋區較佳。意即在通過R0裝置(濾除NaCl等之類)之通 透水送入電去離子裝置中後,其中稀釋區厚度大,離子交 換層僅包含陰離子交換劑或陰離子交換劑之混合物,而稀 釋區內裝有陽離子交換劑,其產物水(去離子水)之傳導度與 供水幾近相同或略高,而二氧化碳氣體(C〇2)以及陽離子已 經移除,約90%矽土和硼亦經移除。此外,包括:Ca + +、 M g2 +在內之硬度亦進一步的移除。然而,由於單價陽離子( 其中包括Na+、K + )之移除率較差,而使鹼(其中包括莫耳傳 導度大的NaOH和K〇H)滲入產物水中,產物水因而酸鹼度提 高及傳導度略微昇高。 基於如上的相同理由,由於濃縮槽內OH·難以釋出及H + 易於釋出,酸鹼度呈酸性而使水垢即使在Ca〃、Mg〃高濃縮 濃度下亦無法形成。 特別是,爲求降低電阻並提高增加電去離子裝置之電 流,便增加電去離子裝置之濃縮水傳導度,此乃使用可將 單價鹽(以NaCl代表)脫鹽(等於或低於97%)的R〇膜以便將單 價鹽類滲入R◦通透水中而將通透水進入電去離子裝置稀釋 區。在RO膜之脫鹽力超過97 %時,上述效果不彰。 雖言RO膜之脫鹽力宜較低以增強電去離子裝置濃縮水 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 510823 A7 ___ B7 五、發明說明(29) 去離子裝置之間。 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 使用R 0裝置可將矽土和硼輕易地自鹼性的供水中移除 。由於自前方電去離子裝置流出之產物水呈鹼性而未加入 鹼(其中包括:Na〇H),第二個R〇裝置可輕易地自產物水中 移除矽土和硼。 例如,裝置中包含第一個R0裝置、前方電去離子裝置 、第二個R0裝置及後方電去離子裝置時,其係以此順序安 放串聯,當流入第二個R◦裝置之水的酸鹼度爲7時,第二個 R〇裝置可移除水中99%矽土和70%硼。當流入第二個R0裝置 的水酸鹼度爲9時,第二個R0裝置可移除水中99.9%矽土和 97% 硼。 裝置中包含串聯的前方電去離子裝置及後方電去離子 裝置時,當內含高濃度矽土之水進入裝置內之時,矽土聚 集會使矽土移除率降低,即便供水中之矽土含量之後減低 至一般的低程度。因此,可定期在送入前方電去離子裝置 內之供水中添加鹽類,其中包括·· NaCl,而排出聚集在電 去離子裝置內之矽土。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在添加上述鹽類時,以下條件(i)、(ii)以及(iii)至少一. 種維持5至48小時較佳: (1)將流入前方電去離子裝置之供水之傳導度設在1 5 // S/公分或以上; (η)將流入前方電去離子裝置之水中Na +離子濃度設 定在3ppm;以及 (m)流出前方電去離子裝置的產物水之酸鹼度設定在 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 B7 五、發明說明(30) 9·8或以上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖.15之實施例顯示送入前方電去離子裝置之供水pH値 及自其流出之產物水之間的關係。 除了在供水中添加鹽類(其中包括NaCl)之外,將流入電 去離子裝置之供水加熱至35 °C以上效果更好。 在習見的電去離子裝置中常會形成黏質而在濃縮區造 成壓差昇高而有礙運作。在本發明之雙階段式電去離子裝 置中,前方電去離子裝置之濃縮水呈酸性,而隨後之電去 離子的濃縮水裝置在未添加藥劑下即呈鹼性,以免在濃縮 區內形成黏液。即使於運作六個月後,當供水(其中每毫升 含10,000個活菌)進入前方電去離子裝置時,前方電去離子 裝置之每毫升濃縮水的活菌數仍減至100,而隨後之電去離 子裝置之每毫升濃縮水的活菌數則減至0。 爲求提高矽土移除率,可在第一個以及第二個階段之 間或第一個階段入口處之水中添加鹼劑。即使當第一個階 段之水酸鹼度未能充分提高,經過第二個或其後之電去離 子裝置處理後亦能改良矽土移除率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 送入第一個電去離子裝置內的供水以酸鹼度等於或高 於9.5較佳,以便用第二個或其後之電去離子裝置有效移除 弱解離性成份(其中包括:矽土和硼)。雖然當送入第二個電 去離子裝置之供水酸鹼度爲9.0時矽土移除率爲99%,不過 當送入第二個電去離子裝置之供水酸鹼度爲9.5時矽土移除 率爲9 9.9 %。 33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 ____ B7 五、發明說明(31) 在第二個或其後之電去離子裝置中,供水中Ca〃濃度以 等於或低於30ppb較佳,更佳的爲等於或低於5ppb Ca2+,此 係緣於在濃縮區以及電極區流動的水均爲鹼性。在第二個 或其後之電去離子裝置中,驗性的供水導致C a C 0 3水垢在濃 縮區及電極區內形成。因此,須要在第一個階段即移除Ca24 〇 實施例以及比較實施例 以下顯示用於實施例以及比較實施例之裝置。在實施 例1至5以及比較實施例1至3中,展示於圖.4的裝置係爲串聯 。在實施例6中,包括二種電去離子裝置的裝置安裝形式如 圖.2展示爲串聯。 1) 活性碳裝置 ’’Kudcoal KW 10-30"其係由 Kurita Water Industries Ltd.出產 2) R〇裝置 "Maku-Ace KN 200"其係由 Kurita Water Industries Ltd.出產 3) 電去離子裝置"純- Ace PA-200"其製作係由Kurita Water Industries Ltd.出產 產物流速:100公升/每小時 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂----- - -- - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 510823 A7 ____ B7 五、發明說明(32) 比較實施例1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電去離子裝置之組裝如圖.3展示,其中使用以下離子 交換膜,而稀釋區則以6部分體積以下陰離子交換樹脂以及 4部分體積以下陽離子交換樹脂之混合物充塡。 陰離子交換樹脂及陽離子交換樹脂係先以特級純水充 分淸洗再裝入稀釋區內。各稀釋區之厚度爲2.5毫米並有12 槽。· 將水送入條件如下表1之電去離子裝置內。產物水電 阻、矽土、硼以及其它離子之濃度與移除率之測量和結果 均展示於表1。 陰離子交換膜:"Neosepta AHA”其係由Tokuyama Co,. Ltd製作 陽離子交換膜:"Neosepta CMB"其係由Tokuyama Co,. Ltd製作 陰離子交換膜’’SA 10An其係由Mitsubishi化學藥品公司 製作. 