WO2003097536A1

WO2003097536A1 - Demineralisateur electrique

Info

Publication number: WO2003097536A1
Application number: PCT/JP2003/006065
Authority: WO
Inventors: Yohei Takahashi; Kunio Fujiwara; Takayoshi Kawamoto; Syu Nakanishi; Toru Akiyama; Masaji Akahori; Jun Aoyama
Original assignee: Ebara Corporation
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2003-11-27
Also published as: CN1537078A; US20040188258A1; CA2454520A1; JPWO2003097536A1; AU2003231488A1; EP1506941A4; EP1506941A1; JP4343105B2

Description

明細書

技術分野

本発明は、いわゆる電気式脱塩装置に関する改良に関するものであり、従来全く考えられてレ、なかつた新しレ、室配列構造の電気式脱:^置をするものである。なお、一般的には、電極間にイオン交換膜を配置して複数の室を構成した装置を「電気透析装置」と呼び、形成された各室内にイオン交換体を充填したものを「電気式脱;^置」と呼んでいるが、本発明では、「電気式脱！ ^置」という用語は上記の「電気透析装置」の概念をも含めた意味で用いる。背景技術

電気^ m¾置とは、正負の電極間にカチオン交換膜及ぴァニオン交換膜を配列して濃縮 ¾¾ぴ脱塩室を形成し、電位勾配を駆動源として、脱塩室内において被処理液体中のイオンをイオン交換膜を通して濃縮室へと移動 ·分離させることによって、液体中のイオン成分を除去するものである。

図 1に従来の典型的な電気式脱塩装置の概念を示す。図 1に示す電気式脱塩装置は、 m (一）と陽極（+) の間に、ァニオン交換膜 A、カチオン交換膜 cが交互に配列されて、脱塩室及び濃縮室が交互に形成されている。このァニオン交換膜とカチオン交換膜との交互配列を更に繰り返すことにより、複数の脱塩室及び濃縮室が並列に形成される。必要に応じて、脱塩室や濃縮室内にはイオン交換体が充填されて、これにより室内でのイオンの移動;^促進される。また、両端の陽極及び陰極に接する区画は一般に陽極室及び陰極室と称され、直流電流により印加される電流の電子を授受する機能を果たす。このような電気 ¾¾¾装置の運転においては、陽極及び陰極にを印加すると共に、脱塩室には処理すべき水灘（¾ J鎌）、また濃縮室、両極室には一般に水が供給される。濃縮室に供給される水は濃縮水、脱塩室に供給される塩水激夜は被処 «と称される。このように被処 STR及び濃縮水を脱塩室及び濃縮室にそれぞれ導入すると、水中の力チオン及びァニオンはそれぞれ Pit亟側及び陽極側に弓 iかれる 1S ィオン交換膜が同種のイオンのみを選択的に透過するため、被処理水中のカチオン（C a ^{2 +}、 N a +、 M g ^{2 +}、 H+など）は、カチオン交換膜 Cを通して陰極側の濃縮室へ、またァ-オン（C I—、 S 0₄ ²一、 H S i〇₃—、 C 0₃ ²—、 H C〇₃—、 OH一など）は、ァニオン交換膜 Aを通して陽極側の濃縮室へ移動する。一方、濃縮室から脱塩室へのァニオンの移動及び濃縮室から脱塩室へのカチオンの移動は、ィォン交換 S莫の異種イオン遮断' [~生のために Plihされる。この結果、脱塩室からはィォン濃度の低められた脱が得られ、濃縮室からはイオン濃度の高められた濃縮水が得られる。

このような電気式脱;^置によれば、ネ皮処 ® として例えば R O (逆浸透）処 @7相当の不純物の少ない水を用いることで、脱: STRとして、さらに純度の高い純水が得られる。最近では、例えば半導体製造用超純水など、より高度な超純水が要求されるようになった。そこで、電気式脱^置においては、脱塩室及び/ 又は濃縮室及び/又は極室にィオン交換体としてカチオン交換樹脂ビーズとァニオン交換樹脂ビーズとを混合して充填することにより、これらの室内におけるィオンの移動を促進させるという方法が採用されていた。さらに、イオン交換体として、脱塩室内において、カチオン交換膜側にカチオン交換 »锥材料（不織布など）を、ァニオン交換膜側にァユオン交換雜材料を、それぞれ向力い合わせて配置したり、これらイオン交換歉锥材料の間にスぺーサもしくはイオン伝導性を付与したイオン伝導スぺーサを充填したり、或いは濃縮室内にスぺーサもしくはィオン伝導十生を付与したィオン伝導スぺーサを充填するという方法も提案されている（PCT/JP99/01391国際公報 W099/48820参照）。

このような方式の電気 ¾¾¾置にぉレ、ては、ィオン交換体を充填した脱塩室及び Z又は濃縮室内において、カチオン交換基とァニオン交換基と力 S接触する部位が存在する。特に脱塩室内のカチオン交換基とァニオン交換基とが接触する部位においては、電位勾配下で水の解離（H₂0→H++ OH_) が起こり、この水の解離（7_R解）によって生成する H+イオン及び OH一イオンによって脱塩室内のイオン交換体が連続的に効率よく再生されることにより、高純度な超を得ることを可食 gにしている。これは、脱塩室内のカチオン交換！^!材料とァ-オン交換維維材料との間にスぺーサ又はィオン伝導スぺーサを配置することによって、連続的なカチオン交換体充填層及びァニオン交換体充填層を形成することにより、ィオンが両電極側に通過しゃすくなったため、力チオン交換体とァニオン交換体との ¾ 部位で、局部的に官能基の対イオンが不足し、この不足した対イオンを補償すべく水を解離させて、カチオン交換基及ぴァニオン交換基に H+イオン及ぴ OHーィオンを供給するようになること、また、カチオン交換基及ぴァ二オン交換基が数 A〜数十 Aの距離で近接していると、その間に強力な電場が発生して、水が分極して解離しやすくなり、再結合することなくイオン交換体を再生することに起因すると考えられる。また、水だけでなくアルコールなどの非電解質においても、強力な電場により分極及び解離しァニオン及ぴカチオンとなることで官能基に吸着し、除去することが可能となると考えられる。なお水解のメカニズム ίこつレヽて f 、 H. Strauhmann, J. American Chemical Society 1993， 54, 17， "Better Bipolar Membranes〃に説明されている。

しかしながら、このような方式の電気式脱塩装置では、水解によつて発生した H+イオン及び OH—イオンは、これらのィオンが発生した脱塩室内におレヽてのみ再生に利用されるため、大半（約 9 0 %程度と考えられている）の H+イオン及び〇H一イオンは、イオン交換体の再生には利用されずに、イオン交換膜を通つて隣接する濃縮室内に移動する（図 1参照）。そして、濃縮室内において、両側の脱塩室から移動してきた H+ィオン及び O H—ィオンとで再結合が起こつていた。このために、水解を発生させるには大きなエネルギーが必要であり、これが電気 ¾¾置の運転 miEが上昇する要因の一つであるにも拘らず、 ζκ解に用レヽられるエネルギーの大半が濃縮室内での Η⁺ィオンと ΟΗ—ィオンとの再結合によって発生する熱に変換されるだけで浪費されていたのが現状であった。

