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JP5114307B2 - Electric deionized water production equipment - Google Patents

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JP5114307B2
JP5114307B2 JP2008156508A JP2008156508A JP5114307B2 JP 5114307 B2 JP5114307 B2 JP 5114307B2 JP 2008156508 A JP2008156508 A JP 2008156508A JP 2008156508 A JP2008156508 A JP 2008156508A JP 5114307 B2 JP5114307 B2 JP 5114307B2
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Description

本発明は電気式脱イオン水製造装置に関する。   The present invention relates to an electric deionized water production apparatus.

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水して脱イオンを行う方法が知られている。しかし、この方法ではイオン交換樹脂が飽和したときに、薬剤によって再生を行う必要がある。近年、このような処理操作上の不利な点を解消するため、薬剤による再生が不要な電気式脱イオン装置(以下、EDIという)が実用化されている。   As a method for producing deionized water, a method for deionizing by passing water to be treated through an ion exchange resin is conventionally known. However, in this method, when the ion exchange resin is saturated, it is necessary to regenerate with a drug. In recent years, in order to eliminate such disadvantages in processing operation, an electric deionization apparatus (hereinafter referred to as EDI) that does not require regeneration with a drug has been put into practical use.

EDIは、電気泳動と電気透析とを組み合わせた純水製造装置である。EDIは、アニオン交換膜とカチオン交換膜との間にイオン交換体を充填し、イオン交換膜の外側に陽極を備える陽極室と、陰極を備える陰極室(以下、陽極室と陰極室を総じて、電極室ということがある)を配置した装置である。EDIによる脱イオン水の製造方法は、電極に直流電圧を印加した状態でイオン交換体層に被処理水を通水することにより、被処理水中のイオン成分をイオン交換体で吸着し、電気泳動にて膜面までイオンを泳動させ、イオン交換膜にて電気透析して濃縮水中へと除去するものである。   EDI is a pure water production apparatus that combines electrophoresis and electrodialysis. EDI is filled with an ion exchanger between an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, an anode chamber having an anode outside the ion exchange membrane, and a cathode chamber having a cathode (hereinafter collectively referred to as an anode chamber and a cathode chamber, This is a device in which an electrode chamber is sometimes provided. In the method of producing deionized water by EDI, by passing water to be treated through the ion exchanger layer with a DC voltage applied to the electrodes, ion components in the water to be treated are adsorbed by the ion exchanger, and electrophoresis is performed. The ions are migrated to the membrane surface with, and electrodialyzed with an ion exchange membrane to be removed into concentrated water.

従来型のEDIにおける、脱塩室のイオン交換体の再生は、脱塩室内の異種のイオン交換体の界面にて起こる、主に、水の解離反応にて生じるHとOHにて行われていた。このため、脱塩室には水の解離反応を進行させるだけの電圧を印加させる必要があり、脱塩室の数に応じて電圧が加算されていく構造となっていた。また、従来型のEDIは、電極室と脱塩室との間に濃縮室を設けているか、電極室と脱塩室とが隣接していても、電極室は濃縮室として利用されていたため、電極室における電極反応にて生成するHならびにOHイオンは有効利用されずに、装置外に排出されていた。 In conventional EDI, regeneration of the ion exchanger in the desalting chamber occurs at the interface between different types of ion exchangers in the desalting chamber, mainly using H + and OH generated by the water dissociation reaction. It was broken. For this reason, it is necessary to apply a voltage sufficient to advance the water dissociation reaction to the desalting chamber, and the voltage is added according to the number of desalting chambers. In addition, the conventional EDI has a concentrating chamber between the electrode chamber and the desalting chamber, or even if the electrode chamber and the desalting chamber are adjacent to each other, the electrode chamber is used as a concentrating chamber. H + and OH ions generated by the electrode reaction in the electrode chamber were not effectively used and were discharged out of the apparatus.

このような問題に対し、例えば、電極室を脱塩室として用い、電極室における電極で進行する水の電解反応(電極反応)により発生するHとOHとを電極室(脱塩室)内のイオン交換体の再生に利用したEDIが開示されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、特許文献1に記載の発明では、電極反応で生じたガス成分や、酸化性物質等も脱イオン水に含まれるという懸念がある。 To solve such a problem, for example, the electrode chamber is used as a desalting chamber, and H + and OH generated by the electrolytic reaction (electrode reaction) of water proceeding at the electrode in the electrode chamber are converted into the electrode chamber (desalting chamber). EDI used for the regeneration of the ion exchanger inside is disclosed (for example, Patent Document 1). However, in the invention described in Patent Document 1, there is a concern that gas components generated by the electrode reaction, oxidizing substances, and the like are also included in the deionized water.

電極反応で生じたガス成分等が、脱イオン水に直接影響しないような構造として、電極室に隣接する脱塩室を設け、該脱塩室に被処理水を流通させるEDIが開示されている(例えば、特許文献2)。しかしながら、特許文献2のEDIでは、脱塩室当たりの電極の数が多く、また、処理水量を増やすためには、装置が大型化するという問題がある。   An EDI is disclosed in which a demineralization chamber adjacent to the electrode chamber is provided and the water to be treated is circulated through the demineralization chamber as a structure in which gas components generated by the electrode reaction do not directly affect the deionized water. (For example, patent document 2). However, the EDI of Patent Document 2 has a problem that the number of electrodes per desalting chamber is large, and the apparatus becomes large in order to increase the amount of treated water.

イオン交換体が充填された電極室に、脱塩室で処理した脱イオン水を流通させ、電極の劣化防止、運転電圧の低減化、脱塩効率の向上を図ったEDIが開示されている(例えば、特許文献3)。しかしながら、特許文献3のEDIでは、電極への塩の析出等を防いで、電極の能力を延命することができるものの、電極室で生成するHとOHは、有効利用されることなく、EDIの装置外に排出されていた。
特許第3793229号公報 特公平5−79397号公報 特許第3801821号公報
EDI has been disclosed in which deionized water treated in a desalting chamber is circulated in an electrode chamber filled with an ion exchanger to prevent electrode deterioration, reduce operating voltage, and improve desalting efficiency ( For example, Patent Document 3). However, in the EDI of Patent Document 3, although it is possible to prolong the life of the electrode by preventing salt precipitation on the electrode, H + and OH generated in the electrode chamber are not effectively used. It was discharged outside the EDI device.
Japanese Patent No. 3793229 Japanese Patent Publication No. 5-79397 Japanese Patent No. 3801621

本発明は、運転時の省エネルギー化を実現し、かつ、比抵抗の高い、良好な水質を得られるEDIを目的とする。   An object of the present invention is to provide an EDI that realizes energy saving during operation and has a high specific resistance and good water quality.

本発明のEDIは一側のカチオン交換膜と、他側のアニオン交換膜とで区画される空間にイオン交換体が充填されて、1以上の主脱塩室が設けられ、前記カチオン交換膜、または、前記アニオン交換膜を介して、前記主脱塩室の両側に濃縮室が設けられ、前記主脱塩室と前記濃縮室とが、陽極と陽極側仕切り膜とで区画される陽極室と、陰極と陰極側仕切り膜とで区画される陰極室との間に配置され、前記陽極側仕切り膜をカチオン交換膜とし、前記陽極室にイオン交換体が充填され、前記陽極側仕切り膜と該陽極側仕切り膜と対向して配置されるカチオン交換膜とで区画される空間にイオン交換体が充填されて形成された副脱塩室、および/または、前記陰極側仕切り膜をアニオン交換膜とし、前記陰極室にイオン交換体が充填され、前記陰極側仕切り膜と該陰極側仕切り膜と対向して配置されるアニオン交換膜とで区画される空間に、イオン交換体が充填されて形成された副脱塩室が設けられ、前記副脱塩室を流通した被処理水を前記主脱塩室に流通させる手段、および/または、前記主脱塩室を流通した被処理水を前記副脱塩室に流通させる手段が設けられていることを特徴とする。   The EDI of the present invention is filled with an ion exchanger in a space defined by a cation exchange membrane on one side and an anion exchange membrane on the other side, and is provided with one or more main desalting chambers, Alternatively, a concentration chamber is provided on both sides of the main desalting chamber via the anion exchange membrane, and the anode chamber in which the main desalting chamber and the concentration chamber are partitioned by an anode and an anode-side partition membrane; A cathode chamber partitioned by a cathode and a cathode-side partition membrane, the anode-side partition membrane as a cation exchange membrane, the anode chamber filled with an ion exchanger, the anode-side partition membrane and the A sub-desalting chamber formed by filling a space partitioned by the cation exchange membrane disposed opposite to the anode side partition membrane with an ion exchanger, and / or the cathode side partition membrane as an anion exchange membrane The cathode chamber is filled with an ion exchanger, A sub-demineralization chamber formed by filling an ion exchanger is provided in a space defined by the pole-side partition membrane and the anion-exchange membrane disposed opposite to the cathode-side partition membrane, Means for circulating the treated water flowing through the chamber to the main desalting chamber, and / or means for circulating the treated water flowing through the main desalting chamber to the sub-desalting chamber. Features.

前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、前記副脱塩室を流通させた被処理水を任意の主脱塩室に流通させ、前記任意の主脱塩室を流通させた被処理水を他の主脱塩室に流通させても良く、任意の主脱塩室を流通させた被処理水を他の主脱塩室に流通させ、その後、前記主脱塩室を流通させた被処理水を前記副脱塩室に流通させても良い。   Between the anode chamber and the cathode chamber, two or more main demineralization chambers are arranged via the concentration chamber, and the water to be treated that has circulated through the sub-demineralization chamber is used as an arbitrary main demineralization chamber. The treated water that has been circulated and circulated through the optional main desalting chamber may be circulated to another main desalting chamber, and the treated water that is circulated through the optional main desalting chamber may be circulated to other main desalting chambers. The treated water that has been circulated through the chamber and then circulated through the main desalting chamber may be circulated through the sub-desalting chamber.

前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、前記副脱塩室を流通させた被処理水を分配し、分配した被処理水を複数の前記主脱塩室に流通させても良く、複数の主脱塩室を流通させた被処理水を合流させ、合流させた被処理水を前記副脱塩室に流通させても良い。   Two or more main desalting chambers are arranged between the anode chamber and the cathode chamber via the concentration chamber, and the treated water distributed through the sub-desalting chamber is distributed and distributed. Water may be circulated to the plurality of main desalting chambers, the treated water that has been circulated through the plurality of main desalting chambers may be merged, and the combined treated water may be circulated to the sub-desalting chambers good.

前記主脱塩室には、一側のカチオン交換膜と他側のアニオン交換膜との間に中間イオン交換膜を配置し、前記主脱塩室の厚さ方向に多段に区画された小脱塩室が形成されていても良い。前記陽極室、および/または、前記陰極室には、前記主脱塩室または前記副脱塩室で処理された水が、通水されていることが好ましく、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水が通水されていることが好ましい。   In the main desalination chamber, an intermediate ion exchange membrane is disposed between the cation exchange membrane on one side and the anion exchange membrane on the other side, and the small desalination is divided into multiple stages in the thickness direction of the main desalination chamber. A salt chamber may be formed. The anode chamber and / or the cathode chamber is preferably passed with water treated in the main desalting chamber or the sub-desalting chamber, and has a resistivity of 0.2 to 18. It is preferable that 2 MΩ · cm of water is passed.

本発明のEDIによれば、運転時の省エネルギー化を実現し、かつ、比抵抗の高い、良好な水質を得ることができる。   According to the EDI of the present invention, it is possible to achieve energy saving during operation and to obtain a good water quality with high specific resistance.

本発明のEDIは、陽極室と陰極室(以下、総じて電極室ということがある)との間に主脱塩室が設けられ、電極室の少なくとも一方には、仕切り膜を介して隣接する副脱塩室が設けられ、前記副脱塩室を流通した被処理水を前記主脱塩室に流通する手段、および/または、前記主脱塩室を流通した被処理水を前記副脱塩室に流通する手段が設けられているものである。   In the EDI of the present invention, a main desalting chamber is provided between an anode chamber and a cathode chamber (hereinafter sometimes referred to as an electrode chamber), and at least one of the electrode chambers is connected to a sub-channel adjacent via a partition film. Means for providing a desalting chamber and circulating the treated water flowing through the sub-desalting chamber to the main desalting chamber, and / or treating the treated water flowing through the main desalting chamber to the sub-desalting chamber There is provided a means for distribution.

本発明のEDIにおける、運転時の省エネルギー化、および、水質向上の原理について、図1を用いて説明する。図1は、本発明のEDI8における、イオン成分の流れを説明する模式図である。図1に示すとおり、EDI8は、陰極室10と陽極室20との間に、主脱塩室50と、主脱塩室50の両側に設けられた濃縮室60、62とを有し、陰極室10側および陽極室20側にそれぞれ副脱塩室30、40が設けられている。   The principle of energy saving and water quality improvement during operation in the EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the flow of ion components in the EDI 8 of the present invention. As shown in FIG. 1, the EDI 8 includes a main desalting chamber 50 and concentration chambers 60 and 62 provided on both sides of the main desalting chamber 50 between the cathode chamber 10 and the anode chamber 20. Sub-demineralization chambers 30 and 40 are provided on the chamber 10 side and the anode chamber 20 side, respectively.

陰極室10は、陰極12とアニオン交換膜である陰極側仕切り膜14とで区画された空間に、イオン交換体が充填され、形成されている。陽極室20は、陽極22とカチオン交換膜である陽極側仕切り膜24とで区画された空間に、イオン交換体が充填されて形成されている。   The cathode chamber 10 is formed by filling an ion exchanger into a space defined by a cathode 12 and a cathode-side partition membrane 14 that is an anion exchange membrane. The anode chamber 20 is formed by filling an ion exchanger into a space defined by an anode 22 and an anode-side partition membrane 24 that is a cation exchange membrane.

副脱塩室30は、陰極室10を形成する陰極側仕切り膜14と、アニオン交換膜32とで区画された空間に、イオン交換体が充填され、形成されている。副脱塩室40は、陽極室20を形成する陽極側仕切り膜24と、カチオン交換膜42とで区画された空間に、イオン交換体が充填され形成されている。主脱塩室50は、陰極室10側に配置されたカチオン交換膜52と、陽極室20側に配置されたアニオン交換膜54とで区画された空間に、イオン交換体が充填され形成されている。   The sub-desalting chamber 30 is formed by filling an ion exchanger into a space defined by the cathode-side partition membrane 14 forming the cathode chamber 10 and the anion exchange membrane 32. The sub-desalting chamber 40 is formed by filling an ion exchanger in a space defined by the anode-side partition membrane 24 that forms the anode chamber 20 and the cation exchange membrane 42. The main desalting chamber 50 is formed by filling an ion exchanger in a space defined by a cation exchange membrane 52 disposed on the cathode chamber 10 side and an anion exchange membrane 54 disposed on the anode chamber 20 side. Yes.

濃縮室60は、副脱塩室30を形成するアニオン交換膜32と、主脱塩室50を形成するカチオン交換膜52とで区画されて形成されている。濃縮室62は、副脱塩室40を形成するカチオン交換膜42と、主脱塩室50を形成するアニオン交換膜54とで区画されて形成されている。   The concentration chamber 60 is formed by being partitioned by an anion exchange membrane 32 that forms the secondary desalting chamber 30 and a cation exchange membrane 52 that forms the main desalting chamber 50. The concentration chamber 62 is formed by being partitioned by a cation exchange membrane 42 that forms the secondary desalting chamber 40 and an anion exchange membrane 54 that forms the main desalting chamber 50.

ここで、陰極室10と副脱塩室30とにはアニオン交換体を単床形態で充填し、陽極室20と副脱塩室40とにはカチオン交換体を単床形態で充填した場合を例として、イオン成分の流れについて説明する。   Here, the cathode chamber 10 and the sub-desalting chamber 30 are filled with an anion exchanger in a single bed form, and the anode chamber 20 and the sub-desalting chamber 40 are filled with a cation exchanger in a single bed form. As an example, the flow of ion components will be described.

脱イオン水の製造は、まず、陰極室10と陽極室20とに電極水を流通させ、陰極12と陽極22との間に直流電圧を印加する。また、濃縮室60、62に濃縮水を流通させる。そして、副脱塩室30または副脱塩室40に被処理水を流通させて処理し、処理された被処理水を主脱塩室50へ流通させ、脱イオン水の製造が行われる。あるいは、主脱塩室50に被処理水を流通させ、処理された被処理水を副脱塩室30または副脱塩室40に流通させ、脱イオン水の製造が行われる。   In the production of deionized water, first, electrode water is circulated through the cathode chamber 10 and the anode chamber 20, and a DC voltage is applied between the cathode 12 and the anode 22. Further, the concentrated water is circulated through the concentration chambers 60 and 62. And the to-be-processed water is distribute | circulated and processed to the sub-demineralization chamber 30 or the sub-demineralization chamber 40, the processed to-be-processed water is distribute | circulated to the main desalination chamber 50, and deionized water is manufactured. Alternatively, the water to be treated is circulated through the main desalting chamber 50 and the treated water is circulated through the sub-desalting chamber 30 or the sub-desalting chamber 40 to produce deionized water.

脱イオン水の製造中、陰極室10では、陰極12における電極反応で、H、OH等が生成する。この内、Hは、電極水に取り込まれ、陰極室10から排出される。OHは、対極である陽極22に引き寄せられ、アニオン交換膜である陰極側仕切り膜14を透過し、副脱塩室30に移動する。 During the production of deionized water, in the cathode chamber 10, H 2 , OH − and the like are generated by an electrode reaction at the cathode 12. Among these, H 2 is taken into the electrode water and discharged from the cathode chamber 10. OH is attracted to the anode 22 that is the counter electrode, passes through the cathode side partition membrane 14 that is the anion exchange membrane, and moves to the sub-desalting chamber 30.

