JP2001113281A

JP2001113281A - 電気脱イオン装置及び純水製造装置

Info

Publication number: JP2001113281A
Application number: JP2000240054A
Authority: JP
Inventors: Kiminobu Osawa; 公伸大澤; Osamu Kato; 修加藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2001-04-24
Anticipated expiration: 2020-08-08
Also published as: JP3826690B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリカ、ホウ素などの弱電解質の除去率を飛
躍的に向上させることができ、超純水製造装置の一次純
水システムや回収系に好適な電気脱イオン装置と、この
電気脱イオン装置を用いて、比抵抗値１８．０ＭΩ・ｃ
ｍ以上の高水質処理水を得ることができる純水製造装置
を提供する。【解決手段】陰極と陽極の間に複数のカチオン交換膜
とアニオン交換膜とを配列して、濃縮室と脱塩室とを交
互に形成し、脱塩室にイオン交換体を充填してなる電気
脱イオン装置において、ｐＨ８．５以下の被処理水をア
ルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、被処
理水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水を得るこ
とができる電気脱イオン装置３Ａ。被処理水を複数段の
電気脱イオン装置３Ａ，３Ｂに通水するように接続した
純水製造装置であって、最前段の電気脱イオン装置３Ａ
としてこの電気脱イオン装置を用いた純水製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体、液晶、製
薬、食品、電力等の分野の各種産業、民生用又は研究設
備で利用される脱イオン水を製造する電気脱イオン装置
に係る。特に、シリカ、ホウ素などの弱電解質の除去率
を飛躍的に向上させることができ、超純水製造装置の一
次純水システムや回収系に好適な電気脱イオン装置に係
る。さらに、本発明は、この電気脱イオン装置を採用し
ており、比抵抗値１８．０ＭΩ・ｃｍ以上の高水質処理
水を得ることを可能とした純水製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】脱イオン水を製造する電気脱イオン装置
は、半導体製造工場、液晶工場、食品工業、電力工業等
の各種産業、民生用ないし研究施設等において使用され
ている。図３に示す如く、電極（陽極１１、陰極１２）
の間に複数のアニオン交換膜１３及びカチオン交換膜１
４を交互に配列して濃縮室１５と脱塩室１６とを交互に
形成し、脱塩室１６にイオン交換樹脂、イオン交換繊維
もしくはグラフト交換体等からなるアニオン交換体とカ
チオン交換体とを混合もしくは複層状に充填した電気脱
イオン装置が特公平４−７２５６７号公報、特許第２７
５１０９０号公報、特許第２６９９２５６号公報に記載
されている。１７は陽極室、１８は陰極室である。

【０００３】電気脱イオン装置は、水解離によってＨ^＋
イオンとＯＨ⁻イオンとを生成させ、脱塩室内に充填さ
れているイオン交換体を連続して再生することによっ
て、効率的な脱塩処理が可能である。電気脱イオン装置
は、従来から脱塩処理に広く用いられてきたイオン交換
樹脂装置のような薬品を用いた再生処理を必要とせず、
完全な連続採水が可能である。

【０００４】図１２はこの電気脱イオン装置の基本的な
構成を示す分解図である。

【０００５】陰極側のエンドプレート１０１に沿って陰
極電極板１０２が配置され、この陰極電極板１０２の周
縁部に枠状の陰極用スペーサ１０３が重ね合わされる。
この陰極用スペーサ１０３の上にカチオン交換膜１０
４、脱塩室形成用の枠状フレーム１０５、アニオン交換
膜１０６及び濃縮室形成用の枠状フレーム１０７がこの
順に重ね合わされる。このカチオン交換膜１０４、脱塩
室形成用の枠状フレーム１０５、アニオン交換膜１０６
及び濃縮室形成用の枠状フレーム１０７を１単位として
多数重ね合わされる。即ち、膜１０４、フレーム１０
５、膜１０６、フレーム１０７が連続して繰り返し積層
される。最後のアニオン交換膜１０６に対し枠状の陽極
用スペーサ１０８を介して陽極電極板１０９が重ね合わ
され、その上に陽極側エンドプレート１１０が重ね合わ
されて積層体とされる。この積層体はボルト等によって
締め付けられる。

【０００６】上記の脱塩室用フレーム１０５の内側スペ
ースが脱塩室となっており、この脱塩室にはイオン交換
樹脂等のイオン交換体１０５Ｒが充填される。濃縮室用
フレーム１０７の内側が濃縮室となっている。この濃縮
室にはメッシュスペーサなどが配置される。

【０００７】このような装置にあっては、陽極１０９と
陰極１０２の間に直流電流を通じ、且つ被処理水（原
水）を被処理水流入ライン１１１を通して脱塩室内に通
水せしめ、また、濃縮水を濃縮水流入ライン１１２を通
して濃縮室１０８内に通水せしめる。脱塩室内に流入し
てきた被処理水はイオン交換樹脂の充填層を流下し、そ
の際、該被処理水中の不純物イオンが除かれて脱イオン
水となり、これが脱イオン水流出ライン１１３を経て流
出する。

【０００８】一方、濃縮室内に通水された濃縮水は濃縮
室内を流下するときに、イオン交換膜１０４，１０６を
介して移動してくる不純物イオンを受け取り、不純物イ
オンを濃縮した濃縮水として濃縮水流出ライン１１４よ
り流出する。電極室にはそれぞれ導入ライン１１５，１
１６及び取出ライン１１７，１１８を介して電極水が流
通される。

【０００９】ところで、脱塩室内に上下方向に仕切り用
リブを設け、脱塩室内を上下方向に長い小室(セル)に区
画した電気脱イオン装置が特公平４−７２５６７号公報
に記載されている。このように脱塩室内をリブによって
細長い小室に区画し、各小室にそれぞれイオン交換樹脂
を充填した電気脱イオン装置にあっては、脱塩室の入口
から出口に向って局部的に偏って水が流れるチャンネル
化現象が防止されると共に、脱塩室内においてイオン交
換樹脂が圧縮されたり移動したりすることが防止され
る。

【００１０】上記の特公平４−７２５６７号の電気脱イ
オン装置にあっては、脱塩室を上下に細長い小室に区画
するため、小室の数に制限がある。即ち、あまり多くの
小室を形成することができない。また、リブによって水
の左右方向への流れが阻止されるため、水とイオン交換
樹脂との接触効率が悪い。さらに、小室の下部にあって
はイオン交換樹脂が圧縮され、上部に隙間があき、イオ
ン交換樹脂の充填率が低くなりがちであるという短所も
ある。

【００１１】図４は、電気脱イオン装置を組み込んだ従
来の純水製造装置を示す系統図であり、市水等の原水
は、活性炭装置１及び逆浸透（ＲＯ）膜装置２で処理さ
れた後、電気脱イオン装置３で処理される。

【００１２】このような電気脱イオン装置で、炭酸ガス
（ＣＯ_２）、シリカ、ホウ素などの弱電解物質を除去す
るためには、下記のようなイオン化反応を脱塩室内で生
起させ、イオンを発生させる必要がある。ＣＯ_２＋ＯＨ⁻→ＨＣＯ_３ ⁻ （ｐＫａ＝６．３５）ＳｉＯ_２＋ＯＨ⁻→ＨＳｉＯ_３ ⁻ （ｐＫａ＝９．８６）Ｈ_３ＢＯ_３＋ＯＨ⁻→Ｂ（ＯＨ）_４ ⁻ （ｐＫａ＝９．２４）

【００１３】これらの弱電解物質のうち、ＣＯ_２のよう
に解離定数ｐＫａ値が低い物質は印加電圧を高めて水解
離を起こさせれば、従来の電気脱イオン装置でも完全に
除去することができるが、シリカ、ホウ素などの解離定
数が高い物質は印加電圧を上げても６０〜９０％程度ま
でしか除去することができない。

【００１４】このような問題点を解決するために、従
来、次のような方法が提案されている。Ｉ. 脱塩室のイオン交換層をアニオン交換層、カチオ
ン交換層とする複層充填とし、該アニオン交換層で一時
的にアルカリ性にする方法（特開平４−７１６２４号公
報） II．電気脱イオン装置の原水のｐＨを９．５〜１１．
５に調整して通水する方法（ＵＳＰ４，２９８，４４
２） III．シリカを除去するために、従来の電気脱イオン
装置を多段に設けて通水したり、前段のＲＯ膜装置を多
段にする方法。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】Ｉの脱塩室内のイオン
交換層を複層充填とする方法では、半導体分野等での要
求シリカ濃度＜０．１ｐｐｂを達成することはできな
い。

【００１６】IIの原水のｐＨを上げる方法では、シリカ
の除去効率は５〜１０％程度向上するが、ｐＨ調整のた
めに苛性ソーダなどの薬液注入設備が必要となる。原
水中のＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋等の硬度成分はスケールを生
成するため、軟化装置等で完全に除去する必要があり、
設備コストが上昇する。

【００１７】IIIの方法では、電気脱イオン装置で処理
された水にはシリカやホウ素が０．５〜１．０ｐｐｂ以
上含まれるため、電気脱イオン装置の後段に非再生型混
床式イオン交換装置を配置する必要がある。

