JPS61174986A - 液体を処理する方法および装置 - 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 本発明は、液体およびその中に溶解しているイオンを順
次に異なる吸収工程および脱着工程にかけ、この液体が
これらの工程の経過後に処理された製品として生成する
、液体を処理、殊に水溶液を脱塩するための方法および
装置に関する。

従来の技術 液体、殊にあらゆる種類の水溶液なよびに水は工業的需
要に対し多くの使用例において実際に塩ないしはそのイ
オノゲン解離成分を含んでいてはならないことは一般に
公知である。この目的のために、かかる液体の処理には
、一般に公知でありかつ液体中に溶解しているかがる塩
が除去される幾多の方法が使用される。さらに、電極室
から出るイオン流を用いて液体から由来する、交換層に
吸収された溶解した塩の溶解しているイオン成分を置換
することができ、従って脱塩効果が生じることも公知で
ある。このような置換イオン流によって、系の電気抵抗
およびそれとともに必要な駆動電圧は、非常に高い脱塩
効果、従ってほんのわずかの残存塩濃度においても低く
保たれる。しかし、このような高い脱塩効果の場合電流
効率、従って電気当量の化学当量への変換は、少量のイ
オノゲン塩成分の置換のためにも比較的高い置換イオン
流が必要であるのでますます低くなる。

さらに、液体中に溶解している塩のイオン成分を電場中
で混合交換樹脂に吸収後直接に電極に導き、その際脱塩
すべき液体の部分流を電極の洗浄のために使用する方法
も公知である。この方法の欠点はなかんずく、陽極に揮
発性イオン成分、殊に塩素イオンが放電され、極めて腐
蝕性で有毒な塩素ガスが遊離することである。

これは、除去すべき塩量が高ければ高いほど、ますます
多く起きる。

さらに、混合層から流出するイオン成分を混合層と電極
との間に付加的に配置された交換物質に吸収させること
ができ、該層に平行に洗浄流を通過させ、その際電極の
まわりを、陽極および陰極に対し同じ供給管から由来す
る、従って同じ種類の第３の液体流が洗うようにするこ
とも公知である。これは、３つの撥水流が相応する量で
かつ相応する熱損失を有して生じるだけでなく、この多
数の撥水流を制御し、方法全体の進行に適合させねばな
らないことを意味する。さらに、これに欠点として加わ
るのは、電極から流出するイオンは混合層と電極室との
間に配置された交換物質によりその移動が阻止されるこ
とであり、それというのもこの交換物質は移−動するイ
オンと反対の電荷を有する阻止格子として作用し、これ
が高い電気抵抗およびそれとも高い電気エネルギー消費
として現われるからである。

この公知脱着法のもう１つの欠点は、陰イオン交換物質
と陽イオン交換物質からの混合吸収層が高い電気抵抗を
有することであり、その理由は個々のイオン種が電場中
で脱着および移動これらの方法のすべての欠点は、供給
された除去すべき塩量が高いほどますます顕著になる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、エネルギー消費は置換法に従って作業する脱
塩を脱塩すべき液体、従って原料液体、たとえば生水中
の高い塩含量を負荷し、残存塩含量を比較的高くとどめ
る場合にのみ、つまり部分脱塩しか実施しない場合に最
も低いことを見出した。脱着法に従って作業する方法に
おいては、エネルギー消費は、負荷を脱塩すべき液体中
の高い塩含量を用いて行ないかつそれが ぞれのイオン種類〆その移動のため妨げられなにおいて
最適に低いことが判明した。

