WO2024048115A1 - 水処理システムおよび水処理方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a water treatment system and a water treatment method.
  • Patent No. 4045658 Patent No. 5733351
  • the boron removal rate using an RO membrane is low, and in the neutral range it is about 45 to 60% even when using an ultra-low pressure RO membrane.
  • the boron removal rate will increase to about 80 to 90%, but this will lead to an increase in the power consumption of the pump.
  • the pH of the water supplied to the RO membrane is adjusted to an alkaline side of 9 or higher, the boron removal rate will be improved, but this will require chemical injection equipment and replenishment management of chemicals. As a result, management costs also increase.
  • addition of alkali promotes deterioration of the RO membrane. Therefore, there is also a concern that the frequency of replacing the RO membrane will increase.
  • the above-mentioned technique has the problem that the boron removal rate cannot be improved without imposing a large load.
  • An object of the present invention is to provide a water treatment system and a water treatment method that can improve the boron removal rate without imposing a large load.
  • the water treatment system of the present invention includes: A water treatment system that removes at least boron contained in water to be treated, an RO membrane device including an extremely low pressure RO membrane; Arranged after the RO membrane device, the most downstream layer of the demineralization chamber is filled with at least an anion exchange resin, and the adjacent concentration chamber is filled with at least the cation exchange resin via a cation exchange membrane that partitions the demineralization chamber.
  • EDI equipment including a high-purity EDI stack
  • the RO membrane device is a two-stage RO membrane device, and the ultra-low pressure RO membrane is disposed in at least one of the first stage and the second stage.
  • the water treatment method of the present invention includes: A water treatment method for removing at least boron contained in treated water, the method comprising:
  • the boron concentration of the water to be treated supplied to the EDI equipment including the EDI stack for high purity is 20 to 100 [ ⁇ g/L]
  • the silica concentration is 50 [ ⁇ g/L] or less
  • the hardness is 0.05 [mgCaCO 3 /L].
  • An RO membrane device including an extremely low pressure RO membrane device provided upstream of the EDI device is operated as follows.
  • the boron removal rate can be improved without imposing a large load.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a water treatment system of the present invention.
  • 2 is a diagram showing an example of the structure of the EDI device shown in FIG. 1.
  • FIG. It is a figure showing the 2nd embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • 4 is a diagram showing an example of the structure of the general EDI device shown in FIG. 3.
  • FIG. It is a figure showing the 3rd embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • It is a figure showing the 4th embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • It is a figure which shows the form of the 1st comparison for comparing with an Example.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of the structure of a high-purity EDI device used in the present invention.
  • the boron concentration is reported to be less than 0.5 [mg/L]. Furthermore, the average value in the water quality distribution table (raw water) of the Japan Water Works Association's water quality database (2019) (http://www.jwwa.or.jp/mizu/) indicates that the concentration of boron and its compounds is At points where the concentration is 0.1 [mg/L] or less, it is 99% in surface water and 97% in groundwater. For these reasons, the boron concentration range of raw water to which the present invention is applied is preferably 0.01 to 0.2 [mg/L], more preferably 0.02 to 0.1 [mg/L]. I am assuming that.
  • the present invention provides a water treatment system that removes at least boron contained in water to be treated using an RO membrane (reverse osmosis membrane) device and an EDI device (electroregenerative deionized water production device) that are connected in series. It is.
  • the EDI device is placed after the RO membrane device.
  • An EDI device is a device that combines electrophoresis and electrodialysis. The configuration of the EDI device is such that a demineralization chamber partitioned by a pair of ion exchange membranes is disposed between an anode and a cathode.
  • the demineralization chamber is filled with an ion exchange resin.
  • the water to be treated is passed through the demineralization chamber while a DC voltage is applied between the anode and the cathode.
  • the water to be treated is desalinated in the demineralization chamber, and the treated water from which ionic components have been removed flows out of the demineralization chamber.
  • the configuration of the RO membrane device is a two-stage configuration (two-stage RO membrane device).
  • the two-stage configuration of this RO membrane device includes, for example, a two-stage configuration of an extremely low pressure RO membrane device and an extremely low pressure RO membrane device, a two-stage configuration of an extremely low pressure RO membrane device and an extremely low pressure RO membrane device, and a two-stage configuration of an extremely low pressure RO membrane device and an extremely low pressure RO membrane device.
  • one of the two stages may be an extremely low pressure RO membrane device and the other may be another RO membrane device such as a low pressure RO membrane device.
  • Table 1 shows the water quality parameters of the water supplied to the EDI device (treated water of the RO membrane device) for each category.
  • the supply water supplied to the EDI device is classified as Category A. Further, assuming a case where the configuration of the RO membrane device is such that an extremely low pressure RO membrane device is disposed after the ultra low pressure RO membrane device, the supply water supplied to the EDI device is classified as category B. Further, assuming a case where the configuration of the RO membrane device is such that an ultra-low pressure RO membrane device is disposed after the low pressure RO membrane device, the supply water supplied to the EDI device is classified as category C.
  • the conductivity is 3 to 4 [ ⁇ S/cm]
  • the boron concentration is 0.10 to 0.12 [mg/L]
  • the sodium concentration is 0.5 to 0. 6 [mg/L]
  • the concentration of silica is 0.04 to 0.06 [mg/L]
  • the hardness is 0.04 to 0.05 [mgCaCO 3 /L].
  • the conductivity is 2 to 3 [ ⁇ S/cm]
  • the boron concentration is 0.02 to 0.03 [mg/L]
  • the sodium concentration is 0.2 to 3 [ ⁇ S/cm].
  • the silica concentration is 0.00 to 0.02 [mg/L]
  • the hardness is 0.02 to 0.03 [mgCaCO 3 /L].
  • the electrical conductivity is 1 to 2 [ ⁇ S/cm]
  • the boron concentration is 0.005 to 0.01 [mg/L]
  • the sodium concentration is 0.1 to 2 [ ⁇ S/cm].
  • 0.15 [mg/L] the silica concentration is less than 0.005 [mg/L]
  • the hardness is less than 0.01 [mgCaCO 3 /L].
  • the concentration of boron contained in the raw water supplied to the RO membrane device placed in the first stage is 0.1 [mg/L]
  • the boron removal rate in the configuration of Category A is 0%
  • the boron removal rate in configuration B is 70 to 80%
  • the boron removal rate in configuration C is 90 to 95%.
  • the concentration of boron contained in the raw water supplied to the RO membrane device placed in the first stage is 0.2 [mg/L]
  • the boron removal rate in the configuration of Category A is 40 to 50%.
  • the boron removal rate in the configuration of Category B is 85 to 90%
  • the boron removal rate in the configuration of Category C is 95 to 98%.
  • a system was assumed in which alkali was added to the feed water line of the first stage low-pressure RO to adjust the pH of the concentrated water outlet to 10 to 11.
  • the ultra-ultra-low-pressure RO membrane equipped in the ultra-ultra-low-pressure RO membrane device has a concentration of NaCl of 500 to 2000 [mg/L], a pH value of 6 to 8, and a water temperature of The salt removal rate measured under the conditions that the temperature is 25°C and a stock solution with a permeate recovery rate of 10 to 25% is supplied is less than 99.4%, and the supply pressure is 1 [MPa] and the membrane area is 1.
  • the membrane has an amount of permeated water per [m 2 ] (permeated water flow rate per unit pressure/unit area) of 1.3 [(m 3 /d)/(m 2 ⁇ MPa)] or more.
  • ultra-low pressure RO membranes include DuPont's XLE-440, XLE-440i, Hydranautics' ESPA4 (ESPA4-LD-4040, ESPA4-LD, ESPA4-LD HP, ESPA4MAX), Toray Industries, Inc.
  • TMHA TMH10A, TMH20A-400C, TMH20A-440C
  • An ultra-low pressure RO membrane is one in which the permeate flow rate per unit pressure and unit area is less than 1.3 [(m 3 /d)/(m 2 MPa)] under the same test conditions as above. Refers to a film with a removal rate of 99.3% or more.
  • Examples of ultra-low pressure RO membranes include BW30HRLE-440 and SG30LE-440i manufactured by DuPont, ESPA2 MAX manufactured by Hydranautics, and TMG20D-400 manufactured by Toray Industries.
  • a low-pressure RO membrane has a permeate flow rate per unit pressure and unit area of 0.8 [(m 3 /d)/(m 2 ⁇ MPa)] or less under the same test conditions as above, Refers to membranes with a salt removal rate of 99.5% or more.
  • Examples of the low-pressure RO membrane include CR100 manufactured by DuPont. (Example 1)
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • RO membrane devices 10-1 and 10-2 and EDI devices 20-1 and 20-2 are connected in series.
  • Each of the RO membrane devices 10-1 and 10-2 is an ultra-low pressure RO membrane device equipped with an ultra-low pressure type RO membrane.
  • the EDI devices 20-1 and 20-2 are EDI devices for high purity.
  • Raw water is supplied to the RO membrane apparatus 10-1 shown in FIG. 1, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane apparatuses 10-1 and 10-2 and the EDI apparatuses 20-1 and 20-2.
  • the high-purity EDI device uses permeated water (boron concentration of 0.01 to 0.20 [mg/L] and water temperature of 20 to 28°C) that has been treated with a two-stage RO membrane.
  • the EDI device has a boron removal rate of 99.0% or more when treated as water to be treated by the EDI device.
  • the boron removal rate of the RO membrane device may be lower than when an ultra-low pressure, low-pressure, or high-pressure RO membrane device is installed. Conceivable. Therefore, EDI devices 20-1 and 20-2 including an EDI stack for high purity are installed as EDI devices downstream of the RO membrane devices 10-1 and 10-2.
  • the most downstream layer of the demineralization chamber of the EDI device for high purity is filled with at least an anion exchange resin, and more preferably a single bed of anion exchange resin. Furthermore, the concentration chamber adjacent to the demineralization chamber via a cation exchange membrane is filled with at least a cation exchange resin, and more preferably is filled with a mixed bed of an anion exchange resin and a cation exchange resin. .
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the structure of the EDI devices 20-1 and 20-2 shown in FIG. 1.
  • the EDI devices 20-1 and 20-2 shown in FIG. 102, a concentration chamber 103, 104 which is a mixed bed (MB) filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin, a first desalination chamber 105 filled with an anion exchange resin, and a cation exchange resin from upstream. and an anion exchange resin are provided in this order.
  • Anode chamber 101 and concentration chamber 103 are adjacent to each other with cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 103 and first demineralization chamber 105 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the first demineralization chamber 105 and the second demineralization chamber 106 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the second demineralization chamber 106 and the concentration chamber 104 are adjacent to each other with a cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 104 and cathode chamber 102 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the anode chamber 101 may also serve as the concentration chamber 103 without providing the cation exchange membrane 201 located between the anode chamber 101 and the concentration chamber 103.
  • the anion exchange membrane 202 located between the cathode chamber 102 and the concentration chamber 104 may not be provided, and the cathode chamber 102 may also serve as the concentration chamber 104.
  • Table 2 shows the results of water flow operation in the form of category A shown in FIG.
  • XLE-440 which is an ultra-low pressure RO membrane manufactured by DuPont, is used, and three Water was passed through the elements arranged in parallel.
  • the RO membrane device 10-1 was operated so that the flow rate of permeated water was 3.5 [m 3 /h], and the flow rate of permeated water in the RO membrane device 10-2 was 3.10 [m 3 /h].
  • the EDI devices 20-1 and 20-2 include an anion exchange membrane 202, a first demineralization chamber 105, an anion exchange membrane 202, a second demineralization chamber 106, and a cation exchange membrane 201 shown in FIG.
  • EDI stack for high purity in which 20 sets of basic configurations including the concentration chamber 104 were stacked, operation was performed under the following conditions of high flow rate and high current.
  • the EDI device 20-1 which is the 1st EDI
  • the flow rate (SV) per ion exchange resin volume in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 106 is 440 [h -1 ]
  • the current density is 1.2 [A/dm 2 ]
  • the differential pressure in the demineralization chamber was 0.22 ⁇ 0.02 [MPa].
  • the flow rate (SV) per volume of ion exchange resin in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 106 is 400 [h -1 ], and the current It was operated under the conditions that the density was 1.2 [A/dm 2 ] and the differential pressure in the demineralization chamber was 0.20 ⁇ 0.02 [MPa].
  • the high flow rate condition of the EDI stack is such that the flow rate (SV) per volume of ion exchange resin in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 106 of the EDI devices 20-1 and 20-2 is 300 to 300.
  • the water flow rate is 450 [h -1 ].
  • the high current condition for the EDI stack is that a current with a current density of 0.8 to 1.2 [A/dm 2 ] be passed through the EDI devices 20-1 and 20-2.
  • the conditions of high flow rate and high current of the EDI stack are conditions for water flow such that the water flow differential pressure in the demineralization chamber is 0.18 to 0.3 [MPa].
  • the flow rate (SV) per volume of ion exchange resin in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 106 of the EDI devices 20-1, 20-2 is 350 to 450 [h -1 ]. Let the water pass through.
  • a current with a current density of 0.7 to 1.4 [A/dm 2 ] is passed through the EDI devices 20-1 and 20-2. Also, water is passed through the desalination chamber so that the water flow differential pressure is 0.18 to 0.3 [MPa].
  • the EDI equipment for high purity is used as a two-stage configuration even in EDI feed water category A, which assumes RO treated water treated with a two-stage configuration of an extremely low pressure RO membrane device.
  • the boron concentration can be reduced to the level required for ultrapure water by cutting-edge semiconductor manufacturers (less than 1 ng/L).
  • FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • RO membrane devices 10-1 and 10-2 and EDI devices 21-1 and 20-2 are connected in series.
  • the RO membrane devices 10-1, 10-2 and the EDI device 20-2 are the same as those in the first embodiment.
  • the EDI device 21-1 is a general EDI device.
  • Raw water is supplied to the RO membrane apparatus 10-1 shown in FIG. 3, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane apparatuses 10-1 and 10-2 and the EDI apparatuses 21-1 and 20-2.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the structure of the EDI device 21-1 shown in FIG. 3.
  • the EDI device 21-1 shown in FIG. 3 includes an anode chamber 101 filled with cation exchange resin, a cathode chamber 102 filled with anion exchange resin, and Concentration chambers 107 and 108, a first demineralization chamber 105 filled with an anion exchange resin, and a second demineralization chamber 109 filled with a cation exchange resin are provided.
  • Anode chamber 101 and concentration chamber 107 are adjacent to each other with cation exchange membrane 201 in between.
  • the concentration chamber 107 and the first demineralization chamber 105 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the first demineralization chamber 105 and the second demineralization chamber 109 are adjacent to each other with a cation exchange membrane 201 in between.
  • the second demineralization chamber 109 and the concentration chamber 108 are adjacent to each other with a cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 108 and cathode chamber 102 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the anode chamber 101 may also serve as the concentration chamber 107 without providing the cation exchange membrane 201 located between the anode chamber 101 and the concentration chamber 107.
  • the anion exchange membrane 202 located between the cathode chamber 102 and the concentration chamber 108 may not be provided, and the cathode chamber 102 may also serve as the concentration chamber 108.
  • Table 3 shows the results of water flow operation in the form of category A shown in Figure 3.
  • the operating conditions of each device are similar to those of Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • RO membrane devices 10-1, 10-2, EDI device 20-1, and boron selective resin 30 are connected in series.
  • the RO membrane devices 10-1, 10-2 and the EDI device 20-1 are the same as those in the first embodiment.
  • the boron selective resin 30 is a device that selectively removes boron from the supplied liquid.
  • the boron-selective resin 30 has a functional group that specifically reacts with boron, and can selectively remove boron.
  • the boron-selective resin 30 is not particularly limited as long as it can selectively adsorb boron.
  • the boron selective resin 30 an ion exchange resin or the like into which a polyhydric alcohol group is introduced as a functional group is used.
  • the boron-selective resin 30 preferably has an N-methylglucamine group, which is a functional group having high selectivity for boron.
  • examples of the boron-selective resin 30 include Amberlite IRA743 (manufactured by DuPont), Diaion CRB03 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.
  • Raw water is supplied to the RO membrane device 10-1 shown in FIG. 5, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane devices 10-1, 10-2, EDI device 20-1, and boron selective resin 30. .
  • Table 4 shows the results of water flow operation in the form of category A shown in Figure 5.
  • the operating conditions of each device are similar to those of Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the water treatment system of the present invention.
  • RO membrane devices 11-1 and 10-2 and EDI devices 21-1 and 20-2 are connected in series.
  • the RO membrane device 10-2 and the EDI device 20-2 are the same as those in the first embodiment.
  • the EDI device 21-1 is the same as that in the second embodiment.
  • the RO membrane device 11-1 is a device equipped with an ultra-low pressure RO membrane.
  • the RO membrane device 11-1 is, for example, an ultra-low pressure RO membrane (SG30LE-440i) manufactured by DuPont.
  • Raw water is supplied to the RO membrane apparatus 11-1 shown in FIG. 6, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane apparatuses 11-1 and 10-2 and the EDI apparatuses 21-1 and 20-2.
