WO2024262113A1 - 純水製造装置 - Google Patents

純水製造装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024262113A1
WO2024262113A1 PCT/JP2024/011728 JP2024011728W WO2024262113A1 WO 2024262113 A1 WO2024262113 A1 WO 2024262113A1 JP 2024011728 W JP2024011728 W JP 2024011728W WO 2024262113 A1 WO2024262113 A1 WO 2024262113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water production
boost pump
pressure
water
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/011728
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶介 佐々木
祐宏 瀧澤
勇規 中村
修久 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organo Corp filed Critical Organo Corp
Priority to KR1020267001230A priority Critical patent/KR20260020490A/ko
Priority to CN202480040590.2A priority patent/CN121335865A/zh
Publication of WO2024262113A1 publication Critical patent/WO2024262113A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C02F1/4695—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/52—Accessories; Auxiliary operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/54—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/04—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply for obtaining ultra-pure water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/005—Valves

Definitions

  • the present invention relates to a pure water production system.
  • EDI equipment is expensive, with a complex structure and many components compared to ion exchange resin equipment. Therefore, in order to keep the processing costs of pure water production as low as possible, attempts are being made to increase the amount of water processed per unit time by processing the water at a high flow rate. When the number of EDI equipment is increased in multi-stage processing, the demand for a faster flow rate becomes even higher.
  • Increasing the flow rate of the liquid passing through the EDI device increases the difference in pressure between the liquid upstream and downstream of the EDI device (water flow differential pressure).
  • water flow differential pressure When producing pure water through a multi-stage process, increasing the flow rate of the liquid passing through each of the multiple EDI devices increases the water flow differential pressure of each EDI device.
  • the previous EDI device is supplied with an excessively high pressure liquid, which may damage the EDI device.
  • EDI devices generally have a structure in which plastic frames are stacked, and have structural characteristics that make them relatively low in pressure resistance, so they tend to be easily damaged when high-pressure liquid is supplied. Therefore, if liquid is supplied at a pressure that is not excessive in order to prevent damage to the EDI device in the previous stage, the EDI device in the subsequent stage cannot obtain a supply water pressure that can achieve a sufficiently fast flow rate, and the effect of reducing treatment costs is reduced.
  • another deionized water production device such as an ion exchange resin device or a boron selective resin device
  • the object of the present invention is to provide a pure water production system that can achieve a sufficiently high flow rate in each deionized water production device and prevent damage to the deionized water production device due to excessively high pressure.
  • the pure water production system of the present invention includes a boost pump disposed between deionized water production devices, and a pressure gauge disposed between the boost pump and the deionized water production device located upstream of the boost pump, the boost pump and at least one of the deionized water production devices located upstream of the pressure gauge are electrically regenerated deionized water production devices, and the boost pump starts and stops at least one of its operations based on the measurement value of the pressure gauge.
  • This configuration also includes cases where other devices (e.g., ultraviolet oxidation devices, tanks, pumps) are disposed between the deionized water production devices in addition to the boost pump.
  • the boost pump may start operating when the measured value of the pressure gauge increases from a value below a first set pressure value to equal to or greater than the first set pressure value while the boost pump is stopped.
  • the boost pump may stop operating when the pressure gauge reading falls from a value exceeding a second set pressure value to equal to or less than the second set pressure value during operation of the boost pump, and may start operating when the pressure gauge reading increases from a value below a first set pressure value to equal to or more than the first set pressure value during stoppage of operation of the boost pump, and the first set pressure value may be a value greater than the second set pressure value.
  • the second set pressure value may be a value within a range of 0.00 MPa to 0.05 MPa.
  • the first set pressure value may be a value within a range of 0.02 MPa to 0.1 MPa.
  • the boost pump may start operating when a set time has elapsed since the start of liquid delivery to the inlet of the boost pump while the boost pump is stopped.
  • the supply pump disposed upstream of the deionized water production apparatus located at the forefront stage may stop operating at the same time as the boost pump stops operating.
  • Pure water may be produced in a state in which the water flow differential pressure of at least one of the multiple deionized water production devices is greater than 0.20 MPa, and the sum of the pressure at the inlet of the desalting compartment of the electrically regenerated deionized water production device located upstream of the boost pump and the pressure at the outlet of the boost pump is greater than 1.5 times the pressure value at the inlet of the desalting compartment of the electrically regenerated deionized water production device.
  • a switching valve is provided upstream of the deionized water production apparatus on the upstream side of the boost pump to switch between a water supply line that supplies treated water to the deionized water production apparatus and a circulation line that returns the treated water to the upstream side of a supply pump located upstream of the deionized water production apparatus located at the front stage, and a switching valve is provided downstream of the deionized water production apparatus on the downstream side of the boost pump to switch between a water supply line that sends treated water outside the deionized water production apparatus and another circulation line that returns the treated water to the upstream side of the supply pump, and at least one of the switching valves may be a three-way valve.
  • the present invention makes it possible to achieve a sufficiently high flow rate in each deionized water production device while preventing damage to the deionized water production device due to excessively high pressure.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic diagram of a pure water producing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic example of the internal configuration of a single deionization chamber type EDI device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic example of the internal configuration of a two-deionization chamber type EDI device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a pure water production system according to a first comparative example.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the ratio of the actual flow rate of the EDI device to the standard flow rate and the water flow differential pressure in the desalting compartment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a deionization compartment of the two-deionization compartment type EDI device of the pure water production apparatus shown in FIG. 5 .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a deionization compartment of a single-deionization-compartment type EDI device.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a pure water producing apparatus according to a second comparative example.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the measured values of the pressure gauges and the elapsed time when pure water is produced using the pure water producing apparatus shown in FIG. 10 .
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a pure water production system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a pure water production system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a pure water production system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a pure water production system according to a first embodiment of the present invention.
  • two deionized water production apparatuses 1 and 2 are connected in series, and a booster pump 3 and a pressure gauge 4 are provided between the deionized water production apparatuses 1 and 2.
  • the front-stage deionized water production apparatus 1 is an EDI apparatus (electrically regenerated deionized water production apparatus).
  • the rear-stage deionized water production apparatus 2 may be an EDI apparatus or another deionized water production apparatus (e.g., an ion exchange resin apparatus or a boron selective resin apparatus).
  • an EDI apparatus e.g., an ion exchange resin apparatus or a boron selective resin apparatus.
  • an example will be described in which both the front-stage deionized water production apparatus 1 and the rear-stage deionized water production apparatus 2 are EDI apparatuses.
  • EDI devices generally have a configuration in which a desalting compartment separated by a pair of ion exchange membranes is provided between an anode and a cathode, and the desalting compartment is filled with ion exchange resin.
  • the EDI devices 1 and 2 illustrated in FIG. 2 have a single desalting compartment type configuration with a single desalting compartment 13, and a concentration compartment 24, desalting compartment 13, and concentration compartment 25 are provided, in order from the anode compartment 20 side, between an anode compartment 20 equipped with an anode 18 and a cathode compartment 21 equipped with a cathode 19.
  • the anode compartment 20 and the concentration compartment 24 are adjacent to each other across a cation exchange membrane (CEM) 26, the concentration compartment 24 and desalting compartment 13 are adjacent to each other across an anion exchange membrane (AEM) 22, the desalting compartment 13 and the concentration compartment 25 are adjacent to each other across a cation exchange membrane 23, and the concentration compartment 25 and the cathode compartment 21 are adjacent to each other across an anion exchange membrane 27.
  • the deionization chamber 13 is filled with an ion exchange resin (generally including an anion exchange resin (AER) and a cation exchange resin (CER)).
  • the anode chamber 20 is filled with a cation exchange resin
  • the cathode chamber 21 is filled with an anion exchange resin.
  • the EDI devices 1 and 2 perform a desalination (deionization) process on the water to be treated when the water to be treated is supplied to the deionization chamber 13 with a DC voltage applied between the anode 18 and the cathode 19.
  • a desalination process on the water to be treated when the water to be treated is supplied to the deionization chamber 13 with a DC voltage applied between the anode 18 and the cathode 19.
  • water from which ionic components have been removed is discharged from the deionization chamber 13 as treated water.
  • Anionic components among the ionic components removed from the water to be treated in the deionization chamber 13 move to the concentration chamber 24 via the anion exchange membrane 22 provided on the anode 18 side in the deionization chamber 13.
  • Cationic components move to the concentration chamber 25 via the cation exchange membrane 23 provided on the cathode 19 side in the deionization chamber 13.