【００１８】一般に電気脱イオン装置では限界電流密度
以上の電流を流して脱塩を行うが、この時、前述のよう
に水解離が生じてＯＨ⁻、Ｈ^＋が発生し、電荷を運ぶよ
うになる。このＨ^＋イオンのイオン移動度は３４９．７
ｃｍ^２Ω^−１ｅｑ^−１で、他のイオンのイオン移動度
（３０〜７０ｃｍ^２Ω^−１ｅｑ^−１）に比べ、圧倒的に
速い（イオン移動度は無限希釈溶液におけるデータ、日
本化学会編「化学便覧」参照）。このため、特に脱塩室
の厚みＷが大きくなると、水解離が生じたときにイオン
移動度の違いによる移動速度の差が広がり、Ｈ^＋は速や
かにに濃縮室側に排出され、ＯＨ⁻イオンが脱塩室に取
り残され易い。また、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋などの多価の
カチオンやアニオンは比較的容易に濃縮室側に排出され
るが、Ｎａ ^＋、Ｋ^＋は１価であると共に、Ｈ^＋イオンが
電荷を運ぶ役割をしているため、脱塩室に残り易い。こ
の結果として、処理水中にＮａＯＨ、ＫＯＨ等の１価の
アルカリ金属水酸化物が含有されるようになり、処理水
（脱イオン水）のｐＨはアルカリ性となる。

【００１９】なお、同様の理由で濃縮水は、ｐＨが逆に
酸性となる。

【００２０】本発明は上記従来の問題点を解決し、苛性
ソーダなどの薬液を注入することなく、また、スケール
が生成せず、シリカ、ホウ素等の弱電解質の除去率が著
しく高い電気脱イオン装置と、この電気脱イオン装置を
用いた純水製造装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の電気脱イオン装
置は、陰極、陽極、該陰極と陽極の間に複数のカチオン
交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成さ
れて、濃縮室と脱塩室及び、該脱塩室に充填されたイオ
ン交換体を有する。脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は
電流、通水ＳＶを調整することにより、ｐＨ８．５以下
の被処理水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理し
たときに、被処理水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの
処理水が得られる。

【００２２】本発明の電気脱イオン装置によると、シリ
カ、ホウ素等の弱電解物質が被処理水から効率的に除去
される。

【００２３】本発明の純水製造装置は、被処理水が順次
通水される複数段の電気脱イオン装置を有する。最前段
の電気脱イオン装置が本発明の電気脱イオン装置であ
る。

【００２４】原水は最前段の電気脱イオン装置において
一部の炭酸ガス、シリカ、ホウ素、硬度成分が除去され
る。最前段の電気脱イオン装置で処理された水は、原水
と同等の導電率を有し、原水よりも高いｐＨを有する。
処理水は、更に、通常の電気脱イオン装置で処理され、
残留するシリカやホウ素、及びその他のイオンが除去さ
れる。

【００２５】脱塩室の厚みが特公平４−７２５６７号公
報に示された１．２６〜６．３５ｍｍよりも厚く、かつ
脱塩室にアニオン交換体単独もしくはアニオン交換体と
カチオン交換体との混合が充填された電気脱イオン装置
は特異な挙動を示す。即ち、逆浸透膜装置(ＲＯ装置)か
ら取り出されたアルカリ金属イオン及びアルカリ土類金
属イオンを少量含む水が電気脱イオン装置を通過する
と、水中の炭酸ガス（ＣＯ_２）やアニオンは除去され、
シリカ、ホウ素も約９０％除去される。また、Ｃ
ａ^２＋、Ｍｇ^２＋等の硬度成分も除去される。ところ
が、Ｎａ，Ｋ等の１価のカチオンは除去率が悪く、結果
として処理水にはモル伝導率が大きいＮａＯＨ、ＫＯＨ
などのアルカリ成分がリークしてくるため、ｐＨが上昇
すると共に、導電率も若干大きくなる傾向にある。

【００２６】電気脱イオン装置がこのような現象を起こ
す原因の詳細は明らかではないが、次のように推定され
る。即ち、電気脱イオン装置では限界電流密度以上の電
流を流して脱塩を行うが、この時、前述のように水解離
が生じてＯＨ⁻、Ｈ^＋が発生し、電荷を運ぶようにな
る。このＨ^＋イオンのイオン移動度は３４９．７ｃｍ^２
Ω^−１ｅｑ^−１で、他のイオンのイオン移動度（３０〜
７０ｃｍ^２Ω^−１ｅｑ⁻ ^１）に比べ、圧倒的に速い（イ
オン移動度は無限希釈溶液におけるデータ、日本化学会
編「化学便覧」参照）。このため、脱塩室厚みが厚くな
ると、水解離が生じたときにイオン移動度の違いによる
移動速度の差が広がり、Ｈ^＋が一方的に濃縮室側に排出
されることになり、ＯＨ⁻イオンが脱塩室に取り残され
るようになる。Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋などの多価のカチオ
ンやアニオンは比較的容易に濃縮室側に排出されるが、
Ｎａ^＋、Ｋ^＋はＨ^＋イオンが電荷を運ぶ役割をしている
ため脱塩室に残る。結果として、処理水からはＮａＯ
Ｈ、ＫＯＨ等の１価のアルカリ金属がリークすることと
なり、ｐＨが上昇する。

【００２７】同様の理由で濃縮室では、ＯＨ⁻が排出さ
れ難く、Ｈ^＋が排出され易いため、ｐＨが酸性となる。
従って、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋等が高濃度で濃縮されても
スケールを生成することはない。

【００２８】本発明の電気脱イオン装置は、最も陽極側
の脱塩室のアニオン交換膜と陽極との間にカチオン交換
膜を配置し、このカチオン交換膜と該最も陽極側の脱塩
室との間を濃縮室とし、このカチオン交換膜と陽極との
間を陽極室としてもよい。

【００２９】かかる電気脱イオン装置にあっては、陰極
室のカチオン濃度が高く、電極間の電気抵抗が小さい。
従って、セル電圧を低減することができる。この陰極室
でのスケール発生を防止するには、陰極室に流入する電
極水のｐＨを低く（酸性）とする。このためには、この
電極水として用いられる濃縮室流出水のｐＨを低くすれ
ば良く、このためには脱塩室の厚さを大きくすれば良
い。

【００３０】本発明の電気脱イオン装置は、被処理水を
複数段の電気脱イオン装置に通水するように接続した純
水製造装置の最前段の電気脱イオン装置として好適であ
る。１０μＳ／ｃｍの導電率、２００ｐｐｂのシリカ、
２０ｐｐｂのホウ素を含む被処理水が本発明の電気脱イ
オン装置に通水され、次いで通常の電気脱イオン装置に
通水されると、比抵抗値１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカ、
ホウ素は０．１ｐｐｂ以下と、理論純水に近くなる。先
行する電気脱イオン装置で、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２ ^＋の硬度
成分が除去されるので、スケールが後続する電気脱イオ
ン装置で発生せず、水回収率が９５％以上になる。先行
する電気脱イオン装置の濃縮室からは酸性水が取り出さ
れ、後続する電気脱イオン装置の濃縮室からはアルカリ
水が取り出される。これらは、混合されて前処理装置で
あるＲＯ膜装置の前段に戻されてもよい。

【００３１】図７，８に示すように、７ｍｍ以上の厚い
セルと、７ｍｍ未満の薄いセルを一つの電気脱イオン装
置内に設置され、水が厚いセルから薄いセルへと直列に
流れてもよい。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の電気脱イオン装置の実施
の形態を詳細に説明する。

【００３３】本発明の電気脱イオン装置は、ｐＨ８．５
以下の被処理水（電気脱イオン装置の給水）にアルカリ
薬剤を添加することなく処理した場合において、被処理
水よりもｐＨが１．０以上、好ましくは１．３〜３．０
程度高い処理水（脱イオン水）を得ることができるよう
構成されている。

【００３４】本発明の電気脱イオン装置内において、水
のｐＨが上昇することにより、シリカやホウ素等の弱電
解物質及び硬度成分が効率よく除去される。

【００３５】本発明の電気脱イオン装置は、次のi），i
i）の構成を採用することが好ましい。ｉ）脱塩室の厚さは７ｍｍ以上が好ましく、処理水の
ｐＨを効率良く上げるために、脱塩室の厚さは８〜３０
ｍｍがより好ましい。脱塩室の厚みとは、図３のＷで示
す如く、陽極１１と陰極１２との間の脱塩室１６の厚み
を指す。ｉｉ）脱塩室のイオン交換体はアニオン交換体とカチ
オン交換体との混合層が最も良い。印加電圧が高いとき
には、アニオン交換体の単独層でもよい。一部の脱塩室
に混合層が充填され、他の脱塩室にアニオン交換体層が
充填されてもよい。

【００３６】脱塩室にアニオン交換体とカチオン交換体
が交互に充填される複層充填は、脱塩室が７ｍｍ以上の
厚さであっても、処理水比抵抗値が上昇し、ｐＨは中性
となる。これは、ナトリウムイオンなどの１価のカチオ
ンがカチオン交換層で除去されてしまうためである。

【００３７】１段目もしくは２段目以降の該電気脱イオ
ン装置の濃縮室にイオン交換体が充填されていてもよ
く、このようにすればセル電圧が低減され、消費電力が
減少する。濃縮室にイオン交換体が無く、セル電圧が１
５Ｖ／ｃｅｌｌの場合と、濃縮室にイオン交換体が充填
され、セル電圧が３〜６Ｖ／ｃｅｌｌの場合とで、同等
の処理が可能である。

【００３８】イオン交換体の種類は、ビーズ状、繊維状
のイオン交換樹脂、繊維や不織布等にグラフト重合を利
用して交換基を導入したグラフト重合交換体などのいず
れであっても良い。

【００３９】良好な水質を得るためには、イオン交換体
としては均一寸法のビーズ状のイオン交換樹脂が好まし
い。この「均一寸法のイオン交換樹脂」とはビーズの９
０％が平均ビード寸法の１０％以内にあり、ビード混合
物内におけるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の相
対平均寸法が少なくとも０．８のものを指す。

