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(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】2024-12-05
(45)【発行日】2024-12-13
(54)【発明の名称】純水製造装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/469 20230101AFI20241206BHJP
B01D 61/44 20060101ALI20241206BHJP
【ＦＩ】
C02F1/469
B01D61/44
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023100016
(22)【出願日】2023-06-19
【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】瀧澤 祐宏
(72)【発明者】
【氏名】中村 勇規
(72)【発明者】
【氏名】吉田 修久
【審査官】池田 周士郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０３４１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２３９９６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２２１５７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０４２８１３８９（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２３３３１４（ＵＳ，Ａ１）
(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】
脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプと、当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、
前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、
前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする、純水製造装置。
【請求項2】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項3】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項4】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値である、請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項5】
前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値である、請求項３または４に記載の純水製造装置。
【請求項6】
前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値である、請求項２または４に記載の純水製造装置。
【請求項7】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始する、請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項8】
最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止する、請求項３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
【請求項9】
複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行う、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
【請求項10】
前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、
前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁である、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は純水製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体装置や液晶装置を製造する際に、有機物、イオン成分、微粒子、細菌等の不純物が高度に除去された純水（超純水を含む）が洗浄水として使用されている。特に、半導体装置を含む電子部品の洗浄工程で使用される純水については、水質に対する要求が年々高まっている。とりわけ近年ではホウ素の低減が強く求められている。弱酸性成分であるホウ素は、逆浸透膜装置（以下「ＲＯ装置」という）や電気再生式の脱イオン水製造装置（以下「ＥＤＩ装置」という）を用いて除去可能であることが知られている。近年では、特許文献１に開示されているように直列に接続された複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理、ならびにＥＤＩ装置と他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）とを組み合わせた多段階処理によって、処理水中のホウ素濃度を低減する方法が実用化されている。
【0003】
ＥＤＩ装置は、イオン交換樹脂装置に比較して構造が複雑であり構成部材が多い高価な装置である。従って、純水製造の処理コストをできるだけ低く抑えるために、高流速で通水処理を行って単位時間あたりの処理水量を大きくすることが試みられている。多段階処理を行う場合にＥＤＩ装置の数が増加すると、流速の高速化の要求がより高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2018-34103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＥＤＩ装置を通過する液体の流速を速くすると、ＥＤＩ装置の上流側と下流側の液体の圧力の差（通水差圧）が大きくなる。多段階処理によって純水製造を行う場合に、複数のＥＤＩ装置の各々を通過する液体の流速を速くすると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧が大きくなる。複数のＥＤＩ装置の全てにおいて速い流速を実現する際には、通水差圧が大きくなることを考慮して、前段のＥＤＩ装置に供給する液体に、後段のＥＤＩ装置に供給する液体よりも高い圧力を加える必要がある。すなわち、前段のＥＤＩ装置には、それ自体の所望の通水差圧に後段のＥＤＩ装置の所望の通水差圧を加算して、より高圧の液体を供給する必要がある。その結果、前段のＥＤＩ装置に過剰に高い圧力の液体を供給することになり、ＥＤＩ装置の損傷を招くおそれがある。特に、ＥＤＩ装置は、一般的に、プラスチック製の枠体が積層された構造を有し、耐圧性能が比較的低いという構造上の特性を有しているため、高圧の液体が供給されると損傷し易いという傾向がある。そこで、前段のＥＤＩ装置の損傷を防ぐために過剰にならない程度の圧力の液体を供給すると、後段のＥＤＩ装置では十分に速い流速を実現できる供給水圧力が得られず、処理コストの抑制効果が小さくなる。なお、後段のＥＤＩ装置の代わりに他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）が設置された構成においても、前述した問題と同じ問題が生じる。
【0006】
そこで、本発明の目的は、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の純水製造装置は、脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプと当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする。なお、この構成は、脱イオン水製造装置同士の間に、昇圧ポンプに加えてその他の装置（例えば紫外線酸化装置、タンク、ポンプ）も配置されている場合も含むものである。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始してよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止してよい。そして、前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値であってよい。