副脱塩室30では、被処理水が副脱塩室30のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、主にアニオン成分(Cl、HCO 、CO 2−、SiO(シリカは、特別な形態をとることが多いため、一般のイオンとは異なった表示とする)等)が、アニオン交換体に吸着される。ここで、アニオン交換体は、陰極室10から移動したOHと、吸着されているCl、HCO 等のアニオン成分とが交換され、再生される。そして、アニオン交換体から脱着したアニオン成分は、アニオン交換膜32を透過して、濃縮室60に移動する。濃縮室60に移動したアニオン成分は、濃縮水に取り込まれて排出される。 In the sub-desalting chamber 30, the water to be treated flows while diffusing in the anion exchanger of the sub-desalting chamber 30, and mainly contains anion components (Cl , HCO 3 , CO 3 2− , SiO 2 (silica is In many cases, it takes a special form, so that it is displayed differently from general ions)) is adsorbed on the anion exchanger. Here, the anion exchanger is regenerated by exchanging OH moved from the cathode chamber 10 and adsorbed anion components such as Cl and HCO 3 . The anion component desorbed from the anion exchanger passes through the anion exchange membrane 32 and moves to the concentration chamber 60. The anion component moved to the concentration chamber 60 is taken into the concentrated water and discharged.

陽極室20では、陽極22における電極反応で、O、H等が生成する。この内、Oは、電極水に取り込まれ、陽極室20から排出される。Hは、対極である陰極12に引き寄せられ、カチオン交換膜である陽極側仕切り膜24を透過し、副脱塩室40に移動する。 In the anode chamber 20, O 2 , H + and the like are generated by the electrode reaction in the anode 22. Among these, O 2 is taken into the electrode water and discharged from the anode chamber 20. H + is attracted to the cathode 12 that is the counter electrode, passes through the anode-side partition membrane 24 that is a cation exchange membrane, and moves to the sub-desalting chamber 40.

副脱塩室40では、被処理水が、副脱塩室40のカチオン交換体中を拡散しながら流通し、主にカチオン成分(Na、Ca2+、Mg2+等)が、カチオン交換体に吸着される。ここで、カチオン交換体は、陽極室20から移動したHと、吸着されているNa、Ca2+等のカチオン成分とが交換され、再生される。そして、カチオン交換体から脱着したカチオン成分は、カチオン交換膜42を透過して、濃縮室62に移動する。濃縮室62に移動したカチオン成分は、濃縮水に取り込まれて排出される。 In the sub-desalting chamber 40, the water to be treated flows while diffusing in the cation exchanger of the sub-desalting chamber 40, and mainly cation components (Na + , Ca 2+ , Mg 2+, etc.) are converted into the cation exchanger. Adsorbed. Here, the cation exchanger is regenerated by exchanging H + moved from the anode chamber 20 with adsorbed cation components such as Na + and Ca 2+ . The cation component desorbed from the cation exchanger passes through the cation exchange membrane 42 and moves to the concentration chamber 62. The cation component moved to the concentration chamber 62 is taken into the concentrated water and discharged.

上述の脱イオン水製造において、副脱塩室30では、陰極室10から移動してくる、OHの存在により、アニオン交換体の再生が効率良く行われる。副脱塩室40では、陽極室20から移動してくる、Hの存在により、カチオン交換体の再生が効率良く行われるこのため、副脱塩室30、40における、イオン成分の移動をスムーズに行うことが可能となり、電圧を低下させて運転することができる。 In the deionized water production described above, in the secondary demineralization chamber 30, the anion exchanger is efficiently regenerated due to the presence of OH moving from the cathode chamber 10. In the secondary desalting chamber 40, the cation exchanger is efficiently regenerated due to the presence of H + , which moves from the anode chamber 20. Therefore, the ion components in the secondary desalting chambers 30 and 40 are smoothly moved. It is possible to carry out operation at a reduced voltage.

さらに、副脱塩室30、40は、イオン交換体の再生効率が高いため、主脱塩室50に比べて、被処理水の流速である空間速度(SV)を増大させることができる。即ち、副脱塩室30、40を主脱塩室50と比較して薄くしても、同等以上の脱塩処理の能力を有する。このため、陰極12と陽極22との距離を短くすることができ、これにより、さらに運転電圧を下げることができる。なお、SVとは、イオン交換体の単位体積(L)に対して、1時間に流通させる流量(L)であって、単位はL/L・h−1で表される(以降において同じ)。 Furthermore, since the secondary desalting chambers 30 and 40 have a high regeneration efficiency of the ion exchanger, the space velocity (SV), which is the flow rate of the water to be treated, can be increased as compared with the main desalting chamber 50. That is, even if the auxiliary desalting chambers 30 and 40 are made thinner than the main desalting chamber 50, they have the same or higher capacity for desalting. For this reason, the distance between the cathode 12 and the anode 22 can be shortened, whereby the operating voltage can be further lowered. In addition, SV is the flow rate (L) which distribute | circulates for 1 hour with respect to the unit volume (L) of an ion exchanger, Comprising: A unit is represented by L / L * h <-1 > (hereinafter the same). .

加えて、副脱塩室30には、隣接する陰極室10からOHが豊富に移動してくる。このため、低いpHの被処理水であっても、副脱塩室30で前処理することで、被処理水を主脱塩室50での処理に適したpHに調整することができる。
他方、副脱塩室40には、隣接する陽極室20からHが豊富に移動してくる。このため、高いpHの被処理水であっても、副脱塩室40で前処理することで、被処理水を主脱塩室50での処理に適したpHに調整することができる。
In addition, OH moves abundantly from the adjacent cathode chamber 10 to the sub-desalting chamber 30. For this reason, even if it is a to-be-processed water of low pH, the to-be-processed water can be adjusted to pH suitable for the process in the main desalting chamber 50 by pre-processing in the sub-desalination chamber 30. FIG.
On the other hand, H + moves abundantly from the adjacent anode chamber 20 into the sub-desalting chamber 40. For this reason, even if it is a to-be-processed water of high pH, the to-be-processed water can be adjusted to pH suitable for the process in the main desalting chamber 50 by pre-processing in the sub-desalination chamber 40.

本発明のEDIについて、例を挙げて説明するが、本実施形態に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
本発明のEDIの第1の実施形態について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態のEDI100の断面図である。図2に示すとおり、EDI100は、陰極室110と陽極室120との間に、主脱塩室150と主脱塩室155とが濃縮室160に挟持されて配置され、陰極室110と陰極側仕切り膜114を介して隣接する副脱塩室130が設けられている。そして、EDI100は、副脱塩室130を流通した被処理水を任意の主脱塩室に流通させた後、さらに他の主脱塩室に流通させるものである。
The EDI of the present invention will be described with an example, but is not limited to this embodiment.
(First embodiment)
A first embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the EDI 100 of this embodiment. As shown in FIG. 2, the EDI 100 is arranged such that a main desalting chamber 150 and a main desalting chamber 155 are sandwiched by a concentration chamber 160 between a cathode chamber 110 and an anode chamber 120. An adjacent sub-desalting chamber 130 is provided via a partition membrane 114. And EDI100 distribute | circulates the to-be-processed water which distribute | circulated the auxiliary | assistant desalination chamber 130 to arbitrary main desalination chambers, and also distribute | circulates it to another main desalination chamber.

陰極112と陽極122とは、図示されない電源と接続されている。
陰極室110は、陰極112と、枠体111と、陰極側仕切り膜114とが順に配置され、枠体111の開口部にイオン交換体が充填され、形成されている。陰極室110には、電極水流入ライン116と、電極水流出ライン118とが接続されている。
The cathode 112 and the anode 122 are connected to a power source (not shown).
The cathode chamber 110 is formed by sequentially arranging a cathode 112, a frame body 111, and a cathode side partition film 114, and an opening of the frame body 111 is filled with an ion exchanger. An electrode water inflow line 116 and an electrode water outflow line 118 are connected to the cathode chamber 110.

陽極室120は、陽極122と、枠体121と、陽極側仕切り膜124とが順に配置され、枠体121の開口部にイオン交換体が充填され、形成されている。陽極室120には、電極水流入ライン126と、電極水流出ライン128とが接続されている。   In the anode chamber 120, an anode 122, a frame body 121, and an anode side partition film 124 are arranged in order, and an opening of the frame body 121 is filled with an ion exchanger. An electrode water inflow line 126 and an electrode water outflow line 128 are connected to the anode chamber 120.

副脱塩室130は、陰極112側から順に陰極側仕切り膜114と、枠体131と、アニオン交換膜132とが配置され、枠体131の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。副脱塩室130には、被処理水流入ライン134と、被処理水流出ライン136とが接続されている。被処理水流出ライン136は、図示されない配管により、被処理水流入ライン156と接続されている。そして、被処理水流出ライン136と、図示されない配管と、被処理水流入ライン156とにより「副脱塩室を流通した被処理水を主脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   The sub-desalting chamber 130 is formed by arranging a cathode-side partition membrane 114, a frame body 131, and an anion exchange membrane 132 in this order from the cathode 112 side, and filling the opening of the frame body 131 with an ion exchanger. ing. A treated water inflow line 134 and a treated water outflow line 136 are connected to the sub-desalting chamber 130. The treated water outflow line 136 is connected to the treated water inflow line 156 by a pipe (not shown). And the to-be-processed water outflow line 136, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 156 comprise "the means to distribute | circulate the to-be-processed water which distribute | circulated the sub-demineralization chamber to the main desalination chamber."

主脱塩室150は、カチオン交換膜152と、枠体151と、アニオン交換膜154とが陰極112側から順に配置され、枠体151の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。主脱塩室150には、被処理水流入ライン156と、被処理水流出ライン157とが接続され、被処理水流出ライン157は、図示されない配管により、被処理水流入ライン158と接続されている。   The main desalting chamber 150 is formed by sequentially arranging a cation exchange membrane 152, a frame 151, and an anion exchange membrane 154 from the cathode 112 side, and filling the opening of the frame 151 with the ion exchanger. Yes. A treated water inflow line 156 and a treated water outflow line 157 are connected to the main desalting chamber 150, and the treated water outflow line 157 is connected to the treated water inflow line 158 by a pipe (not shown). Yes.

主脱塩室155は、陰極112側から順にカチオン交換膜152と、枠体151と、アニオン交換膜154とが配置され、枠体151の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。主脱塩室155には、被処理水流入ライン158と、脱イオン水流出ライン159とが接続されている。   The main desalting chamber 155 is formed by arranging a cation exchange membrane 152, a frame 151, and an anion exchange membrane 154 in this order from the cathode 112 side, and filling the opening of the frame 151 with the ion exchanger. Yes. A treated water inflow line 158 and a deionized water outflow line 159 are connected to the main desalting chamber 155.

濃縮室160は、主脱塩室150、155の両側に、枠体161が配置され形成されている。濃縮室160には、濃縮水流入ライン162と濃縮水流出ライン164とが接続されている。   The concentrating chamber 160 is formed by disposing a frame 161 on both sides of the main desalting chambers 150 and 155. A concentrated water inflow line 162 and a concentrated water outflow line 164 are connected to the concentration chamber 160.

陰極112は、陰極として機能を発揮するものであれば特に限定されず、例えば、板状のステンレスや網状のステンレスを挙げることができる。
陽極122は、陽極として機能を発揮するものであれば特に限定されないが、被処理水中にClが存在する場合には、陽極には塩素発生が起きるため、耐塩素性能を有するものが好ましい。例えば、白金、パラジウム、イリジウム等の貴金属、あるいは前記貴金属をチタン等に被覆した網状あるいは板状の電極を挙げることができる。
The cathode 112 is not particularly limited as long as it functions as a cathode, and examples thereof include plate-like stainless steel and mesh-like stainless steel.
The anode 122 is not particularly limited as long as it functions as an anode. However, when Cl is present in the water to be treated, chlorine generation occurs in the anode, and thus the anode 122 preferably has chlorine resistance. For example, a noble metal such as platinum, palladium, iridium, or a net-like or plate-like electrode obtained by coating the noble metal on titanium or the like can be given.

陰極側仕切り膜114は、アニオン交換膜である。イオン交換膜としては、大別すると、原料モノマー液を補強体に含浸させた後に重合させ、全体を均質に形成した均質膜と、イオン交換樹脂を溶解成型可能なポリオレフィン系樹脂と共に粉砕成型した不均質膜の2種類がある。本実施形態における陰極側仕切り膜114のアニオン交換膜は特に限定されず、EDIの製造の簡便さや、被処理水の水質、脱イオン水に求める水質、処理量等に応じていずれのアニオン交換膜を選択することができる。   The cathode side partition membrane 114 is an anion exchange membrane. The ion exchange membrane can be roughly classified into a homogeneous membrane formed by impregnating a raw material monomer solution into a reinforcing body and then polymerized, and a homogenous membrane formed by pulverization and molding together with a polyolefin resin capable of dissolving and molding the ion exchange resin. There are two types of homogeneous membranes. The anion exchange membrane of the cathode side partition membrane 114 in the present embodiment is not particularly limited, and any anion exchange membrane may be selected depending on the ease of production of EDI, the quality of water to be treated, the quality of water required for deionized water, the amount of treatment, and the like. Can be selected.

陰極室110に充填されるイオン交換体は特に限定されず、イオン交換機能を有するものであれば良い。例えば、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、モノリス状多孔質イオン交換体等を挙げることができる。この内、最も汎用的である、イオン交換樹脂が好ましい。イオン交換樹脂としては、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂が挙げられる。前記アニオン交換樹脂としては強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂が挙げられ、例えば、市販品としてローム・アンド・ハース社製のアンバーライト(商品名)を挙げることができる。前記カチオン交換樹脂としては、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂が挙げられ、例えば、市販品としてローム・アンド・ハース社製のアンバーライト(商品名)を挙げることができる。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。   The ion exchanger filled in the cathode chamber 110 is not particularly limited as long as it has an ion exchange function. For example, an ion exchange resin, an ion exchange fiber, a monolithic porous ion exchanger, etc. can be mentioned. Of these, ion exchange resins, which are the most versatile, are preferred. Examples of the ion exchange resin include an anion exchange resin and a cation exchange resin. Examples of the anion exchange resin include strongly basic anion exchange resins and weakly basic anion exchange resins. For example, commercially available products include Amberlite (trade name) manufactured by Rohm and Haas. Examples of the cation exchange resin include a strong acid cation exchange resin and a weak acid cation exchange resin, and examples thereof include amberlite (trade name) manufactured by Rohm & Haas. These may be used alone or in combination of two or more.

また、イオン交換体の充填形態は特に限定されないが、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。このうち、アニオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、アニオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陰極室110では、陰極112の電極反応により生成したOHの、副脱塩室130への移動を円滑にするためである。 In addition, the ion exchanger packing form is not particularly limited, but an anion exchanger single bed form, a cation exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form, etc. Either can be used. Among these, it is preferable to use an anion exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. When the mixed bed form of the anion exchanger and the cation exchanger or the double bed form is used, the anion exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. This is because in the cathode chamber 110, OH generated by the electrode reaction of the cathode 112 is smoothly transferred to the sub-desalting chamber 130.

陽極側仕切り膜124は特に限定されず、カチオン交換膜またはアニオン交換膜のいずれを用いても良い。また、陽極側仕切り膜124は、均質膜、不均質膜のいずれを選択することもできる。   The anode side partition membrane 124 is not particularly limited, and either a cation exchange membrane or an anion exchange membrane may be used. The anode-side partition film 124 can be either a homogeneous film or a heterogeneous film.

陽極室120に充填するイオン交換体は特に限定されず、上述した陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、陽極室120のイオン交換体の充填形態は、上述した陰極室110の充填形態と同様に特に限定されず、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。
The ion exchanger filled in the anode chamber 120 is not particularly limited, and the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 described above can be used.
In addition, the form of filling the ion exchanger in the anode chamber 120 is not particularly limited, as is the case with the filling form of the cathode chamber 110 described above, and an anion exchanger single bed form, a cation exchanger single bed form, or an anion exchanger Either a mixed bed form with a cation exchanger or a double bed form can be used.

枠体111、121は、絶縁性を有し、電極水が漏洩しない素材であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリカーボネート、ノリル等の樹脂製の枠体を挙げることができる。
枠体111、121の厚さは特に限定されることなく、所望する陰極室110、陽極室120の厚さに応じて設定することができる。
また、枠体111、121の開口部の面積が大きい場合には、枠体111、121のくりぬかれた空間に支持体を設けても良い。支持体を設けることで、陰極側仕切り膜114、陽極側仕切り膜124が湾曲して、イオン交換体の充填量が不均一になることを防止できるためである。前記支持体は、絶縁性を有し、被処理水の流通を妨げない素材であれば特に限定されず、例えば、スリットが設けられた、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS、ポリカーボネート、ノリル等の樹脂製の支持体を挙げることができる。
The frames 111 and 121 are not particularly limited as long as they have insulating properties and do not leak electrode water. For example, a frame made of resin such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, ABS, polycarbonate, noryl or the like is used. Can be mentioned.
The thickness of the frames 111 and 121 is not particularly limited, and can be set according to the desired thickness of the cathode chamber 110 and the anode chamber 120.
Moreover, when the area of the opening part of the frame bodies 111 and 121 is large, you may provide a support body in the space where the frame bodies 111 and 121 were hollowed out. This is because by providing the support, it is possible to prevent the cathode side partition film 114 and the anode side partition film 124 from being curved and the filling amount of the ion exchanger from becoming uneven. The support is not particularly limited as long as it is a material that has insulating properties and does not hinder the flow of water to be treated. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, ABS, polycarbonate, noryl, etc., provided with slits. The resin-made support body can be mentioned.

