电去离子装置及纯水制造装置制造方法及图纸

一种相比于现有的高性能电去离子装置而言、硼除去性能进一步被改善了的电去离子装置。本发明专利技术的电去离子装置具有：阴极和阳极；以及，通过在该阴极与阳极之间排列多个阳离子交换膜和阴离子交换膜而交替形成的浓缩室及脱盐室，该脱盐室填充有离子交换树脂，所述电去离子装置的特征在于，所述离子交换树脂是平均粒径为100～300μm的离子交换树脂。优选该离子交换树脂的均一系数为1.1以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电去离子装置及纯水制造装置
本专利技术涉及能高度除去被处理水中的硼的电去离子装置及纯水制造装置、以及使用该电去离子装置的去离子水的制造方法
技术介绍
由自来水、地下水、工业用水等原水制造超纯水的超纯水制造装置，基本上由前处理装置、一次纯水制造装置以及二次纯水制造装置构成。前处理装置由凝集、浮上、过滤、除浊膜装置等构成。一次纯水制造装置由活性碳吸附塔、紫外线(UV)氧化装置、化学氧化装置、脱气装置等中的一种或两种以上的装置、以及脱盐装置构成。脱盐装置由反渗透(RO)膜分离装置、电去离子装置、离子交换装置(混合床式离子交换装置或离子交换纯水装置)中的一种或两种以上的组合构成。二次纯水制造装置适当组合与一次纯水制造装置相同的装置单位而成，通常由低压UV氧化装置、混合床式离子交换装置、以及超滤(UF)膜分离装置构成。在所述各装置单位中，原水的脱盐通过RO膜分离装置、电去离子装置、以及混合床式离子交换装置进行。原水中的微粒的除去通过RO膜分离装置及UF膜分离装置进行。TOC成分的除去通过RO膜分离装置、离子交换纯水装置、低压UV氧化装置进行。近年来，在超纯水制造中，关于硼，逐渐寻求例如1ppt以下的严谨的水质。在RO膜分离装置与电去离子装置的组合中，也已提出一种硼除去率高的电去离子装置(例如，栗田工业(股)制“KCDI-UPz”等)，但是，即使是这种高性能的电去离子装置，其硼除去率为99.9％左右。因此，例如通过RO膜分离装置处理硼浓度为20ppb左右的被处理水而得到硼浓度为10ppb左右的RO透过水，即使通过硼除去率为99.9％的电去离子装置对其进行处理，所得的处理水(去离子水)的硼浓度也仅成为10ppt，不能得到硼浓度为1ppt以下的处理水。通常的电去离子装置也已提供一种在阴极与阳极之间交替排列多个阳离子交换膜与阴离子交换膜，由此交替形成浓缩室及脱盐室，在脱盐室填充离子交换树脂而成，进而在浓缩室也填充有离子交换树脂的装置。在现有的电去离子装置中，填充于脱盐室、进而填充于浓缩室的离子交换树脂是粒径为500～600μm左右的树脂，此外，大多数情形下并未考虑有关粒径的均一性。例如，在专利文献1的实施例中，在电去离子装置的脱盐室填充三菱化学(股)制“DIAION(注册商标)SA10A”(平均粒径540μm)作为阴离子交换树脂、以及三菱化学(股)制“DIAION(注册商标)SK1B”(平均粒径620μm)作为阳离子交换树脂。专利文献2中提出了一种去离子水制造装置，其在脱盐室被填充有：具有粒径不同的多个均一粒径的离子交换树脂粒子群的混合物，而且具有最大均一粒径的离子交换树脂粒子群的粒径是具有最小均一粒径的离子交换树脂粒子群的粒径的1.5倍以上。在专利文献2中，具有最小均一粒径的离子交换树脂粒子群的粒径被设为30～600μm，但是实施例中具体使用的离子交换树脂是平均粒径为630μm的阳离子交换树脂、平均粒径为220μm的阳离子交换树脂、以及平均粒径为575μm的阴离子交换树脂的25/22.5/52.5(重量比)的混合物。在专利文献3的实施例中记载了将离子交换成型体填充于脱盐室，该离子交换成型体是用粘合剂使平均粒径为600μm的阳离子交换树脂与平均粒径为550μm的阴离子交换树脂成型而成的。专利文献1：日本特开2001-113281号公报；专利文献2：日本特开平10-258289号公报；专利文献3：日本特开2002-1345号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的课题在于，提供相较于现有的高性能电去离子装置而言，硼除去性能进一步被加以改善的电去离子装置、以及使用该电去离子装置的去离子水的制造方法及纯水制造装置。本专利技术人等为解决上述课题而不断精心研究，结果发现，通过使用相较于以往使用的离子交换树脂而言粒径更小且具有均一粒径的离子交换树脂作为填充于电去离子装置的脱盐室、进而填充于浓缩室的离子交换树脂，能够高度除去被处理水中的硼。解决问题的技术方案本专利技术是基于如上所示的发现而完成的，其要旨如下。[1]一种电去离子装置，具有阴极和阳极、以及通过在该阴极与阳极之间排列多个阳离子交换膜及阴离子交换膜而交替形成的浓缩室及脱盐室，该脱盐室中填充有离子交换树脂，前述电去离子装置的特征在于，前述离子交换树脂是平均粒径为100～300μm的离子交换树脂。