  • the concentration chambers 24 and 25 are supplied with concentration chamber feed water and discharge concentrated water. Water supplied to the electrode chamber is supplied to the cathode chamber 21. The water supplied to the electrode chamber 21 passes through the cathode chamber 21 before being supplied to the anode chamber 20, from which it is discharged as electrode water. It is also possible to eliminate the cation exchange membrane 26 and the anion exchange membrane 27 and have the concentration chambers 24 and 25 function as the electrode chambers (anode chamber and cathode chamber).
  • the EDI devices 1 and 2 illustrated in FIG. 3 are of a two-compartment type having two adjacent desalting compartments 13 with an ion exchange membrane (anion exchange membrane) 12 between them. Between an anode chamber 20 equipped with an anode 18 and a cathode chamber 21 equipped with a cathode 19, a concentration chamber 24, two desalting compartments 13, and a concentration chamber 25 are provided in this order from the anode chamber 20 side. Of the two desalting compartments 13 located between the anode 18 and the cathode 19, the desalting compartment 13 on the anode 18 side is partitioned by anion exchange membranes 12 and 22 and is filled with ion exchange resin (at least a portion of which is composed of anion exchange resin).
  • anion exchange membrane anion exchange membrane
  • the desalting compartment 13 on the cathode 19 side is partitioned by anion exchange membrane 12 and cation exchange membrane 23 and is filled with ion exchange resin (at least a portion of which is composed of cation exchange resin).
  • ion exchange resin at least a portion of which is composed of cation exchange resin.
  • the water to be treated is supplied to the desalting chamber 13 on the anode 18 side, where it is desalted (deionized), then moved to the desalting chamber 13 on the cathode 19 side where it is desalted again, and the water from which the ionic components have been removed is discharged as treated water from the desalting chamber 13 on the cathode 19 side.
  • the processes in the concentration chambers 24 and 25, the cathode chamber 21, and the anode chamber 20 are the same as those in the single desalting chamber type shown in FIG. 2, so that the explanation is omitted. Note that the water flow direction can be reversed from the example shown in FIG.
  • the water to be treated can be supplied to the desalting chamber 13 on the cathode 19 side, where it is desalted (deionized), then moved to the desalting chamber 13 on the anode 18 side where it is desalted again, and the water from which the ionic components have been removed is discharged as treated water from the desalting chamber 13 on the anode 18 side.
  • the pressure gauge 4 is connected to the inlet side (upstream side) of the boost pump 3.
  • a tank 5 for treated water is connected upstream of the front-stage EDI device 1 (the EDI device located at the front end in the example shown in FIG. 1), and a supply pump 6 is arranged between the front-stage EDI device 1 and the tank 5. Therefore, from the upstream side, the tank 5, supply pump 6, front-stage EDI device 1, pressure gauge 4, boost pump 3, and rear-stage EDI device 2 are connected in this order. Then, pure water is discharged from the outlet of the rear-stage EDI device 2.
  • the boost pump 3 starts and stops at least one of the operations based on the measurement value of the pressure gauge 4.
  • the water supplied to the front-stage EDI device 1 is called the water to be treated, and the water that passes through the front-stage EDI device 1 and is supplied to the rear-stage EDI device 2 is called the intermediate treated water.
  • the water that has passed through all the EDI devices 1 and 2 is called treated water or pure water.
  • the supply pump 6 starts operating to pass water through the upstream EDI device 1. This causes the measurement value of the pressure gauge 4 located downstream of the upstream EDI device 1 to begin to rise. Then, while the boost pump 3 is stopped, when the measurement value of the pressure gauge 4 increases from a value below a predetermined value (first set pressure value) to equal to or above the first set pressure value, the boost pump 3 starts operating. This allows a sufficient amount of intermediate treated water to be supplied to the downstream EDI device 2. In this way, the upstream EDI device 1 and the downstream EDI device 2 operate to produce pure water.
  • the above-described effects of the pure water production apparatus of this embodiment will be described.
  • a pure water production apparatus of a first comparative example for comparison with this embodiment will be described.
  • the tank 5, the supply pump 6, the front-stage EDI device 1, and the rear-stage EDI device 2 are connected in series in this order from the upstream side.
  • the pressure gauge 4 and the boost pump 3 are not present.
  • the supply pump 6 of the pure water production apparatus of this comparative example starts to operate, water is passed from the tank 5 to the front-stage EDI device 1 and the rear-stage EDI device 2, and pure water is produced.
  • the water flow differential pressure (desired water flow differential pressure) when the desired flow rate is realized in each of the EDI devices 1 and 2 is X1 and X2, respectively.
  • the pressure of the water to be treated supplied to the front-stage EDI device 1 is IP1
  • the pressure of the pure water sent out from the outlet of the rear-stage EDI device 2 is OP.
  • the pressure OP is the desired pressure of the pure water produced and discharged during steady operation of this pure water production system.
  • this pressure IP1 is a pressure obtained by adding the water flow differential pressure X1 when the desired flow rate of the upstream EDI device 1 is realized and the water flow differential pressure X2 when the desired flow rate of the downstream EDI device 2 is realized to the pressure OP, and is a relatively high pressure.
  • the pressure IP1 needs to be even higher because it is necessary to consider the pressure loss in the path (water flow line). As such, the pressure IP1 is a very high pressure, so there is a possibility that the upstream EDI device 1 may be damaged.
  • the water flow differential pressure X1 when the desired flow rate of the upstream EDI device 1 is realized and the water flow differential pressure X2 when the desired flow rate of the downstream EDI device 2 is realized may coincide.
  • a boost pump 3 is interposed between the upstream EDI device 1 and the downstream EDI device 2.
  • This pressure IP2 is smaller than the pressure IP1 of the first comparative example by the pressure increase value Y by the boost pump 3.
  • the desired flow rate of each EDI device 1, 2 can be achieved, reducing treatment costs, and the pressure IP2 of the water to be treated supplied to the upstream EDI device 1 can be kept low to prevent damage to the upstream EDI device 1.
  • the boost pump 3 between the upstream EDI device 1 and the downstream EDI device 2
  • the pressure IP2 of the treated water supplied to the upstream EDI device 1 can be kept low.
  • both the supply pump 6 and the boost pump 3 require a certain amount of time from the start of operation until they reach a steady operating state. Therefore, the timing of starting the operation of the boost pump 3 after the supply pump 6 has started to operate and water has started to flow to the upstream EDI device 1 is important.
  • the boost pump 3 has not started to operate, the pressure of the intermediate treated water supplied to the upstream side of the boost pump 3 increases.
  • the pressure upstream of the boost pump 3 will become excessively high, and the pressure on the upstream EDI device 1 will also increase, which may damage the EDI device 1.
  • the boost pump 3 starts to operate, the intermediate treated water that has passed through the EDI device 1 in the previous stage is immediately sent to the EDI device 2 in the subsequent stage by the action of the boost pump 3.
  • the pressure of the intermediate treated water upstream of the boost pump 3 drops. If the boost pump 3 is started to operate too early, the pressure of the intermediate treated water upstream of the boost pump 3 will become too low and negative pressure, which may cause the boost pump 3 to malfunction or damage the EDI device 1. As a result, sufficient water cannot be passed through the EDI device 2 in the subsequent stage, and good pure water cannot be produced.
  • the boost pump 3 Since the state of the pure water production device when it stops operating and the state of the device to which water is sent are not constant, even if a timer is used to adjust the timing of starting the boost pump 3 based on the elapsed time from the start of the supply pump 6 operation, the boost pump 3 may not be started at an appropriate timing. Therefore, in the first embodiment of the present invention, a pressure gauge 4 for measuring the pressure of the intermediate treated water is placed between the EDI device 1 in the previous stage and the boost pump 3. Then, the boost pump 3 is started when the measured value of the pressure gauge 4 reaches a predetermined value (first set pressure value). As a result, regardless of the time that has elapsed since the supply pump 6 started operating, the boost pump 3 starts operating when the upstream side of the downstream EDI device 2 and the upstream side of the boost pump 3 reach an appropriate pressure.
  • a predetermined value first set pressure value
  • the pressure of the intermediate treated water upstream of the boost pump 3 drops for some reason after the boost pump 3 starts operating, this may cause the boost pump 3 to malfunction or the intermediate treated water to become negative pressure, as described above. Therefore, in this embodiment, when the measurement value of the pressure gauge 4 drops from a value exceeding a predetermined value (second set pressure value) to below the second set pressure value while the boost pump 3 is operating, the operation of the boost pump 3 is stopped. Furthermore, the operation of the supply pump 6 is stopped at the same time as the operation of the boost pump 3 is stopped. In this way, by stopping the boost pump 3 and the supply pump 6 simultaneously, the flow of water to the EDI devices 1 and 2 is stopped, and the production of pure water is stopped.
  • a predetermined value second set pressure value
  • the first set pressure value is a value in the range of 0.02 MPa to 0.1 MPa
  • the second set pressure value is a value in the range of 0.00 MPa to 0.05 MPa
  • the first set pressure value is greater than the second set pressure value.
  • the boost pump 3 and the supply pump 6 are stopped simultaneously to prevent damage to the device and to stably stop operation. In this way, it is preferable that the boost pump 3 disposed between the EDI devices 1 and 2 is started and stopped based on the measurement value of the pressure gauge 4.
  • the deionized water production device is the EDI device 1, and a pressure gauge 4 is placed between the EDI device 1 and the boost pump 3.
  • the deionized water production device is the EDI device 1
  • a pressure gauge 4 is placed between the EDI device 1 and the boost pump 3.
  • the tank 5, the supply pump 6, the RO device (not shown), the EDI device 1 at the front stage, the pressure gauge 4, the boost pump 3, and the EDI device 2 at the rear stage are connected in this order from the upstream side can also be adopted.
  • the pure water production system according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 includes a tank 5, a supply pump 6, an upstream EDI device 1, a pressure gauge 4b, a boost pump 3, and a downstream EDI device 2, similar to the pure water production system according to the first embodiment.
  • an inverter 7 is connected to each of the supply pump 6 and the boost pump 3, and the acceleration time required to reach a set frequency is controlled to be 2 to 10 seconds, more preferably 2 to 6 seconds.
  • a pressure gauge 4b connected downstream of the upstream EDI device 1 and upstream of the boost pump 3, similar to the first embodiment, but a pressure gauge 4a is connected upstream of the upstream EDI device 1, a pressure gauge 4c is connected upstream of the downstream EDI device 2 and downstream of the boost pump 3, and a pressure gauge 4d is connected downstream of the downstream EDI device 2.