陰極室110の厚さは特に限定されず、両電極間に印加する電圧等を考慮して決定することができ、例えば、0.3〜10mmの範囲で選択することが好ましい。陽極室121の厚さも、陰極室110の厚さと同様である。   The thickness of the cathode chamber 110 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the voltage applied between the two electrodes. For example, the thickness is preferably selected in the range of 0.3 to 10 mm. The thickness of the anode chamber 121 is the same as the thickness of the cathode chamber 110.

副脱塩室130のアニオン交換膜132は特に限定されず、均質膜、不均質膜のいずれも用いることができる。   The anion exchange membrane 132 in the sub-desalting chamber 130 is not particularly limited, and either a homogeneous membrane or a heterogeneous membrane can be used.

副脱塩室130に充填するイオン交換体は特に限定されず、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
副脱塩室130のイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、アニオン交換体を含むことが好ましく、より好ましくはアニオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、アニオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陰極室110側の副脱塩室130では、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分を除去し、陰極室110から移動してくる豊富なOHをアニオン交換体の再生に利用できるためである。
The ion exchanger filled in the sub-desalting chamber 130 is not particularly limited, and the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger in the sub-desalting chamber 130 is not particularly limited, but preferably contains an anion exchanger, more preferably an anion exchanger single bed form, or a mixed bed of an anion exchanger and a cation exchanger. It is preferable to use a form or a double bed form. When the mixed bed form of the anion exchanger and the cation exchanger or the double bed form is used, the anion exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. In the sub-desalting chamber 130 on the cathode chamber 110 side, mainly anion components such as Cl and HCO 3 − in the water to be treated are removed, and abundant OH moving from the cathode chamber 110 is regenerated as an anion exchanger. This is because it can be used.

枠体131は枠体111と同様のものを用いることができる。また、枠体131の厚さは特に限定されず、所望する副脱塩室130の厚さに応じて設定することができる。   The frame 131 can be the same as the frame 111. The thickness of the frame 131 is not particularly limited, and can be set according to the desired thickness of the sub-desalting chamber 130.

副脱塩室130の厚さは特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質、処理量等を勘案して決定することができ、例えば、4〜50mmの範囲とすることが好ましい。副脱塩室130の厚さが薄すぎると、通水差圧が高くなり、副脱塩室130の破損等を招き好ましくない。副脱塩室130の厚さが厚すぎると、流れ方にムラが生じ、電流効率が低くなるおそれがあるためである。   The thickness of the sub-demineralization chamber 130 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the quality of water to be treated and deionized water, the amount of treatment, and the like, and is preferably in the range of 4 to 50 mm, for example. If the thickness of the sub-desalting chamber 130 is too thin, the water flow differential pressure increases, which may cause damage to the sub-desalting chamber 130 and the like. This is because if the thickness of the sub-desalting chamber 130 is too thick, the flow may be uneven and current efficiency may be reduced.

主脱塩室150、155を形成するカチオン交換膜152、アニオン交換膜154は特に限定されず、均質膜、不均質膜のいずれを用いることもできる。   The cation exchange membrane 152 and the anion exchange membrane 154 that form the main desalting chambers 150 and 155 are not particularly limited, and either a homogeneous membrane or a heterogeneous membrane can be used.

主脱塩室150、155に充填するイオン交換体は特に限定されず、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
主脱塩室150のイオン交換体の充填形態は特に限定されず、アニオン交換体またはカチオン交換体の単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態のいずれの形態も用いることができる。また、主脱塩室155のイオン交換体の充填形態は、主脱塩室150と同様である。なお、主脱塩室150、155のイオン交換体の種類、充填形態は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
The ion exchanger filled in the main desalting chambers 150 and 155 is not particularly limited, and the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The form of packing of the ion exchanger in the main desalting chamber 150 is not particularly limited, and a single bed form of an anion exchanger or a cation exchanger, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. Either form can be used. The filling form of the ion exchanger in the main desalting chamber 155 is the same as that of the main desalting chamber 150. Note that the types and packing forms of the ion exchangers in the main desalting chambers 150 and 155 may be the same or different.

枠体151は、枠体111と同様のものを用いることができる。枠体151の厚さは特に限定されず、所望する主脱塩室150、155の厚さに応じて決定することができる。   The frame 151 can be the same as the frame 111. The thickness of the frame 151 is not particularly limited, and can be determined according to the desired thickness of the main desalting chambers 150 and 155.

主脱塩室150、155の厚さは特に限定されず、イオン交換体の種類と充填形態とによって、適切な厚さを決定することが好ましい。例えば、主脱塩室150、155の厚さは、4〜100mmの範囲で決定することが好ましく、8〜60mmの範囲で適宜決定することが好適である。なお、主脱塩室150、155の厚さは同じであっても良いし、異なっていても良い。   The thicknesses of the main desalting chambers 150 and 155 are not particularly limited, and it is preferable to determine an appropriate thickness depending on the type and packing form of the ion exchanger. For example, the thickness of the main desalting chambers 150 and 155 is preferably determined in the range of 4 to 100 mm, and is suitably determined in the range of 8 to 60 mm. The thicknesses of the main desalting chambers 150 and 155 may be the same or different.

濃縮室160の枠体161は、枠体111と同様のものを用いることができる。枠体161の厚さは特に限定されず、所望する濃縮室の厚さに応じて決定することができる。   The frame 161 of the concentrating chamber 160 can be the same as the frame 111. The thickness of the frame 161 is not particularly limited, and can be determined according to a desired thickness of the concentration chamber.

濃縮室160は、濃縮水が流通できれば特に限定されず、メッシュを配置しても良いし、イオン交換体を充填しても良い。電気抵抗を少なくする観点からは、イオン交換体が充填されていることが好ましい。   The concentration chamber 160 is not particularly limited as long as the concentrated water can circulate, and a mesh may be arranged or an ion exchanger may be filled. From the viewpoint of reducing the electrical resistance, it is preferable that the ion exchanger is filled.

濃縮室160にイオン交換体を充填する場合、充填するイオン交換体は特に限定されず、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
濃縮室160におけるイオン交換体の充填形態は特に限定されず、被処理水の水質等を勘案して決定することができ、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。例えば、濃縮室160のアニオン交換膜154面でのスケール生成防止の観点から、アニオン交換体が単床形態で充填されていても良い。アニオン交換膜154に接するアニオン交換体層を有することにより、主脱塩室150、155から濃縮室160へのアニオン成分の移動が促進され、濃縮室160側のアニオン交換膜154面にアニオン成分が高濃度にて存在して、濃度分極が生じるのを抑制できるためである。
When the concentration chamber 160 is filled with an ion exchanger, the ion exchanger to be filled is not particularly limited, and the same ion exchanger as the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger in the concentrating chamber 160 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the quality of the water to be treated. The anion exchanger single bed form, the cation exchanger single bed form, or the anion exchange Any of the mixed bed form of the body and the cation exchanger, or the multiple bed form can be used. For example, from the viewpoint of preventing scale formation on the surface of the anion exchange membrane 154 in the concentration chamber 160, the anion exchanger may be filled in a single bed form. By having the anion exchanger layer in contact with the anion exchange membrane 154, the movement of the anion component from the main desalting chambers 150, 155 to the concentration chamber 160 is promoted, and the anion component is present on the surface of the anion exchange membrane 154 on the concentration chamber 160 side. This is because the presence of a high concentration can suppress the occurrence of concentration polarization.

本実施形態における脱イオン水の製造方法について、陰極室110、副脱塩室130、主脱塩室155には、アニオン交換体を単床形態で充填し、陽極室120、主脱塩室150には、カチオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして説明する。   Regarding the method for producing deionized water in the present embodiment, the cathode chamber 110, the sub-desalting chamber 130, and the main desalting chamber 155 are filled with an anion exchanger in a single bed form, and the anode chamber 120 and the main desalting chamber 150 are filled. In the following, a case where the cation exchanger is packed in a single bed form will be described as an example.

まず、電極水流入ライン116から陰極室110に電極水を流入させ、電極水流入ライン126から陽極室120に電極水を流入させる。濃縮水流入ライン162から濃縮室160に濃縮水を流入させる。そして、陰極112と陽極122との間に、直流電圧を印加する。直流電圧を印加すると、陰極室110では、陰極112の電極反応により、下記(1)式に示す、電極近傍にある水の電解反応が生じ、HとOHとが生成される。生成したHは、電極水に取り込まれて電極水流出ライン118へ排出される。一方、生成したOHは、対極である陽極122側に引き寄せられ、陰極室110に充填されたアニオン交換体内を移動し、アニオン交換膜である陰極側仕切り膜114を透過して、副脱塩室130に移動する。 First, electrode water is caused to flow into the cathode chamber 110 from the electrode water inflow line 116, and electrode water is caused to flow into the anode chamber 120 from the electrode water inflow line 126. The concentrated water is caused to flow into the concentration chamber 160 from the concentrated water inflow line 162. Then, a DC voltage is applied between the cathode 112 and the anode 122. When a DC voltage is applied, in the cathode chamber 110, an electrolytic reaction of water in the vicinity of the electrode shown in the following formula (1) occurs due to an electrode reaction of the cathode 112, and H 2 and OH are generated. The generated H 2 is taken into the electrode water and discharged to the electrode water outflow line 118. On the other hand, the produced OH is attracted to the side of the anode 122 that is the counter electrode, moves through the anion exchanger filled in the cathode chamber 110, passes through the cathode side partition membrane 114 that is an anion exchange membrane, and is sub-desalted. Move to chamber 130.

2HO+2e→H+2OH ・・・(1) 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH (1)

次いで、被処理水流入ライン134から、副脱塩室130に被処理水を流入させる。流入した被処理水は、副脱塩室130のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン136から流出する。この間、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着して、被処理水から除去される。 Next, the water to be treated is caused to flow into the sub-desalination chamber 130 from the water to be treated inflow line 134. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the sub-desalting chamber 130 while diffusing, and flows out from the treated water outflow line 136. During this time, mainly anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed on the anion exchanger and removed from the water to be treated.

ここで、Cl、HCO 等のアニオン成分を吸着したアニオン交換体は、陰極室110から移動してきたOHで再生される。脱着した該アニオン成分は、陽極122側に引き寄せられ、アニオン交換膜132を透過して、濃縮室160に移動する。濃縮室160に移動したアニオン成分は、濃縮水に取り込まれて、濃縮水流出ライン164より排出される。また、一般的に、EDIの被処理水に使用する原水には炭酸ガスが溶解し、弱酸(pH5.5〜6.0程度)になっているが、陰極室110から副脱塩室130に移動してきたOHにより、副脱塩室130内の被処理水のpHは、中性付近に調整される。 Here, the anion exchanger that adsorbs anion components such as Cl and HCO 3 is regenerated with OH that has moved from the cathode chamber 110. The desorbed anion component is attracted to the anode 122 side, passes through the anion exchange membrane 132, and moves to the concentration chamber 160. The anion component moved to the concentration chamber 160 is taken into the concentrated water and discharged from the concentrated water outflow line 164. In general, carbon dioxide gas is dissolved in raw water used for EDI treated water to form a weak acid (pH of about 5.5 to 6.0). Due to the moved OH , the pH of the water to be treated in the sub-desalting chamber 130 is adjusted to near neutrality.

副脱塩室130で処理された被処理水は、被処理水流出ライン136から、図示されない配管を経由して、被処理水流入ライン156を流通し、主脱塩室150に流入する。主脱塩室150に流入した被処理水は、主脱塩室150内のカチオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン157から流出する。この間、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分が、カチオン交換体に吸着される。ここで、被処理水のpHは中性付近に保たれており、競合イオンであるH濃度が副脱塩室130に流入する前の被処理水より低くなっている。このため、電流効率が高くなり、被処理水中のカチオン成分の除去が良好に行われる。 The treated water treated in the sub-desalination chamber 130 flows from the treated water outflow line 136 through the unshown piping through the treated water inflow line 156 and flows into the main desalting chamber 150. The treated water that has flowed into the main desalting chamber 150 flows while diffusing through the cation exchanger in the main desalting chamber 150, and flows out from the treated water outflow line 157. During this time, mainly cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are adsorbed by the cation exchanger. Here, the pH of the water to be treated is maintained in the vicinity of neutrality, and the H + concentration, which is a competing ion, is lower than the water to be treated before flowing into the sub-desalting chamber 130. For this reason, current efficiency becomes high and the removal of the cation component in to-be-processed water is performed favorably.

この段階で、被処理水中に含まれていたイオン成分は、概ね除去される。しかし、副脱塩室130で除去されたアニオン成分の中でも、炭酸イオンは、濃縮室160内で高濃度に濃縮されることで、カチオン交換膜152を透過して、主脱塩室150に逆移動してくることがある。このため、再度のアニオン成分除去を主脱塩室155にて行う。主脱塩室150で処理された被処理水は、被処理水流出ライン157から、図示されない配管を経由して、被処理水流入ライン158を流通し、主脱塩室155に流入する。主脱塩室155に流入した被処理水は、アニオン交換体中を拡散しながら流通する。こうして、被処理水は、Na、Ca2+等のカチオン成分とCl、HCO 等のアニオン成分との両イオン成分が、高度に除去された脱イオン水となって、脱イオン水流出ライン159から流出する。 At this stage, ionic components contained in the water to be treated are generally removed. However, among the anion components removed in the sub-desalting chamber 130, carbonate ions are concentrated at a high concentration in the concentration chamber 160, so that they pass through the cation exchange membrane 152 and return to the main desalting chamber 150. May move. For this reason, the anion component is removed again in the main desalting chamber 155. The treated water treated in the main desalting chamber 150 flows from the treated water outflow line 157 through the untreated water inflow line 158 and flows into the main desalting chamber 155 via a pipe (not shown). The treated water that has flowed into the main desalting chamber 155 flows while diffusing in the anion exchanger. Thus, the water to be treated becomes deionized water in which both ionic components such as a cation component such as Na + and Ca 2+ and an anion component such as Cl and HCO 3 are highly removed, and the deionized water flows out. Out of line 159.

被処理水は特に限定されることはないが、工業用水や井水の濁質成分を除濁膜にて除去した水を、逆浸透(RO)膜にて処理した水等が挙げられる。   Although the to-be-processed water is not specifically limited, The water etc. which processed the water which removed the turbid component of industrial water and well water with the turbidity membrane with the reverse osmosis (RO) membrane, etc. are mentioned.

副脱塩室130内における被処理水の通水量は特に限定されることはなく、EDI100の能力や被処理水の水質等を勘案して決定することができる。ここで、通水量は空間速度(SV)で表すことができ、SVが大きすぎると、イオン除去性能が低下したり、SVの上昇と共に発生する通水速度(LV)の上昇によって差圧が高くなり、副脱塩室130の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。ここで、LVとは、単位面積当たりの流量で、m/hで表される線速度である(以降において同じ)。一方、SVが小さすぎると、脱イオン水の生産量が低くなり、好ましくない。
なお、副脱塩室130内における被処理水のSVは、主脱塩室150、155のSVよりも高くすることができる。副脱塩室130では、アニオン交換体の再生が良好に行われるため、主脱塩室150、155における被処理水より高いSVとしても、良好にアニオン成分を除去できるためである。
The amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 130 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the ability of the EDI 100, the quality of the water to be treated, and the like. Here, the water flow rate can be expressed by space velocity (SV). If the SV is too large, the ion removal performance decreases, or the differential pressure increases due to the increase in the water flow rate (LV) that occurs with the increase in SV. This is not preferable because it causes damage to the sub-desalting chamber 130 and causes operational difficulties. Here, LV is a flow rate per unit area and is a linear velocity expressed in m / h (the same applies hereinafter). On the other hand, if the SV is too small, the amount of deionized water produced is low, which is not preferable.
In addition, SV of the to-be-processed water in the sub desalination chamber 130 can be made higher than SV of the main desalination chambers 150 and 155. This is because, in the secondary desalting chamber 130, the anion exchanger is regenerated well, so that the anion component can be removed satisfactorily even when the SV is higher than the water to be treated in the main desalting chambers 150, 155.

主脱塩室150における被処理水の通水量は特に限定されることなく、EDI100の能力や被処理水の水質等を勘案して決定することができる。主脱塩室150において、被処理水のSVが大きすぎると、イオン除去性能が低下したり、SVの上昇と共に発生するLVの上昇によって差圧が高くなり、主脱塩室150の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。一方、SVが小さすぎると、脱イオン水の生産量が低くなり、好ましくない。
主脱塩室155における被処理水の通水量は、主脱塩室150における通水量と同様である。
The amount of water to be treated in the main desalting chamber 150 is not particularly limited and can be determined in consideration of the ability of the EDI 100, the quality of the water to be treated, and the like. In the main desalting chamber 150, if the SV of the water to be treated is too large, the ion removal performance decreases, or the differential pressure increases due to the increase in LV that occurs as the SV increases, leading to damage to the main desalting chamber 150. Or undesirably driving problems. On the other hand, if the SV is too small, the amount of deionized water produced is low, which is not preferable.
The amount of water to be treated in the main desalting chamber 155 is the same as the amount of water flowing in the main desalting chamber 150.

濃縮室160内における、濃縮水の流量は特に限定されることはなく、EDI100の能力や、被処理水の水質や処理量を勘案して決定することができる。濃縮水は、濃縮室160に移動してきたイオンを濃縮水内に拡散して、EDI100外へ流出させるという目的を有する。このことから、濃縮水の流量は、被処理水の通水量や、被処理水のイオン濃度、脱イオン水の生産量との関係で決定することが好ましく、例えば、下記(2)式で表される濃縮倍率が3〜20となるように、濃縮水の流量を決定することが好ましい。なお、下記(2)式による濃縮倍率は、被処理水と濃縮水に同一の原水を用いて、かつ主脱塩室150中のイオンが全て濃縮室160に移行すると仮定し定義付けられる。   The flow rate of the concentrated water in the concentration chamber 160 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the ability of the EDI 100, the quality of the water to be treated, and the amount to be treated. The concentrated water has the purpose of diffusing ions that have moved to the concentration chamber 160 into the concentrated water and flowing out of the EDI 100. Therefore, the flow rate of the concentrated water is preferably determined by the relationship between the flow rate of the water to be treated, the ion concentration of the water to be treated, and the production amount of deionized water. It is preferable to determine the flow rate of the concentrated water so that the concentration ratio is 3 to 20. In addition, the concentration rate by the following formula (2) is defined on the assumption that the same raw water is used for the water to be treated and the concentrated water, and all the ions in the main desalting chamber 150 are transferred to the concentration chamber 160.

