WO2021166367A1

WO2021166367A1 - イオン交換装置

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Publication number: WO2021166367A1
Application number: PCT/JP2020/044921
Authority: WO
Inventors: 真樹子遠藤; 健太郎猪野; 裕紀樋口
Original assignee: 株式会社エフ・シー・シー
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2021-08-26
Also published as: US20220371923A1; US20220356083A1; JPWO2021166369A1; WO2021166369A1; WO2021166368A1; EP4108328A1; US20220347629A1; CN115103819B; JPWO2021166368A1; EP4108328A4; CN115103819A; KR20220131387A; CN115038668A; CN115038668B; JPWO2021166367A1; CN115135611A; EP4108329A1; CN115135611B; EP4108329A4; CA3168439A1

Abstract

イオン交換容量を大きくしつつ安価なイオン交換装置を提供する。　不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された原水槽１と、不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質が収容された処理槽２と、不純物イオンの原水槽１から処理槽２に対する通過、及び交換イオンの処理槽２から原水槽１に対する通過を許容するイオン交換体３とを具備したイオン交換装置であって、原水槽１の被処理液より処理槽２の処理物質の方がモル濃度が高いものである。

Description

イオン交換装置

　本発明は、被処理液の不純物イオンを除去可能なイオン交換装置に関するものである。

　被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うためのイオン交換装置について、近時より種々提案されており、例えばイオン交換体を粒状に成形したイオン交換樹脂を充填したものが提案されている。例えば、従来、特許文献１、２等に開示されているように、粒状のイオン交換樹脂を容器に充填し、当該容器に被処理液を通過させることにより不純物イオンを吸着して除去するものが挙げられる。

特開昭６２－１４９４８号公報特開２００２－１３６９６８号公報

　しかしながら、上記従来技術においては、イオン交換容量が１．５～２ｍｅｑ／ｃｍ^３程度と少ないため、それ以上の性能が要求される場合、高価なイオン交換樹脂を必要として製造コストが嵩んだり、或いは、イオン交換樹脂の大きな保持部が必要とされてイオン交換装置全体が大型化してしまう等の問題がある。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高価なイオン交換体を必要とすることなくイオン交換容量を増加させることができるイオン交換装置を提供することにある。

　請求項１記載の発明は、不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された原水部と、前記不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質が収容された処理部と、前記不純物イオンの前記原水部から処理部に対する通過、及び前記交換イオンの前記処理部から原水部に対する通過を許容するイオン交換体とを具備したイオン交換装置であって、前記原水部の被処理液より前記処理部の処理物質の方がモル濃度が高いことを特徴とする。

　請求項２記載の発明は、請求項１記載のイオン交換装置において、前記処理部における前記処理物質のモル濃度は、２モル／Ｌ以上であることを特徴とする。

　請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のイオン交換装置において、前記原水部は、前記被処理液を流通させ得ることを特徴とする。

　請求項４記載の発明は、請求項３記載のイオン交換装置において、前記処理部は、前記処理物質を前記被処理液と対向する方向に流通させ得ることを特徴とする。

　請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載のイオン交換装置において、粒状のイオン交換体が充填された副処理部を具備するとともに、当該副処理部が前記原水部の下流側に接続され、前記原水部を流通した前記被処理液が前記副処理部に流入可能とされたことを特徴とする。

　請求項６記載の発明は、請求項１～５の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記原水部は、前記イオン交換体と接触した状態で充填された充填イオン交換体が収容されたことを特徴とする。

　請求項７記載の発明は、請求項６記載のイオン交換装置において、前記充填イオン交換体は、球状又は繊維状のイオン交換体から成ることを特徴とする。

　請求項８記載の発明は、請求項１～７の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記処理部は、前記処理物質を攪拌可能な攪拌手段が配設されたことを特徴とする。

　請求項９記載の発明は、請求項１～８の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記原水部と前記イオン交換体との間の接合部、および前記処理部と前記イオン交換体との間の接合部の少なくとも一方をシールするシール手段が配設されたことを特徴とする。

　請求項１０記載の発明は、請求項１～９の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記交換イオンは、第一族元素イオンまたは水酸化物イオンから成ることを特徴とする。

　請求項１１記載の発明は、請求項１～１０の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記処理物質は、弱酸または弱塩基を含むことを特徴とする。

　請求項１２記載の発明は、請求項１～１１の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記処理物質は、第一族元素イオンを含む溶液であることを特徴とする。

　請求項１３記載の発明は、請求項１～１２の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記交換イオンが第一族元素イオンから成る第１処理部と、前記交換イオンが水酸化物イオンから成る第２処理部とを具備し、これら第１処理部及び第２処理部がそれぞれ前記イオン交換体を介して前記原水部に接続されたことを特徴とする。

　請求項１４記載の発明は、請求項１～１３の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記処理部に収容された処理物質は、分子量が８０ｇ／モル以上の物質から成ることを特徴とする。

　請求項１５記載の発明は、請求項１～１４の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記イオン交換体は、筒状、平膜形状または中空糸形状とされたことを特徴とする。

　請求項１６記載の発明は、請求項１～１５の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記イオン交換体は、イオン交換樹脂膜から成ることを特徴とする。

　請求項１７記載の発明は、請求項１～１６の何れか１つに記載のイオン交換装置において、前記イオン交換体は、ダブルネットワークゲルから成ることを特徴とする。

　請求項１８記載の発明は、請求項１～１７の何れか１つに記載のイオン交換装置において、イオン交換体は、シート状の繊維層から成る支持体上に形成されたことを特徴とする。

　本願発明によれば、不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された原水部と、不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質が収容された処理部と、不純物イオンの原水部から処理部に対する通過、及び交換イオンの処理部から原水部に対する通過を許容するイオン交換体とを具備し、原水部の被処理液より処理部の処理物質の方がモル濃度が高いことを特徴とするので、高価なイオン交換体を多く使うことなく安価なイオン交換装置を提供することができる。また、処理物質中に含まれる交換可能なイオン量（密度）が既存のイオン交換樹脂と比較して高いため、体積当りのイオン交換容量を増加させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係る他のイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係る他のイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係る他のイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係る他のイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係る他のイオン交換装置を示す模式図本発明の第２の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の更に他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係るイオン交換装置を示す斜視図本発明の更に他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の更に他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の更に他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の第３の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係るイオン交換装置の技術的効果を示すグラフ本発明の第４の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図同実施形態に係るイオン交換装置の技術的効果を示すグラフ本発明の第６の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の第７の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明の他の実施形態に係るイオン交換装置を示す模式図本発明に係る実施例１～８及び比較例１のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例９～１５のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例１６、１７のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例１８～２１のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例２２～２８のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例２９、３０のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例３１～３３のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例３４、３５のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例３６、３７のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例３８、３９のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例４０、４１のイオン交換容量を示す表本発明に係る実施例４２～４６の実験条件を示す表本発明に係る実施例４２～４６のイオン交換容量を示す表本発明に係る処理物質のもれ量と分子量の関係を示すグラフ

