JPH08150326A - 電気脱イオン法による脱イオン水の製造法 - Google Patents
電気脱イオン法による脱イオン水の製造法Info
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- JPH08150326A JPH08150326A JP6319219A JP31921994A JPH08150326A JP H08150326 A JPH08150326 A JP H08150326A JP 6319219 A JP6319219 A JP 6319219A JP 31921994 A JP31921994 A JP 31921994A JP H08150326 A JPH08150326 A JP H08150326A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 脱塩室及び濃縮室を交互に複数設けてなる電
気式脱イオン水製造装置を用いて電気脱イオン法により
脱イオン水を製造するに当たり、脱塩室に供給する被処
理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水の通水方向が
相互に反対方向となるように被処理水、濃縮水をそれぞ
れ脱塩室、濃縮室に流入する。また脱塩室に流入した被
処理水が最初にアニオン交換体層を通過し、次いで他の
イオン交換体層を通過するようにする。 【効果】 被処理水が最初に通過するアニオン交換体層
部分において、濃縮室へのアニオンの移動が促進され、
該アニオン交換体層部分における被処理水のアルカリ性
が強まり、その結果、シリカの除去率を飛躍的に向上す
ることができる。
気式脱イオン水製造装置を用いて電気脱イオン法により
脱イオン水を製造するに当たり、脱塩室に供給する被処
理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水の通水方向が
相互に反対方向となるように被処理水、濃縮水をそれぞ
れ脱塩室、濃縮室に流入する。また脱塩室に流入した被
処理水が最初にアニオン交換体層を通過し、次いで他の
イオン交換体層を通過するようにする。 【効果】 被処理水が最初に通過するアニオン交換体層
部分において、濃縮室へのアニオンの移動が促進され、
該アニオン交換体層部分における被処理水のアルカリ性
が強まり、その結果、シリカの除去率を飛躍的に向上す
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工業、製薬工
業、食品工業等の各種の産業又は研究施設等において利
用される脱イオン水を電気脱イオン法により製造する方
法に関し、更に詳しくはシリカの除去に優れた脱イオン
水製造法に関する。
業、食品工業等の各種の産業又は研究施設等において利
用される脱イオン水を電気脱イオン法により製造する方
法に関し、更に詳しくはシリカの除去に優れた脱イオン
水製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】脱イオン水を製造する方法として、従来
からイオン交換樹脂に被処理水を通して脱イオンを行な
う方法が知られているが、この方法ではイオン交換樹脂
がイオンで飽和されたときに酸及びアルカリ水溶液によ
って再生を行なう必要があり、このような処理操作上の
不利を解消すべく近年、薬剤による再生が全く不要な電
気脱イオン法による脱イオン水製造方法が確立され、実
用化に至っている。
からイオン交換樹脂に被処理水を通して脱イオンを行な
う方法が知られているが、この方法ではイオン交換樹脂
がイオンで飽和されたときに酸及びアルカリ水溶液によ
って再生を行なう必要があり、このような処理操作上の
不利を解消すべく近年、薬剤による再生が全く不要な電
気脱イオン法による脱イオン水製造方法が確立され、実
用化に至っている。
【０００３】この電気脱イオン法は、カチオン交換膜と
アニオン交換膜との間にイオン交換樹脂、イオン交換繊
維等のイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、該脱塩
室の両外側に濃縮室を設け、これら脱塩室及び濃縮室を
陽電極と陰電極の間に配置し、電圧を印加しながら脱塩
室に被処理水を、濃縮室に濃縮水をそれぞれ流入し、脱
塩室において被処理水中の不純物イオンを除去すると共
に、該不純物イオンを電気的に濃縮室に移動させて脱イ
オン水を製造するものであり、この方法によればイオン
交換体がイオンで飽和されることがないため薬剤による
再生が不要であるという利点を有する。
アニオン交換膜との間にイオン交換樹脂、イオン交換繊
維等のイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、該脱塩
室の両外側に濃縮室を設け、これら脱塩室及び濃縮室を
陽電極と陰電極の間に配置し、電圧を印加しながら脱塩
室に被処理水を、濃縮室に濃縮水をそれぞれ流入し、脱
塩室において被処理水中の不純物イオンを除去すると共
に、該不純物イオンを電気的に濃縮室に移動させて脱イ
オン水を製造するものであり、この方法によればイオン
交換体がイオンで飽和されることがないため薬剤による
再生が不要であるという利点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電気脱イ
オン法による脱イオン水製造方法においては、被処理水
中のシリカの除去率が小さいという問題点があり、この
問題点を解決するため本出願人は先に、被処理水が最初
に通過するイオン交換体層をアニオン交換体層とした電
気式脱イオン水製造装置を提案した（特開平４−７１６
２４号）。
オン法による脱イオン水製造方法においては、被処理水
中のシリカの除去率が小さいという問題点があり、この
問題点を解決するため本出願人は先に、被処理水が最初
に通過するイオン交換体層をアニオン交換体層とした電
気式脱イオン水製造装置を提案した（特開平４−７１６
２４号）。
【０００５】この装置によればシリカの除去率を向上で