ここで本発明かはじまシ、本発明の根底をなす課題は、
水溶液を再生化学薬品を使用しないで脱塩し、その際イ
オン置換により脱塩すべき溶液中の高い塩含量を減少さ
せ、なお残留する残存塩含量を妨げ・られない吸収層か
らの脱着（イオン流出）により実際に完全に除去し、双
方の脱塩工程におけるエネルギー消費を最適に低く保ち
、その際唯１つの撥水流のみを使用し、脱塩法の双方の
部分工程を境界層および吸収媒体ならびに電極室の配置
によって結合して、その電気抵抗およびそれとともにそ
の全エネルギー消費もとくに低い全脱塩法にすること、
およびこの方法を実施するための装置を広い範囲の可変
塩濃度および可変流量で実用的かつ運転確実に構成し、
その際製品の質および産出能力を長い運転時間にわたっ
て一定に維持することである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明により技術的に、脱塩すべき液体に電
気的イオン置換による部分的に脱塩するための前処理お
よび電気的脱着による完全脱塩のだめの後処理を行ない
、双方の処理は１つの方法に結合されていて、その際液
体ないしはそれに溶解しているイオノゲン塩成分の吸収
工程の範囲内でこれと分離された電極室中で異なるイオ
ンを生成させ、このイオンをそれぞれの吸収工程を通過
する液体に対するそれぞれ１つの直交流（置換イオン流
）でこの液体中へ拡散させ、液体の吸収工程によりイオ
ン流を拡散ないしは移動させるために殊に電位の形で電
場が加えられており、これらのイオン流がそれぞれの吸
収工程（置換工程）への途中で、との工程を電極室に対
して遮蔽するそれぞれ１つの境界層、ならびにそれぞれ
の吸収工程に装入されたイオン交換物質を通過し、この
物質中でイオンの移動（イオン置換）を惹起して、該イ
オン流がそれぞれの吸収工程中に存在する、液相おを よびイオン交換相からのイオン１体流動方向に対して直
交流でそれぞれ１つの他の境界層に輸送し、一方の境界
層は陽イオン吸収ゾーン、他方の境界層は陰イオン吸収
ゾーンを陽イオン交換相と陰イオン交換相からなる吸収
工程に共通の塩水ゾーンに対して分離し、これに反して
液相およびイオン交換相から流出する、そのつど塩水ゾ
ーンをそれぞれの吸収工程に対して分離する境界層を透
過するこれらのイオンは、塩水ゾーンに到達した後、他
種ないしはこれらイオンとは無関係の吸収工程を遮断す
るそれぞれの境界層によって塩水ゾーン中に保留され、
電極室中で生成した異なるイオンおよびこれから形成さ
れた直交流を電位によって変えかつ制限し、脱塩すべき
液体のイオノゲン塩成分の一部だけを塩水ゾーン中へ排
除し、もう１つの脱塩すべき液体は脱着ゾーンに戻し、
この中で該液体に改めて殊に脱着工程を行ない、その際
この脱着ゾーンは成層された陽イオン交換物質と陰イオ
ン交換物質の交番するゾーンから構成されていて、該ゾ
ーン中で処理すべき液体の残存塩含量のイオノゲン塩成
分は吸収され、電啄室と所属する電極との間に電位の形
で生じる電場により脱着され、その際電極室の１つとし
て置換イオン流をつくるだめの、所属する陽極を有する
陽極室が一緒に使用されかつ脱着ノーンとともに、その
中間に存在し、脱着ゾーンに所属する塩水ゾーンを形成
し、その際この陽極室は塩水ゾーンに対して陽イオン透
過性で陰イオン遮断性の膜により、塩水ゾーンは脱着ゾ
ーンに対して陰イオン透過性で陽イオン遮断性の膜によ
って仕切られておシ、陽極室中の陽極において置換イオ
ン流に対して付加的にもう１つのイオン流を生成させ、
このイオン流を陽イオン透過膜を通して、脱着ゾーンに
所属するこの塩水ゾーン中へ拡散させ、第２の電極室と
して所属する陰極を有する陰極室を脱着ゾーンに所属さ
せ、このゾーンから陽イオン透過性で陰イオン遮断性の
膜によって仕切られておシ、洗浄液は順次にまず脱着ゾ
ーンに所属せる塩水ゾーン、次いで脱着ゾーンに所属せ
る陰極室、それから前処理の吸収工程および脱着工程（
置換ゾーン）に共通の中央の塩水ゾーンを通過し、その
際処理された液体からのイオノゲン塩成分は、脱着によ
る後処理の範囲から、ならびにイオン置換による前処理
の範囲から唯１つの共通の塩水流の形で洗浄される。