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、第１の実施形態に係るイオン交換装置として、図１に示すように、原水槽１（原水部）と、処理槽２（処理部）と、イオン交換体３とを有したものが挙げられる。

　原水槽１は、不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された部位であり、例えば被処理液として、不純物陽イオンとしてＫ^＋（カリウムイオン）、Ｎａ^＋（ナトリウムイオン）を含有する溶液、不純物陰イオンとしてＣＯ_３ ^２－(炭酸イオン)、Ｃｌ^－（塩化物イオン）を含有する溶液が挙げられる。本実施形態に係る原水槽１は、これら不純物陽イオンや不純物陰イオンを含有した被処理液（被処理水）が所定容量収容されている。

　処理槽２は、不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質（本実施形態においては液体）が収容された部位であり、例えば酸を含む溶液槽やアルカリを含む溶液槽が挙げられる。酸を含む溶液槽とした場合には、例えば交換イオンとしてのＨ^＋（水素イオン）を含有した溶液（具体的には、交換イオンとしてのＨ^＋に加え、Ｃｌ^－を含有した溶液）が収容され、アルカリを含む溶液槽とした場合には、例えば交換イオンとしてのＯＨ^－（水酸化物イオン）を含有した溶液（具体的には、交換イオンとしてのＯＨ^－に加え、Ｎａ^＋を含有した溶液）が収容される。

　イオン交換体３は、不純物イオンの原水槽１から処理槽２に対する通過、或いは交換イオンの処理槽２から原水槽１に対する通過を許容するもので、例えばイオン交換樹脂、キレート樹脂、リン酸処理石膏、ナフィオン、ゼオライト、ハイドロタルサイト又は金属酸化物等を用いることができる。本実施形態に係るイオン交換体３は、原水槽１及び処理槽２の間に介在した平膜形状のものから成り、不純物イオンが陽イオンの場合、陽イオン交換体を用いて不純物イオンと処理物質中の交換可能な陽イオンのみを相互に通過させることで機能し、不純物イオンが陰イオンの場合、陰イオン交換体を用いて不純物イオンと処理物質中の交換可能な陰イオンのみを相互に通過させることで機能し、不純物イオンを原水から除去することができる。

　ここで、本実施形態に係るイオン交換装置は、原水槽１の被処理液より処理槽２の溶液（処理物質）の方がモル濃度が高く設定されている。これにより、原水槽１に収容された被処理液における不純物イオンより処理槽２に収容された交換イオンの方が濃度（モル濃度）が高く設定されているので、不純物イオンがイオン交換体３に吸着されると、その不純物イオンが濃度差によってイオン交換体３内を移動し、処理槽２内に放出されるとともに、処理槽２内の交換イオンがイオン交換体３内を移動し、原水槽１内に放出されることとなる。

　すなわち、濃度差やイオン選択性により、原水槽１内の不純物イオンがイオン交換体３に接触すると、その不純物イオンがイオン交換体３のイオンと入れ替わり、処理槽２側のイオン交換体３までイオンが順次入れ替わることとなる。こうして、イオン交換体３に触れた不純物イオンは、原水槽１から処理槽２に向かってイオン交換体３内を通過するとともに、処理槽２のモル濃度（交換イオンの濃度）が高いため、処理槽２の交換イオンと入れ替わり、当該処理槽２内に移動することとなる。これにより、原水槽１内の不純物イオンを除去することができる。

　例えば、ＯＨ^－を含有する構造式で表される膜状のイオン交換体３（陰イオン交換体）を用いるとともに、原水槽１に不純物イオン（陰イオン）としてＣｌ^－を含有する溶液、及び処理槽２にＮａ^＋やＯＨ^－等の交換イオンを含む処理物質が収容されたイオン交換装置について説明する。この場合、イオン選択性（イオンの価数が高いものほど、原子・分子サイズの大きいものほど交換されやすい特性）により、原水槽１の不純物イオンであるＣｌ^－がイオン交換体３のＯＨ^－と入れ替わってイオン交換体３内に取り込まれるとともに、その取り込まれた不純物イオン（Ｃｌ^－）がイオン交換体３内のＯＨ^－イオンと順次入れ替わる。

　そして、本実施形態においては原水槽１の被処理液より処理槽２の処理物質の方がモル濃度が高いので、イオン交換体３に取り込まれた不純物イオン（Ｃｌ^－）が処理槽２の交換イオン（ＯＨ^－）と入れ替わることにより、原水槽１の不純物イオン（Ｃｌ^－）が処理槽２に移動して除去されることとなる。なお、陽イオンであるＮａ^＋は、イオン交換体３内のＮ^＋と反発するため、原水槽１内まで移動し難い状態となっている。

　なお、処理槽２が酸を含む溶液を収容する場合、原水槽１内の陰イオンは、イオン交換体３（陽イオン交換体）中のスルホン酸基などの陰イオンと反発して当該イオン交換体３を通過することができず、処理槽２がアルカリを含む溶液を収容する場合、原水槽１内の陽イオンは、イオン交換体３（陰イオン交換体）中の第４級アンモニウム基などの陽イオンと反発して当該イオン交換体３を通過することができないようになっている。

　このように、本実施形態に係るイオン交換体３は、互いに異なる電荷を帯びた異符号のイオンの通過を阻止し、同一の電荷を帯びた同符号のイオンのみを通過させる性質を有した膜状の部材から成り、不純物イオンの濾過を目的として構成されている。なお、陽イオンのみ通過させるイオン交換体３は、陽イオン交換膜（カチオン交換膜）、陰イオンだけを通過させるイオン交換体３は陰イオン交換膜（アニオン交換膜）と称される。

　しかるに、原水槽１内の圧力を処理槽２内の圧力よりも高くする（原水槽１内の被処理液の液圧を処理槽２内の溶液の圧力よりも高くする）のが好ましい。この場合、処理槽２内のイオンであって原液槽１内に移動させたくないイオンのイオン交換体３の通過を抑制することができる。例えば、原水槽１内を被処理液が流動するものとし、その流動抵抗によって原水槽１内の圧力を処理槽２内の圧力よりも高くすることができる。