また、従来の電気置では、脱塩室と濃縮室とが交互に配置されているために、濃縮室で例えばカルシウムイオンと炭酸イオンとが反応して炭酸カルシゥムが生成し、これがスケール析出の原因となってレ、た。

更に、従来の電気式脱:^置においては、処 «の水質を高め、及び/又は処 ®7_R量を高めるために、脱塩室の厚み及び数を増やすと、云が上昇するという問題が発生するがあった。これは、脱塩室が « (異種のイオン交換体が混合配置されている）である ¾^には、脱塩室の各部で水解と再結合（H+ィオンと OH—イオンとの再結合）が起こり、熱を発生していたために、脱塩室の厚み及び数を増すと、水解と再結合が起こる確率が高くなり、多くの電気工ネルギ一が熱に変換されていたことに起因すると考えられる。

また、従来の電気式脱離置においては、運転時間の経過と共に趣云 mi£が上昇するという現象がみられた。本発明者らはこの現象につ!/ヽて検証を行った結果、運転時間の経過と共に水解発生 TOが上昇することがの上昇の要因であるという結論に達し、更に水解発生 ®£の上昇は、イオン交換体の官能基の塩型ィ匕及ぴ官能基の結合と、有機汚染等によるものであることを見出した。なお、「官能基の結合」とは、運転時間の経過と共に、力チオン交換体及ぴァニオン交換体の接点にお!/、て、ァニオン交換体官能基とカチオン交換体官能基が互レ、の電荷により引き寄せられ、官能基同士のイオン結合が起こり、 7解が阻害される現象をいう。また、「水解発生 ®Ξ」とは、脱塩室内のカチオン交換体とァ-オン交換体との間の電位差と定義することができる。即ち、従来のマルチパス構造 (各脱塩室に被処理水を直列に供給する方式）の電気 ¾¾驢置において、水解発生上昇の傾向を見ると、被処 ¾kが最初に供給される脱塩室（第 1脱塩室）における水解発生が最も上昇度合いが大きいことが分かった。これは、

7_κ解発生を起こすィオン交 m 脂の官能基にィオンが吸着して塩型になることによつて水解が阻害されると共に、フミン質などの有機性の汚染物質がィオン交換樹脂の官能基に吸着して水解発生 maが上昇すると推測される。発明の開示

本発明者らは、電気 «難置の辯云に影響を与える種々のファクターについて検討を行い、 7_k解を発生させるのに必要なと、イオンを伝導させるのに必要な ¾Eの比（脱塩室内における mi£の比）が 2 0 ： 1程度であること、現在の電気式 ^ ¾置における H+及ぴ OH—の有効利用率が 1 0 %程度しかないこと、などに着目し、水解によって発生させた H+イオンと OH—イオンとを、直ちに再結合させることなく電気置全体で有効に利用することによって、電気置の ¾1云 ¾]£を«できることに想到した。そして、本発明者らは、従来の電気置においては全く考えられていな力つた新しい室配列の電気 ^置を構成することにより、運転 mi£を大きく «させることができることを見出し、本発明を^させるに至つた。

即ち、本発明の一態様は、陽極と陰極との間にカチオン交換膜及びァ-オン交換膜を配列させることによって複数の室が形成されている電気置であつて、陽極側のァニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで水解室が画定されており、該水解室の陽極側に、ァユオン交換膜によって挟まれたァニオン脱塩室が配置され、該水解室の陰極側に、カチオン交換膜によって挟まれたカチオン脱塩室が配置されていることを特徴とする電気； ^置に関する。図面の簡単な説明

図 1は、従来の電気式脱塩装置の概略説明図である。

図 2は、本発明の一態様に係る電気式脱；^置の概略説明図である。

図 3は、本発明の他の態様に係る電気 ^置の概略説明図である。

図 4は、本発明の更に他の態様に係る電気式脱離置の概略説明図である。図 5は、本発明の更に他の態様に係る電気式脱： ^置の概略説明図である。図 6は、本発明の一態様に係る電気式 m¾置のセル構成図である。

図 Ίは、比較例で用いた従来のマルチパス型電気式脱塩装置の概略説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係る電気 5¾½難置の種々の構成にっレ、て具体的に説明する。図 2は、本発明の一態様に係る電気置の構成例を示す概念図である。装置の中央部に、陽極側のァニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで画定されている水解室が配置されている。そして、水解室の陽極側には、ァニオン交換膜によって挟まれたァ-オン脱塩室が配置され、水解室の陰極側には、カチオン交換膜によって挟まれたカチオン脱塩室が配置されている。脱塩室の外側の室（電極に接する区画）は、イオン交換膜を ¾ϋしてくるイオンを受容する濃縮室として機能する。なお、本発明に係る電気置において、 ζκ解室、脱塩室、濃縮室には、それぞれ、イオン交換体を充填することが好ましい。 7解室には、図 2に示すように、カチオン交換膜側にカチオン交換体を、ァニオン交換膜側にァニオン交換体をそれぞれ充填することが好まし！/ヽ。また、ァニオン脱塩室にはァニオン交換体を、カチオン脱塩室にはカチオン交換体を、それぞれ充填することが好ましい。また、陽極側の濃縮室においては、ァニオン交換膜に接してァニオン交換体を充填し、陽極に接してカチオン交換体を充填することが好ましく、陰極側の濃縮室においては、カチオン交換膜に接してカチオン交換体を充填し、陰極に接してァユオン交換体を充填することが好ましい。しかしながら、例えば、ァニオン脱塩室に充填したァニオン交換体中に微量のカチオン交換体を混合したり、カチオン脱塩室に充填した力チオン交換体中に微量ァ二オン交換体を混合してもよい。図 2に示す構成の電気式脱離置の運転に際しては、濃縮室に水を、そして、ァェオン脱塩室に被処 STKを導入する。濃縮室には、 R O処 «相当の不純物の少な！/ヽ水を導入することが好まし Vヽ。ァニオン脱塩室を通過した水は次にカチォン脱塩室に導入し、最後に水解室に導入する。また、濃縮室から排出される水