  • a water quality meter 8a is disposed upstream of the upstream EDI device 1 and between the supply pump 6 and the pressure gauge 4a.
  • the water quality meter 8b is disposed downstream of the first EDI device 1 and upstream of the second EDI device 2, between the boost pump 3 and the pressure gauge 4c.
  • the water quality meter 8c is disposed downstream of the second EDI device 2 and downstream of the pressure gauge 4d.
  • the water quality conditions measured by the water quality meter 8a and the water quality conditions measured by the water quality meters 8b and 8c are different types of water quality meters because there is a large difference in the level of cleanliness (fewness of impurities).
  • the water quality meter 8a measures the electrical conductivity expressed in units of ⁇ S/cm, and the smaller the value, the cleaner the water.
  • the water quality meters 8b and 8c measure the resistivity expressed in units of M ⁇ cm, and the larger the value, the cleaner the water.
  • a three-way valve 9a which is a type of switching valve, is provided at a position between the water quality meter 8a and the pressure meter 4a on the upstream side of the front-stage EDI device 1, and a return path 10 is provided for returning the treated water from this three-way valve 9a to the tank 5.
  • a three-way valve 9b which is a type of switching valve, is provided at a position downstream of the rear-stage EDI device 2 and downstream of the water quality meter 8c, and a return path 11 is provided for returning the treated water from this three-way valve 9b to the tank 5. It is possible to change the rear-stage EDI device 2 to another deionized water production system (for example, an ion exchange resin device or a boron selective resin device).
  • another deionized water production system for example, an ion exchange resin device or a boron selective resin device.
  • At least one of the switching valves provided upstream of the front-stage EDI device 1 and between the water quality meter 8a and the pressure gauge 4a, and the switching valve provided downstream of the rear-stage EDI device 2 and downstream of the water quality meter 8c, is a three-way valve, and it is more preferable that both are three-way valves.
  • FIG. 6 shows the relationship between the time elapsed since the start of operation and the pressure values measured by each pressure gauge 4a to 4d.
  • the supply pump 6 is started.
  • the three-way valve 9a blocks the path (water flow line) to the downstream side and opens the return path 10. This circulates the water to be treated (step S1). This is called pre-water circulation.
  • the measurement value of the water quality meter 8a immediately downstream of the supply pump 6 is continuously or intermittently checked (step S2), and at time T1 when a specified water quality condition (for example, 10 ⁇ S/cm or less) is met, the three-way valve 9a is switched to flow the water to the downstream side.
  • a specified water quality condition for example, 10 ⁇ S/cm or less
  • step S3 This causes the water to pass through the EDI device 1 in the previous stage and desalt the water to be treated (step S3).
  • the pressure is measured continuously or intermittently by the pressure gauge 4b on the inlet side (upstream side) of the boost pump 3 (step S4), and at the time T2 when the measured value rises to a first set pressure value (for example, 0.02 MPa), the boost pump 3 starts to operate.
  • a first set pressure value for example, 0.02 MPa
  • the boost pump 3 starts to operate.
  • the water is passed through the EDI device 2 in the rear stage to further desalinate the intermediate treated water (step S5).
  • the three-way valve 9b blocks the path to the downstream side (outlet of the pure water production device) and opens the return path 11.
  • the measured value of the water quality meter 8c on the outlet side (downstream side) of the boost pump 3 is continuously or intermittently checked (step S6), and at the time T3 when the condition (for example, 18 M ⁇ cm or more) is cleared, the three-way valve 9b is switched to flow the treated water to the downstream side (step S7).
  • the pure water production device of this embodiment produces pure water.
  • a second set pressure value e.g. 0.01 MPa
  • the boost pump 3 located between the EDI device 1 in the front stage and the EDI device 2 in the rear stage starts to operate when the pressure gauge 4b located on the inlet side of the boost pump 3 reaches or exceeds the first set pressure value. Thereafter, when the pressure gauge 4b reaches or falls below the second set pressure value, the operation is stopped.
  • the boost pump 3 may start to operate when a predetermined time has elapsed since the supply pump 6 started to supply water to the EDI device 1 in the front stage and to supply intermediate treated water to the inlet side of the boost pump 3, that is, since the supply of water from the EDI device 1 in the front stage to the EDI device 2 in the rear stage has started.
  • This predetermined time is appropriately set within a range of 1 to 10 seconds, more preferably within a range of 1 to 6 seconds.
  • This predetermined time (the time elapsed until the boost pump 3 is started) and the acceleration time controlled by the inverter 7 are appropriately set according to the flow rate of water, the diameter of the pipe, etc.
  • the processing flow rate (flow rate of water passing) and the pipe diameter are large, it is preferable to adjust the elapsed time and acceleration time until the boost pump 3 is started to be longer.
  • the elapsed time until the boost pump 3 is started is about 2 seconds, and the acceleration time of the inverter to be about 5 seconds.
  • the operation of the boost pump 3 can be controlled at an appropriate timing according to the fluctuation in the situation at the time of starting, which changes depending on the processing situation in the stage before the EDI devices 1 and 2 and the situation of the destination of the pure water in the stage after the EDI devices 1 and 2, and it is possible to suppress extreme fluctuations in the pressure applied to the EDI device 1 in the front stage in particular.
  • the pressure on the inlet side (upstream side) of the boost pump 3 drops, the operation of the supply pump 6 and the boost pump 3 is stopped. This makes it possible to suppress pressure fluctuations when the device is stopped.
  • a circulation line (return path 10) that returns the water to be treated to the tank 5 is provided.
  • the water to be treated is first circulated to the tank 5 without being supplied to the EDI device 1 at the front stage. Then, the water quality meter 8a located upstream of the EDI device 1 at the front stage checks the water quality of the water to be treated, and after the water quality conditions are met, the circulation line is switched to the water supply line to start producing pure water.
  • This three-way valve 9a is preferably one that does not have a timing when it is fully closed during switching operation, and has a structure in which all paths are connected at intermediate openings.
  • an L3 type three-way valve manufactured by Nippon Valve Controls Co., Ltd. can be mentioned. This makes it possible to prevent valves from being closed for long periods of time as much as possible, and to prevent valves from sticking and becoming sluggish when re-operated.
  • circulation line 11 that returns treated water to tank 5 from the downstream side of EDI device 2 in the subsequent stage.
  • return path 11 returns treated water to tank 5 from the downstream side of EDI device 2 in the subsequent stage.
  • a relief valve may be provided in the water line, such as upstream of the previous EDI device 1, to release pressure when a temporary pressure increase occurs during startup, thereby preventing excessive pressure from being applied to the previous EDI device 1.
  • the relief valve may discharge the water to be treated from the water line or return the water to a container such as the tank 5.
  • the EDI device can be continuously electrically regenerated by passing a direct current, the flow rate per resin volume (space velocity: SV) is larger than that of a general ion exchange resin device, and it is generally operated at a flow rate of about 150 to 250 h ⁇ 1 , and the water flow differential pressure at that time is about 0.09 to 0.15 MPa.
  • SV space velocity
  • the water flow differential pressure at that time is about 0.09 to 0.15 MPa.
  • the EDI device in the preceding stage must be supplied with water to be treated at a high pressure, with the differential pressure of the EDI device in the following stage also being added.
  • the test pressure in the pressure resistance test is stipulated to be 1.5 times the working pressure in the case of water pressure. Therefore, if the flow rate of the treated water supplied to the EDI device is increased and a pressure exceeding 1.5 times the supply water pressure (the working pressure) during normal operation is applied, the EDI device may be damaged due to the pressure resistance performance of the EDI device being exceeded.
  • the conditions for operating the EDI device at a high flow rate are preferably such that water is passed so that the space velocity per volume of the ion exchange resin in the desalting compartment is 300 to 450 [h -1 ], a current is passed so that the current density is 0.8 to 1.2 [A/dm 2 ], and the water passing differential pressure in the desalting compartment is 0.2 to 0.3 [MPa].
  • the boost pump 3 is provided between the EDI device 1 at the front stage and the EDI device 2 at the rear stage in the water flow line. This increases the pressure of the intermediate treated water while it is flowing through the water flow line, so there is no need to keep the treated water at a high pressure, including the differential water flow pressure of each of the two EDI devices 1 and 2, when it is supplied to the EDI device 1 at the front stage.
  • the boost pump 3 is provided between the EDI device 1 at the front stage and the EDI device 2 at the rear stage, if the time from the start of the supply pump 6 to the start of the boost pump 3 is long when water is passed through the EDI device at a high flow rate, the pressure of the treated water supplied to the EDI device 1 at the front stage may temporarily become too high. Conversely, if the time from the start of the supply pump 6 to the start of the boost pump 3 is too short, the pressure of the intermediate treated water at the inlet side of the boost pump 3 may be too low, resulting in negative pressure. Therefore, the timing of starting the boost pump 3 after starting the supply pump 6 is important.
  • the timing to start the boost pump 3 can also be determined based on the time that has elapsed since the supply pump 6 was started. That is, while the boost pump 3 is stopped, the boost pump 3 may be started when the time that has elapsed since the start of pumping liquid to the inlet of the boost pump 3 reaches a set time. However, it is more preferable to determine the timing to start the boost pump 3 based on the pressure at the inlet side of the boost pump 3. This allows water to flow at a relatively high flow rate while minimizing damage to the EDI devices 1 and 2, efficiently producing pure water, and reducing processing costs.
  • a first embodiment of the present invention will be described.
  • pure water was produced using the pure water production apparatus of the second embodiment shown in FIG. 5.
  • the EDI apparatuses 1 and 2 of this embodiment are two-compartment type apparatuses having two adjacent desalting compartments 13 with an ion exchange membrane 12 interposed therebetween, as shown in FIGS. 3 and 8. Using two such two-compartment type EDI apparatuses 1 and 2, a pure water production apparatus as shown in FIG. 5 was produced.
  • the space velocity SV of the desalting compartment 13 was set to 320 [h -1 ], which is a high flow rate condition, and the current value was set to 1.0 [A/dm 2 ], and the above-mentioned steps S1 to S7 were carried out.