【００４０】最も好ましくは上記ｉ）及びｉｉ）の構成
を採用した電気脱イオン装置が次の条件で運転される。

【００４１】脱塩室セルは１〜５０Ｖ／ｃｅｌｌ、好ま
しくは６〜５０Ｖ／ｃｅｌｌ、特に好ましくは１０〜３
０Ｖ／ｃｅｌｌの電圧が印加される。水は３０〜１５０
／ｈｒ、好ましくは５０〜１００／ｈｒのＳＶで流れ
る。印加電圧が低すぎる場合、及びＳＶが高すぎる場合
は処理水に塩化物イオン等の１価のアニオンやシリカ、
ホウ素が漏出する。逆に印加電圧が高すぎる場合及びＳ
Ｖが低すぎる場合は１価のカチオンが過度に除去され
る。

【００４２】電気脱イオン装置の脱塩室内部のｐＨが
９．０以上であると、シリカ、ホウ素が除去され易い。
脱塩室内部のｐＨを９以上にするには、セルの厚みが異
なる脱塩室を形成することにより可能である。具体的に
は、例えば（セル出口近傍の厚み／最大のセル厚み）の
比率が０．６以下とする。

【００４３】本発明に用いられるイオン交換膜は均一膜
及び不均一膜のいずれでも良いが、不均一膜は均一膜よ
りもＮａ^＋リーク率が高く、処理水ｐＨが上昇する。し
たがって、カチオン膜は不均一膜が好ましい。アニオン
膜はシリカ、ホウ素除去率維持のため均一膜の方がよ
い。

【００４４】０．８以下のアニオン交換膜の電気抵抗と
カチオン交換膜の電気抵抗との比（Ａ／Ｃ）は、Ｎａ^＋
を容易に除去する。

【００４５】このような処理効率を得るためには、特に
上記構成において、脱塩室厚みが１０〜２０ｍｍであ
り、脱塩室にアニオン交換体とカチオン交換体との混床
が充填され、イオン交換体は混合層とし、通水ＳＶが５
０〜１００／ｈｒであり、印加電圧が１０〜３０Ｖ／ｃ
ｅｌｌであると、被処理水中の硬度成分を５０％以上、
ホウ素、シリカ等の弱電解物質を９０％以上除去でき
る。

【００４６】本発明の電気脱イオン装置の他の構成は従
来の電気脱イオン装置と同様でよい。

【００４７】本発明の電気脱イオン装置へ供給される水
は、水道水、河川水、地下水等を逆浸透膜装置によって
処理したシリカ及び／又はホウ素を含有する水が好適で
ある。

【００４８】本発明の電気脱イオン装置は、Ｃａスケー
ルの発生を防止するために、下記式で算出されるスケー
ル指標数値ＳＩが５００以下特に２００以下となる条件
で運転されることが好ましい。スケール指標数値ＳＩ＝〔無機炭酸の単位膜面積当りの
負荷量（ｍｇ−ＣＯ _２／ｈｒ・ｄｍ^２）〕・〔濃縮水Ｃ
ａ^２＋濃度（ｍｇ−ＣａＣＯ_３／Ｌ）〕無機炭酸の単位膜面積当りの負荷量（ｍｇ−ＣＯ_２／ｈ
ｒ・ｄｍ^２）は、下記の式の通り、該電気脱イオン装置
のアニオン交換膜１ｄｍ^２当たりの負荷量（ｍｇ−ＣＯ
_２／ｈｒ）である。濃縮水Ｃａ^２＋濃度は濃縮室流出水
のＣａ^２＋濃度（ＣａＣＯ_３換算）である。

【００４９】

【数１】

【００５０】本発明者らは、電気脱イオン装置における
スケール発生のメカニズムを明らかにするために、電気
脱イオン装置の供給水に過剰量の無機炭酸及びＣａ^２＋
を混在させて、意図的にスケールを発生させた後、装置
を解体して濃縮室を観察した結果、濃縮室面側のアニオ
ン交換膜に炭酸カルシウムが付着していることを知見し
た。

【００５１】この知見から、本発明者らは、スケール発
生のメカニズムを次のように推定した。即ち、電気脱イ
オン装置を運転しているときには、アニオン交換膜の表
面近傍は局所的にアルカリになり、脱塩室からアニオン
交換膜を透過してくるＨＣＯ _３ ⁻もしくはＣＯ_３ ^２−及
びＯＨ⁻はアニオン交換膜付近で濃縮されており、そこ
へ濃縮室内の水に含まれるＣａ^２＋がアニオン交換膜面
へ引き寄せられ、これらが反応して炭酸カルシウムのス
ケールがアニオン交換膜面に発生する。

【００５２】そこで、本発明者らは更に研究を進めてい
き、アニオン交換膜の無機炭酸の単位膜面積当りの負荷
量と濃縮水のＣａ^２＋濃度を掛け合わせたスケール指標
数値ＳＩを５００以下とすればスケールが全く発生しな
いことを見出した。

【００５３】電気脱イオン装置の無機炭酸負荷量（ｍｇ
−ＣＯ_２／ｈｒ）は、電気脱イオン装置の供給水の無機
炭酸濃度（ｍｇ−ＣＯ_２／Ｌ）に流量（Ｌ／ｈｒ）を掛
けることにより求められ、従って、無機炭酸膜面積負荷
量（ｍｇ−ＣＯ_２／ｈｒ・ｄｍ^２）は、〔供給水の無機
炭酸濃度（ｍｇ−ＣＯ_２／Ｌ）〕と〔セル当たりの流量
（Ｌ／ｈｒ）／セル有効アニオン交換膜面積（ｄ
ｍ^２）〕との積で算出される。

【００５４】この電気脱イオン装置のスケール発生因子
の指標としてのスケール指標数値ＳＩを５００以下特に
２００以下にすることにより、電気脱イオン装置の濃縮
室内での炭酸カルシウムスケールの析出を確実に防止す
ることができ、該電気脱イオン装置を長期間に亘って安
定に運転することが可能となる。

【００５５】電気脱イオン装置では前述のように供給水
のイオンを排出させるのに必要な理論電流値以上の電流
を流して、脱塩室内で水解離を生じさせて、イオン交換
体を連続的に再生している。従って、電流を流すほどア
ニオン交換膜面のｐＨはアルカリ性になり、炭酸カルシ
ウムは析出し易くなる。そのため、許容ＳＩ値は電流値
によって変化する。

【００５６】処理水比抵抗値１０ＭΩ・ｃｍ程度を達成
すればよい電気脱イオン装置において、９０％以上の高
シリカ除去率が要求されない場合、又は２０％を超える
電流効率で運転するような場合には、ＳＩ値が２００以
下になるようにすればよく、好ましくは１５０以下であ
る。特に、経済的な考慮からは、必要以上の脱ガス装置
や軟化装置による処理を避けるために、ＳＩ値を８０〜
２００とするのが望ましい。

【００５７】電気脱イオン装置がシリカ除去率９０％以
上を要求される場合、即ち電流効率を２０％以下で運転
する場合は、ＳＩ値は１２０以下、特に８０以下で運転
することが好ましい。経済的にはＳＩ値を５０〜１２０
で運転するのが望ましい。

【００５８】濃縮室にイオン交換体を充填した電気脱イ
オン装置の場合には、アニオン交換膜を透過したＯＨ⁻
イオンが濃縮室内を移動し易くなるため、スケール層が
分散する効果がある。この場合、ＳＩ値は電流値を増加
させても８０以上で運転が可能であり、８０〜２００で
運転を行うことができる。この場合の特に好ましいＳＩ
値は８０〜１５０であるが、経済的な考慮を除けば８０
以下であっても良い。

【００５９】ＳＩ値を規定値以下にまで低下させるため
には、次のような方法がある。即ち、濃縮水のＣａ^２＋
濃度を低下させるためには、水回収率を下げたり、濃縮
室に軟化装置等のＣａ^２＋除去装置を設けてＣａ^２＋を
除去する方法がある。また、無機炭酸膜面積負荷量を低
下させるためには、電気脱イオン装置の処理水量を低下
させたり、電気脱イオン装置の上流側に脱ガス装置を設
けて無機炭酸を除去する方法がある。更に、電気脱イオ
ン装置の電流値を制御することによっても無機炭酸膜面
積負荷量を低下させることができる。

【００６０】本発明の電気脱イオン装置が８０％以上の
水回収率にて運転されると、濃縮室内の水の導電率が高
くなり、優れた処理水水質がもたらされる。

【００６１】１０ｐｐｍ以下のＣＯ_２濃度の被処理水
は、逆浸透膜分離装置に通された後、本発明の電気脱イ
オン装置に導入されてもよい。

【００６２】本発明では、濃縮室の導電率が５０μＳ／
ｃｍ以上とすることが好ましい。電気脱イオン装置にお
ける濃縮水の導電率と電気抵抗との関係は図１４の通り
であり、導電率が５０μＳ／ｃｍよりも小さくなると電
気抵抗が急激に増大する。従って、濃縮室出口の電気導
電率が５０μＳ／ｃｍないと電流値が確保できない。仮
に確保できたとしても電気抵抗値が上昇し、消費電力費
が上昇する。

【００６３】次に、本発明の純水製造装置について、図
１，２を参照して説明する。図１，２はそれぞれ本発明
の純水製造装置の実施の形態を示す系統図である。

【００６４】図１の純水製造装置は、直列に接続され
た、ＲＯ装置２、前段電気脱イオン装置３Ａ及び後段電
気脱イオン装置３Ｂを有する。図２の純水製造装置は、
直列に接続された活性炭装置１、ＲＯ膜装置２、前段電
気脱イオン装置３Ａ及び後段電気脱イオン装置３Ｂを有
する。

【００６５】前段電気脱イオン装置３Ａは、上記の本発
明に関わる。

【００６６】後段電気脱イオン装置３Ｂは、従来の電気
脱イオン装置を使用することができる。装置３Ｂの脱塩
室の厚みは前段電気脱イオン装置３Ａのそれよりも薄い
ことが好ましく、その厚みは２．０〜６．０ｍｍが望ま
しい。さらに２段目以降の電気脱イオン装置に以下の構
造のものを用いると高流速化、コンパクト化が可能であ
る。