前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始してよい。
最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止してよい。
複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行ってよい。
前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁であってよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始してよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止してよい。そして、前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値であってよい。
前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始してよい。
最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止してよい。
複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行ってよい。
前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁であってよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図2】脱塩室１室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】脱塩室２室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図4】第１の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図5】本発明の第２の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図7】ＥＤＩ装置の実際の流速の標準流速に対する比と脱塩室の通水差圧との関係を示すグラフである。
【図9】脱塩室１室型のＥＤＩ装置の脱塩室を模式的に示す断面図である。
【図10】第２の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図12】本発明の第２の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図13】本発明の第３の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【図14】本発明の第４の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の純水製造装置の基本構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の純水製造装置は、２つの脱イオン水製造装置１，２が直列に接続されており、これらの脱イオン水製造装置１，２の間に昇圧ポンプ３と圧力計４とが設けられている。前段の脱イオン水製造装置１は、ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）である。後段の脱イオン水製造装置２は、ＥＤＩ装置であってもよく、他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）であってもよい。ただし、以下の説明では、一例として、前段の脱イオン水製造装置１と後段の脱イオン水製造装置２のいずれもＥＤＩ装置である例について説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の純水製造装置の基本構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の純水製造装置は、２つの脱イオン水製造装置１，２が直列に接続されており、これらの脱イオン水製造装置１，２の間に昇圧ポンプ３と圧力計４とが設けられている。前段の脱イオン水製造装置１は、ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）である。後段の脱イオン水製造装置２は、ＥＤＩ装置であってもよく、他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）であってもよい。ただし、以下の説明では、一例として、前段の脱イオン水製造装置１と後段の脱イオン水製造装置２のいずれもＥＤＩ装置である例について説明する。
【0011】
ＥＤＩ装置は、一般に、陽極と陰極との間に、１対のイオン交換膜で区画された脱塩室が設けられ、脱塩室にはイオン交換樹脂が充填された構成である。図２に例示するＥＤＩ装置１，２は、単一の脱塩室１３を有する脱塩室１室型の構成であり、陽極１８を備えた陽極室２０と、陰極１９を備えた陰極室２１との間に、陽極室２０の側から順に、濃縮室２４、脱塩室１３および濃縮室２５が設けられている。陽極室２０と濃縮室２４はカチオン交換膜（ＣＥＭ）２６を隔てて隣接し、濃縮室２４と脱塩室１３はアニオン交換膜（ＡＥＭ）２２を隔てて隣接し、脱塩室１３と濃縮室２５はカチオン交換膜２３を隔てて隣接し、濃縮室２５と陰極室２１はアニオン交換膜２７を隔てて隣接している。脱塩室１３には、イオン交換樹脂（一般的にはアニオン交換樹脂（ＡＥＲ）とカチオン交換樹脂（ＣＥＲ）とを含む）が充填されている。陽極室２０にはカチオン交換樹脂が充填され、陰極室２１にはアニオン交換樹脂が充填されている。このＥＤＩ装置１，２は、陽極１８と陰極１９との間に直流電圧を印加した状態で脱塩室１３に被処理水が供給されたときに被処理水に対する脱塩（脱イオン）処理を行い、その結果、イオン成分が除去された水が処理水として脱塩室１３から排出される。脱塩室１３において被処理水から除去されたイオン成分のうちアニオン成分は、脱塩室１３において陽極１８側に設けられているアニオン交換膜２２を介して濃縮室２４に移動する。カチオン成分は、脱塩室１３において陰極１９側に設けられているカチオン交換膜２３を介して濃縮室２５に移動する。濃縮室２４，２５は、濃縮室供給水が供給されて濃縮水を排出する。陰極室２１には電極室供給水が供給され、陰極室２１に供給された電極室供給水は、陰極室２１を通過した後に陽極室２０に供給され、陽極室２０から電極水として排出される。なお、カチオン交換膜２６およびアニオン交換膜２７を無くして、濃縮室２４，２５が電極室（陽極室および陰極室）を兼ねる構成にすることもできる。
【0012】
図３に例示するＥＤＩ装置１，２は、イオン交換膜（アニオン交換膜）１２を介して隣接する２つの脱塩室１３を有する脱塩室２室型の構成であり、陽極１８を備えた陽極室２０と、陰極１９を備えた陰極室２１との間に、陽極室２０の側から順に、濃縮室２４、２つの脱塩室１３および濃縮室２５が設けられている。陽極１８と陰極１９との間に位置する２つの脱塩室１３のうちの陽極１８側の脱塩室１３は、アニオン交換膜１２，２２によって区画され、イオン交換樹脂（少なくとも一部がアニオン交換樹脂で構成されている）が充填されている。陰極１９側の脱塩室１３は、アニオン交換膜１２とカチオン交換膜２３とによって区画され、イオン交換樹脂（少なくとも一部がカチオン交換樹脂で構成されている）が充填されている。その他の構成は、図２に示す脱塩室１室型の構成と同様であるため説明を省略する。このＥＤＩ装置１，２では、陽極１８と陰極１９との間に直流電圧を印加した状態で、陽極１８側の脱塩室１３に被処理水が供給されて脱塩（脱イオン）処理を行った後に、陰極１９側の脱塩室１３に移動させて再び脱塩処理を行い、イオン成分が除去された水が処理水として陰極１９側の脱塩室１３から排出される。濃縮室２４，２５、陰極室２１、陽極室２０における処理は、図２に示す脱塩室１室型の構成と同様であるため説明を省略する。なお、通水方向を、図３に示す例と逆にして、陰極１９側の脱塩室１３に被処理水が供給されて脱塩（脱イオン）処理を行った後に、陽極１８側の脱塩室１３に移動させて再び脱塩処理を行い、イオン成分が除去された水が処理水として陽極１８側の脱塩室１３から排出されるようにすることもできる。
