特許 7592126 脱イオン水製造システムの運転方法及び脱イオン水製造システム

(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】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】脱イオン水製造システムの運転方法及び脱イオン水製造システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/469 20230101AFI20241122BHJP

   B01D 61/44 20060101ALI20241122BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

C02F1/469

B01D61/44

B01D61/58

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023119342

(22)【出願日】2023-07-21

【審査請求日】2024-08-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 慶介

(72)【発明者】

【氏名】成田 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】須藤 史生

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６１７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４４４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５１４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８３２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７３３９４７３（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／００－ １／７８

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通水流路が並列または直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置を用いて被処理水から脱イオン水を製造する脱イオン水製造システムの運転方法であって、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、
前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転し、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する、脱イオン水製造システムの運転方法。

【請求項2】

通水流路が並列または直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置を用いて被処理水から脱イオン水を製造する脱イオン水製造システムの運転方法であって、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、
前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転し、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する、脱イオン水製造システムの運転方法。

【請求項3】

被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する、脱イオン水製造システム。

【請求項4】

被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する、脱イオン水製造システム。

【請求項5】

被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が並列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置からの前記処理水を合流させる合流部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する、脱イオン水製造システム。

【請求項6】

被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が並列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置からの前記処理水を合流させる合流部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する、脱イオン水製造システム。

【請求項7】

前記電源装置が複数の前記電気式脱イオン水製造装置で共有される、請求項３または５に記載の脱イオン水製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気式脱イオン水製造装置を備える脱イオン水製造システムの運転方法及び脱イオン水製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

イオン交換樹脂などのイオン交換体に被処理水を通水させてイオン交換反応により脱イオンを行う脱イオン水製造システムが知られている。このようなシステムは、一般に、イオン交換体を有する装置を備え、イオン交換体によるイオン交換反応を利用して脱イオン水（例えば、純水）を製造する。しかしながら、イオン交換体を備える装置では、被処理水の通水に伴ってイオン交換体のイオン交換基が飽和して脱イオン性能が低下する。そのため、イオン交換体の脱イオン性能を回復させる（以下、「再生する」と称す）処理を行う必要がある。

【0003】

イオン交換体を再生する処理としては、イオン交換体を定期的に新しいものに交換する方法、酸やアルカリなどの薬剤を用いて定期的にイオン交換体を再生する方法、電気式脱イオン水製造装置（ＥＤＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＤｅＩｏｎｉｚａｔｉｏｎ）装置とも呼ばれる）を用いて連続的にイオン交換体を再生する方法が知られている。

【0004】

イオン交換体を定期的に交換する方法は、交換作業中に脱イオン水を製造できない。そのため、連続して脱イオン水を製造できない課題がある。また、大流量の被処理水を通水させて脱イオン水を製造する場合、脱イオン性能の低下の速度が速くなり、イオン交換体を比較的頻繁に交換しなければならない。そのため、大流量の被処理水から脱イオン水を製造する用途には不向きである。さらに、使用していたイオン交換体を、交換後に廃棄するため、廃棄物が増えてしまう。

【0005】

薬剤を用いてイオン交換体を再生する方法は、酸やアルカリなどの薬剤を調達するための手間がかかってしまう。また、イオン交換体の再生中は脱イオン水を製造できないため、連続して脱イオン水を製造できない課題がある。

【0006】

イオン交換体を定期的に交換する方法または薬剤を用いてイオン交換体を再生するシステムにおいて、当該システムが連続して脱イオン水を製造するには、例えば現用と予備用のイオン交換体を用意し、それらを交互に切り替えて使用する方法が考えられる。しかしながら、そのような方法は、イオン交換体を充填するための設備や再生に必要な薬剤を注入するための設備を準備しなければならない。

【0007】

ＥＤＩ装置は、電極（陽極及び陰極）の間に複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列して電極室、濃縮室及び脱塩室が形成され、脱塩室等にイオン交換体（アニオン交換体及びカチオン交換体）が充填された構成である。脱塩室には被処理水が供給され、電極室及び濃縮室には水（例えば、被処理水、脱イオン水等）が供給される。ＥＤＩ装置は、電極間に電圧を印加して電流を流すことで水の解離反応を起こし、水素イオン（Ｈ⁺）と水酸化物イオン（ＯＨ^-）とを生成させて脱塩室内のイオン交換体に付着したイオンと交換させることで、脱イオン性能を維持する。そのため、ＥＤＩ装置を用いると、脱イオン水の製造とイオン交換体の再生とを連続的に行うことができる。ＥＤＩ装置については、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】国際公開第２０１８／１１７０３５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ＥＤＩ装置は、イオン交換体の脱イオン性能の低下による脱イオン水（処理水）の水質悪化を抑制するために、通常、運転中は常に通電されている。そのため、ＥＤＩ装置を備える脱イオン水製造システムでは、消費電力が大きくなる課題がある。また、運転中は、脱塩室に被処理水が供給され、濃縮室及び電極室にも水が供給されることで、脱塩室で脱イオン水が製造されると共に、脱塩室から移動したイオンを含む濃縮水が濃縮室から排出され、電極室から電極水が排出される。そのため、ＥＤＩ装置では排水量が多くなるという課題もある。

【0010】

本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、処理水の水質の悪化を抑制しつつ、電気式脱イオン水製造装置の消費電力及び排水量を低減できる脱イオン水製造システムの運転方法及び脱イオン水製造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】