(濃縮水）は次に反対側の濃縮室に導入する。被処11 は、まずァニオン脱塩室において、溶液中のァ-オン（例えば、 S 0₄ ²—、 C 1—など）がイオン交換により固相に吸着され、陽極に弓 Iかれて固相中を移動し、ァェオン交換膜を通過して隣接する濃縮室に移動する。次に、被処 azKはカチオン脱塩室に導入され、溶液中のカチオン（例えば、 C a ^{2 +}、 N a +など）力 Sイオン交換により固相に吸着され、封亟に弓 Iかれて固相中を移動し、カチオン交換膜を通過して隣接する濃縮室に移動する。このように、ァニオン脱塩室及びカチオン脱塩室を順に通過することによって、被処 @zR中に含まれる不純物イオンが除去される。不純物イオンが除去された被処理水は、最後に水解室に導入されて、被処理水中に残留する不純物イオンが更に除去される（即ち、水解室は最終脱塩室としても機能する）と共に、異種のイオン交換体の繊蛣において水の解離（水解）が生じて、 H+と OH—とが生成する。生成した H+と OH一は水解室内のイオン交換体を再生すると共に、水解室内でのイオン交換体の再生に利用されずに残った H+と OH一は、次に、 7j解室を画定する力チオン交換膜或^、はァ二オン交換膜を通過して隣接する力チオン脱塩室或いはァニオン脱塩室にそれぞれ移動し、それぞれの脱塩室内のイオン交換体を再生する。各脱塩室内でも消費されなかった H+と OH一は、更にイオン交換膜を通して外側の室（図²に示す構造では濃縮室）へ移動する。以上のような構成のために、本発明に係る電気 ¾m ^置によれば、水解発生場である水解室には、ァニオン脱塩室、カチオン脱塩室を通過してくる極めて不鈍物イオンの少ない水が供給されるので、官能基にイオンが吸着して塩型になること及びフミン質の吸着などによる水解発生の上昇を抑制することができる。また、水解室で発生する H+と OH一とは、水解室のみにとどまることなく、隣接する脱塩室へ移動し、当該室内のイオン交換体を再生するので、 H+及び OH —の有効利用が図れる。

なお、図 2には、被処 «をまずァニオン脱塩室に供給し、次にカチオン脱塩室に供給する態様が示されているが、被処 a*の水質に応じてまずカチオン脱塩室に供給して、次にァニオン脱塩室に供給するようにしてもよい。例えば、被処理水中にカルシウムが比較的多く含まれていて、室や配管へのカルシウムスケールの析出などが問題になる可能性があるには、被処 «をまず第 1にカチォン脱塩室に供給して、被処 37 中のカルシウムィオンを除去することが好ましレ、。また、例えば原子力発電所内の蒸気発生器 ( S G) ブローダウン水のようにアンモニァを多く含有する被処理水に対して長時間に亘り電気式脱塩処理を行うと、アンモニアの除去率が徐々に低下していく現象力 S認められる。このような系においては、被処 STRを一番初めにカチオン脱塩室に供給することで、高いアンモニァ除去率を維持することができると考えられる。更に、図 2では、陽極側の濃縮室からの回収水を次に陰極側の濃縮室に供給しているが、両濃縮室への水の供給及び回収を別ラインにして、濃縮室でのスケール等の析出を防止することもできる。

更に、本発明に係る電気塩装置においては、ァユオン脱塩室及ぴカチオン脱塩室を複数個連続して配列することができる。力かる態様の電気難置の概念を図 3に示す。図 3に示す電気式脱置においては、陽極側のァニオン交換膜 Aと、亟側のカチオン交換膜 Cとで水解室が画定されており、 K解室の陽極側には、ァニオン交換膜を複数枚連続して配置することにより、複数のァ-ォン脱塩室が連続して配列されており、また、水解室の陰極側には、カチオン交換膜を複数枚連続して配置することにより、複数のカチオン脱塩室が連続して配列されている。そして、最も外側の室（電極に接する区画）は、それに隣接する脱塩室より移動してくるイオンを受容する濃縮室として機能する。図 2に示す態様の電気置と同様に、水解室、脱塩室及び濃縮室内には、イオン交換体を充填することが好ましい。そして、水解室においては、ァニオン交換膜側にァニオン交換体を、力チオン交換膜側に力チオン交換体を充填することが好ましレヽ。また、ァニオン脱塩室にはァニオン交換体を、カチオン脱塩室にはカチオン交換体を、それぞれ充填することが好ましい。更に、陽極側の濃縮室においては、ァ二オン交換膜に接してァ-オン交換体を充填し、陽極に接してカチオン交換体を充填することが好ましく、陰極側の濃縮室にぉヽては、カチオン交換膜に接して力チオン交換体を充填し、陰極に接してァニオン交換体を充填することが好ましい。

図 3に示すような複数の脱塩室を有する電気 ¾m ^置においては、被処 STR は、外側（即ち電極に近接する側）の脱塩室から順に直列に供給して、最後に水解室に供給することが好ましい。例えば、図 3に示す電気 ¾m； ^置では、被処献をまずァ-オン脱塩室 ( 1 ) に供給し、次に、カチオン脱塩室 ( 1 ) に供給し、以下、順に、ァニオン脱塩室（2 ) 、カチオン脱塩室（2 ) 、ァ-オン脱塩室（3 ) 、カチオン脱塩室（3 ) 、ァ-オン脱塩室（4) 、カチオン脱塩室 (4) の順に供給し、最後に水解室に供給することができる。各ァ-オン脱塩室では、被処理水中の s o₄ ²—、 C 1—などのァニオンがイオン交換により固相に p及着され、陽極に引かれて固相中を移動し、ァニオン ¾m膜を通過してするァニオン脱塩室に次々に移動し、最後に陽極側の濃縮室内に導入され、濃縮水として排出される。一方、各カチオン脱塩室では、被処 ® 中の C a ^{2 +}、 N a ⁺などのカチオンがイオン交換により固相に吸着され、陰極に引かれて固相中を移動し、カチオン交換膜を通過して隣接するカチオン脱塩室に次々に移動し、最後に亟側の濃縮室内に導入され、濃縮水として排出される。また、 7解室には、各脱塩室を通過して水中の残留イオン濃度が極めて低くなった水が供給され、僅かに残留するイオンが除去される（最終脱塩室としての機能）と共に、異種のィォン交換体間の翻虫部で水の解離（水解）が発生して、 H+と OH—とが生成する。水解室で発生した H+と O H—とは、それぞれ力チオン交換膜及びァユオン交換膜を通って隣接する脱塩室へ移動し、各脱塩室内のィオン交換体を再生しながら、イオン交換体の再生に利用されなかった余剰の H+と OH—とは、 ¾する脱塩室へと次々に移動する。

以上のような構成のために、図 3に示す本発明の一態様に係る電気式脱塩装置によれば、水解発生場である水解室には、複数のァニオン脱塩室及ぴカチオン脱塩室を通過してくる極めて不純物イオンの少ない水が供給されるので、官能基にイオンが吸着して塩型になること及ぴフミン質の吸着などによる水解発生電圧の上昇を抑制することができる。また、水解室で発生する H+と OH—とは、水解室のみにとどまることなく、隣接する ffi室へ次々に移動し、当該室内のイオン交換体を再生するので、解室で発生させた H+及び OH—を再結合させることなく、極めて有効にィオン交換体の再生に利用することができる。