[2]如[1]所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂的均一系数为1.1以下。[3]如[1]或[2]所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂是阴离子交换树脂与阳离子交换树脂的混合树脂。[4]如[3]所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂在前述脱盐室的通水方向的入口侧是阴离子交换树脂：阳离子交换树脂＝60～90：40～10(干燥重量比)的混合树脂，在出口侧是阴离子交换树脂：阳离子交换树脂＝40～60：60～40(干燥重量比)的混合树脂。[5]如[1]至[4]中任一项所述电去离子装置，其中，前述浓缩室填充有平均粒径为100～300μm的离子交换树脂。[6]如[5]所述的电去离子装置，其中，填充于前述浓缩室的离子交换树脂的均一系数为1.1以下。[7]如[5]或[6]所述的电去离子装置，其中，填充于前述浓缩室的离子交换树脂为阴离子交换树脂与阳离子交换树脂的混合树脂。[8]如[7]所述的电去离子装置，其中，填充于前述浓缩室的离子交换树脂为阴离子交换树脂：阳离子交换树脂＝40～70：60～30(干燥重量比)的混合树脂。[9]一种去离子水的制造方法，其特征在于，使被处理水流通至[1]至[8]中任一项所述的电去离子装置的前述脱盐室，使该脱盐室的流出水的一部分以与该脱盐室的通水方向相反的方向流通至前述浓缩室，将剩余部分作为处理水排出。[10]一种纯水制造装置，其特征在于，具备[1]至[8]中任一项所述的电去离子装置、以及设置于前述电去离子装置的前级的反渗透膜分离装置。专利技术效果通过本专利技术，能够高度除去被处理水中的硼，而且能得到硼浓度为1ppt以下的处理水。具体实施方式以下，详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术的特征在于，在电去离子装置的脱盐室填充平均粒径为100～300μm且均一系数优选为1.1以下的离子交换树脂。在本专利技术中，通过使用平均粒径为100～300μm的、相比于以往使用的平均粒径为500～600μm左右的离子交换树脂而言更小粒径的离子交换树脂而得到的电去离子装置的硼除去性能的提升效果，其作用机制的详细内容虽不明确，但考虑如下。相对于粒径为500～600μm左右的现有的离子交换树脂，如果使用平均粒径为100～300μm的小粒径的离子交换树脂，则相对于相同的量的离子交换树脂，参与硼的吸附除去的离子交换树脂的表面积成为4～5倍，被离子交换树脂吸附的硼传至离子交换树脂的表面，排出至浓缩室的效率大幅提升。在该情况下，通过使用均一系数为1.1以下的粒径一致的离子交换树脂，即使使用小粒径的离子交换树脂，填充于脱盐室内时的空隙率也能够与使用大粒径的离子交换树脂时大致相等，能够抑制脱盐室内的通水差压的增加，较为理想。如果填充于脱盐室的离子交换树脂的平均粒径大于300μm，则不能充分得到通过使用小粒径的离子交换树脂而得到的本专利技术的效果。另一方面，平均粒径小于100μm的离子交换树脂在处理性、通水阻力的方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电去离子装置，具有阴极和阳极、以及通过在该阴极与阳极之间排列多个阳离子交换膜和阴离子交换膜而交替形成的浓缩室及脱盐室，该脱盐室中填充有离子交换树脂，前述电去离子装置的特征在于，前述离子交换树脂是平均粒径为100～300μm的离子交换树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.17 JP 2015-0287361.一种电去离子装置，具有阴极和阳极、以及通过在该阴极与阳极之间排列多个阳离子交换膜和阴离子交换膜而交替形成的浓缩室及脱盐室，该脱盐室中填充有离子交换树脂，前述电去离子装置的特征在于，前述离子交换树脂是平均粒径为100～300μm的离子交换树脂。2.如权利要求1所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂的均一系数为1.1以下。3.如权利要求1或2所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂是阴离子交换树脂与阳离子交换树脂的混合树脂。4.如权利要求3所述的电去离子装置，其中，前述离子交换树脂，在前述脱盐室的通水方向的入口侧是阴离子交换树脂与阳离子交换树脂的干燥重量比即阴离子交换树脂：阳离子交换树脂＝60～90：40～10的混合树脂，在出口侧是阴离子交换树脂与阳离子交换树脂的干燥重量比即阴离子交换树脂：阳离子交换树脂＝40～60：60～40的混合树脂。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤伸，宫崎洋一，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP