WO2018070065A1 - 電気脱イオン装置 - Google Patents

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宮崎　洋一
雄一郎 和田
永田　浩一
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栗田工業株式会社
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    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • Y02A20/124—Water desalination

Definitions

  • the present invention relates to an electrodeionization device, and more particularly to an electrodeionization device capable of suppressing a differential pressure during water flow.
  • a chamber formed by a cation exchange membrane and an anion exchange membrane is filled with an ion exchange resin to form a desalination chamber, and water to be treated is passed through the demineralization chamber.
  • the deionized water is produced while electrically removing the ions in the water to be treated in the concentrated water flowing outside the two ion exchange membranes by applying a direct current through the two.
  • impurity ions in the water to be treated are adsorbed by the ion exchange resin in the demineralization chamber, thereby producing highly demineralized pure water.
  • impurity ions are adsorbed on the ion exchange resin in the desalting chamber, but when the direct current is applied, the ions move to the concentration chamber, so that the ion exchange resin is continuously regenerated.
  • FIG. 5 shows such a conventional electrodeionization apparatus.
  • a plurality of cation exchange membranes 2 and anion exchange membranes 3 are alternately arranged so as to be separated from each other in a space formed by the cation exchange membrane 2 and the anion exchange membrane 3.
  • a plurality of desalting chambers 5 and concentration chambers 6 for flowing concentrated water are alternately formed by filling the exchange resin 4.
  • the ion exchange resin 4 filled in the concentration chamber 6 is omitted for convenience.
  • the concentrating chamber 6 receives and discharges ions moving from the desalting chamber 5 through each ion exchange membrane.
  • the desalting chamber 5 and the concentration chamber 6 are disposed between the anode 7 and the cathode 8, and an anode chamber 9 and a cathode chamber 10 are formed inside the anode 7 and the cathode 8, respectively.
  • the anode chamber 9 and the cathode chamber 10 are usually partitioned by a cation exchange membrane or an anion exchange membrane.
  • an inflow line 11 for the water to be treated W is provided on the upper side of each demineralization chamber 5 in the figure.
  • the inflow line 11 is open at the base end side, and the treated water inflow branch pipes 11 ⁇ / b> A, 11 ⁇ / b> B, 11 ⁇ / b> C, and 11 ⁇ / b> D that sequentially branch to the inflow line 11 communicate with the respective desalting chambers 5.
  • outflow pipes 12A, 12B, 12C,... Of the treated water W1 communicate with the lower side of each desalting chamber 5 in the figure, and these outflow pipes 12A, 12B, 12C join the outflow line 12 of the treated water W1, respectively. And open on one side of the outflow line 12.
  • an inflow line 13 of the concentrated water W2 is provided on the lower side of each concentration chamber 6 in the figure, and the concentrated water inflow branch pipes branched sequentially from the base end side of the inflow line 13 communicate with the respective concentration chambers 6 respectively. is doing.
  • a concentrated water discharge pipe communicates with the upper side of each concentration chamber 6 in the figure, and these discharge pipes merge with the discharge line 14 of the concentrated waste water W3 and open on the other side of the discharge line 14, respectively.
  • 15 and 16 are the inflow line and discharge line of the electrode water W4, respectively.
  • the treated water W flows from the treated water inflow line 11 into each demineralization chamber 5 through the direct current between the anode 7 and the cathode 8 and the concentrated water inflow line 13. From the electrode water inflow lines 15 and 15, the electrode water W4 flows into the anode chamber 9 and the cathode chamber 10, respectively.
  • the concentrated water W2 flowing in from the concentrated water inflow line 13 rises in each concentration chamber 6 and receives impurity ions that move through the cation exchange membrane 2 and the anion exchange membrane 3.
  • Concentrated waste water W3 enriched with impurity ions flows out from the concentrated water outflow line 14, and electrode water W4 flowing in from the electrode water inflow line 15 flows out from the electrode water outflow line 16.
  • the treated water W1 processed in the desalting chamber 5 is obtained through the deionized water outflow line 12 as desalted water.
  • the water to be treated W flows into the demineralization chambers 5 sequentially from the base end side of the inflow line 11 via the water to be treated inflow branch pipes 11A, 11B, 11C. Therefore, since the water pressure which flows in order of branch pipe 11A, 11B, 11C becomes low as it goes to the terminal side from the base end side, the water flow differential pressure
  • This invention is made
  • the present invention is divided into a cathode and an anode, a plurality of cation exchange membranes and anion exchange membranes disposed between the cathode and anode, and these cation exchange membranes and anion exchange membranes.
