电去离子水制造装置以及去离子水的制造方法与流程

本发明涉及从含有硼等弱酸成分的被处理水制造去离子水的电去离子水制造装置和去离子水的制造方法。

背景技术：

1、存在去除被处理水中的弱酸成分的要求。例如近年来，在半导体装置制造中使用的超纯水等中，要求硼的含有量的进一步降低。水中的硼是通过通常的离子交换树脂的离子交换处理难以去除的弱酸成分。作为去除硼的手段，已知有反渗透膜装置、硼选择性离子交换树脂、电去离子水制造装置(edi(electrodeionization)装置)等。其中，edi装置是将电泳与电透析组合而成的装置，至少在其脱盐室中填充有离子交换树脂，从被处理水生成去离子水。edi装置至少在其脱盐室填充有离子交换树脂，还能够去除硼以外的离子成分，具有不需要通过药剂再生离子交换树脂的处理这样的优点。然而，在edi装置中，仅将通常的离子交换树脂填充于脱盐室，有时无法获得对于硼等弱酸成分的充分的去除性能，在这种情况下，有时将两级的edi装置串联连接来使用。

2、通常的离子交换树脂具有珠状或粒状的形状，其标准的粒径超过0.4mm并在1mm左右以下。为了提高edi装置中的硼等弱酸成分的去除性能，提出了将粒径更小的离子交换树脂填充于脱盐室。例如专利文献1公开了如下内容：将平均粒径为150～250μm的离子交换树脂以单床填充于edi装置的脱盐室。专利文献2公开了如下内容：将平均直径为0.2～0.3mm的离子交换树脂以单床填充于脱盐室。专利文献3、4公开了如下内容：在被处理水在上下方向流通的脱盐室中，在成为上下方向的中间的区域填充平均粒径0.1～0.4mm的离子交换树脂，在更上侧以及下侧的区域填充平均粒径超过0.4mm的离子交换树脂。

3、为了在edi装置的运转时使脱盐室的电阻降低而提高脱盐效率，重要的是控制脱盐室中的离子交换树脂的填充率。专利文献5公开了如下内容：为了降低脱盐室的电阻，将具有粒径不同的粒径的多个均匀粒径的离子交换树脂粒子组混合并填充于脱盐室。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2016-150304号公报

7、专利文献2：日本特开2017-176968号公报

8、专利文献3：日本特开2019-177327号公报

9、专利文献4：日本特开2020-78772号公报

10、专利文献5：日本特开平10-258289号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在为了提高硼等弱酸成分的去除性能而将小粒径的离子交换树脂填充于edi装置的脱盐室的情况下，为了减少离子交换树脂的粒子之间的空隙，通水压差变大。因此，必须以较高的压力将被处理水向脱盐室通水，需要提高edi装置的密闭性。此外，以较高的压力将被处理水通水会使edi装置的耐久性降低。

3、本发明的目的在于提供一种在抑制脱盐室的通水压差的上升的同时提高以硼为代表的弱酸成分的去除性能的电去离子水制造装置(edi装置)和这样的去离子水的制造方法。

4、用于解决课题的技术方案

5、根据本发明的一个方式，一种电去离子水制造装置，在阳极和阴极之间具备由一对离子交换膜划分出的脱盐室，在脱盐室中填充有离子交换树脂，将0.1mm以上且0.4mm以下的粒径设为小粒径，并将超过0.4mm的粒径设为大粒径，在脱盐室中，沿脱盐室中的被处理水的流向而配置有由大粒径的离子交换树脂构成的大粒径层以及混合有大粒径的离子交换树脂与小粒径的离子交换树脂的混合粒径层。