この方法を実施するためには、処理すべき液体用の置換
室ならびに少なくとも１つの脱着室がその中に配置され
ている少なくとも１つの容器からなり、その際これらの
室は液体の供給管および排出管ならびにこれらの装置か
ら排出される塩水の供給管および排出管を備えている装
置が使用され、該装置は本発明によれば、処理すべき液
体の置換室および脱着室が境界層としてのイオン交換膜
によって形成される室として構成されかつこれらの置換
室はそれぞれ１つの交換物質で充填され、脱着室は少な
くとも２つの成層された交換物質で充填されており、各
イオン交換膜はそれぞれ特定のイオンに対し透過性を有
し、これに反して反対の電荷を有するイオンならびに液
体に対しては不透過性に構成されておシ、置換室および
脱着室に対してはその中に挿入された陰極を有するそれ
ぞれ１つの陰極室、置換室ならびに脱着室に対してはそ
の中に挿入された陽極を有する共通の陽極室が設けられ
てお夛、一方の陰極室は陰イオン交換物質で充填された
置換室に、他方の陰極室は陽イオンおよび陰イオン交換
物質で成層充填されている脱着室に所属され、陽極室は
その一方の側が陽イオン交換物質で充填された置換室に
所属されており、陽極室はその他方の側および脱着室と
塩水室を形成し、これらの室は選択的遮断層として構成
されたイオン交換膜により選択的にイオン透過性に互い
に接続されており、陽イオン交換物質の置換室には陽イ
オン透過性のイオン交換膜、陰イオン交換物質の置換室
には陰イオン透過性のイオン交換膜がそれぞれ設けられ
かつ脱着室には陰極側に陽イオン透過性のイオン交換膜
および塩水側に陰イオン透過性のイオン交換膜が設けら
れておシ、陽極室は両側がそれぞれ１つの陽イオン透過
性のイオン交換膜により形成され、脱着室に所属する塩
水室は少なくとも１つの導管により脱着室に所属する陰
極室と接続され、この陰極室は少なくとも１つの導管に
より陽イオン置換室と陰イオン置換室との間に設けられ
た塩水室と接続されていることを特徴とする。

脱塩すべき液体からイオノゲン塩成分の大部分と、該液
体に対し直交流で電場内を移動する電極から出るイオン
流により塩水室中へ、脱塩すべき液体からイオノゲン残
存成分を陽イオンおよび陰イオン交換物質で成層充填さ
れている脱着室中で電位を用いて脱着することによって
所属する塩水室および陰極室中へ吸収および脱着により
排除するこの手段および濃縮された塩水の頴次に実施さ
れる排出によって、本発明の根底をなす課題は有利に解
決されるだけでなく、一連のエネルギー論的、技術的、
装置的および経済的利点が達成される。これらの利点は
詳細には次のとおりである： 効果 ａ）食塩量を含有する脱塩すべき液体の置換室中への導
入および電極および電極室から処理すべき液体中へ移動
するイオン流が、移動するイオノゲン塩成分に対し僅か
な電気抵抗を惹起し、これにより塩素の大部分の輸送に
はとくに低い電位で十分である。電流効率、つまり電気
当量から化学当量への変換は、置換イオン流の量が部分
的脱塩に調節されるにすぎないので高い値にとどまる。

双方の手段から、脱塩すべき液体から大部分の塩素（た
とえば９５係）を除去するのに、周知のように電位およ
び電流強さが関連するエネルギー消費はとくに低いとい
う利点が得られる。

ｂ）なお残存塩量を含有する液体の脱着室中への導入は
、電位により残存塩含量の実際に完全な除去およびそれ
とともに高度に精製された液体の製造を惹起する。

Ｃ）本発明方法の１つの利点は、脱着室中の陽イオン交
換物質および陰イオン交換物質の成層によって、脱塩す
べき液体の陽イオン塩成分ならびに陰イオン塩成分に対
し妨げられない移動が可能となり、これには低い電位で
十分でありかつ極めて良好な精製作用においても非常に
低いエネルギー消費が生じることである。

ｄ）本発明のもう１つの利点は、脱着室からの濃縮され
た塩水量が置換室の間の塩水室に供給され、ここで脱塩
すべき液体から大部分の塩素を除去するために電気抵抗
の低下およびそれとともにエネルギー消費の低下に寄与
することである。

ｅ）本発明方法の特別な利点は、脱着室からの残存塩量
ならびに置換室からの主塩量の排出が唯１つの塩水流で
行なわれることである。この利点は幾多の点に現われる
： 除去された塩素ないしは製品、つまり精製された液体に
対する廃水量は非常に低く、それとともに排水路の廃水
負荷およびたとえば水処理の場合の生水の消費量が従来
公知の方法に比べてとくに低い。

僅かな廃水量の生成によって全系の熱損失が僅小であり
ないしは廃水からの熱回収にあまり費用がかからない。

唯１つの廃水流の使用によって、塩排出量の制御および
全方法の機能に対する適合は著しく簡単かつ容易に操作
でき、装置の構成費が著しく少なくなる。

ｆ）陽極から流出するイオンを脱着室に所属する塩水室
中へ妨げられずに導入することおよび脱着された陽イオ
ン塩成分を脱着室から所属する陰極室中へ直接に導入す
ることによって、脱着工程における電気抵抗およびそれ
とともに必要な駆動電位および最後にエネルギー消費が
著しく低下する。