きるが、本発明者等は更にシリカの除去率を高める方法
を確立すべく鋭意研究を行なった。その結果、脱塩室に
供給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水
の通水方向を相互に反対方向とすると共に、脱塩室に流
入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過するよ
うにすればシリカの除去率を著しく向上できるという知
見を得、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
きるが、本発明者等は更にシリカの除去率を高める方法
を確立すべく鋭意研究を行なった。その結果、脱塩室に
供給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水
の通水方向を相互に反対方向とすると共に、脱塩室に流
入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過するよ
うにすればシリカの除去率を著しく向上できるという知
見を得、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００６】本発明は被処理水中の不純物であるシリカ
を極めて高い除去率をもって除去することができる電気
脱イオン法による脱イオン水製造法を提供することを目
的とする。
を極めて高い除去率をもって除去することができる電気
脱イオン法による脱イオン水製造法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）カチオ
ン交換膜とアニオン交換膜との間にアニオン交換体及び
カチオン交換体を充填して脱塩室を構成し、上記カチオ
ン交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮
室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極と陰極の間
に配置し、電圧を印加しながら脱塩室に被処理水を流入
すると共に、濃縮室に濃縮水を流入して被処理水中の不
純物イオンを除去し、脱イオン水を製造する電気脱イオ
ン法による脱イオン水の製造方法において、脱塩室に供
給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水の
通水方向が相互に反対方向となるように被処理水、濃縮
水をそれぞれ脱塩室、濃縮室に流入すると共に、脱塩室
に流入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過す
るようにしたことを特徴とする電気脱イオン法による脱
イオン水の製造法、（２）脱塩室内に、被処理水入口側
より順にアニオン交換体層、カチオン交換体層を配置
し、この層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換
体層を通過するようにした上記（１）記載の電気脱イオ
ン法による脱イオン水の製造法、（３）アニオン交換体
層、カチオン交換体層の順に配置された１組のイオン交
換体積層体を、上記層配列が繰り返される如く２組以上
配置し、これにより構成される層配列の順番に従って被
処理水が各イオン交換体層を通過するようにした上記
（２）記載の電気脱イオン法による脱イオン水の製造
法、（４）脱塩室内に、被処理水入口側より順にアニオ
ン交換体層、カチオン交換体層、アニオン交換体とカチ
オン交換体との混合イオン交換体層を配置し、この層配
列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過す
るようにした上記（１）記載の電気脱イオン法による脱
イオン水の製造法、（５）アニオン交換体層、カチオン
交換体層の順に配置された１組のイオン交換体積層体
を、上記層配列が繰り返される如く２組以上配置し、次
いで混合イオン交換体層を配置し、これにより構成され
る層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を
通過するようにした上記（４）記載の電気脱イオン法に
よる脱イオン水の製造法、（６）脱塩室内に、被処理水
入口側より順にアニオン交換体層、アニオン交換体とカ
チオン交換体との混合イオン交換体層を配置し、この層
配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過
するようにした上記（１）記載の電気脱イオン法による
脱イオン水の製造法を要旨とする。
ン交換膜とアニオン交換膜との間にアニオン交換体及び
カチオン交換体を充填して脱塩室を構成し、上記カチオ
ン交換膜、アニオン交換膜を介して脱塩室の両側に濃縮
室を設け、これらの脱塩室及び濃縮室を陽極と陰極の間
に配置し、電圧を印加しながら脱塩室に被処理水を流入
すると共に、濃縮室に濃縮水を流入して被処理水中の不
純物イオンを除去し、脱イオン水を製造する電気脱イオ
ン法による脱イオン水の製造方法において、脱塩室に供
給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水の
通水方向が相互に反対方向となるように被処理水、濃縮
水をそれぞれ脱塩室、濃縮室に流入すると共に、脱塩室
に流入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過す
るようにしたことを特徴とする電気脱イオン法による脱
イオン水の製造法、（２）脱塩室内に、被処理水入口側
より順にアニオン交換体層、カチオン交換体層を配置
し、この層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換
体層を通過するようにした上記（１）記載の電気脱イオ
ン法による脱イオン水の製造法、（３）アニオン交換体
層、カチオン交換体層の順に配置された１組のイオン交
換体積層体を、上記層配列が繰り返される如く２組以上