また、図 3に示すように、ァニオン脱塩室及ぴカチオン脱塩室を複数連続して配列すると、イオン交換体の強力な再生が可能になるという利点も生ずる。従来の電気 ¾m塩装置におけるイオン交換体の再生は H+及び OH_による再生が主であった。しかしながら、図 3のような構成の電気式脱置において、図 3に示すように被処 SzKを流通させると、 C a ²⁺は N a +よりも吸着力が強いために、早い段階のカチオン脱塩室（図 3ではカチオン脱塩室 ( 1 ) ) でイオン交換体に吸着し、一方、 N a +はそれより後の段階のカチオン脱塩室（例えば図 3のカチオン脱塩室 ( 2 ) ) でイオン交換体に吸着する。そして、カチオン脱塩室 ( 2 ) でイオン交換体に吸着した N a +イオンが陰極に弓 Iかれて、カチオン交換膜を通過してカチオン脱塩室 ( 1 ) に移動し、この N a ⁺によって C a ^{2 +}が押し出され、 C a ²⁺の代りにイオン交換体に吸着した N a +は、次に H+によって押し出されることによって、イオン交換体が再生する。この N a +による C a ²⁺の押し出しは、 H+による C a ^{2 +}の押出しよりも強力であるので、イオン交換体の再生がより効率的に行われる。

なお、複数の脱塩室を連続して配置する態様においても、図 3に示すように被処 S Kをまずァユオン脱塩室に供給して次にカチオン脱塩室に供給するという液の流通方式に代えて、被処理水の水質などに応じて、まず被処理水をカチオン脱塩室に供給し、次にァニオン脱塩室に供給するという流通方式を採用することもできる。更に、図 3においては、各濃縮室から回収される濃縮水はそのまま系外に排出するようになっているが、例えば、陽極側の濃縮室から排出される濃縮水を次に亟側の濃縮室に導入することもできる。なお、各濃縮室の排水を独立して流すことは、炭酸カルシウムの生成を抑えてスケールの発生を防止するという群 li性がある。

更に、図 3に示すような複数の連続したァニオン脱塩室及びカチオン脱塩室を有する電気 ¾¾置にぉレ、ては、他の幾つかの被処 Szkの流し方のパリエーシヨンを考えることができる。例えば、水解室の両側にァ-オン脱塩室及びカチォン脱塩室がそれぞれ二つづつ配置された電気式脱置を例にとつて説明すると

(各室の呼称に関しては、陽極側から、ァニオン脱塩室（1) 、ァニオン脱塩室 (2) 、水解室、カチオン脱塩室（2) 、カチオン脱塩室 (1) と呼ぶ）、被処理水を、カチオン脱塩室 (1) →カチオン脱塩室 (2) →水角早室→→ァユオン脱塩室（2)→ァ二オン脱塩室 (1) の順や、或いは逆にァニオン脱塩室 (1) → ァ-オン脱塩室（2) →水解室→カチオン脱塩室 (2) →カチオン脱塩室 (1) の順に流すことができる。このような被処 ¾Κの流し方を採用すると、電気式脱塩装置の構造が簡単になり、コスト的なメリットが得られ、より高い水質が得られる。更には、ァ-オン脱塩室 (1) →カチオン脱塩室 (1) →水解室→ァニォン脱塩室 (2) →カチオン脱塩室（2) ；カチオン脱塩室 (1)→ァ-オン脱塩室（1) →7_k解室→カチオン脱塩室 (2) →ァ二オン脱塩室 (2) ；などのような被処 a?の流し方も可能である。

更に、本発明に係る電気 ¾m ^置においては、図 4に示すように、最も陽極側にカチオン交換膜を、最も陰極側にァ-オン交換膜を配置して、陽極とカチォン交換膜とで画定される陽極室と；陽極室に隣接して、陽極側のカチオン交換膜と射亟側の: r二オン交換膜とで画定されるァ-オン濃縮室と； t亟とァユオン交換膜とで画定される陰極室と； Pt®室に隣接して、陽ネ亟側のカチオン交換膜と陰極側のァニオン交換膜とで画定されるカチオン濃縮室と；を形成することもできる。このように濃縮室の外側（より電極側）に極室を形成し、各極室から濃縮室へ水が供給されるようにすることによって、析出成分の極室への流入を防止し、電極に接する区画内で高濃度のィオンが蓄積して電極などへのスケールの析出が起こることを抑制することができる。なお、極室は、片方の電極側のみに形成することもでき、力かる形態も本発明の範匪こ含まれる。

なお、図 4に示すような濃縮室とは別に独立して極室を形成する形態の電気式脱塩装置にぉレ、ても、上述したような被処理水の流し方の種々のバリエーションが考えられる。また、図 4では、極室を通過した極水を隣接する濃縮室に供給するように示されている力例えば、陽極室を通過した極水を次に陰極室に供給すると共に、陽極側の濃縮室へ RO処 Szkを供給し、当該濃縮室を通過した濃縮水を次に陰極側の濃縮室に供給するようにしてもよい。このような極水の流通を行うと、極室で発生するガスを極室内だけにとどめるという効果が得られる。

また、本発明に係る電気 « ^置においては、 7解室を複数個形成し、それぞれの水角?室に隣接して、陽極側にァ-オン交換膜で挟まれたァニオン脱塩室、陰極側にカチオン交換膜で挟まれたカチオン脱塩室を、少なくとも一つ以上配列することができ、このような形態のものも本発明の範囲内に含まれる。かかる態様の電気式观;^置の具体例を図 5に示す。図 5に示す電気式脱塩装置は、陽極側のァニオン交換膜と陰極側のカチオン交換膜によって画定される二つの水解室 (最終脱塩室）が形成され、それぞれの水解室の両側に、ァニオン交換膜によつて挟まれた二つのァニオン脱塩室と力チオン交換膜によつて挟まれた二つのカチオン脱塩室とが配置されている。脱: ^置中央部分における陽極側のカチオン交換膜と陰極側のァニオン交換膜とによって画定される室は濃縮室として機能する。図 5に示す電気置にぉレ、ては、ァニオン脱塩室/水解室/力チオン脱塩室の二つの ,袓のそれぞれに対して、上述したような液の流れで被処理水を供給し、それぞれの水解室（最終脱塩室）力 ^処 a? を得る（図 5の矢印参照）。このように、複数の水解室を形成することにより、電気離置を大型化することができ、本発明を大流量の水処理に適用することが可能になる。

本発明に係る電気式脱雌置を構成するのに用いられるイオン交換膜としては、陽イオン交換膜としては例えば、 NEOSEPTA CMX (トクャマ）などを、陰イオン交換膜としては例えば NEOSEPTA AMX (トクャマ）などを使用することができる。また、上述したように本発明に係る電気式脱職置においては、 zk解室、脱塩室、濃縮室、及び図 4に示す態様の装置においては各極室の少なくともいずれかにィオン交換体を配置することが好まし！ヽ。水解室内にィオン交換体を充填することによって、異種ィオン交換体同士の ¾ 点が形成され、ここが水解の発生場となる。従って、 7解室内にイオン交換体を充填する際には、ァニオン交換膜側にァニオン交換体を、カチオン交換膜側にカチオン交換体を互いに対向して充填することが好ましい。また、氷解室内に、ァニオン交換体とカチオン交換体とを混合して充填することもできる（«充填）。