【００６７】本構造を図９に示す。本発明の電気脱イオ
ン装置は、脱塩室内を区画部材によって多数の小室に区
画する。この各小室に臨む区画部材の少なくとも一部
は、脱塩室内の平均的な水の流れ方向に対して傾斜して
おり、この傾斜した部分は、水は通過させるが、イオン
交換体は通過させない構造となっている。このため、脱
塩室内に流入した水の少なくとも一部は、平均的な水の
流れ方向に対し斜め方向に流れるようになり、脱塩室内
の全体に分散して流れる。さらに膜面方向におけるイオ
ンの濃度境界層を破壊する攪拌効果も有する。これによ
って、イオン拡散抵抗が緩和するため、高流速処理が可
能となる。従って、水とイオン交換体との接触効率が向
上し、脱イオン特性が向上する。

【００６８】この小室を平均的な水の流れ方向及びこれ
と直交方向のいずれにおいても膜面に沿って複数個配置
することにより、（例えば縦横に多数配置することによ
り、）水とイオン交換体との接触効率がきわめて高いも
のとなる。また、各小室内の上下方向の高さが小さくな
り、イオン交換体が局部的に圧縮されにくくなる。従っ
て、小室に隙間が生じることがなく、イオン交換体の充
填密度が平均化する。

【００６９】この小室は、イオン交換膜面に投影した形
状が六角形又は四角形であることが好ましい。六角形の
場合には、１対の平行な辺が平均的な水の流れ方向とな
るように各小室を配置するのが好ましい。四角形の場合
には、各辺が平均的な水の流れ方向に対し傾斜するよう
に配置する。

【００７０】すべての小室に同種類のイオン交換体を充
填してもよく、一部の小室に他の小室とは異なるイオン
交換特性のイオン交換体を充填してもよい。例えば、第
１の小室にアニオン交換体を充填し、第２の小室にカチ
オン交換体を充填し、第３の小室に両性イオン交換体
（又はアニオン交換体とカチオン交換体との混合物）を
充填してもよい。

【００７１】上記構造を有する電気脱イオン装置を純水
製造装置の後段に設置すると、ＳＶを１２０〜２５０ｈ
^−１と高流速で通水しても、前段からリークしてきたＮ
ａ^＋等の一価のカチオンを除去することが可能となる。

【００７２】以下、図面を参照して後段電気脱イオン装
置の実施の形態について説明する。図９は後段電気脱イ
オン装置の実施の形態に係る脱塩室の構成を示す分解斜
視図、図１０は区画部材の通水状況を示す正面図であ
る。

【００７３】この脱塩室は、長方形状のフレーム１２０
と、このフレーム１２０内に配置された区画部材１２１
と、区画部材１２１によって形成された小室１２２内に
充填されたイオン交換体１２３と、フレーム１２０を挟
むように配置されたアニオン交換膜１２４及びカチオン
交換膜１２５とによって構成されている。区画部材１２
１は導電性を有していても良い。

【００７４】フレーム１２０の上部には被処理水（原
水）の導入用の通水孔１２６及び濃縮水（流入側）の通
水孔１２７が穿孔され、下部には脱塩水の通水孔１２８
及び濃縮水（排出側）の通水孔１２９が穿孔されてい
る。この原水導入用通水孔１２６及び脱塩水の通水孔１
２８は切欠状の水路１２６ａ，１２８ａを介してそれぞ
れフレーム１２０の内側に連通している。

【００７５】水路１２６ａは、図９では左上の小室にの
み連通するように図示しているが、左右方向の各小室に
原水が均等に分配されるように水路１２６ａは実際には
フレーム１２０の上部に複数設けられ、通水孔１２６は
最上部の各小室に直接に連通している。同様に、図９で
は水路１２８ａは右下の小室にのみ連通するように図示
してあるが、実際には水路１２８ａはフレーム１２０の
下部に複数個設けられており、通水孔１２８は最下部の
各小室に直接に連通している。

【００７６】この実施の形態に係る区画部材１２１は六
角形のハニカム形状のものであり、小室１２２は上下左
右に多数配置されている。各小室１２２の１対の側辺が
フレーム１２０の長手方向即ち上下方向となるように配
置されている。長手方向面１３１は通水性を有していて
もよく、有していなくてもよい。

【００７７】長手方向面１３１が通水性を有していない
と、小室内において水がイオン交換体と満遍なく接触し
がちとなり、これにより処理水質が向上する。

【００７８】この脱塩室を有した電気脱イオン装置の全
体構造それ自体は前記図１２と同じであり、原水、濃縮
水及び電極水の通水系路も同じである。

【００７９】図１２に示された通り、陰極電極板、陰極
用スペーサ及びカチオン交換膜によって囲まれて陰極室
が形成される。

【００８０】この電気脱イオン装置に通水して脱塩運転
を行う場合、脱塩室に流入した原水は、図１０の通り小
室１２２を囲む区画部材１２１を通過して隣接する小室
１２２に流れ込み、徐々に下方に流れ、この間に脱イオ
ン処理を受ける。そして、遂には脱塩室の下部に達し、
水路１２８ａを介して脱塩水取出用の通水孔１２８に流
入し、脱塩水として電気脱イオン装置外に取り出され
る。

【００８１】この脱塩室における平均的な水の流れ方向
は、原水流入用の水路１２６ａがフレーム１２０の上部
に存在し、脱塩水取出用の水路１２８ａがフレーム１２
０の下部に存在するところから、上から下に向う鉛直方
向となっている。この平均的な水の流れ方向に対し小室
の上部及び下部が傾斜しているので、被処理水は１つの
小室２２から左及び右側の小室１２２へ斜めに分かれて
流下するようになる。このため、被処理水が各小室１２
２にほぼ均等に分散して流れるようになり、被処理水と
イオン交換体との接触効率が良好なものとなる。

【００８２】この脱塩室にあっては、小室１２２が比較
的小さく、イオン交換体の自重及び水圧によって各小室
１２２内においてイオン交換体に対し加えられる下向き
の圧力が小さい。従って、いずれの小室１２２内におい
てもイオン交換体が圧縮されることがなく、イオン交換
体が小室内の下部において局部的に圧密化されることが
ない。

【００８３】各小室１２２に対して充填されるイオン交
換体としては、アニオン交換体、カチオン交換体、両性
イオン交換体、これらの２以上の混合物のいずれでもよ
い。

【００８４】図９，１０では小室は六角形であるが、図
１１の小室１４５の如く四角形例えば菱形であってもよ
い。

【００８５】本発明の電気脱イオン装置において、小室
のイオン交換膜面への投影面積は１〜１００ｃｍ^２とく
に２〜５０ｃｍ^２とりわけ３〜１０ｃｍ^２程度が好まし
い。小室を小さくするほど１つの小室に充填するイオン
交換体の量が少なくなり、イオン交換体の流動が抑制さ
れると共に、区画部材及び脱塩室の強度も大きくなる
が、脱塩室の通水圧損が大きくなる。

【００８６】充填するイオン交換体は、通常イオン交換
樹脂が使用されるが、イオン交換繊維やイオン交換不織
布でもよく、イオン交換樹脂とイオン交換繊維の混合物
でもよい。導電性の樹脂のようなイオン伝導体であって
もよい。

【００８７】前段電気脱イオン装置３Ａの脱塩室の厚み
が７ｍｍ以上、特に８〜３０ｍｍであり、後段電気脱イ
オン装置３Ｂの脱塩室の厚みが２．０〜６．０ｍｍであ
ると、前段電気脱イオン装置３Ａでシリカ、ホウ素等の
弱電解物質及び硬度成分が除去され、後段電気脱イオン
装置３Ｂでシリカ及びホウ素がさらに除去される。装置
３Ｂは、前段電気脱イオン装置３Ａからリークしたアル
カリ成分を除去するので、高水質の処理水が得られる。

【００８８】純水製造装置の前段電気脱イオン装置に供
給される水は、Ｎａ^＋を０．１ｐｐｍ as Ｎａ^＋以上含
有することが好ましい。それよりもＮａ^＋が少ない水に
対してはＮａＣｌを添加することが好ましい。

【００８９】前段電気脱イオン装置の処理水のｐＨを上
昇させるためには、被処理水中にＮａイオンを含有する
必要がある。被処理水中のＮａ^＋濃度と処理水ｐＨの関
係を図１５に示す。図１５のようにｐＨ８．５以上を確
保するためのＮａ^＋濃度は０．１ｐｐｍ as Ｎａ^＋以
上、好ましくは、０．５〜４ｐｐｍ as Ｎａ^＋である。

【００９０】純水製造装置の前段電気脱イオンに供給さ
れる水中のＣＯ_２濃度は３ｐｐｍ as ＣＯ_２以下である
ことが好ましい。

【００９１】アルカリ領域で解離する挙動を示すＣＯ_２
が原水中に多く含まれると、シリカ、ホウ素の除去率低
下を招く。ＣＯ_２が３ｐｐｍよりも多い場合には、上流
側に脱ガス装置を設置するか、ＲＯ膜装置給水ｐＨを８
以上にしてＨＣＯ^３−イオンとして除去するのが好まし
い。

【００９２】前段電気脱イオン装置３Ａの水回収率は６
０〜９０％とするのが好ましい。後段電気脱イオン装置
３Ｂの水回収率は９５％以上、例えば、９５〜９９％の
水回収率であっても、スケール障害を引き起こすことな
く良好な水質の処理水を得ることができる。