配置し、これにより構成される層配列の順番に従って被
処理水が各イオン交換体層を通過するようにした上記
（２）記載の電気脱イオン法による脱イオン水の製造
法、（４）脱塩室内に、被処理水入口側より順にアニオ
ン交換体層、カチオン交換体層、アニオン交換体とカチ
オン交換体との混合イオン交換体層を配置し、この層配
列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過す
るようにした上記（１）記載の電気脱イオン法による脱
イオン水の製造法、（５）アニオン交換体層、カチオン
交換体層の順に配置された１組のイオン交換体積層体
を、上記層配列が繰り返される如く２組以上配置し、次
いで混合イオン交換体層を配置し、これにより構成され
る層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を
通過するようにした上記（４）記載の電気脱イオン法に
よる脱イオン水の製造法、（６）脱塩室内に、被処理水
入口側より順にアニオン交換体層、アニオン交換体とカ
チオン交換体との混合イオン交換体層を配置し、この層
配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過
するようにした上記（１）記載の電気脱イオン法による
脱イオン水の製造法を要旨とする。
【０００８】電気脱イオン法による脱イオン水製造方法
において、脱塩室に被処理水を供給し且つ濃縮室に濃縮
水を供給するが、該被処理水、濃縮水の供給に当たっ
て、本発明はそれらの通水方向を相互に反対方向とする
ものである。即ち、本発明において被処理水を下向流で
脱塩室に通水する場合は、濃縮水を上向流で濃縮室に通
水し、また被処理水を上向流で脱塩室に通水する場合
は、濃縮水を下向流で濃縮室に通水する。
において、脱塩室に被処理水を供給し且つ濃縮室に濃縮
水を供給するが、該被処理水、濃縮水の供給に当たっ
て、本発明はそれらの通水方向を相互に反対方向とする
ものである。即ち、本発明において被処理水を下向流で
脱塩室に通水する場合は、濃縮水を上向流で濃縮室に通
水し、また被処理水を上向流で脱塩室に通水する場合
は、濃縮水を下向流で濃縮室に通水する。
【０００９】更に本発明は、脱塩室に流入した被処理水
を最初にアニオン交換体層を通過せしめる。即ち、脱塩
室内にはアニオン交換体とカチオン交換体が充填され、
それらのイオン交換体層の配列の仕方にも種々の方法が
あるが、本発明においては被処理水が最初に通過するイ
オン交換体層がアニオン交換体層となるように層配列が
決定される。
を最初にアニオン交換体層を通過せしめる。即ち、脱塩
室内にはアニオン交換体とカチオン交換体が充填され、
それらのイオン交換体層の配列の仕方にも種々の方法が
あるが、本発明においては被処理水が最初に通過するイ
オン交換体層がアニオン交換体層となるように層配列が
決定される。
【００１０】従って、被処理水の通水方式が下向流通水
である場合には脱塩室の上部にアニオン交換体層を配置
し、その下部に他のイオン交換体層を配置させ、また同
方式が上向流通水である場合には脱塩室の下部にアニオ
ン交換体層を配置し、その上部に他のイオン交換体層を
配置させる。
である場合には脱塩室の上部にアニオン交換体層を配置
し、その下部に他のイオン交換体層を配置させ、また同
方式が上向流通水である場合には脱塩室の下部にアニオ
ン交換体層を配置し、その上部に他のイオン交換体層を
配置させる。
【００１１】本発明において、アニオン交換体層と、該
層に隣接する他のイオン交換体層との間には仕切り壁が
あってもなくてもよく、従って両層は互いに接触してい
ても或いは非接触の状態でもよい。
層に隣接する他のイオン交換体層との間には仕切り壁が
あってもなくてもよく、従って両層は互いに接触してい
ても或いは非接触の状態でもよい。
【００１２】以下、図１に示す装置を用いて脱イオン水
を製造する場合を例にとり、本発明を詳細に説明する。
を製造する場合を例にとり、本発明を詳細に説明する。
【００１３】同図に示す装置の構造を説明すると、１は
脱塩室、２は濃縮室で、これらの脱塩室１、濃縮室２は
交互に複数設けられている。通常、脱塩室１を構成する
に当たっては１個のモジュール品として製作される。即
ち、図２に示す如き四周枠状に形成された例えば合成樹
脂からなる枠体３の両面にそれぞれカチオン交換膜４、
アニオン交換膜５を接着し、その内部空間にイオン交換
体、例えばイオン交換樹脂（カチオン交換樹脂及びアニ
オン交換樹脂）を充填して脱イオンモジュール６を製作
し、該脱イオンモジュール６内のイオン交換樹脂充填部
を脱塩室１として構成する。
脱塩室、２は濃縮室で、これらの脱塩室１、濃縮室２は
交互に複数設けられている。通常、脱塩室１を構成する
に当たっては１個のモジュール品として製作される。即
ち、図２に示す如き四周枠状に形成された例えば合成樹
脂からなる枠体３の両面にそれぞれカチオン交換膜４、
アニオン交換膜５を接着し、その内部空間にイオン交換
体、例えばイオン交換樹脂（カチオン交換樹脂及びアニ
オン交換樹脂）を充填して脱イオンモジュール６を製作
し、該脱イオンモジュール６内のイオン交換樹脂充填部
を脱塩室１として構成する。
【００１４】上記の如くカチオン交換膜とアニオン交換
膜との間の空間部にはカチオン交換樹脂及びアニオン交
換樹脂が充填されるが、これらのイオン交換樹脂の充填
の仕方、即ちイオン交換樹脂層の配列の仕方としては、
被処理水の通水方式が下向流通水である場合には、脱塩
室１の上部にアニオン交換樹脂層が配置され、その下部
に他のイオン交換樹脂層が配置される。
膜との間の空間部にはカチオン交換樹脂及びアニオン交
換樹脂が充填されるが、これらのイオン交換樹脂の充填
の仕方、即ちイオン交換樹脂層の配列の仕方としては、
被処理水の通水方式が下向流通水である場合には、脱塩
室１の上部にアニオン交換樹脂層が配置され、その下部
に他のイオン交換樹脂層が配置される。
【００１５】従って、脱塩室１におけるイオン交換樹脂
層の層配列の態様としては、該脱塩室１の上部をアニオ