  • a plurality of desalting chambers and concentrating chambers wherein the desalting chambers and the concentrating chambers are filled with an ion exchange resin, and deionized water is taken out by passing water to be treated into the plurality of desalting chambers;
  • a deionized water flow means for passing concentrated water through the concentration chamber, wherein one side of each of the demineralization chambers has a water supply branched sequentially from an inflow line of water to be treated.
  • the treated water inflow branch pipes communicate with each other, and the treated water outflow pipes communicate with the other side of each of the desalination chambers, and each of these outflow pipes joins the treated water outflow line.
  • Both sides of the inflow line are open Wherein from both sides of the inlet line to provide an electrodeionization apparatus for supplying water to be treated (invention 1).
  • the water to be treated when the water to be treated is supplied from the inflow line of the water to be treated of the electrodeionization apparatus, the water to be treated is branched from the inflow line of the water to be treated. It flows into each desalination chamber via. At this time, a difference occurs in the supply pressure of the water to be treated between the desalination chamber near the supply side of the water to be treated in the inflow line and the distant desalination chamber, which is a factor of the differential pressure during water flow. Therefore, by supplying the water to be treated from both sides of the inflow line of the water to be treated, the total distance between each desalting chamber and the supply side can be reduced to approximately 1 ⁇ 2, so the differential pressure during water flow Can be suppressed.
  • both sides of the outflow line are open and the treated water flows out from both sides of the outflow line (Invention 2).
  • the treated water that has passed through each desalting chamber is discharged from both sides of the outflow line, so that the differential pressure associated with the outflow is alleviated, whereby the demineralization chamber of the electrodeionization device is provided. It is possible to further suppress an increase in differential pressure when water to be treated is supplied.
  • the outflow line has a partition structure in the center (Invention 3).
  • the electrodeionization apparatus of the present invention can suppress the increase in differential pressure during water flow by supplying the water to be treated from both sides of the inflow line of the water to be treated of the electrodeionization apparatus. This stabilizes the operation of the electrodeionization device, reduces the risk of water leakage, and improves the durability of the device.
  • an inflow line 21 of the water to be treated W is provided on the upper side of each demineralization chamber 5, and the inflow branch pipe of the water to be treated branched from the middle of the inflow line 21. 21A, 21B, 21C, 21D... Communicate with each desalting chamber 5. Both ends of the inflow line 21 of the treated water W are open, and a treated water supply pipe (not shown) communicates with each end, so that the treated water W can be supplied from both sides. .
  • the outflow line 22 of the water to be treated W is open at both ends, and the treated water W1 can be discharged from both sides.
  • this electrodeionization apparatus 1 is provided with an inflow line (not shown) whose both ends are open from one side to the other side of the upper portion of the electrodeionization apparatus 1 and is treated water.
  • a treated water supply pipe 32 communicating with the supply source 31 is branched, and the branched treated water supply pipes 32A and 32B are connected to both ends of the inflow line, respectively, while one side below the electrodeionization apparatus 1
  • An outflow line (not shown) having both ends opened from the other side to the other side is provided, treated water delivery pipes 33A and 33B are connected to both sides of the outflow line, and the delivery pipes 33A and 33B are joined to perform treatment.
  • a water delivery pipe 33 is configured.
  • Reference numerals 34 and 35 denote a concentrated water supply pipe and a concentrated water discharge pipe connected to a supply line of concentrated water W2 and an outflow line of concentrated waste water W3, respectively, not shown.
  • the ratio of anion exchange resin: cation exchange resin of the ion exchange resin 4 filled in the demineralization chamber 5 is not particularly limited, but is 80:20 to 60:40 by volume ratio, In particular, it is preferably 80:20 to 70:30.
  • the ratio of the ion exchange resin may be different between the upper side (inlet side) and the lower side (outlet side) of the desalting chamber 7, and in this case, the upper side (inlet side) within the above ratio range. It is preferable to increase the ratio of the anion exchange resin.
  • the ratio of the anion exchange resin and the cation exchange resin of the ion exchange resin 4 filled in the concentration chamber 6 is not particularly limited, and it is preferable that both are equivalent or the cation exchange resin is increased to some extent.