  • Table 5 shows the results of water flow operation in the form of category B shown in Figure 6.
  • the operating conditions of each device are similar to those of Example 1.
  • FIG. 7 is a diagram showing a first comparative form for comparison with the above-mentioned embodiment.
  • RO membrane devices 10-1 and 10-2 and EDI devices 21-1 and 21-2 are connected in series.
  • Each of the RO membrane devices 10-1 and 10-2 is the same as in the first embodiment.
  • Each of the EDI devices 21-1 and 21-2 is the same as the EDI device 21-1 in the second embodiment.
  • Raw water is supplied to the RO membrane apparatus 10-1 shown in FIG. 7, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane apparatuses 10-1 and 10-2 and the EDI apparatuses 21-1 and 21-2.
  • Table 6 shows the results of water flow operation in the form of category A shown in FIG.
  • three elements are arranged in parallel to each of the RO membrane devices 10-1 and 10-2, and water is passed through the RO membrane devices 10-1 and 10-2, and the permeated water flow rate of the RO membrane device 10-1 is 3.5 [m 3 /h],
  • the RO membrane device 10-2 was operated so that the flow rate of permeated water was 3.10 [m 3 /h].
  • each of the EDI devices 21-1 and 21-2 has 20 stacked sets of the basic configuration of the concentration chambers 107 and 108, the first demineralization chamber 105, and the second demineralization chamber 109 shown in FIG.
  • the high-purity EDI stack was used and operated under the following conditions at high flow rate and high current.
  • the flow rate (SV) per ion exchange resin volume in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 109 is 440 [h -1 ], and the current density is 1.0 [A/dm 2 ] and the differential pressure in the demineralization chamber was 0.22 ⁇ 0.02 [MPa].
  • the flow rate (SV) per volume of ion exchange resin in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 109 is 400 [h -1 ], and the current It was operated under the conditions that the density was 1.0 [A/dm 2 ] and the differential pressure in the demineralization chamber was 0.20 ⁇ 0.02 [MPa].
  • the concentration of boron contained in the treated water in the final stage EDI device 21-2 was 0.06 ⁇ g/L, and boron could be sufficiently removed from the raw water.
  • the boron concentration cannot be reduced to the level of ultrapure water (less than 50 ng/L) required as a predetermined standard.
  • FIG. 8 is a diagram showing a second comparison form for comparison with the above-described embodiment.
  • RO membrane devices 12-1 and 11-2 and EDI devices 21-1 and 21-2 are connected in series.
  • the RO membrane device 12-1 is a device equipped with a low-pressure RO membrane.
  • the RO membrane device 12-1 is, for example, CR100 manufactured by DuPont.
  • the RO membrane device 11-2 is the same as the RO membrane device 11-1 in the fourth embodiment.
  • Each of the EDI devices 21-1 and 21-2 is the same as the EDI device 21-1 in the second embodiment.
  • Raw water is supplied to the RO membrane device 12-1 shown in FIG. 8, and the supplied raw water is processed in each of the RO membrane devices 12-1, 11-2 and the EDI devices 21-1, 21-2. Note that a predetermined amount of sodium hydroxide is added to the raw water supplied to the RO membrane device 12-1.
  • Table 7 shows the results of water flow operation in the form of category C shown in FIG.
  • three elements are arranged in parallel to each of the RO membrane devices 12-1 and 11-2, and water is passed through the RO membrane devices 12-1 and 11-2, and the permeated water flow rate of the RO membrane device 12-1 is 3.5 [m 3 /h], The RO membrane device 11-2 was operated so that the flow rate of permeated water was 3.10 [m 3 /h].
  • each of the EDI devices 21-1 and 21-2 has 20 stacked sets of the basic configuration of the concentration chambers 107 and 108, the first demineralization chamber 105, and the second demineralization chamber 109 shown in FIG.
  • the high-purity EDI stack was used and operated under the following conditions at high flow rate and high current.
  • the flow rate (SV) per ion exchange resin volume in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 109 is 440 [h -1 ]
  • the current density is 1.0 [A/dm 2 ]
  • the differential pressure in the demineralization chamber was 0.22 ⁇ 0.02 [MPa].
  • the flow rate (SV) per volume of ion exchange resin in the first demineralization chamber 105 or the second demineralization chamber 109 is 400 [h -1 ], and the current It was operated under the conditions that the density was 1.0 [A/dm 2 ] and the differential pressure in the demineralization chamber was 0.20 ⁇ 0.02 [MPa].
  • a supply pump that increases the pressure of the supply water is used to supply (pass) water to the RO membrane device and the EDI device.
  • the power consumption per unit processing flow rate was calculated and the rate of increase/decrease of each system was compared.
  • Table 8 shows the reduction rate of power consumption in each form using the value of power consumption in the second comparison form as a reference (increase/decrease rate is set to 0).
  • the RO-EDI operation Power consumption can be reduced by about 25 to 35% based on the value in the second comparison mode.
  • High-purity EDI tends to have higher power consumption than general EDI because it removes boron to a higher degree than general EDI.
  • the power consumption of EDI equipment for high purity can be reduced by appropriately managing the operation of the RO membrane equipment and keeping the concentration and hardness of silica, which are factors that cause voltage increases in EDI equipment, at low values. , it becomes possible to operate with power consumption reduced to about 1.5 times the power consumption of general EDI equipment.
  • the power consumption of the entire system can be reduced due to the effect of reducing power consumption by employing an extremely low pressure RO membrane.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of arrangement of pumps in the water treatment system of the present invention.
  • FIG. 9 shows three arrangement examples of cases 1 to 3.
  • the RO membrane devices 10-1, 10-2 and EDI devices 20-1, 20-2 in each are the same as those in the first embodiment.
  • the first pump 40-1 is placed upstream of the RO membrane device 10-1.
  • a second pump 40-2 is placed between the RO membrane device 10-2 and the EDI device 20-1.
  • a third pump 40-3 is arranged between EDI device 20-1 and EDI device 20-2.
  • the first pump 40-1 is placed upstream of the RO membrane device 10-1.
  • a second pump 40-2 is arranged between RO membrane device 10-1 and RO membrane device 10-2.
  • a third pump 40-3 is arranged between EDI device 20-1 and EDI device 20-2. In case 3, the first pump 40-1 is placed upstream of the RO membrane device 10-1.
  • a second pump 40-2 is placed between EDI device 20-1 and EDI device 20-2.
  • RO membrane device equipped with an extremely low pressure RO membrane
  • the differential pressure at the RO membrane portion is reduced, and two or more components (RO membrane device or EDI device) can be pumped using one pump.
  • other components a tank, an ultraviolet irradiation device, a degassing membrane, etc. may be arranged between each component.
  • FIG. 10 is a diagram showing pressure values at each point in the form shown in FIG. 3.
  • the first pump 40-1 is placed upstream of the RO membrane device 10-1.
  • a second pump 40-2 is placed between EDI device 21-1 and EDI device 20-2. That is, one pump 40-1 is used to pass water from the RO membrane device 10-1 to the EDI device 21-1.
  • the pump 40-2 increases the pressure of the treated water processed by the EDI device 21-1 and supplies the water to the EDI device 20-2.
  • the pressure value at the point between the pump 40-1 and the RO membrane device 10-1 is 1.2 [MPa].
  • the pressure value at the point between the RO membrane device 10-2 and the EDI device 21-1 is 0.34 [MPa].
  • the pressure value at the point between the EDI device 21-1 and the pump 40-2 is 0.14 [MPa]. Further, the pressure value at the point between the pump 40-2 and the EDI device 20-2 is 0.28 [MPa]. Further, the pressure value at the downstream point of the EDI device 20-2 is 0.10 [MPa]. Since the EDI device had a high flow rate, the differential pressure of the EDI device 21-1 was 0.2 [MPa], and the differential pressure of the EDI device 20-2 was 0.18 [MPa]. However, it was possible to operate without providing a pump before the EDI device 21-1, that is, between the RO membrane device 10-2 and the EDI device 21-1.
  • the pump 40-2 placed between the EDI device 21-1 and the EDI device 20-2 is placed between the RO membrane device 10-2 and the EDI device 21-1.
  • the differential pressure of the EDI device 20-2 is added to the differential pressure of the EDI device 21-1, and it is necessary to increase the pressure of the water supplied to the EDI device 21-1.
  • the pump 40-2 bears the burden of supplying water pressure to both the EDI device 21-1 and the EDI device 20-2, resulting in a large burden.
  • EDI devices have lower pressure resistance than RO membrane devices. Therefore, it is preferable to operate the EDI device at 0.5 [MPa] or less.
