本发明专利技术涉及即便长时间连续运转也能确实抑制浓缩室内发生积垢的电气式脱离子水制造装置。本发明专利技术涉及的电气式脱离子水制造装置，具有：在具有阳极的阳极室与具有阴极的阴极室之间，阳极侧利用阴离子交换膜（３４）区隔，而阴极侧利用阳离子交换膜（３３）区隔的脱盐室（Ｄ），以及阳极侧利用阳离子交换膜（３３）区隔，而阴极侧利用阴离子交换膜（３４）区隔，且在阴离子交换膜（３４）的阳极侧填充着阴离子交换体（６２）的浓缩室（３１）。该电气式脱离子水制造装置，将含游离碳酸的水供应给该浓缩室（３１），该装置运转，来抑制浓缩室内的积垢发生。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在半导体制造领域、医药制造领域、核能或火力等发电领域、食品工业等各种产业或研究所设施中所使用的电气式脱离子水制造装置(EDI)。
技术介绍
制造脱离子水的方法，虽已知以往便有在离子交换树脂中通过被处理水而进行脱离子的方法，但是在该方法中，当离子交换树脂因离子达到饱和状态时，便需要利用药剂进行再生。为能解决这种处理操作上的缺点，便有利用不需药剂进行再生的电气式脱离子水(EDI)法的脱离子水制造方法，并已到了实用化阶段。这里，在现有型EDI中，将阳离子交换膜与阴离子交换膜隔开并交替配置，在由阳离子交换膜与阴离子交换膜所形成的空间内，相隔一个其中填充离子交换体而形成脱盐室。另一方面，已在开发彻底地改造其脱盐室构造的省电型EDI以取代此种现有型EDI。该省电型EDI如特开2001-239270号公报中所示，在由位于一侧的阳离子交换膜、另一侧的阴离子交换膜及位于该阴离子交换膜与该阳离子交换膜之间的中间离子交换膜所区划隔开的2个小脱盐室中，填充离子交换体而构成脱盐室，通过上述阳离子交换膜、阴离子交换膜，而在脱盐室二侧设置浓缩室，将这些脱盐室及浓缩室配置于具有阳极的阳极室与具有阴极的阴极室之间。然后，一边施加电压一边将被处理水流入其中一小脱盐室中，接着将该小脱盐室的流出水流入另一小脱盐室中，并且，将浓缩水流入浓缩室中以去除被处理水中的杂质离子，而获得脱离子水。根据该种构造的EDI，可将2个小脱盐室的当中至少1个脱盐室中所填充的离子交换体设为例如仅为阴离子交换体、或仅为阳离子交换体等单一离子交换体、或者阴离子交换体与阳离子交换体的混合交换体，可按每种离子交换体的种类设定可降低电阻且能获得较高性能的最佳厚度。但在流入该种EDI中的被处理水的硬度较高的情况下，在EDI的浓缩室中将发生碳酸钙或氢氧化镁等积垢。当发生积垢时，该部分的电阻将上升造成电流不易流动。即，为能流通与无积垢发生的地方相同的电流值，需要提高电压，而导致消耗电力增加。此外，在积垢附着的地方将因浓缩室内产生的电流密度不同，导致在脱盐室内发生电流不均匀化。此外，若积垢附着量再增加，通水差压将上升，同时电压也将更加上升，在超过装置的最大电压值的情况下，将导致电流值降低。在这种情况下，去除离子必需的电流流动将消失，导致处理水质降低。甚至，所生成的积垢将侵蚀至离子交换膜内，最终也有使离子交换膜破裂的可能性。作为解决该种问题的一种对策，是使硬度较低的被处理水流入EDI中的方法。当降低被处理水硬度时，因浓缩室内尚未达到溶度积，故不致引起积垢的发生。但实际上，即便在用这种硬度较低的被处理水施行通水处理时，在浓缩室中仍将发生碳酸钙或氢氧化镁等积垢发生的情况。在这种情况下，将发生如上所述的问题。另外，在特开2001-225078号公报中，揭示有在浓缩室的阴离子交换膜侧配置着特定构造的阴离子交换体的EDI。根据该EDI，通过多孔性阴离子交换体表面而促进对OH-离子的浓缩液的扩散稀释，实现迅速降低该表面的OH-离子浓度。另一方面，硬度成分离子较难侵入多礼性阴离子交换体内部，而降低OH-离子与硬度成分离子接触并反应的机会，因此将抑制硬度成分的析出与蓄积。再者，在特开2002-1345号公报中揭示浓缩室中所容纳的离子交换体由水渗透性不同的至少2层构成，且水渗透性较小的层配置于阴离子交换膜侧，至少表面上具有阴离子交换基的EDI。根据该EDI，含有大量在水渗透性较大层中移动过的硬度成分的浓缩液，在到达水渗透性较小层的后，移动力将降低，可防止其流入阴离子交换膜的浓缩室侧表面，抑制硬度成分的析出或蓄积。但是，在特开200)-225078号公报或特开2002-1345号公报中，供应给浓缩室的水的条件并不明确，且对于在长期运转中如何防止积垢的发生也未明示。