  • the ratio of the cation exchange resin may be 60:40 to 50:50 by volume.
  • Examples of the ion exchange resin 4 filled in the desalting chamber 7 and the concentration chamber 6 include a cleaning process using acid or alkali, an acid extrusion process using ultrapure water, a warm water cleaning process using warm ultrapure water, and a finishing process using ultrapure water. What was conditioned by can be used suitably.
  • a method for producing deionized water using the electrodeionization apparatus 1 as described above will be described.
  • the treated water W is supplied from the treated water supply source 31 to the treated water supply pipe 32 through a direct current between the anode 7 and the cathode 8
  • the treated water W is treated. It is supplied from both sides of the inflow line 21 of the electrodeionization apparatus 1 via the treated water supply pipes 32A, 32B, and each dewatering is performed from the inflow line 21 via the treated water inflow branch pipes 21A, 21B, 21C. It flows into the salt chamber 5.
  • the concentrated water W2 flows into the concentrated chambers 6 from the concentrated water inflow line 13, and the electrode water W4 flows into the anode chamber 9 and the cathode chamber 10 from the electrode water inflow lines 15 and 15, respectively.
  • the treated water W that has flowed down flows through the desalting chamber 5, and ions to be removed move to the concentration chamber 6 through the anion exchange membrane 3 and the cation exchange membrane 2 on both sides.
  • the concentrated water W2 flowing in from the concentrated water inflow line 13 rises in the respective concentration chambers 6, receives impurity ions moving through the cation exchange membrane 2 and the anion exchange membrane 3, and concentrates the concentrated drainage in which the impurity ions are concentrated.
  • W3 flows out from the concentrated water outflow line 14, and electrode water W4 flowing in from the electrode water inflow line 15 flows out from the electrode water outflow line 16.
  • the water to be treated W by supplying the water to be treated W from both sides of the inflow line 21 of the water to be treated of the electrodeionization apparatus 1, compared to the case where the water to be treated is supplied from one side, Therefore, the difference in the supply pressure of the water to be treated W between the desalting chambers 5 due to the pressure loss when passing through the inflow line 21 is alleviated.