陰離子交換膜"SK 1B"其製作Mitsubishi化學藥品公司 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製作 實施例1 組裝的電去離子裝置係依照比較實施例1之相同方法進 行處理,不同的是各稀釋區之厚度爲10毫米且分成三個槽 ,水則於表1之條件下送入。產物水之電阻:矽土、硼與其 它離子之濃縮率和移除率如表1所示。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 _B7___ 五、發明說明(33 ) 此外,因供應電壓對酸鹼度之影響則如圖.5所示。 測量供水中之CCh濃度和經前方電去離子裝置3A處理後 水中之C〇2濃度以計算移除率。當供水中之c〇2濃度爲lppm 時,移除率爲90%,而當供水中之c〇2濃度爲4ppm時,移除 率爲6 0 %或以下。 在實施例1中,使用異質膜作爲離子交換膜,其Na +去 除率由46%降低至40%而酸鹼度則由9.5增加至9.65。 I:----------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅?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) -36- 510823 A7B7 五、發明說明(34) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 比較實施例1 實施例1 槽數[-] 12 3 稀釋區之厚度[mm] 2.5 10 電壓[V] 54 45.9 電流[A] 0.8 2 水回收率[%] 90 90 濃縮區之SV値[hr·1] 60 60 進料水之pH値[-] 7 7 進 進料水之導電度[// S/cm] 10 10 料 進料水之矽土濃度[Si〇2之ppb] 200 200 條 進料水之硼濃度[B之ppb値] 19 20 件 進料水之鈉濃度[Na之ppb値] 1.6 1.6 進料水之氯離子濃度[C1之ppb値] 2 2 進料水之鈣濃度[Ca之ppb値] 50 50 產物水之pH値[-] 7(純水) ’ .9.5 產物水之電阻[Μ Ω · c m ] 16.5 ‘ 0.1 產 產物水之矽土濃度 [Si〇2之ppb値] 52 18 物 矽土移除率[%] 74 91 水 產物水之硼濃度[B之ppb値] 5.2 2.5 品 硼移除率[%] 72.6 87.5 質 產物水之鈉濃度[Na之ppb値] 0.2 860 產物水之氯離子濃度[C1之ppb値] <0.1 10 產物水之鈣濃度 [C a 之 p p b 値] <1.0 <1.0 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -37- 510823 A7 __^ B7 五、發明說明(35) 實施例2至5,比較實施例2、3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 組裝的電去離子裝置係依照比較實施例1之相同方法進 行處理,不同的是各稀釋區之厚度如下。水係於比較實施 例1之相同條件下處理,不過水的進料SV爲每小時60,而在 電流效率下降時電壓係介於1 0至20%。產物水之電阻以及酸 鹼度如圖.6所示。 比較實施例2 : 2.5毫米 比較實施例3 : 5.0毫米 實施例2 : 7.0毫米 實施例3 : 10.0毫米 實施例4 : 1 5毫米 實施例5 : 30毫米 實施例6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖.2所示,將活性碳裝置1、RO裝置2與電去離子裝 置3A、3B依序串聯安裝,其中前方電去離子裝置3A係與實 施例1之電去離子裝置相同,其稀釋區之厚度爲10毫米,而 後方電去離子裝置3B則與比較實施例1之電去離子裝置相同 ,其稀釋區之厚度爲2.5毫米。然後,將供水送入下列表2條 件之裝置中。產物水品質(分別自電去離子裝置3A、3B流出 )如表2所示。 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 B7 五、發明說明(36) 表2 前方電去離 後方電去離 子裝置3A 子裝置3B 槽數Μ 3 12 理 稀釋區之厚度[mm] 10 2.5 條 電壓[V] _ 45.9 54 件 雷流「A1 2 1 水回收率[%] _ 90 95 產 產物水之ρΗΜ 9.5 7 物 產物水之電阻[Μ Ω · cm] 0.1 18.2 水 產物水之矽土濃度[Si〇2之PPb 18 <0.1 之 値] 品 產物水之硼濃度[B之ppb値] 2.5 <0.05 質 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 裳----I---訂------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其結果如下= 如表1所示,在實施例1中稀釋區厚度爲10毫米之電去· 離子裝置,其矽土和硼移除率略高於比較實施例1中稀釋區 厚度爲2.5毫米的電去離子裝置。鈣則是幾乎被全數移除。 如圖.5展示,在稀釋區厚度爲10毫米之電去離子裝置中,產 物水之酸鹼度隨著供應電壓昇高而增加。 如圖.6所不,當稀釋區厚度7毫米時,產物水電阻便惡 化而提高了產物水之酸鹼度。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -39- 510823 A7 B7 五、發明說明(37) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在前方電去離子裝置3A中,槽之供應電壓爲每槽8V, 而後方電去離子裝置3B之供應電壓爲每槽3V。在使用習見 的電去離子裝置時,前方電去離子裝置的槽之供應電壓爲 15V而後方電去離子裝置槽之供應電壓則爲4.5V。 表2顯示當水先在稀釋區厚度爲1〇毫米的電去離子裝置 中處理後再送入稀釋區厚度爲2.5毫米之電去離子裝置時, 矽土和硼之濃度便降低至分析偵測之極限値以下,而產生 品質非常良好的產物水(酸鹼度7,電阻1 8.2 Μ Ω ·公分)。 實施例7 組裝圖.1 3之純化水產生裝置。本發明之後方電去離子 裝置之槽稀釋區具有蜂巢結構。流自前方電去離子裝置的 產物水品質以下: 酸鹼度:9.5 傳導度:13// S/公分 矽土濃度:18 ppb 硼濃度:2.5 ppb 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’ 爲求比較方便,後方電去離子裝置改以稀釋區有間隔 架的習見電去離子裝置替換。 運作條件以及結果如表3所示. 