【0011】

上記目的を達成するため本発明の脱イオン水製造システムの運転方法は、通水流路が並列または直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置を用いて被処理水から脱イオン水を製造する脱イオン水製造システムの運転方法であって、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、
前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転し、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する方法である。

【0012】

または、本発明の脱イオン水製造システムの運転方法は、通水流路が並列または直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置を用いて被処理水から脱イオン水を製造する脱イオン水製造システムの運転方法であって、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、
前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転し、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する方法である。

【0013】

一方、本発明の脱イオン水製造システムは、被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する構成である。

【0014】

または、本発明の脱イオン水製造システムは、被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する構成である。

【0015】

または、本発明の脱イオン水製造システムは、被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が並列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の前記電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置からの前記処理水を合流させる合流部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する前記複数の電気式脱イオン水製造装置における前記採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する構成である。

【0016】

または、本発明の脱イオン水製造システムは、被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が並列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に所要の直流電圧を印加する電源装置と、
前記電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、前記被処理水を前記脱塩室に通水して前記処理水を得るとともに、前記電気式脱イオン水製造装置の濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、前記電気式脱イオン水製造装置に前記第１の電流よりも少ない第２の電流で通電する通電状態において、または前記電気式脱イオン水製造装置に通電しない無通電状態において、前記被処理水を前記電気式脱イオン水製造装置の脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、前記複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも１台の第１の電気式脱イオン水製造装置を前記採水モードと前記採水兼再生モードとで交互に運転する制御装置と、
前記複数の電気式脱イオン水製造装置からの前記処理水を合流させる合流部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記第１の電気式脱イオン水製造装置とは異なる第２の電気式脱イオン水製造装置を前記採水兼再生モードで運転する構成である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、処理水の水質の悪化を抑制しつつ、電気式脱イオン水製造装置の消費電力及び排水量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施の形態の脱イオン水製造システムの一構成例を示すブロック図である。

【図2】図１で示したＥＤＩ装置の概略構成例を示す模式図である。

【図3】図１で示したＥＤＩ装置の他の概略構成例を示す模式図である。

【図4】図１で示したＥＤＩ装置の他の概略構成例を示す模式図である。

【図5】図１で示した合流部の構成例を示すブロック図である。

【図6】第１の実施の形態の脱イオン水製造システムの一変形例を示すブロック図である。

【図7】第１の実施の形態の脱イオン水製造システムの他の変形例を示すブロック図である。

【図8】第２の実施の形態の脱イオン水製造システムの一構成例を示すブロック図である。

【図9】第２の実施の形態の脱イオン水製造システムの一変形例を示すブロック図である。

【図10】イオン交換体の再生時間に対するＥＤＩ装置の電流効率及び処理水の導電率の推移を示すグラフである。

【図11】第１実施例のＥＤＩ装置の運転モードの推移例を示すグラフである。

【図12】第１実施例の被処理水の導電率及び処理水の導電率の変化の推移例を示すグラフである。

【図13】第１実施例の処理水の脱塩率及びＥＤＩ装置の消費電力の変化の推移例を示すグラフである。

【図14】比較例のＥＤＩ装置の運転モードの推移例を示すグラフである。

【図15】比較例の被処理水の導電率及び処理水の導電率の変化の推移例を示すグラフである。

【図16】比較例の処理水の脱塩率及びＥＤＩ装置の消費電力の変化の推移例を示すグラフである。

【図17】第２実施例の被処理水の導電率及び各ＥＤＩ装置の処理水の比抵抗の変化の推移例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に本発明について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の脱イオン水製造システムの一構成例を示すブロック図である。図２は、図１で示したＥＤＩ装置の概略構成例を示す模式図である。図３及び４は、図１で示したＥＤＩ装置の他の概略構成例を示す模式図である。

【0020】

図１で示すように、第１の実施の形態の脱イオン水製造システムは、被処理水から脱イオン水を製造する、通水流路が並列に接続されたＥＤＩ装置１１及び１２と、ＥＤＩ装置１１及び１２に脱イオン性能の維持に必要な所要の直流電圧を印加する電源装置２１及び２２と、脱イオン水製造システム全体の動作を制御する制御装置３と、ＥＤＩ装置１１及び１２からの処理水を合流させる合流部４とを有する。被処理水は、例えば不図示のポンプを用いてＥＤＩ装置１１及び１２の脱塩室（Ｄ）にそれぞれ送水され、該脱塩室（Ｄ）によって処理水（脱イオン水）がそれぞれ製造される。

【0021】

図１では、通水経路が並列に接続された２台のＥＤＩ装置１１及び１２を有する脱イオン水製造システムの構成例を示している。第１の実施形態の脱イオン水製造システムは、通水経路が並列に接続された３台以上のＥＤＩ装置１を有する構成であってもよい。以下では、複数のＥＤＩ装置を総称する場合はＥＤＩ装置１と称し、複数の電源装置を総称する場合は電源装置２と称す。

【0022】

被処理水及び処理水は、周知の水質測定器５（５１及び５２）を用いてそれぞれの水質が測定される。被処理水の水質は測定しなくてもよい。水質測定器５には、例えば、被処理水及び処理水の導電率を測定する導電率計、被処理水及び処理水の比抵抗を測定する比抵抗計、または被処理水及び処理水におけるイオン濃度などを測定する濃度計等を用いればよい。脱イオン水製造システムは、ＥＤＩ装置１１及び１２の脱塩室（Ｄ）からの処理水の排出量（製造量）を測定する周知の流量計（積算流量計）６を備えていてもよい。