【0013】
図１に示す本実施形態の純水製造装置では、圧力計４は昇圧ポンプ３の入口側（上流側）に接続されている。前段のＥＤＩ装置１（図１に示す例では最前段に位置するＥＤＩ装置）の上流側に被処理水のタンク５が接続されており、前段のＥＤＩ装置１とタンク５との間に供給ポンプ６が配置されている。従って、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で接続されている。そして、後段のＥＤＩ装置２の出口から純水が送出される。昇圧ポンプ３は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計４の測定値に基づいて行われる。本明細書では、便宜上、前段のＥＤＩ装置１に供給される水を被処理水と言い、前段のＥＤＩ装置１を通過して後段のＥＤＩ装置２に供給される水を中間処理水と言う。全てのＥＤＩ装置１，２を通過した水を処理水または純水と言う。
【0014】
本実施形態の純水製造装置の動作について説明する。最初に供給ポンプ６の動作を開始して前段のＥＤＩ装置１に通水する。それにより、前段のＥＤＩ装置１の下流側に位置する圧力計４の測定値が上昇し始める。そして、昇圧ポンプ３の動作停止中に、圧力計４の測定値が、所定の値（第１の設定圧力値）を下回る値から第１の設定圧力値以上に増加したときに、昇圧ポンプ３の動作を開始する。それにより、後段のＥＤＩ装置２に十分な量の中間処理水が供給されるようになる。こうして、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２とが動作して純水の製造が行われる。
【0015】
以上説明した本実施形態の純水製造装置の作用効果について説明する。まず、本実施形態と対比するための第１の比較例の純水製造装置について説明する。図４に示す第１の比較例の純水製造装置では、第１の実施形態と同様に、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で直列に接続されている。ただし、圧力計４と昇圧ポンプ３は存在しない。本比較例の純水製造装置の供給ポンプ６が動作を開始すると、タンク５から前段のＥＤＩ装置１および後段のＥＤＩ装置２に通水し、純水の製造が行われる。この構成において、処理コストの低減等のためにＥＤＩ装置１，２の各々において所望の流速が実現する時の通水差圧（所望の通水差圧）がそれぞれＸ１，Ｘ２であると仮定する。そして、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力をＩＰ１、後段のＥＤＩ装置２の出口から送出される純水の圧力をＯＰとする。圧力ＯＰは、この純水製造装置の定常運転において製造されて送出される純水の所望の圧力である。前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ１は、ＩＰ１＝ＯＰ＋Ｘ１＋Ｘ２という計算で求められる。すなわち、この圧力ＩＰ１は、圧力ＯＰに、前段のＥＤＩ装置１の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ１と後段のＥＤＩ装置２の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ２とを加算した圧力であり、比較的高い圧力である。実際には、経路（通水ライン）中の圧力損失も考慮する必要があるため、圧力ＩＰ１はさらに高い圧力である必要がある。このように圧力ＩＰ１は非常に高い圧力であるため、前段のＥＤＩ装置１が損傷する可能性がある。なお、前段のＥＤＩ装置１の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ１と後段のＥＤＩ装置２の所望の流速が実現する時の通水差圧Ｘ２とが一致する場合もある。
【0016】
これに対し、図１に示す本発明の第１の実施形態では、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が介在している。この昇圧ポンプ３によって中間処理水の圧力がＹだけ上昇する場合、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２は、ＩＰ２＝ＯＰ＋Ｘ１＋Ｘ２－Ｙという計算で求められる。この圧力ＩＰ２は、昇圧ポンプ３による圧力上昇値Ｙだけ、第１の比較例の圧力ＩＰ１よりも小さい。従って、この構成では、各ＥＤＩ装置１，２の所望の流速をそれぞれ実現して処理コストの低減を図れるとともに、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２を低く抑えて前段のＥＤＩ装置１の損傷を防ぐことができる。
【0017】
前述した通り、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３を設けることにより、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力ＩＰ２を低く抑えることができる。ただし、供給ポンプ６および昇圧ポンプ３はいずれも、動作開始してから定常動作状態になるまでにある程度の時間を要する。そのため、供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始した後に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが重要である。供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始し、昇圧ポンプ３の動作を開始していない状態では、昇圧ポンプ３の上流側に供給される中間処理水の圧力が上昇する。仮に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが遅れると、昇圧ポンプ３の上流側の圧力が過剰に高くなるため、前段のＥＤＩ装置１にかかる圧力も高くなりＥＤＩ装置１が損傷する可能性がある。一方、昇圧ポンプ３の動作を開始させると、前段のＥＤＩ装置１を通過した中間処理水は、昇圧ポンプ３の作用により後段のＥＤＩ装置２へ即座に送られる。その結果、昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低下する。仮に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが早過ぎると、昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低くなり過ぎて負圧になり、昇圧ポンプ３の動作不良やＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性がある。その結果、後段のＥＤＩ装置２に十分な通水が行えず、良好な純水製造が行えなくなる。
【0018】
このように、供給ポンプ６の動作を開始させて前段のＥＤＩ装置１への通水を開始した後に昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングが早過ぎても遅過ぎても、良好な純水製造が困難になったり、ＥＤＩ装置１，２の損傷を引き起こしたりする可能性がある。そこで、供給ポンプ６の動作を開始させてから一定の時間が経過した時点で昇圧ポンプ３の動作を開始させることが考えられる。ただし、供給ポンプ６の動作開始からの経過時間と、昇圧ポンプ３における液体の圧力変化との関係は、必ずしも一定ではなくばらつきが生じる場合があることが実験的に判明した。純水製造装置の動作停止時の状態や送水先の装置の状況などが一定では無いため、タイマーを用いて供給ポンプ６の動作開始からの経過時間に基づいて昇圧ポンプ３の動作を開始するタイミングを調整しようとしても、好適なタイミングで昇圧ポンプ３の動作を開始させられない場合がある。そこで、本発明の第１の実施形態では、前段のＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に、中間処理水の圧力を測定する圧力計４を配置した。そして、圧力計４の測定値が所定の値（第１の設定圧力値）に到達した時点で、昇圧ポンプ３の動作を開始させるようにしている。それにより、供給ポンプ６の動作開始からの経過時間にかかわらず、後段のＥＤＩ装置２の上流側および昇圧ポンプ３の上流側が適切な圧力になった時点で昇圧ポンプ３の動作が開始する。
