特許 7103467 電気脱イオンシステム及び電気脱イオンシステムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】電気脱イオンシステム及び電気脱イオンシステムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/469 20060101AFI20220712BHJP

   B01D 61/54 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

C02F1/469

B01D61/54 500

B01D61/54

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021065340

(22)【出願日】2021-04-07

【審査請求日】2022-03-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】港 康晴

(72)【発明者】

【氏名】田部井 麗奈

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０６９２７６０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６３８００３２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２００５－５１５８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２０７９４９５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－３６８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－３４１０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４４－１／４６９

Ｂ０１Ｄ ５３／２２、６１／００－７１／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列に設置された複数の電気脱イオン装置を備える電気脱イオンシステムであって、
前記複数の電気脱イオン装置への給水流量を変動させる給水流量変動手段と、
前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を前記電気脱イオン装置毎に調整する濃縮水流量調整手段と、
前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持手段と、を備え、
前記濃縮水流量保持手段が、前記複数の電気脱イオン装置の各々にて製造された脱塩水が流れる複数の副流路が統合された主流路と、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出された濃縮水が流れる複数の副経路が統合された主経路と、にのみ設置されている、電気脱イオンシステム。

【請求項2】

前記給水流量変動手段は、給水流量を３０～１００％の範囲で増減させる、請求項１に記載の電気脱イオンシステム。

【請求項3】

前記濃縮水流量保持手段は、前記主流路に備えられた第１コントロール弁及び前記主経路に備えられた第２コントロール弁である、請求項１又は２に記載の電気脱イオンシステム。

【請求項4】

前記濃縮水流量調整手段は、前記副経路に備えられた手動弁である、請求項１～３のいずれか1項に記載の電気脱イオンシステム。

【請求項5】

並列に設置された複数の電気脱イオン装置を備える電気脱イオンシステムの制御方法であって、
前記複数の電気脱イオン装置への給水流量を変動させる給水流量変動工程と、
前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を、前記電気脱イオン装置毎に調整する濃縮水流量調整工程と、
前記複数の電気脱イオン装置の各々にて製造された脱塩水が流れる複数の副流路が統合された主流路にのみ設けられた第１コントロール弁及び前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出された濃縮水が流れる複数の副経路が統合された主経路にのみ設けられた第２コントロール弁を用いて、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持工程と、を備える、電気脱イオンシステムの制御方法。

【請求項6】

前記給水流量変動工程は、給水流量を３０～１００％の範囲で増減させる、請求項５に記載の電気脱イオンシステムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気脱イオン装置を複数設けた電気脱イオンシステムと、その制御方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体等の電子産業分野で用いられている超純水は、前処理システム、一次純水システム及び一次純水を処理するサブシステムで構成される超純水製造装置で原水を処理することにより製造されている。

【0003】

このような超純水製造装置に含まれる一次純水製造装置は、超純水製造装置の分野以外にも、医薬用や食品用などの様々な分野に利用されている汎用性の高いシステムである。一次純水システムの構成としては、２段構成の逆浸透膜（ＲＯ膜）装置及び電気脱イオン装置からなるものが一般的であり、逆浸透膜（ＲＯ膜）装置はシリカや塩類を除去すると共に、イオン性、コロイド性のＴＯＣを除去する。

【0004】

ここで、電気脱イオン装置は、一般に陰極及び陽極間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを交互に配列して脱塩室と濃縮室とを交互に形成し、脱塩室にイオン交換樹脂を充填した構成を有し、各種無機あるいは有機性のアニオン及びカチオンの除去を行う。

【0005】

この電気脱イオン装置の脱塩室に水が供給されると、水中のイオンはもっている荷電によって、脱塩室内の陽・陰極のいずれかのイオン交換樹脂の方向に移動する。移動したイオンはイオン交換樹脂を通過し濃縮室へ入るため、脱塩室内においては高度に脱塩された純水が製造される。一方で、濃縮室に移動したイオンは、濃縮室内にとどまり、やがて濃縮水として排出される。

