水电解处理装置的制作方法

专利名称：水电解处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电解含有离子的水而得到淡水和各种离子的水电解处理装置。
背景技术：
目前，正在研发各种如下技术:例如从海水等含有离子的被处理水中去除离子而得到饮用水等水的技术。在这种技术中，正在开发各种如下水电解处理技术:通过电极使被处理水通电，从而将离子吸引至电极，由此从被处理水中去除离子。对该水电解处理技术而言，通过通电能够任意去除离子，因此能够提高处理后的水的纯度，并且能够通过水的电解而得到电解水、或离子成分的物质(当海水时为钠、氯、食盐以及具有杀菌作用的次氯酸等)，因此备受瞩目。在现有的工厂设备中采用水电解处理技术中的电渗析法，该电渗析法通过阳离子交换膜和阴离子交换膜来浓缩吸引在电极的离子，由此从被处理水中去除离子。
在专利文献I中公开了能够通过直流稳压电源来施加直流电流或者直流电压的电渗析装置。在该电渗析装置的阳极侧电极和阴极侧电极之间，交替设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜。在这些阳离子交换膜和阴离子交换膜之间，设置有分成脱盐室和浓缩室的至少两室以上的层状结构，其中，脱盐室从作为处理对象的海水中回收钠离子、钾离子、氯离子，并降低这些浓度，浓缩室回收并浓缩钠离子、钾离子、氯离子。另外，分别地，在阳极侧设置有至少一个夹持于阳离子交换膜的极液室；在阴极侧设置有至少一个夹持于阴离子交换膜的极液室。该电渗析装置为 如下装置:将离子浓缩于电极附近的浓缩室，并从中央部附近的脱盐室去除离子，由此得到浓缩了的离子和纯净水。
现有技术文献:
专利文献
专利文献1:特开2002-306118号公报发明内容
发明要解决的课题
在专利文献I公开的电渗析装置中，由于作为处理对象的海水交替通过阴离子交换膜和阳离子交换膜而浓缩，因此在装置内产生使刚刚以相同次数通过阴极和阳极等的被处理水接近于中性的部位。由于在该部位容易引起水中含有的盐或杂质的析出，因此可能引起离子交换膜的堵塞或污浊、以及由此引起的海水压力上升所导致的离子交换膜的破损等。因此，除了引起这样的离子交换膜的破损或泄露以及纯净水纯度的下降之外，由于需要频繁进行高额的离子交换膜的更换等维修，因此存在维护成本高额的问题。进而，在维修时拆卸以平板状交替填充的离子交换膜而进行，因此不仅伴随困难还非常费时，维修作业本身就会成为损坏透过膜或装置的原因。
由此，本发明的目的在于，提供一种难以产生污垢或破损，并能够稳定地制造高纯度水的水电解处理装置。
本发明的其他目的在于，提供一种易于制造、操作、拆卸或更换且能够低成本地制造和维护的水电解处理装置。
解决课题的方法
根据本发明，水电解处理装置具备:处理槽；至少一个阴离子筒，其设置在该处理槽内并具有圆筒状阴离子透过膜；至少一个的阳离子筒，其设置在该所述处理槽内并具有圆筒状阳离子透过膜；阳极，其在所述阴离子透过膜的所述圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置；阴极，其在所述阳离子透过膜的所述圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置。并且以储存在所述处理槽内的被处理水能够沿着所述处理槽内的所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒的所述圆筒状的轴方向流通的方式构成，在所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒内得到离子浓缩的离子浓缩水，并且在所述被处理槽内得到纯净水。