【0019】
また、昇圧ポンプ３の動作開始後に、何らかの理由で昇圧ポンプ３の上流側における中間処理水の圧力が低くなると、前述した通り昇圧ポンプ３の動作不良や中間処理水の負圧化を引き起こす可能性がある。そこで、本実施形態では、昇圧ポンプ３の動作中に、圧力計４の測定値が所定の値（第２の設定圧力値）を超える値から第２の設定圧力値以下に低下したときに、昇圧ポンプ３の動作を停止させる。さらに、昇圧ポンプ３の動作停止と同時に供給ポンプ６の動作も停止する。こうして、昇圧ポンプ３と供給ポンプ６とを同時に停止することで、ＥＤＩ装置１，２への通水が停止して純水の製造が停止する。それにより、停止時における圧力変動を抑制することが可能になり、品質が不十分な純水が製造されることや、ＥＤＩ装置１，２が損傷することが抑制できる。一例では、第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であり、第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であって、第１の設定圧力値は第２の設定圧力値よりも大きいことが好ましい。また、通常の運転停止時にも、昇圧ポンプ３と供給ポンプ６とを同時に停止することで、装置の損傷を防止して安定して運転を停止することができる。このように、ＥＤＩ装置１，２の間に配置されている昇圧ポンプ３の動作の開始と動作の停止が、圧力計４の測定値に基づいて行われることが好ましい。ただし、昇圧ポンプ３の動作の開始のみが圧力計４の測定値に基づいて行われる構成や、昇圧ポンプ３の動作の停止のみが圧力計４の測定値に基づいて行われる構成も、ある程度の効果が得られるため好ましい。それらの構成も本発明の範囲に含まれる。
【0020】
図１に示すように、昇圧ポンプ３の上流側に脱イオン水製造装置が１つだけ設置されている場合には、その脱イオン水製造装置がＥＤＩ装置１であって、そのＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に圧力計４が配置されている。図示しないが、仮に、昇圧ポンプ３の上流側に複数の脱イオン水製造装置が設置されている場合には、それらの脱イオン水製造装置のうち少なくとも１つの脱イオン水製造装置、好ましくは昇圧ポンプ３に最も近接する脱イオン水製造装置がＥＤＩ装置１であって、そのＥＤＩ装置１と昇圧ポンプ３との間に圧力計４が配置される。図示しないが、好適な一形態として、上流側から、タンク５、供給ポンプ６、ＲＯ装置（図示せず）、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２が、この順番で接続されている構成を採用することもできる。
【0021】
［第２の実施形態］
図５に示す本発明の第２の実施形態に係る純水製造装置は、第１の実施形態の純水製造装置と同様に、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４ｂ、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２を含んでいる。それに加えて、本実施形態では、供給ポンプ６と昇圧ポンプ３にそれぞれインバータ７が接続されており、設定の周波数に到達するまでの加速時間が２秒～１０秒、より好ましくは２秒～６秒になるように制御されている。また、本実施形態の純水製造装置では、第１の実施形態と同様に前段のＥＤＩ装置１の下流側であって昇圧ポンプ３の上流側に圧力計４ｂが接続されるのみならず、前段のＥＤＩ装置１の上流側に圧力計４ａが、後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３の下流側の位置に圧力計４ｃが、後段のＥＤＩ装置２の下流側に圧力計４ｄがそれぞれ接続されている。さらに、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって供給ポンプ６と圧力計４ａとの間の位置に水質計８ａが配置され、前段のＥＤＩ装置１の下流側かつ後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３と圧力計４ｃとの間の位置に水質計８ｂが配置され、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって圧力計４ｄの下流側の位置に水質計８ｃが配置されている。なお、水質計８ａで測定する水質条件と、水質計８ｂ，８ｃで測定する水質条件とは、清浄さ（不純物の少なさ）のレベルの差が大きいため、水質計８ａと水質計８ｂ，８ｃとは異なるタイプの水質計である。具体的には、水質計８ａは、単位μＳ／ｃｍで表わされる電気伝導率の測定を行い、数値が小さいほど清浄である。一方、水質計８ｂ，８ｃは、単位ＭΩ・ｃｍで表わされる比抵抗値の測定を行い、数値が大きいほど清浄である。そして、本実施形態の純水製造装置では、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２が直列に接続されている通水ラインに加えて、２系統の循環ラインが設けられている。具体的には、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に切り替えバルブの１種である三方弁９ａが設けられ、この三方弁９ａからタンク５へ被処理水を戻す戻り経路１０が設けられている。さらに、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置にも切り替えバルブの１種である三方弁９ｂが設けられ、この三方弁９ｂからタンク５へ処理水を戻す戻り経路１１が設けられている。なお、後段のＥＤＩ装置２を他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）に変更することも可能である。前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に設けられている切り替えバルブと、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置に設けられている切り替えバルブは、少なくとも一方が三方弁であることが好ましく、両方が三方弁であることがより好ましい。
図５に示す本発明の第２の実施形態に係る純水製造装置は、第１の実施形態の純水製造装置と同様に、タンク５、供給ポンプ６、前段のＥＤＩ装置１、圧力計４ｂ、昇圧ポンプ３、後段のＥＤＩ装置２を含んでいる。それに加えて、本実施形態では、供給ポンプ６と昇圧ポンプ３にそれぞれインバータ７が接続されており、設定の周波数に到達するまでの加速時間が２秒～１０秒、より好ましくは２秒～６秒になるように制御されている。また、本実施形態の純水製造装置では、第１の実施形態と同様に前段のＥＤＩ装置１の下流側であって昇圧ポンプ３の上流側に圧力計４ｂが接続されるのみならず、前段のＥＤＩ装置１の上流側に圧力計４ａが、後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３の下流側の位置に圧力計４ｃが、後段のＥＤＩ装置２の下流側に圧力計４ｄがそれぞれ接続されている。さらに、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって供給ポンプ６と圧力計４ａとの間の位置に水質計８ａが配置され、前段のＥＤＩ装置１の下流側かつ後段のＥＤＩ装置２の上流側であって昇圧ポンプ３と圧力計４ｃとの間の位置に水質計８ｂが配置され、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって圧力計４ｄの下流側の位置に水質計８ｃが配置されている。なお、水質計８ａで測定する水質条件と、水質計８ｂ，８ｃで測定する水質条件とは、清浄さ（不純物の少なさ）のレベルの差が大きいため、水質計８ａと水質計８ｂ，８ｃとは異なるタイプの水質計である。具体的には、水質計８ａは、単位μＳ／ｃｍで表わされる電気伝導率の測定を行い、数値が小さいほど清浄である。一方、水質計８ｂ，８ｃは、単位ＭΩ・ｃｍで表わされる比抵抗値の測定を行い、数値が大きいほど清浄である。そして、本実施形態の純水製造装置では、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２が直列に接続されている通水ラインに加えて、２系統の循環ラインが設けられている。具体的には、前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に切り替えバルブの１種である三方弁９ａが設けられ、この三方弁９ａからタンク５へ被処理水を戻す戻り経路１０が設けられている。さらに、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置にも切り替えバルブの１種である三方弁９ｂが設けられ、この三方弁９ｂからタンク５へ処理水を戻す戻り経路１１が設けられている。なお、後段のＥＤＩ装置２を他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）に変更することも可能である。前段のＥＤＩ装置１の上流側であって水質計８ａと圧力計４ａとの間の位置に設けられている切り替えバルブと、後段のＥＤＩ装置２の下流側であって水質計８ｃの下流側の位置に設けられている切り替えバルブは、少なくとも一方が三方弁であることが好ましく、両方が三方弁であることがより好ましい。