【0023】

制御装置３は、水質測定器５及び流量計６と周知の通信手段を介して接続され、被処理水及び処理水の水質の測定データ、並びに処理水の製造量のデータが送信される。制御装置３は、電源装置２１及び２２の出力電圧（直流電圧）の値を電源装置２１及び２２からそれぞれ受信してもよい。また、制御装置３は、ポンプ（不図示）及びバルブ７を用いてＥＤＩ装置１１及び１２の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する被処理水の送水及び停止が制御される。濃縮室（Ｃ）から排出された濃縮水及び電極室（Ｅ）から排出された電極水はそれぞれ排水槽８に排水される。

【0024】

図１は、ＥＤＩ装置１１及び１２の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）にそれぞれ被処理水を供給する例を示している。濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）には、処理水を供給してもよく、図１で示す脱イオン水製造システムとは別のシステムから水を供給してもよい。ＥＤＩ装置１には、電極室（Ｅ）と濃縮室（Ｃ）とが兼用される構成もある。その場合、電極室（Ｅ）と濃縮室（Ｃ）とは同じ流路となるため、いずれか一方のみに通水する運転方法となる。濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対して図１で示す脱イオン水製造システムとは別のシステムから水を供給する構成では、脱塩室（Ｄ）に供給する被処理水の流量を変動させることなくＥＤＩ装置１を運転できる。

【0025】

制御装置３は、電源装置２、ポンプ及びバルブ７と周知の通信手段を介して接続され、電源装置２、ポンプ及びバルブ７の動作の制御が可能である。制御装置３は、電源装置２のオン／オフを制御すると共に、ポンプ及びバルブ７を用いてＥＤＩ装置１の脱塩室（Ｄ）に対する被処理水の送水及び停止、ＥＤＩ装置１の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する被処理水の送水及び停止を制御する。また、制御装置３は、ＥＤＩ装置１を後述する２つの運転モード（採水モード及び採水兼再生モード）で運転する。制御装置３と、電源装置２、ポンプ、バルブ７、水質測定器５、並びに流量計６との通信手段は、周知の有線通信手段または無線通信手段のどちらを用いてもよく、その通信規格も周知のどのような規格を用いてもよい。

【0026】

制御装置３は、例えば、周知のＰＬＣ（Programmable Logic Controller）で実現できる。制御装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、Ｉ／Ｏインタフェース、通信装置等を備えた周知の情報処理装置（コンピュータ）で実現してもよい。制御装置３は、予め記憶装置に保存されたプログラムにしたがって、ＰＬＣまたは情報処理装置が備えるプロセッサが処理を実行することで、本発明の脱イオン水製造システムの運転方法を実現する。

【0027】

図１では示していないが、不純物濃度を十分に低減した脱イオン水を得るために、本発明の脱イオン水製造システムは、ＥＤＩ装置１の前段に周知の逆浸透膜（ＲＯ膜）を備えた逆浸透膜装置を有する構成であってもよい。脱イオン水製造システムは、通水流路が直列に接続された複数段（例えば２段）の逆浸透膜装置を有する構成であってもよい。２段の逆浸透膜装置を有する場合、第１段の逆浸透膜装置に貯留槽等に貯留された原水を通水し、その透過水を第２段の逆浸透膜装置に通水し、第２段の逆浸透膜装置の透過水を被処理水としてＥＤＩ装置１の脱塩室に供給すればよい。逆浸透膜装置は、例えば純水の製造に用いられる一般的な逆浸透膜を備える構成であればよい。

【0028】

図２で示すように、ＥＤＩ装置１は、２つの電極（陽極３１と陰極３２）の間に複数組のカチオン交換膜及びアニオン交換膜（図２では２組）が配列されて電極室４１及び４５、濃縮室４２及び４４、並びに脱塩室４３が形成された構成である。電極室（陽極室）４１は陽極３１とカチオン交換膜６１とによって形成され、電極室（陰極室）４５は陰極３２とアニオン交換膜６４とによって形成される。脱塩室４３はアニオン交換膜６２とカチオン交換膜６３とによって形成され、脱塩室４３を間に挟んで２つの濃縮室４２及び４４が形成される。陽極３１側の濃縮室４２はカチオン交換膜６１とアニオン交換膜６２とによって形成され、陰極３２側の濃縮室４４はカチオン交換膜６３とアニオン交換膜６４とによって形成される。脱塩室４３には、カチオン交換体とアニオン交換体とが混合されたイオン交換体が充填される。なお、電極室４１及び４５、並びに濃縮室４２及び４４には、適宜イオン交換体を充填してもよい。

【0029】

ＥＤＩ装置１には、図３で示すように、図２で示した濃縮室４２、脱塩室４３及び濃縮室４４から成る基本構成（セルセット）が陽極３１と陰極３２との間に複数個並置された構成もある。このとき、隣接するセルセット間で隣り合う濃縮室を共有できる。図３は、陽極３１と陰極３２との間にＮ（Ｎは１以上の整数）個のセルセットが配列された構成例を示している。図３で示すＥＤＩ装置１では、電極室（陽極室）４１にカチオン交換体（ＣＥＲ）が充填され、濃縮室４２及び４４、並びに電極室（陰極室）４５にアニオン交換体（ＡＥＲ）が充填され、脱塩室４３にカチオン交換体とアニオン交換体とが混合されたイオン交換体（ＭＢ）が充填されている。また、図３で示すＥＤＩ装置１は、電極室（陽極室）４１に外部から水を供給するのではなく、電極室（陰極室）４５の出口水が、電極室（陽極室）４１に供給される構成である。

