WO2004108606A1

WO2004108606A1 - 電気式脱イオン水製造装置の運転方法、電気式脱イオン水製造システムおよび電気式脱イオン水製造装置

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Publication number: WO2004108606A1
Application number: PCT/JP2004/007615
Authority: WO
Inventors: Osamu Kawaguchi; Masao Hidaka
Original assignee: Organo Corporation
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2004-12-16
Also published as: EP1642867A1; CN1805905A; EP1642867B1; KR101138382B1; JP4363587B2; EP1642867A4; TWI253440B; US20070045196A1; KR20060018877A; JP2004358440A; CN100334010C; US20110005933A1; TW200502178A; MY137575A

Description

明細書

電気式脱イオン水製造装置の運転方法、電気式脱イオン水製造システムおよび電気式脱イオン水製造装置

技術分野

[0001] 本発明は、半導体製造分野、医薬製造分野、原子力や火力等の発電分野、食品工業などの各種の産業又は研究所施設において使用される電気式脱イオン水製造装置 (EDI)に関する。

背景技術

[0002] 脱イオン水を製造する方法として、従来からイオン交換樹脂に被処理水を通して脱イオンを行う方法が知られている力この方法ではイオン交換樹脂がイオンで飽和されたときに薬剤によって再生を行う必要がある。このような処理操作上の不利な点を解消するため、薬剤による再生が不要な電気式脱イオン (EDI)法による脱イオン水製造方法があり、実用化に至っている。

[0003] ここで、従前型の EDIでは、カチオン交換膜及びァニオン交換膜を離間して交互に配置し、カチオン交換膜とァニオン交換膜で形成される空間内に一つおきにイオン交換体を充填して脱塩室としている。一方、このような従前型の EDIに代えて、その脱塩室の構造を抜本的に改造した省電力型の EDIが開発されている。

[0004] この省電力型の EDIは、特開 2001-239270号公報に示されており、一側のカチオン交換膜、他側のァニオン交換膜及び当該カチオン交換膜と当該ァニオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、前記カチオン交換膜、ァニオン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極を備えた陽極室と陰極を備えた陰極室の間に配置している。そして、電圧を印加しながら一方の小脱塩室に被処理水を流入し、次いで、該小脱塩室の流出水を他方の小脱塩室に流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流入して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水を得る。このような構造の EDIによれば、 2つの小脱塩室のうち、少なくとも 1つの脱塩室に充填されるイオン交換体を例えばァニオン交換体のみ、又はカチオン交換体のみ等の単一イオン交換体もしくはァニオン交換体とカチオン交換体の混合交換体とすること力 Sでき、イオン交換体の種類毎に電気抵抗を低減し、且つ高い性能を得るための最適な厚さに設定することができる。

[0005] ところが、このような EDIに流入する被処理水中の硬度が高い場合、 EDIの濃縮室におレ、て炭酸カルシウムや水酸化マグネシウム等のスケールが発生する。スケールが発生すると、その部分での電気抵抗が上昇し、電流が流れにくくなる。すなわち、スケール発生が無い場合と同一の電流値を流すためには電圧を上昇させる必要があり、消費電力が増加する。また、スケールの付着場所次第では濃縮室内で電流密度が異なり、脱塩室内において電流の不均一化が生じる。また、スケール付着量が更に増加すると通水差圧が上昇すると共に、電圧が更に上昇し、装置の最大電圧値を越えた場合は電流値が低下することとなる。この場合、イオン除去に必要な電流値が流せなくなり、処理水質の低下を招く。更には、成長したスケール力 Sイオン交換膜内にまで侵食し、最終的にはイオン交換膜を破ってしまう可能性もある。

[0006] このような問題を解決する一つの対策として、硬度が低い被処理水を EDIに流入させる方法がある。被処理水の硬度が低ければ、濃縮室内は溶解度積に達しないため、スケールの発生は起こらなレ、。しかし、実際には、このような硬度が低い被処理水を通水処理した場合にぉレ、ても、濃縮室にぉレ、て炭酸カルシウムや水酸化マグネシゥム等のスケールが発生することがあった。この場合、前述と同様に問題が発生する。

[0007] また、特開 2001-225078号公報には、濃縮室のァニオン交換膜側に特定構造のァニオン交換体を配置する EDIが開示されている。この EDIによれば、〇H_イオンの濃縮液への拡散希釈が、多孔性ァニオン交換体表面より促進され、該表面における〇Hイオン濃度の速やかな低減が図られる。他方、硬度成分イオンは、多孔性ァニオン交換体の内部に侵入し難くなり、〇H_イオンと硬度成分イオンとが接触し反応する機会が低減するため、硬度成分の析出や蓄積が抑制される。

[0008] また、特開 2002-1345号公報には、濃縮室に収容するイオン交換体は水透過性の異なる少なくとも二層からなり、かつ水透過性の小さい層は、ァニオン交換膜側に配置され、少なくとも表面にァニオン交換基を有する EDIが開示されている。この ED Iによれば、水透過性の大きな層を移動した硬度成分を多く含む濃縮液が水透過性の小さい層に到達した後には移動力が低減し、陰イオン交換膜の濃縮室側表面に流れ込むことが防止され、硬度成分の析出や蓄積が抑制される。

[0009] し力しながら、特開 2001-225078号公報ゃ特開 2002-1345号公報では、濃縮室へ供給する水の条件が明確ではなぐまた長期間の運転においてスケール発生を防止する点は明らかではなレ、。更に、 EDI処理水の水質への影響については何ら記載されていない。