【0022】
本実施形態の純水製造装置による純水の製造方法について説明する。作業開始からの経過時間と、各圧力計４ａ～４ｄによって測定される圧力値との関係を図６に示している。まず、供給ポンプ６を起動する。この時、三方弁９ａは下流側への経路（通水ライン）を遮断し、戻り経路１０を開放している。それにより、被処理水の循環が行われる（ステップＳ１）。これを通水前循環という。供給ポンプ６の直ぐ下流側の水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、所定の水質条件（例えば１０μＳ／ｃｍ以下）をクリアした時点Ｔ１で、三方弁９ａを切り替えて下流側へ被処理水を流す。それにより、前段のＥＤＩ装置１に通水して被処理水を脱塩する（ステップＳ３）。前段のＥＤＩ装置１への通水と並行して、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂによる圧力測定を継続的または断続的に行い（ステップＳ４）、その測定値が第１の設定圧力値（例えば０．０２ＭＰａ）まで上昇した時点Ｔ２で、昇圧ポンプ３の動作を開始する。それにより、後段のＥＤＩ装置２に通水して中間処理水をさらに脱塩する（ステップＳ５）。この段階では、三方弁９ｂは下流側（純水製造装置の出口）への経路を遮断し、戻り経路１１を開放している。そして、昇圧ポンプ３の出口側（下流側）の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、条件（例えば１８ＭΩ・ｃｍ以上）をクリアした時点Ｔ３で、三方弁９ｂを切り替えて下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。こうして、本実施形態の純水製造装置による純水の製造が行われる。その後、図６には示していないが、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂによる圧力測定値が第２の設定圧力値（例えば０．０１ＭＰａ）以下になると、供給ポンプ６と昇圧ポンプ３の動作を停止させる。
【0023】
このように、本実施形態の純水製造装置でも、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に位置する昇圧ポンプ３の動作を、その昇圧ポンプ３の入口側に位置する圧力計４ｂの測定値が第１の設定圧力値以上になった時に開始する。その後、圧力計４ｂの測定値が第２の設定圧力値以下になると動作を停止する。ただし、本実施形態の変形例として、供給ポンプ６が起動して前段のＥＤＩ装置１への通水を開始して昇圧ポンプ３の入口側に中間処理水を供給し始めてから、すなわち前段のＥＤＩ装置１から後段のＥＤＩ装置２への通水を開始してから、所定の時間が経過した時点で、昇圧ポンプ３の動作を開始させてもよい。この所定の時間は、１秒～１０秒の範囲内、より好ましくは１秒～６秒の範囲内で適切に設定される。この所定の時間（昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間）や、インバータ７によって制御される加速時間は、通水する流量や配管口径等に応じて適切に設定される。具体的には、処理流量（通水流量）および配管口径が大きいと、昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間や加速時間を長くするように調整することが好ましい。例えば、配管口径が６５Ａで２０ｍ3／ｈ程度の処理流量の場合には、昇圧ポンプ３を起動するまでの経過時間は２秒程度、インバータの加速時間は５秒程度の設定が好ましい。この制御方法により、ＥＤＩ装置１，２よりも前段の処理状況やＥＤＩ装置１，２よりも後段における純水の送水先の状況に応じて変わる起動時の状況変動に応じた適切なタイミングで、昇圧ポンプ３の動作を制御することができ、特に前段のＥＤＩ装置１に加わる圧力の極端な変動を抑制することが可能になる。さらに、本実施形態では、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力が低下した場合に供給ポンプ６と昇圧ポンプ３の動作を停止させる。それにより、装置停止時における圧力変動も抑制することができる。
【0024】
本実施形態では、ＥＤＩ装置１，２に通水する通水ライン（供給ライン）に加えて、被処理水をタンク５へ戻す循環ライン（戻り経路１０）が設けられている。純水製造装置の起動に際して、最初は前段のＥＤＩ装置１に被処理水を供給することなくタンク５へ循環させる。そして、前段のＥＤＩ装置１の上流側に位置する水質計８ａによって被処理水の水質確認を行い、水質条件をクリアした後で、循環ラインから通水ラインに切り替えて純水の製造を開始する。この構成によると、前段のＥＤＩ装置１を通過した中間処理水の水質検査を行う必要がなく、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間からタンク５に戻す循環ラインを設ける必要はない。そして、安定した起動が実現できる。特に、このような循環ラインと通水ラインとの切替を三方弁９ａを用いて行うと、２つのラインの切り替えを完全に同期して行うことが可能になる。弁の開閉のタイミングのずれや開閉度合いのばらつきが生じることが抑えられるため、循環ラインと通水ラインとの切替時の一時的な流量の変動や圧力の変動を抑えることができる。この三方弁９ａは、切り替え動作時に全閉となるタイミングが無いものであって、中間の開度にて全ての経路がつながる構造であるものが好ましい。例えば、日本バルブコントロールズ株式会社製のＬ３型三方弁などが挙げられる。それにより、閉止している時間が長い弁ができるだけ存在しないようにして、弁が固着して再作動時の動作が鈍くなることを抑制することができる。
【0025】
後段のＥＤＩ装置２の下流側からタンク５に処理水を戻す循環ライン（戻り経路１１）も設けられている。この純水製造装置で製造された純水の用途に応じた水質と、製造された純水を受け入れるタンク（図示せず）の容量等に応じて、純水製造装置から処理水を送出するか、タンク５に戻して循環させるかを決定する。この切替にも三方弁９ｂを用いることにより、三方弁９ａに関して前述した効果と同様な効果が得られる。
【0026】
なお、図示しないが、通水ライン内の前段のＥＤＩ装置１の上流側等に、リリーフバルブを設けて、起動時の一時的な圧力増加が生じた際の圧力を逃がすようにして、前段のＥＤＩ装置１に過剰な圧力が加わることを防止することができる。リリーフバルブは、通水ラインから被処理水を排出するか、またはタンク５等の容器に被処理水を戻すものであってよい。
【0027】
［本発明の作用効果］
ＥＤＩ装置は、直流電流が通電されて連続的に電気再生を行なえるため、一般的なイオン交換樹脂装置に比べて樹脂体積当たりの流量（空間速度：ＳＶ）が大きく、１５０～２５０ｈ-1程度の流速で運用されるのが一般的であり、その際の通水差圧は０．０９～０．１５ＭＰａ程度である。複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理による純水製造を行う場合に、各ＥＤＩ装置のそれぞれの流速を高速化して処理効率を高め、処理コストの低減を図ることが考えられる。例えば、図７のグラフに例示するように、従来のＥＤＩ装置を、例えばカタログなどに記載されている仕様上の標準流量（Standard-Flow、Nominal-Flowとも言う）の１．３倍～１．５倍程度の流量で運転すると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧も１．３～１．５倍程度に高くなる。一例としては、ＥＤＩ装置の処理流量が標準流量の１．２倍を超えると、脱塩室の入口と出口との差圧は０．２ＭＰａ以上になる。各ＥＤＩ装置によって具体的な数値はある程度変動するとしても、このように処理流量が増加すると、それに伴って脱塩室の入口と出口との差圧も増加するという関係性は変わらない。そして、複数のＥＤＩ装置を直列に接続して１つの供給ポンプから被処理水を供給する場合、前段のＥＤＩ装置には、後段のＥＤＩ装置の差圧も加算された高い圧力の被処理水を供給する必要がある。
