JPH02268888A - 脱塩水の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は脱塩水の新規な製造法に関する。

［従来の技術］ これまでの脱塩水の製造に志　イオン交換樹脂が主要な
役目を果しており、　その方法として原水を、カチオン
交換ｉｍ脂、　アニオン交換樹脂をそれぞれ別々に充填
した複数のカラムに順次通水する連珠尺　カチオン交換
樹脂とアニオン交換樹脂を混合して充填したカラムに通
水する混床式があり。

場合によっては連珠式の後に混床式を連結するなどの方
法が採用されている。

イオン交換樹脂を用いるこれらの従来法ＩＬ　　各方面
で完成された技術として賞月されてはいるが。

基本的に回分式操作の集合であって、装置的にも多くの
付帯設備が必要とするなど、　こうした方法では不可避
な問題点を有している。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明らＩＬ　　かかる現状に鑑み鋭意研究の結果遂に
本発明したもので５本発明は上記従来法とは根本的に異
なる脱塩法を提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明はＨ形強酸性カチオン交換体微粒子お
よびＯＨ形強塩基性アニオン交換体微粒子それぞれの水
性スラリーを、別々にかつ同方向に輸送せしめる多孔性
中空糸束に対し、原水を該中空糸束に沿ってかつスラリ
ーとは向流カ向に通液することを特徴とする脱塩水の製
造方法。

であり、本発明法１戴　実質的にキャピラリーモジュー
ルと簡単なポンプ系統よりなる著しく単純化されたシス
テムにより実施でき、／ｈ型、軽量化は勿論、コンピュ
ーター制御も極めて容易であるなどの従来法では到底発
揮できない特徴を有している。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明で用いるカチオン交換体およびアニオン交換体（
以下両者をイオン交換体と総称することがある。ンとし
ては、　まず第一に水分Ｍ液状態でポンプ駆動によるパ
イプ輸送ができることが前提であり、　このために粒径
は２０μ、好ましくは３．０μ以下で、　下限は用いる
中空糸の細孔以上であればよい、　　次にこれらのイオ
ン交換体１）不特定のイオンを含んだ原水から脱塩でき
るために中性塩分解能を有する必要があり、この条件を
満たすものとしてスルホン酸基のような強酸性態　トリ
メチルアンモニウム基のような強塩基性基を有する。

いわゆる強型イオン交換体があり、　これらの官能基は
カチオン交換体の場合で乾＃Ｉ遊離形１．．Ｏ，あたｌ
Ｊ２．ｏｍｅｑ以上、アニオン交換体で乾ｆｉｃｌ形１
．　Ｏ（あたり１．　Ｏｍｅｑ以上導入されたものであ
る必要がある。

かかる条件を満たすイオン交換律速　スチレン−ジビニ
ルベンゼンあるいはビニルベンジルハライド−ジビニル
ベンゼンなどの乳化重合物に、スルホン酸基あるいは第
四級アンモニウム基を導入することにより最も好適に得
ることができる。

また、市販の強型イオン交換樹脂を粉砕および分級する
ことによって本発明で使用できるイオン交換体とするこ
とができる。

本発明で用いる中空糸としてはその壁を介してイオン交
換反応が行える多孔性を有し、同時にイオン交換体微粒
子の漏洩を防げるものでなければならない。

好ましい例として、　ポリプロピレン、　ポリエチレン
、ポリピリルアルコール、　エチレン／ビニルアルコー
ル共重合倣　アクリロニトリル系重合倣メタアクリル酸
メチル系重合倣　フッ化エチレン系重合体、　ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミドなどの熱可塑
性重合体を原料とし、溶融紡糸流　湿式紡糸法、半乾式
紡糸法などの方法により得らｈる多孔性中空糸がある。

中空糸の直径ｊ１　　細くなると比表面積が大きくなり
相対的に壁の厚みも薄くできてイオン交換反応はスムー
スになるが１反面通液抵抗が高まるため、　好ましくは
０．１〜１５．　ＯＫ　　より好ましくは０．３〜５．
０−である。

壁の厚みについてはその多孔構造、材質などにも左右さ
れるが、−収約に、使用に耐える物理的強度を伴う限り
簿い方が好ましい。

以上の各条件を満足するものとして、直径０．５〜３０
■のポリエチレン製多孔性中空糸は、壁が空隙率の高い
スリット状の超微細孔を有することによりイオン交換反
応がスムースでかつイオン交換体微粒子の阻止が容易で
あり、耐薬品性や繊維物性が良好であるなど理由により
、好ましい例である。

本発明を実施するに棗　ます、上記イオン交換体微粒子
を遊離形すなわち強酸性カチオン交換体に付いてはＨ形
に１強塩基性アニオン交換体に付いてはＯＨ形に調製（
再生）したものを用意する必要がある。

この調製は、対応するイオン交換樹脂の再生操作と同様
に１強酸あるいは強アルカリ水溶液と接触後水洗するこ
とによっても可能であるが、本発明で用いるイオン交換
体が微粒子状でスラリー輸送に適したものであることを
利用して、予め遊離型に調製されたイオン交換樹脂の充
填層を通すことによっても可能である。さらに多孔性中
空糸内で輸送されつつ再生剤と接触し次いで水洗される
ことによっても再生でき、特に再生剤および水洗水はイ
オン交換体微粒子のスラリーとは向流で接触することに
より最も好適に再生することができる。