　一方、本実施形態に係る原水槽１の被処理液及び処理槽２の溶液（処理物質）が流動しない状態とされているが、図２に示すように、原水槽１に流入口１ａ及び流出口１ｂを形成して原水槽１内の被処理液を流動させるもの、図３に示すように、処理槽２に流入口２ａ及び流出口２ｂを形成して処理槽２内の溶液（処理物質）を流動させるもの、或いは図４に示すように、原水槽１に流入口１ａ及び流出口１ｂを形成して被処理液を流動させるとともに、処理槽２に流入口２ａ及び流出口２ｂを形成して処理物質を流動させるものとしてもよい。ただし、被処理液のみを流通させる場合は簡易な構成で連続的に不純物イオンを除去できるため、好ましい。

　また、図５に示すように、原水槽１（原水部）とイオン交換体３との間の接合部、および処理槽２（処理部）とイオン交換体３との間の接合部にガスケット等のシール手段４が配設されたものとしてもよい。この場合、シール手段４は、原水槽１（原水部）とイオン交換体３との間の接合部、および処理槽２（処理部）とイオン交換体３との間の接合部の少なくとも一方に配設されていれば足りる。

　さらに、図６に示すように、処理槽２（処理部）は、溶液（処理物質）を攪拌可能なインペラ等の攪拌手段５が配設されたものであってもよい。これにより、原水槽１内の被処理液からイオン交換体３を通過して処理槽２内に至った不純物イオンが溶液(処理物質)中に混合した後、撹拌手段５にて撹拌されるので、イオン交換のための効率をより向上させることができる。

　また、本実施形態に係るイオン交換装置として、処理槽２における溶液（処理物質）のモル濃度は、２モル／Ｌ以上であるのが好ましい。２モル／Ｌ以上であれば、既存のイオン交換樹脂よりも高いイオン交換容量のイオン交換装置を提供することができる。さらに、処理槽２内の交換イオンは、第一族元素イオンまたは水酸化物イオンから成るものが好ましく、弱酸または弱塩基を含むものであってもよい。またさらに、イオン交換体３は、イオン交換樹脂膜から成るもの、ダブルネットワークゲルから成るもの、またはシート状の繊維層から成る支持体上に形成されたものであってもよい。

　ダブルネットワークゲル（ＤＮゲル）とは、種々の溶媒に対して不溶の三次元網目構造を持つ高分子およびその膨潤体から成り、高強度及び低摩擦の性能を有したゲルから成るものである。より具体的には、ダブルネットワークゲルは、硬くて脆い強電解質性のゲルとやわらかい中性のゲルを絡み合わせ、相互独立な二重高分子網目構造を持たせて構成されている。ダブルネットワークゲルを使用するとイオン交換体が高強度で破れにくいため、好ましい。

　また、支持体としてのシート状の繊維層は、例えばセルロース繊維から成り、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の厚さ寸法、好ましくは０．１５ｍｍ程度の厚さ寸法を有して構成されたものが好ましい。より具体的には、繊維層は、セルロース等のパルプや、耐水性や耐薬品性の高いＰＥＴ繊維などを材料とし、抄造法（抄紙法）によりシート状（ペーパー状）に成形されたものが好ましい。

　次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、第１の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、図７に示すように、原水槽１と、第１処理槽６（第１処理部）と、陽イオン交換体７と、第２処理槽８（第２処理部）と、陰イオン交換体９とを有して構成されている。

　なお、本実施形態に係る原水槽１には、流入口１ａ及び流出口１ｂが形成されており、被処理液が流動し得るようになっている。また、原水槽１は、第１の実施形態と同様、不純物陽イオンとしてＫ^＋（カリウムイオン）、Ｎａ^＋（ナトリウムイオン）を含有する溶液、不純物陰イオンとしてＣＯ_３ ^２－(炭酸イオン)、Ｃｌ^－（塩化物イオン）を含有する溶液が収容及び流動している。ただし、不純物イオンの種類はこれに限定されるものではない。

　第１処理槽６は、第一族元素イオンから成る交換イオンを含有した溶液（処理物質）が収容された部位であり、例えば交換イオンとしてのＨ^＋（水素イオン）を含有した溶液（具体的には、交換イオンとしてのＨ^＋に加え、Ｃｌ^－を含有した溶液）を収容している。第２処理槽８は、水酸化物イオンから成る交換イオンを含有した溶液（処理物質）が収容された部位であり、例えば交換イオンとしてのＯＨ^－（水酸化物イオン）を含有した溶液（具体的には、交換イオンとしてのＯＨ^－に加え、Ｎａ^＋を含有した溶液）を収容している。

　また、第１処理槽６及び第２処理槽８は、それぞれイオン交換体（陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９）を介して原水槽１に接続されている。これら陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９は、第１の実施形態におけるイオン交換体３と同様のもので、不純物イオンの原水槽１から処理槽２に対する通過、或いは交換イオンの処理槽２から原水槽１に対する通過を許容するものとされている。

　ここで、本実施形態に係るイオン交換装置は、原水槽１の被処理液より第１処理槽６の溶液（処理物質）及び第２処理槽８の溶液（処理物質）の方がそれぞれモル濃度が高く設定されている。これにより、原水槽１に収容された被処理液における不純物イオンより第１処理槽６及び第２処理槽８にそれぞれ収容された交換イオンの方が濃度（モル濃度）が高く設定されているので、不純物イオンが陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９にそれぞれ吸着されると、その不純物イオンが濃度差によって陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９内をそれぞれ移動し、第１処理槽６及び第２処理槽８内に放出されるとともに、第１処理槽６及び第２処理槽８内の交換イオンが陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９内をそれぞれ移動し、原水槽１内に放出されることとなる。

　すなわち、第１処理槽６側においては、濃度差やイオン選択性により、原水槽１内の不純物イオンが陽イオン交換体７に接触すると、その不純物イオンが陽イオン交換体７のイオンと入れ替わり、第１処理槽６側の陽イオン交換体７までイオンが順次入れ替わることとなる。こうして、陽イオン交換体７に触れた不純物イオンは、原水槽１から第１処理槽６に向かって陽イオン交換体７内を通過するとともに、第１処理槽６のモル濃度（交換イオンの濃度）が高いため、第１処理槽６の交換イオンと入れ替わり、当該第１処理槽６内に移動することとなる。これにより、原水槽１内の不純物（陽イオン不純物）を第１処理槽６内に移動させて除去することができる。