【００９３】前段電気脱イオン装置３Ａにおいて印加電
圧又は電流を上昇させると、前段電気脱イオン装置３Ａ
の処理水ｐＨが高くなる。従って、前段電気脱イオン装
置３Ａの処理水の排出配管にｐＨ計４を取り付けてｐＨ
を監視し、このｐＨ値が好ましくは８．５以上、より好
ましくは９．０〜１０．５程度となるように、前段電気
脱イオン装置３Ａの印加電圧や電流を制御するのが好ま
しい。前段電気脱イオン装置３ＡのＮａ除去率が９０％
以下であり、塩素イオン除去率が９５％以上であること
が望ましい。塩素イオン除去率が９５％以上であると、
ｐＨが高くなる。

【００９４】後段電気脱イオン装置３Ｂの処理水の排出
配管に比抵抗計５及びシリカ計６を取り付け、後段電気
脱イオン装置３Ｂの処理水の比抵抗値、シリカ濃度を監
視し、これらの値が目標値に到達するよう前段及び／又
は後段電気脱イオン装置３Ａ，３Ｂの印加電圧や電流を
制御するのが好ましい。

【００９５】電気脱イオン装置３Ａ，３ＢはＡ／（Ｑ・
ＳＶ）４０００以上で運転されると、シリカ及びホウ素
の除去率が向上する。即ち、Ａ／（Ｑ・ＳＶ）≧４０００である。Ａ：操作電流値（Ａ）Ｑ：１室当りの脱塩室内供給水流量（Ｌ／ｓｅｃ）ＳＶ：脱塩室内のイオン交換体当たりの供給水流量（Ｌ
／Ｌ−イオン交換体・ｓｅｃ）

【００９６】シリカ除去率は上記Ａ／（Ｑ・ＳＶ）値と
の相関が高く、Ａ／（Ｑ・ＳＶ）値が４０００以上であ
るとシリカ除去率９７％以上を達成し得る。

【００９７】本発明の純水製造装置は、逆浸透膜装置
と、該逆浸透膜装置の透過水が導入される脱ガス装置
と、該脱ガス装置の処理水が導入される電気脱イオン装
置とを有してもよい。そして、酸消費量（ｐＨ４．８）
が２０ｐｐｍ（ＣａＣＯ_３換算）以上でｐＨ６．５以上
の被処理水を逆浸透膜装置に導入し、該逆浸透膜装置か
らｐＨ６．２以下の透過水を脱ガス装置に供給するのが
好ましい。

【００９８】この脱ガス装置は膜脱気装置であり、該脱
ガス装置に導入される水がＴＯＣ２００ｐｐｂ以下であ
るか若しくは導電率２０μＳ／ｃｍ以下であることが好
ましい。

【００９９】この構成では、薬剤を使用することなく、
被処理水中に含まれる酸消費量（ｐＨ４．８）成分をＲ
Ｏ膜装置で除去することにより、ｐＨの低い透過水を得
る。この低ｐＨの透過水を脱ガス装置で処理することに
よりＣＯ_２を効率的に除去し、電気脱イオン装置のＣＯ
_２負荷を軽減することができる。

【０１００】ＲＯ膜装置による処理で低ｐＨとされた水
を脱ガス処理することにより、ＲＯ膜装置の前段で脱ガ
ス処理する場合に比べてＣＯ_２の除去性能を３０〜５０
％も向上させることができる。

【０１０１】特に、脱ガス装置として膜脱気装置を用い
た場合には、ＲＯ膜装置の前段にこれを設置する場合に
比べて、ＲＯ膜装置の後段に設置することにより長期に
亘って脱ガス性能を安定させることができる。

【０１０２】これは、ＲＯ膜装置により塩類やＴＯＣ成
分が除去され、これらの汚染物質に起因する膜脱気装置
のスライム付着障害等が軽減されるためであり、この場
合、膜汚染を有効に防止して脱ガス性能を長期間安定さ
せるために、膜脱気装置に導入される水はＴＯＣ２００
ｐｐｂ以下であるか或いは導電率２０μＳ／ｃｍ以下で
あることが好ましい。

【０１０３】ＲＯ装置２の濃縮水は排水として排出さ
れ、透過水は、前段電気脱イオン装置３Ａの電極室３Ａ
ａ、脱塩室３Ａｂ及び濃縮室３Ａｃにそれぞれ分配され
て給水される。前段電気脱イオン装置３Ａの処理水（脱
塩室３Ａｂの流出水）は後段電気脱イオン装置３Ｂの電
極室３Ｂａ、脱塩室３Ｂｂ及び濃縮室３Ｂｃにそれぞれ
分配される。後段電気脱イオン装置３Ｂの脱塩室３Ｂｂ
の流出水は処理水として取り出される。前段電気脱イオ
ン装置３Ａ及び後段純水製造装置３Ｂの電極室３Ａａ，
３Ｂａの流出水は排水として排出される。

【０１０４】前段電気脱イオン装置３Ａの濃縮室３Ａｃ
からの濃縮水は酸性水であり、後段の電気脱イオン装置
３Ｂの濃縮室３Ｂｃからの濃縮水はアルカリ水である。
従って、濃縮室３Ａｃ，３Ｂｃからの流出する濃縮水
は、混合されて、ＲＯ膜装置２の入口側に循環されるの
が好ましい。

【０１０５】前段電気脱イオン装置３Ａ及び後段電気脱
イオン装置３Ｂのうちのいずれか一方の濃縮水のみをＲ
Ｏ膜装置２の前段に循環しても良い。後段電気脱イオン
装置３Ｂの濃縮水は前段電気脱イオン装置３Ａの入口側
に循環しても良い。

【０１０６】図１，２に示す電気脱イオン装置では、１
機の電気脱イオン装置３Ｂが設置されているが、直列に
接続された２機以上の電気脱イオン装置３Ｂが配置され
てもよい。

【０１０７】図７，８に示すように陽極２１（又は２１
Ａ，２１Ｂ）と陰極２２との間に脱塩室厚みが７ｍｍ以
上のセル２３と、脱塩室厚みが７ｍｍ未満のセル２４を
設置し、被処理水をこれらのセルに順次通水するように
直列に通水しても良い。

【０１０８】本発明の電気脱イオン装置の運転方法で
は、２段目以降の電気脱イオン装置の該濃縮室から流出
する濃縮水のシリカ濃度をその電気脱イオン装置の生産
水のシリカ濃度の１０００倍以下とすることが望まし
く、生産水のシリカ濃度を０．１ｐｐｂ以下にするため
には、濃縮室から流出する濃縮水のシリカ濃度を１００
ｐｐｂ以下にすることが望ましい。

【０１０９】かかる運転方法にあっては、濃縮室の出口
近傍においても濃縮室から脱塩室に向うシリカ濃度勾配
が比較的小さく、濃縮室から脱塩室へのシリカの拡散が
抑制され、生産水のシリカ濃度を低くすることができ
る。

【０１１０】本発明の純水製造装置は、逆浸透膜脱塩装
置と、第１の電気脱イオン装置と、第２の電気脱イオン
装置とを有し、水を該逆浸透膜脱塩装置から第１の電気
脱イオン装置に通水し、さらに第２の電気脱イオン装置
に通水する純水製造装置において、該逆浸透膜脱塩装置
は、１価塩類の脱塩率が９７％以下の逆浸透膜で形成さ
れていてもよい。

【０１１１】なお、以下において、ＲＯ膜の「１価塩類
の脱塩率」を単に「脱塩率」と称す。

【０１１２】前記図１４より明らかなように、電気脱イ
オン装置の濃縮水の導電率が５０μＳ／ｃｍより小さい
と急激に電気抵抗が高くなることから、この導電率ば５
０μＳ／ｃｍ以上、好ましくは７５μＳ／ｃｍ以上であ
れば、電気抵抗が比較的小さく、電気脱イオン装置にお
ける脱塩に必要な電流値を十分に確保することができ
る。

【０１１３】一般的な純水製造装置の原水である導電率
２００μＳ／ｃｍ程度の市水、工水を脱塩率９７％のＲ
Ｏ膜を装填したＲＯ膜装置に通水して、水回収率７５％
の条件で処理した場合、得られるＲＯ透過水の導電率は
次の通りである。ＲＯ透過水の導電率＝（２００＋８００）÷２×（１−０．９７）＝１５μＳ／ｃｍこのＲＯ透過水を電気脱イオン装置に通水して水回収率
８０％で運転した場合、得られる濃縮水の導電率は１５
×５＝７５μＳ／ｃｍとなる。

【０１１４】この濃縮水の導電率は、ＲＯ膜装置の原水
の導電率、ＲＯ膜装置の水回収率、電気脱イオン装置の
水回収率により変わるが、脱塩率９７％以下のＲＯ膜で
あれば、一般的な原水及び水回収率の運転で概ね導電率
７５μＳ／ｃｍ以上の濃縮水を得ることができ、電気脱
イオン装置における電流値を確保することが可能とな
る。

【０１１５】なお、本発明において、このように比較的
脱塩率の低いＲＯ膜で処理して得られた透過水を電気脱
イオン装置の脱塩室に供給することは、極めて重要であ
り、この透過水を電気脱イオン装置の濃縮室のみに供給
しても、濃縮水の導電率を確保することはできず、結果
として電気抵抗の低減、電流値の向上を図ることはでき
ない。

【０１１６】このＲＯ膜は、更に硬度成分及びシリカの
除去率が９７％以上であることが好ましい。即ち、２価
カチオン、例えばＣａ^２＋に代表される硬度成分やシリ
カは電気脱イオン装置内においてスケール化し易く、ま
た、これらを電気脱イオン装置において除去するために
は電流値を相当に高くする必要がある。従って、硬度成
分及びシリカは、電気脱イオン装置の前段のＲＯ膜装置
で極力除去しておくことが好ましく、そのために硬度成
分及びシリカの除去率が９７％以上のＲＯ膜を用いるこ
とが好ましい。