  • An increase in differential pressure during water can be suppressed.
  • the treated water W1 that has passed through each demineralization chamber 5 flows out from both sides of the outflow line 22 of the treated water, so that the differential pressure associated with the outflow is alleviated. It is possible to further suppress an increase in the differential pressure when water to be treated W1 supplied to the desalting chamber 5 is passed.
  • the electrodeionization apparatus of Example 1 has a differential pressure of about 40% compared to the electrodeionization apparatus of Comparative Example 1 in which the water to be treated W was allowed to flow from one side and flowed out. It can be seen that it is possible to suppress an increase in the differential pressure during water flow.
  • Electrodeionization apparatus Cation exchange membrane 3 Anion exchange membrane 4 Ion exchange resin 5 Desalination chamber 6 Concentration chamber 7 Anode 8 Cathode 9 Anode chamber 10 Cathode chamber 21 Inflow line 21A, 21B, 21C, 21D To-be-processed water inflow branch pipe 22 Outflow line 22A, 22B, 22C, 22D Outflow pipe 23 Partition member 31 To-be-treated water supply source 32 To-be-treated water supply pipe 33 To-be-treated water delivery pipe 34 Concentrated water supply pipe 35 To-be-concentrated water outflow pipe W To-be-treated water W1 Deionized water) W2 Concentrated water W3 Concentrated drainage W4 Electrode water

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Abstract

電気脱イオン装置１の脱塩室５には、該脱塩室５の上側に設けられた被処理水Ｗの流入ライン２１から分岐した被処理水流入分岐管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…がそれぞれ連通している。被処理水Ｗの流入ライン２１は両端が開放していて、各端部に被処理水供給管（図示せず）が連通しており、両側から被処理水Ｗを供給可能となっている。また、各脱塩室５の図示下側には処理水Ｗ１の流出管２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…が連通していて、これら流出管２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃがそれぞれ処理水Ｗ１の流出ライン２２に合流している。そして、この被処理水Ｗの流出ライン２２は両端が開放していて、両側から処理水Ｗ１を排出可能となっている。かかる電気脱イオン装置によれば通水時の差圧の上昇を抑制することが可能である。

Description

電気脱イオン装置
　本発明は、電気脱イオン装置に関し、特に通水時の差圧を抑制することの可能な電気脱イオン装置に関する。
　電気脱イオン装置は、カチオン交換膜とアニオン交換膜で形成される室にイオン交換樹脂を充填して脱塩室とし、この脱塩室に被処理水を通過させると共に、上記両イオン交換膜を介して直流電流を作用させて、両イオン交換膜の外側に流れている濃縮水中に被処理水中のイオンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するよう構成されている。
　この電気脱イオン装置の脱塩室に被処理水を通水すると、被処理水中の不純物イオンが脱塩室内のイオン交換樹脂に吸着されることにより、高度に脱塩された純水が製造される。一方、脱塩室内のイオン交換樹脂には不純物イオンが吸着されるが、直流電流を通電することにより、イオンは濃縮室に移動するので、イオン交換樹脂は連続的に再生される。