  • the water pressure supplied to the EDI device 21-1 needs to be at least 0.48 [MPa]. . Therefore, considering a certain margin, this is not necessarily preferable.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the structure of the high-purity EDI device used in the present invention. Examples of the structure of the high-purity EDI device used in the present invention are shown in FIGS. 2 and 4, and two other structural examples are shown in FIG.
  • the structure shown in the upper part of FIG. 11 has an anode chamber 101 filled with a cation exchange resin, a cathode chamber 102 filled with an anion exchange resin, and a mixed bed filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin.
  • Concentration chambers 103, 104 and a first demineralization chamber 110 which is a mixed bed filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin, are provided.
  • Anode chamber 101 and concentration chamber 103 are adjacent to each other with cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 103 and first demineralization chamber 110 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the first demineralization chamber 110 and the concentration chamber 104 are adjacent to each other with a cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 104 and cathode chamber 102 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • an anode chamber 101 filled with a cation exchange resin, a cathode chamber 102 filled with an anion exchange resin, concentration chambers 111 and 112 filled with a cation exchange resin, and a cation exchange resin are provided.
  • a first demineralization chamber 110 which is a mixed bed filled with an exchange resin and an anion exchange resin, is provided.
  • Anode chamber 101 and concentration chamber 111 are adjacent to each other with cation exchange membrane 201 in between.
  • the concentration chamber 111 and the first demineralization chamber 110 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the first demineralization chamber 110 and the concentration chamber 112 are adjacent to each other with a cation exchange membrane 201 in between.
  • Concentration chamber 112 and cathode chamber 102 are adjacent to each other with an anion exchange membrane 202 in between.
  • the lowest layer of the desalination chamber is filled with at least an anion exchange resin
  • the concentration chamber adjacent to the desalination chamber via the cation exchange membrane that partitions the desalination chamber is filled with at least an anion exchange resin. Filled with cation exchange resin.
  • the demineralization chamber may be filled with only the anion exchange resin.
  • a plurality of basic structures as described in Examples 1 and 2 may be stacked. This increases the amount of water that can be treated.
  • the anode chamber 101 may also serve as the concentration chambers 103, 111 without providing the cation exchange membrane 201 located between the anode chamber 101 and the concentration chambers 103, 111.
  • the anion exchange membrane 202 located between the cathode chamber 102 and the concentration chambers 104, 112 may not be provided, and the cathode chamber 102 may also serve as the concentration chambers 104, 112. Note that the conditions for high flow rate of the EDI stack in the configuration shown in FIG. It is to be.
  • the EDI device can perform continuous electrical regeneration by applying direct current. Therefore, compared to other ion exchange resin devices, EDI equipment has a high flow rate (SV) per resin volume, and is generally operated at a flow rate of about 150 to 250 h -1 .
  • the water flow differential pressure is about 0.09 to 0.15 [MPa].
  • the pressure loss of the RO membrane device is reduced, and the supply (pressure boost) pump and It becomes unnecessary to install a tank. Furthermore, since there is no need to add chemicals to adjust the pH of the target water, it is possible to reduce the cost of chemicals, equipment for adding chemicals, and management costs. Further, the RO membrane device is operated such that the silica concentration and hardness in the permeated water of the RO membrane, which causes an increase in the electrical resistance of the EDI device, are below a certain concentration. This makes it possible to increase the current while suppressing the voltage rise of the EDI device, and it becomes possible to obtain treated water of higher purity.
  • the present invention can provide a water treatment system with low energy consumption and low management costs.
  • the boron removal rate can be improved without imposing a large load.

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Abstract

被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理システムであって、極超低圧ＲＯ膜を含むＲＯ膜装置（１０－１，１０－２）と、ＲＯ膜装置（１０－１，１０－２）の後段に配置され、脱塩室の最下流層に少なくともアニオン交換樹脂が充填され、脱塩室を区画するカチオン交換膜を介して隣接する濃縮室に少なくともカチオン交換樹脂が充填されている高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置（２０－１，２０－２）とを有し、ＲＯ膜装置が２段ＲＯ膜装置であり、１段目と２段目との少なくとも一方に極超低圧ＲＯ膜が配置されている。

Description

水処理システムおよび水処理方法
　本発明は、水処理システムおよび水処理方法に関する。