[0010] EDIに供給される水としては、通常水道水や工業用水を粗脱塩した逆浸透膜の透過水が用いられる。逆浸透膜では、イオン成分は除去されるがガス成分はほとんど除去されずに透過してしまう。このため、逆浸透膜の透過水中には炭酸ガスとして透過した高濃度の遊離炭酸がそのまま残留する。遊離炭酸は、 EDIのァニオン負荷であり、かつ弱酸であるため処理水に残りやすぐ水質不良の原因となる。このために、膜脱気等の脱炭酸装置を EDIの前段に設け、炭酸を除去した水を EDIへ供給することで、炭酸の負荷分が軽減させ、処理水水質の向上を図っている。さらに、この脱炭酸装置を設ける方法は、炭酸よりもさらに除去されにくいシリカの除去性能を向上させるためにも有効である。従って、高純度の処理水質が要求される場合は、脱炭酸装置が必要である。

[0011] し力しながら、このような高純度の処理水質を得るため、 EDIの前段に脱炭酸装置を設け、この脱炭酸装置の処理水を EDIの被処理水とすると共に濃縮水とし、かつ濃縮室のァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体を設置しても、長期間の運転においては硬度成分などのスケールが発生することがあった。

発明の開示

[0012] 本発明においては、 EDIにおいて、遊離炭酸を含む水をァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室に供給する。これによつて、長期間の運転においても、濃縮室内のスケール発生を抑制できる。また、濃縮室のァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が配設され、該ァニオン交換体とカチオン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体を配設する。この構造によれば、ァニォン交換体が実質的にカチオン交換膜に接触することがないため、ァニオン交換体を移動してきた炭酸水素イオンが、カチオン交換膜へ到達する前に濃縮水と共に下流へと拡散され、処理水質の低下を防止することができる。

[0013] 本発明の態様（1)において、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側力 Sカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室を有する。そして、このような電気式脱イオン水製造装置において、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する。

[0014] ここで、 EDIにおけるスケール発生のメカニズムは以下の通りである。すなわち、 E DIにおいて、電流が流されると、被処理水中に含まれる炭酸 (遊離炭酸、炭酸水素イオン、炭酸イオンの総称）は、脱塩室で水解離により生じた多量の水酸化物イオンの作用によりァニオン交換樹脂にて炭酸イオンとして捕捉される。そして、炭酸イオンは水酸化物イオン及び樹脂に捕捉された塩化物イオン等の他のァニオンと共に陽極側のァニオン交換膜を通過し、濃縮室へと移動する。そのため、濃縮室のァニオン交換膜近傍では pHが局所的にアルカリ性となる。また他方から、同様にカチオン交換樹脂によって捕捉され、カチオン交換膜を通り移動してきたカルシウムイオン、マグネシゥムイオンの硬度成分イオンが、濃縮室のァニオン交換膜面に集まる。そこで炭酸イオン、水酸化物イオンがカルシウムイオン、マグネシウムイオンと接触し、炭酸カルシゥム、水酸化マグネシウムがスケールとして析出する。

[0015] 本態様（1)のように、濃縮室のァニオン交換膜の陽極側に、ァニオン交換体が存在すると、ァニオン交換膜を透過した炭酸イオンや水酸化物イオンは濃縮水中に移動せず、導電性の高いァニオン交換体を通る。この際、濃縮室を流れる濃縮水に遊離炭酸が含まれると、該遊離炭酸がァニオン交換体を流れる炭酸イオンや水酸化物ィオンと反応し、炭酸水素イオンとなる。この炭酸水素イオンはァニオン交換体の陽極側ではじめて濃縮水中に放出される。炭酸水素カルシウム又は炭酸水素マグネシゥムは、炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムに比べると、遥かに析出しにくいため、濃縮室内におけるスケールの発生が抑制される。また、濃縮水中に放出された炭酸水素イオンは、他方からカチオン交換膜を通して移動してくる水素イオンと反応し、遊離炭酸となる。そして、得られた遊離炭酸は濃縮室下流のイオン交換体中の炭酸ィオンや水酸化物イオンと再び反応することが可能となる。このように、本実施形態によれば、濃縮室のァニオン交換膜近傍で生じる pHシフトを緩和することができる。

[0016] また、態様（2)では、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチォン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を有する。そして、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する。

[0017] この態様（2)では、水素イオンを供給するカチオン交換体をァニオン交換体と混合して充填するため、ァニオン交換体を移動する炭酸水素イオンはカチオン交換膜に行き着く前にカチオン交換体力供給される水素イオンの作用により遊離炭酸として濃縮水中に放出される。このため、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度が高くなることが防止でき、処理水質への影響を緩和することができる。

[0018] また、さらに態様（3)では、前記態様（1)において、前記濃縮室は、ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が配設され、該ァニオン交換体とカチオン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さなレ、水透過性体が配設されてレ、る。

[0019] この態様（3)によれば、濃縮室のカチオン交換膜にァニオン交換体を接触させないため、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度は高くならず、処理水質の低下を防止できる。具体的には、強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体をカチオン交換膜側に設けることで、ァニオン交換体により移動してきた炭酸水素イオンは、水透過性体にぉレ、てそれ以上カチオン交換膜側へは移動できず、ァニオン交換体から放出され遊離炭酸となる。この遊離炭酸は水透過性体を流れる濃縮水と共に下流へと拡散されカチオン交換膜近傍において遊離炭酸濃度が高くなることを防止できる。

[0020] さらに、態様 (4)では、前記態様（2)において、前記濃縮室に充填された混合ィォン交換体が、ァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体である。本第 4実施形態によれば、前記第 2実施形態と同様の効果を奏する他、カチオン交換膜側のァニオン交換体比率が低いため、力チオン膜近傍の遊離炭酸濃度が確実に低くなる点で好ましい。