6、根据本发明的另外的方式，一种电去离子水制造装置，在阳极和阴极之间具备由一对离子交换膜划分出的脱盐室，且在脱盐室中填充有离子交换树脂，将0.1mm以上且0.4mm以下的粒径设为小粒径，并将超过0.4mm的粒径设为大粒径，将大粒径的离子交换树脂的表观体积设为l，将小粒径的离子交换树脂的表观体积设为s，在脱盐室内配置以l：s处于1：1至20：1的范围内的混合比率混合有大粒径的离子交换树脂与小粒径的离子交换树脂的混合粒径层，含有硼的被处理水被供给到脱盐室从而从被处理水中去除硼。

7、根据本发明的另外的方式，一种去离子水的制造方法，边在阳极和阴极之间施加直流电压边将被处理水向设置于阳极和阴极之间并由一对离子交换膜划分出的脱盐室通水，从而得到去离子水，将0.1mm以上且0.4mm以下的粒径设为小粒径，并将超过0.4mm的粒径设为大粒径，在脱盐室中，将被处理水向由大粒径的离子交换树脂构成的大粒径层以及混合有大粒径的离子交换树脂与小粒径的离子交换树脂的混合粒径层这两者通水。

8、根据本发明的其他的方式，一种去离子水的制造方法，边在阳极和阴极之间施加直流电压边将含有硼的被处理水向设置于阳极和阴极之间并由一对离子交换膜划分出的脱盐室通水，从而得到去离子水，将0.1mm以上且0.4mm以下的粒径设为小粒径，并将超过0.4mm的粒径设为大粒径，在脱盐室中，将大粒径的离子交换树脂的表观体积设为l，将小粒径的离子交换树脂的表观体积设为s，将被处理水向以l：s处于1：1至20：1的范围内的混合比率混合有大粒径的离子交换树脂与小粒径的离子交换树脂的混合粒径层通水，从而去除被处理水中的硼。

9、发明效果

10、根据本发明，能够得到在抑制脱盐室的通水压差的上升的同时提高了以硼为代表的弱酸成分的去除性能的电去离子水制造装置(edi装置)和这样的去离子水的制造方法。

技术特征：

1.一种电去离子水制造装置，在阳极和阴极之间具备由一对离子交换膜划分出的脱盐室，且在所述脱盐室中填充有离子交换树脂，所述电去离子水制造装置的特征在于，

2.根据权利要求1所述的电去离子水制造装置，其中，

3.根据权利要求1或2所述的电去离子水制造装置，其中，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电去离子水制造装置，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电去离子水制造装置，其中，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电去离子水制造装置，其中，

7.一种电去离子水制造装置，在阳极和阴极之间具备由一对离子交换膜划分出的脱盐室，且在所述脱盐室中填充有离子交换树脂，所述电去离子水制造装置的特征在于，

8.根据权利要求7所述的电去离子水制造装置，其中，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电去离子水制造装置，其中，

10.根据权利要求9所述的电去离子水制造装置，其中，

11.一种去离子水的制造方法，边在阳极和阴极之间施加直流电压边将被处理水向设置于所述阳极和所述阴极之间且由一对离子交换膜划分出的脱盐室通水，从而得到去离子水，所述去离子水的制造方法的特征在于，

12.根据权利要求11所述的去离子水的制造方法，其中，

13.一种去离子水的制造方法，边在阳极和阴极之间施加直流电压边将含有硼的被处理水向设置于所述阳极和所述阴极之间且由一对离子交换膜划分出的脱盐室通水，从而得到去离子水，所述去离子水的制造方法的特征在于，

技术总结
提高硼等弱酸成分的去除性能的电去离子水制造装置(EDI装置)在阳极和阴极之间具有由一对离子交换膜划分的脱盐室。将0.1mm以上且0.4mm以下的粒径设为小粒径，并将超过0.4mm的粒径设为大粒径，在脱盐室内，沿被处理水的流向而配置有由大粒径的离子交换树脂构成的大粒径层以及混合有大粒径的离子交换树脂与小粒径的离子交换树脂的混合粒径层。

技术研发人员：中村友绮,高桥悠介,佐佐木庆介
受保护的技术使用者：奥加诺株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14