  • the space velocity SV is the volume of the ion exchange resin contained in the desalting compartment 13 (which is substantially the same as the volume of the desalting compartment 13) divided by the flow rate (flow rate per unit time) of the liquid passing through the desalting compartment 13.
  • the acceleration time of the inverter 7 connected to the boost pump 3 was set to 5 seconds.
  • the relationship between the pressure and the elapsed time from the start-up (the start of the operation of the supply pump 6) in this embodiment is as shown in FIG.
  • the supply pump 6 When producing pure water, the supply pump 6 is started and the treated water is circulated from the upstream side of the EDI device 1 to the tank 5 (step S1).
  • the measurement value of the water quality meter 8a immediately downstream of the supply pump 6 is continuously or intermittently checked (step S2), and at time T1 when the measurement value falls below a set value (e.g., 10 ⁇ S/cm), the three-way valve 9a is switched to allow water to pass through the EDI device 1 at the upstream side (step S3).
  • a set value e.g. 10 ⁇ S/cm
  • the measurement value of the pressure gauge 4b on the inlet side (upstream side) of the boost pump 3 is continuously or intermittently checked (step S4), and at time T2 when the measurement value rises to a first set pressure value (e.g., 0.02 MPa), the boost pump 3 is started to operate and water is passed through the EDI device 2 at the downstream side (step S5).
  • the measured value of the water quality gauge 8c on the outlet side (downstream side) of the boost pump 3 is continuously or intermittently checked (step S6), and at time T3 when the measured value exceeds a set value (e.g., 18 M ⁇ cm), the three-way valve 9b is switched to allow the treated water to flow downstream (step S7).
  • a set value e.g. 18 M ⁇ cm
  • the pressure of the treated water (measured value of the pressure gauge 4a) supplied to the EDI device 1 at the front stage becomes a maximum value (0.28 MPa) near the start of operation of the boost pump 3, and then the measured value decreases to a steady state (0.25 MPa).
  • the pressure of the treated water becomes a maximum value after the start signal is input to the boost pump 3.
  • the pressure gauge 4a is measured intermittently (at 0.5 second intervals), and as a result of a time lag between the timing at which the actual pressure reaches its maximum value and the timing at which the pressure gauge 4a is measured, the measured value of the pressure gauge 4a appears to reach its maximum value after the boost pump 3 starts to operate.
  • time lags can be ignored, theoretically, it is considered that the pressure of the water to be treated reaches its maximum value before the boost pump 3 starts to operate, and the pressure of the water to be treated gradually decreases when the boost pump 3 starts to operate. In this way, pure water is continuously produced in a steady state where the pressure of the water to be treated is constant.
  • the maximum pressure (0.28 MPa) on the upstream side of the front-stage EDI device was suppressed to about 1.12 times the pressure (0.25 MPa) in the steady state. With this level of pressure increase, the possibility that the EDI device 1 will be damaged by pressure is very low.
  • the water flow differential pressure of the front-stage EDI device 1 was 0.2 MPa
  • the water flow differential pressure of the rear-stage EDI device 2 was 0.19 MPa.
  • a resin with a relatively small particle size e.g., a resin with an average particle size of 100 to 400 ⁇ m
  • the water flow differential pressure increases compared to when a resin with a large particle size (e.g., a resin with an average particle size of more than 400 ⁇ m) is used. Therefore, when a resin with a relatively small particle size (e.g., a resin with an average particle size of 100 to 400 ⁇ m) is used as the ion exchange resin, it is particularly preferable to adopt the present invention to prevent excessively high pressure from being applied to the upstream EDI device 1.
  • the water flow differential pressure is the difference between the pressure of the water to be treated at the inlet of the desalting compartment 13 on the upstream side (anode side) in the water flow direction and the pressure of the treated water at the outlet of the desalting compartment 13 on the downstream side (cathode side).
  • the space velocity SV of one desalting compartment 13 is Q/V1[h -1 ], which is the value obtained by dividing the flow rate Q[L/h] of liquid passing through that desalting compartment 13 by the volume V1[L] of the ion exchange resin contained in that desalting compartment 13, and the space velocity SV of that desalting compartment 13 is Q/V2[h- 1 ], which is the value obtained by dividing the flow rate Q[L/h] of liquid passing through that desalting compartment 13 by the volume V2[L] of the ion exchange resin contained in the other desalting compartment 13.
  • the EDI devices 1 and 2 of this embodiment it is also possible to use single-compartment EDI devices as shown in Figs. 2 and 9, instead of the two-compartment type as shown in Figs. 3 and 8.
  • the difference between the pressure of the water to be treated at the inlet of a single desalting compartment 13 and the pressure of the treated water at the outlet is the water flow differential pressure.
  • the space velocity SV is the value Q/V[h -1 ] obtained by dividing the flow rate Q[L/h] of the liquid passing through a single desalting compartment 13 by the volume V[L] of the ion exchange resin contained in that single desalting compartment 13.
  • the supply pump 6 is started (step S1), the measured value of the water quality meter 8a is continuously or intermittently checked (step S2), and water is passed through the EDI device 1 at the front stage at the time T1 when the measured value becomes equal to or less than a set value (for example, 10 ⁇ S/cm) (step S3). Then, the elapsed time from the start of water flow through the EDI device 1 at the front stage is measured (step S4'), and at time T2' when the elapsed time reaches 4 seconds, the boost pump 3 starts operating to pass water through the EDI device 2 at the rear stage (step S5).
  • a set value for example, 10 ⁇ S/cm
  • the measured value of the water quality meter 8c at the outlet side of the boost pump 3 is continuously or intermittently checked (step S6), and at time T3 when the measured value exceeds a set value (for example, 18 M ⁇ cm), the treated water is allowed to flow downstream (step S7).
  • a set value for example, 18 M ⁇ cm
  • a pure water production system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12.
  • One or more components may be installed between the upstream EDI device 1 and downstream EDI device 2 of the pure water production system according to the first embodiment shown in FIG. 5, more specifically, between the boost pump 3 and the downstream EDI device 2.
  • a pressure gauge 4e, a boron selective resin device (a deionized water production system of a different type from the EDI device) 17, an ultraviolet oxidation device 15, and an ion exchange resin device (a cartridge polisher, a deionized water production system of a different type from the EDI device) 16 are arranged in this order between the water quality meter 8b immediately downstream of the boost pump 3 and the pressure gauge 4c.
  • the rest of the configuration is the same as that of the pure water production system according to the first embodiment, so a description thereof will be omitted.
  • pure water was produced by carrying out the same steps S1 to S7 as those of the first embodiment.
  • the pressure gauge 4a measured 0.31 MPa
  • the pressure gauge 4b measured 0.11 MPa
  • the pressure gauge 4c measured 0.26 MPa
  • the pressure gauge 4d measured 0.07 MPa
  • the pressure gauge 4e measured 0.46 MPa at the outlet of the boost pump 3.
  • the water flow differential pressure of the front-stage EDI device 1 was 0.2 MPa
  • the water flow differential pressure of the rear-stage EDI device 2 was 0.19 MPa.
  • the boost pump 3 increases the pressure of the liquid in the water line, so the pressure of the liquid supplied to the EDI device 1 can be reduced, and damage to the EDI device 1 can be suppressed.
  • the pure water production system of this embodiment is configured with four deionized water production devices, namely, the front-stage EDI device 1, the intermediate boron selective resin device 17 and ion exchange resin device 16, and the rear-stage EDI device 2. Even with this configuration, the operation of the boost pump 3 is controlled based on the measurement value of the pressure gauge 4b on the inlet side (upstream side) of the boost pump 3, thereby preventing the front-stage EDI device 1 from being damaged by excessive pressure.
  • a pure water production system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13.
  • a pressure gauge 4e, a boron selective resin device (a type of deionized water production system different from an EDI device) 17, an ultraviolet oxidation device 15, and an ion exchange resin device (a type of deionized water production system different from a cartridge polisher, an EDI device) 16 are arranged in this order between a water quality meter 8b and a pressure gauge 4d immediately downstream of a booster pump 3 similar to that of the pure water production system according to the first embodiment shown in FIG. 5.
  • the pressure gauge 4c and the EDI device 2 at the rear stage are not provided.
  • the EDI device 2 is provided as the deionized water production system at the rear stage, whereas in this embodiment, a boron selective resin device 17 and an ion exchange resin device 16 are provided as the deionized water production system at the rear stage.
  • pure water was produced by carrying out the same steps S1 to S7 as in the first embodiment.
  • the pressure gauge 4a measured 0.31 MPa
  • the pressure gauge 4b measured 0.11 MPa
  • the pressure gauge 4d measured 0.10 MPa
  • the pressure gauge 4e measured 0.30 MPa at the outlet of the boost pump 3.
  • the water flow differential pressure of the EDI device 1 in the front stage was 0.2 MPa
  • the water flow differential pressure of the boron selective resin device 17, the ultraviolet oxidation device 15, and the ion exchange resin device (cartridge polisher) 16 in the rear stage was 0.20 MPa.
  • the boost pump 3 increases the pressure of the liquid in the water line, so the pressure of the liquid supplied to the EDI device 1 can be reduced, and damage to the EDI device 1 can be suppressed.
  • a pure water production system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14.
  • a boron selective resin device 17 is disposed in place of the EDI device 2 in the downstream stage of the pure water production system of the first embodiment shown in FIG. 5.
  • the rest of the configuration is the same as that of the pure water production system of the first embodiment, and therefore the description will be omitted.
  • the EDI device 2 is provided as the downstream deionized water production system
  • the boron selective resin device 17 is provided as the downstream deionized water production system.
  • pure water was produced by carrying out the same steps S1 to S7 as in the first embodiment.
  • the pressure gauge 4a measured 0.31 MPa
  • the pressure gauge 4b measured 0.11 MPa
  • the pressure gauge 4d measured 0.10 MPa
  • the pressure gauge 4c measured 0.18 MPa at the outlet of the boost pump 3 and the inlet of the boron selective resin device 17.
  • the water flow differential pressure of the front-stage EDI device 1 was 0.2 MPa
  • the water flow differential pressure of the rear-stage boron selective resin device 17 was 0.08 MPa.
  • the boost pump 3 increases the pressure of the liquid in the water line, so the pressure of the liquid supplied to the EDI device 1 can be reduced, and damage to the EDI device 1 can be suppressed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供する。純水製造装置は、脱イオン水製造装置１，２同士の間に配置されている昇圧ポンプ３と、昇圧ポンプ３と当該昇圧ポンプ３の上流側に位置する脱イオン水製造装置１との間に配置されている圧力計４ｂと、を有する。昇圧ポンプ３および圧力計４ｂの上流側に位置する少なくとも１つの脱イオン水製造装置１は、電気再生式の脱イオン水製造装置である。昇圧ポンプ３は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計４ｂの測定値に基づいて行われる。