ｇ）本発明方法のもう１つの利点は、脱着室と陽極室と
の間に塩水室を配置したことであり、これによって陽極
における揮発性の陰イオン塩成分の放電およびそれとと
もに腐蝕性で有毒な生成物の生成が阻止される。

ｈ）殊に装置の構造に関する利点は、陽イオン置換室に
おげろ脱塩のための置換イオン直交流ならびに残存塩含
量を除去するための電位が同一の陽極によってつくられ
、これにより本発明による装置の製作費が著しく減少す
る。

実施例 本発明による装置１は、第１図および第２図の図示によ
れば主として、処理すべき液体５、イオン交換物質６，
７および電荷８から流出するイオン流の間で吸収工程お
よび脱着工程が進行する置換室３および４およびさらに
処理すべき液体５とイオン交換物質１２．１３との間で
脱着工程が、電極１４と電極８の１つとの間に形成する
電場中で進行する脱着室１１がその中に設けられている
容器２により形成される。置換室３．＋（容器２中の陽
イオン９の流れのための少な（とも１つの置換室３およ
び陰イオンｌＯの流れのためのもう１つの置換室牛が設
けられている）は、それぞれ１つのイオン交換物質６，
７が充填されていて、これを処理すべき液体５が順次に
貫流する。側方がイオン交換膜１５〜１８の形の境界層
により仕ちられる置換室３，４は、それぞれ１つの置換
ｊ装置の場合（たとえば陽イオン９の置換室３および陰
イオン１０の置換室４）、共通の塩水室１９とそれツレ
の電極室２０，２１との間に配置されており、この場合
陽イオン９の置換室３には陽極２２の電極室２ｏが接し
、陰イオン１ｏの置換室会には陰極２３の電極室２１が
接している。室３．４および２０．２１の間のイオン交
換膜１５〜１８は、これがそれぞれイオン流９，１０を
それぞれの置換室３，４中へかつこれから塩水室１９中
へ通過させ、これに反して液体５の通過ならびに他の電
荷を有するイオンの通過を遮断するように構成されてい
る。この場合、陽イオン９の置換室３中のそれぞれのイ
オン流９．１０は陽極室２０中の陽極２２により生成さ
れる水素イオンを表わし、陰イオン用の置換室小中のイ
オン流１０は陰極室２１中の陰極によって生成されるヒ
ドロキシルイオンを表わす。

容器２中に少な（とも１つ配置されている脱着室１１は
、上述の実施例ではイオン交換物質１２．１３で充填さ
れていて、これを処理すべき液体５が順次に質流する。

側方がイオン交換膜２４．２５の形の境界層によって仕
切られる脱着室１１は、塩水室２６と陰極２８用の陰極
室２７との間に配置されており、この場合塩水室２６に
は陽極２２の陽極室２０が続き、この塩水室２６は陽極
室２０からイオン交換膜２９の形の境界層によって仕切
られる。室２０，２６．１１および２７の間のイオン交
換膜２４，２５．２９は、これがそれぞれ塩水室２６中
へのイオンの流れ３０．３１および陰極室２７中へのイ
オンの流れを通過させるが、これに反して液体、たとえ
ば５の通過ならびに他の電荷を有するイオンの通過を遮
断するように構成されている。この場合、塩水室２６の
それぞれのイオン流３０．３１および陰極室２７の陽イ
オン３０のイオン流３２は、陽極２０中の陽極２２に生
成する水素イオンを表わし、イオン流３１とは脱着室１
１から塩水室２６中へ流出する陰イオンを表わし、イオ
ン流３２は脱着室１１から陰極室２７中へ流出する陽イ
オンを表わす。