Figure 0005114307
Figure 0005114307

濃縮水の流量が少なすぎると、濃縮室160に移行したイオンの濃度拡散にむらが生じ、イオン交換膜面の濃度分極層が厚くなり、スケール生成のおそれがある。一方、濃縮水の流量が多すぎると、脱イオン水の回収率が低下するため好ましくないためである。
濃縮水は、特に限定されることはなく、被処理水と同じ水源の水を濃縮水として使用しても良いし、脱イオン水や純水等を使用しても良い。
If the flow rate of the concentrated water is too small, uneven concentration diffusion of ions transferred to the concentration chamber 160 occurs, the concentration polarization layer on the surface of the ion exchange membrane becomes thick, and scale may be generated. On the other hand, if the flow rate of the concentrated water is too large, the recovery rate of deionized water decreases, which is not preferable.
The concentrated water is not particularly limited, and water from the same water source as the water to be treated may be used as the concentrated water, or deionized water or pure water may be used.

陰極室110における電極水は特に限定されることはなく、被処理水と同じ水源の水を電極水としても良いし、副脱塩室130、もしくは、主脱塩室150、もしくは、主脱塩室155で処理された水、または、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水を電極水としても良い。中でも、副脱塩室130、もしくは、主脱塩室150、もしくは、主脱塩室155を流通して処理された水、または、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水であることが好ましい。このような、カチオン成分やアニオン成分等の不純物が少ない水を用いることで、水の電気分解を優先的に進行させ、陰極112の表面に析出物が生じることを防止し、電流効率の維持を図ることができる。陽極室120における電極水は、陰極室110における電極水と同様である。   The electrode water in the cathode chamber 110 is not particularly limited, and water from the same water source as the water to be treated may be used as the electrode water, the sub-desalting chamber 130, the main desalting chamber 150, or the main desalting chamber. Water treated in the chamber 155 or water having a specific resistance value of 0.2 to 18.2 MΩ · cm may be used as electrode water. Among them, water processed through the secondary desalting chamber 130, the main desalting chamber 150, or the main desalting chamber 155, or water having a specific resistance value of 0.2 to 18.2 MΩ · cm. It is preferable. By using water with few impurities such as a cation component and an anion component, the electrolysis of water is preferentially advanced, and precipitates are prevented from being generated on the surface of the cathode 112, thereby maintaining the current efficiency. Can be planned. The electrode water in the anode chamber 120 is the same as the electrode water in the cathode chamber 110.

印加する電流は特に限定されることはなく、被処理水の水質や、EDI100の規模等を勘案して決定することが好ましい。
陰極室110、陽極室120における電極水の流量は特に限定されず、印加電圧等に応じて決定することが好ましい。電極水の流量が少なすぎると、発生したH、O、Clガスを充分に排出することが困難となり、電極水の流量が多すぎると、回収率が低下するため、好ましくない。
The current to be applied is not particularly limited, and is preferably determined in consideration of the quality of water to be treated, the scale of EDI 100, and the like.
The flow rate of the electrode water in the cathode chamber 110 and the anode chamber 120 is not particularly limited, and is preferably determined according to the applied voltage or the like. If the flow rate of the electrode water is too small, it will be difficult to sufficiently discharge the generated H 2 , O 2 , and Cl 2 gases, and if the flow rate of the electrode water is too large, the recovery rate is lowered, which is not preferable.

本実施形態のEDI100では、副脱塩室130に充填されたイオン交換体の再生に必要なOHが、陰極室110から供給されるため、副脱塩室130に充填するイオン交換体を単床形態としても、イオン交換体の再生が良好に行われる。そして、単床形態とすることで、イオンの移動がより円滑となり、EDI100の運転電圧をさらに低減することができる。 In the EDI 100 of the present embodiment, OH necessary for regeneration of the ion exchanger filled in the sub-desalting chamber 130 is supplied from the cathode chamber 110, so that the ion exchanger charged in the sub-desalting chamber 130 is simply used. Even in the floor form, the ion exchanger is regenerated well. And by making it a single bed form, the movement of ion becomes smoother and the operating voltage of EDI100 can further be reduced.

また、再生効率の高い副脱塩室130で被処理水を処理することで、被処理水中のアニオン成分を良好に除去することができる。加えて、被処理水が酸性の場合、副脱塩室130でpH調整が行われた被処理水を主脱塩室150で処理するため、主脱塩室150では、カチオン成分を良好に除去することができる。さらに、主脱塩室155で処理することで、アニオン成分とカチオン成分の両イオン成分が高度に除去された、比抵抗の高い、良好な水質の脱イオン水を製造できる。   Moreover, the anion component in to-be-processed water can be favorably removed by processing to-be-processed water in the sub-desalination chamber 130 with high regeneration efficiency. In addition, when the water to be treated is acidic, the water to be treated whose pH has been adjusted in the secondary desalting chamber 130 is treated in the main desalting chamber 150, so that the main desalting chamber 150 can remove cation components well. can do. Furthermore, by performing treatment in the main desalting chamber 155, deionized water having a high specific resistance and high water quality from which both anionic and cationic components are highly removed can be produced.

(第2の実施形態)
本発明のEDIの第2の実施形態について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態のEDI200の断面図である。図3に示すとおり、EDI200は、陰極室110と陽極室120との間に、主脱塩室250が濃縮室160に挟持されて配置され、陰極室110と陰極側仕切り膜114を介して隣接する副脱塩室230が設けられている。そして、EDI200は、副脱塩室230で処理した被処理水を分配し、複数の主脱塩室250に流通させるものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the EDI 200 of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the EDI 200 is disposed between the cathode chamber 110 and the anode chamber 120 with the main desalting chamber 250 sandwiched between the concentration chambers 160 and adjacent to the cathode chamber 110 via the cathode-side partition membrane 114. A secondary desalting chamber 230 is provided. And EDI200 distributes the to-be-processed water processed in the sub-desalination chamber 230, and distribute | circulates it to the some main desalination chamber 250. FIG.

副脱塩室230は、第1の実施形態における、副脱塩室130と同様である。副脱塩室230には、被処理水流入ライン234と、被処理水流出ライン236とが接続されている。被処理水流出ライン236は、図示されない配管により、被処理水流入ライン252と接続されている。そして、被処理水流出ライン236と、図示されない配管と、被処理水流入ライン252とにより「副脱塩室を流通した被処理水を主脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   The sub-desalting chamber 230 is the same as the sub-desalting chamber 130 in the first embodiment. A treated water inflow line 234 and a treated water outflow line 236 are connected to the sub-desalting chamber 230. The treated water outflow line 236 is connected to the treated water inflow line 252 by a pipe (not shown). And the to-be-processed water outflow line 236, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 252 comprise the "means which distribute | circulate the to-be-processed water which distribute | circulated the sub-desalination chamber to the main desalination chamber."

主脱塩室250は、第1の実施形態における、主脱塩室150、155と同様である。主脱塩室250には、脱イオン水流出ライン258が接続されている。被処理水流入ライン252は、複数の分岐ライン254を有し、前記分岐ライン254が、それぞれ、主脱塩室250と接続されている。   The main desalting chamber 250 is the same as the main desalting chambers 150 and 155 in the first embodiment. A deionized water outflow line 258 is connected to the main desalting chamber 250. The treated water inflow line 252 has a plurality of branch lines 254, and each of the branch lines 254 is connected to the main desalting chamber 250.

本実施形態における脱イオン水の製造方法について、陰極室110、副脱塩室230にはアニオン交換体を単床形態で充填し、陽極室120、主脱塩室250には、カチオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして説明する。   Regarding the method for producing deionized water in this embodiment, the cathode chamber 110 and the secondary demineralization chamber 230 are filled with an anion exchanger in a single-bed form, and the anode chamber 120 and the main demineralization chamber 250 are filled with a cation exchanger. The case where it is filled in a single floor form will be described as an example.

被処理水流入ライン234から、副脱塩室230に被処理水を流入させる。流入した被処理水は、副脱塩室230内のアニオン交換体内を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン236から流出する。この間、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着され、被処理水から除去される。そして、アニオン交換体に吸着されたCl、HCO 等のアニオン成分は、陰極室110から移動してきたOHにより交換され、アニオン交換体から脱着する。脱着したアニオン成分は、アニオン交換体への吸着と、OHによる再生とを繰り返し、陽極122側に引き寄せられ、アニオン交換膜132を透過して、濃縮室160に移動する。濃縮室160に移動したアニオン成分は、濃縮水に取り込まれて、濃縮水流出ライン164より排出される。 The treated water is caused to flow into the sub-desalting chamber 230 from the treated water inflow line 234. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the secondary desalting chamber 230 while diffusing, and flows out from the treated water outflow line 236. During this time, mainly anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed on the anion exchanger and removed from the water to be treated. Then, anion components such as Cl and HCO 3 adsorbed on the anion exchanger are exchanged by OH moving from the cathode chamber 110 and desorbed from the anion exchanger. The desorbed anion component repeats adsorption to the anion exchanger and regeneration by OH , is attracted to the anode 122 side, passes through the anion exchange membrane 132, and moves to the concentration chamber 160. The anion component moved to the concentration chamber 160 is taken into the concentrated water and discharged from the concentrated water outflow line 164.

副脱塩室230で処理され、pH調整された被処理水は、被処理水流出ライン236から、図示されない配管を経由して被処理水流入ライン252を流通し、分岐ライン254に分配されて、主脱塩室250に流入する。主脱塩室250に流入した被処理水は、カチオン交換体中を拡散しながら流通し、脱イオン水となって脱イオン水流出ライン258から流出する。この間、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分が、カチオン交換体に吸着される。ここで、被処理水中のカチオン成分の除去が進んでも、競合イオンとなるH濃度は、副脱塩室230に流入する前の被処理水よりも低くなる。このため、電流効率が高くなり、被処理水中のカチオン成分の除去が良好に行われる。 The treated water that has been treated in the secondary desalting chamber 230 and adjusted in pH passes through the treated water inflow line 252 from the treated water outflow line 236 via a pipe (not shown), and is distributed to the branch line 254. , Flows into the main desalting chamber 250. The treated water that has flowed into the main demineralization chamber 250 flows while diffusing in the cation exchanger, and becomes deionized water and flows out from the deionized water outflow line 258. During this time, mainly cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are adsorbed by the cation exchanger. Here, even if the removal of the cation component in the water to be treated progresses, the H + concentration that becomes a competing ion is lower than the water to be treated before flowing into the sub-desalting chamber 230. For this reason, current efficiency becomes high and the removal of the cation component in to-be-processed water is performed favorably.

副脱塩室230における被処理水の通水量は、SVが大きすぎると、イオン除去性能が低下したり、副脱塩室230の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。一方、SVが小さすぎると、主脱塩室250への流量分配が適切に行われず、脱塩処理が充分な主脱塩室250と、脱塩処理が不充分な主脱塩室250とが生じると共に、各主脱塩室250間における流れが不均一となり、EDI200全体としての性能に悪影響を与える場合がある。   When the SV is too large, the amount of water to be treated in the secondary desalting chamber 230 is not preferable because the ion removal performance is deteriorated, the secondary desalting chamber 230 is damaged, and operational difficulties are caused. . On the other hand, if the SV is too small, flow distribution to the main desalting chamber 250 is not performed properly, and there are a main desalting chamber 250 that is sufficiently desalted and a main desalting chamber 250 that is insufficiently desalted. As a result, the flow between the main desalting chambers 250 becomes uneven, which may adversely affect the performance of the EDI 200 as a whole.

主脱塩室250における被処理水の通水量は、第1の実施形態の主脱塩室150、155における被処理水の通水量と同様である。   The amount of water to be treated in the main desalting chamber 250 is the same as the amount of water to be treated in the main desalting chambers 150 and 155 of the first embodiment.

本実施形態によれば、複数の脱塩室に直列的に被処理水を流通させる多段処理を行う場合に、再生効率が高い副脱塩室230のみで、複数の主脱塩室250に流通させる被処理水を賄うことができる。従来型のEDI、例えば、2つの主脱塩室に順に通水して行う多段処理を行うのに比べ、一段目の脱塩処理を副脱塩室230に集約できるため、濃縮室と主脱塩室との数を少なくできる。このため、陰極112と陽極122との距離を近くし、運転電圧を低くすることができ、省エネルギーにて脱イオン水の製造を行うことができる。   According to this embodiment, when performing the multistage process which distribute | circulates to-be-processed water to a some desalination chamber in series, it distribute | circulates to the some main desalination chamber 250 only by the sub-desalination chamber 230 with high regeneration efficiency. To be treated. Compared to conventional EDI, for example, multi-stage treatment in which water is sequentially passed through two main desalination chambers, the first stage desalination treatment can be concentrated in the sub-desalination chamber 230. The number of salt rooms can be reduced. For this reason, the distance between the cathode 112 and the anode 122 can be reduced, the operating voltage can be lowered, and deionized water can be produced with energy saving.

(第3の実施形態)
本発明のEDIの第3の実施形態について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態のEDI300の断面図である。図4に示すとおり、EDI300は、陰極室110と陽極室120との間に、主脱塩室350が濃縮室160に挟持されて配置され、陰極室110と陰極側仕切り膜114を介して隣接する副脱塩室330が設けられている。
(Third embodiment)
A third embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the EDI 300 of this embodiment. As shown in FIG. 4, the EDI 300 is disposed between the cathode chamber 110 and the anode chamber 120 with the main desalting chamber 350 sandwiched between the concentration chambers 160 and adjacent to the cathode chamber 110 via the cathode-side partition membrane 114. A secondary desalting chamber 330 is provided.

副脱塩室330は、第1の実施形態における、副脱塩室130と同様である。副脱塩室330には、被処理水流入ライン334と、被処理水流出ライン336とが接続されている。被処理水流出ライン336は、図示されない配管により、被処理水流入ライン360と接続されている。そして、被処理水流出ライン336と、図示されない配管と、被処理水流入ライン360とにより「副脱塩室を流通した被処理水を主脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   The sub-desalting chamber 330 is the same as the sub-desalting chamber 130 in the first embodiment. A treated water inflow line 334 and a treated water outflow line 336 are connected to the sub-desalting chamber 330. The treated water outflow line 336 is connected to the treated water inflow line 360 by a pipe (not shown). And the to-be-processed water outflow line 336, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 360 comprise "the means to distribute | circulate the to-be-processed water which distribute | circulated the sub-desalination chamber to the main desalination chamber."

主脱塩室350は、小脱塩室352と小脱塩室354とで構成されている。小脱塩室352は、陰極112側から順に、カチオン交換膜152と、枠体353と、中間イオン交換膜356とが配置され、枠体353の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。小脱塩室354は、陰極112側から順に、中間イオン交換膜356と、枠体355と、アニオン交換膜154とが配置され、枠体355の開口部にイオン交換体が充填されて形成されている。そして、小脱塩室352と小脱塩室354とは、中間イオン交換膜356を介して隣接している。   The main desalting chamber 350 includes a small desalting chamber 352 and a small desalting chamber 354. The small desalting chamber 352 is formed by arranging a cation exchange membrane 152, a frame body 353, and an intermediate ion exchange membrane 356 in this order from the cathode 112 side, and filling the ion exchanger in the opening of the frame body 353. Has been. The small desalting chamber 354 is formed in such a manner that an intermediate ion exchange membrane 356, a frame body 355, and an anion exchange membrane 154 are disposed in this order from the cathode 112 side, and an opening of the frame body 355 is filled with an ion exchanger. ing. The small desalting chamber 352 and the small desalting chamber 354 are adjacent to each other through the intermediate ion exchange membrane 356.

被処理水流入ライン360は、複数の分岐ライン362を有し、前記分岐ライン362が、それぞれ、小脱塩室352と接続されている。小脱塩室352には、被処理水流出ライン364が接続され、被処理水流出ライン364は、図示されない配管により、被処理水流入ライン365と接続されている。小脱塩室354には、被処理水流入ライン365と、脱イオン水流出ライン368とが接続されている。   The treated water inflow line 360 has a plurality of branch lines 362, and each of the branch lines 362 is connected to the small desalting chamber 352. A treated water outflow line 364 is connected to the small desalting chamber 352, and the treated water outflow line 364 is connected to the treated water inflow line 365 by a pipe (not shown). A treated water inflow line 365 and a deionized water outflow line 368 are connected to the small desalting chamber 354.

中間イオン交換膜356は、限定されず、被処理水の水質や、脱イオン水に求める水質に応じて選択することが好ましい。中間イオン交換膜356としては、アニオン交換膜、もしくはカチオン交換膜の単一膜、または、アニオン交換膜とカチオン交換膜との両方を配置した複合膜のいずれであっても良い。複合膜とは、イオン交換膜が極性の異なる領域を有するものをいう。例えば、モザイク膜やバイポーラ膜等が挙げられる。複合膜における、アニオン交換膜とカチオン交換膜との比率は、被処理水の水質や処理目的等によって、適宜決定することができる。   The intermediate ion exchange membrane 356 is not limited and is preferably selected according to the quality of the water to be treated and the quality of water required for deionized water. The intermediate ion exchange membrane 356 may be either an anion exchange membrane, a single cation exchange membrane, or a composite membrane in which both an anion exchange membrane and a cation exchange membrane are arranged. A composite membrane refers to a membrane in which the ion exchange membrane has regions with different polarities. For example, a mosaic film or a bipolar film can be used. The ratio of the anion exchange membrane to the cation exchange membrane in the composite membrane can be appropriately determined depending on the quality of the water to be treated, the purpose of treatment, and the like.