如果在阴极和阳极之间通电，则处理槽的被处理水中含有的阴离子透过阴离子透过膜而浓缩在至少一个阴离子筒内，阳离子透过阳离子透过膜而浓缩在至少一个阳离子筒内，因此被处理水被去除阴离子和阳离子而成为纯净水。可以在阴离子筒和阳离子筒内分别得到浓缩了阴离子和阳离子的离子浓缩水。阴离子透过膜和阳离子透过膜为圆筒状，由此能够形成表面积大、离子透过性强的阴离子筒和阳离子筒，制造也容易。对具有圆筒状透过膜的阴离子筒和阳离子筒而言，由于操作简便，并且易于拆卸和更换，因此容易更换浓缩在阴离子筒和阳离子筒内的离 子浓缩水。而且，维修时的安全性或简便性也高。由于阴离子透过膜和阳离子透过膜为圆筒状，并且没有棱角或边、成为边的接缝，因此由污垢、污染、膜的破损、折皱以及接缝而引起的泄露少。特别是，由于在圆筒状的任意部位，离子的透过量均相等，并且施加有相等的透过压力，因此难以产生因部位引起的透过性能差，而且易于用表面积来调整离子的透过量。由阴离子透过膜和阳离子透过膜的每个部位的压力差而发生的破损或折皱也少。通过这些作用，在较长时间内不用进行维修也能够使用。
优选地，阴离子透过膜在单位时间的阴离子透过量、和阳离子透过膜在单位时间的阳离子透过量相等。分别等量的阴离子和阳离子分别通过透过膜，因此等量的阴离子和阳离子从被处理水中去除，从而能够得到高纯度的处理水。
优选地，该装置具备分别与至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒相连接的、用于回收离子浓缩水的两个盐类回收槽。由此，能够在一个槽中回收被处理水中含有的离子，并能够使系统简单化，从而使维修简便成本降低。能够通过在同一个槽中回收阴离子和阳离子而回收盐，特别是当阴离子筒和阳离子筒回收等量的离子时，盐类回收槽的液体形成为含有等量的阳离子和阴离子的盐溶液，由于是中性溶液，因此操作简便且维修或回收成本也低，从而能够容易回收盐。
优选地，该装置具备分别与至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒相连接的、用于回收离子浓缩水的两个盐类回收槽。由此，分别能够回收、处理或者利用浓缩于阴离子筒和阳尚子筒的成分。
优选地，至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒具备以如下方式构成的封装构件:分别保持阴离子透过膜和阳离子透过膜的圆筒状的至少两端，同时使圆筒状侧面的至少一部分面向被处理水；通过将封装构件的一部分嵌合于开口，能够以自由装卸的方式保持至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒。由此，可以通过封装构件非常容易地更换阴离子筒和阳离子筒，并且不需要因维修引起的费时和成本。
优选地，至少一个阴离子筒或者至少一个阳离子筒具备在阴离子透过膜或者阳离子透过膜的圆筒两端与封装构件螺纹结合的构件。由于阴离子筒或者阳离子筒通过螺纹结合而组装成滤筒式，因此阴极或者阳极、阴离子透过膜或者阳离子透过膜的更换容易，从而易于处理污垢或磨损，并且在更换时由污垢或磨损引起的事故也少。
优选地，至少一个阴离子筒或者至少一个阳离子筒具备固定部，固定部在底面与处理槽螺纹结合或者嵌合。由此，可以通过螺纹结合或者嵌合来固定于处理槽，因此容易进行装卸。
优选地，至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒的底面固定于处理槽的底面。由此，能够有效地在底面上配置阴离子筒和阳离子筒，从而得到高效率的处理。
优选地，至少一个阴离子筒和至少一个阳离子筒是多个阴离子筒和多个阳离子筒，该多个阴离子筒和该多个阳离子筒以覆盖处理槽的底面一部分的方式铺满配置。由于能够对应处理槽的容积以最多数量高效率地且容易地配置多个阴离子筒和阳离子筒，因此提高处理效率，并容易进行维修。
优选地，阴极或者阳极由下端开放的圆筒状构成，至少一个阴离子筒或者至少一个阳离子筒具备:从圆筒的上端供给离子浓缩水的单元；从阳离子透过膜或者阴离子透过膜的上端回收离子浓缩水的单元。如果从阴极或者阳极的圆筒的上端供给离子浓缩水，则离子浓缩水从阴极或者阳极的上端流向下端，随后从阳离子透过膜或者阴离子透过膜的下端流向上端，并从其阳离子透过膜或者阴离子透过膜的上端被回收。由于离子浓缩水的供给和回收均能够从阴离子筒或者阳离子筒的上端进行，因此简化装置结构且不占空间。