甚至，对EDI处理水的水质的影响也未有任何记载。供应给EDI的水，通常采用将自来水或工业用水进行粗脱盐的反渗透膜的渗透水。反渗透膜虽除去离子成分，但是气体成分却几乎未被去除而穿透反渗透膜。所以在反渗透膜的穿透水中，仍然残留作为碳酸气体穿透反渗透膜的高浓度游离碳酸。游离碳酸因为属于EDI的阴离子负荷且呈弱酸性，故容易残留于处理水中，成为水质不良的原因。因此，在EDI前段设置膜脱气等脱碳酸装置，通过将已去除碳酸的水供应给EDI，来减轻碳酸的负荷量，从而实现处理水水质的提高。进而，设置该脱碳酸装置的方法，对提高比碳酸更不易去除的氧化硅的去除性能方面也有效。所以，当要求高纯度的处理水质的情况时便需要脱碳酸装置。但是，为获得这种高纯度的处理水质，在EDI前段设置脱碳酸装置，将该脱碳酸装置的处理水当作EDI的被处理水并形成浓缩水，且在浓缩室的阴离子交换膜阳极侧设置着阴离子交换体，即便如此，在长时间运转中仍会发生硬度成分等积垢。
技术实现思路
在本专利技术中，在EDI中，将含游离碳酸的水供应给在阴离子交换膜阳极侧的已填充阴离子交换体的浓缩室。由此，即使在长时间运转中仍可抑制浓缩室内积垢的发生。此外，在浓缩室的阴离子交换膜阳极侧配设阴离子交换体，而在该阴离子交换体与阳离子交换膜之间配设不具有强碱性阴离子交换基的水渗透性体。根据该构造，因阴离子交换体实质上并没接触到阳离子交换膜，故从阴离子交换体移动过来的碳酸氢离子，在到达阳离子交换膜之前便与浓缩水一起扩散于下游，可防止处理水质的降低。在本专利技术方案(1)中，电气式脱离子水制造装置(EDI)具有脱盐室，其在具有阳极的阳极室与具有阴极的阴极室之间，阳极侧用阴离子交换膜加以区隔，而阴极侧用阳离子交换膜区隔；和浓缩室，其阳极侧用阳离子交换膜加以区隔，而阴极侧用阴离子交换膜加以区隔，且在阴离子交换膜的阳极侧填充阴离子交换体。并且，在这种电气式脱离子水制造装置中，将含游离碳酸的水供应给该浓缩室。其中，在EDI中积垢发生的机理如下所述。即，在EDI中，当电流通过时，被处理水中所含的碳酸(游离碳酸、碳酸氢离子、碳酸离子的总称)，在脱盐室中通过由水解离产生的大量氢氧化物离子的作用，被阴离子交换树脂以碳酸离子形式捕捉。所以，碳酸离子将与氢氧化物离子及被捕捉于树脂中的氯化物离子等其它阴离子一起通过阳极侧的阴离子交换膜，并朝浓缩室移动。因而，在浓缩室的阴离子交换膜附近处的pH将形成局部碱性。而从另一边，同样被阳离子交换膜所捕捉，且移动通过阳离子交换膜的钙离子、镁离子的硬度成分离子，将集中于浓缩室的阴离子交换膜面上。在此，碳酸离子、氢氧化物离子接触钙离子、镁离子，而将碳酸钙、氢氧化镁以积垢形式析出。如本方案(1)所示，在浓缩室的阴离子交换膜阳极侧存在阴离子交换体时，穿透过阴离子交换膜的碳酸离子或氢氧化物离子，将不在浓缩水中移动，而通过导电性较高的阴离子交换体。此时，当浓缩室中流动的浓缩水中含有游离碳酸时，该游离碳酸将与在阴离子交换体中流动的碳酸离子或氢氧化物离子进行反应，形成碳酸氢离子。该碳酸氢离子将在阴离子交换体的阳极侧中首先被释放于浓缩水中。因为碳酸氢钙或碳酸氢镁远较碳酸钙与氢氧化镁难以析出，故会抑制浓缩室内的积垢的发生。此外，释放于浓缩水中的碳酸氢离子，将与从另一侧通过阳离子交换膜而移动来的氢离子形成游离碳酸。然后，所获得的游离碳酸，便可与浓缩室下游的离子交换体中的碳酸离子或氢氧化物离子再度进行反应。如此根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电气式脱离子水制造装置的运转方法，在具有：在具有阳极的阳极室与具有阴极的阴极室之间，阳极侧利用阴离子交换膜区隔，而阴极侧利用阳离子交换膜区隔的脱盐室；以及阳极侧利用阳离子交换膜区隔，而阴极侧利用阴离子交换膜区隔，且在阴离子交换膜的阳极侧其填充着阴离子交换体的浓缩室的电气式脱离子水制造装置中，将含游离碳酸的水供应给该浓缩室。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：川口修，日高真生，
申请(专利权)人：奥加诺株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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