Description

純水製造装置
　本発明は純水製造装置に関する。
　従来、半導体装置や液晶装置を製造する際に、有機物、イオン成分、微粒子、細菌等の不純物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、水質に対する要求が年々高まっている。とりわけ近年ではホウ素の低減が強く求められている。弱酸性成分であるホウ素は、逆浸透膜装置（以下「ＲＯ装置」という）や電気再生式の脱イオン水製造装置（以下「ＥＤＩ装置」という）を用いて除去可能であることが知られている。近年では、特許文献１（特開2018-34103号公報）に開示されているように直列に接続された複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理、ならびにＥＤＩ装置と他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）とを組み合わせた多段階処理によって、処理水中のホウ素濃度を低減する方法が実用化されている。
　ＥＤＩ装置は、イオン交換樹脂装置に比較して構造が複雑であり構成部材が多い高価な装置である。従って、純水製造の処理コストをできるだけ低く抑えるために、高流速で通水処理を行って単位時間あたりの処理水量を大きくすることが試みられている。多段階処理を行う場合にＥＤＩ装置の数が増加すると、流速の高速化の要求がより高くなる。
特開2018-34103号公報
　ＥＤＩ装置を通過する液体の流速を速くすると、ＥＤＩ装置の上流側と下流側の液体の圧力の差（通水差圧）が大きくなる。多段階処理によって純水製造を行う場合に、複数のＥＤＩ装置の各々を通過する液体の流速を速くすると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧が大きくなる。複数のＥＤＩ装置の全てにおいて速い流速を実現する際には、通水差圧が大きくなることを考慮して、前段のＥＤＩ装置に供給する液体に、後段のＥＤＩ装置に供給する液体よりも高い圧力を加える必要がある。すなわち、前段のＥＤＩ装置には、それ自体の所望の通水差圧に後段のＥＤＩ装置の所望の通水差圧を加算して、より高圧の液体を供給する必要がある。その結果、前段のＥＤＩ装置に過剰に高い圧力の液体を供給することになり、ＥＤＩ装置の損傷を招くおそれがある。特に、ＥＤＩ装置は、一般的に、プラスチック製の枠体が積層された構造を有し、耐圧性能が比較的低いという構造上の特性を有しているため、高圧の液体が供給されると損傷し易いという傾向がある。そこで、前段のＥＤＩ装置の損傷を防ぐために過剰にならない程度の圧力の液体を供給すると、後段のＥＤＩ装置では十分に速い流速を実現できる供給水圧力が得られず、処理コストの抑制効果が小さくなる。なお、後段のＥＤＩ装置の代わりに他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）が設置された構成においても、前述した問題と同じ問題が生じる。
　そこで、本発明の目的は、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供することにある。
　本発明の純水製造装置は、脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプと当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする。なお、この構成は、脱イオン水製造装置同士の間に、昇圧ポンプに加えてその他の装置（例えば紫外線酸化装置、タンク、ポンプ）も配置されている場合も含むものである。
　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始してよい。
　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止してよい。そして、前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値であってよい。
　前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であってよい。
　前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であってよい。
　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始してよい。
　最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止してよい。
　複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行ってよい。
　前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁であってよい。
　本発明によると、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる。
本発明の第１の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 脱塩室１室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。 脱塩室２室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。 第１の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 図５に示す純水製造装置を用いた純水製造時の各圧力計の測定値と経過時間との関係を示すグラフである。 ＥＤＩ装置の実際の流速の標準流速に対する比と脱塩室の通水差圧との関係を示すグラフである。 図５に示す純水製造装置の脱塩室２室型のＥＤＩ装置の脱塩室を模式的に示す断面図である。 脱塩室１室型のＥＤＩ装置の脱塩室を模式的に示す断面図である。 第２の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 図１０に示す純水製造装置を用いた純水製造時の各圧力計の測定値と経過時間との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 本発明の第３の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。 本発明の第４の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態の純水製造装置の基本構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の純水製造装置は、２つの脱イオン水製造装置１，２が直列に接続されており、これらの脱イオン水製造装置１，２の間に昇圧ポンプ３と圧力計４とが設けられている。前段の脱イオン水製造装置１は、ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）である。後段の脱イオン水製造装置２は、ＥＤＩ装置であってもよく、他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）であってもよい。ただし、以下の説明では、一例として、前段の脱イオン水製造装置１と後段の脱イオン水製造装置２のいずれもＥＤＩ装置である例について説明する。
　ＥＤＩ装置は、一般に、陽極と陰極との間に、１対のイオン交換膜で区画された脱塩室が設けられ、脱塩室にはイオン交換樹脂が充填された構成である。図２に例示するＥＤＩ装置１，２は、単一の脱塩室１３を有する脱塩室１室型の構成であり、陽極１８を備えた陽極室２０と、陰極１９を備えた陰極室２１との間に、陽極室２０の側から順に、濃縮室２４、脱塩室１３および濃縮室２５が設けられている。陽極室２０と濃縮室２４はカチオン交換膜（ＣＥＭ）２６を隔てて隣接し、濃縮室２４と脱塩室１３はアニオン交換膜（ＡＥＭ）２２を隔てて隣接し、脱塩室１３と濃縮室２５はカチオン交換膜２３を隔てて隣接し、濃縮室２５と陰極室２１はアニオン交換膜２７を隔てて隣接している。脱塩室１３には、イオン交換樹脂（一般的にはアニオン交換樹脂（ＡＥＲ）とカチオン交換樹脂（ＣＥＲ）とを含む）が充填されている。陽極室２０にはカチオン交換樹脂が充填され、陰極室２１にはアニオン交換樹脂が充填されている。このＥＤＩ装置１，２は、陽極１８と陰極１９との間に直流電圧を印加した状態で脱塩室１３に被処理水が供給されたときに被処理水に対する脱塩（脱イオン）処理を行う。その結果、イオン成分が除去された水が処理水として脱塩室１３から排出される。脱塩室１３において被処理水から除去されたイオン成分のうちアニオン成分は、脱塩室１３において陽極１８側に設けられているアニオン交換膜２２を介して濃縮室２４に移動する。カチオン成分は、脱塩室１３において陰極１９側に設けられているカチオン交換膜２３を介して濃縮室２５に移動する。濃縮室２４，２５は、濃縮室供給水が供給されて濃縮水を排出する。陰極室２１には電極室供給水が供給される。陰極室２１に供給された電極室供給水は、陰極室２１を通過した後に陽極室２０に供給され、陽極室２０から電極水として排出される。なお、カチオン交換膜２６およびアニオン交換膜２７を無くして、濃縮室２４，２５が電極室（陽極室および陰極室）を兼ねる構成にすることもできる。
　図３に例示するＥＤＩ装置１，２は、イオン交換膜（アニオン交換膜）１２を介して隣接する２つの脱塩室１３を有する脱塩室２室型の構成であり、陽極１８を備えた陽極室２０と、陰極１９を備えた陰極室２１との間に、陽極室２０の側から順に、濃縮室２４、２つの脱塩室１３および濃縮室２５が設けられている。陽極１８と陰極１９との間に位置する２つの脱塩室１３のうちの陽極１８側の脱塩室１３は、アニオン交換膜１２，２２によって区画され、イオン交換樹脂（少なくとも一部がアニオン交換樹脂で構成されている）が充填されている。陰極１９側の脱塩室１３は、アニオン交換膜１２とカチオン交換膜２３とによって区画され、イオン交換樹脂（少なくとも一部がカチオン交換樹脂で構成されている）が充填されている。その他の構成は、図２に示す脱塩室１室型の構成と同様であるため説明を省略する。このＥＤＩ装置１，２では、陽極１８と陰極１９との間に直流電圧を印加した状態で、陽極１８側の脱塩室１３に被処理水が供給されて脱塩（脱イオン）処理を行った後に、陰極１９側の脱塩室１３に移動させて再び脱塩処理を行い、イオン成分が除去された水が処理水として陰極１９側の脱塩室１３から排出される。濃縮室２４，２５、陰極室２１、陽極室２０における処理は、図２に示す脱塩室１室型の構成と同様であるため説明を省略する。なお、通水方向を、図３に示す例と逆にして、陰極１９側の脱塩室１３に被処理水が供給されて脱塩（脱イオン）処理を行った後に、陽極１８側の脱塩室１３に移動させて再び脱塩処理を行い、イオン成分が除去された水が処理水として陽極１８側の脱塩室１３から排出されるようにすることもできる。
　図１に示す本実施形態の純水製造装置では、圧力計４は昇圧ポンプ３の入口側（上流側）に接続されている。前段のＥＤＩ装置１（図１に示す例では最前段に位置するＥＤＩ装置）の上流側に被処理水のタンク５が接続されており、前段のＥＤＩ装置１とタンク５との間に供給ポンプ６が配置されている。従って、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で接続されている。そして、後段のＥＤＩ装置２の出口から純水が送出される。昇圧ポンプ３は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計４の測定値に基づいて行われる。本明細書では、便宜上、前段のＥＤＩ装置１に供給される水を被処理水と言い、前段のＥＤＩ装置１を通過して後段のＥＤＩ装置２に供給される水を中間処理水と言う。全てのＥＤＩ装置１，２を通過した水を処理水または純水と言う。
　本実施形態の純水製造装置の動作について説明する。最初に供給ポンプ６の動作を開始して前段のＥＤＩ装置１に通水する。それにより、前段のＥＤＩ装置１の下流側に位置する圧力計４の測定値が上昇し始める。そして、昇圧ポンプ３の動作停止中に、圧力計４の測定値が、所定の値（第１の設定圧力値）を下回る値から第１の設定圧力値以上に増加したときに、昇圧ポンプ３の動作を開始する。それにより、後段のＥＤＩ装置２に十分な量の中間処理水が供給されるようになる。こうして、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２とが動作して純水の製造が行われる。
　以上説明した本実施形態の純水製造装置の作用効果について説明する。まず、本実施形態と対比するための第１の比較例の純水製造装置について説明する。図４に示す第１の比較例の純水製造装置では、第１の実施形態と同様に、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で直列に接続されている。ただし、圧力計４と昇圧ポンプ３は存在しない。本比較例の純水製造装置の供給ポンプ６が動作を開始すると、タンク５から前段のＥＤＩ装置１および後段のＥＤＩ装置２に通水し、純水の製造が行われる。この構成において、処理コストの低減等のためにＥＤＩ装置１，２の各々において所望の流速が実現する時の通水差圧（所望の通水差圧）がそれぞれＸ１，Ｘ２であると仮定する。そして、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力をＩＰ１、後段のＥＤＩ装置２の出口から送出される純水の圧力をＯＰとする。圧力ＯＰは、この純水製造装置の定常運転において製造されて送出される純水の所望の圧力である。前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ１は、ＩＰ１＝ＯＰ＋Ｘ１＋Ｘ２という計算で求められる。すなわち、この圧力ＩＰ１は、圧力ＯＰに、前段のＥＤＩ装置１の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ１と後段のＥＤＩ装置２の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ２とを加算した圧力であり、比較的高い圧力である。実際には、経路（通水ライン）中の圧力損失も考慮する必要があるため、圧力ＩＰ１はさらに高い圧力である必要がある。このように圧力ＩＰ１は非常に高い圧力であるため、前段のＥＤＩ装置１が損傷する可能性がある。なお、前段のＥＤＩ装置１の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ１と後段のＥＤＩ装置２の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ２とが一致する場合もある。
　これに対し、図１に示す本発明の第１の実施形態では、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が介在している。この昇圧ポンプ３によって中間処理水の圧力がＹだけ上昇する場合、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２は、ＩＰ２＝ＯＰ＋Ｘ１＋Ｘ２－Ｙという計算で求められる。この圧力ＩＰ２は、昇圧ポンプ３による圧力上昇値Ｙだけ、第１の比較例の圧力ＩＰ１よりも小さい。従って、この構成では、各ＥＤＩ装置１，２の所望の流速をそれぞれ実現して処理コストの低減を図れるとともに、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２を低く抑えて前段のＥＤＩ装置１の損傷を防ぐことができる。
　前述した通り、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３を設けることにより、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２を低く抑えることができる。ただし、供給ポンプ６および昇圧ポンプ３はいずれも、動作開始してから定常動作状態になるまでにある程度の時間を要する。そのため、供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始した後に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが重要である。供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始し、昇圧ポンプ３の動作を開始していない状態では、昇圧ポンプ３の上流側に供給される中間処理水の圧力が上昇する。仮に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが遅れると、昇圧ポンプ３の上流側の圧力が過剰に高くなるため、前段のＥＤＩ装置１にかかる圧力も高くなりＥＤＩ装置１が損傷する可能性がある。一方、昇圧ポンプ３の動作を開始させると、前段のＥＤＩ装置１を通過した中間処理水は、昇圧ポンプ３の作用により後段のＥＤＩ装置２へ即座に送られる。その結果、昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低下する。仮に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが早過ぎると、昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低くなり過ぎて負圧になり、昇圧ポンプ３の動作不良やＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性がある。その結果、後段のＥＤＩ装置２に十分な通水が行えず、良好な純水製造が行えなくなる。