ン交換樹脂層とし、その下部をカチオン交換樹脂層とす
る態様、上部をアニオン交換樹脂層とし、その下部をカ
チオン交換樹脂層とし、この順番に該積層部が２組以上
繰り返し設けられる態様、上部をアニオン交換樹脂層と
し、その下部をカチオン交換樹脂層とし、この積層部を
１組設けるか或いは２組以上繰り返し設け、更にその下
部にカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合イオ
ン交換樹脂層を設ける態様、上部をアニオン交換樹脂層
とし、その下部を混合イオン交換樹脂層とする態様があ
る。
層の層配列の態様としては、該脱塩室１の上部をアニオ
ン交換樹脂層とし、その下部をカチオン交換樹脂層とす
る態様、上部をアニオン交換樹脂層とし、その下部をカ
チオン交換樹脂層とし、この順番に該積層部が２組以上
繰り返し設けられる態様、上部をアニオン交換樹脂層と
し、その下部をカチオン交換樹脂層とし、この積層部を
１組設けるか或いは２組以上繰り返し設け、更にその下
部にカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混合イオ
ン交換樹脂層を設ける態様、上部をアニオン交換樹脂層
とし、その下部を混合イオン交換樹脂層とする態様があ
る。
【００１６】被処理水の通水方式が上向流通水である場
合には、脱塩室１の下部にアニオン交換樹脂層が配置さ
れ、その上部に他のイオン交換樹脂層が配置される。そ
の具体的層配列の態様は、上記の下向流通水の場合の態
様と上下方向が異なるだけで同様の層構成が可能であ
る。
合には、脱塩室１の下部にアニオン交換樹脂層が配置さ
れ、その上部に他のイオン交換樹脂層が配置される。そ
の具体的層配列の態様は、上記の下向流通水の場合の態
様と上下方向が異なるだけで同様の層構成が可能であ
る。
【００１７】イオン交換樹脂の充填に当たっては枠体３
の一方の側面にカチオン交換膜４（又はアニオン交換膜
５）を接着し、次いで枠体３の内空部にイオン交換樹脂
を充填し、該樹脂の充填後に枠体３の他方の側面にアニ
オン交換膜５（又はカチオン交換膜４）を接着し、両イ
オン交換膜４、５と枠体３とで形成される空間部にイオ
ン交換樹脂を封入する。この場合、充填すべきイオン交
換樹脂の種類に応じて、それぞれのイオン交換樹脂が独
立して充填できるように、図２に示した如く枠体３内に
仕切り壁としての分割桟７を設けることが好ましい。分
割桟７の数は任意である。同図には３本の分割桟を設け
た例が示されており、それによって脱塩室１はＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの４つの部屋に分割される。
の一方の側面にカチオン交換膜４（又はアニオン交換膜
５）を接着し、次いで枠体３の内空部にイオン交換樹脂
を充填し、該樹脂の充填後に枠体３の他方の側面にアニ
オン交換膜５（又はカチオン交換膜４）を接着し、両イ
オン交換膜４、５と枠体３とで形成される空間部にイオ
ン交換樹脂を封入する。この場合、充填すべきイオン交
換樹脂の種類に応じて、それぞれのイオン交換樹脂が独
立して充填できるように、図２に示した如く枠体３内に
仕切り壁としての分割桟７を設けることが好ましい。分
割桟７の数は任意である。同図には３本の分割桟を設け
た例が示されており、それによって脱塩室１はＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの４つの部屋に分割される。
【００１８】下向流通水方式においては、部屋Ａにアニ
オン交換樹脂が充填され、それ以外の部屋Ｂ、Ｃ、Ｄに
は例えばカチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、カチオ
ン交換樹脂が順次充填される。上向流通水方式の場合に
は、部屋Ｄにアニオン交換樹脂が充填され、それ以外の
部屋Ｃ、Ｂ、Ａには例えばカチオン交換樹脂、アニオン
交換樹脂、カチオン交換樹脂が順次充填される。
オン交換樹脂が充填され、それ以外の部屋Ｂ、Ｃ、Ｄに
は例えばカチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、カチオ
ン交換樹脂が順次充填される。上向流通水方式の場合に
は、部屋Ｄにアニオン交換樹脂が充填され、それ以外の
部屋Ｃ、Ｂ、Ａには例えばカチオン交換樹脂、アニオン
交換樹脂、カチオン交換樹脂が順次充填される。
【００１９】このように枠体３内に分割桟７を設けるこ
とにより、各イオン交換樹脂を充填する際の作業が容易
になると共に、装置の輸送中或いは運転中に両イオン交
換樹脂層が混合されることなく、充填した時のまま各イ
オン交換樹脂層の分割状態を維持することができる。
とにより、各イオン交換樹脂を充填する際の作業が容易
になると共に、装置の輸送中或いは運転中に両イオン交
換樹脂層が混合されることなく、充填した時のまま各イ
オン交換樹脂層の分割状態を維持することができる。
【００２０】尚、分割桟７には、イオン交換樹脂は通さ
ず水のみを通す通流孔８が穿設される。９は被処理水入
口（但し、上向流通水の場合は脱イオン水出口とな
る）、１０は脱イオン水出口（但し、上向流通水の場合
は被処理水入口となる）である。
ず水のみを通す通流孔８が穿設される。９は被処理水入
口（但し、上向流通水の場合は脱イオン水出口とな
る）、１０は脱イオン水出口（但し、上向流通水の場合
は被処理水入口となる）である。
【００２１】上記の如く構成される脱イオンモジュール
６は離間して複数並設される。各脱イオンモジュール
６、６間には四周枠状に形成されたゴムパッキン等の水
密性部材からなるスペーサー１１が介在され、このよう
にして形成される空間部を濃縮室２として構成する。濃
縮室２の内部空間には、イオン交換膜４、５同士の密着
を防止して濃縮水の流路を確保するために、通常、イオ
ン交換繊維、合成樹脂製網体等の流路形成材が充填され
る。
６は離間して複数並設される。各脱イオンモジュール
６、６間には四周枠状に形成されたゴムパッキン等の水