发明的效果
根据本发明，如果在阴极和阳极之间通电，则处理槽的被处理水中含有的阴离子透过阴离子透过膜而浓缩在至少一个阴离子筒内，阳离子透过阳离子透过膜而浓缩在至少一个阳离子筒内，因此被处理水被去除阴离子和阳离子而成为纯净水。分别可以在阴离子筒和阳离子筒内得到浓缩阴离子和阳离子的离子浓缩水。阴离子透过膜和阳离子透过膜为圆筒状，由此能够形成表面积大、 离子透过性强的阴离子筒和阳离子筒，从而制造也容易。对具有圆筒状透过膜的阴离子筒和阳离子筒而言，由于操作简便，并且易于拆卸和更换，因此容易更换浓缩在阴离子筒和阳离子筒内的离子浓缩水。而且，维修时的安全性或简便性也高。由于阴离子透过膜和阳离子透过膜为圆筒状，并且没有棱角或边、成为边的接缝，因此由污垢、污染、膜的破损、折皱以及接缝而引起的泄露少。特别是，由于在圆筒状的任意部位，离子的透过量均相等，并且施加有相等的透过压力，因此难以产生因部位引起的透过性能差，而且易于用表面积调整离子的透过量。由阴离子透过膜和阳离子透过膜的每个部分的压力差而发生的破损或折皱也少。通过这些作用，在较长时间内不用进行维修也能够使用。


图1是表示本发明第一实施方案的水电解处理装置的部分剖视立体图。
图2 (a)是表示图1的水电解处理装置的阴离子筒的立体图，图2 (b)是沿其A-A线的剖面图。
图3是表示本发明第二实施方案的水电解处理装置的部分剖视立体图。
图4 (a)是表示本发明第三实施方案的阴离子筒的立体图，图4 (b)是其分解图。
图5是表示图4的阴离子筒的作用的侧剖面图。
图6是表示本发明第四实施方案的水电解处理装置的部分剖视立体图。
具体实施方式
(第一实施方案)
图1是表示本发明第一实施方案的水电解处理装置的部分剖视立体图。水电解处理装置I具备:处理槽2 ;分别作为滤筒单元而构成的阴离子筒3和阳离子筒4 ;作为盐类回收槽的阴离子回收槽9a和阳离子回收槽9b。
处理槽2是可以储存被处理水20的槽。在本实施方案中，处理槽2为圆筒状，具备流入口 21和流出口 22，其以如下方式构成:被处理水20通过泵(未图示)从流入口 21供给，并通过从流出口 22排出而流通。作为被处理水20,可以使用含有杂质的水,如海水、河水，湖水或者矿泉水等自然水；工业废水等废水；或者工业用水或水道水等残留离子等的水等。在本实施方案中，被处理水20是含有食盐的海水等的水。
处理槽2具备可以插通由阴离子筒3和阳离子筒4所构成的滤筒单元并可嵌合固定的开口 23、24。在本实施方案中，在处理槽2的上面以圆形钻出开口 23和24。
阴离子筒3和阳离子筒4分别主要包括:具有无接缝、光滑表面的圆筒状阴离子透过膜5和阳离子透过膜6 ;封装构件30a和30b，封装这些圆筒状阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的两端开口。阴离子透过膜5和阳离子透过膜6是分别选择性地透过阴离子和阳离子的过滤器。在本实施方案中，各个阴离子透过膜5和阳离子透过膜6使用在聚烯烃、苯乙烯或者乙烯基苯类等中具有离子交换基的构成原料形成的过滤器，并以外径60_和长度130_的圆筒状构成，但是关于尺寸优先与后述离子透过量和表面积的关系而确定，但并不限于该数值。
将阴离子透过膜5和阳离子透过膜6以如下方式设置:使阴离子透过膜5在单位时间的阴离子透过量、和阳离子透过膜6在单位时间的阳离子透过量相等。具体地，求出在单位时间和膜单位面积的回收离子质量(g/cm2.分)，并分别调整阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的表面积，使得该离子质量和表面积(cm2)的乘积相等。在本实施方案中，通过实验来求出一个阴离子筒3和一个阳离子筒4分别回收的离子质量，并通过阴离子筒3和阳离子筒4的设置数量来进行调整，以使离子透过量相等。在本实施方案中，由于阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的、单位面积和单位时间的离子透过量几乎相等，因此其各表面积也几乎相同。