ＥＤＩ装置は、直流電流が通電されて連続的に電気再生を行なえるため、一般的なイオン交換樹脂装置に比べて樹脂体積当たりの流量（空間速度：ＳＶ）が大きく、１５０～２５０ｈ-1程度の流速で運用されるのが一般的であり、その際の通水差圧は０．０９～０．１５ＭＰａ程度である。複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理による純水製造を行う場合に、各ＥＤＩ装置のそれぞれの流速を高速化して処理効率を高め、処理コストの低減を図ることが考えられる。例えば、図７のグラフに例示するように、従来のＥＤＩ装置を、例えばカタログなどに記載されている仕様上の標準流量（Standard-Flow、Nominal-Flowとも言う）の１．３倍～１．５倍程度の流量で運転すると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧も１．３～１．５倍程度に高くなる。一例としては、ＥＤＩ装置の処理流量が標準流量の１．２倍を超えると、脱塩室の入口と出口との差圧は０．２ＭＰａ以上になる。各ＥＤＩ装置によって具体的な数値はある程度変動するとしても、このように処理流量が増加すると、それに伴って脱塩室の入口と出口との差圧も増加するという関係性は変わらない。そして、複数のＥＤＩ装置を直列に接続して１つの供給ポンプから被処理水を供給する場合、前段のＥＤＩ装置には、後段のＥＤＩ装置の差圧も加算された高い圧力の被処理水を供給する必要がある。
【0028】
「ＪＩＳ Ｂ ８２６５圧力容器の構造」によると、耐圧試験における試験圧力は、水圧の場合、使用圧力の１．５倍と規定されている。従って、ＥＤＩ装置に供給される処理水の流速を速くすることで、定常運転時の供給水圧力（前記使用圧力）の１．５倍を超えた圧力が加わると、ＥＤＩ装置の耐圧性能を超えて、ＥＤＩ装置が損傷してしまうおそれがある。ＥＤＩ装置を高流速で運転するための条件としては、脱塩室のイオン交換樹脂の体積あたりの空間速度ＳＶが３００～４５０［ｈ-1］となるように通水し、電流密度が０．８～１．２［Ａ／ｄｍ2］となる電流を流し、脱塩室の通水差圧が０．２～０．３［ＭＰａ］になるようにすることが好ましい。
【0029】
本発明では、通水ライン内で前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が設けられている。これにより、通水ラインを流れる途中で中間処理水の圧力が上昇させられるため、前段のＥＤＩ装置１に供給する時点で、被処理水に、２つのＥＤＩ装置１，２のそれぞれの通水差圧を含む高い圧力を持たせておく必要がない。ただし、前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間に昇圧ポンプ３が設けられている構成において、高流速でＥＤＩ装置に通水する際に、供給ポンプ６の起動から昇圧ポンプ３の起動までの時間が遅いと、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力が一時的に高くなり過ぎるおそれがある。逆に、供給ポンプ６の起動から昇圧ポンプ３の起動までの時間が早過ぎると、昇圧ポンプ３の入口側における中間処理水の圧力が低過ぎて、負圧になってしまうおそれがある。従って、供給ポンプ６を起動した後に昇圧ポンプ３を起動させるタイミングが重要である。昇圧ポンプ３を起動させるタイミングは、供給ポンプ６を起動してからの経過時間によって決定することも可能である。すなわち、昇圧ポンプ３の動作停止中に、昇圧ポンプ３の入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに昇圧ポンプ３の動作を開始させてもよい。ただし、昇圧ポンプ３を起動させるタイミングを、昇圧ポンプ３の入口側における圧力によって決定することがより好ましい。これにより、ＥＤＩ装置１，２の損傷を抑制しつつ、比較的速い流速で通水して効率良く純水の製造が行え、その処理コストを抑えることができる。
【実施例】
【0030】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施例について説明する。本実施例では、図５に示す第２の実施形態の純水製造装置を用いて純水の製造を行った。本実施例のＥＤＩ装置１，２は、図３，８に模式的に示すように、イオン交換膜１２を介して隣接する２つの脱塩室１３を有する脱塩室２室型の装置である。このような脱塩室２室型の２つのＥＤＩ装置１，２を用い、図５に示すような純水製造装置を作製した。前段のＥＤＩ装置１も後段のＥＤＩ装置２も、脱塩室１３の空間速度ＳＶを高流速条件である３２０［ｈ-1］に設定し、電流値を１．０［Ａ／ｄｍ2］に設定して、前述したステップＳ１～Ｓ７を実施した。空間速度ＳＶは、脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積（脱塩室１３の容積と実質的に一致する）で、その脱塩室１３を通る液体の流量（単位時間あたりの流量）を割った値である。昇圧ポンプ３に接続されたインバータ７の加速時間は５秒に設定した。本実施例における起動時（供給ポンプ６の動作開始時）からの経過時間と圧力の関係は、図６に示す通りである。
本発明の第１の実施例について説明する。本実施例では、図５に示す第２の実施形態の純水製造装置を用いて純水の製造を行った。本実施例のＥＤＩ装置１，２は、図３，８に模式的に示すように、イオン交換膜１２を介して隣接する２つの脱塩室１３を有する脱塩室２室型の装置である。このような脱塩室２室型の２つのＥＤＩ装置１，２を用い、図５に示すような純水製造装置を作製した。前段のＥＤＩ装置１も後段のＥＤＩ装置２も、脱塩室１３の空間速度ＳＶを高流速条件である３２０［ｈ-1］に設定し、電流値を１．０［Ａ／ｄｍ2］に設定して、前述したステップＳ１～Ｓ７を実施した。空間速度ＳＶは、脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積（脱塩室１３の容積と実質的に一致する）で、その脱塩室１３を通る液体の流量（単位時間あたりの流量）を割った値である。昇圧ポンプ３に接続されたインバータ７の加速時間は５秒に設定した。本実施例における起動時（供給ポンプ６の動作開始時）からの経過時間と圧力の関係は、図６に示す通りである。
【0031】
純水の製造にあたり、供給ポンプ６を起動し、前段のＥＤＩ装置１の上流側からタンク５に戻る被処理水の循環を行う（ステップＳ１）。供給ポンプ６の直ぐ下流側の水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、その測定値が設定値（例えば１０μＳ／ｃｍ）以下になった時点Ｔ１で三方弁９ａを切り替えて前段のＥＤＩ装置１に通水する（ステップＳ３）。昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ４）、その測定値が第１の設定圧力値（例えば０．０２ＭＰａ）まで上昇した時点Ｔ２で、昇圧ポンプ３の動作を開始して、後段のＥＤＩ装置２に通水する（ステップＳ５）。昇圧ポンプ３の出口側（下流側）の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、その測定値が設定値（例えば１８ＭΩ・ｃｍ）以上になった時点Ｔ３で、三方弁９ｂを切り替えて下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。図６に示すように、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力（圧力計４ａの測定値）は、昇圧ポンプ３の動作開始時の付近で最大値（０．２８ＭＰａ）になり、その後に測定値は低下して定常状態（０．２５ＭＰａ）になる。なお、昇圧ポンプ３に起動信号が入力されてから給水が始まって吐出するまで（モーターの回転数が十分に上昇するまで）にタイムラグが存在すると、昇圧ポンプ３に起動信号が入力された後に被処理水の圧力が最大値になる。