密性部材からなるスペーサー１１が介在され、このよう
にして形成される空間部を濃縮室２として構成する。濃
縮室２の内部空間には、イオン交換膜４、５同士の密着
を防止して濃縮水の流路を確保するために、通常、イオ
ン交換繊維、合成樹脂製網体等の流路形成材が充填され
る。
【００２２】上記の如き脱塩室１と濃縮室２との交互配
列体の両側部に陽極１２と陰極１３を配置し、特に図示
しないが陽極１２、陰極１３の近傍にそれぞれ仕切膜を
設け、該仕切膜と陽極１２との間の空間部を陽極室１４
として構成し且つ該仕切膜と陰極１３との間の空間部を
陰極室１５として構成する。
列体の両側部に陽極１２と陰極１３を配置し、特に図示
しないが陽極１２、陰極１３の近傍にそれぞれ仕切膜を
設け、該仕切膜と陽極１２との間の空間部を陽極室１４
として構成し且つ該仕切膜と陰極１３との間の空間部を
陰極室１５として構成する。
【００２３】図中、１６は被処理水流入ライン、１７は
脱イオン水流出ライン、１８は濃縮水流入ライン、１９
は濃縮水流出ライン、２０は電極水流入ライン、２１は
電極水流出ラインである。
脱イオン水流出ライン、１８は濃縮水流入ライン、１９
は濃縮水流出ライン、２０は電極水流入ライン、２１は
電極水流出ラインである。
【００２４】上記の如く構成される装置を用いて脱イオ
ン水を製造するに当たっては、被処理水流入ライン１６
より被処理水を脱塩室１内に流入し、濃縮水流入ライン
１８より濃縮水を濃縮室２内に流入し、且つ陽極室１
４、陰極室１５にそれぞれ電極水流入ライン２０、２０
を通して電極水を流入する。尚、濃縮水としては、通
常、脱塩室１に供給する被処理水と同じものが供給され
る。一方、陽極１２、陰極１３間に電圧を印加し、被処
理水、濃縮水の流れの方向に対して直角方向に直流電流
を通じる。
ン水を製造するに当たっては、被処理水流入ライン１６
より被処理水を脱塩室１内に流入し、濃縮水流入ライン
１８より濃縮水を濃縮室２内に流入し、且つ陽極室１
４、陰極室１５にそれぞれ電極水流入ライン２０、２０
を通して電極水を流入する。尚、濃縮水としては、通
常、脱塩室１に供給する被処理水と同じものが供給され
る。一方、陽極１２、陰極１３間に電圧を印加し、被処
理水、濃縮水の流れの方向に対して直角方向に直流電流
を通じる。
【００２５】以下、図１に示す如く、被処理水の供給を
下向流通水方式とし、且つ脱塩室１内のイオン交換樹脂
層を上から順に、アニオン交換樹脂層２２ａ、カチオン
交換樹脂層２３ａ、アニオン交換樹脂層２２ｂ、カチオ
ン交換樹脂層２３ｂとして配置した場合を例にとり本発
明を詳細に説明する。
下向流通水方式とし、且つ脱塩室１内のイオン交換樹脂
層を上から順に、アニオン交換樹脂層２２ａ、カチオン
交換樹脂層２３ａ、アニオン交換樹脂層２２ｂ、カチオ
ン交換樹脂層２３ｂとして配置した場合を例にとり本発
明を詳細に説明する。
【００２６】脱塩室１内に下向流で供給された被処理水
は最初、アニオン交換樹脂層２２ａ内を流下する。一
方、濃縮水の濃縮室２への供給は被処理水の通水方向と
は反対方向の上向流通水方式にて行なう。
は最初、アニオン交換樹脂層２２ａ内を流下する。一
方、濃縮水の濃縮室２への供給は被処理水の通水方向と
は反対方向の上向流通水方式にて行なう。
【００２７】被処理水が最初、アニオン交換樹脂層２２
ａを通過する際、被処理水中の不純物イオンとしてのア
ニオンが除去され、次のカチオン交換樹脂層２３ａを通
過する際、不純物イオンとしてのカチオンが除去され、
以下同様に脱イオンが繰り返し行なわれ、それにより脱
イオン水が得られ、この脱イオン水は脱イオン水流出ラ
イン１７より流出する。
ａを通過する際、被処理水中の不純物イオンとしてのア
ニオンが除去され、次のカチオン交換樹脂層２３ａを通
過する際、不純物イオンとしてのカチオンが除去され、
以下同様に脱イオンが繰り返し行なわれ、それにより脱
イオン水が得られ、この脱イオン水は脱イオン水流出ラ
イン１７より流出する。
【００２８】脱塩室１内にて被処理水より除去された不
純物イオンはイオン交換膜を通って濃縮室２に移動す
る。即ち、アニオンは陽極１２側に吸引され、アニオン
交換膜５を通って隣接する濃縮室２に移動し、またカチ
オンは陰極１３側に吸引され、カチオン交換膜４を通っ
て隣接する濃縮室２に移動する。
純物イオンはイオン交換膜を通って濃縮室２に移動す
る。即ち、アニオンは陽極１２側に吸引され、アニオン
交換膜５を通って隣接する濃縮室２に移動し、またカチ
オンは陰極１３側に吸引され、カチオン交換膜４を通っ
て隣接する濃縮室２に移動する。
【００２９】濃縮室２を流れる濃縮水はこの移動してく
るアニオン及びカチオンを受け取り、不純物イオンを濃
縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１９より流出す
る。尚、電極水流入ライン２０より陽極室１４、陰極室
１５に流入した電極水は電極水流出ライン２１より流出
する。
るアニオン及びカチオンを受け取り、不純物イオンを濃
縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１９より流出す
る。尚、電極水流入ライン２０より陽極室１４、陰極室
１５に流入した電極水は電極水流出ライン２１より流出
する。
【００３０】被処理水が脱塩室において、最初にアニオ
ン交換樹脂層２２ａを通過するようにすると、シリカの
除去率が向上するが、それは次のような理由によるもの
と考えられる。
ン交換樹脂層２２ａを通過するようにすると、シリカの
除去率が向上するが、それは次のような理由によるもの
と考えられる。
【００３１】即ち、被処理水が最初にアニオン交換樹脂
に接触すると、不純物イオンの中で主にアニオンのみが
脱イオンされ、しかも該アニオンのみが濃縮室２に移動
し、脱塩室１の当該アニオン交換樹脂層２２ａにはカチ
オンが残り、このカチオンに相当する量のアルカリが一
時的に生成され、それにより被処理水が一時的にアルカ
リ性となるため、シリカの解離度が向上し、その結果、
シリカの解離したイオンが濃縮室へ移動する移動量が多