　このように、供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始した後に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが早過ぎても遅過ぎても、良好な純水製造が困難になったり、ＥＤＩ装置１，２の損傷を引き起こしたりする可能性がある。そこで、供給ポンプ６の動作を開始させてから一定の時間が経過した時点で昇圧ポンプ３の動作を開始させることが考えられる。ただし、供給ポンプ６の動作開始からの経過時間と、昇圧ポンプ３における液体の圧力変化との関係は、必ずしも一定ではなくばらつきが生じる場合があることが実験的に判明した。純水製造装置の動作停止時の状態や送水先の装置の状況などが一定では無いため、タイマーを用いて供給ポンプ６の動作開始からの経過時間に基づいて昇圧ポンプ３の動作を開始するタイミングを調整しようとしても、好適なタイミングで昇圧ポンプ３の動作を開始させられない場合がある。そこで、本発明の第１の実施形態では、前段のＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に、中間処理水の圧力を測定する圧力計４を配置した。そして、圧力計４の測定値が所定の値（第１の設定圧力値）に到達した時点で、昇圧ポンプ３の動作を開始させるようにしている。それにより、供給ポンプ６の動作開始からの経過時間にかかわらず、後段のＥＤＩ装置２の上流側および昇圧ポンプ３の上流側が適切な圧力になった時点で昇圧ポンプ３の動作が開始する。
　また、昇圧ポンプ３の動作開始後に、何らかの理由で昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低くなると、前述した通り昇圧ポンプ３の動作不良や中間処理水の負圧化を引き起こす可能性がある。そこで、本実施形態では、昇圧ポンプ３の動作中に、圧力計４の測定値が所定の値（第２の設定圧力値）を超える値から第２の設定圧力値以下に低下したときに、昇圧ポンプ３の動作を停止させる。さらに、昇圧ポンプ３の動作停止と同時に供給ポンプ６の動作も停止する。こうして、昇圧ポンプ３と供給ポンプ６とを同時に停止することで、ＥＤＩ装置１，２への通水が停止して純水の製造が停止する。それにより、停止時における圧力変動を抑制することが可能になり、品質が不十分な純水が製造されることや、ＥＤＩ装置１，２が損傷することが抑制できる。一例では、第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であり、第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であって、第１の設定圧力値は第２の設定圧力値よりも大きいことが好ましい。また、通常の運転停止時にも、昇圧ポンプ３と供給ポンプ６とを同時に停止することで、装置の損傷を防止して安定して運転を停止することができる。このように、ＥＤＩ装置１，２の間に配置されている昇圧ポンプ３の動作の開始と動作の停止が、圧力計４の測定値に基づいて行われることが好ましい。ただし、昇圧ポンプ３の動作の開始のみが圧力計４の測定値に基づいて行われる構成や、昇圧ポンプ３の動作の停止のみが圧力計４の測定値に基づいて行われる構成も、ある程度の効果が得られるため好ましい。それらの構成も本発明の範囲に含まれる。
　図１に示すように、昇圧ポンプ３の上流側に脱イオン水製造装置が１つだけ設置されている場合には、その脱イオン水製造装置がＥＤＩ装置１であって、そのＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に圧力計４が配置されている。図示しないが、仮に、昇圧ポンプ３の上流側に複数の脱イオン水製造装置が設置されている場合には、それらの脱イオン水製造装置のうち少なくとも１つの脱イオン水製造装置、好ましくは昇圧ポンプ３に最も近接する脱イオン水製造装置がＥＤＩ装置１であって、そのＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に圧力計４が配置される。図示しないが、好適な一形態として、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、ＲＯ装置（図示せず）、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で接続されている構成を採用することもできる。
　［第２の実施形態］
　図５に示す本発明の第２の実施形態に係る純水製造装置は、第１の実施形態の純水製造装置と同様に、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４ｂ、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２を含んでいる。それに加えて、本実施形態では、供給ポンプ６と昇圧ポンプ３にそれぞれインバータ７が接続されており、設定された周波数に到達するまでの加速時間が２秒～１０秒、より好ましくは２秒～６秒になるように制御されている。また、本実施形態の純水製造装置では、第１の実施形態と同様に前段のＥＤＩ装置１の下流側であって昇圧ポンプ３の上流側に圧力計４ｂが接続されるのみならず、前段のＥＤＩ装置１の上流側に圧力計４ａが接続され、後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３の下流側の位置に圧力計４ｃが接続され、後段のＥＤＩ装置２の下流側に圧力計４ｄが接続されている。さらに、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって供給ポンプ６と圧力計４ａとの間の位置に水質計８ａが配置されている。前段のＥＤＩ装置１の下流側かつ後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３と圧力計４ｃとの間の位置に水質計８ｂが配置されている。後段のＥＤＩ装置２の下流側であって圧力計４ｄの下流側の位置に水質計８ｃが配置されている。なお、水質計８ａで測定する水質条件と、水質計８ｂ，８ｃで測定する水質条件とは、清浄さ（不純物の少なさ）のレベルの差が大きいため、水質計８ａと水質計８ｂ，８ｃとは異なるタイプの水質計である。具体的には、水質計８ａは、単位μＳ／ｃｍで表わされる電気伝導率の測定を行い、数値が小さいほど清浄である。一方、水質計８ｂ，８ｃは、単位ＭΩ・ｃｍで表わされる比抵抗値の測定を行い、数値が大きいほど清浄である。そして、本実施形態の純水製造装置では、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２が直列に接続されている通水ラインに加えて、２系統の循環ラインが設けられている。具体的には、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に切り替えバルブの１種である三方弁９ａが設けられ、この三方弁９ａからタンク５へ被処理水を戻す戻り経路１０が設けられている。さらに、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置にも切り替えバルブの１種である三方弁９ｂが設けられ、この三方弁９ｂからタンク５へ処理水を戻す戻り経路１１が設けられている。なお、後段のＥＤＩ装置２を他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）に変更することも可能である。前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に設けられている切り替えバルブと、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置に設けられている切り替えバルブは、少なくとも一方が三方弁であることが好ましく、両方が三方弁であることがより好ましい。
　本実施形態の純水製造装置による純水の製造方法について説明する。作業開始からの経過時間と、各圧力計４ａ～４ｄによって測定される圧力値との関係を図６に示している。まず、供給ポンプ６を起動する。この時、三方弁９ａは下流側への経路（通水ライン）を遮断し、戻り経路１０を開放している。それにより、被処理水の循環が行われる（ステップＳ１）。これを通水前循環という。供給ポンプ６の直ぐ下流側の水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、所定の水質条件（例えば１０μＳ／ｃｍ以下）をクリアした時点Ｔ１で、三方弁９ａを切り替えて下流側へ被処理水を流す。それにより、前段のＥＤＩ装置１に通水して被処理水を脱塩する（ステップＳ３）。前段のＥＤＩ装置１への通水と並行して、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂによる圧力測定を継続的または断続的に行い（ステップＳ４）、その測定値が第１の設定圧力値（例えば０．０２ＭＰａ）まで上昇した時点Ｔ２で、昇圧ポンプ３の動作を開始する。それにより、後段のＥＤＩ装置２に通水して中間処理水をさらに脱塩する（ステップＳ５）。この段階では、三方弁９ｂは下流側（純水製造装置の出口）への経路を遮断し、戻り経路１１を開放している。そして、昇圧ポンプ３の出口側（下流側）の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、条件（例えば１８ＭΩ・ｃｍ以上）をクリアした時点Ｔ３で、三方弁９ｂを切り替えて下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。こうして、本実施形態の純水製造装置による純水の製造が行われる。その後、図６には示していないが、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂによる圧力測定値が第２の設定圧力値（例えば０．０１ＭＰａ）以下になると、供給ポンプ６と昇圧ポンプ３の動作を停止させる。
　このように、本実施形態の純水製造装置でも、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に位置する昇圧ポンプ３の動作を、その昇圧ポンプ３の入口側に位置する圧力計４ｂの測定値が第１の設定圧力値以上になった時に開始する。その後、圧力計４ｂの測定値が第２の設定圧力値以下になると動作を停止する。ただし、本実施形態の変形例として、供給ポンプ６が起動して前段のＥＤＩ装置１への通水を開始して昇圧ポンプ３の入口側に中間処理水を供給し始めてから、すなわち前段のＥＤＩ装置１から後段のＥＤＩ装置２への通水を開始してから、所定の時間が経過した時点で、昇圧ポンプ３の動作を開始させてもよい。この所定の時間は、１秒～１０秒の範囲内、より好ましくは１秒～６秒の範囲内で適切に設定される。この所定の時間（昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間）や、インバータ７によって制御される加速時間は、通水する流量や配管口径等に応じて適切に設定される。具体的には、処理流量（通水流量）および配管口径が大きいと、昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間や加速時間を長くするように調整することが好ましい。例えば、配管口径が６５Ａで２０ｍ3／ｈ程度の処理流量の場合には、昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間は２秒程度、インバータの加速時間は５秒程度の設定が好ましい。この制御方法により、ＥＤＩ装置１，２よりも前段の処理状況やＥＤＩ装置１，２よりも後段における純水の送水先の状況に応じて変わる起動時の状況変動に応じた適切なタイミングで、昇圧ポンプ３の動作を制御することができ、特に前段のＥＤＩ装置１に加わる圧力の極端な変動を抑制することが可能になる。さらに、本実施形態では、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力が低下した場合に供給ポンプ６と昇圧ポンプ３の動作を停止させる。それにより、装置停止時における圧力変動も抑制することができる。
　本実施形態では、ＥＤＩ装置１，２に通水する通水ライン（供給ライン）に加えて、被処理水をタンク５へ戻す循環ライン（戻り経路１０）が設けられている。純水製造装置の起動に際して、最初は前段のＥＤＩ装置１に被処理水を供給することなくタンク５へ循環させる。そして、前段のＥＤＩ装置１の上流側に位置する水質計８ａによって被処理水の水質確認を行い、水質条件をクリアした後で、循環ラインから通水ラインに切り替えて純水の製造を開始する。この構成によると、前段のＥＤＩ装置１を通過した中間処理水の水質検査を行う必要がなく、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間からタンク５に戻す循環ラインを設ける必要はない。そして、安定した起動が実現できる。特に、このような循環ラインと通水ラインとの切替を三方弁９ａを用いて行うと、２つのラインの切り替えを完全に同期して行うことが可能になる。弁の開閉のタイミングのずれや開閉度合いのばらつきが生じることが抑えられるため、循環ラインと通水ラインとの切替時の一時的な流量の変動や圧力の変動を抑えることができる。この三方弁９ａは、切り替え動作時に全閉となるタイミングが無いものであって、中間の開度にて全ての経路がつながる構造であるものが好ましい。例えば、日本バルブコントロールズ株式会社製のＬ３型三方弁などが挙げられる。それにより、閉止している時間が長い弁ができるだけ存在しないようにして、弁が固着して再作動時の動作が鈍くなることを抑制することができる。
　後段のＥＤＩ装置２の下流側からタンク５に処理水を戻す循環ライン（戻り経路１１）も設けられている。この純水製造装置で製造された純水の用途に応じた水質と、製造された純水を受け入れるタンク（図示せず）の容量等に応じて、純水製造装置から処理水を送出するか、タンク５に戻して循環させるかを決定する。この切替にも三方弁９ｂを用いることにより、三方弁９ａに関して前述した効果と同様な効果が得られる。
　なお、図示しないが、通水ライン内の前段のＥＤＩ装置１の上流側等に、リリーフバルブを設けて、起動時の一時的な圧力増加が生じた際の圧力を逃がすようにして、前段のＥＤＩ装置１に過剰な圧力が加わることを防止することができる。リリーフバルブは、通水ラインから被処理水を排出するか、またはタンク５等の容器に被処理水を戻すものであってよい。
［本発明の作用効果］
　ＥＤＩ装置は、直流電流が通電されて連続的に電気再生を行なえるため、一般的なイオン交換樹脂装置に比べて樹脂体積当たりの流量（空間速度：ＳＶ）が大きく、１５０～２５０ｈ-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０．０９～０．１５ＭＰａ程度である。複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理による純水製造を行う場合に、各ＥＤＩ装置のそれぞれの流速を高速化して処理効率を高め、処理コストの低減を図ることが考えられる。例えば、図７のグラフに例示するように、従来のＥＤＩ装置を、例えばカタログなどに記載されている仕様上の標準流量（Standard-Flow、Nominal-Flowとも言う）の１．３倍～１．５倍程度の流量で運転すると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧も１．３～１．５倍程度に高くなる。一例としては、ＥＤＩ装置の処理流量が標準流量の１．２倍を超えると、脱塩室の入口と出口との差圧は０．２ＭＰａ以上になる。各ＥＤＩ装置によって具体的な数値はある程度変動するとしても、このように処理流量が増加すると、それに伴って脱塩室の入口と出口との差圧も増加するという関係性は変わらない。そして、複数のＥＤＩ装置を直列に接続して１つの供給ポンプから被処理水を供給する場合、前段のＥＤＩ装置には、後段のＥＤＩ装置の差圧も加算された高い圧力の被処理水を供給する必要がある。
　「ＪＩＳ　Ｂ　８２６５圧力容器の構造」によると、耐圧試験における試験圧力は、水圧の場合、使用圧力の１．５倍と規定されている。従って、ＥＤＩ装置に供給される処理水の流速を速くすることで、定常運転時の供給水圧力（前記使用圧力）の１．５倍を超えた圧力が加わると、ＥＤＩ装置の耐圧性能を超えて、ＥＤＩ装置が損傷してしまうおそれがある。ＥＤＩ装置を高流速で運転するための条件としては、脱塩室のイオン交換樹脂の体積あたりの空間速度ＳＶが３００～４５０［ｈ-1］となるように通水し、電流密度が０．８～１．２［Ａ／ｄｍ2］となる電流を流し、脱塩室の通水差圧が０．２～０．３［ＭＰａ］になるようにすることが好ましい。
　本発明では、通水ライン内で前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が設けられている。これにより、通水ラインを流れる途中で中間処理水の圧力が上昇させられるため、前段のＥＤＩ装置１に供給する時点で、被処理水に、２つのＥＤＩ装置１，２のそれぞれの通水差圧を含む高い圧力を持たせておく必要がない。ただし、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が設けられている構成において、高流速でＥＤＩ装置に通水する際に、供給ポンプ６の起動から昇圧ポンプ３の起動までの時間が遅いと、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力が一時的に高くなり過ぎるおそれがある。逆に、供給ポンプ６の起動から昇圧ポンプ３の起動までの時間が早過ぎると、昇圧ポンプ３の入口側における中間処理水の圧力が低過ぎて、負圧になってしまうおそれがある。従って、供給ポンプ６を起動した後に昇圧ポンプ３を起動させるタイミングが重要である。昇圧ポンプ３を起動させるタイミングは、供給ポンプ６を起動してからの経過時間によって決定することも可能である。すなわち、昇圧ポンプ３の動作停止中に、昇圧ポンプ３の入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに昇圧ポンプ３の動作を開始させてもよい。ただし、昇圧ポンプ３を起動させるタイミングを、昇圧ポンプ３の入口側における圧力によって決定することがより好ましい。これにより、ＥＤＩ装置１，２の損傷を抑制しつつ、比較的速い流速で通水して効率良く純水の製造が行え、その処理コストを抑えることができる。