　また、第２処理槽８側においては、イオン選択性により、原水槽１内の不純物イオンが陰イオン交換体９に接触すると、その不純物イオンが陰イオン交換体９のイオンと入れ替わり、第２処理槽８側の陰イオン交換体９までイオンが順次入れ替わることとなる。こうして、陰イオン交換体９に触れた不純物イオンは、原水槽１から第２処理槽８に向かって陰イオン交換体９内を通過するとともに、第２処理槽８のモル濃度（交換イオンの濃度）が高いため、第２処理槽８の交換イオンと入れ替わり、当該第２処理槽８内に移動することとなる。これにより、原水槽１内の不純物（陰イオン不純物）を第２処理槽８内に移動させて除去することができる。

　なお、第１処理槽６側においては、原水槽１内の陰イオンは、陽イオン交換体７中のスルホン酸基などの陰イオンと反発して当該陽イオン交換体７を通過することができず、第２処理槽８側においては、原水槽１内の陽イオンは、陰イオン交換体９中の第４級アンモニウム基などの陽イオンと反発して当該陰イオン交換体９を通過することができないようになっている。

　しかるに、原水槽１内の圧力を第１処理槽６及び第２処理槽８内の圧力よりも高くする（原水槽１内の被処理液の液圧を第１処理槽６及び第２処理槽８内の溶液の圧力よりも高くする）のが好ましい。この場合、第１処理槽６及び第２処理槽８内のイオンであって原液槽１内に移動させたくないイオンの陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９の通過を抑制することができる。例えば、原水槽１内を被処理液が流動する際、その流動抵抗によって原水槽１内の圧力を第１処理槽６及び第２処理槽８内の圧力よりも高くすることができる。

　また、第１の実施形態で示した図５に示すように、原水槽１（原水部）と陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９との間の接合部、および第１処理槽６及び第２処理槽８と陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９との間の接合部にガスケット等のシール手段４が配設されたものとしてもよい。この場合、第１の実施形態と同様、シール手段４は、原水槽１（原水部）と陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９との間の接合部、および第１処理槽６及び第２処理槽８と陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９との間の接合部の少なくとも一方に配設されていれば足りる。

　さらに、第１の実施形態で示した図６に示すように、第１処理槽６及び第２処理槽８は、溶液（処理物質）を攪拌可能なインペラ等の攪拌手段５が配設されたものであってもよい。これにより、原水槽１内の被処理液から陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９を通過して第１処理槽６及び第２処理槽８内に至った不純物イオンが溶液(処理物質)中に混合した後、撹拌手段５にて撹拌されるので、イオン交換のための効率をより向上させることができる。

　また、本実施形態に係るイオン交換装置として、処理槽６及び８における溶液（処理物質）のモル濃度は、２モル／Ｌ以上であるのが好ましい。さらに、処理槽６及び８内の交換イオンは、第一族元素イオンまたは水酸化物イオンから成るものが好ましく、弱酸または弱塩基を含むものであってもよい。またさらに、陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９は、イオン交換樹脂膜、キレート樹脂、リン酸処理石膏、ナフィオン、ゼオライト、ハイドロタルサイト又は金属酸化物等から成るもの、ダブルネットワークゲルから成るもの、またはシート状の繊維層から成る支持体上に形成されたものであってもよい。

　上記第１、２の実施形態においては、イオン交換体３、陽イオン交換体７及び陰イオン交換体９が平膜形状とされているが、図８、９に示すように、筒状（パイプ状）のイオン交換体１２としてもよい。この場合、筒状に形成されたイオン交換体１２の内部が原水槽１と同様の原水部１０とされ、外部が処理槽２、第１処理槽６及び第２処理槽８と同様の処理部１１とされる。

　このように筒状のイオン交換体１２を適用したイオン交換装置は、上記実施形態と同様、原水部１０には、不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容されつつ流動する原水部１０と、不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した溶液（処理物質）が収容された処理部１１と、不純物イオンの原水部１０から処理部１１に対する通過、及び交換イオンの処理部１１から原水部１０に対する通過を許容するイオン交換体１２とを有している。そして、この場合においても、原水部１０の被処理液より処理部１１の溶液（処理物質）の方がモル濃度が高く設定されており、筒状のイオン交換体１２内を被処理液が流動することにより、原水部１０内の不純物イオンを除去することができる。

　さらに、図１０に示すように、中空糸形状のイオン交換体１２とすることにより、処理部１１内に多数のイオン交換体１２を配設するものとしてもよい。この場合、中空糸形状の各イオン交換体１２の内部がそれぞれ原水部１０とされるとともに、原水部１０の被処理液より処理部１１の溶液（処理物質）の方がモル濃度が高く設定されており、中空糸形状の各イオン交換体１２内を被処理液が流動することにより、原水部１０内の不純物イオンを除去することができる。ただし、原水部と処理部は逆としてもよい。

　またさらに、図１１に示すように、第１処理部１５及び第２処理部１９内において屈曲しつつ延設された陽イオン交換体１４（第２の実施形態の陽イオン交換体７と同様）及び陰イオン交換体１８（第２の実施形態の陰イオン交換体９と同様）を配設し、陽イオン交換体１４及び陰イオン交換体１８の内部を原水部１３及び１７としたイオン交換装置としてもよい。この場合、第２の実施形態の如く、陽イオン交換体１４によって原水部１３内の不純物陽イオンを第１処理部１５に移動させ、陰イオン交換体１８によって原水部１７内の不純物陰イオンを第２処理部１９に移動させることができ、それぞれの不純物イオンを除去することができる。なお、図１１中符号１６は、陽イオン交換体１４と陰イオン交換体１８との接続部材を示している。

　加えて、図１２に示すように、原水部２０内において、複数のイオン交換体２２、２４、２６を配設するとともに、それぞれのイオン交換体２２、２４、２６の内部が第１処理部２１、第２処理部２３及び第３処理部２５とされたイオン交換装置としてもよい。この場合、各イオン交換体２２、２４、２６によって原水部２０内の不純物イオンを第１処理部２１、第２処理部２３及び第３処理部２５に移動させて除去することができる。なお、原水部２０は、流入口２０ａ及び流出口２０ｂが形成されており、被処理液を流動させ得るようになっている。

　次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、既述の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、図１３に示すように、原水槽１に流入口１ａ及び流出口１ｂを形成して被処理液を流動させるとともに、処理槽２に流入口２ａ及び流出口２ｂを形成して処理物質を流動させるよう構成されている。

　ここで、本実施形態においては、処理槽２は、処理物質を原水槽１の被処理液と対向する方向に流通させている。すなわち、原水槽１の被処理液を図１３中左から右に向かって流通させるとともに、処理槽２の処理物質を同図中右から左に向かって流通させることにより、これら被処理液及び処理物質をイオン交換体３を介して互いに対向する方向に流通させているのである。このように、被処理液及び処理物質を互いに対向する方向に流通させることにより、図１４に示すように、時間経過に伴って増加する処理物質変化量（処理槽２から原水槽１に透過してもれてしまう処理物質の量）を低減させることができる。