くなって、シリカの除去率を向上できるものと考えられ
る。
に接触すると、不純物イオンの中で主にアニオンのみが
脱イオンされ、しかも該アニオンのみが濃縮室２に移動
し、脱塩室１の当該アニオン交換樹脂層２２ａにはカチ
オンが残り、このカチオンに相当する量のアルカリが一
時的に生成され、それにより被処理水が一時的にアルカ
リ性となるため、シリカの解離度が向上し、その結果、
シリカの解離したイオンが濃縮室へ移動する移動量が多
くなって、シリカの除去率を向上できるものと考えられ
る。
【００３２】ここにおいて、本発明は被処理水の通水方
向と濃縮水の通水方向を相互に反対方向としていること
により、シリカの除去率を更に一段と増大できる。その
理由は次のように考えられる。
向と濃縮水の通水方向を相互に反対方向としていること
により、シリカの除去率を更に一段と増大できる。その
理由は次のように考えられる。
【００３３】即ち、脱塩室１に流入した被処理水は次第
に脱イオンされながら流下するので脱塩室の下部に行く
に従って不純物イオン濃度は小さくなる。従って脱塩室
の上部（ここにはアニオン交換樹脂層２２ａが配置され
ている）においてイオン濃度は最も大きい。一方、濃縮
室２に流入した濃縮水は脱塩室から移動してくるイオン
を受け取りながら上昇していくので濃縮室の上部に行く
に従ってイオン濃度は大きくなる。このように脱塩室上
部と濃縮室上部が共にイオン濃度の大きい部分となり、
脱塩室と濃縮室における、イオン濃度が最も大きく高導
電率を示す２つの部分が直流電流の流れに沿って隣接す
る状況となる。
に脱イオンされながら流下するので脱塩室の下部に行く
に従って不純物イオン濃度は小さくなる。従って脱塩室
の上部（ここにはアニオン交換樹脂層２２ａが配置され
ている）においてイオン濃度は最も大きい。一方、濃縮
室２に流入した濃縮水は脱塩室から移動してくるイオン
を受け取りながら上昇していくので濃縮室の上部に行く
に従ってイオン濃度は大きくなる。このように脱塩室上
部と濃縮室上部が共にイオン濃度の大きい部分となり、
脱塩室と濃縮室における、イオン濃度が最も大きく高導
電率を示す２つの部分が直流電流の流れに沿って隣接す
る状況となる。
【００３４】その結果、アニオン交換樹脂層２２ａ部分
の電流密度が高まり、アニオンの濃縮室への移動を一層
促進する作用が生じる。アニオンの移動が一層促進され
ることにより、脱塩室のアニオン交換樹脂層２２ａ部分
における被処理水のアルカリ性がより一層強まり、その
ためシリカの解離度が更に一段と増大する。その結果、
シリカの解離イオンの濃縮室への移動量を著しく増大し
て、シリカの除去率を飛躍的に向上することができる。
の電流密度が高まり、アニオンの濃縮室への移動を一層
促進する作用が生じる。アニオンの移動が一層促進され
ることにより、脱塩室のアニオン交換樹脂層２２ａ部分
における被処理水のアルカリ性がより一層強まり、その
ためシリカの解離度が更に一段と増大する。その結果、
シリカの解離イオンの濃縮室への移動量を著しく増大し
て、シリカの除去率を飛躍的に向上することができる。
【００３５】シリカの解離平衡式を示すと次の通りであ
る。
る。
【００３６】
【化１】
【００３７】ここで、ｐＫ1 、ｐＫ2 は解離定数で、ｐ
Ｋ1 ＝９．８、ｐＫ2 ＝１２．１６である。
Ｋ1 ＝９．８、ｐＫ2 ＝１２．１６である。
【００３８】本発明方法によると、従来法に比べて脱塩
室のアニオン交換樹脂層２２ａ部分における被処理水の
アルカリ性がより一層強まり、シリカがＨＳｉＯ3 - 又
はＳｉＯ3 2-のイオン態に解離するのに必要且つ充分な
ｐＨとなる。従って、本発明によれば、シリカをＨＳｉ
Ｏ3 - の形で除去することも或いはＳｉＯ3 2-の形で除
去することもいずれも可能である。しかしながら、２価
イオンであるＳｉＯ3 2-の形で除去する場合は１価イオ
ンであるＨＳｉＯ3 - の形で除去する場合に比べて２倍
の電流が必要となり、電力消費量が嵩み経済的に得策で
ないから、ＨＳｉＯ3 - の形で除去することが好まし
い。そのためには、脱塩室のアニオン交換樹脂層２２ａ
部分における被処理水のｐＨが９．５〜１１．０となる
条件で脱イオンを行なうことが好ましい。
室のアニオン交換樹脂層２２ａ部分における被処理水の
アルカリ性がより一層強まり、シリカがＨＳｉＯ3 - 又
はＳｉＯ3 2-のイオン態に解離するのに必要且つ充分な
ｐＨとなる。従って、本発明によれば、シリカをＨＳｉ
Ｏ3 - の形で除去することも或いはＳｉＯ3 2-の形で除
去することもいずれも可能である。しかしながら、２価
イオンであるＳｉＯ3 2-の形で除去する場合は１価イオ
ンであるＨＳｉＯ3 - の形で除去する場合に比べて２倍
の電流が必要となり、電力消費量が嵩み経済的に得策で
ないから、ＨＳｉＯ3 - の形で除去することが好まし
い。そのためには、脱塩室のアニオン交換樹脂層２２ａ
部分における被処理水のｐＨが９．５〜１１．０となる
条件で脱イオンを行なうことが好ましい。
【００３９】尚、本発明によれば、一般的に、弱電解質
であるために比較的除去困難であるとされている成分の
除去に効果的であり、従ってシリカ以外に例えば炭酸
（ＣＯ2 ）の除去にも極めて有効であり、その除去効率
を向上できるものである。
であるために比較的除去困難であるとされている成分の
除去に効果的であり、従ってシリカ以外に例えば炭酸
（ＣＯ2 ）の除去にも極めて有効であり、その除去効率
を向上できるものである。
【００４０】
実施例、比較例 表１に示す水質の工業用水を逆浸透膜装置で処理して同
表に示す水質の透過水を得た。この透過水を被処理水及
び濃縮水として用い、４個の脱イオンモジュールを並設
して構成される電気式脱イオン水製造装置における脱塩
室、濃縮室にそれぞれ通水し（被処理水の線速度は約４
０ｍ／ｈｒ）、約１Ａの電流を流して脱イオンを行な
い、脱イオン水を製造した。
表に示す水質の透過水を得た。この透過水を被処理水及
び濃縮水として用い、４個の脱イオンモジュールを並設
して構成される電気式脱イオン水製造装置における脱塩