　［第１の実施例］
　本発明の第１の実施例について説明する。本実施例では、図５に示す第２の実施形態の純水製造装置を用いて純水の製造を行った。本実施例のＥＤＩ装置１，２は、図３，８に模式的に示すように、イオン交換膜１２を介して隣接する２つの脱塩室１３を有する脱塩室２室型の装置である。このような脱塩室２室型の２つのＥＤＩ装置１，２を用い、図５に示すような純水製造装置を作製した。前段のＥＤＩ装置１も後段のＥＤＩ装置２も、脱塩室１３の空間速度ＳＶを高流速条件である３２０［ｈ-1］に設定し、電流値を１．０［Ａ／ｄｍ2］に設定して、前述したステップＳ１～Ｓ７を実施した。空間速度ＳＶは、脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積（脱塩室１３の容積と実質的に一致する）で、その脱塩室１３を通る液体の流量（単位時間あたりの流量）を割った値である。昇圧ポンプ３に接続されたインバータ７の加速時間は５秒に設定した。本実施例における起動時（供給ポンプ６の動作開始時）からの経過時間と圧力の関係は、図６に示す通りである。
　純水の製造にあたり、供給ポンプ６を起動し、前段のＥＤＩ装置１の上流側からタンク５に戻る被処理水の循環を行う（ステップＳ１）。供給ポンプ６の直ぐ下流側の水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、その測定値が設定値（例えば１０μＳ／ｃｍ）以下になった時点Ｔ１で三方弁９ａを切り替えて前段のＥＤＩ装置１に通水する（ステップＳ３）。昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ４）、その測定値が第１の設定圧力値（例えば０．０２ＭＰａ）まで上昇した時点Ｔ２で、昇圧ポンプ３の動作を開始して、後段のＥＤＩ装置２に通水する（ステップＳ５）。昇圧ポンプ３の出口側（下流側）の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、その測定値が設定値（例えば１８ＭΩ・ｃｍ）以上になった時点Ｔ３で、三方弁９ｂを切り替えて下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。図６に示すように、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力（圧力計４ａの測定値）は、昇圧ポンプ３の動作開始時の付近で最大値（０．２８ＭＰａ）になり、その後に測定値は低下して定常状態（０．２５ＭＰａ）になる。なお、昇圧ポンプ３に起動信号が入力されてから給水が始まって吐出するまで（モーターの回転数が十分に上昇するまで）にタイムラグが存在すると、昇圧ポンプ３に起動信号が入力された後に被処理水の圧力が最大値になる。さらに、図６に示す例では、圧力計４ａの測定が断続的に（０．５秒間隔で）行われており、実際の圧力が最大値になるタイミングと、圧力計４ａの測定を行うタイミングとの間にずれ（タイムラグ）が生じた結果、昇圧ポンプ３の動作開始後に圧力計４ａの測定値が最大値になっているように見える。ただし、これらのタイムラグが無視できる場合、理論的には、昇圧ポンプ３の動作開始前に被処理水の圧力は最大値になり、昇圧ポンプ３が起動すると少しずつ被処理水の圧力が低下すると考えられる。このようにして被処理水の圧力が一定になった定常状態において、純水の製造が継続的に行われる。すなわち、前段のＥＤＩ装置の上流側における最大圧力（０．２８ＭＰａ）は、定常状態における圧力（０．２５ＭＰａ）の１．１２倍程度に抑えられた。この程度の圧力上昇では、ＥＤＩ装置１が圧力によって損傷する可能性は非常に低い。なお、本実施例の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のＥＤＩ装置２の通水差圧は０．１９ＭＰａであった。なお、脱塩室１３内に充填するイオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂（例えば平均粒径が１００～４００μｍの樹脂）を用いると、粒径が大きい樹脂（例えば平均粒径が４００μｍより大きい樹脂）を用いる場合に比べて通水差圧が上昇する。従って、イオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂（例えば平均粒径が１００～４００μｍの樹脂）を用いる場合に、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。
　図８に示すような脱塩室２室型のＥＤＩ装置の場合には、水の流れる方向における上流側（陽極側）の脱塩室１３の入口部分の被処理水の圧力と、下流側（陰極側）の脱塩室１３の出口部分の処理水の圧力との差が通水差圧である。そして、脱塩室２室型のＥＤＩ装置では、一方の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ１［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ１［ｈ-1］が、その脱塩室１３の空間速度ＳＶであり、他方の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ２［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ２［ｈ-1］が、その脱塩室１３の空間速度ＳＶである。
　本実施例のＥＤＩ装置１，２として、図３，８に示すような脱塩室２室型ではなく、図２，９に示すような脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いることもできる。脱塩室１室型のＥＤＩ装置の場合には、単一の脱塩室１３の入口部分の被処理水の圧力と出口部分の処理水の圧力との差が通水差圧である。そして、単一の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ［ｈ-1］が、空間速度ＳＶである。本実施例において、脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置を採用した場合にも、前述した脱塩室２室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置を採用した場合の効果（速い流速を実現しつつＥＤＩ装置１，２の損傷を抑えること）と同様な効果が得られる。また、脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置においても、脱塩室１３内に充填するイオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂を用いると、大きな通水差圧になるため、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。例えば、空間速度ＳＶが１５０～４５０［ｈ-1］という条件で運転される脱塩室１室型のＥＤＩ装置においても、脱塩室１３に充填する樹脂の少なくとも一部に平均粒径が１００～４００μｍの樹脂を用いる場合に、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。
　［第２の比較例］
　前述した第１の実施例と対比する第２の比較例として、図１０に示す純水製造装置を用いて純水を製造した。この純水製造装置は、三方弁９ａの代わりに２つの切替弁１４ａ，１４ｂの組み合わせを用い、三方弁９ｂの代わりに２つの切替弁１４ｃ，１４ｄの組み合わせを用いた。それ以外は、図５に示す純水製造装置と実質的に同じ構成である。そして、本比較例では、昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングを、前述した実施例から変更した。作業開始からの経過時間と、各圧力計４ａ～４ｄによって測定される圧力値との関係を図１１に示している。前述した実施例と同様に、供給ポンプ６を起動し（ステップＳ１）、水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、その測定値が設定値（例えば１０μＳ／ｃｍ）以下になった時点Ｔ１で、前段のＥＤＩ装置１に通水する（ステップＳ３）。そして、前段のＥＤＩ装置１に通水開始してからの経過時間を測定し（ステップＳ４’）、経過時間が４秒に到達した時点Ｔ２’で昇圧ポンプ３の動作を開始して後段のＥＤＩ装置２に通水する（ステップＳ５）。昇圧ポンプ３の出口側の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、その測定値が設定値（例えば１８ＭΩ・ｃｍ）以上になった時点Ｔ３で、下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。本比較例の定常運転時における各ＥＤＩ装置１，２の通水差圧や、各ＥＤＩ装置１，２に供給される被処理水の圧力の関係は前述した第１の実施例と同じであるが、図１１に示すように、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力（圧力計４ａの測定値）の最大値は、０．４８ＭＰａであった。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．２５ＭＰａ）の１．９２倍であり、ＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性がある。このように被処理水の圧力が大きくなったのは、各切替弁１４ａ～１４ｄが別々に動作して同期が不完全であったことや、昇圧ポンプ３が起動して安定した定常動作に到達するまでに時間がかかる（例えば５秒程度の時間を要する）ことが原因の一部であると考えられる。これに対し、供給ポンプ６を起動してから昇圧ポンプ３の動作を開始するまでの時間を短くすることで、圧力上昇を低く抑えることが考えられる。しかし、その時間を短くし過ぎると、昇圧ポンプ３の入口側が負圧になり、良好な通水が行えなくなる。
　［第１の実施例と第２の比較例との対比］
　前述したように、第２の比較例では、良好な通水を行いつつＥＤＩ装置１，２が損傷する可能性を低く抑えることは容易ではない。これは、昇圧ポンプ３の動作を開始するタイミングを適切に設定することが難しいからである。しかし、前述した本発明の実施例のように、昇圧ポンプ３の動作開始を経過時間ではなく圧力計４ｂの測定値によって決定すると、良好なタイミングで昇圧ポンプ３の動作を開始させて、ＥＤＩ装置１，２の損傷を抑えつつ良好な純水製造を行うことがより容易にできる。
　［第２の実施例］
　本発明の第２の実施例の純水製造装置について、図１２を参照して説明する。図５に示す第１の実施例の純水製造装置の前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間、より詳しくは昇圧ポンプ３と後段のＥＤＩ装置２との間には、１つ以上の構成要素が設置されてもよい。本実施例の純水製造装置では、一例として、昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと圧力計４ｃとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。本実施例の純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｃの測定値は０．２６ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．０７ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．４６ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のＥＤＩ装置２の通水差圧は０．１９ＭＰａであった。
　前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．４６ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．４６ＭＰａ＝０．７７ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の２．４８倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。なお、本実施例の純水製造装置は、４つの脱イオン水製造装置、すなわち、前段のＥＤＩ装置１と、中間位置のホウ素選択性樹脂装置１７およびイオン交換樹脂装置１６と、後段のＥＤＩ装置２とが設けられた構成である。この構成においても、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂの測定値に基づいて昇圧ポンプ３の動作を制御することにより、前段のＥＤＩ装置１が過大な圧力で損傷することを抑制する効果が得られる。
　［第３の実施例］
　本発明の第３の実施例の純水製造装置について、図１３を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置と同様な昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと圧力計４ｄとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。そして、圧力計４ｃと後段のＥＤＩ装置２とが設けられていない。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７とイオン交換樹脂装置１６とが設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．３０ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー）１６の通水差圧は０．２０ＭＰａであった。
　前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３０ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．３０ＭＰａ＝０．６１ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の１．９６倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。
　［第４の実施例］
　本発明の第４の実施例の純水製造装置について、図１４を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置の後段のＥＤＩ装置２に代えてホウ素選択性樹脂装置１７が配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７が設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口であってホウ素選択性樹脂装置１７の入口における圧力計４ｃの測定値は０．１８ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７の通水差圧は０．０８ＭＰａであった。
　前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．１８ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．１８ＭＰａ＝０．４９ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の１．５８倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。
　以上、実施形態例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解できる様々な変更を行うことができる。
　本出願は、２０２３年６月１９日に出願された日本特許出願２０２３－１０００１６号に基づく優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１，２　　　ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）
３　　　　　昇圧ポンプ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ　　　圧力計
５　　　　　タンク
６　　　　　供給ポンプ
７　　　　　インバータ
８ａ，８ｂ，８ｃ　　　水質計
９ａ，９ｂ　三方弁
１０，１１　戻り経路
１２　　　　イオン交換膜
１３　　　　脱塩室
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　　　切替弁
１５　　　　紫外線酸化装置
１６　　　　イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、脱イオン水製造装置）
１７　　　　ホウ素選択性樹脂装置（脱イオン水製造装置）
１８　　　　陽極
１９　　　　陰極
２０　　　　陽極室
２１　　　　陰極室
２２，２７　アニオン交換膜
２３，２６　カチオン交換膜
２４，２５　濃縮室

