特許 6386379 スケール生成種を不動態化するための電気透析方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6386379

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】スケール生成種を不動態化するための電気透析方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/469 20060101AFI20180827BHJP

   B01D 61/44 20060101ALI20180827BHJP

   C02F 1/44 20060101ALI20180827BHJP

   C02F 5/00 20060101ALI20180827BHJP

   C25B 9/00 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/469

   B01D61/44 510

   C02F1/44 G

   C02F5/00 610B

   C02F5/00 610C

   C02F5/00 620B

   C25B9/00 Z

【請求項の数】16

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2014-530680(P2014-530680)

(86)(22)【出願日】2012年8月28日

(65)【公表番号】特表2014-530091(P2014-530091A)

(43)【公表日】2014年11月17日

(86)【国際出願番号】US2012052591

(87)【国際公開番号】WO2013039677

(87)【国際公開日】20130321

【審査請求日】2015年8月19日

【審判番号】不服2017-9581(P2017-9581/J1)

【審判請求日】2017年6月30日

(31)【優先権主張番号】13/234,232

(32)【優先日】2011年9月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】モー，ニール・エドウィン

【合議体】

【審判長】 豊永 茂弘

【審判官】 馳平 憲一

【審判官】 宮澤 尚之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２５７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０４２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６４３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１４４７８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１９０９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

C02F 1/469

B01D 61/44-61/54

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気透析デバイスであって、当該電気透析デバイスが、
アノード（２１）及びカソード（２２）としてそれぞれ機能する一対の電極（２１，２２）と、
アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）、アニオン型非スケール生成種（Ｙ^-）、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）及びカチオン型非スケール生成種（Ｘ⁺）を含有する水性供給流であって、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）が第１のアニオン型スケール生成種濃度で存在し、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）が第１のカチオン型スケール生成種濃度で存在している水性供給流を電気透析デバイスに導くための入口（２４０）と、
アノード（２１）に隣接したアノードセルユニット（２６）と、
カソード（２２）に隣接したカソードセルユニット（２５）と、
アノードセルユニット（２６）とカソードセルユニット（２５）との間に配置された１以上の汎用セルユニット（２３）と
を備えており、
カソードセルユニット（２５）が第３の膜群（２３１）を有し、
汎用セルユニット（２３）が第１の膜群（２３２）と、第２の膜群（２３３）と、汎用セルユニット（２３）の第１の膜群（２３２）と隣接するカソードセルユニット（２５）の第３の膜群（２３１）又は隣接する汎用セルユニット（２３’）の第２の膜群（２３３’）との間に画成される第１の供給経路（２３６）と、第１の膜群（２３２）と第２の膜群（２３３）との間に画成される第２の供給経路（２３７）とを有していて、第１の供給経路（２３６）及び第２の供給経路（２３７）の各々に入口（２４０）から水性供給流が供給され、
第１の膜群（２３２）が、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）を第１の供給経路（２３６）から第２の供給経路（２３７）へと透過させることができるとともに、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）を第２の供給経路（２３７）から第１の供給経路（２３６）へと透過させることができ、第２の膜群（２３３）が、アニオン型非スケール生成種（Ｙ^-）を第２の供給経路（２３７）の外へと透過させることができ、かつ第３の膜群（２３１）が、カチオン型非スケール生成種（Ｘ⁺）を第１の供給経路（２３６）の外へと透過させることができ、もって第１の供給経路（２３６）を通して水性供給流を通過させた後に、第１のアニオン型スケール生成種濃度よりも低いアニオン型スケール生成種濃度を有する第１の排液が得られ、第２の供給経路（２３７）を通して水性供給流を通過させた後に、第１のカチオン型スケール生成種濃度よりも低いカチオン型スケール生成種濃度を有する第２の排液が得られる、電気透析デバイス。

【請求項2】

前記１対の電極を備える電気透析槽（２４）をさらに備える、請求項１記載の電気透析デバイス。

【請求項3】

第１の膜群（２３２）がＴ^-選択性アニオン交換膜とＳ⁺選択性カチオン交換膜とを含んでいる、請求項１又は請求項２記載の電気透析デバイス。

【請求項4】

第２の膜群（２３３）がＹ^-選択性アニオン交換膜を含んでおり、第３の膜群（２３１）がＸ⁺選択性カチオン交換膜を含んでいる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電気透析デバイス。

【請求項5】

カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）が、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択され、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）が、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択される、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電気透析デバイス。

【請求項6】

カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）がＣａ²⁺であり、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）がＳＯ₄^2-及び／又はＨＣＯ₃^-を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の電気透析デバイス。

【請求項7】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の９０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の９０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電気透析デバイス。

【請求項8】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の５０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の５０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項７記載の電気透析デバイス。

【請求項9】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の２０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の２０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項８記載の電気透析デバイス。

【請求項10】

第１の供給経路及び第２の供給経路が脱塩プラント取込口と流体連通しており、第１の供給経路及び第２の供給経路の内容物が脱塩プラントで別々に処理される、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の電気透析デバイス。

【請求項11】

脱塩ユニット供給流のスケール生成イオン濃度を低減させる方法であって、
ａ）電気透析デバイスの１対の電極（２１，２２）に直流を通電し、電極対をそれぞれカソード（２２）とアノード（２１）として付勢する工程と、
ｂ）アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）、アニオン型非スケール生成種（Ｙ^-）、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）及びカチオン型非スケール生成種（Ｘ⁺）を含有する水性供給流であって、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）が第１のアニオン型スケール生成種濃度で存在し、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）が第１のカチオン型スケール生成種濃度で存在している水性供給流を電気透析デバイスの第１の膜群（２３２）と第３の膜群（２３１）との間に画成される第１の供給経路（２３６）と、第１の膜群（２３２）と第２の膜群（２３３）との間に画成される第２の供給経路（２３７）の各々に供給する工程と、
ｃ）水性供給流を電気透析デバイス内で、第３の膜群（２３１）と流体連通した第１の供給経路（２３６）、及び第１の膜群（２３２）で隔てられ、第２の膜群（２３３）と流体連通した第２の供給経路（２３７）に沿って流す工程であって、第１の膜群（２３２）が、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）を第１の供給経路（２３６）から第２の供給経路（２３７）へと透過させることができるとともに、カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）を第２の供給経路（２３７）から第１の供給経路（２３６）へと透過させることができ、第２の膜群（２３３）が、アニオン型非スケール生成種（Ｙ^-）を第２の供給経路（２３７）の外へと透過させることができ、かつ第３の膜群（２３１）が、カチオン型非スケール生成種（Ｘ⁺）を第１の供給経路（２３６）の外へと透過させることができ、もって第１の供給経路（２３６）を通して水性供給流を通過させた後に、第１のアニオン型スケール生成種濃度よりも低いアニオン型スケール生成種濃度を有する第１の排液が得られ、第２の供給経路（２３７）を通して水性供給流を通過させた後に、第１のカチオン型スケール生成種濃度よりも低いカチオン型スケール生成種濃度を有する第２の排液が得られる、工程と、
ｄ）第１及び第２の排液の一方又は両方を、脱塩ユニット供給流として脱塩ユニットに供給する工程であって、第１及び第２の排液の両方を脱塩ユニットに供給する場合には、それらを混合せずに別々に供給する工程と
を含む方法。

【請求項12】

カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）が、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択され、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）が、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択される、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

カチオン型スケール生成種（Ｓ⁺）がＣａ²⁺であり、アニオン型スケール生成種（Ｔ^-）がＳＯ₄^2-及び／又はＨＣＯ₃^-を含む、請求項１１又は請求項１２記載の方法。

【請求項14】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の９０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の９０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項記載の方法。

【請求項15】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の５０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の５０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項１４記載の方法。

【請求項16】

第１の排液が、第１のアニオン型スケール生成種濃度の２０％未満のアニオン型スケール生成種濃度を有し、第２の排液が、第１のカチオン型スケール生成種濃度の２０％未満のカチオン型スケール生成種濃度を有する、請求項１５記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は水の中のスケール生成種の不動態化に関する。

【背景技術】

【0002】

水化学は脱塩処理の設計に対して支配的でありかつこれを制限する。大部分の分離に対する制限は、ＣａＣＯ₃やＣａＳＯ₄などの難溶性の化合物の沈殿によるものであり、浸透圧などの本来の物理特性によるものではない。例えば内陸の汽水源（ｂｒａｃｋｉｓｈ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ）の脱塩では、逆浸透法は典型的にはＣａ²⁺、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-などの微量のスケール生成種が存在するため水回収率が概ね７５％までに制限されており、浸透圧単独でもＮａ⁺とＣｌ^-しか存在しないと仮定した場合、９８％の回収というかなり高い限界が課せられることになる。水回収が低いことの帰結として、１）ポンプ、取込口、落し口（ｏｕｔｆａｌｌ）及び前処理系が大きくなり、２）水損失に関連する阻止流の体積が大きくなる。第１の帰結は、海水の熱式脱塩で最も明瞭に表れており、大部分の処理がスケール生成種のために僅か２５〜３５％の水回収かつ最適未満の温度での実行となる。第２の帰結は汽水の内陸脱塩の実現性に重大な影響を及ぼす。

【0003】

したがって、脱塩処理におけるスケール生成種の濃度の低減に対する有効な解決法が必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願第２００６／１４４７８７号

【発明の概要】

【0005】

本発明の一態様では、電気透析デバイスが複数の第１の供給経路及び複数の第２の供給経路に供給流を導くための入口を備えており、供給流は第１のアニオンスケール生成種及び第１のカチオンスケール生成種からなり、第１のカチオンスケール生成種は第２の供給経路から第１の供給経路まで第１の膜群を通して移送され、第１のアニオンスケール生成種は第１の供給経路から第２の供給経路まで第１の膜群を通して移送され、第１の供給経路から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0006】

別の態様では電気透析デバイスはさらに、電気透析槽と、電気透析槽内に配設された１対の電極であってそれぞれアノードとカソードとして機能する１対の電極と、アノードに隣接するアノードセルユニット、カソードに隣接するカソードセルユニット及びアノードセルユニットとカソードセルユニットの間に配設された１以上の汎用セルユニットとを備えており、カソードセルユニットは１以上の要素からなる第３の膜群を有しており、汎用セルユニットは１以上の要素からなる第１の膜群、１以上の要素からなる第２の膜群、第１の供給経路及び第２の供給経路を有しており、第１の膜群はアニオン交換膜及びカチオン交換膜を備えており、汎用セルユニットのうちの１つの第１の供給経路は汎用セルユニットの第１の膜群及び隣接するカソードセルユニットの第３の膜群によって画成され、汎用セルユニットのうちの１以上の第１の供給経路は汎用セルユニットの第１の膜群及び隣接する汎用セルユニットの第２の膜群によって画成され、１以上の汎用セルユニットの第２の供給経路は第１及び第２の膜群によって画成される。

【0007】

電気透析デバイスの別の態様では、第２の供給経路から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0008】

電気透析デバイスの別の態様では、第１の供給経路から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満であり、第２の供給経路から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0009】

電気透析デバイスの別の態様では、第１の供給経路から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満であり、第２の供給経路から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスの入口位置における供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0010】

電気透析デバイスの別の態様ではその第１の膜群要素は、１価選択性アニオン交換膜、１価選択性カチオン交換膜、２価選択性アニオン交換膜又は２価選択性カチオン交換膜からなる群から選択される。

【0011】

電気透析デバイスの別の態様ではその第２の膜群は、１以上のアニオン交換膜要素又は１以上のカチオン交換膜要素からなる。

【0012】

電気透析デバイスの別の態様ではその第３の膜群は、１以上のアニオン交換膜要素又は１以上のカチオン交換膜要素からなる。

【0013】

電気透析デバイスの別の態様ではその第１のカチオンスケール生成種は、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択され、その第１のアニオンスケール生成種は、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択される。

【0014】

電気透析デバイスの別の態様ではその第１の供給経路及び第２の供給経路は脱塩プラント取込口と流体連通しており、第１の供給経路及び第２の供給経路の内容物は脱塩プラントで別々に処理される。

【0015】

別の態様では電気透析デバイスはさらに、それぞれアノードとカソードとして機能する１対の電極を備えた少なくとも２つの電気透析槽と、アノードに隣接するアノードセルユニット、カソードに隣接するカソードセルユニット及びアノードセルユニットとカソードセルユニットの間に配設された１以上の汎用セルユニットとを備えており、アノードセルユニット、カソードセルユニット及び１以上の汎用セルユニットは電気透析槽に跨っており、カソードセルユニットは１以上の要素からなる第３の膜群を有し、汎用セルユニットは１以上の要素からなる第１の膜群、１以上の要素からなる第２の膜群、第１の供給経路及び第２の供給経路を有しており、第１の膜群はアニオン交換膜及びカチオン交換膜を備えており、汎用セルユニットのうちの１つの第１の供給経路は汎用セルユニットの第１の膜群及び隣接するカソードセルユニットの第３の膜群によって画成され、汎用セルユニットのうちの１以上の第１の供給経路は汎用セルユニットの第１の膜群及び隣接する汎用セルユニットの第２の膜群によって画成され、１以上の汎用セルユニットの第２の供給経路は第１及び第２の膜群によって画成される。

【0016】

別の態様では請求項１の電気透析デバイスはさらに、複数の液圧段（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｔａｇｅ）を有しているそれぞれアノードとカソードとして機能する１対の電極を備えた１以上の電気透析槽をさらに備えており、カソードセルユニットは１以上の要素からなる第３の膜群を有し、汎用セルユニットは１以上の要素からなる第１の膜群、１以上の要素からなる第２の膜群、第１の供給経路及び第２の供給経路を有しており、汎用セルユニット、第１及び第２の膜群並びに第１及び第２の供給経路はそれぞれ第１及び第２の部分を有しており、第１の膜群はアニオン交換膜及びカチオン交換膜を備えており、１以上の汎用セルユニットの第１の供給経路は第１の膜群によって少なくとも部分的に画成され、１以上の汎用セルユニットの第２の供給経路は第１の膜群及び第２の膜群によって少なくとも部分的に画成される。

【0017】

本発明のさらに別の態様によるスケール生成種を不動態化するための方法は、第１の供給経路及び第２の供給経路を有する電気透析デバイスの１対の電極に直流を通し、電極対をそれぞれカソードとアノードとして付勢する工程と、第１の膜群によって分離された第１の供給経路及び第２の供給経路に第１のアニオンスケール生成種及び第１のカチオンスケール生成種からなる供給流を供給する工程と、第２の供給経路から第１の供給経路まで第１の膜群を通して第１のカチオンスケール生成種を移送する工程とを含む。

【0018】

別の態様では、本方法はさらに第１の供給経路から第２の供給経路まで第１の膜群を通して第１のアニオンスケール生成種を移送する工程を含んでおり、電気分解デバイスはさらにその各々がアノード及びカソードを包含した１以上の電気透析槽を備えており、アノードに隣接してアノードセルユニットがあり、カソードに隣接してカソードセルユニットがありかつアノードセルユニットとカソードセルユニットの間に１以上の汎用セルユニットが配列され、カソードセルユニットは１以上の要素からなる第３の膜群を有し、汎用セルユニットは１以上の要素からなる第１の膜群、１以上の要素からなる第２の膜群、第１の供給経路及び第２の供給経路を有しており、第１の膜群はアニオン交換膜及びカチオン交換膜を備えており、１以上の汎用セルユニットの第１の供給経路は第１の膜群によって少なくとも部分的に画成され、１以上の汎用セルユニットの第２の供給経路は第１及び第２の膜群によって少なくとも部分的に画成される。

【0019】

別の態様では、本方法はさらに第１及び第２の供給経路から排液を除去する工程を含んでおり、第１の供給経路から除去される排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0020】

本方法の別の態様では、第２の膜群は１以上のアニオン交換膜又は１以上のカチオン交換膜からなる。

【0021】

本方法の別の態様では、第３の膜群は１以上のアニオン交換膜又は１以上のカチオン交換膜からなる。

【0022】

別の態様では、本方法はさらに第１及び第２の供給経路からの排液を脱塩プラントに導く工程を含んでおり、第１の供給経路の内容物は第２の供給経路の内容物とは別に処理される。

【0023】

本方法の別の態様では、電気透析デバイスはさらにその各々がアノード及びカソードを有する２以上の電気透析槽からなり、そのアノードセルユニット、カソードセルユニット及び１以上の汎用セルユニットは２以上の電気透析槽に跨っている。

【0024】

本方法の別の態様ではその第１のカチオンスケール生成種は、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択され、その第１のアニオンスケール生成種は、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択される。

【0025】

本発明のこれら及びその他の態様については、構造の詳細を表した図面及び例証用の実施形態と一緒に取り上げた説明並びに本特許請求の範囲から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図2】本発明の第２の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図3】本発明の第３の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図4】本発明の第４の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図5】本発明の第５の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図6】本発明の第６の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図7a】本発明の第７の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図7b】本発明の第８の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図7c】本発明の第９の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図7d】本発明の第１０の実施形態による電気透析デバイスを表した概要図である。

【図8】本発明の一実施形態による電気透析デバイスの利用を表したブロック図である。

【図9】本発明の一実施形態による電気透析デバイスの利用を表したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じてその中で使用する場合に、それに関する基本的機能に変化を生じさせずに許容可能に変更し得る任意の定量的表現の修飾のために概略表現を利用することがある。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」などの用語（複数のこともある）で修飾した値は、指定した精細な値への限定ではない。少なくとも幾つかの例ではその概略表現はその値を計測するための計器の精度に対応することがある。範囲の限定は組み合わせ及び／又は重なり合いとすることがあり、こうした範囲はコンテクストや言語表記によって特に指示しない限り本明細書で述べたすべての下位範囲を含むように特定されるものとする。明細書及び特許請求の範囲で用いる成分、反応条件その他の量に言及したすべての数値や表現内容は、すべての事例において用語「約（ａｂｏｕｔ）」で修飾されていると理解すべきである。

【0028】

「任意選択の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」や「任意選択において（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」という表現は、続いて記載される事象や状況が生じることも生じないこともあること、続いて特定される材料が存在することも存在しないこともあること、並びにこの記述によってその事象や状況が生じる場合やその材料が存在する場合とその事象や状況が生じない場合やその材料が存在しない場合を含めていることを意味している。

【0029】

本明細書で使用する場合に、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｈａｓ」、「ｈａｖｉｎｇ」、又はこれらに関する別の任意の変形は、非排他的な包含（ｎｏｎ−ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）を網羅するように意図したものである。例えば、ある要素のリストを含む処理、方法、物品又は装置は必ずしもそれらの要素のみに限定されないが、明示的に列挙されない要素あるいは処理、方法、物品又は装置に固有の別の要素を含み得る。

【0030】

単数形をした「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」はコンテキストにより明瞭に異なる記述をしない限り複数の言及要素を含むものとする。

【0031】

図１を参照すると、ＣａＳＯ₄、ＣａＣＯ₃、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＣａＦ₂、ＳｒＳＯ₄、ＢａＳＯ₄及びＣａ₃（ＰＯ₄）₂からなる群から選択されるスケール生成種などのスケール生成種を不動態化するための電気透析デバイス２に関する第１の実施形態は、それぞれアノード２１及びカソード２２として機能する１対の電極と、カソード２２に隣接したカソードセルユニット２５と、アノード２１に隣接したアノードセルユニット２６と、アノードセルユニット２６とカソードセルユニット２５の間にある１以上の汎用セルユニット２３と、アノード２１、カソード２２、カソードセルユニット２５、アノードセルユニット２６及び１以上の汎用セルユニット２３をその内部に収容するための槽２４とを含む。アノード２１及びカソード２２はそれぞれ、ＤＣ電源又はパルス電源のアノード及びカソードに接続される。当業者であれば幾つかの実施形態においてカソード２２が任意選択のカソードガード膜を有しかつアノード２１が任意選択のアノードガード膜を有することを理解されよう。この任意選択のカソード及びアノードガード膜によってアノード２１及びカソード２２に隣接してガードチャンネルが形成される。一実施形態ではその任意選択のアノード及びカソードガード膜はカチオン交換膜である。

【0032】

槽２４は、電気透析デバイス２を通る供給流の流れを誘導するための１以上の入口２４０と、１以上の第１の供給経路出口２４２、１以上の第２の供給経路出口２４３、第３の供給経路出口２４１及び第４の供給経路出口２４４のそれぞれとを含む。カソードセルユニット２５は、第３の供給経路２３５と、１以上の要素からなる第３の膜群２３１とを有する。アノードセルユニット２６は第４の供給経路２３８からなる。汎用セルユニット２３は、第１の供給経路２３６と、第２の供給経路２３７と、１以上の要素からなる第１の膜群２３２と、１以上の要素からなる第２の膜群２３３と、からなる。

【0033】

カソードセルユニット２５において、第３の膜群２３１はカソード２２と隣接する汎用セルユニット２３との間に配設される。第３の膜群２３１及びカソード２２は第３の供給経路出口２４１を有する第３の供給経路２３５を画成する。アノードセルユニット２６において、第４の供給経路出口２４４を有する第４の供給経路２３８は隣接する汎用セルユニット２３とアノード２１の間に画成される。

【0034】

汎用セルユニット２３において、第２の膜群２３３は汎用セルユニット２３のアノード側に配置され、第１の膜群２３２は汎用セルユニット２３のカソード側に配置される。第２の膜群２３３及び第１の膜群２３２は、第２の供給経路出口２４２を有する第２の供給経路２３７を画成する。第１の膜群２３２と汎用セルユニット２３のカソード側にある隣接するセルユニットは、第１の供給経路出口２４２を有する第１の供給経路２３６を画成する。したがって汎用セルユニット２３は、汎用セルユニット２３のアノード側から汎用セルユニット２３のカソード側まで順に、第２の膜群２３３、第２の供給経路２３７、第１の膜群２３２及び第１の供給経路２３６からなる。汎用セルユニット２３の幾つかの実施形態では、汎用セルユニット２３のカソード側にある隣接するセルユニットはカソードセルユニット２５である。別の実施形態では、汎用セルユニット２３のカソード側にある隣接するセルユニットは別の汎用セルユニット２３である。

【0035】

図１に示した実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＸ⁺、Ｙ^-、Ｓ⁺及びＴ^-を包含する供給流が提供される。Ｘ⁺及びＹ^-は非スケール生成性のカチオンとアニオンを意味しており、Ｓ⁺は第１のカチオンスケール生成種を意味しており、Ｔ^-は第１のアニオンスケール生成種を意味している。第３の膜群２３１の要素はＸ選択性アニオン交換膜である。第２の膜群２３３の要素はＹ選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２はＴ選択性アニオン交換膜要素及びＳ選択性カチオン交換膜要素からなる。図１では、Ｓ選択性カチオン交換膜の前にＴ選択性アニオン交換膜を配置している。しかしＳ選択性カチオン交換膜をＴ選択性アニオン交換膜の前に配置してもその機能は変わらない。したがって、幾つかの実施形態では第１の膜群２３２内でＳ選択性カチオン交換膜の前にＴ選択性アニオン交換膜を配置することが企図される。

【0036】

Ｓ⁺及びＴ^-のカチオン及びアニオンスケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（Ｔ^-）は第１の供給経路２３６から第２の供給経路２３７まで第１の膜群２３２を通して移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｓ⁺）は第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｙ^-は、第２の供給経路２３７から第４の供給経路２３８まで第２の膜群２３３を通して移送される。最後に、カチオン非スケール生成種Ｘ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0037】

カチオンスケール生成種は、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択可能であり、アニオンスケール生成種は、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択可能であることが企図される。

【0038】

一実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置の供給流２４２中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置の供給流２４０中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0039】

別の実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0040】

別の実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0041】

さらに電気透析デバイス２は、以下の図５に示すような供給流中で２つのスケール生成種を不動態化し得ることが企図される。したがってこうした実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流２４２中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流２４０中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0042】

電気透析デバイス２が供給流中で２つのスケール生成種を不動態化するような別の実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0043】

電気透析デバイス２が供給流中で２つのスケール生成種を不動態化するような別の実施形態では、第１の供給経路出口２４２の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。第２の供給経路出口２４３の位置で電気透析デバイス２から出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイス２の入口位置における供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0044】

さらに幾つかの実施形態では、排液中のアニオンスケール生成種の濃度が所定のレベル未満になるまで、第１の供給経路２３６からの排液の全部又は一部を追加の処理のために第１の供給経路２３６にフィードバックさせることがあることが企図される。さらに幾つかの実施形態では、排液中のカチオンスケール生成種の濃度が所定のレベル未満になるまで、第２の供給経路２３７からの排液の全部又は一部を追加の処理のために第２の供給経路２３７にフィードバックさせることがあることが企図される。

【0045】

さらに、第３及び第４の供給経路２３５及び２３８からの排液は電気透析デバイス２の供給流２４０に帰還させるかドレインに送られることが企図される。

【0046】

第１のアニオンスケール生成種（Ｔ^-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｓ⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種が不動態化されかつスケール生成のリスクが現出されることがない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0047】

図２を参照するとこの実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＸ⁺、Ｙ^-、Ｓ⁺及びＴ^-を包含する供給流が提供される。Ｘ⁺及びＹ^-は非スケール生成種を意味しており、Ｓ⁺は第１のカチオンスケール生成種を意味しており、Ｔ−は第１のアニオンスケール生成種を意味している。電気透析デバイス２は、アノードセルユニット２６、カソードセルユニット２５、第１の汎用セルユニット２３及び第２の汎用セルユニット２３’を包含することが確認できよう。この実施形態では２つの汎用セルユニット２３及び２３’を示しているが、別の実施形態は３以上の汎用セルユニットを包含可能であることが企図される。

【0048】

第２の膜群２３３及び２３３’の要素はＹ選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２及び２３２’はＴ選択性アニオン交換膜及びＳ選択性カチオン交換膜からなる。第３の膜群２３１はＸ選択性カチオン交換膜からなる。

【0049】

Ｓ⁺及びＴ^-スケール生成種が第１の供給経路２３６及び２３６’並びに第２の供給経路２３７及び２３７’を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（Ｔ^-）は、第１の供給経路２３６及び２３６’から第２の供給経路２３７及び２３７’まで第１の膜群２３２及び２３２’を通って移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｓ⁺）は、第２の供給経路２３７及び２３７’から第１の供給経路２３６及び２３６’まで第１の膜群２３２及び２３２’を通って移送される。さらに、カチオン非スケール生成種Ｘ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。最後にアニオン非スケール生成種Ｙ^-は第２の供給経路２３７及び２３７’から第１の供給経路２３６’及び第４の供給経路２３８まで移送される。

【0050】

第１のアニオンスケール生成種（Ｔ^-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｓ⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び２４２’並びに第２の供給経路出口２４３及び２４３’からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって幾つかの実施形態では、第１の供給経路出口２４２及び２４２’並びに第２の供給経路出口２４３及び２４３’からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0051】

別の実施形態では、第１の供給経路出口（例えば、２４２及び２４２’）を第１の合成供給経路出口とするように融合させることが可能であり、第２の供給経路出口（例えば、２４３及び２４３’）を第２の合成供給経路出口とするように融合させることが可能である。したがって、第１及び第２の合成供給経路出口からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0052】

図３を参照するとこの実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺及びＨＣＯ₃^-を包含する供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＨＣＯ₃^-が第１のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３の要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２の要素は、１価ＨＣＯ₃^-選択性アニオン交換膜及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜である。第３の膜群２３１は１価Ｎａ⁺選択性アニオン交換膜からなる。

【0053】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）は第１の供給経路２３６から第２の経路２３７まで第１の膜群２３２を通って移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は、第２の流路２３７から第４の流路２３８まで第２の膜群２３３を通して移送され、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0054】

第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0055】

図４を参照するとこの実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺及びＳＯ₄^2-を包含する供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＳＯ₄^2-が第１のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３を成す要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２の要素は、２価ＳＯ₄^2-選択性アニオン交換膜要素及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜要素である。

【0056】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）は、第１の供給経路２３６から第２の供給経路２３７まで第１の膜群２３２を通して移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は、第２の供給経路２３７から第４の供給経路２３８まで第２の膜群２３３を通して移送され、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0057】

第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収まで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0058】

図５を参照するとこの実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺、ＨＣＯ₃^-及びＳＯ₄^2-を包含する供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＳＯ₄^2-が第１のアニオンスケール生成種である。さらに、Ｃａ²⁺が第２のカチオンスケール生成種でありかつＨＣＯ₃^-が第２のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３の要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２の要素は、１価ＨＣＯ₃^-選択性アニオン交換膜、２価ＳＯ₄^2-選択性アニオン交換膜及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜である。第３の膜群２３１の要素は１価Ｎａ⁺選択性カチオン交換膜である。

【0059】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）及び第２のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）は、第１の供給経路２３６から第２の供給経路２３７まで第１の膜群２３２を通して移送され、第１及び第２のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は、第２の供給経路２３７から第４の供給経路２３８まで第２の膜群２３３を通して移送される。さらに、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0060】

第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）及び第２のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）並びに第１及び第２のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0061】

したがって別の実施形態では、カチオンスケール生成種は、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺及びＢａ²⁺からなる群から選択可能であり、アニオンスケール生成種は、ＳＯ₄^2-、ＨＣＯ₃^-、ＣＯ₃^2-、ＯＨ^-、Ｆ^-、ＰＯ₄^3-、ＨＰＯ₄^2-及びＨ₂ＰＯ₄^-からなる群から選択可能であることが企図される。

【0062】

図６を参照すると電気透析デバイス２の幾つかの実施形態は、直列接続とした複数の電気透析槽又は電気段２４ａ、２４ｂ及び２４ｃを有し得ることが企図される。こうした実施形態では、１以上の汎用セルユニット２３、アノードセルユニット２６、カソードセルユニット２５、第１、第２及び第３の膜群２３２、２３１及び２３３の要素並びに第１、第２、第３及び第４の供給経路２３６、２３７、２３５及び２３８が、電気段２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの間で分割される。各電気段２４ａ、２４ｂ及び２４ｃは、アノード２１ａ、２１ｂ及び２１ｃと、カソード２２ａ、２２ｂ及び２２ｃとを有する。

【0063】

この実施形態では、３つの電気段を図示しているが、当業者によって２以上など別の数の電気段を用いるような選択も可能であることが企図される。さらにこの実施形態では、各電気段が各膜群の１つの膜要素だけを有するように表している。しかし、当業者によって各電気段に別の数の膜要素を用いるような選択も可能である。

【0064】

図７ａ〜ｄを参照すると、電気透析デバイス２の幾つかの実施形態は複数の液圧段を有し得ることが企図される。したがってこうした実施形態では、１以上の汎用セルユニット２３が複数の液圧段に跨っている。したがって、第１及び第２の膜群２３２及び２３３の要素並びに第１及び第２の供給経路２３６及び２３７もまた複数の液圧段に跨っている。

【0065】

図７ａに示した実施形態では、汎用セルユニット２３は第１段の液圧段２３ａ及び第２の液圧段２３ｂに分割され、第１の供給経路２３６は第１の部分２３６ａ及び第２の部分２３６ｂに分割され、第２の供給経路２３７は第１の部分２３７ａ及び第２の部分２３７ｂに分割され、第１の膜群２３２は第１の部分２３２ａ及び第２の部分２３２ｂに分割され、第２の膜群２３３は第１の部分２３３ａ及び第２の部分２３３ｂに分割される。汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａは、第１の供給経路の第１の部分２３６ａ、第２の供給経路の第１の部分２３７ａ、第１の膜群の第１の部分２３２ａ及び第２の膜群の第１の部分２３３ａを含む。汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂは、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂ、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂ、第１の膜群の第２の部分２３２ｂ及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂを含む。

【0066】

第１の供給経路の第１の部分２３６ａはカソードユニットセル２５の第３の膜群２３１及び第１の膜群の第１の部分２３２ａによって画成され、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂは第２の膜群の第１の部分２３３ａ及び第１の膜群の第２の部分２３２ｂによって画成される。第２の供給経路の第１の部分２３７ａは第１の膜群の第１の部分２３２ａ及び第２の膜群の第１の部分２３３ａによって画成され、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂは第１の膜群の第２の部分２３２ｂ及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂによって画成される。

【0067】

したがって汎用セルユニットにおいて第１の供給経路２３６は、第１の膜群２３２、第２の膜群２３２及びカソードセルユニット２５の第３の膜群２３１によって少なくとも部分的に画成される。さらに第２の供給経路２３７は、第１の膜群２３２及び第２の膜群２３３によって少なくとも部分的に画成される。

【0068】

カソードセルユニット２５において第３の供給経路２３５は、第３の膜群２１３及びカソード２２によって画成される。アノードセルユニット２６において第４の供給経路２３８は、第２の膜群２３３の少なくとも一部及びアノード２１によって画成される。

【0069】

この実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺及びＨＣＯ₃^-を含む供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＨＣＯ₃^-が第１のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３の要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２の要素は１価ＨＣＯ₃^-選択性アニオン交換膜及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜である。第３の膜群２３１は１価Ｎａ⁺選択性アニオン交換膜からなる。

【0070】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源から直流を流したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）は第１の供給経路２３６から第２の経路２３７まで第１の膜群２３２を通して移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は、第２の流路２３７から第４の流路２３８まで第２の膜群２３３を通して移送され、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は第２の流路２３７から第１の流路２３３まで第２の膜群２３３を通して移送され、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0071】

第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0072】

図７ｂに示した実施形態では、汎用セルユニット２３は第１段の液圧段２３ａ、第２の液圧段２３ｂ及び第３の液圧段２３ｃに分割される。汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａはカソードセルユニット２５と汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂの間に配置される。汎用セルユニットの第３の液圧段２３ｃはアノードセルユニット２６と汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂの間に配置される。

【0073】

第１の供給経路２３６は第１の部分２３６ａ、第２の部分２３６ｂ及び第３の部分２３６ｃに分割され、第２の供給経路２３７は第１の部分２３７ａ、第２の部分２３７ｂ及び第３の部分２３７ｃに分割され、第１の膜群２３２は第１の部分２３２ａ、第２の部分２３２ｂ及び第３の部分２３２ｃに分割され、第２の膜群２３３は第１の部分２３３ａ、第２の部分２３３ｂ及び第３の部分２３３ｃに分割される。

【0074】

汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａは、第１の供給経路の第１の部分２３６ａ、第２の供給経路の第１の部分２３７ａ、第１の膜群の第１の部分２３２ａ及び第２の膜群の第１の部分２３３ａを含む。汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂは、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂ、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂ、第１の膜群の第２の部分２３２ｂ及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂを含む。汎用セルユニットの第３の液圧段２３ｃは、第１の供給経路の第３の部分２３６ｃ、第２の供給経路の第３の部分２３７ｃ、第１の膜群の第３の部分２３２ｃ及び第２の膜群の第３の部分２３３ｃを含む。

【0075】

第１の供給経路の第１の部分２３６ａはカソードユニットセル２５の第３の膜群２３１及び第１の膜群の第１の部分２３２ａによって画成され、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂは第２の膜群の第１の部分２３３ａ及び第１の膜群の第２の部分２３２ｂによって画成され、第１の供給経路の第３の部分２３６ｃは第２の膜群の第２の部分２３３ｂ及び第１の膜群の第３の部分２３２ｃによって画成される。第２の供給経路の第１の部分２３７ａは第１の膜群の第１の部分２３２ａ及び第２の膜群の第１の部分２３３ａによって画成され、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂは第１の膜群の第２の部分２３２ｂ及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂによって画成され、第２の供給経路の第３の部分２３７ｃは第１の膜群の第３の部分２３２ｃ及び第２の膜群の第３の部分２３３ｃによって画成される。

【0076】

したがって汎用セルユニットでは第１の供給経路２３６は、第１の膜群２３２、第２の膜群２３２及びカソードセルユニット２５の第３の膜群２３１によって少なくとも部分的に画成される。さらに第２の供給経路２３７は、第１の膜群２３２及び第２の膜群２３３によって少なくとも部分的に画成される。

【0077】

カソードセルユニット２５では第３の供給経路２３５は、第３の膜群２１３及びカソード２２によって画成される。アノードセルユニット２６において第４の供給経路２３８は、第２の膜群２３３の少なくとも一部及びアノード２１によって画成される。

【0078】

この実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺、ＨＣＯ₃^-及びＳＯ₄^2-を含む供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＳＯ₄^2-が第１のアニオンスケール生成種である。さらに、Ｃａ²⁺は第２のカチオンスケール生成種でありかつＨＣＯ₃^-が第２のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３の要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２の要素は、１価ＨＣＯ₃^-選択性アニオン交換膜、２価ＳＯ₄^2-選択性アニオン交換膜及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜である。第３の膜群２３１の要素は１価Ｎａ⁺選択性カチオン交換膜である。

【0079】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び第２の供給経路２３７を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）及び第２のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）は、第１の供給経路２３６から第２の供給経路２３７まで第１の膜群２３２を通して移送され、第１及び第２のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７から第１の供給経路２３６まで第１の膜群２３２を通して移送される。さらに、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は第２の供給経路２３７から第２及び第４の供給経路２３７及び２３８まで第２の膜群２３３を通して移送される。さらに、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0080】

第１のアニオンスケール生成種（ＳＯ₄^2-）及び第２のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）並びに第１及び第２のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって、第１の供給経路出口２４２及び第２の供給経路出口２４３からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0081】

さらに図７ｃ及び７ｄに示したように、幾つかの実施形態は２以上の汎用セルユニット２３を有することが可能であることが企図される。図７ｃ及び７ｄに示した実施形態では、第１の汎用セルユニット２３は第１の液圧段２３ａ及び第２の液圧段２３ｂに分割される。第１の汎用セルユニット２３において、第１の供給経路２３６は第１の部分２３６ａ及び第２の部分２３６ｂに分割され、第２の供給経路２３７は第１の部分２３７ａ及び第２の部分２３７ｂに分割され、第１の膜群２３２は第１の部分２３２ａ及び第２の部分２３２ｂに分割され、第２の膜群２３３は第１の部分２３３ａ及び第２の部分２３３ｂに分割される。

【0082】

第１の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａは、第１の供給経路の第１の部分２３６ａ、第２の供給経路の第１の部分２３７ａ、第１の膜群の第１の部分２３２ａ及び第２の膜群の第１の部分２３３ａを含む。第１の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂは、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂ、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂ、第１の膜群の第２の部分２３２ｂ及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂを含む。

【0083】

第２の汎用セルユニット２３’は第１の液圧段２３ａ’及び第２の液圧段２３ｂ’に分割される。第２の汎用セルユニット２３’では、第１の供給経路２３６’は第１の部分２３６ａ’及び第２の部分２３６ｂ’に分割され、第２の供給経路２３７’は第１の部分２３７ａ’及び第２の部分２３７ｂ’に分割され、第１の膜群２３２’は第１の部分２３２ａ’及び第２の部分２３２ｂ’に分割され、第２の膜群２３３’は第１の部分２３３ａ’及び第２の部分２３３ｂ’に分割される。

【0084】

第２の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａ’は、第１の供給経路の第１の部分２３６ａ’、第２の供給経路の第１の部分２３７ａ’、第１の膜群の第１の部分２３２ａ’及び第２の膜群の第１の部分２３３ａ’を含む。第２の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂ’は、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂ’、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂ’、第１の膜群の第２の部分２３２ｂ’及び第２の膜群の第２の部分２３３ｂ’を含む。

【0085】

第１の汎用セルユニット２３において、第１の供給経路の第１の部分２３６ａは、カソードユニットセル２５の第３の膜群２３１と第１の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａに据え付けられた第１の膜群の第１の部分２３２ａとによって画成され、第１の供給経路の第２の部分２３６ｂは第１の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂに据え付けられた第１の膜群の第２の部分２３２ｂと第２の汎用セルユニットの第１の段２３ｂに据え付けられた第２の膜群の第１の部分２３３ａ’とによって画成される。第２の供給経路の第１の部分２３７ａは、第１の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａに据え付けられた第１の膜群の第１の部分２３２ａと第１の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａに据え付けられた第２の膜群の第１の部分２３３ａとによって画成され、第２の供給経路の第２の部分２３７ｂは第１の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂに据え付けられた第１の膜群の第２の部分２３２ｂと第１の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂに据え付けられた第２の膜群の第２の部分２３３ｂとによって画成される。

【0086】

したがって第１の汎用セルユニット２３において第１の供給経路２３６は、第１の汎用セルユニット２３の第１の膜群２３２、第２の汎用セルユニット２３’の第２の膜群２３３’、及びカソードセルユニット２５の第３の膜群２３１のうちの１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成される。さらに第２の供給経路２３７は、第１の汎用セルユニット２３の第１の膜群２３２及び第２の膜群２３３のうちの１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成される。

【0087】

この実施形態では、第１及び第２の汎用セルユニット２３及び２３’のみを提示している。しかし、これより多くの数の汎用セルユニット（例えば、７個のユニット）を有する実施形態ではその第１の汎用セルユニットの第１の供給経路は、第１の汎用セルユニットの第１の膜群、最高位（例えば、第７）の汎用セルユニットの第２の膜群及びカソードセルユニットの第３の膜群のうちの１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成されることになることが企図される。

【0088】

第２の汎用セルユニット２３’に戻ると、第１の供給経路の第１の部分２３６ａ’は、第１の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａに据え付けられた第２の膜群の第１の部分２３３ａと第２の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａ’に据え付けられた第１の膜群の第１の部分２３２ａ’とによって画成される。第１の供給経路の第２の部分２３６ｂ’は、第１の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂに据え付けられた第２の膜群の第２の部分２３３ｂと第２の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂ’に据え付けられた第１の膜群の第２の部分２３２ｂ’とによって画成される。第２の供給経路の第１の部分２３７ａ’は、第２の汎用セルユニット２３ａ’の第１の液圧段に据え付けられた第１の膜群の第１の部分２３２ａ’と第２の汎用セルユニットの第１の液圧段２３ａ’に据え付けられた第２の膜群の第１の部分２３３ａ’とによって画成される。第２の供給経路の第２の部分２３７ｂ’は、第２の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂ’に据え付けられた第１の膜群の第２の部分２３２ｂ’と第２の汎用セルユニットの第２の液圧段２３ｂ’に据え付けられた第２の膜群の第２の部分２３３ｂ’とによって画成される。

【0089】

したがって第２の汎用セルユニット２３’において第１の供給経路２３６’は、第２の汎用セルユニット２３’の第１の膜群２３２’及び第１の汎用セルユニット２３の第２の膜群２３３の１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成される。さらに第２の供給経路２３７’は、第２の汎用セルユニット２３’の第１の膜群２３２’及び第２の膜群２３３’の１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成される。

【0090】

カソードセルユニット２５において第３の供給経路２３５は、第３の膜群２３１及びカソード２２によって画成される。アノードセルユニット２６において第４の供給経路２３８は、第２の汎用セルユニット２３’の第２の膜群２３３’及びアノード２１によって画成される。３以上の汎用セルユニットを有する実施形態では、第４の供給経路２３８が最高位の汎用セルユニットの第２の膜群の少なくとも一部及びアノード２１によって画成される。

【0091】

この実施形態では、電気透析デバイス２の入口２４０にＮａ⁺、Ｃｌ^-、Ｃａ²⁺及びＨＣＯ₃^-を含む供給流が提供される。この実施形態では、Ｃａ²⁺が第１のカチオンスケール生成種でありかつＨＣＯ₃^-が第１のアニオンスケール生成種である。第２の膜群２３３及び２３３’の要素は１価Ｃｌ^-選択性アニオン交換膜である。第１の膜群２３２及び２３２’ の要素はは１価ＨＣＯ₃^-選択性アニオン交換膜及び２価Ｃａ²⁺選択性カチオン交換膜からなる。第３の膜群２３１は１価Ｎａ⁺選択性アニオン交換膜からなる。

【0092】

スケール生成種が第１の供給経路２３６及び２３６’並びに第２の供給経路２３７及び２３７’を流れている間に電気透析デバイス２に電源からの直流を通したとき、第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）は第１の供給経路２３６及び２３６’から第２の経路２３７及び２３７’まで第１の膜群２３２及び２３２’を通って移送され、第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）は、第２の供給経路２３７及び２３７’から第１の供給経路２３６及び２３６’まで第１の膜群２３２及び２３２’を通って移送される。さらにアニオン非スケール生成種（Ｃｌ^-）は、第２の流路２３７及び２３７’から第４の流路２３８及び２３８’まで第２の膜群２３３を通って移送され、アニオン非スケール生成種Ｃｌ^-は、第２の流路２３７及び２３７’から第１の流路２３６及び２３６’まで第２の膜群２３３及び２３３’を通して移送され、カチオン非スケール生成種Ｎａ⁺は、第１の供給経路２３６から第３の供給経路２３５まで第３の膜群２３１を通して移送される。

【0093】

第１のアニオンスケール生成種（ＨＣＯ₃^-）及び第１のカチオンスケール生成種（Ｃａ²⁺）はこれらが第１の供給経路出口２４２及び２４２’並びに第２の供給経路出口２４３及び２４３’からの排液の形態で電気透析デバイス２から出るときに別々の供給経路流に配置されることから、これらのスケール生成種はもはやスケール生成リスクとならない。したがって第１の供給経路出口２４２及び２４２’並びに第２の供給経路出口２４３及び２４３’からの排液は、排液を別々に高い回収レベルまで処理可能とするように脱塩プラントに提供することが可能である。

【0094】

さらに、複数の第１及び第２の供給経路出口を有する電気分解デバイスの幾つかの実施形態では、複数の第１の供給経路出口（例えば、２４２、２４２’）を第１の合成供給経路出口３４２とするように融合させることが可能であり、複数の第２の供給経路出口（例えば、２４３、２４３’）を第２の合成供給経路出口３４３とするように融合させることが可能であることが企図される。複数の第１及び第２の供給経路出口（例えば、２４２、２４２’、２４３、２４３’）を有する電気分解デバイスの別の実施形態では、これらの出口の分離が保たれている。

【0095】

したがって２以上の汎用セルユニット２３を含む実施形態では、第１の汎用セルユニット２３の第１の供給経路の第２の部分２３６ｂが最高位の汎用セルユニットの第２の膜群の１つ又は幾つかの要素によって少なくとも部分的に画成されることになることが理解されよう。

【0096】

図７ｃから確認できるように第１の汎用セルユニット２３において、第１の供給経路の第１のセクション２３６ａからの排液の全体は第１の供給経路の第２のセクション２３６ｂに流入し、第２の供給経路の第１のセクション２３７ａからの排液の全体は第２の供給経路の第２のセクション２３７ｂに流入する。さらに第２の汎用セルユニット２３’において、第１の供給経路の第１のセクション２３６ａ’からの排液の全体は第１の供給経路の第２のセクション２３６ｂ’に流入し、第２の供給経路の第１のセクション２３７ａ’からの排液の全体は第２の供給経路の第２のセクション２３７ｂ’に流入する。

【0097】

しかし図７ｄに示した実施形態では、第１及び第２の汎用ユニットの第１の流路の第１の部分２３６ａ及び２３６ａ’からの排液は第１の流路コンジット２４６に導かれ、ここで排液が合成されて第１及び第２の汎用ユニットの第２の流路２３６ｂ及び２３６ｂ’に伝達される。さらに、第１及び第２の汎用ユニットの第１の流路の第１の部分２３７ａ及び２３７ａ’からの排液は第１の流路コンジット２４７に導かれ、ここで排液が合成されて第１及び第２の汎用ユニットの第２の流路２３７ｂ及び２３７ｂ’に伝達される。さらに図７ａ〜ｄに示した実施形態では、各膜群が有する膜要素が１つのみであるようにして各膜群の第１及び第２の部分を図示している。しかし当業者であれば、各膜群の第１及び第２の部分で別の数の膜要素を使用するような選択が可能である。