測量條件如下 [測量條件] 電去離子裝置之槽:六角形,其面積爲3.9平方公分 40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 510823 A7 B7 五、發明說明(38) 間隔架之間的空間:28毫米 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 稀釋區內之離子交換樹脂:SA 10A陰離子樹脂和SK 1B陽離子樹脂兩者均由Mitsubishi化學藥品公司出產;(其 中包括6部分陰離子交換樹脂和4部分陽離子交換樹脂) 離子交換膜:AHA(陰離子交換膜),CMB(陽離子交換 月旲)’由Tokuyama Co.,公司出產 運作條件如表3所示. 表 實施例7 (比較) 槽數 4 12 稀釋區之厚度(mm) 5.0 2.5 槽高(c m) 400 600 空間速度(hr·1) 120 60 供應電壓(V) 25 54 電流(A) 2.5 1.0 產物水之電阻(ΜΩ · cm) 18.2 18.2 由後方電去離子裝置流出之產物 <0.1 <0.1 水中之Si〇2濃度[Si〇2之ppb値] 由後方電去離子裝置流出之產物 <0.05 <0.05 水的B濃度[B之ppb値] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表.3明顯指出,本發明之裝置能較比較例更快速地提 -41 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 B7 五、發明說明(39) 供高品質的產物水。本發明裝置之高度亦較小而結實。 實施例8,比較實施例4 在實施例8以及比較實施例4中,使用將以下活性碳裝 置、RO膜裝置、以及二種電去離子裝置串聯成的純化水生 產裝置。 活性碳裝置:"Kuricoal KW 10-30π,係由Kurita水工 業公司製作 R〇膜裝置:"Maku-Ace KN200",係由Kurita水工業公 司製作 電去離子裝置:"純-Ace PA-200",係由Kudta水工業公 司製作 產物流速:每小時100公升 組裝圖.1之電去離子裝置。其中上述的電去離子裝置 係使用以下離子交換膜,稀釋區內裝入由6部分體積以下陰 離子交換樹脂與4部分體積以下陽離子交換樹脂構成之離子. 交換樹脂混合物。陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂均先 充分以特級純水淸洗後再裝入稀釋區內。 組裝下列二種類型的電去離子裝置,其中一個電去離 子裝置之稀釋區厚度W爲2.5毫米且分成12個槽另一個電 去離子裝置"A"之稀釋區之厚度W爲10毫米且分成3個槽。 陰離子交換膜:"Neosepta AHA"係由Tokuyama Co.,公 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 裝 --------訂----— II-- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42 510823 A7 __ B7_ 五、發明說明(40) 司製造 陽離子父換膜:"Neosepta CMB"係由Tokuyama Co.,公 司製造 陰離子交換樹脂:"SA 10ΑΠ係由Mitsubishi化學藥品公 司製造 陽離子電去離子裝置:"SK 1ΒΠ係由Mitsubishi化學藥 品公司製造 RO裝置採用表4中之R0膜,而電去離子裝置包括串聯 的電去離子裝置”A"和電去離子裝置"B"。於下列條件之下 執行處理程序:產物流速每小時100公升,電去離子裝置內 之水流速SV爲每小時70,R0裝置的水回收率爲75%,而電 去離子裝置之水回收率爲80%。R〇裝置之水品質、電壓、 電流及電去離子裝置內水品質之測量結果如表4所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ n ϋ ϋ ί ϋ —ϋ 一口V I ϋ I I n ϋ» % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(41)
表4. 實施例8 比較實施例4 R〇膜型式 親水性'' SUL- 由Nitto電工 G10〃 由 TORAY 業製造 公司製造 RO Na +移除率[%] 93.0 99.5 __ 膜 C1·移除率[%] 97.5 99.5 RO 之 Ca2 +移除率[%] 99.6 99.8__ 膜 性 矽土移除率[%] 99.5 99.5 裝 能 置 進料水之pH 6.5 6.5 進料水之導電度[// S/cm] 160 160 一 通透水之導電度[# S/cm] 25 2.1 一 電 電流[A] 1.5 0.06 去 電壓[V] 30 85 離 產物水之導電度[// S/cm] 30 0.1 _ 子 pH 9.8 7.4 — 裝 矽土移除率[%] >98 53 置 A 電 電流[A] 1.0 0.05 去 電壓[V] 30 80 離 矽土移除率[% ] >98 50 子 產物水之電阻 18.2 15 裝 置 B (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -44- 510823 A7 B7 五、發明說明(42) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *:此膜之製備方法是將"SUL-G10"膜浸入由純化水和 亞氯酸鈉lOOOppm(以Ch表示)組成的溶液,溶液先循環24小 時以成爲親水性。 依據表4,比較實施例4中RO膜具有高度稀釋作用,電 流幾乎無法流通,而未能改善電去離子裝置中之產物水品 質。相反的,實施例8之裝置使用稀釋程度等於或低於97% 之RO膜,較佳者更具有硬度及矽土移除率等於或高於97% ,且使用稀釋區厚度等於或高於7毫米藉由大電流和稀釋效 率產生高品質產物水。 實施例9 表1中實施例1之電去離子裝置及具有二種UV燈("AZ-26(0.1 kW)"由 Japan Photo Science Co, ·公司製作)之紫外線 照射裝置及表2之後方電去離子裝置3B依序串聯。將TOC 300ppb之生水送入裝置內。流自前方電去離子裝置之產物 水其酸鹼度爲9.5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 流自各個電去離子裝置之產物水中的TOC濃度測定値如. 表5所示 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 510823 A7 B7 五、發明說明(43) 表 5 · 實施例9 實施例1 0 比較實施例5 前方電去離子 裝置之產物水 的T〇C値[ppb] 55 55 70 後方電去離子 裝置之產物水 的T〇C値[ppb] 2.5 1.1 10 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 生水之TOC値:300ppb 實施例1 ο 在實施例9中,H2〇2係添加於自前方電去離子裝置流出 之產物水中使水中濃度達lppm。