また、脱塩び濃縮室にイオン交換体を充填することにより、これら室内におけるイオンの移動を促進させることができる。なお、本発明に係る電気 ¾3½塩装置においては、各脱塩室では、ァニオン又はカチオンの一方のみを対象として脱塩を行っているので、ァニオン脱塩室にイオン交換体を充填する場合にはァニオン交換体を、カチオン脱塩室にイオン交換体を充填する場合にはカチオン交換体を、それぞれ充填することが好ましい。また、濃縮室においては、ァニオン交換膜側にァニオン交換体を、カチオン交換膜側にカチオン交換体を、それぞれ充填することが好ましい。

更に、図 4に示すような構成の電気驟置においては、極室にイオン交換体を充填することにより、ィオン濃度の極めて低レヽ純水をとして極室に導入することができ、極室内でのスケールの防止などに有利である。極室にイオン交換体を充填する際には、陽極室にはカチオン交換体を、陰極室にはァ-オン交換体を充填することが好ましい。但し、極室にァニオン交換体とカチオン交換体とを混合して充填する充填）ことも可能である。

本発明に係る電気式脱離置において、上記のように、解室、脱塩室、濃縮室、極室の少なくともいずれかに充填することのできるイオン交換体としては、例えば、イオン交！^脂ビーズを用いることができる。このような目的で用いることのできるイオン交^ #脂ビーズとしては、当該技術にぉレヽて公知の、ポリスチレンをジビニノレべンゼンで架橋したビーズなどを基材樹脂として用!/、て製造したものを用いることができる。例えば、スルホン基を有する強酸 I"生カチオン交換樹脂を製造する # ^には、上記の基材樹脂を硫 ^ ^ク口口スノレホン酸のようなスルホン化剤で処理してスルホン化を行！/ヽ、 ¾ ^にスルホン基を導入することによつて、強酸生カチオン交換樹脂を得る。また、例えば 4級アンモニゥム基を有する強塩基性ァニオン交換樹脂を製造する: tj^には、才樹脂をク口ロメチル化処理した後、トリメチノレアミンのような 3級アミンを反応させて 4級ァンモニゥム化を行うことにより、強:^ S性ァニオン交羅脂を得る。このような製造方法は当該技術において周知であり、またこのような手法によって製造されたイオン交脂ビーズは、例えば、 Dowex M0N0SPHERE 650C (ダウケミカノレ）、 Amberlite IR-120B (ローム &ハース）、 Dowex M0N0SPHERE 550A (ダウケミカノレ）、

Amberlite IRA -⁴00 (ローム &ハース）などの商品名で市販されている。

また、本発明に係る電気式脱置において、 7解室、脱塩室、極室の少なくともいずれかに充填するイオン交換体として、カチオン交換雉材料及びァニォン交換維材料を用いることができる。かかる目的で使用するイオン交換縧锥材料としては、高分子維锥基材にイオン交換基をグラフト重合法によって導入したものが好ましく用いられる。高分子繊锥よりなるグラフト化才は、ポリオレフィン系高分子、例えばポリエチレンゃポリプロピレンなどの一種の単繊維であつてもよく、また、軸芯と鞘部とが異なる高分子によって構成される複合繊維であつてもよい。用いることのできる複合 »隹の例としては、ポリオレフイン系高分子、例えばポリエチレンを鞘成分とし、鞘成分として用いたもの以外の高分子、例えばポリプロピレンを芯成分とした芯鞘構造の複合 ί»が挙げられる。かかる複合繊維材料に、イオン交換基を、放射線グラフト重合法を利用して導入したものが、イオン交換能力に優れ、厚みが均一に製造できるので、本発明において用いられるイオン交換霧維材料として好ましい。イオン交換繊維材料の形態としては、織布、不織布などを挙げることができる。

本発明に係る電気式脱離置において、水解室、脱塩室、極室の少なくともいずれかにイオン交換繊維材料を充填する:^には、イオン交換維維材料とスぺーサーとを組み合わせて充填して、被処 3 若しくは @ _Κの流路を確保することが好ましい。

また、イオン交換材料と、イオン交握能が付与されているイオン伝導スぺーサ一とを糸且み合わせて、水解室、脱塩室、極室の少なくともいずれかに充填することもできる。例えば、水解室においては、カチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料を、ァ-オン交換膜側にァニオン交換繊隹材料を充填し、両»锥材料の間に、カチオン交換繊锥材料側にはカチオン伝導スぺーサーを、ァュオン交換锥材^ K則にはァニオン伝導スぺーサーを、それぞれ充填することが好ましレ、。また、ァニオン脱塩室においては、 2枚のァニオン交換翁維材料の間にァニオン交賺能を付与したァニオン伝導スぺーサーを挾み込んだものを充填し、力チォン脱塩室においては、 2枚のカチオン交換維維材料の間にカチオン交換機能を付与したカチオン伝導スぺーサーを挟み込んだものを充填することが好ましい。更には、陽極室においては、カチオン交換膜側にカチオン交換 ¾l材料を充填し、陽極側には力チオン伝導スぺーサーを充填することが好ましく、陰極室にぉレヽては、ァニオン交換膜側にァニオン交換練雜ネ才料を充填し、陰極側にはァニオン伝導スぺーサーを充填することが好ましい。なお、濃縮室については、陽極側の濃縮室においては、ァニオン交換膜側にァニオン伝導スぺーサーを、陽極側にカチオン伝導スぺーサーを、対向して充填することが好ましく、陰極側の濃縮室においては、カチオン交換膜側にカチオン伝導スぺーサーを、陰極側にァニオン伝導スぺーサーを、対向して充填することが好ましい。また、図 4に示すように濃縮室とは別に独立して極室を有する電気式脱置の濃縮室においては、ァニオン交換膜側にァニオン伝導スぺーサーをカチオン交換膜側にカチオン伝導スぺーサ一を対向して充填することが好まし!/、。

更に水解室におけるイオン交換体の充填形態としては、（1)両イオン交換膜に接してカチオン交換繊維材料を充填し、両カチオン交換锥材料の間にカチオン伝導スぺーサーを 2枚充填する；（2)ァ-オン交換膜側にァニオン交換繊維材料をカチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料を充填し、その間にァ-オン伝導スぺーサ一を 2枚充填する；（3)ァニオン交換膜側にァニオン交換繊維材料をカチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料を充填し、その間にカチオン伝導スぺーサ一を 2枚充填する；（4)両イオン交換膜に接してァニオン交換繊锥材料を充填し、両ァニオン交換練雜材料の間にァニオン伝導スぺーサーを 2枚充填する；などの形態が考えられる。特に、上記 (1)又は (4)のような構成を採用すると、膜と繊維材料との接点で水解場が形成されるので、翻面積が大きく、 τΚ解が更に起こりやすくなるという利点が得られる。