　次に、本発明に係る第４の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、既述の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、図１５に示すように、粒状のイオン交換体Ｂが充填された副処理部２７を具備するとともに、当該副処理部２７が原水槽１の下流側に接続され、原水槽１を流通した被処理液が副処理部２７に流入可能とされている。

　具体的には、副処理部２７は、粒状のイオン交換体Ｂが充填されるとともに、被処理液を流入可能な流入口２７ａと、被処理液を流出可能な流出口２７ｂとが形成されており、流入口２７ａが原水槽１の流出口１ｂと連結部材等で接続されている。粒状のイオン交換体Ｂは、イオン交換体３と同様の材料を粒状に形成して成るもので、例えば粒状の樹脂から成るものである。このように、原水槽１の下流側に副処理部２７が接続されることにより、以下の効果を奏することができる。

　副処理部２７が接続されないイオン交換装置においては、図１６に示すように、被処理液に含有される不純物が高濃度であるとき、不純物除去速度が高いものの、被処理液に含有される不純物が０付近（極めて低濃度）に達すると、不純物除去速度が低くなってしまう。一方、副処理部２７に充填された粒状のイオン交換体Ｂは、膜状のイオン交換体３より比表面積が高いので、不純物除去速度が高い特性を有している。したがって、本実施形態の如く副処理部２７を原水槽１の下流側に接続すれば、被処理液に含有される不純物が０付近（極めて低濃度）に達しても、粒状のイオン交換体Ｂにより不純物を除去することができ、不純物除去速度の低下を抑制することができる。また、イオン交換体３が損傷し、処理物質が被処理液中に流れた場合でも、副処理部２７のイオン交換体Ｂが処理物質のイオンを吸着できるため、水質の悪化を防ぐことができる。

　次に、本発明に係る第５の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、既述の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、処理槽２に収容された処理物質は、分子量が８０ｇ／モル以上の物質から成るものとされている。このように、分子量が８０ｇ／モル以上の処理物質を用いることにより、以下の効果を奏することができる。

　イオン交換体３は、イオンや原子を透過させ得る微視的な孔（微細孔）が形成されているため、処理物質として分子量の小さな物質を処理槽２内に収容した場合、イオン交換体３の微細孔を介して透過し、原水槽１に移動してしまう虞がある。例えば、分子量が５８（ｇ／モル）の塩化ナトリウムを処理物質とした場合、その処理物質の透過量は約０．２２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）となった実験結果がある。

　このように、処理物質として分子量の小さな物質を用いた場合、イオン交換体３にて浄化された被処理液に処理物質が混入してしまうとともに、浄化効率が低下してしまうという不具合が生じてしまう。これに対し、本実施形態においては、分子量が８０ｇ／モル以上である物質を処理物質として処理槽２に収容したので、処理物質がイオン交換体３を透過して原水槽１内に移動するのを抑制することができる。例えば、処理槽２に収容する処理物質として、分子量が１３４（ｇ／モル）のシュウ酸ナトリウムを処理物質とした場合、その処理物質の透過量は０．１５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、分子量が２６６（ｇ／モル）である二リン酸ナトリウムとすれば、その処理物質の透過量が０（ｍｅｑ／ｃｍ^３）となった実験結果がある。

　上記実施形態によれば、不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された原水槽と、不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質が収容された処理槽（第１処理槽及び第２処理槽含む）と、不純物イオンの原水槽から処理槽に対する通過、及び交換イオンの処理槽から原水槽に対する通過を許容するイオン交換体（陽イオン交換体及び陰イオン交換体含む）とを具備し、原水槽の被処理液より処理槽の処理物質の方がモル濃度が高いことを特徴とするので、高価なイオン交換体を多く使うことなく安価なイオン交換装置を提供することができる。また、処理物質中に含まれる交換可能なイオン量（密度）が既存のイオン交換樹脂と比較して高いため、体積当りのイオン交換容量を増加させることができる。

　次に、本発明に係る第６の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、既述の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、図１７に示すように、原水槽１は、イオン交換体３と接触した状態で充填された充填イオン交換体Ｆが収容されている。かかる充填イオン交換体Ｆは、組成及び性質がイオン交換体３と同等なものであり、その形状が球状とされ、大きな表面積を確保可能とされている。

　すなわち、充填イオン交換体Ｆは、原水槽１に充填されて被処理液中の不純物イオンを吸着するとともに、その内部と外部との間の濃度差によって充填イオン交換体Ｆ内を不純物イオンを通過させ、接触状態のイオン交換体３まで移動させることができるようになっている。このようにイオン交換体３まで移動した不純物イオンは、イオン交換体３の内部を通過して処理槽２まで通過させて除去することができる。この場合の原水槽１は、図１８に示すように、流入口１ａ及び流出口１ｂを形成し、球状の充填イオン交換体Ｆが充填された空間において被処理液を流通させるようにしてもよい。

　次に、本発明に係る第７の実施形態について説明する。
　本実施形態に係るイオン交換装置は、既述の実施形態と同様、被処理液中の不純物イオンを除去することにより、工業用水の軟水化または純水製造、飲料水や車両用冷却水等の浄化を行うもので、図１９に示すように、原水槽１は、イオン交換体３と接触した状態で充填された充填イオン交換体Ｇが収容されている。かかる充填イオン交換体Ｇは、組成及び性質がイオン交換体３と同等なものであり、その形状が繊維状とされ、より一層大きな表面積を確保可能とされている。

　すなわち、充填イオン交換体Ｇは、原水槽１に充填されて被処理液中の不純物イオンを吸着するとともに、その内部と外部との間の濃度差によって充填イオン交換体Ｇ内を不純物イオンを通過させ、接触状態のイオン交換体３まで移動させることができる、特に繊維の絡み合いにより不純物イオンの移動経路を広く確保することができるようになっている。このようにイオン交換体３まで移動した不純物イオンは、イオン交換体３の内部を通過して処理槽２まで通過させて除去することができる。この場合の原水槽１は、図２０に示すように、流入口１ａ及び流出口１ｂを形成し、繊維状の充填イオン交換体Ｇが充填された空間において被処理液を流通させるようにしてもよい。