さらに、図６に示す例では、圧力計４ａの測定が断続的に（０．５秒間隔で）行われており、実際の圧力が最大値になるタイミングと、圧力計４ａの測定を行うタイミングとの間にずれ（タイムラグ）が生じた結果、昇圧ポンプ３の動作開始後に圧力計４ａの測定値が最大値になっているように見える。ただし、これらのタイムラグが無視できる場合、理論的には、昇圧ポンプ３の動作開始前に被処理水の圧力は最大値になり、昇圧ポンプ３が起動すると少しずつ被処理水の圧力が低下すると考えられる。このようにして被処理水の圧力が一定になった定常状態において、純水の製造が継続的に行われる。すなわち、前段のＥＤＩ装置の上流側における最大圧力（０．２８ＭＰａ）は、定常状態における圧力（０．２５ＭＰａ）の１．１２倍程度に抑えられた。この程度の圧力上昇では、ＥＤＩ装置１が圧力によって損傷する可能性は非常に低い。なお、本実施例の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のＥＤＩ装置２の通水差圧は０．１９ＭＰａであった。なお、脱塩室１３内に充填するイオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂（例えば平均粒径が１００～４００μｍの樹脂）を用いると、粒径が大きい樹脂（例えば平均粒径が４００μｍより大きい樹脂）を用いる場合に比べて通水差圧が上昇する。従って、イオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂（例えば平均粒径が１００～４００μｍの樹脂）を用いる場合に、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。
【0032】
図８に示すような脱塩室２室型のＥＤＩ装置の場合には、水の流れる方向における上流側（陽極側）の脱塩室１３の入口部分の被処理水の圧力と、下流側（陰極側）の脱塩室１３の出口部分の処理水の圧力との差が通水差圧である。そして、脱塩室２室型のＥＤＩ装置では、一方の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ１［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ１［ｈ-1］が、その脱塩室１３の空間速度ＳＶであり、他方の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ２［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ２［ｈ-1］が、その脱塩室１３の空間速度ＳＶである。
【0033】
本実施例のＥＤＩ装置１，２として、図３，８に示すような脱塩室２室型ではなく、図２，９に示すような脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いることもできる。脱塩室１室型のＥＤＩ装置の場合には、単一の脱塩室１３の入口部分の被処理水の圧力と出口部分の処理水の圧力との差が通水差圧である。そして、単一の脱塩室１３内に収容されたイオン交換樹脂の体積Ｖ［Ｌ］で、その脱塩室１３を通る液体の流量Ｑ［Ｌ／ｈ］を割った値Ｑ／Ｖ［ｈ-1］が、空間速度ＳＶである。本実施例において、脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置を採用した場合にも、前述した脱塩室２室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置を採用した場合の効果（速い流速を実現しつつＥＤＩ装置１，２の損傷を抑えること）と同様な効果が得られる。また、脱塩室１室型のＥＤＩ装置を用いた純水製造装置においても、脱塩室１３内に充填するイオン交換樹脂として粒径が比較的小さい樹脂を用いると、大きな通水差圧になるため、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。例えば、空間速度ＳＶが１５０～４５０［ｈ-1］という条件で運転される脱塩室１室型のＥＤＩ装置においても、脱塩室１３に充填する樹脂の少なくとも一部に平均粒径が１００～４００μｍの樹脂を用いる場合に、本発明を採用して前段のＥＤＩ装置１に過剰に高い圧力が加わることを防ぐことが特に好適である。
【0034】
［第２の比較例］
前述した第１の実施例と対比する第２の比較例として、図１０に示す純水製造装置を用いて純水を製造した。この純水製造装置は、三方弁９ａの代わりに２つの切替弁１４ａ，１４ｂの組み合わせを用い、三方弁９ｂの代わりに２つの切替弁１４ｃ，１４ｄの組み合わせを用いた。それ以外は、図５に示す純水製造装置と実質的に同じ構成である。そして、本比較例では、昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングを、前述した実施例から変更した。作業開始からの経過時間と、各圧力計４ａ～４ｄによって測定される圧力値との関係を図１１に示している。前述した実施例と同様に、供給ポンプ６を起動し（ステップＳ１）、水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、その測定値が設定値（例えば１０μＳ／ｃｍ）以下になった時点Ｔ１で、前段のＥＤＩ装置１に通水する（ステップＳ３）。そして、前段のＥＤＩ装置１に通水開始してからの経過時間を測定し（ステップＳ４’）、経過時間が４秒に到達した時点Ｔ２’で昇圧ポンプ３の動作を開始して後段のＥＤＩ装置２に通水する（ステップＳ５）。昇圧ポンプ３の出口側の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、その測定値が設定値（例えば１８ＭΩ・ｃｍ）以上になった時点Ｔ３で、下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。本比較例の定常運転時における各ＥＤＩ装置１，２の通水差圧や、各ＥＤＩ装置１，２に供給される被処理水の圧力の関係は前述した第１の実施例と同じであるが、図１１に示すように、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力（圧力計４ａの測定値）の最大値は、０．４８ＭＰａであった。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．２５ＭＰａ）の１．９２倍であり、ＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性がある。このように被処理水の圧力が大きくなったのは、各切替弁１４ａ～１４ｄが別々に動作して同期が不完全であったことや、昇圧ポンプ３が起動して安定した定常動作に到達するまでに時間がかかる（例えば５秒程度の時間を要する）ことが原因の一部であると考えられる。これに対し、供給ポンプ６を起動してから昇圧ポンプ３の動作を開始するまでの時間を短くすることで、圧力上昇を低く抑えることが考えられる。しかし、その時間を短くし過ぎると、昇圧ポンプ３の入口側が負圧になり、良好な通水が行えなくなる。
前述した第１の実施例と対比する第２の比較例として、図１０に示す純水製造装置を用いて純水を製造した。この純水製造装置は、三方弁９ａの代わりに２つの切替弁１４ａ，１４ｂの組み合わせを用い、三方弁９ｂの代わりに２つの切替弁１４ｃ，１４ｄの組み合わせを用いた。それ以外は、図５に示す純水製造装置と実質的に同じ構成である。そして、本比較例では、昇圧ポンプ３の動作を開始させるタイミングを、前述した実施例から変更した。作業開始からの経過時間と、各圧力計４ａ～４ｄによって測定される圧力値との関係を図１１に示している。前述した実施例と同様に、供給ポンプ６を起動し（ステップＳ１）、水質計８ａの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ２）、その測定値が設定値（例えば１０μＳ／ｃｍ）以下になった時点Ｔ１で、前段のＥＤＩ装置１に通水する（ステップＳ３）。そして、前段のＥＤＩ装置１に通水開始してからの経過時間を測定し（ステップＳ４’）、経過時間が４秒に到達した時点Ｔ２’で昇圧ポンプ３の動作を開始して後段のＥＤＩ装置２に通水する（ステップＳ５）。昇圧ポンプ３の出口側の水質計８ｃの測定値を継続的または断続的に確認し（ステップＳ６）、その測定値が設定値（例えば１８ＭΩ・ｃｍ）以上になった時点Ｔ３で、下流側へ処理水を流す（ステップＳ７）。本比較例の定常運転時における各ＥＤＩ装置１，２の通水差圧や、各ＥＤＩ装置１，２に供給される被処理水の圧力の関係は前述した第１の実施例と同じであるが、図１１に示すように、前段のＥＤＩ装置１に供給される被処理水の圧力（圧力計４ａの測定値）の最大値は、０．４８ＭＰａであった。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．２５ＭＰａ）の１．９２倍であり、ＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性がある。このように被処理水の圧力が大きくなったのは、各切替弁１４ａ～１４ｄが別々に動作して同期が不完全であったことや、昇圧ポンプ３が起動して安定した定常動作に到達するまでに時間がかかる（例えば５秒程度の時間を要する）ことが原因の一部であると考えられる。これに対し、供給ポンプ６を起動してから昇圧ポンプ３の動作を開始するまでの時間を短くすることで、圧力上昇を低く抑えることが考えられる。しかし、その時間を短くし過ぎると、昇圧ポンプ３の入口側が負圧になり、良好な通水が行えなくなる。