この場合装置１は、陽イオン９の置換室３中へ処理すべ
き液体５用の供給管３３がたとえば上方から接続し、こ
の室がこの置換室に下方か！！ ら接続された排出管および　鞘管３４によりたとえば下
方から陰イオン１ｏの置換室生と接続されているように
設計されている。この陰イオン１０の置換室生の上端部
には、排出管３５が接続していて、これにより交換室３
，４中で処理された液体５は、たとえば上方に配置され
た供給管３６によりその後の処理に導かれる。この脱着
室１１の下端部には、処理された液体５が流出しうるい
わゆる製品導管３７が接続されている。側方がイオン交
換膜２４．２９により一方では脱着室１１に対し、他方
では陽極室２０に対してそれぞれ分離されている塩水室
２６は、供給管および排出管３８．３９を備えており、
そのうちこの塩水室２６中へ輸送液を送入するための供
給管は接続管４ｏにより処理された液体の製品導管３７
に接続されている。排出管３９は、接続管４１により、
たとえば上方に取付けられた陰極室２７の供給管４２に
、塩水室２６から流出する輸送液を陰極室２７中へ送入
するために接続されている。陰極室２７の下端部には排
出管４３が存在し、これは接続管生仝により陰極室２７
から流出する輸送液を送入するために塩水室１９の供給
管４５に接続されている。側方がイオン交換膜１６．１
７により一方では陽イオン９の交換室３に対し、他方で
は陰イオン１０の交換室生に対して分離されている塩水
室１９は、図面に示されてない塩水排出装置と接続して
いる排出管４６を備えている。

電極室２０，２１．２７中に存在する電極２２．２３．
２８は、少なくとも１つの制御および測定回路４８を接
続して直流電源の給電装置ヰ７に接続されている。すべ
ての電極２２　、２３．２８における電気化学的工程に
おいて生じる電解ガスは、排気装置４９によって装置１
から排出される。

液体５の処理ないしは生水の脱塩は、本発明方法によれ
ば前処理および後処理において実施され、この場合側々
の処理は若干の部分工程で行なわれる。第１図および第
２図による装置の構造の陽極室２０中には稀硫酸が存在
し、これが公知方法で消費されない媒体として陽極２２
における水素イオンの生成を可能ならしめる。

一方では電極２２．２３および他方では電極２２．２８
に印加される直流電圧によりかつ電極間のそれぞれの抵
抗により、制御および測定回路４８で読み取りうる電流
が流れ、その際電極２２．２３の間の電流は液体５の前
処理に使用され、電極２２．２８の間の電流は液体５の
後処理に使用される。電極２２．２３の間の電流に応じ
て、交換室３内で陽極室２０から水素イオン流９が塩水
室１９の方向に移動する。この場合、液体５の流れない
しはそれに含まれているイオンの塩成分が交わり、該成
分は処理すべき液体５中を上方から下方へ交換室３の交
換体６を通って移動する。この場合に、一方で水相中お
よび他面では交換体相中のイオンの濃度間の平衡後に、
吸収および脱着工程が生じる。すべてのイオンを移動さ
せるための駆動差（ｄｒｉ−ｖｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｃｅ　）としては、垂直方向に液体の流れ、水平方向
に電圧が働く。この移動の経過中に、処理すべき液体５
の陽イオン塩成分はイオン流９の水素イオンによって塩
水室１９の方へ排除され、最後に処理すべき液体の陰イ
オン塩成分の新しいパートナ−となる。この場合、水素
流９は電極２２．２３に加えられる電位の変化によりそ
の量が調節され、全部でなく、とくにすべての陽イオン
の塩成分の９０〜９５％だけが除去され、これにより過
剰の水素イオン高くする。同じ効果は、電極２２．２３
の電位でなく、処理すべき液体５の流量を変える場合に
も得られる。

交換室３から流出する、大部分の陽イオン塩成分が除去
された液体５は、接続管３４により交換室３，４中へ導
入され、ここでイオン流１０と直交する。このイオン流
１０は、形成反応を促進するために稀苛性ソーダ液が満
たされている陰極室２１中で陽極に生成しかつ量的には
電極２２．２３間の電流に等価であって、交換室手中で
塩水室１９の方向に移動するヒドロキシルイオンか′ら
なる。交換室３中での工程と同様に、交換室手中でも、
一方で水相中、他方では液体５の通過する陰イオン交換
相７中のイオンの濃度間の平衡後の吸収工程および脱着
工程が調節され、その際この場合でもイオンの移動のた
めの駆動差として垂直方向に液体の流れ、水平方向では
電位がそれぞれ働く。この工程の経過中に、処理すべき
液体５の陰イオン塩成分はイオン流１０のヒドロキシル
イオンによって塩水室１９の方へ排除され、その際ヒド
ロキシルイオンは置換室３中へ移動しかつ液体５中にな
お存在する水素イオンと水を形成する。ヒドロキシルイ
オン流１０は電極２２．２３の間の電流量に等価であり
、調節される陽イオン置換に応じて同様に液体５がらす
べての陰イオン塩成分の９０〜９５％のみを排除し、そ
の際高い電流効率が生じる。