小脱塩室352、354に充填するイオン交換体は、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
小脱塩室352に充填するイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、カチオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陰極112側の小脱塩室352では、主にカチオン成分を除去するためである。
As the ion exchanger filled in the small desalting chambers 352 and 354, the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger filled in the small desalting chamber 352 is not particularly limited, but it should be a single bed form of a cation exchanger, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. Is preferred. In the case of a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger or a double bed form, the cation exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. This is mainly for removing the cation component in the small desalting chamber 352 on the cathode 112 side.

小脱塩室354に充填するイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、アニオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、アニオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陽極122側の小脱塩室354では、主にアニオン成分を除去するためである。
なお、小脱塩室352、354に充填するイオン交換体の種類、充填形態は同じであっても良いし、異なっていても良い。
The form of the ion exchanger filled in the small desalting chamber 354 is not particularly limited, but it should be an anion exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. Is preferred. When the mixed bed form of the anion exchanger and the cation exchanger or the double bed form is used, the anion exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. This is mainly for removing anion components in the small desalting chamber 354 on the anode 122 side.
In addition, the kind and filling form of the ion exchanger with which the small desalting chambers 352 and 354 are filled may be the same or different.

枠体353、355は、枠体111と同様のものを用いることができる。枠体353、355の厚さは特に限定されず、所望する小脱塩室352、354の厚さに応じて決定することができる。   As the frame bodies 353 and 355, the same ones as the frame body 111 can be used. The thickness of the frames 353 and 355 is not particularly limited, and can be determined according to the desired thickness of the small desalting chambers 352 and 354.

小脱塩室352の厚さは、被処理水や脱イオン水の水質、処理量を勘案して決定する事が好ましく、例えば、3〜50mmの範囲で決定することが好ましい。小脱塩室354の厚さは、小脱塩室352の厚さと同様である。なお、小脱塩室352、354の厚さは同じとしても良いし、異なる厚さとしても良い。   The thickness of the small desalting chamber 352 is preferably determined in consideration of the quality of the water to be treated and deionized water, and the treatment amount, and is preferably determined in the range of 3 to 50 mm, for example. The thickness of the small desalting chamber 354 is the same as the thickness of the small desalting chamber 352. Note that the thicknesses of the small desalting chambers 352 and 354 may be the same or different.

本実施形態における脱イオン水の製造方法について、陰極室110、副脱塩室330、小脱塩室354は、アニオン交換体の単床形態とし、小脱塩室352、陽極室120は、カチオン交換体の単床形態とした場合を例として説明する。   Regarding the method for producing deionized water in the present embodiment, the cathode chamber 110, the secondary desalting chamber 330, and the small desalting chamber 354 are in a single-bed form of an anion exchanger, and the small desalting chamber 352 and the anode chamber 120 are cations. A case where the exchanger is in a single-floor form will be described as an example.

被処理水流入ライン334から、被処理水を副脱塩室330に流入させる。流入した被処理水は、副脱塩室330内のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン336から流出する。この間、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着して、被処理水から除去される。一方で、副脱塩室330内のアニオン交換体に吸着されたCl、HCO 等のアニオン成分は、陰極室110から移動してきたOHにより交換され、アニオン交換体から脱着する。そして、脱着したアニオン成分は、陽極122側に引き寄せられ、アニオン交換膜132を透過して、濃縮室160に移動する。濃縮室160に移動したアニオン成分は、濃縮水に取り込まれて、濃縮水流出ライン164より排出される。加えて、陰極室110から副脱塩室330に移動してくる豊富なOHにより、副脱塩室330内の被処理水のpHは、中性付近となる。 From the treated water inflow line 334, the treated water flows into the sub-desalting chamber 330. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the sub-desalination chamber 330 while diffusing, and flows out from the treated water outflow line 336. During this time, mainly anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed on the anion exchanger and removed from the water to be treated. On the other hand, anion components such as Cl and HCO 3 adsorbed on the anion exchanger in the secondary desalting chamber 330 are exchanged by OH that has moved from the cathode chamber 110 and desorbed from the anion exchanger. The desorbed anion component is attracted to the anode 122 side, passes through the anion exchange membrane 132, and moves to the concentration chamber 160. The anion component moved to the concentration chamber 160 is taken into the concentrated water and discharged from the concentrated water outflow line 164. In addition, due to the abundant OH that moves from the cathode chamber 110 to the sub-desalting chamber 330, the pH of the water to be treated in the sub-desalting chamber 330 becomes near neutral.

副脱塩室330で処理され、pH調整された被処理水は、被処理水流出ライン336から、図示されない配管を経由して被処理水流入ライン360を流通し、分岐ライン362に分配されて、小脱塩室352に流入する。小脱塩室352に流入した被処理水は、カチオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン364から流出する。この間、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分が、カチオン交換体に吸着される。ここで、小脱塩室352に流入した被処理水のpHは中性付近であるため、Na、Ca2+等のカチオン成分の競合イオンであるH濃度が低い。このため、被処理水中のカチオン成分に対する電流効率が高くなり、カチオン成分の除去が良好に行われる。なお、被処理水は、小脱塩室352を流通する間に、カチオン成分が除去されるにつれ、競合イオンであるHが放出され、pHが酸性側に傾く。 The treated water that has been treated in the secondary desalination chamber 330 and adjusted in pH passes through the treated water inflow line 360 from the treated water outflow line 336 via a pipe (not shown), and is distributed to the branch line 362. , Flows into the small desalting chamber 352. The treated water that has flowed into the small desalting chamber 352 circulates through the cation exchanger and flows out from the treated water outflow line 364. During this time, mainly cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are adsorbed by the cation exchanger. Here, since the pH of the water to be treated that has flowed into the small desalting chamber 352 is near neutral, the H + concentration, which is a competitive ion of cation components such as Na + and Ca 2+ , is low. For this reason, the current efficiency with respect to the cation component in to-be-processed water becomes high, and the removal of a cation component is performed favorably. In addition, as the cation component is removed while the water to be treated flows through the small desalting chamber 352, H + that is a competitive ion is released, and the pH is inclined to the acidic side.

小脱塩室352を流通した被処理水は、被処理水流出ライン364から、図示されない配管を経由して被処理水流入ライン365を流通し、小脱塩室354に流入する。小脱塩室354に流入した被処理水は、アニオン交換体中を拡散しながら流通し、脱イオン水となって、脱イオン水流出ライン368から流出する。この間、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着される。ここで、被処理水は、pHが酸性側に傾いた状態、即ち、Cl、HCO 等のアニオン成分の競合イオンであるOH濃度が低い状態で小脱塩室354に流入する。このため、アニオン成分に対する電流効率が高く、アニオン成分の除去が良好に行われる。こうして、Cl、HCO 等のアニオン成分とNa、Ca2+等のカチオン成分との両成分が除去された脱イオン水を得ることができる。 The treated water that has flowed through the small desalting chamber 352 flows from the treated water outflow line 364 through the unshown piping through the untreated water inflow line 365 and flows into the small desalting chamber 354. The treated water that has flowed into the small desalting chamber 354 circulates in the anion exchanger while diffusing, becomes deionized water, and flows out from the deionized water outflow line 368. During this time, mainly anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed on the anion exchanger. Here, the water to be treated flows into the small desalting chamber 354 in a state where the pH is inclined to the acidic side, that is, in a state where the OH concentration which is a competitive ion of an anionic component such as Cl and HCO 3 is low. For this reason, the current efficiency with respect to an anion component is high, and the anion component is removed favorably. Thus, deionized water from which both anion components such as Cl and HCO 3 and cation components such as Na + and Ca 2+ have been removed can be obtained.

副脱塩室330における被処理水の通水量は、第2の実施形態の副脱塩室230における被処理水の通水量と同様である。
小脱塩室352、354における被処理水の通水量は、第1の実施形態の主脱塩室150、155における被処理水の通水量と同様である。
The amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 330 is the same as the amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 230 of the second embodiment.
The amount of water to be treated in the small desalting chambers 352 and 354 is the same as the amount of water to be treated in the main desalting chambers 150 and 155 of the first embodiment.

本実施形態によれば、主脱塩室350は、中間イオン交換膜356で区画された小脱塩室352、354を有する。このため、濃縮室160を増やすことなく、被処理水の多段処理を行うことができる。この結果、多段処理を行うに際し、陰極112と陽極122との距離を短くすることができ、運転電圧を下げることができる。また、例えば、上述のように、小脱塩室352はカチオン交換体の単床形態、小脱塩室354はアニオン交換体の単床形態とした場合には、各小脱塩室中のイオン交換体同士の異種イオン界面が存在しなくなるため、電気抵抗を低く抑えることができ、さらに低い運転電圧とすることができる。   According to this embodiment, the main desalting chamber 350 includes small desalting chambers 352 and 354 that are partitioned by an intermediate ion exchange membrane 356. For this reason, it is possible to perform multistage treatment of the water to be treated without increasing the concentration chamber 160. As a result, when performing multistage processing, the distance between the cathode 112 and the anode 122 can be shortened, and the operating voltage can be lowered. For example, as described above, when the small desalting chamber 352 is a single bed form of a cation exchanger and the small desalting chamber 354 is a single bed form of an anion exchanger, the ions in each small desalting chamber are Since there is no heterogeneous ion interface between the exchangers, the electrical resistance can be kept low, and the operating voltage can be further reduced.

(第4の実施形態)
本発明のEDIの第4の実施形態について、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態のEDI400の断面図である。図5に示すとおり、EDI400は、陰極室410と陽極室420との間に、主脱塩室450が濃縮室160に挟持されて配置され、陽極室420と陽極側仕切り膜424を介して隣接する副脱塩室440が設けられている。そして、主脱塩室450を流通した被処理水を合流させ、副脱塩室440に流通させるものである。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the EDI 400 of this embodiment. As shown in FIG. 5, the EDI 400 is disposed between the cathode chamber 410 and the anode chamber 420 with the main desalting chamber 450 sandwiched between the concentration chamber 160 and adjacent to the anode chamber 420 via the anode-side partition membrane 424. A secondary desalting chamber 440 is provided. And the to-be-processed water which distribute | circulated the main desalination chamber 450 is made to merge, and it distribute | circulates to the sub-desalination chamber 440. FIG.

陰極室410は、陰極112と、枠体111と、陰極側仕切り膜414とが順に配置され、枠体111の開口部にイオン交換体が充填され、形成されている。陰極室410には、電極水流入ライン116と、電極水流出ライン118とが接続されている。   The cathode chamber 410 is formed by sequentially arranging the cathode 112, the frame body 111, and the cathode side partition film 414, and filling the opening of the frame body 111 with an ion exchanger. An electrode water inflow line 116 and an electrode water outflow line 118 are connected to the cathode chamber 410.

陽極室420は、陽極122と、枠体121と、陽極側仕切り膜424とが順に配置され、枠体121の開口部にイオン交換体が充填され、形成されている。陽極室420には、電極水流入ライン126と、電極水流出ライン128とが接続されている。   In the anode chamber 420, the anode 122, the frame body 121, and the anode side partition film 424 are arranged in this order, and the opening of the frame body 121 is filled with an ion exchanger. An electrode water inflow line 126 and an electrode water outflow line 128 are connected to the anode chamber 420.

主脱塩室450は、陰極112側から順に、カチオン交換膜152と枠体151とアニオン交換膜154とが配置され、枠体151の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。主脱塩室450には、被処理水流入ライン452と、被処理水流出ライン456とが接続されている。被処理水流出ライン456は、図示されない配管により、被処理水流入ライン444と接続されている。そして、被処理水流出ライン456と、図示されない配管と、被処理水流入ライン444とで「主脱塩室を流通した被処理水を副脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   The main desalting chamber 450 is formed by sequentially arranging a cation exchange membrane 152, a frame 151, and an anion exchange membrane 154 from the cathode 112 side, and an ion exchanger is filled in the opening of the frame 151. . A treated water inflow line 452 and a treated water outflow line 456 are connected to the main desalting chamber 450. The treated water outflow line 456 is connected to the treated water inflow line 444 by a pipe (not shown). And the means to distribute the to-be-processed water which distribute | circulated the main desalination chamber to the sub-desalination chamber is comprised by the to-be-processed water outflow line 456, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 444.

副脱塩室440は、陰極112側から順に、カチオン交換膜442と、枠体441と、カチオン交換膜である陽極側仕切り膜424とが配置され、枠体441の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。副脱塩室440には、被処理水流入ライン444と、脱イオン水流出ライン446とが接続されている。   In the sub-desalting chamber 440, a cation exchange membrane 442, a frame body 441, and an anode side partition membrane 424 that is a cation exchange membrane are arranged in this order from the cathode 112 side, and an ion exchanger is placed in the opening of the frame body 441. Filled and formed. A treated water inflow line 444 and a deionized water outflow line 446 are connected to the sub-desalting chamber 440.

陰極側仕切り膜414はイオン交換膜であれば特に限定されず、カチオン交換膜またはアニオン交換膜のいずれを用いても良い。また、陰極側仕切り膜414は、均質膜、不均質膜のいずれを選択することができる。   The cathode side partition membrane 414 is not particularly limited as long as it is an ion exchange membrane, and either a cation exchange membrane or an anion exchange membrane may be used. The cathode side partition film 414 can be either a homogeneous film or a heterogeneous film.

陰極室410に充填するイオン交換体は特に限定されず、上述した陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、イオン交換体の充填形態は特に限定されないが、アニオン交換体単床形態、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態等のいずれも用いることができる。
The ion exchanger filled in the cathode chamber 410 is not particularly limited, and the same ion exchanger filled in the cathode chamber 110 described above can be used.
In addition, the ion exchanger packing form is not particularly limited, but an anion exchanger single bed form, a cation exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form, etc. Either can be used.

陽極側仕切り膜424はカチオン交換膜であれば特に限定されず、均質膜、不均質膜のいずれを選択することもできる。   The anode-side partition membrane 424 is not particularly limited as long as it is a cation exchange membrane, and either a homogeneous membrane or a heterogeneous membrane can be selected.

陽極室420に充填するイオン交換体は特に限定されず、上述した陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、陽極室420のイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、カチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、カチオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陽極室420では、陽極122の電極反応により生成したHの、副脱塩室440への移動を円滑にするためである。
The ion exchanger filled in the anode chamber 420 is not particularly limited, and the same ion exchanger filled in the cathode chamber 110 described above can be used.
Further, the filling form of the ion exchanger in the anode chamber 420 is not particularly limited, but it is preferably a cation exchanger single bed form, a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger, or a double bed form. . In the case of a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger or a double bed form, the cation exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. This is because in the anode chamber 420, H + generated by the electrode reaction of the anode 122 is smoothly transferred to the sub-desalting chamber 440.

副脱塩室440を形成するカチオン交換膜442としては、均質膜、不均質膜のいずれも用いることができる。   As the cation exchange membrane 442 forming the sub-desalting chamber 440, either a homogeneous membrane or a heterogeneous membrane can be used.

副脱塩室440に充填するイオン交換体は、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
また、副脱塩室440のイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、カチオン交換体を含むことが好ましく、より好ましくはカチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、カチオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陽極室420側の副脱塩室440では、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分を除去し、陽極室420から移動してくる豊富なHをカチオン交換体の再生に利用できるためである。
As the ion exchanger filled in the sub-desalting chamber 440, the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger in the sub-desalting chamber 440 is not particularly limited, but preferably contains a cation exchanger, more preferably a single cation exchanger or a combination of an anion exchanger and a cation exchanger. It is preferable to use a mixed bed form or a double bed form. In the case of a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger or a double bed form, the cation exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. In the secondary desalting chamber 440 on the anode chamber 420 side, cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are mainly removed, and abundant H + moving from the anode chamber 420 is used to regenerate the cation exchanger. This is because it can be used.

枠体441は、枠体111と同様のものを用いることができる。枠体441の厚さは特に限定されず、副脱塩室440の厚さに応じて決定することができる。   The frame body 441 can be the same as the frame body 111. The thickness of the frame 441 is not particularly limited, and can be determined according to the thickness of the sub-desalting chamber 440.

副脱塩室440の厚さは特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質、処理量等を勘案して決定することができ、例えば、4〜50mmの範囲とすることが好ましい。副脱塩室440の厚さが薄すぎると、通水差圧が高くなり、副脱塩室440の破損等を招き好ましくない。副脱塩室40の厚さが厚すぎると、流れ方にムラが生じ、電流効率が低くなるおそれがあるためである。   The thickness of the sub-desalting chamber 440 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the quality of water to be treated and deionized water, the amount of treatment, and the like, and is preferably in the range of 4 to 50 mm, for example. If the thickness of the sub-desalting chamber 440 is too thin, the water flow differential pressure is increased, which may cause damage to the sub-desalting chamber 440 and the like. This is because if the thickness of the sub-desalting chamber 40 is too thick, the flow may be uneven and current efficiency may be reduced.

本実施形態における脱イオン水の製造方法について、陰極室410、主脱塩室450には、アニオン交換体を単床形態で充填し、陽極室420、副脱塩室440には、カチオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして説明する。   Regarding the method for producing deionized water in the present embodiment, the cathode chamber 410 and the main desalting chamber 450 are filled with an anion exchanger in a single bed form, and the anode chamber 420 and the sub-desalting chamber 440 are filled with a cation exchanger. This will be described by taking the case of filling in a single bed form as an example.