　半導体装置や液晶装置の製造工程において、有機物、イオン成分、微粒子、細菌等が高度に除去された純水（超純水を含む）が洗浄水として使用されている。特に、半導体装置を含む電子部品の洗浄工程で使用される純水については、その水質に対する要求が年々高まっている。近年、その要求の１つとして、純水に含まれるホウ素の除去率の向上が求められている。弱酸成分であるホウ素は、逆浸透膜装置（以下、ＲＯ膜装置と称する）や電気再生式脱イオン水製造装置（以下、ＥＤＩ装置と称する）を用いて除去されることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、ホウ素の除去率を高いものとするために、ＲＯ膜装置として高圧型のものが使用されるケースもある（例えば、特許文献２参照。）。さらに、ＲＯ膜装置への供給水のｐＨをアルカリ側に調整することで、ホウ素除去効率が向上することも知られている。
特許第４０４５６５８号 特許第５７３３３５１号
　ＲＯ膜を用いたホウ素の除去率は低く、中性域では超低圧ＲＯ膜を用いても４５～６０％程度である。一方、ＲＯ膜として高圧型のものを使用すればホウ素の除去率も８０～９０％程度まで上昇するが、ポンプの消費電力の増大につながってしまう。また、ＲＯ膜への供給水のｐＨを９以上のアルカリ側に調整すればホウ素の除去率は向上するが、薬品注入設備が必要になるとともに、薬品の補充管理が必要になってしまう。その結果、管理コストも増大してしまう。また、アルカリの添加はＲＯ膜の劣化を促進する。そのため、ＲＯ膜の交換頻度が多くなってしまうという懸念もある。
　このように、上述した技術においては、多大な負荷をかけずにホウ素の除去率を向上させることができないという問題点がある。
　本発明の目的は、多大な負荷をかけずにホウ素の除去率を向上させることができる水処理システムおよび水処理方法を提供することにある。
　本発明の水処理システムは、
　被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理システムであって、
　極超低圧ＲＯ膜を含むＲＯ膜装置と、
　前記ＲＯ膜装置の後段に配置され、脱塩室の最下流層に少なくともアニオン交換樹脂が充填され、前記脱塩室を区画するカチオン交換膜を介して隣接する濃縮室に少なくともカチオン交換樹脂が充填されている高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置とを有し、
　前記ＲＯ膜装置が２段ＲＯ膜装置であり、１段目と２段目との少なくとも一方に前記極超低圧ＲＯ膜が配置されている。
　また、本発明の水処理方法は、
　被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理方法であって、
　高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置へ供給される被処理水のホウ素濃度が２０～１００［μｇ／Ｌ］、シリカ濃度が５０［μｇ／Ｌ］以下、硬度が０．０５［ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ］以下となるように、前記ＥＤＩ装置の前段に設けられた、極超低圧型ＲＯ膜装置を含むＲＯ膜装置を運転する。
　本発明においては、多大な負荷をかけずにホウ素の除去率を向上させることができる。
本発明の水処理システムの第１の実施の形態を示す図である。 図１に示したＥＤＩ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の水処理システムの第２の実施の形態を示す図である。 図３に示した一般向けＥＤＩ装置の構造の一例を示す図である。 本発明の水処理システムの第３の実施の形態を示す図である。 本発明の水処理システムの第４の実施の形態を示す図である。 実施例と比較するための第１の比較の形態を示す図である。 実施例と比較するための第２の比較の形態を示す図である。 本発明の水処理システムにおけるポンプの配置例を示す図である。 図３に示した形態における各ポイントでの圧力値を示す図である。 本発明に用いる高純度向けＥＤＩ装置の構造の他の例を示す図である。
　ＷＨＯの飲料水の水質に関するガイドライン（Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ　ｆｏｒ　ｄｒｉｎｋｉｎｇ－ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ：　ｆｏｕｒｔｈ　ｅｄｉｔｉｏｎ　ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄ　ａｄｄｅｎｄａ，　４ｔｈ　ｅｄ　＋　１ｓｔ　ａｄｄ　＋　２ｎｄ　ａｄｄ．Ｗｏｒｌｄ　Ｈｅａｌｔｈ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）では、世界のほとんどの地域での飲料水中のホウ素濃度は０．５［ｍｇ／Ｌ］未満であると報告されている。さらに、日本水道協会の水道水質データベース（令和元年）の水質分布表（原水）における平均値（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｗｗａ．ｏｒ．ｊｐ／ｍｉｚｕ／）は、ホウ素およびその化合物の濃度が０．１［ｍｇ／Ｌ］以下である地点において、表流水では９９％、地下水で９７％である。これらのことから、本発明が適用される原水のホウ素濃度の範囲として、好ましくは０．０１～０．２［ｍｇ／Ｌ］、より好ましくは０．０２～０．１［ｍｇ／Ｌ］を想定している。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、互いに直列に接続されたＲＯ膜（逆浸透膜）装置とＥＤＩ装置（電気再生式脱イオン水製造装置）とを用いて、被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理システムである。ＥＤＩ装置はＲＯ膜装置の後段に配置される。ＥＤＩ装置は、電気泳動と電気透析とを組み合わせた装置である。ＥＤＩ装置の構成は、陽極と陰極との間に、一対のイオン交換膜で区画された脱塩室が配置された構成である。ＥＤＩ装置において、少なくともその脱塩室にはイオン交換樹脂が充填されている。陽極と陰極との間に直流電圧を印加した状態で脱塩室に被処理水を通水する。それにより、脱塩室において被処理水に対する脱塩処理が行われ、イオン成分が除去された処理水が脱塩室から流出する。ＲＯ膜装置の構成は、２段構成（２段ＲＯ膜装置）である。このＲＯ膜装置の２段構成は、例えば、極超低圧ＲＯ膜装置と極超低圧ＲＯ膜装置との２段構成、超低圧ＲＯ膜装置と極超低圧ＲＯ膜装置との２段構成のほか、２段構成のうち一方が極超低圧ＲＯ膜装置であり他方が低圧ＲＯ膜装置等の他のＲＯ膜装置である構成でも良い。ＲＯ膜装置の構成に応じて、複数の区分に分け、それぞれの区分においてＥＤＩ装置へ供給される供給水の水質を設定した。区分ごとのＥＤＩ装置への供給水（ＲＯ膜装置の処理水）の水質のパラメータを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、ＲＯ膜装置の構成が、極超低圧ＲＯ膜装置の後段に極超低圧ＲＯ膜装置が配置される構成であるケースを想定した場合にＥＤＩ装置へ供給される供給水を区分Ａとする。また、ＲＯ膜装置の構成が、超低圧ＲＯ膜装置の後段に極超低圧ＲＯ膜装置が配置される構成であるケースを想定した場合にＥＤＩ装置へ供給される供給水を区分Ｂとする。また、ＲＯ膜装置の構成が、低圧ＲＯ膜装置の後段に超低圧ＲＯ膜装置が配置される構成であるケースを想定した場合にＥＤＩ装置へ供給される供給水を区分Ｃとする。区分Ａの供給水について、導電率が３～４［μＳ／ｃｍ］であり、ホウ素の濃度が０．１０～０．１２［ｍｇ／Ｌ］であり、ナトリウムの濃度が０．５～０．６［ｍｇ／Ｌ］であり、シリカの濃度が０．０４～０．０６［ｍｇ／Ｌ］であり、硬度が０．０４～０．０５［ｍｇＣａＣＯ3／Ｌ］である。また、区分Ｂの供給水について、導電率が２～３［μＳ／ｃｍ］であり、ホウ素の濃度が０．０２～０．０３［ｍｇ／Ｌ］であり、ナトリウムの濃度が０．２～０．３［ｍｇ／Ｌ］であり、シリカの濃度が０．００～０．０２［ｍｇ／Ｌ］であり、硬度が０．０２～０．０３［ｍｇＣａＣＯ3／Ｌ］である。また、区分Ｃの供給水について、導電率が１～２［μＳ／ｃｍ］であり、ホウ素の濃度が０．００５～０．０１［ｍｇ／Ｌ］であり、ナトリウムの濃度が０．１～０．１５［ｍｇ／Ｌ］であり、シリカの濃度が０．００５［ｍｇ／Ｌ］未満であり、硬度が０．０１［ｍｇＣａＣＯ3／Ｌ］未満である。
　１段目に配置されたＲＯ膜装置に供給される原水に含まれるホウ素の濃度を０．１［ｍｇ／Ｌ］とした場合、区分Ａの構成でのホウ素除去率は０％であり、区分Ｂの構成でのホウ素除去率は７０～８０％であり、区分Ｃの構成でのホウ素除去率は９０～９５％である。また、１段目に配置されたＲＯ膜装置に供給される原水に含まれるホウ素の濃度を０．２［ｍｇ／Ｌ］とした場合、区分Ａの構成でのホウ素除去率は４０～５０％であり、区分Ｂの構成でのホウ素除去率は８５～９０％であり、区分Ｃの構成でのホウ素除去率は９５～９８％である。なお、区分Ｃの構成において、１段目の低圧ＲＯの供給水ラインにアルカリを添加して、濃縮水出口のｐＨを１０～１１に調整するシステムを想定した。
　ここで、極超低圧ＲＯ膜装置に具備された極超低圧型のＲＯ膜は、含有ＮａＣｌの濃度が５００～２０００［ｍｇ／Ｌ］であり、ｐＨの値が６～８であり、水温が２５℃であり、透過水回収率が１０～２５％である原液が供給されるという条件下で測定された塩除去率が９９．４％未満であり、供給圧力１［ＭＰａ］・膜面積１［ｍ2］あたりの透過水量（単位圧力・単位面積あたりの透過水流量）が、１．３［（ｍ3／ｄ）／（ｍ2・ＭＰａ）］以上である膜である。例えば、上記の試験条件において、供給圧力が０．８６［ＭＰａ］、透過水量が５３［ｍ3／ｄ］、膜面積が４１［ｍ2］である場合、供給圧力１［ＭＰａ］・膜面積１［ｍ2］あたりの透過水量は、５３÷（４１×０．８６）＝１．５０［（ｍ3／ｄ）／（ｍ2・ＭＰａ）］となる。極超低圧型のＲＯ膜として、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＸＬＥ－４４０、ＸＬＥ－４４０ｉ、Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ社製のＥＳＰＡ４（ＥＳＰＡ４－ＬＤ－４０４０、ＥＳＰＡ４－ＬＤ、ＥＳＰＡ４－ＬＤ　ＨＰ、ＥＳＰＡ４ＭＡＸ）、東レ社製のＴＭＨＡ（ＴＭＨ１０Ａ、ＴＭＨ２０Ａ－４００Ｃ、ＴＭＨ２０Ａ－４４０Ｃ）などが挙げられる。超低圧ＲＯ膜とは、上記と同様の試験条件において、単位圧力・単位面積あたりの透過水流量が、１．３［（ｍ3／ｄ）／（ｍ2・ＭＰａ）］未満であり、塩除去率が９９．３％以上である膜などを指す。超低圧ＲＯ膜として、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＢＷ３０ＨＲＬＥ－４４０、ＳＧ３０ＬＥ－４４０ｉ、Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃｓ社製のＥＳＰＡ２　ＭＡＸ、東レ社製のＴＭＧ２０Ｄ－４００などが挙げられる。また、低圧ＲＯ膜とは、上記と同様の試験条件において、単位圧力・単位面積あたりの透過水流量が、０．８［（ｍ3／ｄ）／（ｍ2・ＭＰａ）］以下であり、塩除去率が９９．５％以上である膜などを指す。低圧ＲＯ膜として、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＣＲ１００などが挙げられる。
（実施例１）
