本發(fā)明涉及電去離子水制造裝置和利用了電去離子水制造裝置的純水的制造方法。

背景技術(shù)：

1、作為從被處理水生成去離子水的裝置之一，存在電去離子水制造裝置（edi（electrodeionization：電去離子）裝置。以下，也將電去離子水制造裝置稱為edi裝置。edi裝置是將電泳和電滲析組合而成的裝置，其具有在陽極和陰極之間配置有由一對離子交換膜劃分的脫鹽室的結(jié)構(gòu)。在edi裝置中，至少脫鹽室填充有離子交換樹脂。在edi裝置中通過在陽極和陰極之間施加直流電壓的狀態(tài)下向脫鹽室通入被處理水，由此在脫鹽室中對被處理水進行脫鹽處理，去除了離子成分的處理水從脫鹽室流出。為了提高去除被處理水中所包含的碳酸成分、二氧化硅成分等的效率，或者在抑制電壓上升的同時提高電流密度，在專利文獻(xiàn)1中記載的edi裝置中，通過在脫鹽室內(nèi)配置劃分構(gòu)件而將脫鹽室內(nèi)劃分為多個小室，在脫鹽室內(nèi)的整個區(qū)域以體積比計，以陰離子交換樹脂為與陽離子交換樹脂等量或比陽離子交換樹脂多的方式混合陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂并填充于脫鹽室。并且，在專利文獻(xiàn)1所記載的edi裝置中，在脫鹽室中的沿著水的流動的上游側(cè)和下游側(cè)中的一方，陰離子交換樹脂的混合比為66體積%～80體積%，在另一方，陰離子交換樹脂的混合比為50體積%～65體積%。

2、關(guān)于edi裝置的構(gòu)造，專利文獻(xiàn)2公開了將具有開口的框體與離子交換膜交替層疊，并且使離子交換體填充到框體的開口內(nèi)。

3、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

4、專利文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-193205號公報

6、專利文獻(xiàn)2：日本特開2015-199038號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、在專利文獻(xiàn)1所記載的edi裝置中，在脫鹽室內(nèi)以比陽離子交換樹脂高的比例填充陰離子交換樹脂，因此能夠得到高的陰離子去除率。另一方面，正如專利文獻(xiàn)1的第[0018]段中所記載的“若提高陰離子交換樹脂的比例，則oh-離子產(chǎn)生量增加，但h+離子減少，因此na+離子的去除性降低，使處理水的電阻率變差”，由于陽離子交換樹脂的比例小，因此對陽離子如鈉離子（na+）的去除性能降低，并且在edi裝置長時間運行時處理水的電阻率降低。即，在專利文獻(xiàn)1所記載的edi裝置中，存在處理水的水質(zhì)降低的課題。在專利文獻(xiàn)1所記載的edi裝置中，為了防止鈉離子的泄漏而將脫鹽室內(nèi)劃分為多個小室，但從制作性的觀點出發(fā)，這存在改善的余地。

3、本發(fā)明的目的是提供一種edi裝置和一種使用該edi裝置制造純水的純水制造方法，能夠在維持陰離子去除效率的同時防止由陽離子泄漏引起的處理水的電阻率降低。

4、用于解決課題的技術(shù)方案

5、本發(fā)明的edi裝置（電去離子水制造裝置）具有：陽極；陰極；脫鹽室，其配置于陽極和陰極之間，由位于陽極側(cè)的陰離子交換膜和位于陰極側(cè)的陽離子交換膜劃分，并填充有陰離子交換體和陽離子交換體；以及濃縮室，其設(shè)置于陽離子交換膜的陰極側(cè)并填充有陰離子交換體和陽離子交換體，其中，以多個區(qū)域朝脫鹽室中的被處理水的流動方向排列的方式將脫鹽室劃分為多個區(qū)域，多個區(qū)域中，將位于被處理水的流動的最上游側(cè)的區(qū)域作為第一區(qū)域，將位于最下游側(cè)的區(qū)域作為第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，以陽離子交換體的體積相對于該第一區(qū)域中的陰離子交換體和陽離子交換體的整體體積的體積比大于50%且為90%以下的方式填充有陰離子交換體與陽離子交換體的混合物，在第二區(qū)域中，以陰離子交換體的體積相對于該第二區(qū)域中的陰離子交換體和陽離子交換體的整體體積的體積比大于50%且為90%以下的方式填充有陰離子交換體與陽離子交換體的混合物。