　次に、本発明の技術的優位性を示す実験結果について実施例及び比較例を用いて説明する。
（実施例１～８及び比較例１について：図１及び図２１参照）
　所定の濃度のイオンを含有させた溶液を調製し、３４×６４×５４ｍｍ（壁厚２ｍｍ、内容積３０×６０×５０ｍｍ）の大きさのＰＴＦＥ樹脂製の容器に９０ｍｌ入れ、３４×６４の面にイオン交換体を設置し、３４×６４×５４ｍｍ（壁厚２ｍｍ、内容積３０×６０×５０ｍｍ）の容器をイオン交換体が設置している面に重ねるとともに、クランプで圧力を加えて液体が漏れないようにしつつ処理物質９０ｍｌを充填して蓋をした。

　その後、１時間おきに被処理液と処理物質の不純物モル濃度をイオンクロマトグラフ（メトローム製：940 professional IC Vario）を用いて変化が見られなくなるまで測定した。処理物質に交換可能なイオンが残っている場合は、再度被処理液を入れ替えて同様の測定を行い、処理物質の被処理液の不純物イオンと交換可能なイオンの濃度変化が見られなくなるまで測定を繰り返し、処理物質に含まれる不純物イオンの量よりイオン交換容量を算出した。

　なお、実施例１～８及び比較例１は、被処理液及び処理物質の両方を流動させないものとした。また、イオン交換体は、実施例２では、ＡＧＣ製の陰イオン交換膜セレミオンＡＭＶＮを使用し、実施例１及び実施例３～８並びに比較例は、ＡＧＣ製の陽イオン交換膜セレミオンＣＭＶＮを使用した。

（実施例１）：処理物質を０．１１（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、処理槽（処理部）を原水槽（原水部）の下側に接続した。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２）：処理物質を０．１１（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ水溶液、被処理液を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、処理槽（処理部）を原水槽（原水部）の下側に接続した。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３）：処理物質を０．１１（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、処理槽（処理部）を原水槽（原水部）の上側に接続した。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例４）：処理物質を０．１１（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、処理槽（処理部）と原水槽（原水部）を水平方向に接続した。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例５）：処理物質を４（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が３．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（比較例１）：処理物質を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を０．２（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例６）：処理物質を４（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＣｌ水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が２．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例７）：処理物質を３７（ｍｏｌ／Ｌ）の固体のＮａＣｌ、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が４．２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例８）：処理物質を２０（ｍｏｌ／Ｌ）の固体及び液体のＮａＣｌ、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が４．９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

　比較例１によれば、処理物質のモル濃度が低いため、被処理液の不純物イオンを十分に除去することができないことが分かる。また、実施例５～８によれば、処理物質のモル濃度を高くすると、既存のイオン交換樹脂の２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）より高いイオン交換容量を得ることが分かる。さらに、実施例７、８によれば、固体の処理物質を使用した場合でも高いイオン交換容量を得られることが分かり、液体及び固体を用いた場合は固体のみを用いた場合よりも高いイオン交換容量を得ることが分かる。

（実施例９～１５について：図２及び図２２参照）
　処理物質を１５×２４×９４ｍｍ（壁厚２ｍｍ、内容積１１×２０×９０ｍｍ）の大きさのＰＴＦＥ樹脂製の容器に入れ、２４×９４の面にイオン交換体を設置し、イオン交換体を介して１５×２４×９４ｍｍの容器（厚み２ｍｍ）を重ね、幅２０、奥行き１１及び長さ９０ｍｍの流路を形成した。原水部と処理部の位置関係は、水平方向とした。そして、所定の濃度のイオンを含有させた溶液を調製し、１０００ｍＬ／分の流量で被処理液を流動させ、１時間おきに原水部の被処理液及び処理部の処理物質の不純物モル濃度を測定し、被処理液の不純物モル濃度が変化しなくなるまで流動を続けた。その後、被処理液から失われた不純物モル濃度に基づいてイオン交換容量を算出した。

（実施例９）：処理物質を１．９（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例１０）：処理物質を２．１（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例１１）：処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が８．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例１２）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例１３）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例１４）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を４（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例１５）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を１６（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
　したがって、実施例９～１５によれば、処理物質のモル濃度を２（ｍｏｌ／Ｌ）以上とすれば、既存のイオン交換樹脂より高いイオン交換容量を得ることが分かる。

（実施例１６、１７について：図２及び図２３参照）
　実験方法については、実施例９～１５と同様である。
（実施例１６）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。かかる実施例は、第一族元素及びＯＨ^－を含まない例である。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例１７）：処理物質を０．０４（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａ（ＯＨ）_２溶液、被処理液を０．０１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。かかる実施例は、第一族元素を含まない例である。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が０．０３（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例１８～２１について：図２４参照）
（実施例１８）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、処理槽（処理部）の処理物質を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。かかる実施例は、図３に示すように、被処理液を流動させず処理物質を流動させた例である。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が４．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例１９）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、処理槽（処理部）の処理物質及び原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。かかる実施例は、図４に示すように、被処理液及び処理物質の両方を流動させた例である。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．４（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２０）：処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、処理槽（処理部）の処理物質及び原水槽（原水部）の被処理液を流動させない状態とした。かかる実施例は、図５に示すように、シール手段として外形２４×９４、内形２０×９０ｍｍのブチルゴム（幅２ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）を２４×９４の面に挟み込んだものを使用した。

（実施例２１）：処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。かかる実施例は、図６に示すように、処理物質を流動させず被処理液を流動させるとともに、攪拌手段で攪拌させるものとした。攪拌手段は、直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの大きさのＰＴＦＥ製のマグネティックスターラーを使用し、回転数１００ｒｐｍで回転させた。

（実施例２２～２８について：図７及び図２５参照）
　１５×２４×２００ｍｍ（壁厚２ｍｍ、内容積１１×２０×２００ｍｍ）の大きさのＰＴＦＥ樹脂製の容器にて被処理液を流動させるとともに、２４×９４×１５ｍｍ（壁厚２ｍｍ）の容器を第１処理槽及び第２処理槽とし、且つ、それぞれの処理槽における２４×９４ｍｍの全面にイオン交換体を設置した。