[0021] 態様（5)では、前記濃縮室へ供給する水は、遊離炭酸濃度が 0. 5 200mg-CO /1の水である。従って、例えば水道水や工業用水を粗脱塩した逆浸透膜の透過水が使用できる。

[0022] 態様（6)では、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室を有する。そして、この該電気式脱イオン水製造装置の前段に配置される脱炭酸装置の処理水が該電気式脱イオン水製造装置の被処理水流入管に導入され、該脱炭酸装置の被処理水が該電気式脱イオン水製造装置の濃縮水流入管に導入されるように配管接続されてレ、る。

[0023] 態様（7)では、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を有する。そして、該電気式脱イオン水製造装置の前段に配置される脱炭酸装置の処理水が該電気式脱イオン水製造装置の被処理水流入管に導入され、該脱炭酸装置の被処理水が該電気式脱イオン水製造装置の濃縮水流入管に導入されるように配管接続されてレ、る。

[0024] 態様（8)では、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、態様（7)におレ、て、前記濃縮室の混合イオン交換体は、ァニオン交換膜力カチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体である。

[0025] 態様（9)では、電気式脱イオン水製造装置 (EDI)は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つ該ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体を配設し、該ァニオン交換体と該カチオン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体を配設した濃縮室を有する。

[0026] また、態様（10)は、前段の脱炭酸装置の設置を省略し、逆浸透膜装置の透過水を直接、被処理水及び濃縮室へ供給する水とする電気式脱イオン水製造装置において、電気式脱イオン水製造装置が、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該ァニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室を備える脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合ィオン交換体が充填された濃縮室を有する。

[0027] また、本発明（11)は、前段の脱炭酸装置の設置を省略し、逆浸透膜装置の透過水を直接、被処理水及び濃縮室へ供給する水とする電気式脱イオン水製造装置において、該電気式脱イオン水製造装置が、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該ァニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室を備える脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つ該ァニオン交換膜の陽極側にァニォン交換体を配設し、該ァニオン交換体と該カチオン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さなレ、水透過性体を配設した濃縮室を有する。

[0028] これら EDIによれば、前述した EDIの運転方法を確実に実施できる。特にァニオン交換膜と該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室を備える脱塩室を有する EDIにおレ、ては、前段の脱炭酸装置の設置を省略し、逆浸透膜装置の透過水を直接、被処理水及び濃縮室へ供給する水とすることができ、設置コストが低減される。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1]本発明の実施の形態における電気式脱イオン水製造システムの模式図である

[図 2]本発明の他の実施の形態における電気式脱イオン水製造システムの模式図である。

[図 3]本発明の他の実施の形態における電気式脱イオン水製造システムの模式図である。 [図 4]本発明の他の実施の形態における電気式脱イオン水製造システムの模式図である。

[図 5]本発明の実施の形態における電気式脱イオン水製造装置の構造を示す簡略図である。

[図 6]本発明の他の実施の形態における電気式脱イオン水製造装置の構造を示す簡略図である。

[図 7]濃縮室の他の構成例を示す簡略図である。

発明を実施するための最良の形態

[0030] 「EDIの構成例」

まず、本発明に好適な電気式脱イオン水製造装置 (EDI)の構成例を図 6に示す。陽極 37を備える陽極室 32bと、陰極 36を備える陰極室 32aとの間に、陽極 37側がァ二オン交換膜 34で区画され陰極 36側がカチオン交換膜 33で区画された脱塩室 Dと、陽極 37側がカチオン交換膜 33で区画され陰極 36側がァニオン交換膜 34で区画された濃縮室 31が交互に設けられている。

[0031] 脱塩室 Dには、上部にァニオンイオン交換体 Aが充填され、下部にァニオンイオン交換対とカチオンイオン交換体を混合した混合イオン交換体が充填されてレ、る。一方、濃縮室 31は、陽極側がカチオン交換膜 33で区画され陰極側がァニオン交換膜 34で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体 39が充填されている。

[0032] なお、脱塩室 Dに充填するイオン交換体は、必ずしも上述のようなものに限定されず、被処理水に応じて、ァニオン交換樹脂のみ、カチオン交換樹脂のみ、混合ィォン交換樹脂のみでもよい。

[0033] このような装置において、陰極 36と陽極 37間に直流電流を通じ、また被処理水流入ライン 41から被処理水を流入すると共に、濃縮水流入ライン 45から濃縮水を流入する。また、陰極水流入ライン 47a、陽極水流入ライン 47bからそれぞれ陰極水、陽極水を流入する。

[0034] 被処理水流入ライン 41から流入した被処理水は脱塩室 Dを流下し、ァニオン交換体 A、混合イオン交換体 Mの充填層を通過する際に不純物イオンが除去され、脱ィオン水が脱イオン水流出ライン 44から得られる。

[0035] また、濃縮水流入ライン 45から流入した濃縮水は各濃縮室 31を上昇し、カチオン交換膜 33及びァニオン交換膜 34を介して移動してくる不純物イオン、濃縮室内の混合イオン交換体 39を介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮室流出ライン 46から流出される。

[0036] さらに、陰極水流入ライン 47aから流入した陰極水は、陰極水流出ライン 48aから流出され、陽極水流入ライン 47bから流入した陽極水は、陽極水流出ライン 48bから流出される。

[0037] このような操作によって、被処理水流入ライン 41から流入された被処理水中の不純物イオンは電気的に除去され、不純物イオン除去された脱イオン水が脱イオン水流出ライン ₄₄に得られる。また、濃縮水流出ライン 46から不純物イオンが濃縮された濃縮水が得られる。