6、本發(fā)明的純水制造方法中，使用本發(fā)明的電去離子水制造裝置，邊在陽極和陰極之間施加直流電壓，邊將鈉離子濃度為0.1mg/l以上且0.6mg/l以下的被處理水供給至脫鹽室，得到作為去離子水的純水?；蛘?，本發(fā)明的純水制造方法中，使用本發(fā)明的電去離子水制造裝置，邊在陽極和陰極之間施加直流電壓，邊將總碳酸濃度為0.5mg-co2/l以上且5.0mg-co2/l以下的被處理水供給至脫鹽室，得到作為去離子水的純水。

7、在本發(fā)明中，將陰離子交換體和陽離子交換體統(tǒng)稱為離子交換體。關(guān)于相對于陰離子交換體和陽離子交換體整體的體積比，基于包含存在于自由狀態(tài)下的這些離子交換體間的空隙在內(nèi)的表觀體積即膨松體積來確定。自由狀態(tài)是指離子交換體不被脫鹽室、濃縮室這樣的空間約束的狀態(tài)。

8、在基于本發(fā)明的edi裝置中，在將陰離子交換體和陽離子交換體混合并填充到脫鹽室時，以朝向被處理水的流動方向排列多個區(qū)域的方式將脫鹽室劃分為多個區(qū)域，即沿著被處理水的流動將脫鹽室劃分為多個區(qū)域。而且，在最上游側(cè)的區(qū)域增大陽離子交換體的比例，在最下游側(cè)的區(qū)域增大陰離子交換體的比例。其結(jié)果，在脫鹽室中，在最上游側(cè)的位置優(yōu)先進行鈉離子等陽離子的去除，在最下游側(cè)的位置優(yōu)先進行包含弱酸成分的陰離子的去除。由此，edi裝置能夠在與被處理水的水質(zhì)相關(guān)的廣泛的范圍內(nèi)穩(wěn)定地運行，并且能夠在得到對包含弱酸成分的陰離子的高去除效率的同時防止由陽離子泄漏引起的處理水的電阻率降低。這里所說的弱酸成分例如包含碳酸、二氧化硅、硅酸化合物、硼酸、其他硼等。

9、在本發(fā)明中，沿著被處理水的流動將脫鹽室劃分為多個區(qū)域，但通過劃分而產(chǎn)生的區(qū)域的數(shù)量為兩個以上即可。不需要設(shè)置將劃分出的區(qū)域物理性地隔開的間隔件等構(gòu)件，將離子交換體填充到脫鹽室時只要以混合比率按每個區(qū)域變化的方式填充離子交換體即可。在劃分成兩個區(qū)域時，最上游側(cè)的區(qū)域是指兩個區(qū)域中位于上游側(cè)的區(qū)域，最下游側(cè)的區(qū)域是指兩個區(qū)域中位于下游側(cè)的區(qū)域。在將脫鹽室劃分成3個以上的區(qū)域時，在除了最上游側(cè)的區(qū)域和最下游側(cè)的區(qū)域以外的區(qū)域中，可以以單床填充陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂，也可以以任意的混合比例混合填充陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂。

10、若將脫鹽室中的最上游側(cè)的區(qū)域即第一區(qū)域中的、陽離子交換體的體積相對于陰離子交換體和陽離子交換體的整體體積的體積比設(shè)為第一體積比，則第一體積比大于50%且為90%以下，優(yōu)選為60%以上且85%以下，更優(yōu)選為70%以上且80%以下。另外，若將最下游側(cè)的區(qū)域即第二區(qū)域中的、陰離子交換體的體積相對于陰離子交換體和陽離子交換體的整體體積的體積比設(shè)為第二體積比，則第二體積比大于50%且為90%以下，優(yōu)選為60%以上且85%以下，更優(yōu)選為70%以上且80%以下。

11、脫鹽室中的沿著與被處理水的流動方向正交的方向的、將脫鹽室劃分的多個區(qū)域各自中的離子交換體的層的厚度優(yōu)選為10mm以上且25mm以下，更優(yōu)選為15mm以上且20mm以下左右。使用陰離子交換樹脂作為填充于脫鹽室的陰離子交換體時，能夠使用平均粒徑大于0.4mm且為1mm左右以下的通常的陰離子交換樹脂，陰離子交換樹脂的平均粒徑優(yōu)選為0.1mm以上且0.4mm以下，更優(yōu)選為0.25mm以上且0.35mm以下左右。

12、發(fā)明效果

13、根據(jù)本發(fā)明，得到能夠在維持陰離子去除效率的同時防止由陽離子泄漏引起的處理水的電阻率降低的edi裝置，以及使用這樣的edi裝置制造純水的純水制造方法。