在圆筒状阴离子透过膜5的内部，设置有沿着其轴向延伸的阳极7，在圆筒状阳离子透过膜6的内部，设置有沿着其轴向延伸的阴极8。对阳极7和阴极8的构成材料而言，只要是容易在被处理水20中通电的材料，就不特别限制，可以使用具有导电性的使用各种金属或碳的材料、或者实施了用于防止腐蚀或杂质粘着的各种涂层等的材料。在本实施方案中，阳极7以氧化铱(IrO2)为主要构成材料，阴极8以钛(Ti)为主要构成材料，均是两个板状电极以V字型邻接设置, 面积共计为120_X 50mm,有效面积约为I平方dm。阳极7和阴极8分别通过各通电线51和61与电源(未图示)相连接，由此可以通电。
图2 (a)表示阴离子筒3的立体图，图2 (b)表示阴离子筒3沿A-A线的剖面图。阴离子筒3具备分别封装筒状阴离子透过膜5的两端开口的封装构件30a和30b，从而使滤筒单元化。在本实施方案中，封装构件30a和30b是将树脂作为构成原料的两节短的圆筒状构件，并在阴离子透过膜5的上下端各嵌合一个，从而成为密封性地封装其开口的密封构件。封装构件30a具备:主体31a，其具有大于阴离子透过膜5的外径的内径；连接部33a，其设置于主体31a的上端并具有阴离子筒出口 32a ;嵌合部34a，其在主体31a的下端并具有与阴离子透过膜5内径几乎相同的外径。嵌合部34a插入在阴离子透过膜5的开口内侧并嵌合。用橡胶或树脂等具有弹性的环状紧固构件35a来紧固该部分的阴离子透过膜5的外周，由此密封性地封装该开口。封装阴离子透过膜5下端开口的封装构件30b的主体31b、阴离子筒入口 32b、连接部33b、嵌合部34b以及紧固构件35b也具有相同结构。通过该结构，能够得到阴离子透过膜5的上下端被封装的滤筒单元。阴离子筒入口 32b和阴离子筒出口 32a分别连接有配管37和36。在连接部33a，密封性地插通有与阳极7电连接的通电线51。阳极7在阴离子透过膜5的内部被连接部33a和33b支撑。阳离子筒4通过与该阴离子筒3相同的结构而被滤筒单元化。
这些被滤筒单元化的阴离子筒3和阳离子筒4嵌合固定于处理槽2的开口 23和24。在本实施方案中，通过阴离子筒3的密封构件30a和阳离子筒4的密封构件40a的构成材料的树脂弹性，这些滤筒单元被自由装卸地保持在开口 23和24。
阴离子回收槽9a通过配管37和36分别与阴离子筒入口 31和阴离子筒出口 32相连接，阳离子回收槽9b通过配管39和38分别与阳离子筒入口 41和阳离子筒出口 42相连接。配管37和39可以通过设置于阴离子回收槽9a和阳离子回收槽9b的泵(未图示)的动作、以及阀门90a和90b的开闭来实现流通。
接着，对水电解处理装置I的作用进行说明。
通过流入口 21和流出口 22使被处理水20流通处理槽2，从而在阳极7和阴极8之间通电，此时，被处理水20含有的阴离子被吸引至阳极7，阳离子被吸引至阴极8。在此，阴离子透过膜5只让阴离子透过，因此阴离子浓缩在阴离子筒3内。阳离子透过膜6只让阳离子透过，因此阳离子 浓缩在阳离子筒4内。其结果，阴离子和阳离子从被处理水20中去除。
在处理槽2内，被处理水20从流入口 21流向流出口 22，并沿着阳极7和阴极8的长尺寸方向流通，该阳极7和阴极8沿着阴离子筒3和阳离子筒4的轴方向配置，因此离子含量随流通而降低。当被处理水20从流出口 22排出时，成为离子含量最少的纯净水。
浓缩在阴离子筒3和阳离子筒4内的离子浓缩水91和92，分别通过配管36和38而分别回收至阴离子回收槽9a和阳离子回收槽％。本实施方案中，在含有食盐的被处理水20中含有的离子中，在阴离子回收槽9a回收氯化物离子，在阳离子回收槽9b回收钠离子。这些离子能够从离子浓缩水91和92中以氯气和金属钠的形式被回收。通常，停止阴离子回收槽9a和阳离子回收槽9b的泵并关闭阀门90a和90b，而只在阴离子筒3和阳离子筒4内的离子量变多时，使泵以及阀门90a和90b运作。