　図１は、本発明の水処理システムの第１の実施の形態を示す図である。本形態においては図１に示すように、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２と、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１０－１，１０－２それぞれは、極超低圧型のＲＯ膜が具備された極超低圧ＲＯ膜装置である。ＥＤＩ装置２０－１，２０－２は、高純度向けＥＤＩ装置である。図１に示したＲＯ膜装置１０－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２０－１，２０－２のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。
　ここで、高純度向けＥＤＩ装置は、２段ＲＯ膜で処理された透過水（ホウ素濃度が０．０１～０．２０［ｍｇ／Ｌ］であり、水温が２０～２８℃である）を、ＥＤＩ装置の被処理水として処理した際のホウ素除去率が９９．０％以上となるＥＤＩ装置である。ＥＤＩ装置の前段に極超低圧型のＲＯ膜装置を設けた場合、ＲＯ膜装置のホウ素除去率は、超低圧型または低圧型または高圧型のＲＯ膜装置を設けた場合よりも低下することが考えられる。そのため、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２の後段のＥＤＩ装置として、高純度向けのＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置２０－１，２０－２を設置する。高純度向けＥＤＩ装置の脱塩室の最下流層には、少なくともアニオン交換樹脂が充填されており、より好ましくはアニオン交換樹脂が単床で充填されている。さらに、脱塩室を区画するカチオン交換膜を介して隣接する濃縮室には、少なくともカチオン交換樹脂が充填されており、より好ましくはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混床で充填されている。
　図２は、図１に示したＥＤＩ装置２０－１，２０－２の構造の一例を示す図である。図１に示したＥＤＩ装置２０－１，２０－２には図２に示すように、カチオン交換樹脂（ＣＥＲ）が充填された陽極室１０１と、アニオン交換樹脂（ＡＥＲ）が充填された陰極室１０２と、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが充填された混床（ＭＢ）である濃縮室１０３，１０４と、アニオン交換樹脂が充填された第１の脱塩室１０５と、上流からカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との順序で充填されている第２の脱塩室１０６とが設けられている。陽極室１０１と濃縮室１０３とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０３と第１の脱塩室１０５とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。第１の脱塩室１０５と第２の脱塩室１０６とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。第２の脱塩室１０６と濃縮室１０４とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０４と陰極室１０２とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。なお、陽極室１０１と濃縮室１０３との間に位置するカチオン交換膜２０１を設けずに陽極室１０１が濃縮室１０３を兼ねても良い。また、陰極室１０２と濃縮室１０４との間に位置するアニオン交換膜２０２を設けずに陰極室１０２が濃縮室１０４を兼ねても良い。
　図１に示した区分Ａの形態に通水運転をした結果を表２に示す。ここで、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２それぞれには、Ｄｕｐｏｎｔ社製の極超低圧ＲＯ膜である、ＸＬＥ－４４０を用い、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２それぞれに３本のエレメントを並列に配置して通水した。ＲＯ膜装置１０－１の透過水流量が３．５［ｍ3／ｈ］、ＲＯ膜装置１０－２の透過水流量が３．１０［ｍ3／ｈ］になるように運転した。また、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２には、図２に示したアニオン交換膜２０２と第１の脱塩室１０５とアニオン交換膜２０２と第２の脱塩室１０６とカチオン交換膜２０１と濃縮室１０４との基本構成が２０セット積層された高純度向けＥＤＩスタックを用い、以下の高流速、高電流での条件にて運転を行った。１ｓｔＥＤＩであるＥＤＩ装置２０－１については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０６のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４４０［ｈ-1］であり、電流密度が１．２［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２２±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。また、２ｎｄＥＤＩであるＥＤＩ装置２０－２については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０６のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４００［ｈ-1］であり、電流密度が１．２［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２０±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。ＥＤＩスタックの高流速の条件とは、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２の第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０６のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が、３００～４５０［ｈ-1］となるように通水することである。また、ＥＤＩスタックの高電流の条件とは、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２に、電流密度が０．８～１．２［Ａ／ｄｍ２］となる電流を流すことである。また、ＥＤＩスタックの高流速および高電流の条件は、脱塩室の通水差圧が０．１８～０．３［ＭＰａ］となるように通水する条件となる。ここで、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２の第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０６のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）は、３５０～４５０［ｈ-1］となるように通水する。また、ＥＤＩ装置２０－１，２０－２に、電流密度が０．７～１．４［Ａ／ｄｍ2］となる電流を流す。また、脱塩室の通水差圧が０．１８～０．３［ＭＰａ］となるように通水する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、本形態においては、極超低圧ＲＯ膜装置を２段構成として処理したＲＯ処理水を想定したＥＤＩ供給水区分Ａにおいても、高純度向けＥＤＩ装置を２段構成として用いて水処理を行うことで、最先端の半導体製造メーカの超純水要求レベルであるホウ素濃度（１ｎｇ／Ｌ未満）まで低減することができる。
（実施例２）
　図３は、本発明の水処理システムの第２の実施の形態を示す図である。本形態においては図３に示すように、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２と、ＥＤＩ装置２１－１，２０－２とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２０－２それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。ＥＤＩ装置２１－１は、一般向けＥＤＩ装置である。図３に示したＲＯ膜装置１０－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２１－１，２０－２のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。
　図４は、図３に示したＥＤＩ装置２１－１の構造の一例を示す図である。図４に示すように、図３に示したＥＤＩ装置２１－１には、カチオン交換樹脂が充填された陽極室１０１と、アニオン交換樹脂が充填された陰極室１０２と、アニオン交換樹脂が充填された濃縮室１０７，１０８と、アニオン交換樹脂が充填された第１の脱塩室１０５と、カチオン交換樹脂が充填された第２の脱塩室１０９とが設けられている。陽極室１０１と濃縮室１０７とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０７と第１の脱塩室１０５とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。第１の脱塩室１０５と第２の脱塩室１０９とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。第２の脱塩室１０９と濃縮室１０８とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０８と陰極室１０２とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。なお、陽極室１０１と濃縮室１０７との間に位置するカチオン交換膜２０１を設けずに陽極室１０１が濃縮室１０７を兼ねても良い。また、陰極室１０２と濃縮室１０８との間に位置するアニオン交換膜２０２を設けずに陰極室１０２が濃縮室１０８を兼ねても良い。
　図３に示した区分Ａの形態に通水運転をした結果を表３に示す。各装置の運転条件は実施例１のものと同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、本形態においては、極超低圧ＲＯ膜装置を２段構成として処理したＲＯ処理水を想定したＥＤＩ供給水区分Ａにおいても、一般向けＥＤＩ装置と高純度向けＥＤＩ装置とを組み合わせて水処理を行うことで、所定の基準としてＩＲＤＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｒｏａｄｍａｐ　ｆｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）で要求されている超純水のホウ素濃度レベル（５０ｎｇ／Ｌ未満）まで低減することができる。
（実施例３）