【0030】

ＥＤＩ装置１には、図４で示すように２つの濃縮室４２及び４４の間に中間イオン交換膜６６を配置することで２つの脱塩室４６及び４７を形成した構成もある。図４で示すＥＤＩ装置１では、脱塩室４６にアニオン交換体（ＡＥＲ）が充填され、脱塩室４７にカチオン交換体（ＣＥＲ）が充填され、被処理水は脱塩室４７に通水された後、脱塩室４６に通水される。２つの脱塩室４６及び４７に充填するイオン交換体の量は、同じである必要はなく、例えば、一方の脱塩室にカチオン交換体とアニオン交換体とを充填し、他方の充填室にカチオン交換体のみを充填する構成としてもよい。あるいは、一方の脱塩室にカチオン交換体とアニオン交換体とを充填し、他方の充填室にアニオン交換体のみを充填する構成としてもよい。

【0031】

上述したように、ＥＤＩ装置１には、電極室と濃縮室を区画するイオン交換体（アニオン交換膜６４またはカチオン交換膜６１）を無くして、電極室と濃縮室とが兼用される構成もある。その場合、電極室と濃縮室とは同じ流路となるため、いずれか一方のみに通水する運転方法となる。

【0032】

合流部４は、図５の（ａ）で示すようにＥＤＩ装置１１及び１２からの処理水の通水流路を合流させた構成、図５の（ｂ）で示すようにＥＤＩ装置１１及び１２からの処理水を共通のタンク９に貯留し、処理水として出力する構成、あるいは図５の（ｃ）で示すようにこれらを組み合わせた構成が考えられる。図５の（ａ）～（ｃ）は、図面が複雑になるのを防止するため、制御装置３、水質測定器５、流量計６、並びに制御装置３と、電源装置２、バルブ７、水質測定器５及び流量計６との通信経路を省略して示している。また、図５の（ｂ）及び（ｃ）では、さらに排水槽８も省略して示している。なお、図５の（ａ）～（ｃ）は、後述する、図６で示す１台の電源装置２を２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有する構成例を示している。

【0033】

このような構成において、本発明者らは、ＥＤＩ装置１のイオン交換体の再生時に、該イオン交換体の塩形割合が多い状態の方が再生のための電力の利用効率が良くなることを見出した。また、本発明者らは、無通電時はＥＤＩ装置１の濃縮室及び電極室に通水せず、脱塩室のみに被処理水を通水させて脱イオン水を製造することで、ＥＤＩ装置１を通電しつつ連続して運転した時と同程度の水質の脱イオン水が得られ、かつ消費電力及び排水量が低減できることを見出した。

【0034】

本実施形態では、ＥＤＩ装置１の運転モードとして、ＥＤＩ装置１に通電せずに、被処理水を脱塩室（Ｄ）に通水して処理水を得る採水モードと、ＥＤＩ装置１に通電しつつ被処理水を脱塩室（Ｄ）に通水して処理水を得ると共に、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）の少なくとも一方に水を通水してイオン交換体を再生する採水兼再生モードとを設ける。そして、ＥＤＩ装置１による消費電力を抑制しつつ、ＥＤＩ装置１からの排水量を低減するために、ＥＤＩ装置１を採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転する。採水モードでは、基本的に、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に水を通水しない（無通水）。

【0035】

なお、無通電時にＥＤＩ装置１の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に通水してはならない理由は無く、採水モード時に該濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に通水することも可能である。採水モードにおける濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する通水量は、採水モードにおけるＥＤＩ装置１からの排水量が、採水兼再生モードにおけるＥＤＩ装置１からの排水量よりも少なくなる量であればよい。採水モードにおける濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する通水量は、ＥＤＩ装置１の排水量を低減する本発明の目的を達成するため、採水兼再生モードにおける通水量の１／２以下であることが好ましい。より好ましくは、採水モードにおける濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する通水量は、採水兼再生モードにおける通水量の１／５以下である。

【0036】

採水モードにおいて濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に水を通水する場合、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）の少なくとも一方に水を通水してもよい。濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に水を通水しない「無通水」とは、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に水が全く供給されない状態に限定されるものではなく、わずかに供給されている状態も含む。

【0037】

また、ここで言う「無通電」とは、ＥＤＩ装置１内で水の解離反応が進行しない状態を意味し、濃縮室（Ｃ）から脱塩室（Ｄ）に対するイオン拡散を防止するなどの目的で電極間に微弱な電圧を印加しておくことも含まれる。例えば、水の解離に必要な理論上の電圧は０．８３Ｖであるため、脱塩室（Ｄ）１室あたり０．８３Ｖ以下の電圧を印加することを含む。

【0038】

また、ＥＤＩ装置１には、採水モードにおいて通電することも可能である。但し、採水モードにおいてＥＤＩ装置１に通電する電流は、ＥＤＩ装置１の通常運転時（採水兼再生モード）に通電する電流（第１の電流）よりも少ない電流（第２の電流）とする。採水モードにおいてＥＤＩ装置１に通電する場合、第２の電流は、ＥＤＩ装置１の消費電力を低減する本発明の目的を達成するため、第１の電流の１／２以下であることが好ましい。より好ましくは、第２の電流は、第１の電流の１／５以下である。

【0039】

上述した採水モードでは、ＥＤＩ装置１の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）からの排水が無い、または排水が少ない利点を有するが、時間の経過と共にＥＤＩ装置１の脱イオン性能が低下するため、処理水の水質が徐々に悪化する。一方、採水兼再生モードでは、時間の経過と共にＥＤＩ装置１の脱イオン性能が再生されるため、処理水の水質が徐々に改善する利点を有するが、ＥＤＩ装置１の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）からの排水量が多い。したがって、ＥＤＩ装置１を採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると、処理水の水質が比較的大きく変動してしまう。

【0040】

ところで、脱イオン水製造システムでは、例えば大流量の被処理水を通水させて脱イオン水を製造するために、図１で示したように、通水流路が並列に接続された複数（図１では２台）のＥＤＩ装置１を有する構成がある。

【0041】

そこで、第１の実施の形態の脱イオン水製造システムでは、２台のＥＤＩ装置１をそれぞれ採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると共に、一方のＥＤＩ装置１を採水モードで運転しているとき、他方のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転する。このとき、脱イオン水製造システムでは、複数のＥＤＩ装置１が同時に採水兼再生モードで運転している期間を含んでいてもよい。

【0042】

３台以上のＥＤＩ装置１を有する脱イオン水製造システムの場合、第１の実施の形態では、複数のＥＤＩ装置１の採水兼再生モードによる運転を、それぞれ異なる開始及び終了タイミングに設定する。例えば、複数のＥＤＩ装置１の採水兼再生モードによる運転を順次実施することが考えられる。または、第１の実施の形態では、複数のＥＤＩ装置１の採水兼再生モードによる運転を、２つ以上に組分けされたユニット毎にそれぞれ異なる開始及び終了タイミングに設定する。例えば、通水流路が並列に接続された４台のＥＤＩ装置１を有する脱イオン水製造システムの場合、２台のＥＤＩ装置１から成るユニットを２組設け、一方のユニットを採水モードで運転しているとき、他方のユニットを採水兼再生モードで運転することが考えられる。

【0043】

なお、３台以上のＥＤＩ装置１を有する脱イオン水製造システムは、運転モードを切替えない、例えば常に採水兼再生モードで運転するＥＤＩ装置１を含んでいてもよい。すなわち、第１の実施の形態では、複数のＥＤＩ装置１のうち、少なくとも２台のＥＤＩ装置１をそれぞれ採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると共に、採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転する複数のＥＤＩ装置１における採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する。

【0044】

複数のＥＤＩ装置１の運転モードは、制御装置３によって、タイマーを用いて切替てもよく、水質測定器５で測定された処理水の水質に基づいて切替えてもよい。タイマーを用いて運転モードを切替える場合、制御装置３は、例えば、予め設定された採水兼再生モード及び採水モードの運転時間に基づいて、採水兼再生モードと採水モードとを交互に切替えればよい。また、水質測定器５で測定された処理水の水質に基づいて運転モードを切替える場合、制御装置３は、例えば、採水モードで運転中に処理水の水質が予め設定した第１のしきい値よりも悪化したら採水兼再生モードに切替え、採水兼再生モードで運転中に処理水の水質が予め設定した第２のしきい値を越えたら（水質が良好になったら）採水モードに切替えることが考えられる。

【0045】

制御装置３によってこのように各ＥＤＩ装置１の運転モードを制御すれば、合流後の処理水には採水兼再生モードで運転しているＥＤＩ装置１からの処理水が含まれる。したがって、第１の実施の形態の脱イオン水製造システムでは、合流部４を有することで、複数のＥＤＩ装置１からの処理水の水質が平均化されるため、合流後の処理水の水質の変動が抑制される。また、ＥＤＩ装置１の運転モードに採水モードを含むことで、脱イオン水製造システム全体の消費電力を低減しつつ、ＥＤＩ装置１からの排水量を低減できる。

【0046】

また、図１に示した脱イオン水製造システムは、２台のＥＤＩ装置１１及び１２に対応して２台の電源装置２１及び２２を有する構成例を示している。このような構成では、例えば、一方のＥＤＩ装置１を常に採水兼再生モードで運転することも可能である。その場合でも、他方のＥＤＩ装置１、すなわち少なくとも１台のＥＤＩ装置１の運転モードに採水モードを含むことで、脱イオン水製造システム全体の消費電力を低減しつつ、ＥＤＩ装置１からの排水量を低減できる。

【0047】

さらに、第１の実施の形態の脱イオン水製造システムでは、少なくとも１台のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転しているとき、他のＥＤＩ装置１を採水モードで運転すれば、１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有することも可能である。例えば、図６は、１台の電源装置２を２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有する構成例を示している。図７は、電源装置２１を２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有し、電源装置２２を２台のＥＤＩ装置１３及び１４で共有する脱イオン水製造システムの構成例を示している。