【0006】

この電気脱イオン装置は、処理すべき水量が多い場合などは、複数の電気脱イオン装置が並列に設置された電気脱イオンシステムとして用いられることが多い。このような電気脱イオンシステムは、その前後に組み合わせられるシステムの条件に追随して、電気脱イオンシステムへの給水条件を変更されることが多く、例えば、超純水製造装置の一次純水システムに用いられる電気脱イオンシステムでは、組み合わされるサブシステムにおける純水の使用量に応じて、電気脱イオンシステムへの給水流量を増減させ、それにより一次純水の製造量を制御している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、電気脱イオンシステムの運転中に供給する給水流量を減少させた場合、複数設置された電気脱イオン装置の各装置内で濃縮水が過剰に濃縮されることによりスケールが発生するという問題があった。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、各電気脱イオン装置への給水流量の減少によるスケールの発生を抑制しながらも、生産コストを低減した電気脱イオンシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的に鑑み、第一に本発明は、並列に設置された複数の電気脱イオン装置を備える電気脱イオンシステムであって、前記複数の電気脱イオン装置への給水流量を変動させる給水流量変動手段と、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を前記電気脱イオン装置毎に調整する濃縮水流量調整手段と、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持手段と、を備え、前記濃縮水流量保持手段が、前記複数の電気脱イオン装置の各々にて製造された脱塩水が流れる複数の副流路が統合された主流路と、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出された濃縮水が流れる複数の副経路が統合された主経路と、にのみ設置されている、電気脱イオンシステムを提供する（発明１）。

【0010】

かかる発明（発明１）によれば、複数の電気脱イオン装置への給水の流量（単に、給水流量ともいう）を変動させた場合であっても、各電気脱イオン装置から排出される濃縮水の流量（単に濃縮水流量ともいう）を一定に保つことができ、それによりスケールの発生を抑制することができる。また、各副流路や各副経路のそれぞれに濃縮水流量保持手段を設けなくとも、濃縮水流量保持手段が脱塩水の主流路と濃縮水の主経路とにのみ備えられていれば、濃縮水の流量を一定に保つことができるため、電気脱イオンシステムの生産コストを低減することができる。

【0011】

上記発明（発明１）においては、前記給水流量変動手段は、給水流量を３０～１００％の範囲で増減させてもよい（発明２）。

【0012】

上記発明（発明１又は２）においては、前記濃縮水流量保持手段は、前記主流路に備えられた第１コントロール弁及び前記主経路に備えられた第２コントロール弁であってもよい（発明３）。

【0013】

上記発明（発明１～３）においては、前記濃縮水流量調整手段は、前記副経路に備えられた手動弁であってもよい（発明４）。

【0014】

また、第二に本発明は、並列に設置された複数の電気脱イオン装置を備える電気脱イオンシステムの制御方法であって、前記複数の電気脱イオン装置への給水流量を変動させる給水流量変動工程と、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を、前記電気脱イオン装置毎に調整する濃縮水流量調整工程と、前記複数の電気脱イオン装置の各々にて製造された脱塩水が流れる複数の副流路が統合された主流路にのみ設けられた第１コントロール弁及び前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出された濃縮水が流れる複数の副経路が統合された主経路にのみ設けられた第２コントロール弁を用いて、前記複数の電気脱イオン装置の各々から排出される濃縮水の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持工程と、を備える、電気脱イオンシステムの制御方法を提供する（発明５）。

【0015】

かかる発明（発明５）によれば、複数の電気脱イオン装置を備える電気脱イオンシステムにおいて、各電気脱イオン装置への給水流量を変動させた場合であっても、各電気脱イオン装置から排出される濃縮水の流量を一定に保つことができ、それによりスケールの発生を抑制することができる。また、各副経路や各副経路にコントロール弁を備えずとも、脱塩水が流れる主流路と、濃縮水が流れる主経路と、にのみ設けられたコントロール弁を用いて濃縮水の流量を一定に保つことができるため、電気脱イオンシステムの運用コストを低減することができる。

【0016】

上記発明（発明５）においては、前記給水流量変動工程は、給水流量を３０～１００％の範囲で増減させてもよい（発明６）。

【発明の効果】

【0017】

本発明の電気脱イオンシステムによれば、各電気脱イオン装置への給水流量の減少によるスケールの発生を抑制しながらも、生産コストを低減した電気脱イオンシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る電気脱イオンシステムを適用可能な超純水製造装置を示すフロー図である。

【図2】本発明に係る電気脱イオンシステムを示す概略図である。

【図3】検証実験に用いた試験装置の制御構造を示す概略図である。

【図4】検証実験における給水流量変化に対する脱塩水及び濃縮水の流量（水量）変化を示すグラフである。

【図5】検証実験における給水流量変化に対する脱塩水及び濃縮水の圧力損失の変化を示すグラフである。

【0019】

以下、本発明の電気脱イオンシステムについて添付図面を参照して説明する。なお、説明のために電気脱イオンシステムが超純水製造装置に備えられた図を一部用いて説明するが、本発明における電気脱イオンシステム及び電気脱イオンシステムの制御方法は、この超純水製造装置に限られず、医薬や食品などの様々な分野に用いることができる。

【0020】

（電気脱イオンシステム）
図１は本発明の一実施形態による電気脱イオンシステム１を実装可能な超純水製造装置Ａを示す図である。図１に示すように、超純水製造装置Ａは、前処理装置２、電気脱イオンシステム１（図１中はＣＤＩ ｓｙｓｔｅｍと表記）を含む一次純水製造装置３、及び二次純水製造装置（サブシステム）４といった３段の装置で構成されている。このような超純水製造装置Ａの前処理装置２では、原水Ｗの濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などによる前処理が施され、主に懸濁物質が除去される。

【0021】

一次純水製造装置３は、前処理水（給水ともいう）Ｗ１を処理する逆浸透膜装置５と、脱気膜装置６と、紫外線酸化装置７と、電気脱イオンシステム１とを有する。この一次純水製造装置３で前処理水Ｗ１中の大半の電解質、微粒子、生菌等の除去を行うと共に有機物を分解する。

【0022】

サブシステム４は、一次純水製造装置３で製造された一次純水（脱塩水）Ｗ２を貯留する、上記電気脱イオンシステム１の後段に配置された貯水タンクとしてのサブタンク１１とこのサブタンク１１から図示しないポンプを介して送給される一次純水Ｗ２を処理する紫外線酸化装置１２と非再生型混床式イオン交換装置１３と膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜１４とで構成され、更に必要に応じＲＯ膜分離装置等が設けられている場合もある。このサブシステム４では、紫外線酸化装置１２により一次純水Ｗ２中に含まれる微量の有機物（ＴＯＣ成分）を酸化分解し、続いて非再生型混床式イオン交換装置１３で処理することで残留した炭酸イオン、有機酸類、アニオン性物質、更には金属イオンやカチオン性物質をイオン交換によって除去する。そして、限外濾過（ＵＦ）膜１４で微粒子を除去して超純水Ｗ３とし、これをユースポイント１５に供給して、未使用の超純水はサブタンク１１に還流する。

【0023】

本発明の一実施形態に係る電気脱イオンシステム１について、図２を用いて説明する。図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電気脱イオンシステム１は並列に設置された複数の電気脱イオン装置１Ａを備えている。

【0024】

電気脱イオンシステム１では、まず電気脱イオン装置１Ａへの給水流量を変動させることが可能な給水用のポンプ１Ｂにより、任意の流量の給水Ｗ１が流路２１を通り各電気脱イオン装置１Ａへ供給される。各電気脱イオン装置１Ａに供給された給水Ｗ１は、各電気脱イオン装置１Ａで処理され、脱塩水（一次純水）Ｗ２と濃縮水Ｗ４となる。

【0025】

各電気脱イオン装置１Ａで製造された脱塩水Ｗ２は副流路２２を通り、主流路２３で合流する。副流路２２には手動弁１Ｃと流量計１Ｄが備えられ、主流路２３には第１コントロール弁１Ｅと流動計１Ｆが備えられている。一方、各電気脱イオン装置１Ａから排出された濃縮水Ｗ４は、副経路２４を通り、その後主経路２５で合流する。各副経路２４には手動弁１Ｇと流量計１Ｈが備えられており、主経路２５には第２コントロール弁１Ｉと流量計１Ｊとが備えられている。

【0026】

また、電気脱イオンシステム１には、ポンプ１Ｂからの給水Ｗ１の流量の変化に応じて、主流路２３に備えられた第１コントロール弁１Ｅ及び主経路２５に備えられた第２コントロール弁１Ｉを制御可能な制御装置（図示なし）が備えられていてもよい。