水素イオン９の移動性はヒドロキシルイオンよりも大き
いので、その濃度およびそれとともに陽イオン塩成分の
所望の排除に対するその作用は小さい。これは本発明に
よれば長い滞留時間によって、つまり第１図および第２
図に示されているように、陰イオンの置換室生に比して
幅広に配置された置換室３によって補償される。

さらに、イオン交換膜の遮断作用が完全でないことも判
明している。実際上、対イオン、つまり反対の電荷を有
するイオンの透過性は、遮断すべきイオン濃度の約２係
までであることが判明した。これは、置換室仝中への陽
イオンの好ましからぬ移動を惹起する。従って、本発明
によれば前処理工程において最後に通過するこの陰イオ
ン置換室生は、第１図および第２図に示したように、よ
り厚いかまたは二重の膜１５．１６によって仕切られる
。

置換室４から流出する、大部分脱塩された液体５は、排
出管３５および後処理への供給管３６によって脱着室１
１中へ導入される。電極２２．２８に印加される直流電
位およびこれら電極間の電気抵抗に応じて電流およびこ
の電流と等価で、陽極２９に形成される水素イオンから
なるイオン流３０が、陽極室２０から出発し陽イオン透
過膜２９を通過して塩水室２６中へ流入する。同時に、
液体５の陰イオン塩成分は交換層１２．１３を通過する
際に良導電性の陰イオン交換層１３および陰イオン透過
性膜２４を通って塩水室２６中へ移動し、陽イオン残存
塩成分は同様に良導電性の陽イオン交換層１２および陽
イオン透過性膜２５を通って陰極室２７中へ移動する。

両種イオンの脱着および移動のための駆動差としては、
電極２２．２８における電位差が働く。多重に配置され
た交換層１２．１３を通って処理すべき液体５が流れる
うちに、各交換層中で記載した工程が繰返され、その際
陽イオン残存塩成分は陽イオン交換層１２のみにより、
陰イオン塩成分は陰イオン交換理工３のみにより交互に
脱着され、これによって移動および排除のため妨げられ
ない電気抵抗の僅かな通路が利用される。脱着室１１の
排出管３７によって、処理された液体５はいわゆる製品
として実際に塩なしで装置１から出る。