[0038] また、 EDIとしては、図 5に示すような構成をとることもできる。この構成のうち、脱塩室の構成については、特開平 2001-239270号公報に記載されている。

[0039] 図 5に示すように、 EDIlOaは、陽極 37を備える陽極室 32bと陰極 36を備える陰極室 32aとの間に、脱塩室 Dと、濃縮室 31が交互に配置されている。脱塩室 Dは、陽極側がァニオン交換膜 34で区画され陰極側がカチオン交換膜 33で区画され且つァニオン交換膜 34とカチオン交換膜 33の間に位置する中間イオン交換膜 35で区画される 2つの小脱塩室 dと dを備える。一方、濃縮室 31は、陽極側がカチオン交換膜 33

1 2

で区画され陰極側がァニオン交換膜 34で区画され且つァニオンイオン交換体とカチオンイオン交換体の混合イオン交換体 39が充填されている。

[0040] 図 5の下部に示したように、第 1小脱塩室 dと第 2小脱塩室 dで脱塩室 Dを形成し

1 2 1

、第 1小脱塩室 dと第 2小脱塩室 dで脱塩室 Dを形成し、第 1小脱塩室 dと第 2小脱

3 4 2 5

塩室 dで脱塩室 Dを形成し、第 1小脱塩室 dと第 2小脱塩室 dで脱塩室 Dを形成し

6 3 7 8 4 ている。

[0041] EDIlOaは、通常、以下のように運転される。陰極 36と陽極 37間に直流電流を通じ、また被処理水流入ライン 41から被処理水が流入すると共に、濃縮水流入ライン 45 力濃縮水が流入し、かつ陰極水流入ライン 47a、陽極水流入ライン 47bからそれぞれ陰極水、陽極水が流入する。被処理水流入ライン 41から流入した被処理水は第 2 小脱塩室 d 、 d 、 d 、 d を流下し、イオン交換体 38の充填層を通過する際に不純

2 4 6 8

物イオンが除去される。更に、第 2小脱塩室の処理水流出ライン 42を通った流出水は、第 1小脱塩室の被処理水流入ライン 43を通って第 1小脱塩室 d 、 d 、 d 、 d に

1 3 5 7 導入され、ここを流下し、ここでもイオン交換体 38の充填層を通過する際に不純物ィオンが除去され脱イオン水が脱イオン水流出ライン 44から得られる。

[0042] また、濃縮水流入ライン 45から流入した濃縮水は各濃縮室 31を上昇し、カチオン交換膜 33及びァニオン交換膜 34を介して移動してくる不純物イオン、更には後述するように、濃縮室内のイオン交換体を介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イオンを濃縮した濃縮水として濃縮室流出ライン 46から流出される。

[0043] さらに、陰極水流入ライン 47aから流入した陰極水は、陰極水流出ライン 48aから流出され、陽極水流入ライン 47bから流入した陽極水は、陽極水流出ライン 48bから流出される。

[0044] このような操作によって、被処理水流入ライン 41から流入された被処理水中の不純物イオンは電気的に除去され、不純物イオン除去された脱イオン水が脱イオン水流出ラインに 44に得られる。また、濃縮水流出ライン 46から不純物イオンが濃縮された濃縮水が得られる。

[0045] 本実施形態の EDIにおいて、被処理水が流入する第 2小脱塩室 d 、 d 、 d 、 dに

2 4 6 8 ァニオン交換体を充填し、第 2小脱塩室流出水を被処理水とする第 1小脱塩室、 d 、 d 、 dに混合イオン交換体を充填すれば、第 2小脱塩室及び第 1小脱塩室共に、

3 5 7

シリカ、炭酸などを除去できる。このため、ァニオン成分の中でも除去の難しいシリカ

、炭酸などの弱酸性成分を多く含有する被処理水を十分処理できる。そこで、 EDIの前処理として遊離炭酸を低減する脱炭酸装置の配置を省略することができる。

[0046] また、上述の図 5， 6に示した EDIでは、濃縮室に混合イオン交換体 39を充填した、しかし、この濃縮室 31に充填されるものは、前記混合イオン交換体に限定されない。例えば、図 7に示すように、ァニオン交換膜 34の陽極側にァニオン交換体 62を配設し、該ァニオン交換体 32と該カチオン交換膜 34間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体 60を配設した形態を採ることができる。 [0047] 「第 1の運転方法」

第 1の運転方法では、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側力 Sァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室を有する EDIにおいて、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する。

[0048] 本例の運転方法において、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画された濃縮室を有する EDIとしては、上述の図 5、 6、 7に示すような装置が用いられる。

[0049] ァニオン交換体としては、強塩基性ァニオン交換体が挙げられる。また、ァニオン交換体の形態としては、ァニオン交換樹脂、ァニオン交換繊維及び特開 2002—306 976号公報記載の有機多孔質ァニオン交換体が挙げられる。強塩基性ァニオン交換体は一部に弱塩基性ァニオン交換基が含まれていてもよい。このうちァニオン交換樹脂が、充填体積当たりの交換容量が大きいため炭酸イオンの滞留時間が大きく、且つ濃縮水の遊離炭酸と反応する時間が長くなるため、例え遊離炭酸濃度が低くても反応が十分におき、スケール発生を抑制できる点で好ましい。また、ァニオン交換樹脂の粒径が均一であると、濃縮室の差圧が低くなる点で好ましい。

[0050] ァニオン交換体の中性塩分解容量としては、湿潤状態において 0. 75— 75gCaC O /1が好ましい。 0. 75gCaCO /1未満であると、炭酸イオンの滞留時間が短くなり