TOC測定値如表5所示。 比較實施例5 依實施例9之方法處理,不過使用表1的比較實施例1之 電去離子裝置作爲前方電去離子裝置並在自前方電去離子 裝置流出之產物水中添加NaCl以測量TOC値。TOC測定値如 表4所示。 在此處理中,添加NaCl目的乃是將傳導度提高至約15 // S/公分。在實施例9以及10中,自前方電去離子裝置流出 之供水傳導度約15// S/公分。 如表5,依據本發明,TOC濃度充分降低。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -46- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 A7 B7____ 五、發明說明(44 ) 實施例1 1 用實施例6之裝置檢測矽土污染的影響,並尋求回收方 法。 步驟1 當矽土濃度10,000ppb的生水連續送入實施例6之裝置24 小時後,自前方電去離子裝置流出之產物水矽土濃度爲1 50 PPb,而後方電去離子裝置流出之產物水矽土濃度爲15ppb 〇 步驟2 然後,將供水改爲含有矽土濃度200ppb,將NaCl添加 於送入前方電去離子裝置之供水中24小時,以使供水傳導 度爲25至30//S,自前方電去離子裝置流出之水酸鹼度爲10 至10.2,前方電去離子裝置之供應電壓爲35.2V,前方電去 離子裝置之供應電流爲2A,後方電去離子裝置之供應電壓 爲41V,後方電去離子裝置之供應電流爲1A。3天之後,自. 前方電去離子裝置流出之產物水矽土濃度成爲25ppb,而自 後方電去離子裝置流出之產物水成爲0.2ppb。 比較實施例6 進行與實施例1 1相同之實驗,不過並未在上述步驟2中 加入NaCl。結果,自後方電去離子裝置流出之產物水矽土 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -47- -----------裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510823 A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(45) 濃度成爲2.5 ppb,遠高於實施例6。 表6顯示實施例11和比較實施例6之結果。 表6· 在正常 在污染狀態 正常狀態(3天後) 狀態 (24小時) 比較 實施例6 實施例11 實施例12 進料水中之矽土濃度 200 10,000 200 200 200 自前方電去離子裝置流出 之產物水的矽土濃度[ppb] 18 150 50 25 15 自後方電去離子裝置流出 之產物水的矽土濃度[ppb] <0.1 15 2.5 0.2 <0.1 實施例1 2 在實施例1 1中,除了添加鹽於供水中之外’送入前方 電去離子裝置之供水係加熱至4CTC。結果,自前方電去離· 子裝置流出之產物水矽土濃度降低至15ppb ’而自後方電去 離子裝置流出之產物水則降低至O.lppb以下。 本發明於工業上的用途 如上述,用依據本發明之稀釋區可有效地移除高解離 常數的弱解離性成份(如:矽土和硼)而無須添加驗劑且不會 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -48 - -----------装--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510823 A7 -—____B7__ 五、發明說明(46 ) 形成水垢。 依據本發明用多重階段電去離子裝置之純化水生產裝 置’其中第一個係關於本發明,可輕易且有效地製成高純 度之純水,且此生產純化水之裝置所需成本低。 -----------裝--------訂--------- (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 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 510823 六、申請專利範圍 附件一(A): 第8 9 1 1 6 1 3 0號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 1年2月修正 1.一種電去離子裝置,其中包含: 陰極; 陽極; 濃縮區與稀釋區,由數個陽離子交換膜和陰離子交換 膜在陰極和陽極之間交替形成; - 裝在稀釋區內的離子交換劑, 其中稀釋區的厚度、運作電壓及/或電流、以及液流空 間速度(SV)均經設計,以便酸鹼度等於或低於8.5之供水在 未添加鹼劑處理下,其產物水之酸鹼度高於供水之酸鹼度 1.0或以上。 2·如申請專利範圍第1項之電去離子裝置,其中稀釋區 之厚度等於或大於7毫米,每槽之運作電壓爲1至50V,而空 間速度則爲每小時3 0至1 5 0。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中離子 交換劑爲陰離子交換劑和陽離子交換劑之混合物或僅有陰 離子交換劑。 4.如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中可降 低供水之硬度50%以上。 5·如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中供水 包括矽土及/或硼。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510823 ip /、乂, A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中陰離 子交換膜之電阻(Ra)對陽離子交換膜之電阻(Rc)的比値( Ra/Rc)等於或低於0.8。 7 ·如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中介 於陰極和最靠近陰極之稀釋區工作膜之間的全部空間係設 計成陰極區, 其中陽離子交換膜係置於陽極和最靠近陽極之稀釋區 陰離子交換膜之間, 其中濃縮區係設計成介於該陽離子交換膜和最靠近·陽 極之該稀釋區之間,及 其中陽極區係設計成介於該陽離子交換膜和陽極之間 〇 8. 如申請專利範圍第1或2項之電去離子裝置,其中此 電去離子裝置之最前端的陰離子交換膜的厚度統一,而陽 離子交換膜的厚度則不同。 9. 一種生產純化水之裝置,其係由二種或以上電去離子 裝置連接組成,而使待處理水在其間流通, 其中該電去離子裝置之最前端是如申請專利範圍第1 _8 項中任一項之電去離子裝置。 1〇·如申請專利範圍第9項之裝置’其中第二個或其後之 電去離子裝置的稀釋區較最前端之電去離子裝置之稀釋區 薄。 