【0027】

図２におけるポンプ１Ｂに相当する給水流量変動手段は、複数の電気脱イオン装置１Ａへの給水Ｗ１の流量を変動させる手段である。給水流量変動手段は変動前の給水Ｗ１の流量を１００％とした場合に、給水Ｗ１の流量を３０％から１００％の範囲で変動させるものを採用することができる。ここで、変動前の給水Ｗ１の流量とは、各電気脱イオン装置１Ａのカタログに記載される最大の通水流量の総和を最大値とする流量である。給水Ｗ１の流量の変動が上記の範囲にあることで、後述の検証実験で示すように、給水Ｗ１の流量の変化にほぼ比例して、各電気脱イオン装置１Ａで製造される脱塩水Ｗ２と各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量とが変化するため、濃縮水Ｗ４の流量を一定により保ちやすくなる。

【0028】

また、給水流量変動手段は、図２ではポンプ１Ｂを例に示したが、電気脱イオン装置１Ａへの給水Ｗ１の流量を変動させることができればポンプ１Ｂに限られず、例えば、図１におけるＲＯ（逆浸透膜装置）５への送水ポンプや高圧ポンプ（ともに図示せず）を用いることもできる。

【0029】

図２における手動弁１Ｇに相当する濃縮水流量調整手段は、電気脱イオン装置１Ａ毎に排出される濃縮水Ｗ４の流量を調整するための手段である。濃縮水流量調整手段は、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４が流れる各副経路２４に設置されている。電気脱イオンシステム１の立ち上げ時や運転開始の初期段階で、濃縮水流量調整手段を用いて各電気脱イオン装置１Ａ毎に排出される濃縮水Ｗ４の流量を所定の値になるように調整し、さらに後述する濃縮水流量保持手段を用いて脱塩水Ｗ２及び濃縮水Ｗ４の流量を調整することで、給水Ｗ１の流量を変化させても、濃縮水Ｗ４の流量を一定の値に保つことが可能となる。

【0030】

また、濃縮水流量調整手段は、図２では手動弁１Ｇを例に示したが、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量を調節可能であれば、特に制限されず、例えば、定流量弁を用いることもできる。

【0031】

図２における主流路２３に備えられた第１コントロール弁１Ｅ及び主経路２５に備えられた第２コントロール弁１Ｉに相当する濃縮水流量保持手段は、各々の電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量を一定以上に保つ手段である。また、当該濃縮水流量保持手段は、図２に示した通り、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々にて製造された脱塩水Ｗ２が流れる複数の副流路２２が統合された主流路２３と、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出された濃縮水Ｗ４が流れる複数の副経路２４が統合された主経路２５と、にのみ設置されている。

【0032】

当該濃縮水流量保持手段では、例えば、ポンプ１Ｂからの給水Ｗ１の流量の変化に応じて、主流路２３に備えられた第１コントロール弁１Ｅ及び主経路２５に備えられた第２コントロール弁１Ｉを制御することにより、電気脱イオン装置１Ａの脱塩水Ｗ２と濃縮水Ｗ４の流量を制御することが可能となる。すなわち、給水Ｗ１の流量が減少した場合は、脱塩水Ｗ２の流量を減少させることにより、濃縮水Ｗ４の流量を一定以上にすることが可能になる。

【0033】

当該濃縮水流量保持手段と前述の濃縮水流量調整手段とにより、複数の電気脱イオン装置１Ａのそれぞれから排出される濃縮水Ｗ４の流量を電気脱イオン装置１Ａごとに一定の値に保つことが可能となるため、スケールの発生を抑制することができる。また、主流路２３と主経路２５とにのみ当該濃縮水流量保持手段を設けることにより、複数の副流路２２や複数の副経路２４に当該濃縮水流量保持手段を設けた場合と比して、濃縮水流量保持手段の設置数を減らすことができるため、電気脱イオンシステム１の製造コストを抑えることができる。

【0034】

また、濃縮水流量保持手段は、図２では第１コントロール弁１Ｅ及び第２コントロール弁１Ｉを例に示したが、濃縮水Ｗ４の流量を一定以上に保つことが可能であれば、特に制限されず、例えば、主経路２５に備えられた定流量弁を用いることもできる。