　このような従来の電気脱イオン装置を図５に示す。図５に示す電気脱イオン装置１においては、複数のカチオン交換膜２およびアニオン交換膜３を離間して交互に配置し、カチオン交換膜２とアニオン交換膜３とで形成される空間内にイオン交換樹脂４をそれぞれ充填することで複数の脱塩室５と濃縮水を流すための濃縮室６とが交互に形成されている。なお、図５中においては濃縮室６に充填したイオン交換樹脂４については便宜上省略してある。この濃縮室６は、脱塩室５から各イオン交換膜を介して移動してくるイオンを受け取って排出する。また、これらの脱塩室５と濃縮室６とは、陽極７と陰極８の間に配置されていて、陽極７と陰極８の内側には、それぞれ、陽極室９及び陰極室１０が形成されている。陽極室９、陰極室１０は、通常、カチオン交換膜あるいはアニオン交換膜によって仕切られている。
　この電気脱イオン装置１において、各脱塩室５の図示上側には被処理水Ｗの流入ライン１１が設けられている。この流入ライン１１は基端側が開放していて、流入ライン１１には順次分岐した被処理水流入分岐管１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄがそれぞれ各脱塩室５に連通している。一方、各脱塩室５の図示下側には処理水Ｗ１の流出管１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…が連通していて、これら流出管１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃがそれぞれ処理水Ｗ１の流出ライン１２に合流して該流出ライン１２の一方の側で開放している。
　また、各濃縮室６の図示下側には濃縮水Ｗ２の流入ライン１３が設けられていて、この流入ライン１３の基端側から順次分岐した濃縮水流入分岐管がそれぞれ各濃縮室６に連通している。一方、各濃縮室６の図示上側には濃縮水排出管が連通していて、これら排出管がそれぞれ濃縮排水Ｗ３の排出ライン１４に合流して該排出ライン１４の他方の側で開放している。なお、１５、１６はそれぞれ電極水Ｗ４の流入ライン及び排出ラインである。
　上述したような電気脱イオン装置１において、陽極７と陰極８の間に直流電流を通じ、被処理水流入ライン１１から被処理水Ｗを各脱塩室５に流入するとともに、濃縮水流入ライン１３から濃縮水Ｗ２を各濃縮室６に流入し、かつ電極水流入ライン１５、１５から陽極室９、陰極室１０にそれぞれ電極水Ｗ４を流入する。被処理水流入ライン１１から流入した被処理水Ｗは、脱塩室５を流下し、除去対象となるイオンが両側のアニオン交換膜３及びカチオン交換膜２を介して濃縮室６へと移動する。一方、濃縮水流入ライン１３から流入した濃縮水Ｗ２は各濃縮室６を上昇し、カチオン交換膜２及びアニオン交換膜３を介して移動してくる不純物イオンを受け取る。不純物イオンを濃縮した濃縮排水Ｗ３は濃縮水流出ライン１４から流出し、さらに電極水流入ライン１５から流入した電極水Ｗ４は電極水流出ライン１６から流出する。そして、脱塩室５で処理された処理水Ｗ１が、脱塩水として脱イオン水流出ライン１２を通して得られる。
　しかしながら、この従来の電気脱イオン装置では、被処理水Ｗは流入ライン１１の基端側から順次被処理水流入分岐管１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…を経由して各脱塩室５に流入しているので、基端側から末端側に向かうにつれて分岐管１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの順に流入する水圧が低くなるため、電気脱イオン装置自体の通水差圧が高くなる。そして、通水差圧が高くなると、安定した量の処理水Ｗ１を得るためには、被処理水Ｗを供給する供給ポンプの圧力を高くせざるを得ないため、電力消費量が上がるだけでなく、電気脱イオン装置からの水漏れのリスクが高くなる、という問題点がある。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、通水時の差圧の上昇を抑制することの可能な電気脱イオン装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、陰極及び陽極と、該陰極及び陽極の間に配置された複数のカチオン交換膜及びアニオン交換膜と、これらカチオン交換膜及びアニオン交換膜により区画形成された複数の脱塩室及び濃縮室とを備え、前記脱塩室及び前記濃縮室にイオン交換樹脂が充填されていて、前記複数の脱塩室に被処理水を通水して脱イオン水を取り出す手段と前記濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段とを有する電気脱イオン装置であって、前記各脱塩室の一側には、被処理水の流入ラインから順次分岐した被処理水流入分岐管がそれぞれ連通しているとともに、前記各脱塩室の他側には処理水の流出管がそれぞれ連通していて、これら各流出管が処理水の流出ラインに合流しており、前記流入ラインの両側が開放していて、この流入ラインの両側から前記被処理水を供給する電気脱イオン装置を提供する（発明１）。
　かかる発明（発明１）によれば、電気脱イオン装置の被処理水の流入ラインから被処理水を供給すると、この被処理水は被処理水の流入ラインから順次分岐した被処理水流入分岐管を経由してそれぞれの脱塩室に流入する。このとき流入ラインの被処理水の供給側に近い脱塩室と遠い脱塩室との間で被処理水の供給圧に差異が生じ、これが通水時の差圧の要因となっていた。そこで、被処理水の流入ラインの両側から被処理水を供給することにより、各脱塩室と供給側との合計距離を略１／２に減少させることができるので、通水時の差圧の上昇を抑制することができる。
　上記発明（発明１）においては、前記流出ラインの両側が開放していて、この流出ラインの両側から前記処理水を流出することが好ましい（発明２）。