まず、電極水流入ライン116から陰極室410に電極水を流入させ、電極水流入ライン126から陽極室420に電極水を流入させる。濃縮水流入ライン162から濃縮室160に濃縮水を流入させる。そして、陰極112と陽極122との間に、直流電圧を印加する。直流電圧を印加すると、陽極室420では、陽極122の電極反応により、下記(3)式に示す、電極近傍にある水の電解反応が生じ、OとHとが生成される。生成したOは、電極水に取り込まれて電極水流出ライン128へ排出される。一方、生成したHは、対極である陰極112側に引き寄せられ、陽極室420に充填されたカチオン交換体内を移動し、カチオン交換膜である陽極側仕切り膜424を透過して、副脱塩室440に移動する。 First, electrode water is caused to flow into the cathode chamber 410 from the electrode water inflow line 116, and electrode water is caused to flow into the anode chamber 420 from the electrode water inflow line 126. The concentrated water is caused to flow into the concentration chamber 160 from the concentrated water inflow line 162. Then, a DC voltage is applied between the cathode 112 and the anode 122. When a DC voltage is applied, the electrode reaction of the anode 122 causes an electrolytic reaction of water in the vicinity of the electrode shown in the following formula (3) in the anode chamber 420 to generate O 2 and H + . The generated O 2 is taken into the electrode water and discharged to the electrode water outflow line 128. On the other hand, the generated H + is attracted to the cathode 112 side which is the counter electrode, moves through the cation exchanger filled in the anode chamber 420, permeates the anode side partition membrane 424 which is the cation exchange membrane, and is sub-desalted. Move to chamber 440.

2HO→O+4H+4e ・・・(3) 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e (3)

次いで、被処理水流入ライン452から、被処理水を主脱塩室450に流入させる。流入した被処理水は、主脱塩室450内のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン456から流出する。この間、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着して、被処理水から除去される。そして、アニオン交換体に吸着されたCl、HCO 等のアニオン成分は、陽極122側に引き寄せられ、アニオン交換膜154を透過して、濃縮室160に移動する。濃縮室160に移動したアニオン成分は、濃縮水に取り込まれて、濃縮水流出ライン164より排出される。 Next, the water to be treated is caused to flow into the main desalting chamber 450 from the water to be treated inflow line 452. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the main desalting chamber 450 while diffusing, and flows out from the treated water outflow line 456. During this time, mainly anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed on the anion exchanger and removed from the water to be treated. Then, anion components such as Cl and HCO 3 adsorbed on the anion exchanger are attracted to the anode 122 side, pass through the anion exchange membrane 154, and move to the concentration chamber 160. The anion component moved to the concentration chamber 160 is taken into the concentrated water and discharged from the concentrated water outflow line 164.

各主脱塩室450を流通し、処理された被処理水は、被処理水流出ライン456で合流し、図示されない配管を経由し、被処理水流入ライン444を流通し、副脱塩室440に流入する。流入した被処理水は、副脱塩室440内のカチオン交換体中を拡散しながら流通し、脱イオン水となって、脱イオン水流出ライン446から流出する。この間、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分が、カチオン交換体に吸着され、被処理水から除去される。そして、カチオン交換体に吸着されたNa、Ca2+等のカチオン成分は、陽極室420から移動してきたHで交換され、カチオン交換体から脱着する。脱着したカチオン成分は、陰極112側に引き寄せられ、カチオン交換膜442を透過して、濃縮室160に移動する。濃縮室160に移動したカチオン成分は、濃縮水に取り込まれて、濃縮水流出ライン164より排出される。こうして、Cl、HCO 等のアニオン成分とNa、Ca2+等のカチオン成分との両成分が除去された脱イオン水を得ることができる。 The treated water that has been circulated through the main desalting chambers 450 and merged in the treated water outflow line 456 is circulated through the treated water inflow line 444 via a pipe (not shown), and the auxiliary desalting chamber 440. Flow into. The treated water that has flowed in flows through the cation exchanger in the sub-demineralization chamber 440 while diffusing, becomes deionized water, and flows out from the deionized water outflow line 446. During this time, mainly cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are adsorbed by the cation exchanger and removed from the water to be treated. Then, cation components such as Na + and Ca 2+ adsorbed on the cation exchanger are exchanged by H + moved from the anode chamber 420 and desorbed from the cation exchanger. The desorbed cation component is attracted to the cathode 112 side, passes through the cation exchange membrane 442, and moves to the concentration chamber 160. The cation component moved to the concentration chamber 160 is taken into the concentrated water and discharged from the concentrated water outflow line 164. Thus, deionized water from which both anion components such as Cl and HCO 3 and cation components such as Na + and Ca 2+ have been removed can be obtained.

被処理水は特に限定されることはないが、工業用水や井水の濁質成分を除濁膜にて除去した水を、逆浸透(RO)膜にて処理した水等が挙げられる。   Although the to-be-processed water is not specifically limited, The water etc. which processed the water which removed the turbid component of industrial water and well water with the turbidity membrane with the reverse osmosis (RO) membrane, etc. are mentioned.

副脱塩室440内における被処理水の通水量は特に限定されることはなく、EDI400の能力や被処理水の水質、副脱塩室440の強度、主脱塩室450の処理能力等を勘案して決定することができる。主脱塩室450での、被処理水の通水量は、SVが高すぎると、イオン除去性能が低下したり、SVの上昇と共に発生するLVの上昇によって差圧が高くなり、副脱塩室440の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。
なお、副脱塩室440内における被処理水のSVは、主脱塩室450のSVよりも高くすることができる。副脱塩室440では、カチオン交換体の再生が良好に行われるため、主脱塩室450における被処理水のSVより高くしても、カチオン成分を除去できるためである。
The amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 440 is not particularly limited, and the ability of EDI 400, the quality of the water to be treated, the strength of the sub-desalination chamber 440, the treatment capacity of the main desalination chamber 450, etc. It can be decided in consideration. In the main desalination chamber 450, if the SV is too high, if the SV is too high, the ion removal performance decreases, or the differential pressure increases due to the increase in LV generated along with the increase in SV. This is not preferable because it causes damage to 440 and causes operational difficulties.
In addition, SV of the to-be-processed water in the sub desalination chamber 440 can be made higher than SV of the main desalination chamber 450. This is because, in the secondary desalting chamber 440, regeneration of the cation exchanger is performed satisfactorily, so that the cation component can be removed even when the treatment water is higher than SV in the main desalting chamber 450.

主脱塩室450における被処理水の通水量は特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質、処理量を勘案して決定することができ、第1の実施形態の主脱塩室150における通水量と同様である。   The amount of water to be treated in main demineralization chamber 450 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the quality of water to be treated and deionized water and the amount of treatment, and the main desalination chamber of the first embodiment. This is the same as the water flow amount at 150.

陽極室420における電極水は、特に限定されることはなく、被処理水と同じ水源の水を電極水としても良いし、主脱塩室450で処理された水、もしくは、副脱塩室440で処理された水、または、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水を電極水としても良い。中でも、主脱塩室450、もしくは、副脱塩室440を流通して処理された水、または、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水であることが好ましい。このような、カチオン成分やアニオン成分等の不純物が少ない水を用いることで、陽極122の表面に析出物が生じることを防止し、電流効率の維持を図ることができる。陰極室410における電極水は、陽極室420における電極水と同様である。   The electrode water in the anode chamber 420 is not particularly limited, and water from the same water source as the water to be treated may be used as the electrode water, or the water treated in the main desalting chamber 450 or the sub-desalting chamber 440. The water treated in step 1 or water having a specific resistance of 0.2 to 18.2 MΩ · cm may be used as the electrode water. Especially, it is preferable that it is the water which distribute | circulated and processed through the main desalination chamber 450 or the sub-desalination chamber 440, or the water whose specific resistance value is 0.2-18.2 Mohm * cm. By using such water having few impurities such as a cation component and an anion component, it is possible to prevent a precipitate from being generated on the surface of the anode 122 and maintain current efficiency. The electrode water in the cathode chamber 410 is the same as the electrode water in the anode chamber 420.

本実施形態によれば、副脱塩室440は、カチオン交換体の再生効率が高いため、多段処理を行う場合、前段処理を行う複数の主脱塩室450に対し、後段の処理を1つの副脱塩室440で賄うことができる。この結果、前段の処理を行う主脱塩室に応じた数の後段の主脱塩室を設ける必要がなく、前記後段の主脱塩室とこれに対応した濃縮室を設置しない分だけ、陰極112と陽極122との距離が短くなり、運転電圧を下げることができる。   According to the present embodiment, the secondary desalting chamber 440 has high regeneration efficiency of the cation exchanger. Therefore, when performing the multi-stage processing, the sub-desalting chamber 440 has one post-stage treatment for the plurality of main desalting chambers 450 performing the pre-stage processing. This can be covered by the secondary desalination chamber 440. As a result, it is not necessary to provide the number of subsequent main desalting chambers corresponding to the number of main desalting chambers that perform the previous stage treatment, and the cathode is only provided by the amount of the subsequent main desalting chamber and the corresponding concentration chamber not installed. The distance between 112 and the anode 122 is shortened, and the operating voltage can be lowered.

(第5の実施形態)
本発明のEDIの第5の実施形態について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態のEDI500の断面図である。図6に示すとおり、EDI500は、陰極室110と陽極室420との間に、主脱塩室550が濃縮室160に挟持されて配置されている。陰極室110と、陰極側仕切り膜114を介して隣接する副脱塩室530が設けられ、陽極室420と、陽極側仕切り膜424を介して隣接する副脱塩室540が設けられている。そして、EDI500は、副脱塩室530を流通させた被処理水を分配し、複数の主脱塩室550に流通させ、主脱塩室550を流通させた被処理水を合流させ、副脱塩室540に流通させるものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of EDI of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the EDI 500 of the present embodiment. As shown in FIG. 6, the EDI 500 is arranged such that the main desalting chamber 550 is sandwiched between the concentration chamber 160 between the cathode chamber 110 and the anode chamber 420. A sub-desalting chamber 530 adjacent to the cathode chamber 110 via the cathode-side partition membrane 114 is provided, and a sub-desalting chamber 540 adjacent to the anode chamber 420 via the anode-side partition membrane 424 is provided. Then, the EDI 500 distributes the water to be treated that has been circulated through the sub-desalting chamber 530, distributes it to the plurality of main desalting chambers 550, joins the water to be treated that has circulated through the main desalting chamber 550, and It is made to distribute | circulate to the salt chamber 540.

副脱塩室530は、陰極112側から順にアニオン交換膜である陰極側仕切り膜114と、枠体131と、アニオン交換膜132とが配置され、枠体131の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。副脱塩室530には、被処理水流入ライン532と、被処理水流出ライン534とが接続され、被処理水流出ライン534は、図示されない配管により被処理水流入ライン560と接続されている。そして、被処理水流出ライン534と、図示されない配管と、被処理水流入ライン560とで、「副脱塩室を流通した被処理水を主脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   In the sub-desalting chamber 530, a cathode-side partition membrane 114, which is an anion exchange membrane, a frame 131, and an anion exchange membrane 132 are arranged in this order from the cathode 112 side, and the opening of the frame 131 is filled with an ion exchanger. Has been formed. A treated water inflow line 532 and a treated water outflow line 534 are connected to the sub-desalting chamber 530, and the treated water outflow line 534 is connected to the treated water inflow line 560 through a pipe (not shown). . And the to-be-processed water outflow line 534, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 560 comprise "the means to distribute | circulate the to-be-processed water which distribute | circulated the sub-desalination chamber to the main desalination chamber." .

主脱塩室550は、小脱塩室552と小脱塩室554とで構成されている。小脱塩室552は、陰極112側から順に、カチオン交換膜152と、枠体353と、中間イオン交換膜356とが配置され、枠体353の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。小脱塩室554は、陰極112側から順に、中間イオン交換膜356と、枠体355と、アニオン交換膜154とが配置され、枠体355の開口部にイオン交換体が充填されて形成されている。そして、小脱塩室552と小脱塩室554とは、中間イオン交換膜356を介して隣接している。   The main desalting chamber 550 includes a small desalting chamber 552 and a small desalting chamber 554. The small desalting chamber 552 is formed by arranging a cation exchange membrane 152, a frame body 353, and an intermediate ion exchange membrane 356 in this order from the cathode 112 side, and filling the ion exchanger in the opening of the frame body 353. Has been. The small desalting chamber 554 is formed by arranging an intermediate ion exchange membrane 356, a frame body 355, and an anion exchange membrane 154 in this order from the cathode 112 side, and an opening of the frame body 355 is filled with an ion exchanger. ing. The small desalting chamber 552 and the small desalting chamber 554 are adjacent to each other through an intermediate ion exchange membrane 356.

被処理水流入ライン560は、複数の分岐ライン562を有し、前記分岐ライン562が、それぞれ、小脱塩室552と接続されている。小脱塩室552には、被処理水流出ライン564が接続され、被処理水流出ライン564は、図示されない配管により、被処理水流入ライン565と接続されている。小脱塩室554には、被処理水流入ライン565と、被処理水流出ライン568とが接続されている。被処理水流出ライン568は、図示されない配管により、被処理水流入ライン544と接続されている。そして、被処理水流出ライン568と、図示されない配管と、被処理水流入ライン544とにより、「主脱塩室を流通した被処理水を副脱塩室に流通させる手段」が構成されている。   The treated water inflow line 560 has a plurality of branch lines 562, and each of the branch lines 562 is connected to the small desalting chamber 552. A treated water outflow line 564 is connected to the small desalting chamber 552, and the treated water outflow line 564 is connected to the treated water inflow line 565 by a pipe (not shown). A treated water inflow line 565 and a treated water outflow line 568 are connected to the small desalting chamber 554. The treated water outflow line 568 is connected to the treated water inflow line 544 by a pipe (not shown). And the means to distribute the to-be-processed water which distribute | circulated the main desalination chamber to the sub-desalination chamber is comprised by the to-be-processed water outflow line 568, the piping which is not shown in figure, and the to-be-processed water inflow line 544. .

副脱塩室540は、陰極112側から順にカチオン交換膜442と、枠体441と、カチオン交換膜である陽極側仕切り膜424とが配置され、枠体441の開口部にイオン交換体が充填されて、形成されている。副脱塩室540には、被処理水流入ライン544と、脱イオン水流出ライン546とが接続されている。   In the sub-desalting chamber 540, a cation exchange membrane 442, a frame body 441, and an anode-side partition membrane 424 that is a cation exchange membrane are arranged in this order from the cathode 112 side, and the opening of the frame body 441 is filled with an ion exchanger. Has been formed. A treated water inflow line 544 and a deionized water outflow line 546 are connected to the sub-desalting chamber 540.

副脱塩室530に充填するイオン交換体は、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
副脱塩室530のイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、アニオン交換体を含むことが好ましく、より好ましくはアニオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、アニオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陰極室110側の副脱塩室530では、主に被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分を除去し、陰極室110から移動してくる豊富なOHをアニオン交換体の再生に利用できるためである。
As the ion exchanger filled in the sub-desalting chamber 530, the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger in the secondary desalting chamber 530 is not particularly limited, but preferably contains an anion exchanger, more preferably an anion exchanger single bed form, or a mixed bed of an anion exchanger and a cation exchanger. It is preferable to use a form or a double bed form. When the mixed bed form of the anion exchanger and the cation exchanger or the double bed form is used, the anion exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. In the sub-desalting chamber 530 on the cathode chamber 110 side, anion components such as Cl and HCO 3 are mainly removed from the water to be treated, and abundant OH moving from the cathode chamber 110 is regenerated as an anion exchanger. This is because it can be used.

副脱塩室540に充填するイオン交換体は、陰極室110に充填するイオン交換体と同様のものを用いることができる。
副脱塩室540のイオン交換体の充填形態は特に限定されないが、カチオン交換体を含むことが好ましく、より好ましくはカチオン交換体単床形態、または、アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、もしくは、複床形態とすることが好ましい。アニオン交換体とカチオン交換体との混床形態、または、複床形態とする場合には、カチオン交換体を50体積%以上100体積%未満とすることが好ましい。陽極室420側の副脱塩室540では、主に被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分を除去し、陽極室420から移動してくる豊富なHをカチオン交換体の再生に利用できるためである。
As the ion exchanger filled in the sub-desalting chamber 540, the same ion exchanger as that filled in the cathode chamber 110 can be used.
The filling form of the ion exchanger in the secondary desalting chamber 540 is not particularly limited, but preferably contains a cation exchanger, more preferably a single cation exchanger or a mixed bed of an anion exchanger and a cation exchanger. It is preferable to use a form or a double bed form. In the case of a mixed bed form of an anion exchanger and a cation exchanger or a double bed form, the cation exchanger is preferably 50% by volume or more and less than 100% by volume. In the secondary desalting chamber 540 on the anode chamber 420 side, cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are mainly removed, and abundant H + moving from the anode chamber 420 is used to regenerate the cation exchanger. This is because it can be used.

副脱塩室530、540の厚さは特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質、処理量、主脱塩室550の処理能力等を勘案して決定することが好ましい。   The thicknesses of the sub-desalting chambers 530 and 540 are not particularly limited, and are preferably determined in consideration of the quality of the water to be treated and deionized water, the processing amount, the processing capacity of the main desalting chamber 550, and the like.

小脱塩室552の厚さは、被処理水や脱イオン水の水質、処理量を勘案して決定する事が好ましく、例えば、3〜50mmの範囲で決定することが好ましい。小脱塩室554の厚さは、小脱塩室552の厚さと同様である。なお、小脱塩室552、554の厚さは同じとしても良いし、異なる厚さとしても良い。   The thickness of the small desalting chamber 552 is preferably determined in consideration of the quality of the water to be treated and deionized water, and the treatment amount, and is preferably determined in the range of 3 to 50 mm, for example. The thickness of the small desalting chamber 554 is the same as the thickness of the small desalting chamber 552. Note that the thicknesses of the small desalting chambers 552 and 554 may be the same or different.