塩水洗浄の目的のために、処理された液体５０部分流が
導管４０および供給管３８によって塩水室２６に供給さ
れ、これを下方から上方へ通過し、その際処理すべき液
体５から脱着室１１を通過する際に脱着された陰イオン
残存塩成分およびこれを電気的に補償する水素イオン３
０は塩水室２６から排出管３９によって洗浄され、接続
管４１および供給管４２によって陰極室２７に供給され
る。陰極２８において加えられた直流電圧に基づき公知
方法で形成されたヒドロキシルイオンは、塩水室２６か
らの洗浄液と一緒に陰極室２７中へ送入された水素イオ
ン　・と自発的に水を形成し、同じ洗浄液によって送入
された陰イオン残存塩成分は脱着室１１から陽イオン透
過膜２５を通って移動する、陽イオン残存塩成分からな
る陽イオン流によって補償される。こうして陰極室２７
中で生じた塩水は、陰極室２７の排出管４３、接続管４
４および供給管４５により塩水洗浄のために導入され、
従って洗浄液として新たに使用することによりできるだ
け良好に利用される。塩水室１９中で、既に後処理され
た液体５からの残存塩含量を含有する洗浄液は下方から
上方へ流れ、その際置換室３，４から塩水室１９中へ送
入された陰イオンおよび陽イオン塩成分を収容してその
塩含量はさらに増加する。塩水室１９の排出管４６によ
って、濃度の増加した塩水は装置１から出て、図示され
てない塩水投棄場に入る。物質収支計算により、洗浄液
のこの再使用は本発明に゛　よる脱塩法の経済性の明瞭
な増加を惹起することが判明した。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すもので、第１図は１つの
容器中にその間にある塩水室を有する２っの置換室およ
び所属する塩水室を有する脱着室、ならびに置換室およ
び脱着室に所属する共通の陽極室ならびにそれぞれ１つ
の所属する陰極室も示されている、第２図のＩ−Ｉ面に
よる本発明による装置の縦断面図であり、第２図は第１
図の■−■面による装置の横断面図である。 １・・・本発明による装置、２・−容器、３，４・・・
置換室、５・−処理すべき液体、６，７・・・イオン交
換物質、８・・・電極、９・・・陽イオン流、１０・−
陰イオン流、１２．１３・・・イオン交換物質、１４・
・・電極、１５〜１８・・・イオン交換膜、１９・・・
塩水室、２０・・・陽極室、２１・・・陰極室、２２・
−陽極、２３　・・・陰極、２４．２５・−イオン交換
膜、２６・−塩水室、２７・・・陰極室、２８・・・陰
極、２９・・・イオン交換膜、凸○；３１，３２・−イ
オン流、３３・・・供給管、３４・−接続管、３５　・
・・排出管、３６・・供給管、３７・・・製品導管、３
８・・・供給管、３９−・・排出管、４０．４１−接続
管、牛２・・・供給管、４３・・・排出管、４４・−接
続管、４５・・供給管、４６・・・排出管、４８・・・
制御および測定回路、４９・・・排気装置 手続補正書（方式） 昭和６０年５月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体を順次に異なる吸収工程にかけ、これらの工程
   を通過した後この液体が処理された製品として生じる、
   液体を処理する方法において、脱塩すべき液体に電気的
   イオン置換により部分的に脱塩するための前処理および
   電気的脱着による完全脱塩のための後処理を行ない、双
   方の処理は１つの方法に結合されていて、その際液体な
   いしはそれに溶解しているイオノゲン塩成分の吸収工程
   の範囲内でこれと分離された電極室中で異なるイオンを
   生成させ、このイオンをそれぞれの吸収工程を通過する
   液体に対するそれぞれ１つの直交流でこの液体中へ拡散
   させ、液体の吸収工程によりイオン流を拡散ないしは移
   動させるために電場が加えられており、このイオン流が
   それぞれの吸収工程（置換工程）への途中で、この工程
   を電極室に対して遮蔽する境界層、ならびにそれぞれの
   吸収工程中に装入されたイオン交換物質を通過し、この
   物質中でイオンの移動（イオン置換）を惹起して、イオ
   ン流がそれぞれの吸収工程中に存在する、液相およびイ
   オン交換相からのイオンを、液体流動方向に対して直交
   流でそれぞれ１つの他の境界層に輸送し、一方の境界層
   は陽イオン吸収ゾーン、他方の境界層は陰イオン吸収ゾ
   ーンを陽イオン交換相と陰イオン交換相からなる吸収工
   程に共通の塩水ゾーンに対して分離し、これに反して液
   相およびイオン交換相から流出する、そのつど塩水ゾー
   ンをそれぞれの吸収工程に対して分離する境界層を透過
   するこれらのイオンは、塩水ゾーンに到達した後、他種
   ないしはこれらイオンと無関係の吸収工程を遮蔽するそ
   れぞれの境界層によつて塩水ゾーン中に保留され、電極
   室中で生成した異なるイオンおよびこれから形成された
   直交流を電位によつて変えかつ制限し、脱塩すべき液体
   のイオノゲン成分の一部だけを塩水ゾーン中へ排除し、
   もう１つの脱塩すべき液体は脱着ゾーンに戻し、この中
   で該液体に改めて殊に脱着工程を行ない、その際この脱
   着ゾーンは成層された陽イオン交換物質と陰イオン交換
   物質の交番するゾーンから構成されていて、該ゾーン中
   で脱塩すべき液体の残存塩含量のイオノゲン塩成分は吸
   収され、電極室と所属する電極との間で電位の形でつく
   られる電場により脱着され、その際電極室の１つとして
   置換イオン流をつくるための、所属する陽極を有する陽
   極室が一緒に使用されかつ脱着ゾーンとともに、その中
   間に存在し、脱着ゾーンに所属せる塩水ゾーンを形成し
   、その際この陽極室は塩水ゾーンに対して陽イオン透過
   性で陰イオン遮断性の膜により仕切られ、塩水ゾーンは