【０１１７】このようなＲＯ膜は、市販品を用いても良
いが、酸化剤による親水化処理を施して脱塩率９７％以
下、硬度成分及びシリカの除去率９７％以上となるよう
に調整することもできる。

【０１１８】本発明において、電気脱イオン装置の脱塩
室の厚みは７ｍｍ以上であることが好ましい。

【０１１９】即ち、このように脱塩室の厚みの厚い電気
脱イオン装置を用い、かつ脱塩室のイオン交換体層をア
ニオン交換体単独もしくはアニオン交換体とカチオン交
換体との混合層とした電気脱イオン装置に、ＮａＣｌ等
が残留するＲＯ膜装置の透過水を被処理水として通水す
ると、得られる処理水（脱塩水）の導電率は変化がない
か、むしろ大きくなるが、被処理水中の炭酸ガス（ＣＯ
_２）やアニオンは除去され、シリカ、ホウ素も約９０％
除去される。また、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋等の硬度成分も
除去される。ただし、Ｎａ^＋，Ｋ^＋等の１価のカチオン
は除去率が悪く、結果として処理水にはモル伝導率が大
きいＮａＯＨ、ＫＯＨなどのアルカリ成分がリークして
くるため、ｐＨが上昇すると共に、導電率も若干大きく
なる傾向にある。

【０１２０】なお、同様の理由で濃縮室では、ＯＨ⁻が
排出され難く、Ｈ^＋が排出され易いため、ｐＨが酸性と
なることから、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋等が高濃度で濃縮さ
れてもスケールを生成することはない。

【０１２１】具体的には、ＮａＣｌに代表される１価塩
類の脱塩率が９７％以下のＲＯ膜を用い、ＲＯ透過水に
１価塩類をリークさせ、この水を電気脱イオン装置の脱
塩室に供給することにより、電気脱イオン装置の濃縮水
の導電率を高め、電気脱イオン装置の電気抵抗の低減、
電流値の向上を図る。このＲＯ膜の脱塩率が９７％を超
えると、上記効果を十分に得ることができない。電気脱
イオン装置の濃縮水の導電率を高め、電気脱イオン装置
の電気抵抗の低減、電流値の向上を図る目的からは、Ｒ
Ｏ膜の脱塩率は低い方が良いがこの脱塩率が過度に低く
ても、電気抵抗の低下は小さく、逆に電気脱イオン装置
の被処理水の水質の低下のために、電気脱イオン装置の
負荷が増大し、処理水（脱塩水）の水質が低下すること
となることから、ＲＯ膜の脱塩率は特に９０〜９５％で
あることが好ましい。

【０１２２】このような脱塩率のＲＯ膜としては、低脱
塩膜として市販されている膜、例えば、ルーズＲＯ膜、
ナノフィルトレーション膜（ＮＦ膜）と呼称される膜、
具体的には、日東電工（株）製「ＬＥＳ９０」や「ＮＴ
Ｒ−７２９ＨＦ」を採用することができる。

【０１２３】また、本発明においては、電気脱イオン装
置内におけるスケール成分となる硬度成分及びシリカ成
分を電気脱イオン装置の前段で可能な限り低減するため
に、ＲＯ膜装置のＲＯ膜は、硬度成分及びシリカ成分の
除去率、より好ましくは更にＴＯＣ（全有機物炭素）の
除去率が９７％以上であることが好ましい。

【０１２４】本発明の純水製造装置の前段電気脱イオン
装置においては、また、前述の理由から、電気脱イオン
装置の脱塩室の厚さは７ｍｍ以上、特に、８〜３０ｍｍ
とするのが好ましい。

【０１２５】また、脱塩室のイオン交換体はアニオン交
換体とカチオン交換体との混合層が最も良く、印加電圧
を上昇させた場合には、アニオン交換体の単独層でも同
様の効果が得られる。もちろん、混合層とアニオン交換
体層の組み合わせでも構わない。

【０１２６】本発明は、電気脱イオン装置同士の間に、
水中のＴＯＣ（全有機炭素）を分解するために紫外線照
射装置を設けてもよい。

【０１２７】前段電気脱イオン装置の処理水がアルカリ
性の場合、紫外線照射装置のＴＯＣ分解効率が高くな
る。紫外線照射装置に導入される被処理水に、その水中
のＴＯＣ濃度の２〜２０倍の過酸化水素又はオゾンを添
加すると、さらに分解効率が高くなる。

【０１２８】本発明では、前段電気脱イオン装置の前段
に第１の逆浸透膜装置を設け、前段電気脱イオン装置と
後段電気脱イオン装置との間に第２の逆浸透膜を設けて
もよい。

【０１２９】逆浸透膜装置によると、アルカリ性の流入
水（被処理水）からシリカ及びホウ素が除去され易い。
前段電気脱イオン装置から流出する処理水はＮａＯＨ等
のアルカリを添加しなくてもアルカリ性である、従っ
て、第２の逆浸透膜装置によりシリカ及びホウ素が除去
され易い。

【０１３０】例えば、第１の逆浸透膜装置、前段電気脱
イオン装置、第２の逆浸透膜装置及び後段電気脱イオン
装置がこの順に直列に接続された装置において、第２の
逆浸透膜装置に流入する水のｐＨが７の場合、該第２の
逆浸透膜装置の処理により９９％のシリカと７０％のホ
ウ素が除去される。第２の逆浸透膜装置に流入する水の
ｐＨが９のときには、第２の逆浸透膜装置により９９．
９％のシリカと９７％のホウ素が除去される。

【０１３１】前段電気脱イオン装置と後段電気脱イオン
装置とが直列に接続された装置においては、一時的に高
負荷のシリカが流入すると、シリカが電気脱イオン装置
内に蓄積し、被処理水が通常のシリカ濃度にもどって
も、シリカ除去率が低下してくることがある。そこで、
前段電気脱イオン装置への流入水に定期的に食塩（Ｎａ
Ｃｌ）などの塩を添加し、電気脱イオン装置内に蓄積し
たシリカを吐き出させるようにしてもよい。

【０１３２】好ましくは、この食塩添加により、次の
ｉ）, ｉｉ）, ｉｉｉ）の少なくとも１項目が５〜４８
時間にわたって達成されるようにする。

【０１３３】ｉ）前段電気脱イオン装置に流入する水の
導電率を１５μＳ／ｃｍ以上とする。ｉｉ）前段電気脱イオン装置に流入する水のＮａイオン
濃度を３ｐｐｍ以上とする。ｉｉｉ）前段電気脱イオン装置から流出する処理水のｐ
Ｈが９．８以上となる。

【０１３４】なお、前段電気脱イオン装置の流入水と、
その流出水（処理水）のｐＨとの関係の一例を図１５に
示す。

【０１３５】前段電気脱イオン装置への流入水に食塩な
どの塩を添加するだけでなく、この流入水を３５℃以上
に加温すると、より効果的である。

【０１３６】従来の電気脱イオン装置は、濃縮室内でス
ライムが発生し、濃縮室差圧が上昇して運転不可能とな
ることが多かった。本発明の２段電気脱イオン装置は薬
剤を添加することなく前段電気脱イオン装置濃縮水は酸
性、後段電気脱イオン装置の濃縮水はアルカリになるた
め、濃縮室内でのスライム発生防止が可能となる。６ヶ
月運転しても前段電気脱イオン装置被処理水中に１００
００個／ｍｌの生菌数が前段濃縮水は１００個／ｍｌ、
後段濃縮水は０個／ｍｌと被処理水に比べ減少する。

【０１３７】シリカ除去率を更に上昇させるために、１
段目と２段目の中間、もしくは１段目入口にアルカリ薬
剤を添加しても良い。１段目でｐＨが十分に上昇しない
場合でも、ＮａＯＨの添加により、２段目以降の電気脱
イオン装置でシリカ除去率が向上する。

【０１３８】２段目以降の電気脱イオン装置により、シ
リカ、ホウ素などの弱電解質物質を効率よく除去するた
めに、１段目電気脱イオン装置処理水のｐＨは９．５以
上になることが好ましい。２段目（後段）電気脱イオン
装置被処理水ｐＨが９．０の時はシリカ除去率９９％で
あっても、ｐＨが９．５以上の時は、９９．９％とな
る。

【０１３９】２段目以降の電気脱イオン装置は、濃縮
室、電極室がアルカリとなるため、被処理水中のＣａ
^２＋濃度は３０ｐｐｂ以下、好ましくは５ｐｐｂ as Ｃ
ａ^２＋以下とするのが望ましい。２段目以降の電気脱イ
オン装置は被処理水がアルカリ水であるため、濃縮側、
電極室側でＣａＣＯ_３のスケールが発生する。従って、
Ｃａ^２＋は１段目で除去する必要がある。

【０１４０】

【実施例】以下の実施例及び比較例で用いた装置は次の
通りであり、実施例１〜５及び比較例１〜３では、各装
置を図４に示す配列で直列に接続した。また、実施例６
では、電気脱イオン装置を２機用い、図２に示す配列で
直列に接続した。（１）活性炭装置：栗田工業（株）製「クリコールＫＷ１０−３０」（２）ＲＯ装置：栗田工業（株）製「膜エースＫＮ２００」（３）電気脱イオン装置：栗田工業（株）製「ピュアエースＰＡ−２００」処理量；１００Ｌ／ｈｒ