3 3

、濃縮水の遊離炭酸と反応する時間が短くなるため好ましくない。また、 75gCaCO

3

/1を超えるとァニオン交換体の製造コストを上昇させる点で好ましくなレ、。また、ァニオン交換体がァニオン交換樹脂である場合、ゲル型及び MR型のレ、ずれであってもよいが、ゲル型は水酸化物イオンに対する他のイオン選択性が MR型ほど強くなぐ塩形での電気抵抗が小さいためァニオン交換膜力も移動してくる炭酸イオンや水酸化物イオンを確実に受け取り陽極側へ移動させることができる点で好ましい。

[0051] また、濃縮室は濃縮室全体にァニオン交換体を単体で充填した形態も含まれるが、この場合、濃縮室中ァニオン交換基が連続しているため、ァニオン交換体中の炭酸水素イオンがほとんど全てカチオン交換膜側に移動し、濃縮されて濃縮水へと放出されカチオン交換膜付近での遊離炭酸濃度が高くなり、処理水の水質低下が起こりやすい。このため、濃縮室はァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が配設され、該ァニオン交換体とカチオン交換膜間に強塩基性ァニオン基を有さない水透過性体が配設されたものが、濃縮室のカチオン交換膜にァニオン交換体が接触しないため、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度は高くならず、処理水質の低下を防止できる点で好ましい。ァニオン交換膜の陽極側に配設されるァニオン交換体としては、前述のァニオン交換体と同様のものが挙げられる。

[0052] 該ァニオン交換体とカチオン交換膜間に配設される強塩基性ァニオン交換基を有さなレ、水透過性体は、濃縮水の流路を確保すると共にァニオン交換基がカチオン交換膜と接触しないようにするために用いられる。従って、強塩基性ァニオン交換基を有さなレ、水透過性体としては、導電性水透過性体及び非導電性水透過性体のレ、ずれであってもよいが、導電性水透過性体の場合、強塩基性ァニオン交換基以外の弱塩基性ァニオン交換基、弱酸性カチオン交換基又は強酸性カチオン交換基などを有する水透過性体であれば使用できる。弱酸性カチオン交換基又は強酸性カチォン交換基を有するものとしては、カチオン交換繊維ゃカチオン交換樹脂が挙げられる。特にカチオン交換樹脂を用いる場合、架橋度 4%以下のカチオン交換樹脂を使用すること力 \カルシウムイオンまたはマグネシウムイオンなどの 2価イオンの選択性を低くさせ、水素イオンの選択性を高め、硬度成分と炭酸イオンの接触機会を低減できる点で好ましい。また非導電性水透過性体としては、例えばメッシュ状物、不織布、織布及びこれ以外の多孔質体などが挙げられ、このうち、メッシュ状物の網目の選定が容易であると共に水透過性に優れ、濃縮室の差圧上昇を招き難い点で好ましい。

[0053] 濃縮室の厚さとしては、 0. 5mm 6mmが好ましぐ特に 1. Omm 3mmが好ましレ、。 0. 5mm未満であると、たとえイオン交換体を充填してもスケール発生抑制効果が得られにくくなり、通水差圧の上昇も発生し易い。一方 6mmを越えると、電気抵抗が高くなり、消費電力が増大する。強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体の厚みとしては、特に制限されないが、 0. 1mm 2. Ommが好ましぐ特に 0. 2— 1 . 0mmが好ましい。この水透過性体の厚みが 0. 1mm未満であると、遊離炭酸が発生する場所とカチオン交換膜との距離が近くなり、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度が高くなる。一方 2. Ommを越えると水透過性体の電気抵抗が高くなり消費電力が増大する。このような濃縮室はァニオン交換体と強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体の 2層構造であるが、ァニオン交換体とカチオン交換膜は実質的に非接触であればよぐ本発明の効果を妨げない範囲において一部の接触があってもよレ、。

[0054] また、ァニオン交換膜の陽極側に充填されるァニオン交換体が粒状イオン交換樹脂の場合、水透過性体はその粒状イオン交換樹脂の有効径より細かい目のものを選定することが、粒状ァニオン交換樹脂とカチオン交換膜との接触を確実に防止することができる点で好ましい。また、ァニオン交換体が粒状イオン交換樹脂の場合、平均径がやや大きめで、且つ粒度分布が均一な粒状イオン交換樹脂を使用することが、粒状イオン交換樹脂の有効径が大きくなるため水透過性体は目の粗レ、ものが選定でき、差圧上昇することなく水透過性が高まる点で好ましい。なお、粒状イオン交換榭脂の有効径とは全粒状樹脂の 10体積％を通過するふるいの目開きで表されるものである。

[0055] 本第 1の運転方法で用いる遊離炭酸を含む水としては、遊離炭酸濃度が 0. 5— 20 OmgCO /1、好ましくは 2— 150mgC〇 /1の水である。遊離炭酸濃度が 0. 5mgC

2 2

O /1未満ではスケール発生を抑制する効果が低下し、また、 200mgCO /1を越え

2 2 るとカチオン交換膜を通して隣の脱塩室に拡散する遊離炭酸の量が増え、処理水の水質低下につながる。遊離炭酸を含む水の具体例としては、水道水や工業用水を粗脱塩した逆浸透膜の透過水が挙げられる。逆浸透膜ではイオン成分は除去されるがガス成分はほとんど除去せずに透過してしまう。このため、逆浸透膜透過水中には溶存炭酸ガスとして透過した高濃度の遊離炭酸がそのまま残留することになる。従って、逆浸透膜の透過水を濃縮室の供給水としてそのまま利用することができ、余計な薬剤を添加する必要が無い。なお、逆浸透膜の透過水は EDIの脱塩室に供給される E DIの被処理水として用いることもある。