11 ·如申請專利範圍第9或1 〇項之裝置’其中該稀釋區 係由間隔膜分成數槽,其中至少有部分面對著槽的間隔膜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?! Φ. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 510823 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 對著稀釋區內水正常的流動方向傾斜,而其中至少間隔膜 的傾斜部分可供水流通,但防止離子交換劑流經。 12.如申請專利範圍第9或1〇項之裝置,其中連接著最 則W之電去離子裝置以及第一個電去離子裝置的管線附有 酸鹼計, 其中最前端之電去離子裝置在運作時其酸鹼度在以該 酸鹼計測量時之測量値係控制在等於或高於8.5。 1 3 ·如申請專利範圍第9或1 〇項之裝置,其中用來排放 後續電去離子裝置所產生的產物水之管線附有可測量電阻 及/或矽土濃度之測量計,而控制電去離子裝置時係基於測 量計之測量値。 14·如申請專利範圍第9或10項之裝置,其中後方之電 去離子裝置的水回收率等於或高於95%。 15. 如申請專利範圍第9或10項之裝置,其中紫外光照 射裝置係安裝在電去離子裝置之間。 16. 如申請專利範圍第9或10項之裝置,其中第一個逆 滲透膜裝置係安裝在最前端之電去離子裝置之前,而第二 個逆滲透膜裝置則介於電去離子裝置之間。 17·如申請專利範圍第9或10項之裝置,其中逆滲透膜 裝置係安裝在最前端之電去離子裝置之前,而此逆滲透膜 裝置之產物水係經由電去離子裝置送入及流出,以及 其中前方及/或後方的電去離子裝置之濃縮水則送回到 逆滲透膜裝置之前。 18·如申請專利範圍第9或10項之裝置,其中逆滲透膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公嫠) -3- 510823 A8 B8 V/、\ /_§___ 六、申請專利範圍 裝置係在最前端之電去離子裝置之前,而逆滲透膜裝置之 產物水則送入電去離子裝置中,且 其中第二個或其後之電去離子裝置的濃縮水係回送到 最前端或其後的電去離子裝置之進料管。_ 19. 一種電去離子裝置,其中在陰極和陽極之間安裝 有數個陽離子交換膜與陰離子交換膜以交替形成濃縮區和 稀釋區,該稀釋區內係充塡著離子交換劑, 其中該電去離子裝置之稀釋區的厚度等於或高於7毫米 ,而濃縮區之厚度少於7毫米,供水則依序流經各個串聯的 稀釋區。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 争· 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 ) Α4規格(210Χ:297公嫠) -4-
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI740026B (zh) * | 2017-06-23 | 2021-09-21 | 日商栗田工業股份有限公司 | 電去離子裝置之控制方法及設計方法 |
TWI755414B (zh) * | 2016-08-23 | 2022-02-21 | 瑞士商Swan水質分析儀表公司 | 對液體進行電去離子之設備及製程 |
Families Citing this family (70)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3951642B2 (ja) * | 2000-07-13 | 2007-08-01 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置の運転方法、電気脱イオン装置及び電気脱イオンシステム |
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 |
CA2461558C (en) | 2001-10-15 | 2011-10-04 | United States Filter Corporation | Apparatus for fluid purification and methods of manufacture and use thereof |
DE60202512T2 (de) * | 2001-10-31 | 2005-12-22 | Kurita Water Industries, Ltd. | Vorrichtung für Elektrodeionisation |
US6896814B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-05-24 | Aquatech International Corporation | Fractional deionization process |
US6905608B2 (en) * | 2002-01-22 | 2005-06-14 | Exergy Technologies Corporation | Advanced electrodeionization for fluid recycling |
JP3864891B2 (ja) * | 2002-07-01 | 2007-01-10 | 栗田工業株式会社 | 電気式脱イオン装置 |
JP3794354B2 (ja) | 2002-07-08 | 2006-07-05 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置 |
US7163964B2 (en) * | 2002-10-16 | 2007-01-16 | Aquatech International Corporation | Method for preparing an ion exchange media |
GB0321579D0 (en) | 2003-09-15 | 2003-10-15 | Boc Group Plc | Treatment of aqueous chemical waste |
US7763157B2 (en) * | 2003-04-11 | 2010-07-27 | Millipore Corporation | Electrodeionization device |
JP3864934B2 (ja) * | 2003-06-12 | 2007-01-10 | 栗田工業株式会社 | 純水製造装置 |
DE60331199D1 (de) * | 2003-06-23 | 2010-03-25 | Vattenfall Ab | Trennung und rückgewinnung von bor |