本実施形態における脱イオン水の製造方法について、陰極室110、副脱塩室530、小脱塩室554には、アニオン交換体を単床形態で充填し、陽極室420、副脱塩室540、小脱塩室552には、カチオン交換体を単床形態で充填した場合を例にして説明する。   Regarding the method for producing deionized water in the present embodiment, the cathode chamber 110, the sub-desalting chamber 530, and the small desalting chamber 554 are filled with an anion exchanger in a single bed form, and the anode chamber 420 and the sub-desalting chamber 540 are filled. The case where the small desalting chamber 552 is filled with a cation exchanger in the form of a single bed will be described as an example.

被処理水流入ライン532から、被処理水を副脱塩室530に流入させる。流入した被処理水は、副脱塩室530内のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、被処理水流出ライン534から流出する。この間、被処理水中のCl、HCO 等のアニオン成分が、アニオン交換体に吸着されて除去される。該アニオン交換体は、陰極室110から副脱塩室530に移動してきたOHを利用して、再生される。また、陰極室110から移動してきたOHにより、被処理水のpHがアルカリ性側に傾く調整がされる。 From the treated water inflow line 532, the treated water flows into the sub-desalting chamber 530. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the sub-desalination chamber 530 while diffusing, and flows out from the treated water outflow line 534. During this time, anion components such as Cl and HCO 3 — in the water to be treated are adsorbed and removed by the anion exchanger. The anion exchanger is regenerated using OH that has moved from the cathode chamber 110 to the sub-desalting chamber 530. Further, the pH of the water to be treated is adjusted to be inclined toward the alkaline side by OH that has moved from the cathode chamber 110.

副脱塩室530で処理された被処理水は、被処理水流出ライン534から、図示されない配管を経由して被処理水流入ライン560へ至り、複数の分岐ライン562に分配されて、小脱塩室552に流入する。流入した被処理水は、小脱塩室552内のカチオン交換体中を拡散しながら流通し、Na、Ca2+等のカチオン成分が除去される。ここで、被処理水中のカチオン成分の除去が進んでも、H濃度は、OHが対イオンとして存在することでHOに変換され、副脱塩室530に流入する前の被処理水よりも低くなる。このため、電流効率が高くなり、被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分の除去が良好に行われる。 The treated water treated in the sub-desalination chamber 530 reaches the treated water inflow line 560 from the treated water outflow line 534 via a pipe (not shown), and is distributed to a plurality of branch lines 562 for small desalting. It flows into the salt chamber 552. The treated water that has flowed in flows through the cation exchanger in the small desalting chamber 552 while diffusing, and cation components such as Na + and Ca 2+ are removed. Here, even if the removal of the cation component in the water to be treated proceeds, the H + concentration is converted to H 2 O due to the presence of OH as a counter ion, and the water to be treated before flowing into the sub-desalting chamber 530. Lower than. For this reason, current efficiency becomes high and removal of cation components, such as Na <+> , Ca < 2+ > , in a to-be-processed water is performed favorably.

小脱塩室552で処理された被処理水は、被処理水流出ライン564から、図示されない配管を経由して、被処理水流入ライン565を流通して、小脱塩室554に流入する。流入した被処理水は、小脱塩室554内のアニオン交換体中を拡散しながら流通し、Cl、HCO 等のアニオン成分が除去される。 The treated water treated in the small desalting chamber 552 flows from the treated water outflow line 564 to the treated water inflow line 565 via a pipe (not shown) and flows into the small desalting chamber 554. The treated water that has flowed in flows through the anion exchanger in the small desalting chamber 554 while diffusing, and anion components such as Cl and HCO 3 are removed.

小脱塩室554で処理された被処理水は、被処理水流出ライン568から、図示されない配管を経由して、被処理水流入ライン544を流通し、副脱塩室540に流入する。流入した被処理水は、副脱塩室540内のカチオン交換体中を拡散しながら流通し、脱イオン水となって、脱イオン水流出ライン546から流出する。この間、被処理水中のNa、Ca2+等のカチオン成分が、カチオン交換体に吸着されて除去される。また、該カチオン交換体は、陽極室420から副脱塩室540に移動してきたHを利用して、再生される。こうして、Cl、HCO 等のアニオン成分とNa、Ca2+等のカチオン成分との両成分が除去された脱イオン水を得ることができる。 The treated water treated in the small desalting chamber 554 flows through the treated water inflow line 544 from the treated water outflow line 568 through a pipe (not shown) and flows into the sub-desalting chamber 540. The treated water that has flowed in flows through the cation exchanger in the secondary demineralization chamber 540 while diffusing, becomes deionized water, and flows out from the deionized water outflow line 546. During this time, cation components such as Na + and Ca 2+ in the water to be treated are adsorbed and removed by the cation exchanger. The cation exchanger is regenerated using H + that has moved from the anode chamber 420 to the sub-desalting chamber 540. Thus, deionized water from which both anion components such as Cl and HCO 3 and cation components such as Na + and Ca 2+ have been removed can be obtained.

副脱塩室530内における被処理水の通水量は特に限定されることはなく、EDI500の能力や被処理水の水質、副脱塩室530の強度、主脱塩室550の処理能力等を勘案して決定することができる。副脱塩室530における、被処理水の通水量は、SVが高すぎると、イオン除去性能が低下したり、SVの上昇と共に発生するLVの上昇によって差圧が高くなり、副脱塩室530の破損を招いたり、運転上の困難を起こしたりするので好ましくない。一方、SVが小さすぎると、主脱塩室550への流量分配が適切に行われず、各主脱塩室550間における流れが不均一となり、EDI500全体としての性能に悪影響を与える場合がある。
なお、副脱塩室530内における被処理水のSVは、主脱塩室550のSVよりも高くすることができる。副脱塩室530では、アニオン交換体の再生が良好に行われるため、主脱塩室550における被処理水のSVより高くしても、アニオン成分を除去できるためである。
The amount of water to be treated in the sub-demineralization chamber 530 is not particularly limited. The capacity of the EDI 500, the quality of the water to be treated, the strength of the sub-desalination chamber 530, the treatment capacity of the main desalination chamber 550, etc. It can be decided in consideration. If the SV is too high in the sub-desalting chamber 530, the ion removal performance decreases, or the differential pressure increases due to the increase in LV that occurs with the increase in SV. This is not preferable because it may cause damage to the vehicle or cause operational difficulties. On the other hand, if the SV is too small, the flow distribution to the main desalting chamber 550 is not appropriately performed, the flow between the main desalting chambers 550 becomes uneven, and the performance of the EDI 500 as a whole may be adversely affected.
In addition, SV of to-be-processed water in the sub desalination chamber 530 can be made higher than SV of the main desalination chamber 550. This is because, in the secondary desalting chamber 530, the anion exchanger is regenerated well, so that the anion component can be removed even if it is higher than the SV to be treated in the main desalting chamber 550.

副脱塩室540内における被処理水の通水量は、副脱塩室530における被処理水の通水量と同様である。また、副脱塩室540内における被処理水のSVは、主脱塩室550のSVよりも高くすることができる。副脱塩室540では、カチオン交換体の再生が良好に行われるため、主脱塩室550における被処理水のSVより高くしても、カチオン成分を除去できるためである。   The amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 540 is the same as the amount of water to be treated in the sub-desalination chamber 530. Further, the SV of the water to be treated in the sub-desalting chamber 540 can be higher than the SV of the main desalting chamber 550. This is because, in the secondary desalting chamber 540, the cation exchanger is regenerated satisfactorily, so that the cation component can be removed even if it is higher than the SV of the water to be treated in the main desalting chamber 550.

主脱塩室550の小脱塩室552、554における被処理水の通水量は特に限定されず、被処理水や脱イオン水の水質、処理量を勘案して決定することができ、第1の実施形態の主脱塩室150における通水量と同様である。   The amount of water to be treated in the small desalting chambers 552 and 554 of the main desalting chamber 550 is not particularly limited, and can be determined in consideration of the quality and amount of treated water and deionized water. This is the same as the water flow rate in the main desalting chamber 150 of the embodiment.

本実施形態によれば、副脱塩室530、小脱塩室552、小脱塩室554、副脱塩室540の順に被処理水を流通させて、多段処理を行うことで、比抵抗の高い、良好な水質の脱イオン水を得ることができる。
ここで、従来のEDIにおいて、任意の主脱塩室550で処理した被処理水を他の主脱塩室550に流通することで、本実施形態と同等の多段処理を行うことができる。しかし、本実施形態においては、一段目の処理を副脱塩室530のみで行い、四段目(最終段)の処理を副脱塩室540のみで行うため、従来のEDIと同等の処理を行うための主脱塩室550の数を大幅に減らすことができる。これに伴い、濃縮室160の数も大幅に削減することができる。この結果、陰極112と陽極122との距離を短くすることができ、低電圧でEDIを運転することができる。また、主脱塩室550と濃縮室160の数を少なくできるため、EDIのコンパクト化を図ることができる。
According to the present embodiment, the water to be treated is circulated in the order of the sub-desalination chamber 530, the small desalination chamber 552, the small desalination chamber 554, and the sub-desalination chamber 540, and the multi-stage treatment is performed. High and good quality deionized water can be obtained.
Here, in the conventional EDI, the water to be treated treated in an arbitrary main desalting chamber 550 is circulated to the other main desalting chamber 550, whereby multistage treatment equivalent to this embodiment can be performed. However, in this embodiment, the first stage processing is performed only in the sub-desalting chamber 530, and the fourth stage (final stage) processing is performed only in the sub-desalting chamber 540. The number of main desalting chambers 550 to perform can be greatly reduced. Accordingly, the number of concentration chambers 160 can be significantly reduced. As a result, the distance between the cathode 112 and the anode 122 can be shortened, and the EDI can be operated at a low voltage. Further, since the number of main desalting chambers 550 and concentration chambers 160 can be reduced, EDI can be made compact.

さらに、本実施形態によれば、単床形態の小脱塩室を設けて多段処理を行うことで、各小脱塩室ではイオン成分の移動が一方向になり、アニオン成分とカチオン成分を良好に除去することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, by providing a single-bed type small desalting chamber and performing multi-stage treatment, the movement of ionic components in each small desalting chamber is unidirectional, and the anion component and cation component are good. Can be removed.

本発明は、上述の実施形態に限られることはない。第1〜3の実施形態では、被処理水を陰極側に設けられた副脱塩室に流通させた後、主脱塩室に流通させている。しかし、被処理水の流通順序はこれに限られることはなく、第4の実施形態のごとく、主脱塩室を流通した被処理水を副脱塩室に流通させても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. In the first to third embodiments, the water to be treated is circulated through the sub-desalting chamber provided on the cathode side and then circulated through the main desalting chamber. However, the distribution order of the water to be treated is not limited to this, and the water to be treated that has circulated through the main desalting chamber may be circulated to the sub-desalting chamber as in the fourth embodiment.

第4の実施形態では、主脱塩室で処理した被処理水を、陽極側に設けられた副脱塩室に流通させている。しかし、被処理水の流通順序はこれに限られることはなく、第1〜3の実施形態のごとく、副脱塩室を流通した被処理水を主脱塩室に流通させても良い。   In 4th Embodiment, the to-be-processed water processed by the main desalting chamber is distribute | circulated to the sub desalting chamber provided in the anode side. However, the flow order of the water to be treated is not limited to this, and the water to be treated that has circulated through the sub-desalting chamber may be circulated to the main desalting chamber as in the first to third embodiments.

第3、第5の実施形態では、主脱塩室は、中間イオン交換膜により、2つの小脱塩室に区画されているが、主脱塩室は3つ以上の小脱塩室に区画されていても良い。また、第5の実施形態では、主脱塩室は、中間イオン交換膜により、2つの小脱塩室に区画されているが、第1、第2の実施形態のように、主脱塩室が中間イオン交換膜により区画されていなくても良い。   In the third and fifth embodiments, the main desalting chamber is partitioned into two small desalting chambers by an intermediate ion exchange membrane, but the main desalting chamber is partitioned into three or more small desalting chambers. May be. In the fifth embodiment, the main desalting chamber is divided into two small desalting chambers by an intermediate ion exchange membrane. However, as in the first and second embodiments, the main desalting chamber. May not be partitioned by the intermediate ion exchange membrane.

第4の実施形態において、主脱塩室は、中間イオン交換膜で、2つ以上に区画された小脱塩室を有するものであっても良い。   In the fourth embodiment, the main desalting chamber may be an intermediate ion exchange membrane having a small desalting chamber divided into two or more.

第1〜4の実施形態では、陰極室および陽極室にイオン交換体が充填されているが、イオン交換体が充填される電極室は、副脱塩室が隣接する電極室のみであっても良い。   In the first to fourth embodiments, the cathode chamber and the anode chamber are filled with the ion exchanger, but the electrode chamber filled with the ion exchanger may be only the electrode chamber adjacent to the sub-desalting chamber. good.

以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、実施例に限定されるものではない。
(水質評価)
<導電率・比抵抗>
水質評価には導電率ならびに比抵抗を用いた。不純物を全く含んでいない水の場合、25℃の水における導電率の理論値は0.055μS/cm、比抵抗の理論値は18.2MΩ・cmとなる。脱イオン水の水質は、比抵抗が18.2MΩ・cmに近づき、かつ高ければ高いほど水質としては清浄であると評価できる。脱イオン水の水質評価は、比抵抗をもって行った。
導電率は、導電率計(873CC、FOXBORO社製)を用いて測定した。また、比抵抗は、比抵抗計(873RS、FOXBORO社製)を用いて測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, it is not limited to an Example.
(Water quality evaluation)
<Conductivity / specific resistance>
For water quality evaluation, conductivity and specific resistance were used. In the case of water containing no impurities, the theoretical value of conductivity in water at 25 ° C. is 0.055 μS / cm, and the theoretical value of specific resistance is 18.2 MΩ · cm. As for the water quality of deionized water, the specific resistance approaches 18.2 MΩ · cm, and the higher, the higher the water quality. Deionized water quality was evaluated with specific resistance.
The conductivity was measured using a conductivity meter (873CC, manufactured by FOXBORO). The specific resistance was measured using a specific resistance meter (873RS, manufactured by FOXBORO).

(実施例1)
主脱塩室を1枚とした以外は、図4に示すEDI300と同様の、中間イオン交換膜で2つの小脱塩室に区画されている主脱塩室が設けられ、該主脱塩室の両側に濃縮室が設けられ、陰極室側に副脱塩室が設けられたEDIを下記仕様にて作製して、EDI−Aを得た。得られたEDI−Aについて、下記運転条件にて連続運転を行った。被処理水は、陰極室側に設けられた副脱塩室に下降流で流通した後、カチオン交換膜側の小脱塩室に下降流で流通させ、次いで、アニオン交換膜側の小脱塩室に下降流で流通させた。
濃縮水は、各濃縮室に下降流で流通させて排水し、電極水は、陰極室と陽極室にそれぞれ流通させて排水した。
運転開始1000時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。
Example 1
A main desalination chamber is provided, which is divided into two small desalination chambers by an intermediate ion exchange membrane, similar to the EDI 300 shown in FIG. 4 except that one main desalination chamber is used. An EDI having a concentration chamber on both sides and a sub-desalting chamber on the cathode chamber side was produced according to the following specifications to obtain EDI-A. The obtained EDI-A was continuously operated under the following operating conditions. The water to be treated is circulated in a downward flow to a sub-desalination chamber provided on the cathode chamber side, and then circulated in a downward flow to a small desalination chamber on the cation exchange membrane side, and then small desalination on the anion exchange membrane side. It was circulated in the chamber in a downward flow.
Concentrated water was circulated and drained in a downward flow to each concentrating chamber, and electrode water was circulated and drained to the cathode chamber and the anode chamber, respectively.
The operating voltage and the specific resistance of deionized water at 1000 hours after the start of operation were measured, and the results are shown in Table 1.