（実施例２２）：第１処理槽の処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、第２処理槽の処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が５．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が５．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２３）：第１処理槽の処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、第２処理槽の処理物質を１０（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が１０．１（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が８．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２４）：第１処理槽の処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＣｌ溶液、第２処理槽の処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が５．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が５．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２５）：第１処理槽の処理物質を１０（ｍｏｌ／Ｌ）のＨＮＯ_３溶液、第２処理槽の処理物質を１０（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が８．１（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が６．９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２６）：第１処理槽の処理物質を１８（ｍｏｌ／Ｌ）のＨ_２ＳＯ_４溶液、第２処理槽の処理物質を１０（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＭｇＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が６．２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が６．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２７）：第１処理槽の処理物質を１４（ｍｏｌ／Ｌ）のＨ_３ＰＯ_４溶液、第２処理槽の処理物質を１０（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａＯＨ溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＣｌ水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が１４．１（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が８．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２８）：第１処理槽の処理物質を８（ｍｏｌ／Ｌ）のＣＨ_３ＣＯＯＨ溶液、第２処理槽の処理物質を５（ｍｏｌ／Ｌ）のＮａ_２ＣＯ_３溶液、被処理液を２（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＣｌ水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、第１処理槽のイオン交換容量が６．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、第２処理槽のイオン交換容量が４．４（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例２９、３０について：図８～１０及び図２６参照）
　実施例２９においては、図８、９に示すように、直径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状容器内に直径１５ｍｍのイオン交換体を挿通し、そのイオン交換体内に被処理液を流動させた。また、実施例３０においては、図１０に示すように、直径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状容器内に内径２ｍｍの中空糸状のイオン交換体を３０本挿通し、そのイオン交換体内に被処理液を流動させた。

（実施例２９）：処理槽の処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１４１ｃｍ^２の筒状のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１０．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例３０）：処理槽の処理物質を１２（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積５６５ｃｍ^２の中空糸状のイオン交換体にてそれぞれイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１１．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３１～３３について：図２７参照）
　実施例３１においては、イオン交換体としてリン酸処理石膏（ＣａＳＯ_４・ＰＯ_４）膜を使用したものである。また、実施例３２においては、イオン交換体としてダブルネットワークゲルから成るものを使用したものである。かかるダブルネットワークゲルは、不純物イオンを除去可能なイオン交換体、架橋剤及び光重合開始剤を用いて第１ネットワークゲルを合成し、第１ネットワークゲルを第２ネットワークゲル（第１ネットワークゲルと同一材料）に含浸させて合成することにより得られる。さらに、実施例３３においては、イオン交換体をシート状の繊維層から成る支持体上に形成したものである。かかるシート状の繊維層は、不純物イオンを除去可能なイオン交換体、架橋剤及び光重合開始剤を含む含浸液を調製し、ＰＥＴ繊維から成る支持体を含浸させて合成することにより得られる。

（実施例３１）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が４．４（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３２）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３３）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸水溶液、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３４、３５について：図２８参照）
（実施例３４）：処理物質を５（ｍｏｌ／Ｌ）の固体及び液体のＮａ_２ＣＯ_３、被処理液を１（ｍｏｌ／Ｌ）のＣａＣｌ_２水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が４．４（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。
（実施例３５）：処理物質を６（ｍｏｌ／Ｌ）の固体及び液体のＣａ（ＯＨ）_２、被処理液を０．１（ｍｏｌ／Ｌ）のＫＢｒ水溶液とし、原水槽（原水部）の被処理液を８（ｃｍ／ｓ）の流速で流動させた。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体にてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が５．１（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３６、３７について：図１３、２９参照）
　実施例３６、３７に係る以下の実験結果により、原水槽１の被処理液と処理槽２の処理物質とを対向した向きで流通させることにより、処理物質のもれを抑制でき、より高いイオン交換容量を得ることが分かる。
（実施例３６）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａＣｌ、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、被処理液と処理物質との流通方向を同一としてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理物質のもれ（処理部から原水部に透過した処理物質の量）が０．２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３７）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａＣｌ、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、被処理液と処理物質との流通方向を逆向き（図１３で示す対向した向き）としてイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１．９（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理物質のもれ（処理部から原水部に透過した処理物質の量）が０．１（ｍｅｑ／ｃｍ^３）であった。

（実施例３８、３９について：図１５、３０参照）
　実施例３８、３９に係る以下の実験結果により、粒状のイオン交換体Ｂを充填させた副処理部２７を原水槽１の下流側に接続することで処理時間を短縮し得ることが分かり、これにより、イオン交換装置を小型化することができる。なお、それ以外の条件は、実施例９と同じとした。
（実施例３８）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａＣｌ、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、副処理部２７を接続しないでイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０．２２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び被処理液中の不純物イオン（Ｃａイオン）が１ｐｐｍ以下になるまでの処理時間が６（ｍｉｎ）であった。

（実施例３９）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａＣｌ、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、図１５に示すように副処理部２７（樹脂から成る粒状のイオン交換体を充填するもので、流速が８（ｃｍ／ｓ）及び交換体の体積が１０（ｃｍ^３）(内寸５×２×１ｃｍの容器にイオン交換樹脂を充填））を接続してイオン交換させて実験したところ、イオン交換容量が１．７（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０．２２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び被処理液中の不純物イオン（Ｃａイオン）が１ｐｐｍ以下になるまでの処理時間が３（ｍｉｎ）であった。

（実施例４０、４１について：図１７、１８、１９、２０、３１参照）
　実施例４０、４１に係る以下の実験結果により、原水槽１にイオン交換体３と接する形で球状の充填イオン交換体Ｆを充填させることにより、イオン交換に必要な時間が短くなり、さらに球状のイオン交換体Ｆに代えて、繊維状のイオン交換体Ｇを原水槽１に充填させることにより、不純物イオン除去に必要な時間がさらに短縮できることが確認できた。

（実施例４０）：原水槽１に球状のイオン交換樹脂Ｆを充填した例である。直径約０．５ｍｍの球状のイオン交換体Ｆ（イオン交換樹脂)をイオン交換体３に接触させた状態で高さ３ｍｍとなるまで充填した。それ以外は、実施例３８と同じ方法で試験を行った。その結果、図３１に示すように、イオン交換容量が１．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び被処理液中の不純物イオン（Ｃａイオン）が１ｐｐｍ以下になるまでの処理時間が４（ｍｉｎ）であった。

（実施例４１）：原水槽１に繊維状のイオン交換体Ｇを充填した例である。室町ケミカル製 Muromac NWF-SCを用いて繊維状のイオン交換体Ｇ（不織布)を２０×９０ｍｍに加工し、イオン交換体３に接触させた状態で充填した。それ以外は、実施例３８と同じ方法で試験を行った。その結果、図３１に示すように、イオン交換容量が１．８（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び被処理液中の不純物イオン（Ｃａイオン）が１ｐｐｍ以下になるまでの処理時間が２（ｍｉｎ）であった。

（実施例４２～４６について：図３２、３３参照）
　実施例４２～４６に係る以下の実験結果により、処理物質を分子量が大きい物質とすることで処理物質のもれを抑制することができ、より高いイオン交換容量を得ることが分かる。特に、実施例４６によれば、分子量が大きな処理物質を図３に示すように流通させることで被処理液中の不純物イオン（Ｃａイオン）が１ｐｐｍ以下になるまでの処理時間を短縮することができ、その結果、イオン交換装置を小型化することが可能となる。