US7344629B2 (en) * | 2003-08-08 | 2008-03-18 | Pionetics Corporation | Selectable ion concentrations with electrolytic ion exchange |
US7846340B2 (en) | 2003-11-13 | 2010-12-07 | Siemens Water Technologies Corp. | Water treatment system and method |
US7563351B2 (en) | 2003-11-13 | 2009-07-21 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
US7862700B2 (en) | 2003-11-13 | 2011-01-04 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
WO2005049508A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-06-02 | Usfilter Corporation | Water treatment system and method |
US8377279B2 (en) | 2003-11-13 | 2013-02-19 | Siemens Industry, Inc. | Water treatment system and method |
US7083733B2 (en) | 2003-11-13 | 2006-08-01 | Usfilter Corporation | Water treatment system and method |
US20050103717A1 (en) | 2003-11-13 | 2005-05-19 | United States Filter Corporation | Water treatment system and method |
US7470366B2 (en) * | 2004-05-07 | 2008-12-30 | Ge Mobile Water, Inc. | Water purification system and method using reverse osmosis reject stream in an electrodeionization unit |
US7959780B2 (en) | 2004-07-26 | 2011-06-14 | Emporia Capital Funding Llc | Textured ion exchange membranes |
US20060091077A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Ecolochem, Inc. | Concentrate recycle loop with filtration module |
US7501064B2 (en) * | 2005-01-06 | 2009-03-10 | Eet | Integrated electro-pressure membrane deionization system |
US7658828B2 (en) | 2005-04-13 | 2010-02-09 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses |
WO2006130786A2 (en) | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and process |
US7780833B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-08-24 | John Hawkins | Electrochemical ion exchange with textured membranes and cartridge |
KR101333243B1 (ko) | 2005-10-06 | 2013-11-26 | 파이오네틱스 코포레이션 | 유체의 전기화학적 이온교환 처리 |
US10213744B2 (en) | 2006-06-13 | 2019-02-26 | 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 |
US10252923B2 (en) | 2006-06-13 | 2019-04-09 | Evoqua Water Technologies Llc | Method and system for water treatment |
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 |
WO2008048656A2 (en) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Kinetico Incorporated | Electroregeneration apparatus and water treatment method |
KR100716206B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2007-05-10 | 주식회사 루미웰엔지니어링 | 극성 물질 분리장치 |
US8187444B2 (en) * | 2007-08-10 | 2012-05-29 | Eric John Kruger | Fluid treatment device |
WO2009023186A2 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Freije Treatment Systems, Inc. | Method and apparatus for treating a fluid |
EA201000905A1 (ru) | 2007-11-30 | 2010-10-29 | Сименс Уотер Текнолоджиз Корп. | Системы и способы для обработки воды |
CN102046253A (zh) * | 2008-04-03 | 2011-05-04 | 西门子水处理技术公司 | 海水脱盐的低能量系统和方法 |
DE102008052001A1 (de) * | 2008-10-16 | 2010-04-29 | Krones Ag | Verfahren zur Wasserbehandlung |
KR100945914B1 (ko) * | 2008-12-19 | 2010-03-05 | 오영민 | 배출되는 차아염소산 살균수의 pH를 4.3 ~ 5.9로 조절하는 방법 |