[0056] 逆浸透膜装置と EDIの間に脱炭酸装置が配置される装置の場合、脱炭酸装置の処理水を EDIの脱塩室に供給される水 (EDIの被処理水）とし、逆浸透膜透過水であって脱炭酸装置の被処理水を EDIの濃縮室に供給する水とすれば、脱塩室の負荷となる遊離炭酸濃度を低減しつつ、スケールの発生を抑制するのに必要な遊離炭酸を含む水を濃縮室に供給できる点で好適である。また、脱塩室に供給される水及び濃縮室に供給される水を共に脱炭酸装置の処理水とした場合、濃縮室出口水の一部を循環し、該遊離炭酸濃度の低い水と混ぜて濃縮室へ供給することが、濃縮室出口水は被処理水中に含まれる遊離炭酸が濃縮され、遊離炭酸濃度が高い水として濃縮室供給水への利用が可能となる点で好ましい。脱炭酸装置としては、特に制限されないが、例えば膜式脱気装置が挙げられる。

[0057] 「第 2の運転方法」

第 2の運転方法では、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側力 Sァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を有する電気式脱イオン水製造装置において、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する。

[0058] 第 2の運転方法において、第 1の運転方法と同一構成要素についてはその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、第 2の運転方法における EDIの運転方法において、第 1の運転方法における EDIの運転方法と異なる点は、濃縮室への充填物をァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体とした点にある。本例によれば、水素イオンを供給するカチオン交換体をァニオン交換体と混合して充填するため、ァニオン交換体を移動する炭酸水素イオンはカチオン交換膜に行き着く前にカチオン交換体力供給される水素イオンの作用により遊離炭酸として濃縮水中に放出される。このため、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度が高くなることを防止でき、処理水質への影響が緩和される。

[0059] 混合イオン交換体中、ァニオン交換体としては、前述のァニオン交換体と同様のものが挙げられる。またカチオン交換体としては、水素イオンを供給するものであればよぐ例えば強酸性カチオン交換体、弱酸性カチオン交換体及び強酸性カチオン交換体と弱酸性カチオン交換体の混合カチオン交換体が挙げられる。また、カチオン交換体の形態としては、カチオン交換樹脂、カチオン交換繊維及び特開 2002-306 976号公報記載の有機多孔質カチオン交換体が挙げられる。混合イオン交換体は、ァニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂が好ましい。

[0060] 混合イオン交換体の混合形態としては、ァニオン交換体とカチオン交換体の均一混合物およびァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体が挙げられる。このうち、ァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換樹脂の配合比率が高くなる混合イオン交換樹脂が好ましい。これにより、カチオン交換膜側のァニオン交換体 (ァニオン交換樹脂）比率が低くなり、カチオン膜近傍の遊離炭酸濃度が確実に低くなる。ァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる形態としては、ァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が漸次増加する形態、例えばァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてァニオン交換体層、ァ二オン交換体とカチオン交換体の混合体層が配列する層構造形態などが挙げられる。混合イオン交換樹脂の場合、混合イオン交換樹脂の粒径は均一であるものが、濃縮室の差圧が低くなる点で好ましい。

[0061] 混合イオン交換樹脂中、カチオン交換樹脂の配合割合としては、特に制限されないが、体積基準で 10— 90%、好ましくは 20— 50%である。カチオン交換樹脂の充填比率 (体積)が、 10%未満であるとカチオン交換膜付近の遊離炭酸濃度が高くなることを防止できず、一方 90%より大きいとスケール発生抑制効果が得られなくなる点で好ましくない。また、カチオン交換樹脂は、架橋度 4%以下であることが、カルシゥムイオンまたはマグネシウムイオンなどの 2価イオンの選択性が低くなり、水素ィォンの選択性が高まる点で好ましレ、。

[0062] 「構成例 1」

構成例 1の EDIを図 1を参照して説明する。脱塩室 12と濃縮室 11を備える EDI 10 の前段に脱炭酸装置 20が配置されている。そして、脱炭酸装置 20の処理水流出管 14と EDIの被処理水流入管 15を接続し、脱炭酸装置 20の被処理水流入管 13と E DI10の濃縮水流入管 16を接続している。なお、符号 17は濃縮水流出管、 18は脱塩水流出管である。また、脱炭酸装置 20の処理水が EDI10の被処理水流入管 15 に導入され、脱炭酸装置 20の被処理水が EDI10の濃縮水流入管 16に導入される。なお、脱炭酸装置 20としては、膜脱気装置、脱炭酸塔など高知のものを採用することができる。

[0063] 従って、被処理水である逆浸透膜透過水は、濃縮室 11に直接供給されるとともに、脱炭酸装置 20において炭酸が除去された後脱塩室 12に供給される。

[0064] 脱炭酸装置 20の処理水が EDI10の被処理水流入管 15に導入され、脱炭酸装置

20の被処理水が EDI10の濃縮水流入管 16に導入される形態としては、図 1に示す形態の他、図 2や図 3のような構成をとることもできる。

[0065] 図 2では、脱炭酸装置 20の前段に濃縮水の流量調整を容易にするための緩衝用タンク 29を配置している。そして、濃縮水流入管 16の上流側、及び脱炭酸装置 20の被処理水流入管 13の上流側を緩衝用タンク 29に接続している。従って、緩衝用タンク 29からの被処理水が、直接濃縮室 11に供給されるとともに、緩衝用タンク 29からの被処理水が脱炭酸装置 20で脱炭酸処理された後、脱塩室 12に供給される。

[0066] また、図 3では、 EDI10の濃縮水流入管 16途中に緩衝用タンク 29を配置し、且つ濃縮水流出管 17と緩衝用タンク 29を接続する戻り配管 171を配設している。