【0048】

１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有する構成では、電源装置２とＥＤＩ装置１との接続の切替えに要する時間を確保するために、全てのＥＤＩ装置１に直流電圧が供給されない期間、すなわち全てのＥＤＩ装置１を採水モードで運転する期間を含んでいてもよい。この場合、バルブ７には、ＥＤＩ装置１１及び１２に対する被処理水の通水流路を切り替えるための切替弁を用いればよい。図１、図５及び図６は、バルブ７に切替弁を用いる構成例をそれぞれ示している。複数のＥＤＩ装置１に対する電源装置２の接続の切替えは、制御装置３と通信可能であり、制御装置３で操作可能な周知のスイッチ（不図示）を用いればよい。

【0049】

なお、図６は、図面が複雑になるのを防止するため、制御装置３、水質測定器５、流量計６、並びに制御装置３と、電源装置２、バルブ（切替弁）７、水質測定器５及び流量計６との通信経路を省略して示している。図７は、図６で省略した構成要素に加えて、バルブ（切替弁）７を含む濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｄ）に対する通水流路及び排水槽８を含む濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｄ）からの通水流路もさらに省略して示している。

【0050】

このように１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有すれば、脱イオン水製造システムが備える電源装置２の数を低減できるため、電源装置２の設置スペースが低減される。また、電源装置２の数が低減することで、複数のＥＤＩ装置１を備える脱イオン水製造システムのコストも低減される。
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態の脱イオン水製造システムの一構成例を示すブロック図である。

【0051】

図８で示すように、第２の実施の形態の脱イオン水製造システムは、通水流路が直列に接続された複数のＥＤＩ装置１を有する構成である。このような構成では、例えば、第１段のＥＤＩ装置１の脱塩室（Ｄ）、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に貯留槽等に貯留された原水を通水し、その処理水を第２段のＥＤＩ装置１の脱塩室（Ｄ）、濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に通水し、第２段のＥＤＩ装置１の処理水を脱イオン水製造システムの処理水として取り出せばよい。第２の実施の形態の脱イオン水製造システムでは、複数のＥＤＩ装置１の通水流路が直列に接続されているため、第１の実施の形態で示した合流部４が不要である。また、ＥＤＩ装置１の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する水の供給及び停止を制御するためのバルブ７には開閉弁を用いればよい。バルブ７（開閉弁）は、例えばＥＤＩ装置１１及び１２の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する通水流路毎にそれぞれ設ければよい。第１の実施の形態の脱イオン水製造システムにおいても、複数のＥＤＩ装置１が同時に採水兼再生モードで運転する期間を含む場合、ＥＤＩ装置１１及び１２の濃縮室（Ｃ）及び電極室（Ｅ）に対する被処理水の通水流路毎にそれぞれ開閉弁を設ければよい。その他の構成及び運転方法は、第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0052】

第２の実施の形態の脱イオン水製造システムは、複数のＥＤＩ装置１の通水流路が直列に接続されているため、各段のＥＤＩ装置１の処理水がそれぞれの後段のＥＤＩ装置１の脱塩室（Ｄ）に供給される。そのため、脱イオン水製造システム全体の脱イオン性能が向上して、通水流路が並列に接続された複数のＥＤＩ装置１を備える第１の実施の形態の脱イオン水製造システムよりも良好な水質の処理水が得られる。

【0053】

第２の実施の形態の脱イオン水製造システムにおいても、２台のＥＤＩ装置１１及び１２を採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると共に、一方のＥＤＩ装置１を採水モードで運転しているとき、他方のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転する。すなわち、複数のＥＤＩ装置１のうち、少なくとも２台のＥＤＩ装置１をそれぞれ採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると共に、採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転する複数のＥＤＩ装置１における採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する。このように制御装置３を用いて各ＥＤＩ装置１の運転モードを制御すれば、第１の実施の形態と同様に、後段のＥＤＩ装置１の処理水の水質の変動を抑制できる。また、各ＥＤＩ装置１の運転モードに採水モードを含むことで、脱イオン水製造システム全体の消費電力を低減しつつ、ＥＤＩ装置１からの排水量を低減できる。

【0054】

また、第２の実施の形態の脱イオン水製造システムにおいても、各ＥＤＩ装置１に対応する複数の電源装置２を有する構成であれば、一方のＥＤＩ装置１（例えば、第２段のＥＤＩ装置１）を常に採水兼再生モードで運転することも可能である。その場合でも、他方のＥＤＩ装置１、すなわち少なくとも１台のＥＤＩ装置１の運転モードに採水モードを含むことで、脱イオン水製造システム全体の消費電力を低減しつつ、ＥＤＩ装置１からの排水量を低減できる。後段のＥＤＩ装置１を常に採水兼再生モードで運転する構成では、前段のＥＤＩ装置１を常に採水兼再生モードで運転する構成よりも、脱イオン水製造システムからより良好な水質の処理水が得られる。

【0055】

さらに、第２の実施の形態の脱イオン水製造システムにおいても、少なくとも１台のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転しているとき、他のＥＤＩ装置１を採水モードで運転すれば、１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有することも可能である。例えば、図９は、１台の電源装置２を２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有する構成例を示している。なお、図９は、図面が複雑になるのを防止するため、制御装置３、水質測定器５、流量計６、並びに制御装置３と、電源装置２、バルブ（開閉弁）７、水質測定器５及び流量計６との通信経路を省略して示している。