このようにして再生された強酸性カチオン交換体微粒子
および強塩基性アニオン交換体微粒子を。

それぞれ別個にかつ同方向にスラリー輸送する中空糸、
およびこれらの中空糸に沿って原水をイオン交換体微粒
子スラリーとは向流に流せる構造であれば良い。

最も簡単なものとしては、　イオン交換体微粒子を輸送
する二本の中空糸をともに格納できる細管よりなるキャ
ピラリーモジュールがあり、該細管は堅くてもフレキシ
ブルであってもよい。

二ｍ！ｒ４のイオン交換体を輸送する中空糸は、処理能
力を高める場合など、モジュール内においてそれぞれを
複数本用いることができる。

この場合、異なったイオン交換体を輸送する中空糸は互
いによく混合された状態で配置されることが好ましい。

以下、実施例を掲げ本発明の説明を続ける。

例中、　「部」はｆｆｉ量部の意味である。

［実施例１］ スチレン　８８紙　　ジビニルベンゼン　１０！　　ス
チレンスルホン酸　５叔　過硫酸カリ　１．０部を脱イ
オン水　３５０部と共に攪拌機と還流冷却装置を付けた
フラスコにいれ、内部を窒素に置換し、攪拌下に室温か
ら６５℃まで１時間かかって昇温後さらに６５℃で４時
間保持することにより、エマルジョン状スチレン／スチ
レンスルホン酸／ジビニルベンゼンの三元共重合体を得
た。

このものを塩析−水洗一濾過一乾燥を順次行って精製し
、　うち　２０部を　８５℃の濃硫酸　２００部に入九
２時間、弱く攪拌しつつスルホン１１基の導入を実施し
、ついで硫酸の除去および水洗を行った。

かくして、Ｈ形基準で４．５ｍａｑ、　／ｇの中性塩分
解能を有する平均粒径０．１８μの微粒子状の強酸性カ
チオン交換体を得た。

一方、市販の強塩基性アニオン交換繊維樹脂（商品名Ｄ
ｉＡｒＯＮ　Ｐ八−３１６三菱化成株式会社製、乾燥Ｃ
１形１．０ｇあたり３．０〜８９の中性塩分解能を有す
る）をボールミルで粉砕したものを塩水スラリーとじ３
５０メツシユ（開口度４０μ）のフルイをバスした部分
をさらに８．３ｗｔ％の水分散液とし内径２７０μ、壁
厚５５μのポリエチレン製多孔性中空糸（商品名：　ス
テラボア　ＥＩＩＦ−２７（ＩＴ三菱レイヨン株式会社
製　以下の試験に用いた多孔性中空糸はすべてこのもの
である。）に送り込み、該分散液とは向流方向で流れる
水の中に可溶性成分および超微粒子を除去した微粒子状
強塩基性アニオン交換体をｇ　ｍ　ｔ、　ｔｚ次に、得
られたカチオン交換体に付いては４，６ｗＩ％の濃度の
水分散液とし、多孔性中空糸に送り込みまず再生液とし
ての２Ｎ−１１Ｃ１ついで洗浄用の水道水とそれぞれ向
流で接触せしめＨ形に再生し、同様にアニオン交換体に
付いては６．３ｗｔ％の水分散液とし２）Ｊ−ＮａαＬ
　水道水を順次用いてＯＨ形にＩＲ製した。

かくしてそれぞれ遊離型に自製されたイオン交換体微粒
子を上記ポリエチレン製多孔性中空糸に。

カチオン交換体に付いては５．６ｗｔ％の濃度の水分散
液として上記多孔性中空糸２本に２．５ｃｃ／ｈｒ、、
　またアニオン交換体に付いては４本の中空糸に２．４
ｗｔ％の濃度の水分散液とし５．０ｃｃ／ｈｒ、の割で
いずれも同一方向に送り込んだ、これら計６本の多孔性
中空糸を揃えて格納する内径　３ｍｍのシリコンチュー
ブの端より比抵抗１．３００Ω・ｃｍ／２５℃の原水を
５０ｃｃ／ｈｒ、で注入し１００ｃ−先の出口より取り
出したこの間、原水はシリコンチューブ内をイオン交換
体微粒子の分散液とは向流に中空糸に沿って流れる間に
脱塩されその比抵抗はｓ、ｏｏｏ　ｏｏｏΩ・ｃｍ／２
５℃以上に達しこの条件で運転する限り脱塩水の比抵抗
はこの水準を維持し続けた。

［実施例２及び参考例］ 実施例１において、比抵抗３，２００Ω・ｃｍ／２５℃
の原水を用い、　その供給量を１００ｃｃ／ｈｒ、とす
る他は全く同様に脱塩した水の比抵抗はｓ、ｏｏｏ、ｏ
ｏｏΩ・ｃｎ＋／２５℃以上であった。

一方この条件で原水をイオン交換体微粒子の分散液と同
一方向とした場合の比抵抗は４５０．０００Ω・Ｃｌｌ
ｌ７２５℃であった。

本発明法は、実質的にキャピラリーモジュールと間車な
ポンプ系統よりなる著しく単純化されたシステムにより
実施でき、小型、軽量化は勿論、コンピューター制御も
極めて容易にできる特徴があ　る。

特許出願人　　株式会社　二チビ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｈ形強酸性カチオン交換体微粒子の水分散液およびＯＨ
   形強塩基性アニオン交換体微粒子の水分散液を別々にか
   つ同方向に輸送する多孔性中空糸束に対し、原水を該中
   空糸に沿ってかつ水分散液とは向流方向に通液すること
   を特徴とする脱塩水の製造方法。