在本实施方案中，由于阴离子筒3和阳离子筒4被滤筒单元化，因此容易进行对处理层2的安装和拆卸。从而，更换具备阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的构件时破损少，容易进行维修。所以，能够保持低廉的设置费用、维护费用。从这些设置和维护的难易度上来看，本实施方案的水电解处理装置容易适用于各种各样的情形和目的，并能够用于汽车、建材以及家电等的电沉积涂覆、脱盐或浓缩。
在本实施方案中，由于阳极7和阴极8以V字型配置于阴离子筒3和阳离子筒4，因此与将阳极7和阴极8并行且以互相具有间隔等的方式配置的情况相比，能够使电极的表面积变大。
作为该实施方案的变形方案，可以设置两组以上阴离子筒3和阳离子筒4。如果增加阴离子筒3和阳离子筒4的数量，增大阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的表面积的总和，则可透过阴离子透过膜5和阳离子透过膜6的离子量变多，浓缩在阴离子筒3和阳离子筒4内的盐类浓缩液91和92的量便增加，因此离子的去除效果得到提高。
也可以省略阴离子回收槽9a、阳离子回收槽9b以及配管36-39。阴离子筒3和阳离子筒4可自由装卸于处理槽2，因此能够定期拆卸阴离子筒3和阳离子筒4，并能够更换筒状内部的离子浓缩液91和92，从而简化装置的结构。
阳极7和阴极8可以是其他任意形式。例如，阳极7和阴极8可以为直径小于阴离子透过膜5或阳离子透过膜6的圆筒状，并且插通于阴离子透过膜5或阳离子透过膜6的内部。例如，为增加电极的表面积，只要是能够被容纳于阴离子筒3和阳离子筒4的直径的范围内，阴极7或者阳极8的形状可以形成为其他形状，如圆筒状或X字型等，。
封装构件30a、30b、40a以及40b可以是其他任意形式。例如,设成只露出阴离子透过膜5或阳离子透过膜6的一部分的形式，并将封装构件30a、30b、40a以及40b以树脂为构成材料且将其设成侧面为网状或格子状的圆筒状，从而将阴离子透过膜5或阳离子透过膜6插通于其圆筒的内部。在该情况下，由于阴离子透过膜5或阳离子透过膜6因封装构件30a、30b、40a以及40b而得到保护，因此破损少。
当被处理水20是含重金属的水时，例如使用电解废液等时，在阳离子回收槽9b中浓缩重金属。因此，本实施方案的水电解处理装置能够适用于从水中去除重金属的处理、或用于循环利用的重金属的回收。
在该水电解处理装置中，由电解而产生氢离子，该氢离子具有还原化学物质的作用。例如，对于由蛋白质的加水分解或油脂的高热处理而产生的称为MCP (Monochloropropanediol:一氯丙二醇)，DCP (Dichloro propanediol:二氯丙二醇)的、可能对人体造成影响的物质，能够通过该还 原作用而进行分解。
(第二实施方案)
图3是表示本发明第二实施方案的水电解处理装置的部分剖视立体图。在该实施方案中，水电解处理装置IA具备单个盐类回收槽9c，该单个盐类回收槽9c通过配管36b和37b与阴离子筒3和阳离子筒4的端部相连接。此外，省略说明与前述一实施方案结构和作用相同的要素。
在该实施方案中，阴离子筒3和阳离子筒4的离子浓缩液93被回收至单个盐类回收槽9c。阴离子透过膜5在单位时间的阴离子透过量、和阳离子透过膜6在单位时间的阳离子透过量相等，并且，在离子浓缩液93浓缩有等量的阴离子和阳离子，因此在盐类回收槽9c中含有等量的阴离子和阳离子。在本实施方案中，由于含有等量的氯化物离子和钠离子，因此回收至盐类回收槽9c的离子浓缩液93成为食盐溶液。由于食盐溶液的pH为中性，因此在操作中几乎不会对人体或环境造成影响，从而容易运输或废弃等。也可以从食盐溶液回收食盐。
除上述附加的特征之外，本方案的作用和效果与上述一实施方案的作用和效果相同。