室、濃縮室にそれぞれ通水し（被処理水の線速度は約４
０ｍ／ｈｒ）、約１Ａの電流を流して脱イオンを行な
い、脱イオン水を製造した。
【００４１】この場合、脱塩室内におけるイオン交換樹
脂層の配列及び被処理水と濃縮水の通水方向に関する条
件を以下に示すように種々変えて脱イオン処理を行なっ
た。 （実施例１）：脱塩室内の被処理水入口側より順に、高
さ３００ｍｍのアニオン交換樹脂層、高さ１００ｍｍの
カチオン交換樹脂層、高さ１００ｍｍのアニオン交換樹
脂層、高さ１００ｍｍのカチオン交換樹脂層を配置し、
被処理水を下向流で通水し、濃縮水を上向流で通水し
た。 （実施例２）：脱塩室内の被処理水入口側より順に、高
さ３００ｍｍのアニオン交換樹脂層、高さ３００ｍｍ
の、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合イオ
ン交換樹脂層（混合比は体積比でアニオン交換樹脂：カ
チオン交換樹脂＝１：２）を配置し、被処理水を下向流
で通水し、濃縮水を上向流で通水した。 （比較例１）：通水方式を除き実施例１と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。 （比較例２）：通水方式を除き実施例２と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。 （比較例３）：脱塩室内にアニオン交換樹脂とカチオン
交換樹脂との混合イオン交換樹脂（混合比は体積比でア
ニオン交換樹脂：カチオン交換樹脂＝２：１）を充填し
て高さ６００ｍｍの混合イオン交換樹脂層を形成し、被
処理水を下向流で通水し、濃縮水を上向流で通水した。 （比較例４）：通水方式を除き比較例３と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。得られた脱イオン水の水質を表２に示す。
脂層の配列及び被処理水と濃縮水の通水方向に関する条
件を以下に示すように種々変えて脱イオン処理を行なっ
た。 （実施例１）：脱塩室内の被処理水入口側より順に、高
さ３００ｍｍのアニオン交換樹脂層、高さ１００ｍｍの
カチオン交換樹脂層、高さ１００ｍｍのアニオン交換樹
脂層、高さ１００ｍｍのカチオン交換樹脂層を配置し、
被処理水を下向流で通水し、濃縮水を上向流で通水し
た。 （実施例２）：脱塩室内の被処理水入口側より順に、高
さ３００ｍｍのアニオン交換樹脂層、高さ３００ｍｍ
の、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合イオ
ン交換樹脂層（混合比は体積比でアニオン交換樹脂：カ
チオン交換樹脂＝１：２）を配置し、被処理水を下向流
で通水し、濃縮水を上向流で通水した。 （比較例１）：通水方式を除き実施例１と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。 （比較例２）：通水方式を除き実施例２と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。 （比較例３）：脱塩室内にアニオン交換樹脂とカチオン
交換樹脂との混合イオン交換樹脂（混合比は体積比でア
ニオン交換樹脂：カチオン交換樹脂＝２：１）を充填し
て高さ６００ｍｍの混合イオン交換樹脂層を形成し、被
処理水を下向流で通水し、濃縮水を上向流で通水した。 （比較例４）：通水方式を除き比較例３と同様とした。
通水方式としては、被処理水、濃縮水を共に下向流で通
水した。得られた脱イオン水の水質を表２に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】上記結果から明らかなように、本発明によ
ればシリカの除去率を飛躍的に向上でき、全体として脱
イオン水の水質を純水に近い程度に良好なものとしてい
ることが判る。
ればシリカの除去率を飛躍的に向上でき、全体として脱
イオン水の水質を純水に近い程度に良好なものとしてい
ることが判る。
【００４５】尚、表２の結果から明らかなように、本発
明によれば、脱イオン水の抵抗率も比較例１〜４に比べ
て飛躍的に向上しているが、この抵抗率向上は本発明方
法によりシリカ除去率のみでなく炭酸の除去率も向上し
ていることを示すものである。
明によれば、脱イオン水の抵抗率も比較例１〜４に比べ
て飛躍的に向上しているが、この抵抗率向上は本発明方
法によりシリカ除去率のみでなく炭酸の除去率も向上し
ていることを示すものである。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は脱塩室に
供給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水
の通水方向が相互に反対方向となるように被処理水、濃
縮水をそれぞれ脱塩室、濃縮室に流入すると共に、脱塩
室に流入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過
するようにしたので、被処理水が最初に通過するアニオ
ン交換体層部分の電流密度が高まり、アニオンの濃縮室
への移動が促進され、該アニオン交換体層部分における
被処理水のアルカリ性が強まり、それによりシリカの解
離が進行し、その結果、シリカの除去率を従来法に比べ
飛躍的に向上することができる。
供給する被処理水の通水方向と濃縮室に供給する濃縮水
の通水方向が相互に反対方向となるように被処理水、濃
縮水をそれぞれ脱塩室、濃縮室に流入すると共に、脱塩
室に流入した被処理水が最初にアニオン交換体層を通過
するようにしたので、被処理水が最初に通過するアニオ
ン交換体層部分の電流密度が高まり、アニオンの濃縮室
への移動が促進され、該アニオン交換体層部分における
被処理水のアルカリ性が強まり、それによりシリカの解
離が進行し、その結果、シリカの除去率を従来法に比べ
飛躍的に向上することができる。
【図１】本発明方法を実施するために用いる電気式脱イ
オン水製造装置の一例を示す縦断面略図である。
オン水製造装置の一例を示す縦断面略図である。