　図５は、本発明の水処理システムの第３の実施の形態を示す図である。本形態においては図５に示すように、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２と、ＥＤＩ装置２０－１と、ホウ素選択性樹脂３０とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２０－１それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。ホウ素選択性樹脂３０は、供給された液体からホウ素を選択的に除去する装置である。ホウ素選択性樹脂３０は，ホウ素と特異的な反応をする官能基を有し、ホウ素を選択的に除去することができる。ホウ素選択性樹脂３０は、ホウ素を選択的に吸着できるものであれば特に限定されない。ホウ素選択性樹脂３０として、官能基として多価アルコール基を導入したイオン交換樹脂などが用いられる。特に、ホウ素選択性樹脂３０は、ホウ素に対する高い選択性を有する官能基である、Ｎ－メチルグルカミン基を有するものが好ましい。例えば、ホウ素選択性樹脂３０として、アンバーライトＩＲＡ７４３（Ｄｕｐｏｎｔ社製）、ダイヤイオンＣＲＢ０３（三菱化学株式会社製）などを挙げることができる。図５に示したＲＯ膜装置１０－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２、ＥＤＩ装置２０－１およびホウ素選択性樹脂３０のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。
　図５に示した区分Ａの形態に通水運転をした結果を表４に示す。各装置の運転条件は実施例１のものと同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、本形態においては、極超低圧ＲＯ膜装置を２段構成として処理したＲＯ処理水を想定したＥＤＩ供給水区分Ａにおいても、その後段に高純度向けＥＤＩ装置を１段設け、さらにその後段にホウ素選択性樹脂を設けて水処理を行うことで、最先端の半導体製造メーカの超純水要求レベルであるホウ素濃度（１ｎｇ／Ｌ未満）まで低減することができる。
（実施例４）
　図６は、本発明の水処理システムの第４の実施の形態を示す図である。本形態においては図６に示すように、ＲＯ膜装置１１－１，１０－２と、ＥＤＩ装置２１－１，２０－２とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１０－２およびＥＤＩ装置２０－２それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。ＥＤＩ装置２１－１は、第２の実施の形態におけるものと同じものである。ＲＯ膜装置１１－１は、超低圧ＲＯ膜が具備された装置である。ＲＯ膜装置１１－１は、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社製の超低圧ＲＯ膜（ＳＧ３０ＬＥ－４４０ｉ）である。図６に示したＲＯ膜装置１１－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１１－１，１０－２およびＥＤＩ装置２１－１，２０－２のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。
　図６に示した区分Ｂの形態に通水運転をした結果を表５に示す。各装置の運転条件は実施例１のものと同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表５に示すように、本形態においては、超低圧ＲＯ膜装置と極超低圧ＲＯ膜装置とを組み合わせて２段処理したＲＯ処理水を想定したＥＤＩ供給水区分Ｂにおいても、一般向けＥＤＩ装置と高純度向けＥＤＩ装置とを組み合わせて水処理を行うことで、最先端の半導体製造メーカの超純水要求レベルであるホウ素濃度（１ｎｇ／Ｌ未満）まで低減することができる。
（比較例１）
　図７は、上述した実施例と比較するための第１の比較の形態を示す図である。本形態は図７に示すように、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２と、ＥＤＩ装置２１－１，２１－２とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１０－１，１０－２それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。ＥＤＩ装置２１－１，２１－２それぞれは、第２の実施の形態におけるＥＤＩ装置２１－１と同じものである。図７に示したＲＯ膜装置１０－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２１－１，２１－２のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。
　図７に示した区分Ａの形態に通水運転をした結果を表６に示す。ここで、ＲＯ膜装置１０－１，１０－２それぞれに３本のエレメントを並列に配置して通水し、ＲＯ膜装置１０－１の透過水流量が３．５［ｍ3／ｈ］、ＲＯ膜装置１０－２の透過水流量が３．１０［ｍ3／ｈ］になるように運転した。また、ＥＤＩ装置２１－１，２１－２のそれぞれには、図４に示した濃縮室１０７，１０８と第１の脱塩室１０５と第２の脱塩室１０９との基本構成が２０セット積層された高純度向けＥＤＩスタックを用い、以下の高流速、高電流での条件にて運転を行った。１ｓｔＥＤＩであるＥＤＩ装置２１－１については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０９のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４４０［ｈ-1］であり、電流密度が１．０［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２２±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。また、２ｎｄＥＤＩであるＥＤＩ装置２１－２については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０９のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４００［ｈ-1］であり、電流密度が１．０［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２０±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６に示すように、本比較の形態においては、最終段のＥＤＩ装置２１－２における処理水に含まれるホウ素の濃度が０．０６μｇ／Ｌとなり、原水からホウ素を十分に除去することができず、所定の基準として要求されている超純水のホウ素濃度レベル（５０ｎｇ／Ｌ未満）まで低減することができない。
（比較例２）
　図８は、上述した実施例と比較するための第２の比較の形態を示す図である。本形態においては図８に示すように、ＲＯ膜装置１２－１，１１－２と、ＥＤＩ装置２１－１，２１－２とが直列に接続されている。ＲＯ膜装置１２－１は、低圧ＲＯ膜が具備された装置である。ＲＯ膜装置１２－１は、例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社製のＣＲ１００である。ＲＯ膜装置１１－２は、第４の実施の形態におけるＲＯ膜装置１１－１と同じものである。ＥＤＩ装置２１－１，２１－２それぞれは、第２の実施の形態におけるＥＤＩ装置２１－１と同じものである。図８に示したＲＯ膜装置１２－１へ原水を供給し、ＲＯ膜装置１２－１，１１－２およびＥＤＩ装置２１－１，２１－２のそれぞれにおいて供給された原水が処理される。なお、ＲＯ膜装置１２－１に供給される原水には、所定の量の水酸化ナトリウムが添加される。
　図８に示した区分Ｃの形態に通水運転をした結果を表７に示す。ここで、ＲＯ膜装置１２－１，１１－２それぞれに３本のエレメントを並列に配置して通水し、ＲＯ膜装置１２－１の透過水流量が３．５［ｍ3／ｈ］、ＲＯ膜装置１１－２の透過水流量が３．１０［ｍ3／ｈ］になるように運転した。また、ＥＤＩ装置２１－１，２１－２のそれぞれには、図４に示した濃縮室１０７，１０８と第１の脱塩室１０５と第２の脱塩室１０９との基本構成が２０セット積層された高純度向けＥＤＩスタックを用い、以下の高流速、高電流での条件にて運転を行った。１ｓｔＥＤＩであるＥＤＩ装置２１－１については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０９のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４４０［ｈ-1］であり、電流密度が１．０［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２２±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。また、２ｎｄＥＤＩであるＥＤＩ装置２１－２については、第１の脱塩室１０５または第２の脱塩室１０９のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が４００［ｈ-1］であり、電流密度が１．０［Ａ／ｄｍ2］であり、脱塩室の差圧が０．２０±０．０２［ＭＰａ］になる条件で運転した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７に示すように、本比較の形態においては、ＲＯ膜装置１２－１，１１－２でホウ素濃度を十分に低減しても、その後段の一般向けＥＤＩであるＥＤＩ装置２１－１，２１－２の２段構成における水処理では、処理水のホウ素濃度が０．０４μｇ／Ｌとなり、所定の基準としてＩＲＤＳで要求されているレベルは達成できるものの、先端半導体製造メーカの要求レベルである１ｎｇ／Ｌを超過してしまう。特に、２段目のＥＤＩ装置に一般向けのＥＤＩを用いるとホウ素の除去率が著しく低下することが確認された。
　上述した形態では、ＲＯ膜装置およびＥＤＩ装置への水の供給（通液）には供給水を昇圧する供給ポンプを用いる。極超低圧ＲＯ膜、超低圧ＲＯ膜および低圧ＲＯ膜の通水圧力に基づいて算出した供給ポンプの必要電力容量と、一般向けＥＤＩおよび高純度向けＥＤＩの運転電流と運転電圧とに基づいて、単位処理流量あたりの消費電力を算出し、それぞれのシステムの増減率の比較を行った。表８に、第２の比較の形態における消費電力の値を基準（増減率０と設定）として各形態における消費電力の削減率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８に示すように、ＲＯ膜装置として極超低圧のＲＯ膜を具備した装置を採用することで、低圧膜や超低圧膜のＲＯ膜を具備した装置を採用するよりもＲＯ－ＥＤＩの運転消費電力を、第２の比較の形態における値を基準として、２５～３５％程度低減することができる。高純度向けＥＤＩは、一般向けＥＤＩよりもホウ素を高度に除去する目的から、一般向けＥＤＩよりも消費電力が高くなる傾向がある。一方で、ＥＤＩ装置の電圧上昇の要因となるシリカの濃度と硬度とを、ＲＯ膜装置の運転を適切に管理して、低い値に維持することで、高純度向けのＥＤＩ装置の消費電力を、一般向けＥＤＩ装置の消費電力の１．５倍程度に抑えて運転することが可能になる。加えて、極超低圧のＲＯ膜の採用による消費電力の低減効果により、システム全体の消費電力を低減させることができる。