<EDI仕様>
(1)カチオン交換膜:株式会社アストム製
(2)中間イオン交換膜:株式会社アストム製アニオン交換膜
(3)アニオン交換膜:株式会社アストム製
(4)アニオン交換膜側の小脱塩室:幅100mm、高さ300mm、厚さ6mm
(5)カチオン交換膜側の小脱塩室:幅100mm、高さ300mm、厚さ6mm
(6)アニオン交換膜側の小脱塩室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)の単床形態
(7)カチオン交換膜側の小脱塩室の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)の単床形態
(8)濃縮室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(9)濃縮室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(10)陰極室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(11)陽極室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(12)陰極室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(13)陽極室の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂の単床形態
(14)副脱塩室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(15)副脱塩室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
<EDI specifications>
(1) Cation exchange membrane: Astom Co., Ltd. (2) Intermediate ion exchange membrane: Astom Co., Ltd. anion exchange membrane (3) Anion exchange membrane: Astom Co., Ltd. (4) Small desalting chamber on the anion exchange membrane side: Width 100mm, height 300mm, thickness 6mm
(5) Small desalination chamber on the cation exchange membrane side: width 100 mm, height 300 mm, thickness 6 mm
(6) Filling ion exchanger in the small desalting chamber on the anion exchange membrane side: Single bed form of anion exchange resin (Rohm and Haas) (7) Filling ion exchange in the small desalting chamber on the cation exchange membrane side Body: Single-floor form of cation exchange resin (Rohm and Haas) (8) Concentration chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(9) Packing ion exchanger in concentration chamber: single-bed form of anion exchange resin (10) Cathode chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(11) Anode chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(12) Filling ion exchanger in the cathode chamber: single bed form of anion exchange resin (13) Filling ion exchanger in the anode chamber: single bed form of cation exchange resin (14) Sub-desalting chamber: width 100 mm, height 300 mm , Thickness 4mm
(15) Filling ion exchanger in sub-demineralization chamber: single bed form of anion exchange resin

<運転条件>
(1)被処理水の導電率:17〜23μS/cm(NaCl/超純水)
(2)被処理水の比抵抗:0.043〜0.059MΩ・cm
(3)被処理水流量:40L/h
(4)濃縮水の導電率:17〜23μS/cm(NaCl/超純水)
(5)濃縮水流量:20L/h
(6)電極水の比抵抗:比抵抗が15MΩ・cmを超える超純水
(7)電極水流量:10L/h
(9)運転電流値:0.25A
<Operating conditions>
(1) Conductivity of water to be treated: 17 to 23 μS / cm (NaCl / ultra pure water)
(2) Specific resistance of water to be treated: 0.043 to 0.059 MΩ · cm
(3) Processed water flow rate: 40L / h
(4) Conductivity of concentrated water: 17 to 23 μS / cm (NaCl / ultra pure water)
(5) Concentrated water flow rate: 20 L / h
(6) Specific resistance of electrode water: Ultrapure water with specific resistance exceeding 15 MΩ · cm (7) Flow rate of electrode water: 10 L / h
(9) Operating current value: 0.25A

(比較例1)
比較例1に用いた従来型のEDIについて、図7を用いて説明する。
図7は、従来のEDI900の断面図である。EDI900は、陰極室910と陽極室920との間に、1枚の主脱塩室950と、主脱塩室950の両側に設けられた濃縮室960とが配置されている。
陰極室910は、陰極912と、枠体911と、アニオン交換膜である陰極側仕切り膜914とが順に配置され、枠体911の開口部にアニオン交換樹脂が充填されて、形成されている。陽極室920は、陽極922と、枠体921と、カチオン交換膜である陽極側仕切り膜924とが順に配置され、枠体921の開口部にカチオン交換体が充填されて、形成されている。
陰極室910には電極水流入ライン916と、電極水流出ライン918とが接続され、陽極室920には、電極水流入ライン926と電極水流出ライン928とが接続されている。
(Comparative Example 1)
The conventional EDI used in Comparative Example 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional EDI 900. As shown in FIG. In the EDI 900, one main desalting chamber 950 and a concentrating chamber 960 provided on both sides of the main desalting chamber 950 are disposed between the cathode chamber 910 and the anode chamber 920.
The cathode chamber 910 is formed by sequentially arranging a cathode 912, a frame body 911, and a cathode-side partition film 914 that is an anion exchange membrane, and an opening of the frame body 911 is filled with an anion exchange resin. The anode chamber 920 is formed by sequentially arranging an anode 922, a frame body 921, and an anode side partition film 924 that is a cation exchange membrane, and an opening portion of the frame body 921 is filled with a cation exchanger.
An electrode water inflow line 916 and an electrode water outflow line 918 are connected to the cathode chamber 910, and an electrode water inflow line 926 and an electrode water outflow line 928 are connected to the anode chamber 920.

主脱塩室950は、小脱塩室951と、小脱塩室951と中間イオン交換膜955を介して隣接する小脱塩室952とで構成されている。小脱塩室951は、カチオン交換膜953と、枠体954と、中間イオン交換膜とが陰極912側から順に配置され、枠体954の開口部にカチオン交換樹脂が充填されて、形成されている。小脱塩室952は、中間イオン交換膜955と、枠体956とアニオン交換膜957とが陰極912側から順に配置され、枠体956の開口部にアニオン交換樹脂が充填されて、形成されている。
小脱塩室951には、被処理水流入ライン970と、被処理水流出ライン972とが接続されている。小脱塩室952には、被処理水流入ライン974と、脱イオン水流出ライン976とが接続されている。そして、被処理水流出ライン972と、被処理水流入ライン974とは、図示されない配管により、接続されている。
The main desalting chamber 950 includes a small desalting chamber 951 and a small desalting chamber 952 that is adjacent to the small desalting chamber 951 with an intermediate ion exchange membrane 955 interposed therebetween. The small desalting chamber 951 is formed by sequentially arranging a cation exchange membrane 953, a frame body 954, and an intermediate ion exchange membrane from the cathode 912 side, and filling an opening of the frame body 954 with a cation exchange resin. Yes. The small desalting chamber 952 is formed by arranging an intermediate ion exchange membrane 955, a frame body 956, and an anion exchange membrane 957 in this order from the cathode 912 side, and filling an opening of the frame body 956 with an anion exchange resin. Yes.
A treated water inflow line 970 and a treated water outflow line 972 are connected to the small desalting chamber 951. A treated water inflow line 974 and a deionized water outflow line 976 are connected to the small desalting chamber 952. And the to-be-processed water outflow line 972 and the to-be-processed water inflow line 974 are connected by piping which is not shown in figure.

濃縮室960は、主脱塩室950の両側に、枠体961が配置され、該枠体961の開口部にアニオン交換体が充填されて、形成されている。濃縮室960には濃縮水流入ライン962と、濃縮水流出ライン964とが接続されている。   The concentration chamber 960 is formed by disposing a frame 961 on both sides of the main desalting chamber 950 and filling an opening of the frame 961 with an anion exchanger. A concentrated water inflow line 962 and a concentrated water outflow line 964 are connected to the concentration chamber 960.

EDI900と同様に、主脱塩室950を1枚配置し、下記仕様にて製造し、EDI−Bとした。EDI−Bを用いて、実施例1と同様の運転条件で連続運転を行った。運転に際し、被処理水を被処理水流入ライン970から小脱塩室951を下降流で流通させた後、被処理水流出ライン972、被処理水流入ライン974を経由して小脱塩室952を下降流で流通させ、脱イオン水流出ライン976から脱イオン水を流出させて、脱イオン水を得た。濃縮水は、各濃縮室に下降流で流通させて排水し、電極水は、陰極室910と陽極室920にそれぞれ上昇流で流通させて排水した。
運転開始1000時間後における、運転電圧と、脱イオン水の比抵抗を測定し、その結果を表1に示す。
As with EDI900, one main desalting chamber 950 was placed and manufactured according to the following specifications to obtain EDI-B. Using EDI-B, continuous operation was performed under the same operation conditions as in Example 1. In operation, after the treated water is circulated through the small desalting chamber 951 from the treated water inflow line 970 in a downward flow, the small desalination chamber 952 is passed through the treated water outflow line 972 and the treated water inflow line 974. Was allowed to flow in a downward flow, and deionized water was caused to flow out from the deionized water outflow line 976 to obtain deionized water. Concentrated water was circulated and drained to each concentrating chamber in a downward flow, and electrode water was circulated and drained to the cathode chamber 910 and the anode chamber 920, respectively.
The operating voltage and the specific resistance of deionized water at 1000 hours after the start of operation were measured, and the results are shown in Table 1.

<EDI仕様>
(1)カチオン交換膜:株式会社アストム製
(2)中間イオン交換膜:株式会社アストム製アニオン交換膜
(3)アニオン交換膜:株式会社アストム製
(4)アニオン交換膜側の小脱塩室:幅100mm、高さ300mm、厚さ6mm
(5)カチオン交換膜側の小脱塩室:幅100mm、高さ300mm、厚さ6mm
(6)アニオン交換膜側の小脱塩室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)の単床形態
(7)カチオン交換膜側の小脱塩室の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製)の単床形態
(8)濃縮室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(9)濃縮室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(10)陰極室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(11)陽極室:幅100mm、高さ300mm、厚さ4mm
(12)陰極室の充填イオン交換体:アニオン交換樹脂の単床形態
(13)陽極室の充填イオン交換体:カチオン交換樹脂の単床形態
<EDI specifications>
(1) Cation exchange membrane: Astom Co., Ltd. (2) Intermediate ion exchange membrane: Astom Co., Ltd. anion exchange membrane (3) Anion exchange membrane: Astom Co., Ltd. (4) Small desalting chamber on the anion exchange membrane side: Width 100mm, height 300mm, thickness 6mm
(5) Small desalination chamber on the cation exchange membrane side: width 100 mm, height 300 mm, thickness 6 mm
(6) Filling ion exchanger in the small desalting chamber on the anion exchange membrane side: Single bed form of anion exchange resin (Rohm and Haas) (7) Filling ion exchange in the small desalting chamber on the cation exchange membrane side Body: Single-floor form of cation exchange resin (Rohm and Haas) (8) Concentration chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(9) Packing ion exchanger in concentration chamber: single-bed form of anion exchange resin (10) Cathode chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(11) Anode chamber: width 100 mm, height 300 mm, thickness 4 mm
(12) Filling ion exchanger in the cathode chamber: single bed form of anion exchange resin (13) Filling ion exchanger in the anode chamber: single bed form of cation exchange resin

Figure 0005114307
Figure 0005114307

表1に示すとおり、実施例1で得られた脱イオン水は、比較例1で得られた脱イオン水よりも比抵抗が高かった。このことから、副脱塩室で処理した被処理水を主脱塩室に流通させることで、得られる脱イオン水の水質向上が図れることが判った。
また、実施例1では運転開始1000時間後の運転電圧が7Vであったのに対し、比較例1では26Vであり、実施例1の約3.7倍となっていた。このことから、実施例1のような副脱塩室を設けたことで、電極間の距離が長くなっても、電流の有効利用が図られるため、省エネルギーで脱イオン水の製造ができることが判った。
As shown in Table 1, the deionized water obtained in Example 1 had a higher specific resistance than the deionized water obtained in Comparative Example 1. From this, it was found that the quality of the deionized water obtained can be improved by circulating the treated water treated in the auxiliary desalting chamber to the main desalting chamber.
In Example 1, the operation voltage 1000 hours after the start of operation was 7V, while in Comparative Example 1, it was 26V, which was about 3.7 times that of Example 1. From this, it can be seen that the provision of the sub-desalting chamber as in Example 1 makes it possible to effectively use the current even when the distance between the electrodes is increased, so that deionized water can be produced with energy saving. It was.

本発明のEDI8におけるイオン成分の流れを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the flow of the ion component in EDI8 of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかるEDIを示す断面図である。It is sectional drawing which shows EDI concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかるEDIを示す断面図である。It is sectional drawing which shows EDI concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかるEDIを示す断面図である。It is sectional drawing which shows EDI concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態にかかるEDIを示す断面図である。It is sectional drawing which shows EDI concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態にかかるEDIを示す断面図である。It is sectional drawing which shows EDI concerning the 5th Embodiment of this invention. 比較例1に用いた従来型のEDIを示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a conventional EDI used in Comparative Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

8、100、200、300、400、500、900 電気式脱イオン水製造装置
10、110、410、910 陰極室
12、112、912 陰極
14、114、414、914 陰極側仕切り膜
24、124、424、924 陽極側仕切り膜
20、120、420、920 陽極室
22、122、922 陽極
30、40、130、230、330、440、530、540 副脱塩室
50、150、155、250、350、450、550、950 主脱塩室
32、54、132、154、957 アニオン交換膜
42、52、152、442、953 カチオン交換膜
60、62、160、960 濃縮室
136、157、236、336、364、456、534、564、568、972 被処理水流出ライン
156、158、252、360、365、444、452、544、560、565、970、974 被処理水流入ライン
254、362、562 分岐ライン
352、354、552、554、951、952 小脱塩室
356、955 中間イオン交換膜
8, 100, 200, 300, 400, 500, 900 Electric deionized water production apparatus 10, 110, 410, 910 Cathode chamber 12, 112, 912 Cathode 14, 114, 414, 914 Cathode side partition membrane 24, 124, 424, 924 Anode-side partition membrane 20, 120, 420, 920 Anode chamber 22, 122, 922 Anode 30, 40, 130, 230, 330, 440, 530, 540 Sub-desalting chamber 50, 150, 155, 250, 350 450, 550, 950 Main desalination chamber 32, 54, 132, 154, 957 Anion exchange membrane 42, 52, 152, 442, 953 Cation exchange membrane 60, 62, 160, 960 Concentration chamber 136, 157, 236, 336 364, 456, 534, 564, 568, 972 To-be-treated water outflow lines 156, 158, 52, 360, 365, 444, 452, 544, 560, 565, 970, 974 Untreated water inflow line 254, 362, 562 Branch line 352, 354, 552, 554, 951, 952 Small desalination chamber 356, 955 Intermediate Ion exchange membrane

Claims (8)

一側のカチオン交換膜と、他側のアニオン交換膜とで区画される空間にイオン交換体が充填されて、1以上の主脱塩室が設けられ、
前記カチオン交換膜、または、前記アニオン交換膜を介して、前記主脱塩室の両側に濃縮室が設けられ、
前記主脱塩室と前記濃縮室とが、陽極と陽極側仕切り膜とで区画される陽極室と、陰極と陰極側仕切り膜とで区画される陰極室との間に配置され、
前記陽極側仕切り膜をカチオン交換膜とし、前記陽極室にイオン交換体が充填され、前記陽極側仕切り膜と該陽極側仕切り膜と対向して配置されるカチオン交換膜とで区画される空間にイオン交換体が充填されて形成された副脱塩室、および/または、前記陰極側仕切り膜をアニオン交換膜とし、前記陰極室にイオン交換体が充填され、前記陰極側仕切り膜と該陰極側仕切り膜と対向して配置されるアニオン交換膜とで区画される空間に、イオン交換体が充填されて形成された副脱塩室が設けられ、
前記副脱塩室を流通した被処理水を前記主脱塩室に流通させる手段、および/または、前記主脱塩室を流通した被処理水を前記副脱塩室に流通させる手段が設けられている、電気式脱イオン水製造装置。
The space partitioned by the cation exchange membrane on one side and the anion exchange membrane on the other side is filled with an ion exchanger, and one or more main desalting chambers are provided,
A concentration chamber is provided on both sides of the main desalting chamber via the cation exchange membrane or the anion exchange membrane,
The main desalting chamber and the concentration chamber are disposed between an anode chamber partitioned by an anode and an anode side partition membrane, and a cathode chamber partitioned by a cathode and a cathode side partition membrane,
The anode-side partition membrane is a cation exchange membrane, the ion chamber is filled with an ion exchanger, and a space defined by the anode-side partition membrane and the cation-exchange membrane disposed opposite to the anode-side partition membrane. A sub-desalting chamber formed by filling an ion exchanger and / or the cathode side partition membrane as an anion exchange membrane, the cathode chamber filled with an ion exchanger, the cathode side partition membrane and the cathode side A sub-demineralization chamber formed by filling an ion exchanger is provided in a space defined by an anion exchange membrane disposed opposite to the partition membrane,
Means for circulating the treated water flowing through the sub-desalting chamber to the main desalting chamber and / or means for circulating the treated water flowing through the main desalting chamber to the sub-desalting chamber are provided. Electric deionized water production equipment.
前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、前記副脱塩室を流通させた被処理水を任意の主脱塩室に流通させ、前記任意の主脱塩室を流通させた被処理水を他の主脱塩室に流通させることを特徴とする、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。   Between the anode chamber and the cathode chamber, two or more main demineralization chambers are arranged via the concentration chamber, and the water to be treated that has circulated through the sub-demineralization chamber is used as an arbitrary main demineralization chamber. The electric deionized water production apparatus according to claim 1, wherein the water to be treated which is circulated and circulated through the arbitrary main demineralization chamber is circulated to another main demineralization chamber. 前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、任意の主脱塩室を流通させた被処理水を他の主脱塩室に流通させ、その後、前記主脱塩室を流通させた被処理水を前記副脱塩室に流通させることを特徴とする、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。   Between the anode chamber and the cathode chamber, two or more main desalting chambers are arranged via the concentration chamber, and the water to be treated which circulates through any main desalting chamber is used as another main desalting chamber. The electric deionized water production apparatus according to claim 1, wherein the water to be treated that has been circulated through the main demineralization chamber is circulated through the sub-demineralization chamber. 前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、前記副脱塩室を流通させた被処理水を分配し、分配した被処理水を前記主脱塩室に流通させることを特徴とする、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。   Two or more main desalting chambers are arranged between the anode chamber and the cathode chamber via the concentration chamber, and the treated water distributed through the sub-desalting chamber is distributed and distributed. The electric deionized water production apparatus according to claim 1, wherein water is circulated through the main demineralization chamber. 前記陽極室と前記陰極室との間に、2以上の前記主脱塩室が前記濃縮室を介して配置され、それぞれの主脱塩室を流通させた被処理水を合流させ、合流させた被処理水を前記副脱塩室に流通させることを特徴とする、請求項1に記載の電気式脱イオン水製造装置。   Between the anode chamber and the cathode chamber, two or more main desalting chambers are arranged via the concentration chamber, and the water to be treated that has circulated through the main desalting chambers is merged and merged. The electric deionized water production apparatus according to claim 1, wherein the water to be treated is circulated through the sub-demineralization chamber. 前記主脱塩室には、一側のカチオン交換膜と他側のアニオン交換膜との間に中間イオン交換膜を配置し、前記主脱塩室の厚さ方向に多段に区画された小脱塩室が形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。   In the main desalination chamber, an intermediate ion exchange membrane is disposed between the cation exchange membrane on one side and the anion exchange membrane on the other side, and the small desalination is divided into multiple stages in the thickness direction of the main desalination chamber. The electric deionized water production apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a salt chamber is formed. 前記陽極室、および/または、前記陰極室には、前記主脱塩室または前記副脱塩室で処理された水が、通水されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。   The water treated in the main desalting chamber or the sub-desalting chamber is passed through the anode chamber and / or the cathode chamber, according to any one of claims 1 to 6. The electric deionized water production apparatus according to claim 1. 前記陽極室、および/または、前記陰極室には、比抵抗値0.2〜18.2MΩ・cmの水が通水されていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電気式脱イオン水製造装置。   8. The water according to claim 1, wherein water having a specific resistance value of 0.2 to 18.2 MΩ · cm is passed through the anode chamber and / or the cathode chamber. The electrical deionized water production apparatus according to 1.
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