【0035】

（電気脱イオンシステムの制御方法）
次に、本実施形態の電気脱イオンシステム１の制御方法について以下説明する。

【0036】

本発明の一実施形態に係る電気脱イオンシステム１の制御方法は、並列に設置された複数の電気脱イオン装置１Ａを備える電気脱イオンシステム１の制御方法であり、給水流量変動工程と、濃縮水流量調整工程と、濃縮水流量保持工程と、を備える。以下各工程について図２を用いて説明する。

【0037】

電気脱イオンシステム１の制御方法の一実施形態における給水流量変動工程は、各電気脱イオン装置１Ａへの給水流量を給水用のポンプ１Ｂにより任意の量に変動させる工程である。また、濃縮水流量調整工程は、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量を、各副経路２４に備えられた手動弁１Ｇを用いて前記電気脱イオン装置１Ａ毎に所定の値となるように調整する工程である。

【0038】

また、濃縮水流量保持工程は、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々にて製造された脱塩水Ｗ２が流れる複数の副流路２２が統合された主流路２３にのみ設けられた第１コントロール弁１Ｅ及び複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出された濃縮水Ｗ４が流れる複数の副経路２４が統合された主経路２５にのみ設けられた第２コントロール弁１Ｉを用いて、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出される濃縮水Ｗ４の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持工程である。濃縮水流量保持工程の一例としては、給水Ｗ１の流量が減少した場合に、第１コントロール弁１Ｅを用いて脱塩水Ｗ２の流量を減少させることで、濃縮水Ｗ４の流量を一定以上にすることが可能になる。

【0039】

電気脱イオンシステム１の制御方法が濃縮水流量調整工程と、濃縮水流量保持工程と、を有することにより、給水流量変動工程で給水流量を変動させても、濃縮水Ｗ４の流量を一定に保つことができ、スケールの発生を抑制することができる。また、各副流路２２や各副経路２４ではなく、主流路２３と主経路２５とにのみ備えられたコントロール弁を用いて濃縮水流量保持工程を行うことにより、電気脱イオンシステム１の運用コストを抑えることができる。

【0040】

給水流量変動工程は、変動前の給水流量を１００％とした場合に、給水流量を３０％から１００％の範囲で変動させてもよい。給水流量が上記の範囲にあることで、後述する検証実験にあるように、給水流量の変化にほぼ比例して、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４が変化するため、濃縮水Ｗ４を一定に保ちやすくなる。また、上述の給水流量変動工程では、供給水流量を変動させるためにポンプ１Ｂを用いたが、これに限られず、高圧ポンプ等の各種ポンプを用いることもできる。

【0041】

また、給水流量変動工程において、給水流量の変動を開始してから終了するまで（例えば、給水流量が１００％から３０％に到達するまで）の時間は、１分～３０分であることが好ましい。変動させる時間が上記の範囲にあることで、給水流量の変化に対する各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の量がより十分な比例関係となり、濃縮水Ｗ４の流量をより一定に保ちやすくなる。

【0042】

上述の濃縮水流量調整工程では、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量が電気脱イオン装置１Ａ毎に所定の値となるように、副経路２４に備えられた手動弁１Ｇを用いる方法を示したが、これに限られず、定流量弁を用いた方法であってもよい。

【0043】

また、上述の濃縮水流量保持工程では、脱塩水Ｗ２が流れる副流路２２が統合された主流路２３に設けられた第１コントロール弁１Ｅと、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出された濃縮水Ｗ４が流れる副経路２４が統合された主経路２５とに設けられた第２コントロール弁１Ｉを用いて濃縮水Ｗ４の流量を一定以上する方法を用いたが、これに限られず、主経路２５に備えられた定流量弁を用いた方法であってもよい。

【0044】

（検証実験）
次に、図３に示す電気脱イオン装置１Ａの制御用の試験装置３１を用いて、本発明の効果を確認するための検証実験を行った。この試験装置３１は、電気脱イオン装置１Ａに加え、給水タンク３２と、給水流路３３と、ポンプ１Ｂと、脱塩水（一次純水）流路３４と、濃縮水流路３５と、を有する。電気脱イオン装置１Ａで製造された脱塩水Ｗ２と、電気脱イオン装置１Ａから排出された濃縮水Ｗ４はそれぞれ脱塩水流路３４と濃縮水流路３５を通り、再び給水タンク３２へ流入する。なお、電気脱イオン装置１Ａとしては、カウンターフロー方式を採用したものを用い、脱塩水流路３４と濃縮水流路３５とにはそれぞれ流量計と圧力計（ともに図示せず）を備えている。

【0045】

試験装置３１において、ポンプ１Ｂを用いて、電気脱イオン装置１Ａへの給水流量を、減少前の給水Ｗ１の流量を１００％とした場合に、２０分間で１００％から３０％まで減少させ、その際の給水流量変化に対する、一次純水Ｗ２および濃縮水Ｗ４の流量の変化及び圧力損失の変化を測定した。次に、電気脱イオン装置１Ａへの給水流量を２０分間で３０％から１００％に戻し、その際の給水流量変化に対する、一次純水Ｗ２および濃縮水Ｗ４の流量の変化及び圧力損失の変化を測定した。この作業を２回繰り返した結果を図４と５に示す。なお、測定には脱塩水流路３４と濃縮水流路３５とにそれぞれ設けられた流量計と圧力計を用いた。

【0046】

図４及び５に示すように、給水Ｗ１の流量を１００％から３０％の間で変化させても、一次純水Ｗ２及び濃縮水Ｗ４の流量及び圧力は、給水Ｗ１の流量の変化に対してほぼ比例関係にあることが確認できた。これらの結果から、本発明のように複数の電気脱イオン装置１Ａを備える電気脱イオンシステム１であっても、排出される濃縮水Ｗ４の量を電気脱イオン装置１Ａ毎に所定の値になるように調整できていれば、主流路２３に備えられた第１コントロール弁１Ｅ及び主経路２５に備えられた第２コントロール弁１Ｉのみによって、各電気脱イオン装置１Ａから排出される濃縮水Ｗ４の流量を一定の値でコントロールすることが可能であると考えられる。

【0047】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【符号の説明】

【0048】

Ａ 超純水製造装置
１ 電気脱イオンシステム
１Ａ 電気脱イオン装置
１Ｂ ポンプ
１Ｃ、１Ｇ 手動弁
１Ｄ、１Ｆ、１Ｈ，１Ｊ 流量計
１Ｅ 第１コントロール弁
１Ｉ 第２コントロール弁
２ 前処理装置
３ 一次純水製造装置
４ 二次純水製造装置（サブシステム）
５ 逆浸透膜装置
６ 脱気膜装置
７ 紫外線酸化装置
１１ サブタンク
１２ 紫外線酸化装置
１３ 非再生型混床式イオン交換装置
１４ 限外濾過（ＵＦ）膜
１５ ユースポイント
２１ 給水の流路
２２ 脱塩水の副流路
２３ 脱塩水の主流路
２４ 濃縮水の副経路
２５ 濃縮水の主経路
３１ 試験装置
３２ 給水タンク
３３ 給水流路
３４ 脱塩水（一次純水）流路
３５ 濃縮水流路
Ｗ 原水
Ｗ１ 前処理水（給水）
Ｗ２ 一次純水（脱塩水）
Ｗ３ 超純水（二次純水）
Ｗ４ 濃縮水

【要約】

【課題】電気脱イオン装置を複数備え、各電気脱イオン装置への給水流量の減少によるスケールの発生を抑制しながらも、生産コストを低減した電気脱イオンシステム、及びその制御方法を提供する。
【解決手段】並列に設置された複数の電気脱イオン装置１Ａを備える電気脱イオンシステム１であって、複数の電気脱イオン装置１Ａへの給水流量を変動させる給水流量変動手段と、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出される濃縮水Ｗ４の流量を電気脱イオン装置１Ａ毎に調整する濃縮水流量調整手段と、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出される濃縮水Ｗ４の流量を一定以上に保つ濃縮水流量保持手段と、を備え、濃縮水流量保持手段が、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々にて製造された脱塩水Ｗ２が流れる複数の副流路２２が統合された主流路２３と、複数の電気脱イオン装置１Ａの各々から排出された濃縮水Ｗ４が流れる複数の副経路２４が統合された主経路２５と、にのみ設置されている、電気脱イオンシステム１、及びその制御方法を提供する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】