　以下に、本発明の水処理システムにおける供給ポンプの配置について説明する。図９は、本発明の水処理システムにおけるポンプの配置例を示す図である。図９には、ケース１～３の３つの配置例を示す。それぞれにおけるＲＯ膜装置１０－１，１０－２およびＥＤＩ装置２０－１，２０－２それぞれは、第１の実施の形態におけるものと同じものである。ケース１では、１つ目のポンプ４０－１が、ＲＯ膜装置１０－１の前段に配置される。２つ目のポンプ４０－２が、ＲＯ膜装置１０－２とＥＤＩ装置２０－１との間に配置される。３つ目のポンプ４０－３が、ＥＤＩ装置２０－１とＥＤＩ装置２０－２との間に配置される。ケース２では、１つ目のポンプ４０－１が、ＲＯ膜装置１０－１の前段に配置される。２つ目のポンプ４０－２が、ＲＯ膜装置１０－１とＲＯ膜装置１０－２との間に配置される。３つ目のポンプ４０－３が、ＥＤＩ装置２０－１とＥＤＩ装置２０－２との間に配置される。ケース３では、１つ目のポンプ４０－１が、ＲＯ膜装置１０－１の前段に配置される。２つ目のポンプ４０－２が、ＥＤＩ装置２０－１とＥＤＩ装置２０－２との間に配置される。
　上述した実施の形態においては、ＲＯ膜装置に極超低圧のＲＯ膜を具備した装置を採用することで、ＲＯ膜部分の差圧が小さくなり、互いに直列配置された２つ以上の構成要素（ＲＯ膜装置またはＥＤＩ装置）に１つのポンプを用いて通水することができる。なお、各構成要素の間には、他の構成要素（タンク、紫外線照射装置、脱気膜など）が配置されても良い。
　図１０は、図３に示した形態における各ポイントでの圧力値を示す図である。ここでは、１つ目のポンプ４０－１が、ＲＯ膜装置１０－１の前段に配置される。２つ目のポンプ４０－２が、ＥＤＩ装置２１－１とＥＤＩ装置２０－２との間に配置される。つまり、ＲＯ膜装置１０－１からＥＤＩ装置２１－１まで１つのポンプ４０－１を用いて通水する。ＥＤＩ装置２１－１が処理した処理水をポンプ４０－２が昇圧してＥＤＩ装置２０－２に通水する。このような構成において、ポンプ４０－１とＲＯ膜装置１０－１との間のポイントにおける圧力値は１．２［ＭＰａ］である。また、ＲＯ膜装置１０－２とＥＤＩ装置２１－１との間のポイントにおける圧力値は０．３４［ＭＰａ］である。また、ＥＤＩ装置２１－１とポンプ４０－２との間のポイントにおける圧力値は０．１４［ＭＰａ］である。また、ポンプ４０－２とＥＤＩ装置２０－２との間のポイントにおける圧力値は０．２８［ＭＰａ］である。また、ＥＤＩ装置２０－２の後段のポイントにおける圧力値は０．１０［ＭＰａ］である。ＥＤＩ装置は流速を高流速化したため、ＥＤＩ装置２１－１の差圧は０．２［ＭＰａ］となり、ＥＤＩ装置２０－２の差圧は０．１８［ＭＰａ］となった。しかしながら、ＥＤＩ装置２１－１の前段、つまりＲＯ膜装置１０－２とＥＤＩ装置２１－１との間にポンプを設けることなく運転することができた。ＥＤＩ装置２１－１とＥＤＩ装置２０－２との間に配置されたポンプ４０－２をＲＯ膜装置１０－２とＥＤＩ装置２１－１との間に配置することも考えらえる。しかしながら、そのような配置とすると、ＥＤＩ装置２０－２の差圧が、ＥＤＩ装置２１－１の差圧に加算されて、ＥＤＩ装置２１－１の供給水圧力を大きくかける必要がある。つまり、ポンプ４０－２がＥＤＩ装置２１－１とＥＤＩ装置２０－２との双方への供給水圧力を負担することとなり、大きな負担となってしまう。ＥＤＩ装置はＲＯ膜装置よりも耐圧性能が低い。そのため、ＥＤＩ装置を０．５［ＭＰａ］以下で運用することが好ましい。ＥＤＩ装置２０－２への供給水圧力を図１０に示すような０．２８［ＭＰａ］とするためには、ＥＤＩ装置２１－１の供給水圧力は最低でも０．４８［ＭＰａ］必要になる。そのため、ある程度のマージンを考慮すると、必ずしも好ましいとは言えない。
　図１１は、本発明に用いる高純度向けＥＤＩ装置の構造の他の例を示す図である。本発明に用いる高純度向けＥＤＩ装置の構造として、図２および図４に例を挙げたが、その他の２つの構造例を図１１に示す。図１１の上側に示した構造では、カチオン交換樹脂が充填された陽極室１０１と、アニオン交換樹脂が充填された陰極室１０２と、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが充填された混床である濃縮室１０３，１０４と、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが充填された混床である第１の脱塩室１１０とが設けられている。陽極室１０１と濃縮室１０３とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０３と第１の脱塩室１１０とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。第１の脱塩室１１０と濃縮室１０４とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１０４と陰極室１０２とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。図１１の下側に示した構造では、カチオン交換樹脂が充填された陽極室１０１と、アニオン交換樹脂が充填された陰極室１０２と、カチオン交換樹脂が充填された濃縮室１１１，１１２と、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが充填された混床である第１の脱塩室１１０とが設けられている。陽極室１０１と濃縮室１１１とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１１１と第１の脱塩室１１０とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。第１の脱塩室１１０と濃縮室１１２とが、カチオン交換膜２０１を介して隣接されている。濃縮室１１２と陰極室１０２とが、アニオン交換膜２０２を介して隣接されている。このように、高純度向けＥＤＩ装置は、脱塩室の最下流層に、少なくともアニオン交換樹脂が充填されており、脱塩室を区画するカチオン交換膜を介して隣接する濃縮室には、少なくともカチオン交換樹脂が充填されている。なお、脱塩室にアニオン交換樹脂だけが充填されていても良い。また、実施例１，２で説明したような、基本構成を複数積層しても良い。これにより処理できる水の量を増やすことができる。さらに、陽極室１０１と濃縮室１０３，１１１との間に位置するカチオン交換膜２０１を設けずに陽極室１０１が濃縮室１０３，１１１を兼ねても良い。また、陰極室１０２と濃縮室１０４，１１２との間に位置するアニオン交換膜２０２を設けずに陰極室１０２が濃縮室１０４，１１２を兼ねても良い。なお、図１１に示した構成におけるＥＤＩスタックの高流速の条件とは、脱塩室１１０のイオン交換樹脂体積あたりの流量（ＳＶ）が、３００～４５０［ｈ-1］となるように通水することである。
　ＥＤＩ装置は直流電流の通電にて、連続的に電気再生を行なえる。そのため、ＥＤＩ装置は他のイオン交換樹脂装置と比較すると、樹脂体積当たりの流量（ＳＶ）は速く、１５０～２５０［ｈ-1］程度の流速で運用されるのが一般的であり、その際の通水差圧は０．０９～０．１５［ＭＰａ］程度である。このようなＥＤＩ装置の流速を、より高流速化する検討を行い、従来装置の１．５倍を超える流速で運転することを試みた。その結果、通水差圧も１．５倍を超える値となり、ＥＤＩ装置へ水を供給するために必要になる圧力も高くなる結果を得た。また、本発明において、極超低圧型のＲＯ膜が具備された装置を採用することで、ＲＯ膜装置の圧力損失が小さくなり、システムを構成する装置それぞれの間すべてに供給（昇圧）ポンプやタンクを設置することが不要となる。また、対象水のｐＨを調整するための薬品添加もなくなることで薬品コストや、薬品添加設備、管理費用を削減できる。さらに、ＥＤＩ装置の電気抵抗上昇の原因となる、ＲＯ膜の透過水中のシリカ濃度および硬度が一定の濃度以下になるようにＲＯ膜装置を運転する。これにより、ＥＤＩ装置の電圧上昇を抑えながら電流を増大することが可能になり、より高純度の処理水を得ることが可能になる。また、極超低圧型のＲＯ膜が具備された装置を採用することで、消費電力を大幅に低減させることができる。このように、本発明においては、エネルギー消費が少なく、管理コストも低い水処理システムを提供することができる。そして、多大な負荷をかけずにホウ素の除去率を向上させることができる。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０２２年８月３１日に出願された日本出願特願２０２２－１３８２３７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (8)

  1. 　被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理システムであって、
    　極超低圧ＲＯ膜を含むＲＯ膜装置と、
    　前記ＲＯ膜装置の後段に配置され、脱塩室の最下流層に少なくともアニオン交換樹脂が充填され、前記脱塩室を区画するカチオン交換膜を介して隣接する濃縮室に少なくともカチオン交換樹脂が充填されている高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置とを有し、
    　前記ＲＯ膜装置が２段ＲＯ膜装置であり、１段目と２段目との少なくとも一方に前記極超低圧ＲＯ膜が配置されている水処理システム。
  2. 　請求項１に記載の水処理システムにおいて、
    　前記ＥＤＩ装置が２段ＥＤＩ装置であり、１段目と２段目との少なくとも一方に前記高純度向けＥＤＩスタックが配置されている水処理システム。
  3. 　請求項２に記載の水処理システムにおいて、
    　前記被処理水を前記ＲＯ膜装置と前記ＥＤＩ装置とへ通液するためのポンプを複数有し、
    　前記複数のポンプのうち少なくとも１つのポンプは、前記ＲＯ膜装置と前記ＥＤＩ装置とのうち互いに直列配置された２つ以上の装置へ前記被処理水を供給するように配置されている水処理システム。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の水処理システムにおいて、
    　前記極超低圧ＲＯ膜は、原液に含まれるＮａＣｌの濃度が５００～２０００［ｍｇ／Ｌ］であり、ｐＨが６～８であり、水温が２５℃であり、透過水回収率が１０～２５％である条件下で測定された塩除去率が９９．４％未満であり、供給圧力１［ＭＰａ］・膜面積１［ｍ2］あたりの透過水量（単位圧力・単位面積あたりの透過水流量）が、１．３［（ｍ3／ｄ）／（ｍ2・ＭＰａ）］以上の膜である水処理システム。
  5. 　被処理水に含まれる少なくともホウ素を除去する水処理方法であって、
    　高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置へ供給される被処理水のホウ素濃度が２０～１００［μｇ／Ｌ］、シリカ濃度が５０［μｇ／Ｌ］以下、硬度が０．０５［ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ］以下となるように、前記ＥＤＩ装置の前段に設けられた、極超低圧型ＲＯ膜装置を含むＲＯ膜装置を運転する水処理方法。
  6. 　請求項５に記載の水処理方法において、
    　前記高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置の脱塩室に、該脱塩室に充填されているイオン交換樹脂体積当たりの流量が３５０～４５０［ｈ-1］となるように通水する水処理方法。
  7. 　請求項６に記載の水処理方法において、
    　前記脱塩室の通水差圧が０．１８～０．３［ＭＰａ］となるように通水する水処理方法。
  8. 　請求項５から７のいずれか１項に記載の水処理方法において、
    　前記高純度向けＥＤＩスタックを含むＥＤＩ装置に、電流密度が０．８～１．２［Ａ／ｄｍ2］となる電流を流す水処理方法。

     
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