【0056】

１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有する構成では、複数のＥＤＩ装置１に対する直流電圧の供給先を切替えるために、全てのＥＤＩ装置１に直流電圧が供給されない期間、すなわち全てのＥＤＩ装置１を採水モードで運転する期間を含んでいてもよい。

【0057】

このように１台の電源装置２を複数のＥＤＩ装置１で共有すれば、脱イオン水製造システムが備える電源装置２の数を低減できるため、電源装置２の設置スペースが低減される。また、電源装置２の数が低減することで、複数のＥＤＩ装置１を備える脱イオン水製造システムのコストも低減される。

【実施例】

【0058】

次に本発明の実施例について説明する。
（基本原理）
本基本原理では、ＥＤＩ装置１のイオン交換体の再生時において、該イオン交換体の塩形割合が多い状態の方が再生のための電力の利用効率が良くなることを示す。ここでは、アニオン交換体として、塩形（塩化物イオン形）のイオン交換樹脂を用意し、再生型のカチオン交換樹脂とともにＥＤＩ装置１の脱塩室に充填した。そして、脱塩室、濃縮室及び電極室にそれぞれ純水を通水してイオン交換体を再生する際に、ＥＤＩ装置１に通電した電気量に対して濃縮水として排出される塩化物イオンの濃度から塩化物イオンの排出（イオン交換樹脂の再生）に利用された電流の割合、すなわち電流効率を算出してグラフ化した。また、該グラフには、導電率の測定結果に基づいて処理水の水質の推移も示している。なお、ＥＤＩ装置１は、１台のみ運転する構成である。

【0059】

図１０は、イオン交換体の再生時間に対する電流効率及び処理水の導電率の推移を示すグラフである。導電率は、含まれるイオンの量が少ないほど低い値となるため、低い値であるほど良好な水質と言える。

【0060】

図１０で示すように、電流効率は、ＥＤＩ装置１に対する通電開始後２時間程度は９０％以上の高い効率で運転できるが、それ以降は徐々に低下して１０時間後には５０％以下になることが分かる。また、ＥＤＩ装置１に対して通電を開始すると、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ０５５７）で規定された、より良好な水質を示す導電率（１μＳ／ｃｍ（０．１ｍＳ／ｍ））以下の処理水が通電開始後約１時間程度で達成できることも確認できる。

【0061】

したがって、イオン交換体の塩形割合が多い状態で運転した方がＥＤＩ装置１の電流効率が高いことが分かる。そのため、ＥＤＩ装置１に通電する採水兼再生モードによる運転を、脱イオン水製造システムに要求される水質の値を下回る前に開始し、ある程度水質が回復したところで通電を停止して採水モードで運転すれば、処理水の水質の悪化を抑制しつつ、ＥＤＩ装置１を常に電流効率の高い状態で運転できる。
（第１実施例）
第１実施例は、第１の実施の形態と同様に、脱イオン水製造システムが、通水流路が並列に接続された２台のＥＤＩ装置１１及び１２と、該２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有する１台の電源装置２とを有する。また、図６で示したように、一方のＥＤＩ装置１を採水モードで運転しているとき、他方のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転することで、１台の電源装置２を２台のＥＤＩ装置１１及び１２で共有する例である。

【0062】

ＥＤＩ装置１には、オルガノ株式会社製のＥＤＩ装置（ＥＤＩ－ＨＦ２－０５００スタック）を用い、脱塩室（Ｄ）には、採水兼再生モード及び採水モードを通じて常時７５０Ｌ／ｈで被処理水を通水した。また、採水兼再生モードの運転時において、ＥＤＩ装置１は、直流電流２．５Ａの定電流運転に設定した。ＥＤＩ装置１の脱塩室（Ｄ）には、直列に接続された２段の逆浸透膜装置を透過した４±０．２μＳ／ｃｍの透過水を供給した。ＥＤＩ装置１の濃縮室には、採水兼再生モードの時のみ５０Ｌ／ｈの被処理水を通水し、電極室には、採水兼再生モードの時のみ２０Ｌ／ｈの被処理水を通水した。これらの条件は、後述する比較例も同様である。

【0063】

各ＥＤＩ装置１の運転モードはタイマーを用いて切替え、第１のＥＤＩ装置１１を採水モードで運転している期間において、第２のＥＤＩ装置１１を採水兼再生モードで運転し、第２のＥＤＩ装置１２を採水モードで運転している期間において、第１のＥＤＩ装置１１を採水兼再生モードで運転した。採水モードの運転時間は５時間とし、採水兼再生モードの運転時間は３時間とし、採水モードと採水兼再生モードとを交互に繰り返し運転した。この場合、第１のＥＤＩ装置１１または第２のＥＤＩ装置１２のいずれか一方を採水兼再生モードで運転している期間の前後には、第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の両方を採水モードで運転している期間（＝１時間）が存在する。第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の２４時間（＝１日）における運転モードの推移例は図１１で示す通りである。