AU2010275804B2 (en) * | 2009-07-21 | 2014-02-06 | Linde Aktiengesellschaft | Process for cleaning a process condensate |
US20110192179A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Freije Iii William F | Evaporative heat transfer system and method |
US9145318B2 (en) * | 2010-05-24 | 2015-09-29 | Baxter International Inc. | Systems and methods for removing hydrogen peroxide from water purification systems |
CA2817706A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | Siemens Pte. Ltd. | Electrical purification apparatus having a blocking spacer |
US8524062B2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-09-03 | General Electric Company | Electrodeionization device and method with improved scaling resistance |
US9090491B2 (en) | 2011-09-02 | 2015-07-28 | Saline Water Desalination Research Institute | Removal of boron from saline water using alkalized NF membrane pretreatment |
US8961770B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-02-24 | Pentair Residential Filtration, Llc | Controller and method of operation of a capacitive deionization system |
US8671985B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-03-18 | 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 |
US9637397B2 (en) | 2011-10-27 | 2017-05-02 | Pentair Residential Filtration, Llc | Ion removal using a capacitive deionization system |
US9010361B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-04-21 | Pentair Residential Filtration, Llc | Control valve assembly |
CN102690009A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-09-26 | 南昌大学 | 一种采用电去离子除硼的海水淡化系统 |
RU2518627C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-06-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГТУ) | Способ очистки подземных вод от ионов бора и устройство для его осуществления |
WO2018057474A1 (en) | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Aqua Membranes Llc | Permeate flow patterns |
WO2014142944A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Evoqua Water Technologies Llc | Flow distributors for electrochemical separation |
KR101563188B1 (ko) * | 2013-12-05 | 2015-10-27 | 주식회사 한화건설 | 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치 |
US9757695B2 (en) | 2015-01-03 | 2017-09-12 | Pionetics Corporation | Anti-scale electrochemical apparatus with water-splitting ion exchange membrane |
JP6011655B2 (ja) | 2015-02-17 | 2016-10-19 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置及び純水製造装置 |
JP6719667B2 (ja) | 2016-11-19 | 2020-07-08 | アクア メンブレインズ,インコーポレイテッド | 螺旋状に巻いた要素用の干渉パターン |
EP3609607A4 (en) | 2017-04-12 | 2021-01-27 | Aqua Membranes, Inc. | STEPPED SPACERS FOR COILED FILTRATION ELEMENTS |
US11083997B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-08-10 | Aqua Membranes Inc. | Non-nesting, non-deforming patterns for spiral-wound elements |
US11745143B2 (en) | 2017-04-20 | 2023-09-05 | Aqua Membranes, Inc. | Mixing-promoting spacer patterns for spiral-wound elements |