【0098】

図８及び９を参照すると幾つかの実施形態では電気透析デバイス２は、多種多様な塩水や汽水源から水の入口２４０を通して供給流を受け取り得ることが企図される。この供給流は、２以上のスケール生成種からなることが可能である。この供給流は第１及び第２の供給経路に導かれる。電気透析デバイス２は、第２の供給経路から第１の供給経路へカチオンスケール生成種を移動させること並びに第１の供給経路から第２の供給経路までアニオンスケール生成種を移動させることによって２以上のスケール生成種を不動態化する。第１の供給経路からの排液は脱塩プラント取込口に第１の供給経路出口２４２のうちの１つ又は幾つかから伝達され、第２の供給経路からの排液は脱塩プラント取込口に第２の供給経路出口２４３のうちの１つ又は幾つかを介して伝達される。第１及び第２の供給経路出口２４２及び２４３を複数有する幾つかの実施形態では、複数の第１の供給経路出口（例えば、２４２、２４２’）を第１の合成供給経路出口３４２とするように融合させることが可能であり、複数の第２の供給経路出口（例えば、２４３、２４３’）を第２の合成供給経路出口３４３とするように融合させることが可能であることが企図される。電気透析デバイス２から出た後は、第１の供給経路の内容物は第２の供給経路の内容物と混合されない。第１及び第２の供給経路の内容物は脱塩プラントで別々に高回収まで処理される。

【0099】

さらに本発明はまた、上述した電気透析装置の使用を介してスケール生成種を不動態化するための方法からなることが企図される。一実施形態では本方法は、電気透析デバイスの１対の電極に直流を通しこれにより電極対をそれぞれカソードとアノードとして付勢する工程と、電気透析デバイスの１以上の入口に供給流を供給する工程と、からなる。この１以上の入口は供給流を第１の供給経路及び第２の供給経路に導く。第１の供給経路及び第２の供給経路は第１の膜群によって分離される。この供給流は少なくとも、第１のアニオンスケール生成種、第１のカチオンスケール生成種、第１のアニオン非スケール生成種及び第１のカチオン非スケール生成種からなる。幾つかの実施形態ではその供給流は、追加のスケール生成種及び／又は非スケール生成種からなる。

【0100】

第１及び第２の供給経路に沿って進み下る間に、第１のカチオンスケール生成種は第２の供給経路から、第１の膜群を通って、さらに第１の供給経路まで移送される。さらに第１のアニオンスケール生成種は、第１の供給経路から、第１の膜群を通って、さらに第２の供給経路まで移送される。

【0101】

供給流が複数のアニオン及びカチオンスケール生成種を含むような幾つかの実施形態では、第１及び第２の供給経路に沿って進み下る間に、追加のカチオンスケール生成種は第２の供給経路から、第１の膜群を通って、第１の供給経路まで移送される。さらに追加のアニオンスケール生成種は第１の供給経路から、第１の膜群を通って、さらに第２の供給経路まで移送される。

【0102】

本方法はさらに、第１の供給経路出口を通して第１の供給経路からの排液を除去する工程と、第２の供給経路出口を通して第２の供給経路からの排液を除去する工程と、からなる。一実施形態ではその第１及び第２の供給経路出口は、脱塩ユニットの入口まで排液を導き、ここで第１の供給経路からの排液は第２の供給経路からの排液とは別に処理される。

【0103】

本方法の一実施形態ではそのスケール生成種は、ＣａＳＯ₄、ＣａＣＯ₃、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＣａＦ₂、ＳｒＳＯ₄、ＢａＳＯ₄及びＣａ₃（ＰＯ₄）₂からなる群から選択される。

【0104】

一実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0105】

別の実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0106】

追加的な一実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0107】

一実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0108】

別の実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0109】

追加的な一実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第１のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第１のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0110】

一実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0111】

別の実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0112】

追加的な一実施形態では、第１の供給経路から除去される排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、第１の供給経路に入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。さらに、第２の供給経路から除去される排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、第２の供給経路に入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0113】

一実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約９０％未満である。

【0114】

別の実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約５０％未満である。

【0115】

追加的な一実施形態では、第１の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のアニオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のアニオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。さらに、第２の供給経路出口を通って電気透析デバイスから出る排液中の第２のカチオンスケール生成種の濃度は、電気透析デバイスに入る供給流中の第２のカチオンスケール生成種の濃度の約２０％未満である。

【0116】

本発明について上述した具体的な実施形態に関連して記載してきたが、多くの代替形態、混合形態、修正形態及び変形形態が当業者にとって明らかなことは自明であろう。したがって、上で示した本発明の好ましい実施形態は単に例証を意図したものであり、限定を意味ではない。本発明の精神及び趣旨を逸脱することなく様々な変更を行うことが可能である。したがって本発明の技術的範囲は、上述した実施形態のみではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨域内にあるすべてを含むものである。

【0117】

この記載では、本発明（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の処理の実行を含む本発明の実施を可能にするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。これら別の例は、本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。

【符号の説明】

【0118】

２ 電気透析デバイス
２１ アノード
２１ａ アノード
２１ｂ アノード
２１ｃ アノード
２２ カソード
２２ａ カソード
２２ｂ カソード
２２ｃ カソード
２３ 汎用セルユニット
２３’ 第２の汎用セルユニット
２４ 電気透析槽
２４ａ 電気透析槽
２４ｂ 電気透析槽
２４ｃ 電気透析槽
２５ カソードセルユニット
２６ アノードセルユニット
２３１ 第３の膜群
２３２ 第１の膜群
２３２’ 第１の膜群
２３２ａ 第１の膜群の第１の部分
２３２ｂ 第１の膜群の第２の部分
２３２ｃ 第１の膜群の第３の部分
２３３ 第２の膜群
２３３’ 第２の膜群
２３３ａ 第２の膜群の第１の部分
２３３ｂ 第２の膜群の第２の部分
２３３ｃ 第２の膜群の第３の部分
２３５ 第３の供給経路
２３６ 第１の供給経路
２３６’ 第１の供給経路
２３６ａ 第１の供給経路の第１の部分
２３６ｂ 第１の供給経路の第２の部分
２３６ｃ 第１の供給経路の第３の部分
２３７ 第２の供給経路
２３７’ 第２の供給経路
２３７ａ 第２の供給経路の第１の部分
２３７ｂ 第２の供給経路の第２の部分
２３７ｃ 第２の供給経路の第３の部分
２３８ 第４の供給経路
２４０ 入口
２４１ 第３の供給経路出口
２４２ 第１の供給経路出口
２４２’ 第１の供給経路出口
２４３ 第２の供給経路出口
２４３’ 第２の供給経路出口
２４４ 第４の供給経路出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図8】

【図9】