　かかる発明（発明２）によれば、各脱塩室を通過した処理水を流出ラインの両側から排出することにより、流出に伴う差圧が緩和され、これにより電気脱イオン装置の脱塩室に供給する被処理水の通水時の差圧の上昇をより抑制することができる。
　上記発明（発明２）においては、前記流出ラインが中央部に仕切り構造を有することが好ましい（発明３）。
　上記発明（発明３）によれば、各脱塩室を通過した処理水を被処理水の流入ラインの両側から排出する際に流出ラインの中央部に仕切り構造を有することにより、処理水は流出ラインの両側に分流するので、流出に伴う差圧を一層緩和することができる。
　本発明の電気脱イオン装置は、電気脱イオン装置の被処理水の流入ラインの両側から被処理水を供給することにより、通水時の差圧の上昇を抑制することができる。これにより、電気脱イオン装置の運転が安定化し、水漏れのリスクを低減し、装置の耐久性も向上することができる。
本発明の第一の実施形態による電気脱イオン装置の構成を示す概略図である。 第一の実施形態による電気脱イオン装置の構成を示す系統図である。 本発明の第二の実施形態による電気脱イオン装置の構成を示す概略図である。 実施例１及び比較例１の電気脱イオン装置の流量と圧力損失とを示すグラフである。 従来の電気脱イオン装置を示す概略図である。
　以下、本発明の一実施形態による電気脱イオン装置について添付図面を参照して説明する。
　図１及び図２は、本発明の第一の実施形態による電気脱イオン装置の構成を示しており、図５に示す従来例の電気脱イオン装置と同一の構成には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。図１に示す電気脱イオン装置１において、各脱塩室５の図示上側には被処理水Ｗの流入ライン２１が設けられていて、この流入ライン２１の途中から分岐した被処理水流入分岐管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ…はそれぞれ各脱塩室５に連通している。この被処理水Ｗの流入ライン２１は両端が開放しており、各端部に被処理水供給管（図示せず）が連通していて、両側から被処理水Ｗを供給可能となっている。また、各脱塩室５の図示下側には処理水Ｗ１の流出管２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ…が連通していて、これら流出管２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃがそれぞれ脱イオン水である処理水Ｗ１の流出ライン２２に合流している。そして、本実施形態においては、この被処理水Ｗの流出ライン２２は両端が開放していて、両側から処理水Ｗ１を排出可能となっている。
　この電気脱イオン装置１は、図２に示すように電気脱イオン装置１の上部の一側から他側に向けて両端が開放した流入ライン（図示せず）が設けられていて、被処理水供給源３１に連通した被処理水供給管３２を分岐させて、これら分岐した被処理水供給管３２Ａ、３２Ｂを該流入ラインの両端にそれぞれ接続する一方、電気脱イオン装置１の下部の一側から他側に向けて両端が開放した流出ライン（図示せず）を設け、この流出ラインの両側に処理水送出管３３Ａ、３３Ｂをそれぞれ接続し、これらの送出管３３Ａ、３３Ｂを合流させて処理水送出管３３を構成している。なお、符号３４、３５は、それぞれ図示しない濃縮水Ｗ２の供給ライン及び濃縮排水Ｗ３の流出ラインに接続した濃縮水供給管及び濃縮水排出管である。
　このような電気脱イオン装置１において、脱塩室５に充填されるイオン交換樹脂４のアニオン交換樹脂：カチオン交換樹脂の比率は特に制限はないが、体積比で８０：２０～６０：４０、特に８０：２０～７０：３０であるのが好ましい。なお、このイオン交換樹脂の割合は脱塩室７の上側（入口側）と下側（出口側）とで異ならせても良く、この場合には、上記割合の範疇で上側（入口側）のアニオン交換樹脂の割合を高くすることが好ましい。
　また、濃縮室６に充填するイオン交換樹脂４のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の比率は特に制限はなく、両者を当量とするかあるいはカチオン交換樹脂をある程度多くするのが好ましく、アニオン交換樹脂：カチオン交換樹脂の比率を体積比で６０：４０～５０：５０とすればよい。
　これら脱塩室７及び濃縮室６に充填するイオン交換樹脂４としては、例えば酸あるいはアルカリによる洗浄工程、超純水による酸の押し出し工程、温超純水による温水洗浄工程、超純水による仕上げ工程などによるコンディショニングを施したものを適宜用いることができる。
　上述したような電気脱イオン装置１を用いた脱イオン水の製造方法について説明する。まず、脱イオン水の製造に際しては、陽極７と陰極８の間に直流電流を通じ、被処理水供給源３１から被処理水供給管３２に被処理水Ｗを供給すると、被処理水Ｗは被処理水供給管３２Ａ、３２Ｂを経由して、電気脱イオン装置１の流入ライン２１の両側から供給され、その流入ライン２１から被処理水流入分岐管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…を経由して各脱塩室５に流入する。一方、濃縮水流入ライン１３から濃縮水Ｗ２を各濃縮室６に流入し、かつ電極水流入ライン１５、１５から陽極室９、陰極室１０にそれぞれ電極水Ｗ４を流入する。流入した被処理水Ｗは、脱塩室５を流下し、除去対象となるイオンが両側のアニオン交換膜３及びカチオン交換膜２を介して濃縮室６へと移動する。そして、濃縮水流入ライン１３から流入した濃縮水Ｗ２は各濃縮室６を上昇し、カチオン交換膜２及びアニオン交換膜３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排水Ｗ３が濃縮水流出ライン１４から流出され、さらに電極水流入ライン１５から流入した電極水Ｗ４は電極水流出ライン１６から流出する。