作为该实施方案的变形方案，可以根据被处理水中含有的离子价来改变阴离子透过膜和阳离子透过膜的结构。例如，当被处理水中含有的离子为Na2CO3时，阳离子透过膜的表面积可以是阴离子透过膜的两倍，或者设置两台阳离子筒。对被处理水而言，通过电解相对两个阳离子产生一个阴离子，由此在阳离子筒浓缩两倍阴离子量的阳离子，因此去除离子的被处理水纯度变高，从而能够在盐类回收槽中回收含有Na2CO3盐的中性浓缩水或盐。
(第三实施方案)
图4是表示本发明第三实施方案的阴离子筒的(a)立体图和(b)其分解图，图5是表示图4的阴离子筒的作用的侧剖面图。就该实施方案的阴离子筒3A而言，圆筒状阳极7A插通于圆筒状阴离子透过膜5，并用一对圆筒状主体31c和31d密封性地封装阴离子透过膜5的两端。
如图4 (b)所不，阳极7A嵌合于一对主体31c和31d中的一个主体31c。阳极7A为圆筒状，在一侧端熔接有液体流入口 37c。液体流入口 37c为其直径小于阳极7A的圆筒状，并刻有螺纹牙。在阳极7A的另一侧端嵌入有将树脂作为构成原料的底部套管37e。底部套管37e为中空空的蘑菇状，茎的部分具有与阳极7A大致相同形状的内径，并可以嵌合于阳极7A。伞形的部分设置有贯通孔，并且中空部分与外部连通。在液体流入口 37c嵌入有端部套管37f。对端部套管37f而言，其将聚乙烯作为构成原料，是内径与液体流入口 37c的外径大致相同的圆筒。
阳极7A插通于绝缘网70。绝缘网70为将聚丙烯作为构成原料的网状圆筒，其内径略大于阳极7A，长度略小于阳极7A。
在液体流入口 37c插通有主体31c。主体31c为其内径大于阳极7A外径的圆筒状，在用于封闭其圆筒一端的端部设置有可以插通液体流入口 37c的插通孔。将液体流入口 37c插通于该插通孔，并将螺母37d紧固在液体流入口 37c的螺纹牙上，由此将主体31c夹在阳极7A和端部套管37f而紧固。用于封闭圆筒内一端的端部另外通过连通孔将圆筒内的空间24与配管36连通。
液体流入口 37c的螺纹牙中的一个与通电线51电连接。在该实施方案中采用了焊接，但也可只是卷绕而容易再分解的形式。液体流入口 37c的圆筒状一端与作为离子浓缩水91的流入口的配管37相连接。
另一侧的主体31d为圆筒状,圆筒端的一侧具有大于阳极7A圆筒的内径,并具备刻有半径小于其他部分的螺纹牙的主体螺纹结合部30f。圆筒端的另一侧被封闭，并具备作为刻有螺纹牙的突出端的固定部36f。固定部36f与刻有螺纹孔的构件螺纹结合，由此能够固定阴离子筒3A。在本实施方案中，在处理槽2的底部钻出螺纹孔并固定，由此能够固定处理槽2。
阴离子透过膜5为 圆筒状,用封装构件30c和30d紧固其两端。封装构件30c和30d为环状，在内径的大致中间，通过将橡胶作为构成原料的环状紧固构件35c水密紧固阴离子透过膜5，在其剩余的内径形成有刻有可以与主体螺纹结合部31e的螺纹牙嵌合的螺纹牙的封装螺纹结合部30e和30f。
如图4 (b)所示，当组装该阴离子筒3A时，将阳极7A插通于绝缘网70，接着插通于阴离子透过膜5中，并螺纹结合主体31c的主体螺纹结合部31e和封装螺纹结合部30e。在另一侧的主体31d也插通阳极7A的另一端，并螺纹结合主体螺纹结合部31f和封装螺纹结合部30f。阳极7A的底部套管37e与主体31d的被封闭的那侧端相抵接。
如图5所示，如果离子浓缩水91从液体流入口 37c流入该阴离子筒3A，则离子浓缩水91流通筒状阳极7A筒内的空间23，随后从阳极7A的下端通过底部套管37e的贯通孔，在阳极7A的筒外侧、阴离子透过膜5、以及主体31d和31c的筒内侧之间的空间24流通。阴离子筒3A外部的被处理水20 (图1和图3)的阴离子通过阳极7A的电荷被移动至阳极7A侧，透过阴离子透过膜5。并且，该阴离子被浓缩成通过空间24的离子浓缩水91。
此外，在本实施方案中，阳离子筒4除了采用了阴极8和阳离子透过膜6之外，与阴离子筒结构相同。