【０１４１】比較例１イオン交換膜として下記のものを用い、また、脱塩室に
充填するイオン交換樹脂として下記のアニオン交換樹脂
とカチオン交換樹脂とをアニオン交換樹脂：カチオン交
換樹脂＝６：４（体積比）で混合したものを用い、図３
に示すような電気脱イオン装置を組み立てた。アニオン
交換樹脂及びカチオン交換樹脂は超純水で十分に洗浄し
たものを用いた。脱塩室の厚みは２．５ｍｍであり、脱
塩室のセル枚数は１２枚とした。この電気脱イオン装置
に表１に示す条件で通水を行い、処理水の比抵抗値、シ
リカ、ホウ素、その他のイオン類の測定結果及び除去率
を調べ、結果を表１に示した。

【０１４２】アニオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＡＨＡ」カチオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＣＭＢ」アニオン交換樹脂：三菱化学（株）製「ＳＡ１０Ａ」カチオン交換樹脂：三菱化学（株）製「ＳＫ１Ｂ」

【０１４３】実施例１比較例１において、脱塩室の厚みを１０ｍｍとし、脱塩
室セル枚数を３枚とし、表１で示す条件で通水を行った
こと以外は同様にして処理した。処理水の比抵抗値、シ
リカ、ホウ素、その他のイオン類の測定結果及び除去率
を調べ、結果を表１に示した。また、印加電圧を変化さ
せたときの処理水のｐＨを測定し、結果を図５に示し
た。

【０１４４】原水のＣＯ_２濃度と前段電気脱イオン装置
３Ａの処理水のＣＯ_２濃度とを測定し、除去率を計算し
た。原水のＣＯ_２濃度が１ｐｐｍのときは、除去率は９
１％であり、原水のＣＯ_２濃度が２ｐｐｍのときは、除
去率は９０．５％であり、原水のＣＯ_２濃度が３ｐｐｍ
のときは、除去率は９０％であり、原水のＣＯ_２濃度が
４ｐｐｍのときは、除去率は６０％以下であった。

【０１４５】実施例１においてイオン交換膜を不均一膜
にしたところ、４６％のナトリウム除去率が４０％にな
り、９．５のｐＨが９．６５に上昇した。

【０１４６】

【表１】

【０１４７】実施例２〜５、比較例２，３比較例１において、脱塩室の厚みを下記の通りに変えた
こと以外は同様の構成の電気脱イオン装置を組み立て、
ＳＶ＝６０ｈｒ^−１で通水を実施し、電流効率が１０〜
２０％となるように電圧を印加したこと以外は同様に処
理し、処理水比抵抗値及びｐＨ値を測定し、結果を図６
に示した。

【０１４８】比較例２：２．５ｍｍ比較例３：５．０ｍｍ実施例２：７．０ｍｍ実施例３：１０．０ｍｍ実施例４：１５ｍｍ実施例５：３０ｍｍ

【０１４９】実施例６図２に示す如く、活性炭装置１、ＲＯ膜装置２、電気脱
イオン装置３Ａ，３Ｂの順で直列に配置し、前段電気脱
イオン装置３Ａとして実施例１で用いた電気脱イオン装
置（脱塩室厚み１０ｍｍ）を用いた。後段電気脱イオン
装置３Ｂとして比較例１で用いた電気脱イオン装置（脱
塩室厚み２．５ｍｍ）を用いた。表２に示す条件で通水
し、得られた処理水（各電気脱イオン装置３Ａ，３Ｂの
処理水）の水質を表２に示した。

【０１５０】

【表２】

【０１５１】以上の結果から、次のことがわかる。

【０１５２】表１に示されるように脱塩室の厚みが１０
ｍｍの電気脱イオン装置（実施例１）は、シリカやホウ
素の除去率が、脱塩室の厚みが２．５ｍｍの電気脱イオ
ン装置（比較例１）よりも若干向上している。カルシウ
ムはほぼ完全に除去されている。図５より明らかなよう
に、この脱塩室の厚みが１０ｍｍの電気脱イオン装置に
おいて、印加電圧を上げることにより、処理水のｐＨが
上昇した。

【０１５３】図６から明らかなように、脱塩室厚みが７
ｍｍ以上であると処理水の比抵抗値が悪化し、ｐＨが上
昇する。

【０１５４】なお、前段脱イオン装置３Ａのセル電圧は
８Ｖ／セル、後段脱イオン装置３Ｂのセル電圧は３Ｖ／
セルであった。電気脱イオン装置を従来のものとしたと
きには、前段の電気脱イオン装置のセル電圧は１５Ｖ、
後段の電気脱イオン装置のセル電圧は４．５Ｖであっ
た。

【０１５５】表２から明らかなように、脱塩室厚みが１
０ｍｍの電気脱イオン装置の処理水を脱塩室厚み２．５
ｍｍの電気脱イオン装置に通水することにより、シリ
カ、ホウ素濃度が分析下限値まで到達し、また、ｐＨ７
で比抵抗値も１８．２ＭΩ・ｃｍと著しく水質の良好な
処理水を得ることができる。

【０１５６】実施例７図１３に示すような構成において、後段の電気脱イオン
装置の種類を脱塩室にハニカム構造の小室を有する電気
脱塩装置と脱塩室にリブを有する従来の電気脱塩装置の
性能比較を行った。なお、このときの前段電気脱塩装置
の出口水質は、ｐＨ９．５、電気伝導率１３μＳ／ｃ
ｍ、シリカ濃度１８ｐｐｂ、ホウ素濃度２．５ｐｐｂで
あった。表３に後段電気脱イオン装置のそれぞれの運転
条件と処理水質を示した。

【０１５７】各測定条件は以下の通り。〔測定条件〕電気脱イオン装置の小室：六角形面積３．９ｃｍ^２電気脱イオン装置のリブ間幅：２８ｍｍ脱塩室のイオン交換樹脂：三菱化学（株）製ＳＡ１０Ａ
／ＳＫ１Ｂ（アニオン交換樹脂／カチオン交換樹脂＝６
／４）イオン交換膜：トクヤマ社製ＡＨＡ（アニオン交換
膜）、ＣＭＢ（カチオン交換膜）

【０１５８】

【表３】

【０１５９】表３より、脱塩室にハニカム構造の小室を
有する電気脱塩装置を用いることにより、装置をコンパ
クト化して高流速で脱塩処理を行っても、脱塩室にリブ
を有する従来の電気脱塩装置と同等の処理水質を得るこ
とができる。

【０１６０】実施例８、比較例４この実施例８及び比較例４においては、下記の活性炭装
置、ＲＯ膜装置及び２台の電気脱イオン装置を直列に設
置した純水製造装置を用いた。活性炭装置：栗田工業（株）製「クリコールＫＷ１０−３０」ＲＯ膜装置：栗田工業（株）製「膜エースＫＮ２００」電気脱イオン装置：栗田工業（株）製「ピュアエースＰＡ−２００」処理量：１００Ｌ／ｈｒ

【０１６１】上記電気脱イオン装置のイオン交換膜とし
て下記のものを用い、また、脱塩室に充填するイオン交
換樹脂として下記のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹
脂とをアニオン交換樹脂：カチオン交換樹脂＝６：４
（体積比）で混合したものを用い、図１に示すような電
気脱イオン装置を組み立てた。なお、アニオン交換樹脂
及びカチオン交換樹脂は超純水で十分に洗浄したものを
用いた。

【０１６２】そして、脱塩室の厚みＷを１０ｍｍとし、
脱塩室セル枚数を３枚とした電気脱イオン装置Ａと、脱
塩室の厚みＷを２．５ｍｍとし、脱塩室のセル枚数を１
２枚とした電気脱イオン装置Ｂとの２種類の電気脱イオ
ン装置を組み立てた。アニオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＡＨＡ」カチオン交換膜：（株）トクヤマ製「ネオセプタＣＭＢ」アニオン交換樹脂：三菱化学（株）製「ＳＡ１０Ａ」カチオン交換樹脂：三菱化学（株）製「ＳＫ１Ｂ」

【０１６３】ＲＯ膜装置のＲＯ膜として、表３に示すも
のを用い、また、電気脱イオン装置として電気脱イオン
装置Ａ及び電気脱イオン装置Ｂを直列に接続した。１０
０Ｌ／ｈｒの処理量、電気脱イオン装置の通水ＳＶ７０
ｈｒ^−１で、ＲＯ膜装置での水回収率は７５％、電気脱
イオン装置での水回収率は８０％で処理した。ＲＯ膜装
置における水質と、電気脱イオン装置における電圧、電
流値及び水質を調べ、結果を表３に示した。

【０１６４】

【表４】

【０１６５】表４より、高脱塩率のＲＯ膜を用いた比較
例４では、電気脱イオン装置において殆ど電流が流れ
ず、処理水の水質も向上しなかったが、脱塩率９７％以
下のＲＯ膜、好ましくは脱塩率９７％以下で硬度成分及
びシリカの除去率が９７％以上のＲＯ膜を用いて、前段
電気脱イオン装置の脱塩室の厚みが７ｍｍ以上の電気脱
イオン装置を用いることにより、電気脱イオン装置での
電流値を高めて脱塩効率を高め、高水質の処理水を得る
ことができることがわかる。

【０１６６】実施例９表１の実施例１の電気脱イオン装置と、紫外線照射装置
（（株）日本フォトサイエンス社，ＵＶ酸化器ランプ，
ＡＺ−２６，２本（０．１ｋＷ／本）と、表２の後段電
気脱イオン装置３Ｂとをこの順に直列に接続し、ＴＯＣ
３００ｐｐｂの原水を通水した。前段電気脱イオン装置
から流出した処理水のｐＨは９．５であった。

【０１６７】各電気脱イオン装置から流出した処理水の
ＴＯＣ濃度を表５に示す。

【０１６８】

【表５】

【０１６９】実施例１０実施例９において、前段電気脱イオン装置からの処理水
にＨ_２Ｏ_２を添加された水中の濃度が１ｐｐｍとなるよ
うに添加した。このときのＴＯＣ測定値を表５に併せて
示す。