このように、水解室、脱塩室、極室の少なくともいずれかにおいて、イオン交換体として、イオン交換 f裁維材料と、イオン交能を付与したイオン伝導スぺーサとを,組み合わせて充填すると、彼処 STRを分散して流しやすくするので、圧力損失を小さくすることができると同時に、スぺーサのィオン捕捉機能により脱塩率も著しく向上し、炭酸成分、シリカ成分、有機炭素成分 (T0C) も良好に除去するこができる。

上記の目的で用レ、ることのできるイオン伝導スぺーサーとしては、ポリオレフイン系高分子製樹脂、例えば、従来電気透析槽において使用されていたポリェチレン製の斜交網（ネット）を基材として、これに、放射線グラフト重合法を用いてイオン交誦能を付与したものが、イオン伝導性に優れ、被処 S の分散性に優れているので、好ましい。

ここで、お射線グラフト重合法とは、高分子基材に放射線を照射してラジカルを形成させ、これにモノマーを反応させることによってモノマーを中に導入するという技法である。

線グラフト重合法に用いることができる放射線としては、 α線、 |3線、ガンマ線、電子線、紫外線等を挙げることができる力本発明においてはガンマ茅泉や電子線を好ましく用いる。放射線グラフト重合法には、グラフト基材に予め放射線を照射した後、グラフトモノマーと翻虫させて反応させる前照射グラフト重合法と、謝とモノマーの共存下に放射線を照射する同時照射グラフト重合法とがあるが、本発明においては、いずれの方法も用いることができる。また、モノマーととの纖虫方法により、モノマー激夜に¾#を浸漬させたまま重合を行う液相グラフト重合法、モノマーの蒸気に凝才を繊虫させて重合を行う気相グラフト重合法、基材をモノマー溶液に浸漬した後モノマー溶液から取り出して気相中で反応を行わせる含浸気相グラフト重合法などを挙げることができるが、いずれの方法も本発明において用 V、ることができる。

不織布などの繊維對才ゃスぺーサー凝才に導入するイオン交換基としては、特に限定されることなく種々のカチオン交換基又はァニオン交換基を用いることができる。例えば、カチオン交換基としては、スルホン基などの強酸 1·生カチオン交換基、リン酸基などの中酸 14カチオン交換基、力ルポキシル基などの弱酸 !■生カチオン交換基、ァニオン交換基としては、第 1級〜第 3級ァミノ基などの弱塩 ¾†生ァニオン交換基、第 4アンモニゥム基などの強塩基 1·生ァニオン交換基を用いることができ、或いは、上記カチオン交換基及びァニオン交換基の両方を併有するィオン交換体を用いることもできる。 - これらの各種イオン交換基は、これらのイオン交換基を有するモノマ一を用いてグラフト重合、好ましくは放射線グラフト重合を行う力 \ 又はこれらのイオン交換基に転換可能な基を有する重合性モノマーを用いてグラフト重合を行つた後に当該基をィオン交換基に転換することによって、赫隹 ®f才又はスぺーサー ¾ ^才に導入することができる。この目的で用いることのできるイオン交換基を有するモノマーとしては、アクリル酸 (AA c ) 、メタクリル酸、スチレンスノレホン酸ナトリウム（S S S ) 、メタリルスルホン酸ナトリウム、ァリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、ビュルべンジルトリメチルアンモニゥムクロライド (V B TA C) 、ジェチルァミノェチノレメタクリレート、ジメチノレアミノプロピルァクリルァミドなどを挙げることができる。例えば、スチレンスノレホン酸ナトリウムをモノマーとして用いて ¾f線グラフト重合を行うことにより、翻ォに直接、強酸 ["生力チオン交換基であるスルホン基を導入することができ、また、ビニルベンジルトリメチルアンモニゥムクロライドをモノマーとして用いて放射線グラフト重合を行うことにより、謝に直接、強塩 ¾†生ァニオン交換基である第 4級アンモニゥム基を導入することができる。また、イオン交換基に転換可能な基を有するモノマーとしては、アクリロニトリル、ァクロレイン、ビ-ルピリジン、スチレン、クロロメチノレスチレン、メタクリル酸グリシジル (GM A) などが挙げられる。例えば、メタクリル酸グリシジルを放射線グラフト重合によって凝才に導入し、次に亜硫酸ナトリゥムなどのスルホン化剤を反応させることによつて強酸性力チオン交換基であるスルホン基を凝才に導入したり、又はクロロメチ /レスチレンをダラフト重合した後に、 £f才をトリメチルァミン水?薪夜に浸潰して 4級アンモ-ゥム化を行うことによって、強性ァニオン交換基である第 4級ァンモュゥム基を ¾¾こ導入することができる。なお、本発明に係る電気 ^置においては、水解室は水の解離を起こ m 能を果たすので、水解室に充填するカチオン交換体とァニオン交換体の少なくとも一方は、強酸 !■生カチオン交換体又は強: 性ァユオン交換体であることが好ましく、特に、強酸性カチオン交換体及び強塩基性ァニオン交換体の組合せで用いることが好ましい。これは、カチオン交換体とァニオン交換体との撤部において発生する水の解離が、強酸性力チオン交換基と強驢性ァ二オン交換基との間における強力な電場の発生でより良好に生じるからである。

本発明に係る電気式脱離置は、例えば、中央に室形成のための空間を有し、その上下に液流通流路形成用の孔を形成したセルプレートをイオン交換膜で挟み込み、各プレートの空間内に適宜イオン交換体を充填することによって形成することができる。例えば、 5室構造（水解室と、その陰極側にカチオン脱塩室が二つ、陽極側にァニオン脱塩室が二つ配置されている構造）の電気塩装置の構成例を図 6に示す。図 6 aに示す各セルプレートは、中央に室形成のための空間, が形成され、上部及び下部に液流通流路形成用の孔が形成され、上下それぞれ一つの孔が中央の空間と連通するようになっている。図 6 aに示すような各セルプレートを、この順番で、イオン交換膜並びにセル間水漏れ防止用のパッキングで挟み込んで陽極と陰極との間に図 6 bに示すような 5室構造の電気 ¾m ¾置を構成する。各室にはイオン交換体を適宜充填する。なお、図 6 aでは、濃縮室及ぴ極室を構成するセルプレートは記載を省略する。

このような構成の装置において、被処理水（R O処理水）を上部液流通流路の中央ラインからァニオン脱塩室 (D a l ) に供給すると、被処 SzKは脱塩室 (D a 1 ) 内を通過して、下部液流通流路の右ラインから排出される（図 6 a ) 。以後、カチオン脱塩室 (D e l ) 、ァ-オン脱塩室 (D a 2 ) 、カチオン脱塩室 (D c 2 ) 、 7解室 (D w) の順に被処 ffi Rが流通し、 7解室 (D w) の下部液流通流路の左ラインを通って処 ¾Rとして回収される。図 6において、実線の矢印は液流通流路を通る液の流れを示し、点線の矢印は各室内を通過する液の流れを示す。また、 Kは極室、 Cは濃縮室を示す。

本発明に係る電気式脱:^置によれば、 7解の発生場を水解室のみに限定すると共に、水解によって発生した H+イオン及び OH—イオンを、従来の電気式脱難置のように隣接する濃縮室内で再結合させることなく、各脱塩室内でのィォン交換体の再生に有効に利用することができるので、運転 MEを低く保ったままで、極めて効率的に脱塩処理を行うことができる。本発明の電気^塩装置によれば、例えば、 R O処 «相当の水を被処 STKとして供給すれば、電極面積 1 0 0 cm²の装置で、 1 0 0 0時間の間連続して 2 5 V程度の低!/、運転電圧で運転を行い（電流 1 0 0 、処 ¾R量 5 L/h) 、電気伝導度が 1 7. YMQcnf¹程度の超純水を処 ®7 として得ることが可能である。

以下、具体的な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

製造例 1

ァ-オン伝導スぺーサー（1 ) の製造

イオン伝導スぺーサ一の凝才として、厚み 1 . 2腿、ピッチ 3腿のポリェチレン製斜交網を用い、グラフトモノマーとして 4級アンモニゥム基を有するビニノレべンジルトリメチルアンモニゥムクロライド（VB TAC) 及びノニオン性官能基を有する N， N—ジメチルアクリルアミド（DMAA) を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線 ( 1 5 OkGy) を照射した。こ.の照射済斜交網を VB TAC及び DMAAの混合モノマー溶液中に浸漬し、 5 0 °Cで 3時間反応させて、 VB TAC及ぴ DMAA の混合モノマー溶液中がグラフトされた斜交網材料を得た。得られたグラフト斜交網を乾燥させ、乾燥重量を測定してグラフト率（重 »曽加率）を算出したところ、 1 5 6 %であった。得られたグラフト斜交網の中性塩 ^^容量を算出したところ 1 9 8meq/m²であった。これをァニオン伝導スぺーサー（1 ) とした。製造例 2

ァニオン伝導スぺーサー（2 ) の製造

ドライアイスで冷却しながら、製造例 1と同じポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で _y線（1 5 OkGy) を照射した。この照射済斜交網を、予め活性アルミナによつて重合禁止剤を取り除いたクロロメチノレスチレン（セィミケミカル製、商品名 CMS一 AM) 中に浸漬し、 5 0 °Cで 5時間させて、クロロメチルスチレンがグラフトされた斜交網材料を得た（グラフト率 9 0 %) 。得られたグラフト斜交網を、 1 0重量⁰ /₀トリメチルァミン水溶液中に浸漬して 4級ァンモニゥム化を行い、水酸化ナトリゥム?額夜で再生して、強塩基性ァニオン伝導スぺーサ

(中性塩^^容量 2 6 7 meq/m²) を得た。これをァニオン伝導スぺーサー ( 2 ) とした。

製造例 3

カチオン伝導スぺーサ一の製造

ドライアイスで冷却しながら、製造例 1と同じポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線（1 5 0 kGy) を照射した。この照射済斜交網を、スチレンスルホン酸ナトリウムとアクリル酸との混合モノマー溶液中に浸漬し、 7 5 °Cで 3時間反応させて、スルホン酸基及びカルボキシル基を有するグラフト斜交網材料（力チオン伝導スぺーサ一）を得た（グラフト率 1 5 3 %) 。中性塩^^容量は 1 8 9meq/m²) 、総交換容量は 8 3 4meq/niであった。

製造例 4

力チオン交 »織布の製造

として、翁锥径 1 のポリエチレン（鞘） /ポリプロピレン（芯）の複合維からなる目付 5 5 g/m²、厚さ 0 . 3 5 mmの熱融着不織布を用ヽた。不織布基材に、窒素雰囲気下で電子線 ( 1 5 O kGy) を照射した。照射済の不織布基材を、メタクリル酸グリシジルの 1 0 %メタノール溶液中に浸漬し、 4 5でで 4 時間反応させた。反応後の不織布凝才を、 6 0 °Cのジメチルホルムアミド溶液に 5時間浸漬してホモポリマーを除去して、メタクリル酸グリシジルがグラフトされた不織布材料（グラフト率 1 3 1 %) を得た。このグラフト不織布を、亜硫酸ナトリウム：ィソプロピルアルコール：水 = 1 ： 1 ： 8 (重量比）の溶液に浸漬し、 8 0。Cで 1 0時間反応させて、強酸性カチオン交鮮織布（中性塩 ^军容量 4 7 1 meq/m²) を得た。

製造例 5

ァ-オン交織布の製造

製造例 4と同じ不織布謝に、窒素雰囲気下で電子線 ( 1 5 OkGy) を照射した。クロロメチノレスチレン（セイミケミカル製、商品名 CMS— AM) を活性ァルミナ充填層に通液して重合禁止剤を取り除き、窒素曝気を行った。脱酸素処理後のクロロメチノレスチレン激夜中に、照射済の不織布 ¾ ^を浸漬して、 5 0 °Cで 6時間反応させた。その後、クロロメチルスチレン薪夜から不織布を取り出し、トノレェン中に 3時間浸漬してホモポリマーを除去して、クロロメチノレスチレンがグラフトされた不織布材料（グラフト率 1 6 1 %) を得た。このグラフト不織布を、トリメチルァミン水溶液 ( 1 0重量⁰ /₀) 中で 4級ァンモェゥム化させた後、水酸化ナトリゥムで再生処理して、 4級アンモニゥム基を有する強塩基性ァニォン交換不» (中性塩^^容量 3 5 O meq/m²) を得た。

実施例 1

図 4に構成の電気式脱塩装置を組み立てた。正負の電極の間に、カチオン交換膜 C (トクャマ製： NEOSEPTA CMB) とァ-オン交換膜 A (トクャマ製： E0SEPTA AHA) とを図 4に示すように配列することにより、陽極側から、. 陽極室、濃縮室、ァェオン脱塩室（1 ) 、ァニオン脱塩室（2 ) 、水解室、カチオン脱塩室（2 ) 、カチオン脱塩室（1 ) 、濃縮室、 i t亟室の順で配列されている電気^ m塩装置を構成した。各室の厚さを 5麵、極の面積を 1 0 O cm²とした。ァ-オン脱塩室内には、それぞれ、ァニオン交換膜面に上記で製造したァニオン交^織布を 1枚ずつ配置し、両ァニオン交織布の間に上記で製造したァニオン伝導スぺーサ一（2 ) を 2枚充填した。カチオン脱塩室内には、それぞれ、カチオン交換膜面に上記で製造したカチオン交織布を 1枚ずつ配置し、両カチオン交^織布の間に上記で製造したカチオン伝導スぺーサーを 2枚充填した。水解室には、ァ二オン交換膜面に上記で製造したァニオン交換不織布を、カチオン交換膜面に上記で製造したカチオン交織布をそれぞれ 1枚ずつ配置し、両不»間には、ァ-オン交 »織布面には上記で製造したァ-オン伝導スぺーサー（2 ) を、力チオン交換不織布面には上記で製造したカチオン伝導スぺーサーをそれぞれ 1枚ずつ充填した。両濃縮室には、ァニオン交換膜面に上記で製造したァ-オン伝導スぺーサー）を、カチオン交換膜面に上記で製造したカチオン伝導スぺーサ一をそれぞれ 1枚ずつ充填した。また、陽極室においては、カチオン交換膜面上に上記で製造したカチオン交^織布を 1枚配置し、カチオン交織布面上に上記で製造したカチオン伝導スぺーサーを 3枚充填した。陰極室においては、了二オン交換膜面上に上記で製造したァニオン交 »を 1枚配置し、ァニオン交 »面上に上記で製造したァェオン伝導スぺーサー（1 ) を 3枚充填した。両電極間に 0. 1 Aの直流電流を印加して、 0. 2ΜΩの RO処理水（逆浸透膜処 «：シリカ濃度 0. 1〜0. 3ppm、水温 1 4〜20°C) を、流量 5L/h でァ-オン脱塩室 (1) に通水し、ァニオン脱塩室 (1) 力らの回収水を、以下順に、カチオン脱塩室（1) 、ァニオン脱塩室（2) 、カチオン脱塩室（2) 、水解室の順に通水した。極室及び濃縮室には、同様の RO処 ¾7 を、陽極室一陽極側の濃縮室、並びに、陰極室一陰極側の濃縮室の順に通水した（流量 5L/h) 。 1 000時間運転後、運転電圧は 25 Vであり、 1 7. 7ΜΩの水質を安定して供糸^ることができた。また、装置を^^して目視で観察したところ、いずれの室内にぉレ、てもスケールは観察されなかつた。