　このようにして脱塩室５で処理された処理水Ｗ１が、脱イオン水として処理水Ｗ１の流出管２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…から流出し、流出ライン２２で合流して送出される。このとき本実施形態においては、流出ライン２２の両側に処理水送出管３３Ａ、３３Ｂをそれぞれ接続しているので、処理水（脱イオン水）Ｗ１は流出ライン２２を２方向から流出し、送出管３３Ａ、３３Ｂから送出管３３に合流して、装置外に流出する。
　上述したように電気脱イオン装置１の被処理水の流入ライン２１の両側から被処理水Ｗを供給することにより、一方の側から供給する場合と比べて、供給側と各脱塩室５との合計距離を略１／２に減少させることができるので、流入ライン２１を通過する際の圧損失に起因する各脱塩室５間の被処理水Ｗの供給圧の差が緩和され、通水時の差圧の上昇を抑制することができる。特に本実施形態においては、各脱塩室５を通過した処理水Ｗ１を処理水の流出ライン２２の両側から流出させることにより、流出に伴う差圧が緩和され、これにより電気脱イオン装置１の脱塩室５に供給する被処理水Ｗ１の通水時の差圧の上昇をより抑制することができるようになっている。
　次に本発明の第二の実施形態による電気脱イオン装置について図３に基づいて説明する。本実施形態の電気脱イオン装置は、第一の実施形態の電気脱イオン装置において、流出ライン２２の中央部に仕切り構造としての仕切り部材２３を有する以外同じ構成を有する。
　本実施形態の構成を採用することにより、脱塩室５で処理された処理水（脱イオン水）Ｗ１を処理水Ｗ１の流出管２２Ａ，２２Ｂ、２２Ｃ…から流出すると、仕切り部材２３の右側と左側とに処理水Ｗ１の流れが完全に分かれるので、流出に伴う差圧を一層緩和することができる。
　以上、本発明の電気脱イオン装置について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変更実施が可能である。例えば、濃縮水Ｗ２の流通方向は被処理水Ｗと同方向であってもよく、また被処理水Ｗ１を分取して流通させてもよい。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
　ベースとなる電気脱イオン装置１としてＶＮＸ（ＥＶＯＱＵＡ　ＷＡＴＥＲ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製）を用い、図１及び図２に示すように流入ライン２１の両端に被処理水供給管３２Ａ、３２Ｂを接続するとともに流出ライン２２の両端に処理水送出管３３Ａ、３３Ｂを接続して実施例１の電気脱イオン装置１を構成した。なお、実施例１で用いた電気脱イオン装置１は、脱塩室５を４室、濃縮室６を３室有する構成である。
　この電気脱イオン装置１に被処理水Ｗを７．５ｍ３／ｈ、１０．５ｍ３／ｈ、１２．５及び１５．０ｍ３／ｈで通水した際の流出ライン２２における圧力を測定し、通水圧に対する圧損（差圧）を測定した。結果を図４に示す。
〔比較例１〕
　図５の従来の電気脱イオン装置に被処理水Ｗを７．５ｍ３／ｈ、１０．５ｍ３／ｈ、１２．５及び１５．０ｍ３／ｈで通水した際の流出ライン１１における圧力を測定し、通水圧に対する圧損（差圧）を測定した。結果を図４にあわせて示す。
　図４から明らかなように被処理水Ｗを一方の側から通水して流出させた比較例１の電気脱イオン装置に対し、実施例１の電気脱イオン装置は、差圧がほぼ４０％低減しており、通水時の差圧の上昇を抑制することが可能であることがわかる。
１　電気脱イオン装置
２　カチオン交換膜
３　アニオン交換膜
４　イオン交換樹脂
５　脱塩室
６　濃縮室
７　陽極
８　陰極
９　陽極室
１０　陰極室
２１　流入ライン
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ　被処理水流入分岐管
２２　流出ライン
２２Ａ，２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ　流出管
２３　仕切り部材
３１　被処理水供給源
３２　被処理水供給管
３３　処理水送出管
３４　濃縮水供給管
３５　濃縮水流出管
Ｗ　被処理水
Ｗ１　処理水（脱イオン水）
Ｗ２　濃縮水
Ｗ３　濃縮排水
Ｗ４　電極水

Claims (3)

  1. 　陰極及び陽極と、該陰極及び陽極の間に配置された複数のカチオン交換膜及びアニオン交換膜と、これらカチオン交換膜及びアニオン交換膜により区画形成された複数の脱塩室及び濃縮室とを備え、前記脱塩室及び前記濃縮室にイオン交換樹脂が充填されていて、前記複数の脱塩室に被処理水を通水して脱イオン水を取り出す手段と前記濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段とを有する電気脱イオン装置であって、
    　前記各脱塩室の一側には、被処理水の流入ラインから順次分岐した被処理水流入分岐管がそれぞれ連通しているとともに、前記各脱塩室の他側には処理水の流出管がそれぞれ連通していて、これら各流出管が処理水の流出ラインに合流しており、前記流入ラインの両側が開放していて、この流入ラインの両側から前記被処理水を供給する電気脱イオン装置。
  2. 　前記流出ラインの両側が開放していて、この流出ラインの両側から前記処理水を流出する請求項１に記載の電気脱イオン装置。
  3. 　前記流出ラインが中央部に仕切り構造を有する請求項２に記載の電気脱イオン装置。
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