（実施例４２）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がシュウ酸Ｎａ（分子量１３４（ｇ／モル）、分子あたりのＮａ量２）、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、イオン交換させて実験したところ、図３３に示すように、イオン交換容量が３．５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０．１５（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理時間が７（ｍｉｎ）であった。

（実施例４３）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がグルタミン酸Ｎａ（分子量１６９（ｇ／モル）、分子あたりのＮａ量１）、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、イオン交換させて実験したところ、図３３に示すように、イオン交換容量が１．２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０．１２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理時間が６（ｍｉｎ）であった。

（実施例４４）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａ_４Ｐ_２Ｏ_７（分子量２６６（ｇ／モル）、分子あたりのＮａ量４）、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、イオン交換させて実験したところ、図３３に示すように、イオン交換容量が４．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理時間が６（ｍｉｎ）であった。

（実施例４５）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がステアリン酸Ｎａ（分子量３０６（ｇ／モル）、分子あたりのＮａ量１）、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が０（ｃｍ／ｓ）（すなわち、静水状態）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、イオン交換させて実験したところ、図３３に示すように、イオン交換容量が２．０（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理時間が７（ｍｉｎ）であった。

（実施例４６）：原水槽１において、被処理液の不純物イオンがＣａＣｌ_２、濃度が０．００１（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とし、処理槽２において、処理物質の組成がＮａ_４Ｐ_２Ｏ_７（分子量２６６（ｇ／モル）、分子あたりのＮａ量４）、濃度が２（モル／Ｌ）、流速が４（ｃｍ／ｓ）とした。そして、膜面積１８ｃｍ^２のイオン交換体を用い、イオン交換させて実験したところ、図３３に示すように、イオン交換容量が４．６（ｍｅｑ／ｃｍ^３）、処理物質のもれが０（ｍｅｑ／ｃｍ^３）及び処理時間が５（ｍｉｎ）であった。

　図３４に処理物質分子量と処理物質のもれ量の関係を示す。分子量が８０ｇ／モル以上であれば透過量を０．２（ｍｅｑ／ｃｍ^３）未満と低い水準とすることができ、さらに好ましくは２００ｇ／モル以上であれば処理物質の透過量を０とできるため好ましい。

　以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば原水槽（原水部）、処理槽（第１処理槽及び第２処理槽）の大きさ及び形状は、種々設定することができるとともに、原水槽（原水部）の被処理液より処理槽（処理部）の処理物質の方がモル濃度が高ければ、任意の被処理液及び処理物質を用いることができる。

　原水部の被処理液より処理部の処理物質の方がモル濃度が高いイオン交換装置であれば、他の手段が付加されたものにも適用することができる。

１　原水槽（原水部）
１ａ　流入口
１ｂ　流出口
２　処理槽（処理部）
２ａ　流入口
２ｂ　流出口
３　イオン交換体
４　シール手段
５　撹拌手段
６　第１処理槽（第１処理部）
７　陽イオン交換体
８　第２処理槽（第２処理部）
９　陰イオン交換体
１０　原水部
１１　処理部
１２　イオン交換体
１３　原水部
１４　陽イオン交換体
１５　第１処理部
１６　接続部材
１７　原水部
１８　陰イオン交換体
１９　第２処理部
２０　原水部
２０ａ　流入口
２０ｂ　流出口
２１　第１処理部
２２　イオン交換体
２３　第２処理部
２４　イオン交換体
２５　第３処理部
２６　イオン交換体
２７　副処理部
２７ａ　流入口
２７ｂ　流出口
Ｂ　イオン交換体
Ｆ　球状の充填イオン交換体
Ｇ　繊維状の充填イオン交換体

Claims

　不純物イオンを含有した液体から成る被処理液が収容された原水部と、
　前記不純物イオンと交換可能なイオンから成る交換イオンを含有した処理物質が収容された処理部と、
　前記不純物イオンの前記原水部から処理部に対する通過、及び前記交換イオンの前記処理部から原水部に対する通過を許容するイオン交換体と、
を具備したイオン交換装置であって、
　前記原水部の被処理液より前記処理部の処理物質の方がモル濃度が高いことを特徴とするイオン交換装置。
　前記処理部における前記処理物質のモル濃度は、２モル／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１記載のイオン交換装置。
　前記原水部は、前記被処理液を流通させ得ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン交換装置。
　前記処理部は、前記処理物質を前記被処理液と対向する方向に流通させ得ることを特徴とする請求項３記載のイオン交換装置。
　粒状のイオン交換体が充填された副処理部を具備するとともに、当該副処理部が前記原水部の下流側に接続され、前記原水部を流通した前記被処理液が前記副処理部に流入可能とされたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のイオン交換装置。
　前記原水部は、前記イオン交換体と接触した状態で充填された充填イオン交換体が収容されたことを特徴とする請求項１～５の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記充填イオン交換体は、球状又は繊維状のイオン交換体から成ることを特徴とする請求項６記載のイオン交換装置。
　前記処理部は、前記処理物質を攪拌可能な攪拌手段が配設されたことを特徴とする請求項１～７の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記原水部と前記イオン交換体との間の接合部、および前記処理部と前記イオン交換体との間の接合部の少なくとも一方をシールするシール手段が配設されたことを特徴とする請求項１～８の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記交換イオンは、第一族元素イオンまたは水酸化物イオンから成ることを特徴とする請求項１～９の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記処理物質は、弱酸または弱塩基を含むことを特徴とする請求項１～１０の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記処理物質は、第一族元素イオンを含む溶液であることを特徴とする請求項１～１１の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記交換イオンが第一族元素イオンから成る第１処理部と、
　前記交換イオンが水酸化物イオンから成る第２処理部と、
を具備し、これら第１処理部及び第２処理部がそれぞれ前記イオン交換体を介して前記原水部に接続されたことを特徴とする請求項１～１２の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記処理部に収容された処理物質は、分子量が８０ｇ／モル以上の物質から成ることを特徴とする請求項１～１３の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記イオン交換体は、筒状、平膜形状または中空糸形状とされたことを特徴とする請求項１～１４の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記イオン交換体は、イオン交換樹脂膜から成ることを特徴とする請求項１～１５の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記イオン交換体は、ダブルネットワークゲルから成ることを特徴とする請求項１～１６の何れか１つに記載のイオン交換装置。
　前記イオン交換体は、シート状の繊維層から成る支持体上に形成されたことを特徴とする請求項１～１７の何れか１つに記載のイオン交換装置。