【図２】脱塩室を構成するための脱イオンモジュールを
示す分解斜視図である。
示す分解斜視図である。
１ 脱塩室 ２ 濃縮室 ４ カチオン交換膜 ５ アニオン交換膜 １２ 陽極 １３ 陰極 ２２ａ アニオン交換樹脂層
Claims (6)
- 【請求項１】 カチオン交換膜とアニオン交換膜との間
にアニオン交換体及びカチオン交換体を充填して脱塩室
を構成し、上記カチオン交換膜、アニオン交換膜を介し
て脱塩室の両側に濃縮室を設け、これらの脱塩室及び濃
縮室を陽極と陰極の間に配置し、電圧を印加しながら脱
塩室に被処理水を流入すると共に、濃縮室に濃縮水を流
入して被処理水中の不純物イオンを除去し、脱イオン水
を製造する電気脱イオン法による脱イオン水の製造方法
において、脱塩室に供給する被処理水の通水方向と濃縮
室に供給する濃縮水の通水方向が相互に反対方向となる
ように被処理水、濃縮水をそれぞれ脱塩室、濃縮室に流
入すると共に、脱塩室に流入した被処理水が最初にアニ
オン交換体層を通過するようにしたことを特徴とする電
気脱イオン法による脱イオン水の製造法。 - 【請求項２】 脱塩室内に、被処理水入口側より順にア
ニオン交換体層、カチオン交換体層を配置し、この層配
列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過す
るようにした請求項１記載の電気脱イオン法による脱イ
オン水の製造法。 - 【請求項３】 アニオン交換体層、カチオン交換体層の
順に配置された１組のイオン交換体積層体を、上記層配
列が繰り返される如く２組以上配置し、これにより構成
される層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体
層を通過するようにした請求項２記載の電気脱イオン法
による脱イオン水の製造法。 - 【請求項４】 脱塩室内に、被処理水入口側より順にア
ニオン交換体層、カチオン交換体層、アニオン交換体と
カチオン交換体との混合イオン交換体層を配置し、この
層配列の順番に従って被処理水が各イオン交換体層を通
過するようにした請求項１記載の電気脱イオン法による
脱イオン水の製造法。 - 【請求項５】 アニオン交換体層、カチオン交換体層の
順に配置された１組のイオン交換体積層体を、上記層配
列が繰り返される如く２組以上配置し、次いで混合イオ
ン交換体層を配置し、これにより構成される層配列の順
番に従って被処理水が各イオン交換体層を通過するよう
にした請求項４記載の電気脱イオン法による脱イオン水
の製造法。 - 【請求項６】 脱塩室内に、被処理水入口側より順にア
ニオン交換体層、アニオン交換体とカチオン交換体との
混合イオン交換体層を配置し、この層配列の順番に従っ
て被処理水が各イオン交換体層を通過するようにした請
求項１記載の電気脱イオン法による脱イオン水の製造
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31921994A JP3273707B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 電気脱イオン法による脱イオン水の製造法 |
| PCT/JP1996/001518 WO1997046492A1 (en) | 1994-11-29 | 1996-06-03 | Process for producing deionized water by electrical deionization technique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31921994A JP3273707B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 電気脱イオン法による脱イオン水の製造法 |
| PCT/JP1996/001518 WO1997046492A1 (en) | 1994-11-29 | 1996-06-03 | Process for producing deionized water by electrical deionization technique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150326A true JPH08150326A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3273707B2 JP3273707B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=18107745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31921994A Expired - Lifetime JP3273707B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 電気脱イオン法による脱イオン水の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273707B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997046492A1 (en) * | 1994-11-29 | 1997-12-11 | Organo Corporation | Process for producing deionized water by electrical deionization technique |
| US6248226B1 (en) | 1996-06-03 | 2001-06-19 | Organo Corporation | Process for producing deionized water by electrodeionization technique |
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