【０１７０】比較例５実施例９において、前段電気脱イオン装置として表１の
比較例１のものを用い、この前段電気脱イオン装置から
の処理水にＮａＣｌを添加したこと以外は実施例９と同
様にして通水した。ＴＯＣの測定結果を表５に併せて示
す。なお、ＮａＣｌを添加したのは、電気伝導度を約１
５μＳ／ｃｍ程度に高めるためである。実施例９，１０
では、前段電気脱イオン装置からの処理水の電気伝導度
は約１５μＳ／ｃｍである。

【０１７１】表５の通り、本発明によるとＴＯＣ濃度を
十分に低くすることができる。

【０１７２】実施例１１実施例６の装置において、シリカによる電気脱塩装置の
汚染の影響とその回復方法を検討した。シリカ濃度１０
０００ｐｐｂの原水を２４時間通水したところ、前段電
気脱イオン装置流出水（処理水）のシリカ濃度は、１５
０ｐｐｂとなり、後段電気脱イオン装置流出水（処理
水）のシリカ濃度は、１５ｐｐｂとなった。そこで、原
水のシリカ濃度を通常の２００ｐｐｂに戻して前段電気
脱イオン装置への流入水に２４時間にわたり、ＮａＣｌ
を添加し、流入水の導電率を２５〜３０μＳとし、前段
電気脱イオン装置の流出水ｐＨを１０〜１０．２とし、
前段電気脱イオン装置の電圧を３５．２Ｖ、電流を２
Ａ、後段電気脱イオン装置の電圧を４１Ｖ、電流を１Ａ
とした。それから３日後、前段電気脱イオン装置流出水
（処理水）のシリカ濃度は、２５ｐｐｂとなり、後段電
気脱イオン装置流出水（処理水）のシリカ濃度は、０．
２ｐｐｂとなった。

【０１７３】比較例６比較例６はＮａＣｌ添加を行わなかったところ、後段電
気脱イオン層流出水のシリカ濃度は２．５ｐｐｂと高か
った。表６にそれらの結果を示す。

【０１７４】

【表６】

【０１７５】実施例１２実施例１１において、前段電気脱イオン装置への流入水
に食塩を添加するだけでなく、この流入水を４０℃に加
温した。その結果、前段電気脱イオン装置流出水のシリ
カ濃度は１５ｐｐｂまで低下し、後段電気脱イオン装置
流出水のシリカ濃度は０．１ｐｐｂ未満まで低下した。

【０１７６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の電気脱イオ
ン装置によれば、アルカリ薬剤の添加を必要とすること
なく、また、スケール生成の問題もなく、シリカ、ホウ
素などの解離定数の高い弱電解物質を効率的に除去する
ことができる。

【０１７７】また、本発明の純水製造装置によれば、こ
のような本発明の電気脱イオン装置を、複数段に電気脱
イオン装置を接続した装置の最前段の電気脱イオン装置
として用いることにより、高純度の純水を容易かつ効率
的に製造することができ、かつ安価な純水製造装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気脱イオン装置及び純水製造装置の
実施の形態を示す系統図である。

【図２】実施例６で採用した純水製造装置を示す系統図
である。

【図３】一般的な電気脱イオン装置の構成を示す模式的
な断面図である。

【図４】従来の一般的な純水製造装置の系統図である。

【図５】実施例１で得られた印加電圧と処理水のｐＨと
の関係を示すグラフである。

【図６】実施例２〜５及び比較例２，３で得られた処理
水比抵抗値及びｐＨ値の測定結果を示すグラフである。

【図７】本発明の電気脱イオン装置の他の実施の形態を
示す模式的な断面図である。

【図８】本発明の電気脱イオン装置の別の実施の形態を
示す模式的な断面図である。

【図９】実施の形態に係る脱塩室の構成を示す分解斜視
図である。

【図１０】区画部材の通水状況を示す正面図である。

【図１１】区画部材の一例を示す正面図である。

【図１２】従来例に係る電気脱イオン装置を示す分解斜
視図である。

【図１３】実施例１及び比較例１におけるＮａ^＋除去率
とＣｌ⁻リーク率の測定結果を示すグラフである。

【図１４】電気抵抗と濃縮水導電率との関係を示すグラ
フである。

【図１５】前段電気脱イオン装置流入水のＮａ^＋濃度
と、その流出水（処理水）のｐＨとの関係図である。

【符号の説明】

１活性炭装置２ＲＯ膜装置３，３Ａ，３Ｂ電気脱イオン装置４ｐＨ計５比抵抗計６シリカ計１０イオン交換体１１陽極１２陰極１３アニオン交換膜１４カチオン交換膜１５濃縮室１６脱塩室１７陽極室１８陰極室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 43/00 Ｂ０１Ｊ 47/12 Ｅ 47/12 Ｃ０２Ｆ 1/32 Ｃ０２Ｆ 1/32 1/44 Ｈ 1/44 1/46 １０３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極、陽極、該陰極と陽極の間に複数のカチオン交換膜とアニオン交
換膜とを配列することにより交互に形成された、濃縮室
と脱塩室、及び該脱塩室に充填されたイオン交換体を有する電気脱
イオン装置において、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することな
しに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高
いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電
圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されているこ
とを特徴とする電気脱イオン装置。
【請求項２】電気脱イオン装置の脱塩室の厚さが７ｍ
ｍ以上、かつセルあたりの操作電圧が１〜５０Ｖ／ｃｅ
ｌｌ、ＳＶが３０〜１５０／ｈｒである請求項１に記載
の電気脱イオン装置。
【請求項３】脱塩室に充填されるイオン交換体がアニ
オン交換体とカチオン交換体との混合物又はアニオン交
換体である請求項１又は２に記載の電気脱イオン装置。
【請求項４】被処理水中の硬度成分を５０％以上除去
できる請求項１ないし３のいずれか１項の電気脱イオン
装置。
【請求項５】被処理水がシリカ及び／又はホウ素を含
有する請求項１ないし４のいずれか１項の電気脱イオン
装置。
【請求項６】アニオン交換膜の電気抵抗とカチオン交
換膜の電気抵抗との比Ａ／Ｃが０．８以下であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかの電気脱イオン装
置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、最も
陰極側の脱塩室のカチオン交換膜と陰極との間の全体を
陰極室とし、最も陽極側の脱塩室のアニオン交換膜と陽
極との間にカチオン交換膜を配置し、このカチオン交換
膜と該最も陽極側の脱塩室との間を濃縮室とし、このカ
チオン交換膜と陽極との間を陽極室としたことを特徴と
する電気脱イオン装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかの電気脱
イオン装置において、アニオン交換膜は均一膜であり、
カチオン交換膜は不均一膜であることを特徴とする電気
脱イオン装置。
【請求項９】被処理水を複数段の電気脱イオン装置に
通水するように接続した純水製造装置であって、最前段
の電気脱イオン装置が請求項１ないし８のいずれか１項
の電気脱イオン装置である純水製造装置。
【請求項１０】２段目以降の電気脱イオン装置の脱塩
室の厚みが最前段の電気脱イオン装置の脱塩室の厚みよ
りも薄い請求項９の純水製造装置。
【請求項１１】２段目以降の電気脱イオン装置の脱塩
室内が区画部材によって多数の小室に区画されており、
各小室に臨む区画部材の少なくとも一部は該脱塩室内の
平均的な水の流れ方向に対し傾斜しており、該区画部材
の少なくとも傾斜した部分は、水を通過させるがイオン
交換体の通過を阻止することを特徴とした請求項９又は
１０の電気脱イオン装置。
【請求項１２】最前段の電気脱イオン装置と後段の電
気脱イオン装置とを接続する配管にｐＨ計を取り付け、
該ｐＨ計の測定ｐＨが８．５以上になるように最前段の
電気脱イオン装置の運転を制御するようにした請求項９
ないし１１のいずれか１項の純水製造装置。
【請求項１３】後段の電気脱イオン装置の処理水排出
配管に比抵抗計及び／又はシリカ計を取り付け、この測
定結果に基いて構成する電気脱イオン装置の運転を制御
するようにした請求項９ないし１２のいずれか１項の純
水製造装置。
【請求項１４】最前段以外の電気脱イオン装置におけ
る水回収率を９５％以上とした請求項９ないし１３のい
ずれか１項の純水製造装置。
【請求項１５】電気脱イオン装置の間に紫外線照射装
置を備えたことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか
１項の純水製造装置。
【請求項１６】最前段の電気脱イオン装置の前と、電
気脱イオン装置同士の間にそれぞれ逆浸透膜装置を備え
たことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項の純
水製造装置。
【請求項１７】逆浸透膜装置の処理水を被処理水とし
て複数段の電気脱イオン装置に通水するようにした純水
製造装置であって、最前段及び／又は後段の電気脱イオ
ン装置の濃縮水を該逆浸透膜装置より上流側に戻すよう
にした請求項９ないし１６のいずれか１項に記載の純水
製造装置。
【請求項１８】逆浸透膜装置の処理水を被処理水とし
て複数段の電気脱イオン装置に通水するようにした純水
製造装置であって、２段目以降の電気脱イオン装置の濃
縮水を最前段又は２段目以降の電気脱イオン装置の供給
水配管に戻すようにした請求項９ないし１７のいずれか
１項の純水製造装置。
【請求項１９】陰極と陽極の間に複数のカチオン交換
膜とアニオン交換膜とを配列して、濃縮室と脱塩室とを
交互に形成し、該脱塩室にイオン交換体を充填してなる
電気脱イオン装置において、該電気脱イオン装置内に厚
みが７ｍｍ以上の脱塩室と厚みが７ｍｍ未満の脱塩室と
を有し、被処理水を該脱塩室に順次直列に通水する構造
にしたことを特徴とする電気脱イオン装置。