比較例 1

従来の電気^ 置による通水試験を行った。図 7に示すように、 ½¾室を

5室有する従知のタィプの電気置を組立てた。ィオン交換膜は実施例 1と同様のものを用い、各脱塩室においては、ァェオン交換膜面に上記で製造したァニオン交 »織布を、カチオン交換膜面に上記で製造したカチオン交換不織布をそれぞれ 1枚ずつ配置し、両不織布間には上記で製造したァニオン伝導スぺーサ一（2) を 2枚充填した。各濃縮室においては、ァニオン交換膜面に上記で製造したァニオン伝導スぺーサー（1) を、カチオン交換膜面に上記で製造したカチオン伝導スぺーサーをそれぞれ 1枚ずつ充填した。陽極室には上記で製造した力チオン伝導スぺーサーを 4枚充填し、陰極室には上記で製造したァニオン伝導スぺーサー（1) を 4枚充填した。

両電極間に 0. 1 Aの直流電流を印加して、 0. 2ΜΩの RO処理水（逆浸透膜処理水：シリカ濃度 0. ；!〜 0. 3ppm、水温 1 4〜20。C) を、流量 5L/h で、脱塩室 D 1、濃縮室 C 1にそれぞれ通水し、脱塩室 D 1からの回収水は、以下、脱塩室 D 2—脱塩室 D 3—脱塩室 D 4の順に通水し、脱塩室 D4から処 ¾ を得た。濃縮室 C 1からの回収水は、以下、濃縮室 C 2—濃縮室 C 3—濃縮室 C 4—濃縮室 C 5の順に通水した。両極室には、同様の R O処 ®7 を流量 5 L/hで通水した。 1 000時間の間、 1 7. 5ΜΩの水質を安定して供給することができたが、 1 000時間の運転後の運転電圧は 1 30Vに上昇した。また、装置をして目視で観察したところ、陽極室の隣の濃縮室のァニオン交換膜面上にスケールが観察された。産業上の利用の可能性

本発明によれば、今まで全く考えられていなかった構成の電気式脱塩装置を提供することにより、従来の電気 ¾¾置と比較して極めて低い運転 maで、且つ長時間運転後にも運転の上昇を引き起こすことなしに、安定した脱塩を行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 陽極と陰極との間にカチオン交換膜及びァニオン交換膜を配列させることによって複数の室が形成されている電気 ¾¾置であって、陽極側のァニォン交換膜と陰極側のカチオン交換膜とで氷解室が画定されており、該水解室の陽極側に、ァユオン交換膜によって挟まれたァニオン脱塩室が配置され、該水解室の陰極側に、力チオン交換膜によつて挟まれた力チオン脱塩室が配置されてヽることを特 ί敷とする電気式脱: ^置。

2. zk解室の陽極側に、ァニオン交換膜によつて挟まれたァニオン脱塩室が複数個連続して配列され、解室の陰極側に、カチオン交換膜によって挟まれたカチオン脱塩室が複数個連続して配列されている請求項 1に記載の電気置。

3. 陽極に最も近接するァニオン脱塩室の陽極側のァニオン交換膜と陽極との間にカチオン交換膜を配置して、陽極側のカチオン交換 S莫と陰極側のァニオン交換膜とで画定される濃縮室、及び陽極とカチオン交換膜とで画定される陽極室が形成され、陰極に最も近接する力チオン脱塩室の陰極側の力チオン交換膜と陰極との間にァニオン交換膜を配置して、陽極側のカチオン交換膜と陰極側のァニオン交換膜とで画定される濃縮室、及び陰極とァニオン交換膜とで画定される陰極室が形成されてレ、る請求項 1又は 2に記載の電気^ Μ¾置。

4 . 水解室、脱塩室、濃縮室、極室の少なくともいずれかにイオン交換体が充填されて!/、る請求項 1〜 3のレ、ずれかに記載の電気^ 置。

5 . ァニオン脱塩室にはァニオン交換体が充填され、カチオン脱塩室には力チオン交換体が充填され、 K解室にはァ-オン交換体及び/⁷又は力チオン交換体が充填されている請求項 4に記載の電気式脱«置。

6 . ァニオン脱塩室にはァニオン交換体が充填され、カチオン脱塩室には力チオン交換体が充填され、水解室には、ァ-オン交換膜側にァニオン交換体が力チオン交換膜側にカチオン交換体力対向して配置されている請求項 4に記載の電

7 . 水解室において、カチオン交換膜側にカチオン交換繊;锥材料が、ァニォン交換膜側にァニオン交換維維材料がそれぞれ対向して配置され、両繊維材料の間に、カチオン交換繊維材料側にカチオン伝導スぺーサ一が、ァニオン交換練雜材;) SH則にァニオン伝導スぺーサ一がそれぞれ充填されている請求項 4〜 6のいずれかに記載の電気式脱置。

8 . ァニオン脱塩室において、ァニオン交換膜に面してァニオン交換鍵隹材料が配置され、ァニオン交換繊維材料の間にァニオン伝導スぺーサ一が充填されており、カチオン脱塩室において、カチオン交換膜に面してカチオン交換維锥材料が配置され、力チオン交換 ¾锥ネ才料の間に力チオン伝導スぺーサ一が充填されている請求項 4〜 7のレヽずれかに記載の電気式脱:^置。

9 . ァニオン交換灘ネオ料、カチオン交換編隹材料、ァニオン伝導スぺーサ一、カチオン伝導スぺーサ一が、それぞれ、放射線グラフト重合法を利用して有機高分子基材にィオン交換基を導入したものである請求項 7又は 8に記載の電気