在该实施方案中，由于在阴离子筒3A的一端设置有液体流入口 37c和配管36,从而能够从一侧端进行离子浓缩水91的流入和排出，因此容易配置在处理槽2内且节约空间。由此易于进行从处理槽2内拆卸阴离子筒3A的维修或更换。阴离子筒3A通过阳极7A与阴离子交换膜5的螺纹结合而被组装成滤筒式，因此容易进行阳极7A或阴离子透过膜5的更换。可以通过固定部36f的螺纹结合而固定于处理槽2，由此容易进行装卸。通过这些，易于处理污垢或磨损，并且在更换时由污垢或磨损引起的事故也少。由此，能够生成高纯度水，并容易进行维修。
对固定部36f而言，除了螺纹结合之外，也可以是通过楔形或橡胶等弹力等来嵌合的结构。例如，主体37d的外径成为固定部36f，在处理槽2的底部设置有内径与主体37d外径大致相同的圆筒状嵌合构件，通过将主体37d嵌合于该嵌合构件来可将阴离子筒3A固定在处理槽2。通过嵌合构件的弹力来可以容易地拆卸主体37d，并且维修简便。
(第四实施方案)
图6是表示本发明第四实施方案的处理槽的部分剖视立体图。该实施方案中，在处理槽2A纵向设置有数量几乎相同的阴离子筒3A和阳离子筒4A，其中，处理槽2A底面的几乎所有面被各筒的底面所覆盖铺满。阴离子筒3A和阳离子筒4A与第三实施方案说明的结构相同，其他结构与第一实施方案相同。在图中所示的例子中，阴离子筒3A为八个，阳离子筒4A为八个，共配置有十六个筒，各电极以并联连接的方式与电源连接。阴离子筒3A和阳离子筒4A通过固定部31g螺纹结合于在处理槽2A底面钻出的螺纹孔2b。
在该实施方案中，阴离子筒3A和阳离子筒4A相对于处理槽2A的底面面积，其设置数量最大，由此去除离子的效果便变高。其他结构和作用效果与图1所示的实施方案相同。
以上所述的实施方案示例性表示整个本发明，但并不限于此，本发明可以以其他各种变形方案和变更方案来实施。由此，本发明的范围只限制在权利要求书以及其等同范围内。
工业上的应用
包括饮用水等生活用水或产业用水的 制造在内，本发明有助于各种生活用水或各种产业废液处理通过电解将这些水中含有物质的回收，并且均能够适用于大、小规模，因此广泛用于需要水的领域，而且不仅对生活或产业做出贡献，还能够对环境问题做贡献。
附图标记说明
1、IA 水电解处理装置
2、2A 处理槽
2b 螺纹孔
3、3A 阴离子筒
4 阳离子筒
5 阴离子透过膜
6 阳离子透过膜
7、7A 阳极
8 阴极
9a 阴离子回收槽
9b 阳离子回收槽
9c 盐类回收槽
20 被处理水
21 流入口
22 流出口
23，24 空间
30a、30b、30c、30d、40a、40b 封装构件
30e、30f封装螺纹结合部
31a、31b、31c、31d 主体
3 Ie 主体螺纹结合部
3 Ig 固定部
32a 阴离子筒出口
32b 阴离子筒入口
33a,33b 连接部
34a、34b 嵌合部
35a、35b、35c 紧固构件
36、36b、37、 37b、38、39 配管
37c液体流入口
37d 螺母
37e底部套管
37f端部套管
51、61 通电线
70绝缘网
90a、90b 阀门
91、92、93 离子浓缩液
权利要求
1.一种水电解处理装置，其特征在于，具备: 处理槽； 至少一个阴离子筒，其设置在该处理槽内并具有圆筒状阴离子透过膜； 至少一个的阳离子筒，其设置在所述处理槽内并具有圆筒状阳离子透过膜； 阳极，其在所述阴离子透过膜的所述圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置； 阴极，其在所述阳离子透过膜的所述圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置， 并且以储存在所述处理槽内的被处理水能够沿着所述处理槽内的所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒的所述圆筒状的轴方向流通的方式构成， 在所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒内得到离子浓缩的离子浓缩水，并且在所述被处理槽内得到纯净水。
2.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，所述阴离子透过膜在单位时间的阴离子透过量、和所述阳离子透过膜在单位时间的阳离子的透过量相等。
3.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，具备与开口相连接的用于回收所述离子浓缩水的单个盐类回收槽，所述开口设置在所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒的所述端部中的至少一个端部上。
4.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，具备分别与所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒相连接的、用于回收所述离子浓缩水的两个盐类回收槽。
5.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于， 所述处理槽在外壁设有开口， 所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒具备以如下方式构成的封装构件:分别保持所述阴离子透过膜和所述阳离子透过膜的圆筒状的至少两端，同时使所述圆筒状侧面的至少一部分面向所述被处理水， 通过将所述封装构件的一部分嵌合于所述开口，能够以自由装卸的方式保持所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒。
6.权利要求5所述的水电解处理装置，其特征在于，所述至少一个阴离子筒或者所述至少一个阳离子筒具备在所述阴离子透过膜或者所述阳离子透过膜的圆筒两端与所述封装构件螺纹结合的构件。
7.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，所述至少一个阴离子筒或者所述至少一个阳离子筒具备固定部，所述固定部`在底面与所述处理槽螺纹结合或者嵌合。
8.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒的底面固定于所述处理槽的底面。
9.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，所述至少一个阴离子筒和所述至少一个阳离子筒是多个阴离子筒和多个阳离子筒，该多个阴离子筒和该多个阳离子筒以覆盖所述处理槽的底面一部分的方式铺满配置。
10.权利要求1所述的水电解处理装置，其特征在于，所述阴极或者阳极由下端开放的圆筒状构成，所述至少一个阴离子筒或者所述至少一个阳离子筒具备:从所述圆筒的上端供给所述离子浓缩水的单元；从所述阳离子透过膜或者所述阴离子透过膜的上端回收所述离子浓缩水的单元。
全文摘要
本发明提供一种难以产生污垢或破损，并能够稳定地制造高纯度水，且易于操作、拆卸或更换，并能够低成本地制造、维护的水电解处理装置。水电解处理装置具备处理槽；阴离子筒，其设置在该处理槽内并具有圆筒状阴离子透过膜；阳离子筒，其设置在处理槽内并具有圆筒状阳离子透过膜；阳极，其在阴离子透过膜的圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置；阴极，其在阳离子透过膜的圆筒状的内侧沿该圆筒状的轴方向设置。并且以储存在处理槽内的被处理水能够沿着处理槽内的阴离子筒和阳离子筒的圆筒状的轴方向流通的方式构成，在阴离子筒和阳离子筒内得到离子浓缩的离子浓缩水，并且在被处理槽内得到纯净水。
文档编号B01D61/44GK103168005SQ20118004947
公开日2013年6月19日 申请日期2011年10月12日 优先权日2010年10月13日
发明者大平知范, 尾上晋也, 川嶋贤二 申请人:朋友国际株式会社, 朋友化工株式会社, 川岛株式会社