EP3672916A4 (en) | 2017-08-21 | 2021-05-19 | Evoqua Water Technologies LLC | SALT WATER TREATMENT FOR AGRICULTURAL AND DRINKING WATER USE |
CN111344053A (zh) | 2017-10-13 | 2020-06-26 | 阿夸曼布拉尼斯公司 | 螺旋缠绕元件的桥支撑件和减少的进给间隔件 |
US11633700B2 (en) | 2020-04-07 | 2023-04-25 | Aqua Membranes Inc. | Independent spacers and methods |
KR102202285B1 (ko) * | 2020-06-05 | 2021-01-13 | 주식회사 티에스케이엔지니어링 | 전기탈이온장치 및 이를 포함하는 초순수 제조 시스템 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3869376A (en) * | 1973-05-14 | 1975-03-04 | Alvaro R Tejeda | System for demineralizing water by electrodialysis |
US4931160A (en) * | 1987-05-11 | 1990-06-05 | Millipore Corporation | Electrodeionization method and apparatus |
US4871431A (en) * | 1988-07-11 | 1989-10-03 | Ionics, Incorporated | Apparatus for the removal of dissolved solids from liquids using bipolar membranes |
JPH0326390A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-04 | Kurita Water Ind Ltd | 純水製造装置 |
US5116509A (en) * | 1989-09-08 | 1992-05-26 | Millipore Corporation | Electrodeionization and ultraviolet light treatment method for purifying water |
JP3009221B2 (ja) * | 1990-12-17 | 2000-02-14 | ユー・エス・フィルター/アイオンピュア・インコーポレーテッド | 電気脱イオン化装置 |
JP3241454B2 (ja) * | 1992-09-03 | 2001-12-25 | キヤノン株式会社 | 眼底撮影装置 |
US5340458A (en) * | 1992-12-08 | 1994-08-23 | Toho Technical Service Co., Ltd. | Electrolytic ion water generator |
US5503729A (en) * | 1994-04-25 | 1996-04-02 | Ionics Incorporated | Electrodialysis including filled cell electrodialysis (electrodeionization) |
JP3426072B2 (ja) * | 1996-01-17 | 2003-07-14 | オルガノ株式会社 | 超純水製造装置 |
JPH10272474A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Kurita Water Ind Ltd | 電気式脱イオン装置 |
CA2232931C (en) * | 1997-03-28 | 2008-05-20 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for producing deionized water |
KR100229584B1 (ko) * | 1997-10-13 | 1999-11-15 | 이규철 | 불균질 이온교환막과 이온교환 수지를 이용한 산성수 및 알카리수 제조방법 및 장치 |
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 |
-
2000
- 2000-08-07 US US09/633,839 patent/US6379518B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-08 SG SG200004424A patent/SG89344A1/en unknown
- 2000-08-10 EP EP00306837A patent/EP1075868A3/en not_active Withdrawn
- 2000-08-10 TW TW089116130A patent/TW510823B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-08-10 MY MYPI20003658A patent/MY128574A/en unknown
- 2000-08-10 KR KR10-2000-0046356A patent/KR100426669B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI755414B (zh) * | 2016-08-23 | 2022-02-21 | 瑞士商Swan水質分析儀表公司 | 對液體進行電去離子之設備及製程 |
TWI740026B (zh) * | 2017-06-23 | 2021-09-21 | 日商栗田工業股份有限公司 | 電去離子裝置之控制方法及設計方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010050042A (ko) | 2001-06-15 |
MY128574A (en) | 2007-02-28 |
KR100426669B1 (ko) | 2004-04-13 |
EP1075868A2 (en) | 2001-02-14 |
EP1075868A3 (en) | 2003-06-04 |
US6379518B1 (en) | 2002-04-30 |
SG89344A1 (en) | 2002-06-18 |
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