【0064】

このときの被処理水の導電率及び処理水の導電率の変化の推移例を図１２に示し、処理水の脱塩率及び第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の消費電力の変化の推移例を図１３に示す。導電率は、数値が小さいほど水質がきれいであることを意味する。脱塩率は下記式にて算出した。
脱塩率［％］＝｛１－（処理水導電率÷被処理水導電率）｝×１００
また、消費電力［Ｗ］は、ＥＤＩ装置１の通電運転時における電源装置２の出力電流［Ａ］×電圧［Ｖ］にて算出した。
（比較例）
比較例の脱イオン水製造システムは、図１で示したように、通水流路が並列に接続された２台のＥＤＩ装置１１及び１２と、該２台のＥＤＩ装置１１及び１２に対応する２台の電源装置２１及び２２とを有する構成である。本比較例では、第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の運転モードを、タイマーを用いて切替え、第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２を同時に採水モードで５時間運転し、同時に採水兼再生モードで３時間運転し、採水モードと採水兼再生モードとによる運転を交互に繰り返した。第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の２４時間（＝１日）における運転モードの推移は図１４で示す通りである。

【0065】

このときの被処理水の導電率及び処理水の導電率の変化の推移例を図１５に示し、処理水の脱塩率及び第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２の消費電力の変化の推移例を図１６に示す。脱塩率及び消費電力［Ｗ］の計算式は第１実施例と同様である。
（第２実施例）
第２実施例は、第２の実施の形態と同様に、脱イオン水製造システムが、通水流路が直列に接続された２台のＥＤＩ装置１と、該２台のＥＤＩ装置１に対応する２台の電源装置２とを有し、第１（前段）のＥＤＩ装置１１を採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転すると共に、第２（後段）のＥＤＩ装置１２を常時採水兼再生モードで運転する例である。

【0066】

第１のＥＤＩ装置１１には、オルガノ株式会社製のＥＤＩ－ＨＦ２－０５００スタックを第１実施例と同じ条件にて運転し、処理水の水質（比抵抗）が３ＭΩ・ｃｍを下回ったら、採水兼再生モードを実施し、処理水の水質が５ＭΩ・ｃｍを上回ったら、採水モードに移行する工程を繰り返した。

【0067】

第２のＥＤＩ装置１２には、オルガノ株式会社製のＥＤＩ－ＸＰ２－０５００スタックを用い、脱塩室には、常時６８０Ｌ／ｈの被処理水を通水し、濃縮室には５０Ｌ／ｈ、電極室には２０Ｌ／ｈの被処理水をそれぞれ通水した。また、電源装置２２は２．５Ａの定電流にて運転を行った。

【0068】

図１７に、被処理水の水質（導電率）、並びに前段の第１のＥＤＩ装置１１及び後段の第２のＥＤＩ１２の処理水の水質（比抵抗）の推移例を示す。比抵抗は、導電率の逆数であり、数値が大きいほど水質がきれいであることを意味する。
（比較結果）
比較例で示したように、第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２をそれぞれ同時に採水モード及び採水兼再生モードで運転すると、図１５で示すように処理水の水質が比較的大きく変動する。それに対して、第１実施例のように、一方のＥＤＩ装置１を採水モードで運転している期間において、他方のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転すれば、図１２で示すように処理水の水質の変動が抑制される。

【0069】

同様に、比較例のように第１のＥＤＩ装置１１及び第２のＥＤＩ装置１２をそれぞれ同時に採水モード及び採水兼再生モードで運転すると、図１６で示すように脱塩率も比較的大きく変動する。一方、第1実施例のように、一方のＥＤＩ装置１を採水モードで運転している期間において、他方のＥＤＩ装置１を採水兼再生モードで運転すれば、図１３で示すように脱塩率の変動も抑制される。

【0070】

したがって、本発明の脱イオン水製造システムによれば、処理水の水質の変動を抑制しつつ、複数のＥＤＩ装置１を常に電流効率の高い状態で運転できる。

【0071】

また、脱イオン水製造システムの運転に上記採水モードを含むことで、従来の脱イオン水製造システムよりもＥＤＩ装置１の消費電力及びＥＤＩ装置１からの排水量を低減できる。したがって、本実施例の脱イオン水製造システムでは、処理水の水質の悪化を抑制しつつ、脱イオン水製造システムの消費電力及び排水量を低減できる。

【符号の説明】

【0072】

１、１１、１２、１３、１４ ＥＤＩ装置
２、２１、２２ 電源装置
３ 制御装置
４ 合流部
５、５１、５２ 水質測定器
６ 流量計
７ バルブ
８ 排水槽
９ タンク
３１ 陽極
３２ 陰極
４１、４５ 電極室
４２、４４ 濃縮室
４３、４６、４７ 脱塩室
６１、６３ カチオン交換膜
６２、６４ アニオン交換膜
６６ 中間イオン交換膜

【要約】

【課題】処理水の水質の悪化を抑制しつつ、電気式脱イオン水製造装置の消費電力及び排水量を低減できる脱イオン水製造システムの運転方法及び脱イオン水製造システムを提供する。
【解決手段】電気式脱イオン水製造装置に第１の電流で通電しつつ、被処理水を脱塩室に通水して処理水を得ると共に、濃縮室及び電極室の少なくとも一方に水を通水する採水兼再生モードと、電気式脱イオン水製造装置に第１の電流よりも少ない第２の電流を通電する通電状態で、または無通電状態で、被処理水を脱塩室に通水して処理水を得る採水モードとを設け、通水流路が並列または直列に接続された複数の電気式脱イオン水製造装置のうち、少なくとも２台の電気式脱イオン水製造装置をそれぞれ採水モードと採水兼再生モードとで交互に運転し、複数の電気式脱イオン水製造装置における採水兼再生モードによる運転を、少なくとも２つの異なる開始及び終了タイミングで実施する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】