Claims (10)

  1. 　脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、
    　前記昇圧ポンプと、当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、
    　前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、
    　前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする、純水製造装置。
  2. 　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始する、請求項１に記載の純水製造装置。
  3. 　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止する、請求項１に記載の純水製造装置。
  4. 　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値である、請求項３に記載の純水製造装置。
  5. 　前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値である、請求項３または４に記載の純水製造装置。
  6. 　前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値である、請求項２または４に記載の純水製造装置。
  7. 　前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始する、請求項３に記載の純水製造装置。
  8. 　最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止する、請求項３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
  9. 　複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行う、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
  10. 　前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、
    　前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、
    　前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁である、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
PCT/JP2024/011728 2023-06-19 2024-03-25 純水製造装置 Ceased WO2024262113A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020267001230A KR20260020490A (ko) 2023-06-19 2024-03-25 순수 제조 장치
CN202480040590.2A CN121335865A (zh) 2023-06-19 2024-03-25 纯水制造装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-100016 2023-06-19
JP2023100016A JP7599524B1 (ja) 2023-06-19 2023-06-19 純水製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024262113A1 true WO2024262113A1 (ja) 2024-12-26

Family

ID=93797741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/011728 Ceased WO2024262113A1 (ja) 2023-06-19 2024-03-25 純水製造装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7599524B1 (ja)
KR (1) KR20260020490A (ja)
CN (1) CN121335865A (ja)
TW (1) TW202502429A (ja)
WO (1) WO2024262113A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221571A (ja) * 1997-11-12 1999-08-17 Archer Daniels Midland Co 封入式セル電気透析を介した水性流の脱塩
JP2012239965A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Japan Organo Co Ltd 電気式脱イオン水製造装置
CN204281389U (zh) * 2014-11-25 2015-04-22 重庆摩尔水处理设备有限公司 一种edi运行控制系统
JP2018034103A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 栗田工業株式会社 純水製造装置
US20190233314A1 (en) * 2016-10-13 2019-08-01 Vws (Uk) Ltd. Method and apparatus for providing ultrapure water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221571A (ja) * 1997-11-12 1999-08-17 Archer Daniels Midland Co 封入式セル電気透析を介した水性流の脱塩
JP2012239965A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Japan Organo Co Ltd 電気式脱イオン水製造装置
CN204281389U (zh) * 2014-11-25 2015-04-22 重庆摩尔水处理设备有限公司 一种edi运行控制系统
JP2018034103A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 栗田工業株式会社 純水製造装置
US20190233314A1 (en) * 2016-10-13 2019-08-01 Vws (Uk) Ltd. Method and apparatus for providing ultrapure water

Also Published As

Publication number Publication date
CN121335865A (zh) 2026-01-13
JP7599524B1 (ja) 2024-12-13
JP2025000256A (ja) 2025-01-07
TW202502429A (zh) 2025-01-16
KR20260020490A (ko) 2026-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3273718B2 (ja) 電気脱イオン法による被処理水の処理方法及びその方法に使用する装置
JP6109708B2 (ja) 電気式脱イオン水製造装置及びその運転方法
CN111148990B (zh) 去阳离子水的电导率的测定方法及测定系统
EP4321488A1 (en) Electrodeionization system and control method for electrodeionization system
CN113015702B (zh) 纯水制造装置及其运转方法
JP7770164B2 (ja) 純水製造装置およびその運転方法
TWI883225B (zh) 超純水製造裝置
JP7599524B1 (ja) 純水製造装置
JP6158681B2 (ja) 脱イオン水製造システム及びその運転方法
JP7019860B1 (ja) 精製水供給システム
JP2005288300A (ja) 超純水製造装置
JP2013103194A (ja) 水処理システム
US20240157300A1 (en) Method for controlling electrodeionization device
JP2001252672A (ja) 電気式脱イオン水製造装置の運転方法
JP7745028B1 (ja) 水処理設備、制御装置、運転方法およびプログラム
JP7823701B1 (ja) 超純水製造装置の制御方法
JP7487812B1 (ja) 純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法
JP6407734B2 (ja) 電気式脱イオン水製造装置の運転方法、及び電気式脱イオン水製造装置を備えた純水製造システム
KR20250138169A (ko) 초순수 제조 장치, 초순수 제조 방법 및 초순수 제조 프로그램
WO2026048193A1 (ja) 純水製造システムの制御方法
WO2026048393A1 (ja) 電気式脱イオン水製造装置を備える水処理システム及びその運転方法
JP2024176552A (ja) 電気脱イオン装置、そのメンテナンス方法、及び電気脱イオン装置の管理方法
TW202500515A (zh) 純水製造系統及純水製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24825524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1020267001230

Country of ref document: KR

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-0-1-A10-A15-NAP-PA0105 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020267001230

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020267001230

Country of ref document: KR