[0067] この構成によっても、逆浸透膜透過水は、脱炭酸装置 20において炭酸が除去された後、脱塩室 12に供給される。一方、緩衝用タンク 29においては、逆浸透膜透過水と濃縮水が混合された後濃縮室 11に供給される。

[0068] このような図 1一 3に示した構成における EDI10としては、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間にカチオン交換膜とァニオン交換膜を交互に配列させ、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室を有する第 1の EDIや、第 1の EDIのァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室に代えて、カチオン交換体とァニオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室とした第 2の EDIが採用される。

[0069] 第 2の EDIにおいて、ァニオン交換体およびカチオン交換体は前記運転方法で記載したものと同様のものが挙げられる。混合イオン交換体の混合形態としては、ァニオン交換体とカチオン交換体の均一混合物およびァニオン交換膜からカチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体が挙げられる。このうち、ァニオン交換膜力カチオン交換膜に向けてカチオン交換樹脂の配合比率が高くなる混合イオン交換樹脂が好ましい。これにより、カチオン交換膜側のァニオン交換体 (ァニオン交換樹脂)比率が低いため、カチオン交換膜近傍の遊離炭酸濃度が確実に低くなる。ァニオン交換膜力カチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる形態、混合イオン交換樹脂中カチオン交換樹脂の配合割合およびカチオン交換樹脂の架橋度としては、前記運転方法に記載したものと同様のものが使用できる。

[0070] また、 EDIの構成としては、図 5に示した小脱塩室を有するものも好適であり、これを上述の第 1および第 2EDIとして利用することができる。

[0071] 図 1一 3に示した第 1構成例の EDIは、脱塩室 12に供給される被処理水が脱炭酸装置 20の処理水 (透過水）であり炭酸が除去された水である。一方、濃縮室 11に供給される水は脱炭酸処理されていない。この例では、逆浸透膜の処理水であるため、脱塩室 12の負荷となる遊離炭酸濃度を低減しつつ、スケールの発生を抑制するのに必要な遊離炭酸を含む水を濃縮室 11に供給できる。

[0072] 「構成例 2」

本発明の構成例 2における EDIは、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間にカチオン交換膜とァニオン交換膜を交互に配列させ、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つ該ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体を配設し、該ァニオン交換体と該カチオン交換膜間に強塩基性ァ二オン交換基を有さない水透過性体を配設した濃縮室を有する装置である。

[0073] 構成例 2の EDIにおいて、被処理水としては、特に制限されず、例えば脱炭酸装置の処理水が挙げられる。また、濃縮室に供給される水としては、遊離炭酸を含む水であれば、特に制限されない。ァニオン交換体および水透過性体としては、前記運転方法に記載したものと同様のものが使用できる。

[0074] 構成例 1、 2において、脱塩室構造としては、特に制限されず、図 5, 6に示すようなものが好適に適用できる。 [0075] 「構成例 3」

構成例 3における EDIを図 4を参照して説明する。図 4は構成例 3における EDIの模式図である。図 4において、図 1と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し異なる点について主に説明する。図 4中、脱塩室 12aと濃縮室 11aを備える E DIlOaの前段の脱炭酸装置の設置を省略し、逆浸透膜装置 30を配置し、逆浸透膜装置 30の透過水流出管 19と EDIlOaの被処理水流入管 192を接続し、透過水流出管 19を分岐させ濃縮水供給管 191としたものである。

[0076] そして、この構成例 3においては、 EDIとして、上述した図 6の構成の装置が採用される。そして、被処理水が流入する第 2小脱塩室 d 、 d 、 d 、 dにァニオン交換体を

2 4 6 8

充填し、第 2小脱塩室流出水を被処理水とする第 1小脱塩室 d 、 d 、 d 、 dに混合

1 3 5 7 イオン交換体を充填する。これによつて、第 2小脱塩室及び第 1小脱塩室共に、シリ力、炭酸などを除去できる。このため、ァニオン成分の中でも除去の難しいシリカ、炭酸などの弱酸性成分を多く含有する被処理水を十分処理できる。そこで、 EDIの前処理として遊離炭酸を低減する脱炭酸装置の配置を省略することができる。

実施例

[0077] 実施例 1

下記装置仕様及び運転条件において、図 5と同様の構成で 4つの脱イオンモジュール (8つの小脱塩室)を並設して構成される電気式脱イオン水製造装置を使用した。被処理水は、工業用水の逆浸透膜透過水を用い、その硬度は 1000 z g_CaC〇

3

/1、遊離炭酸濃度は 4mg_CO /1であった。また、被処理水の一部をそのまま濃縮

2

水及び電極水として使用した。運転時間は 4000時間であり、 4000時間後の濃縮室内のスケール発生の有無を観察した。また、同時間運転後における処理水の抵抗率と運転条件を表 1に示す。

[0078] (運転の条件）

•電気式脱イオン水製造装置；試作 EDI

•中間イオン交換膜；ァニオン交換膜

'第 1/Jヽ脱塩室；幅 100mm、高さ 300mm、厚さ 4mm

'第 1小脱塩室に充填したイオン交換樹脂；ァニオン交換樹脂 (A)とカチオン交換樹脂 (C)の混合イオン交換樹脂 (混合比は体積比で A: C = 1： 1) '第 2/Jヽ脱塩室；幅 100mm、高さ 300mm、厚さ 8mm

•第 2小脱塩室充填イオン交換樹脂；ァニオン交換樹脂

'濃縮室；幅 100mm、高さ 300mm、厚さ 2mm

•濃縮室充填イオン交換樹脂；ゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂 (IRA-402BL ) •装置全体の流量； 0. lrnVh

[0079] 実施例 2

濃縮室に充填するゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂（IRA-402BL )に代えて、力チオン交換樹脂 (Amberiy_St30W：架橋度 4%)とゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂（ IRA-402BL) (混合比は体積比で A: C = 1： 1)の混合イオン交換樹脂を用いた以外は、実施例 1と同様の方法で行った。 4000時間運転後における処理水の抵抗率と運転条件を表 1に示す。

[0080] 実施例 3

濃縮室に充填するゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂 (IRA-402BL )に代えて、ァ二オン交換膜の陽極側にゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂 (IRA-402BL、有効径： 0. 45mm)を厚さ 1. 7mmで充填し、該ゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂とカチォン交換膜間に目開き 60メッシュの網目状物を厚さ 0. 3mmで充填した以外は、実施例 1と同様の方法で行った。 4000時間運転後における処理水の抵抗率と運転条件を表 1に示す。

[0081] 比較例 1

濃縮室に充填するゲル型強塩基性ァニオン交換樹脂 (IRA-402BL )に代えて、目開き 12メッシュ、厚さ lmmの網目状物を充填し、濃縮室の厚さを lmmとした以外は、実施例 1と同様の方法で行った。比較例 1では、運転時間 100時間で電圧が 250V に達したため、装置を停止し、濃縮室内のスケール発生の有無を観察した。また、 10 0時間運転後における処理水の抵抗率と運転条件を表 1に示す。

[0082] 比較例 2

工業用水の逆浸透膜透過水に代えて、工業用水の逆浸透膜透過水を膜式脱気により脱炭酸処理した水を用いた以外は、実施例 1と同様の方法で行った。比較例 2では、運転時間 150時間で電圧が 250Vに達したため、装置を停止し、濃縮室内のスケール発生の有無を観察した。また、 150時間運転後における処理水の抵抗率と運転条件を表 1に示す。

[表 1]

以上のように、本実施形態によれば、スケール発生の問題を、 EDIの濃縮室への供給水条件を管理することで解決でき、高濃度の硬度成分を含む被処理水の長期間連続運転においても、濃縮室内にスケール発生を認めることなぐ安定した運転ができる。また、濃縮室内の導電性が安定し、脱塩室の入口側から出口側の全体に渡り電流密度を均一化でき、消費電力を低減できる。

Claims

請求の範囲

[1] 陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァ二オン交換体が充填された濃縮室を有する電気式脱イオン水製造装置において、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する、電気式脱イオン水製造装置の運転方法

[2] 陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を有する電気式脱イオン水製造装置において、遊離炭酸を含む水を該濃縮室へ供給する、電気式脱イオン水製造装置の運転方法。

[3] 請求項 1記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法において、

前記濃縮室は、ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が配設され、該ァニォン交換体とカチオン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体が配設された、電気式脱イオン水製造装置の運転方法。

[4] 請求項 2記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法にぉレ、て、

前記濃縮室に充填された混合イオン交換体は、ァニオン交換膜力カチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体である、電気式脱イオン水製造装置の運転方法。

[5] 請求項 1一 4のいずれか 1項記載の電気式脱イオン水製造装置の運転方法において、

前記濃縮室へ供給する水は、遊離炭酸濃度が 0. 5-200mg-CO /1の水である、

2

電気式脱イオン水製造装置の運転方法。

[6] 電気式脱イオン水製造装置を含む電気式脱イオン水製造システムであって、前記電気式脱イオン水製造装置は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体が充填された濃縮室を備え、この電気式脱イオン水製造装置の前段に脱炭酸装置が配置され、

この脱炭酸装置の処理水が前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に供給され前記脱炭酸装置にぉレ、て処理されてレ、なレ、前記脱炭酸装置の被処理水が前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室に供給される、

電気式脱イオン水製造システム。

[7] 電気式脱イオン水製造装置を含む電気式脱イオン水製造システムであって、前記電気式脱イオン水製造装置は、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を備え、

この電気式脱イオン水製造装置の前段に脱炭酸装置が配置され、

この脱炭酸装置の処理水が前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に供給され前記脱炭酸装置において処理されていない前記脱炭酸装置の被処理水が前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室に供給される、

電気式脱イオン水製造システム。

[8] 請求項 7記載の電気式脱イオン水製造システムにおレ、て、

前記濃縮室の混合イオン交換体は、ァニオン交換膜力カチオン交換膜に向けてカチオン交換体の配合比率が高くなる混合イオン交換体である、電気式脱イオン水製造装置。

[9] 電気式脱イオン水製造装置であって、

陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画された脱塩室と、

陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つ該ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体を配設し、該ァニオン交換体と該カチォン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体を配設した濃縮室と、を有する、電気式脱イオン水製造装置。

[10] 電気式脱イオン水製造装置であって、

陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該ァニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室を備える脱塩室と、陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つァニオン交換体とカチオン交換体の混合イオン交換体が充填された濃縮室を有し、

前段の脱炭酸装置の設置を省略し、逆浸透膜装置の透過水を直接、被処理水及び濃縮室へ供給する水とする、電気式脱イオン水製造装置。

[11] 電気式脱イオン水製造装置であって、

陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、陽極側がァニオン交換膜で区画され陰極側がカチオン交換膜で区画され且つ当該ァニオン交換膜と当該カチオン交換膜の間に位置する中間イオン交換膜で区画される 2つの小脱塩室を備える脱塩室と、

陽極側がカチオン交換膜で区画され陰極側がァニオン交換膜で区画され且つ該ァニオン交換膜の陽極側にァニオン交換体を配設し、該ァニオン交換体と該カチォン交換膜間に強塩基性ァニオン交換基を有さない水透過性体を配設した濃縮室と、を有し、