   脱着ゾーンに対して陰イオン透過性で陽イオン遮断性の
   膜によつて仕切られており、陽極室中の陽極において置
   換イオン流に対して付加的にもう１つのイオン流を生成
   させ、このイオン流を陽イオン透過性膜を通して脱着ゾ
   ーンに所属するこの塩水ゾーン中へ拡散させ、第２の電
   極室として所属する陰極を有する陰極室は脱着ゾーンに
   所属され、このゾーンから陽イオン透過性で陰イオン遮
   断性の膜によつて仕切られており、洗浄液は順次にまず
   脱着ゾーンに所属せる塩水ゾーン、次いで脱着ゾーンに
   所属せる陰極室、それから前処理の吸収工程および脱着
   工程（置換ゾーン）に共通の中央の塩水ゾーンを通過し
   、その際処理された液体からのイオノゲン塩成分は、脱
   着による後処理の範囲から、ならびにイオン置換による
   前処理の範囲から唯１つの共通の塩水流の形で洗浄され
   ることを特徴とする液体の処理方法。 ２、液体およびイオン交換物質中に存在する陽イオンお
   よび陰イオン塩成分の置換度を、 イオンをつくるために電極に作用する電位を変え、これ
   によつて生成するイオン流を液体流動方向に対して横に
   変えることによつて惹起させかつこの置換を連続的に行
   なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、液体およびイオン交換物質中に存在する陽イオンお
   よび陰イオン塩成分の置換度が、 処理すべき液体の流量（単位時間あたりの通過率）およ
   びこの液体中に存在するイオンの濃度ないしは塩量、な
   らびに処理された液体中に存在するイオンの残留濃度に
   依存して制御可能である、特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ４、前処理工程の電極および後処理工程の電極が共通の
   電流供給源に接続されている、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ５、殊にイオン流を良好に利用するため、電極により生
   成される可動性イオン（たとえば陽極の水素イオン）に
   、可動性の低いイオン（たとえば陰極のヒドロキシルイ
   オン）におけるよりも長い置換路を、それぞれの吸収工
   程により液体の流動方向に対して直交流で利用させる、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、邪摩なイオン（同伴する反対電荷を有するイオン）
   の搬入をさけるために、液体が通過すべき最後の置換工
   程（吸収工程）の境界層が、邪摩なイオンに対し、残り
   の境界層よりも大きい遮蔽作用を有する、特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の方法。 ７、処理すべき液体の置換室および少なくとも１つの脱
   着室がその中に配置されている少なくとも１つの容器か
   らなり、その際これらの室は液体の供給管および排出管
   を備えており、容器は塩水を分離するための若干の室を
   有する、液体を処理する装置において、処理すべき液体
   （５）の置換室（３、４）および脱着室（１１）が境界
   層としてのイオン交換膜（１５、１６、１７、１８、２
   ４、２５）によつて形成される室として構成されかつこ
   れらの置換室（３、４）はそれぞれ１つのイオン交換物
   質（６、７）で充填され、脱着室（１１）は陽イオンお
   よび陰イオン交換物質（１２、１３）の交番する層で充
   填されており、各イオン交換膜はそれぞれ特定のイオン
   に対し透過性を有し、これに反して反対の電荷を有する
   イオンならびに液体に対しては不透過性に構成されてお
   り、置換室および脱着室の範囲内には、これらの室中に
   挿入された電極（２２、２３、２８）の電極室（２０、
   ２１、２７）が設けられていて、陽極（２２）の電極室
   （２０）は陽イオン交換物質（６）で充填された置換室
   （３）および双方の交換物質（１２、１３）で充填され
   た脱着室（１１）に、陰極（２３）の電極室（２１）は
   陰イオン交換物質（７）で充填された置換室（４）に、
   陰極（２８）のもう１つの電極室（２７）は双方の交換
   物質（１２、１３）で充填された脱着室（１１）にそれ
   ぞれ所属されており、これらの室は遮断層ないしは選択
   的イオン透過性に構成されたイオン交換膜（たとえば２
   ４、２５、２９）のみによつてイオン透過性に互いに接
   続されており、ならびに陽イオン交換物質（６）の置換
   室（３）には陽イオン透過性のイオン交換膜（１７、１
   ８）が設けられ、陰イオン交換物質（７）の置換室（４
   ）には陰イオン透過性のイオン交換膜（１５、１６）が
   設けられ、成層された交換物質（１２、１３）の脱着室
   （１１）には陰極側に陽イオン透過性のイオン交換膜（
   ２５）、陽極側に陰イオン透過性のイオン交換膜（２４
   ）が設けられており、置換室（３）と置換室（４）との
   間にはイオン交換膜（１６、１７）により仕切られた塩
   水室（１９）が設けられており、さらに陽極室（２０）
   と脱着室（１１）との間にはイオン交換膜（２４、２９
   ）により仕切られたもう１つの塩水室（２６）が設けら
   れていて、この塩水室（２６）はその排出管（３９）が
   陰極室（２７）の供給管（４９）と、その排出管（４３
   ）が塩水室（１９）の供給管（４５）と接続管（４１、
   ４４）により接続されていることを特徴とする、液体の
   処理装置。 ８、電極室（２０、２１、２７）が電解ガスを導出する
   ためのガス除去装置（４９）を有する、特許請求の範囲
   第７項記載の装置。