【0035】
［第１の実施例と第２の比較例との対比］
前述したように、第２の比較例では、良好な通水を行いつつＥＤＩ装置１，２が損傷する可能性を低く抑えることは容易ではない。これは、昇圧ポンプ３の動作を開始するタイミングを適切に設定することが難しいからである。しかし、前述した本発明の実施例のように、昇圧ポンプ３の動作開始を経過時間ではなく圧力計４ｂの測定値によって決定すると、良好なタイミングで昇圧ポンプ３の動作を開始させて、ＥＤＩ装置１，２の損傷を抑えつつ良好な純水製造を行うことがより容易にできる。
前述したように、第２の比較例では、良好な通水を行いつつＥＤＩ装置１，２が損傷する可能性を低く抑えることは容易ではない。これは、昇圧ポンプ３の動作を開始するタイミングを適切に設定することが難しいからである。しかし、前述した本発明の実施例のように、昇圧ポンプ３の動作開始を経過時間ではなく圧力計４ｂの測定値によって決定すると、良好なタイミングで昇圧ポンプ３の動作を開始させて、ＥＤＩ装置１，２の損傷を抑えつつ良好な純水製造を行うことがより容易にできる。
【0036】
［第２の実施例］
本発明の第２の実施例の純水製造装置について、図１２を参照して説明する。図５に示す第１の実施例の純水製造装置の前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間、より詳しくは昇圧ポンプ３と後段のＥＤＩ装置２との間には、１つ以上の構成要素が設置されてもよい。本実施例の純水製造装置では、一例として、昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと、圧力計４ｃとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。本実施例の純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｃの測定値は０．２６ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．０７ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．４６ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のＥＤＩ装置２の通水差圧は０．１９ＭＰａであった。
本発明の第２の実施例の純水製造装置について、図１２を参照して説明する。図５に示す第１の実施例の純水製造装置の前段のＥＤＩ装置１と後段のＥＤＩ装置２との間、より詳しくは昇圧ポンプ３と後段のＥＤＩ装置２との間には、１つ以上の構成要素が設置されてもよい。本実施例の純水製造装置では、一例として、昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと、圧力計４ｃとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。本実施例の純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｃの測定値は０．２６ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．０７ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．４６ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のＥＤＩ装置２の通水差圧は０．１９ＭＰａであった。
【0037】
前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．４６ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．４６ＭＰａ＝０．７７ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の２．４８倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。なお、本実施例の純水製造装置は、４つの脱イオン水製造装置、すなわち、前段のＥＤＩ装置１と、中間位置のホウ素選択性樹脂装置１７およびイオン交換樹脂装置１６と、後段のＥＤＩ装置２とが設けられた構成である。この構成においても、昇圧ポンプ３の入口側（上流側）の圧力計４ｂの測定値に基づいて昇圧ポンプ３の動作を制御することにより、前段のＥＤＩ装置１が過大な圧力で損傷することを抑制する効果が得られる。
【0038】
［第３の実施例］
本発明の第３の実施例の純水製造装置について、図１３を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置と同様な昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと圧力計４ｄとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。そして、圧力計４ｃと後段のＥＤＩ装置２とが設けられていない。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７とイオン交換樹脂装置１６とが設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．３０ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー）１６の通水差圧は０．２０ＭＰａであった。
本発明の第３の実施例の純水製造装置について、図１３を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置と同様な昇圧ポンプ３の直ぐ下流側の水質計８ｂと圧力計４ｄとの間に、圧力計４ｅと、ホウ素選択性樹脂装置（ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、ＥＤＩ装置とは異なる種類の脱イオン水製造装置）１６とが、この順番に配置されている。そして、圧力計４ｃと後段のＥＤＩ装置２とが設けられていない。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７とイオン交換樹脂装置１６とが設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口における圧力計４ｅの測定値は０．３０ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７と、紫外線酸化装置１５と、イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー）１６の通水差圧は０．２０ＭＰａであった。
【0039】
前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３０ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．３０ＭＰａ＝０．６１ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の１．９６倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。
【0040】
［第４の実施例］
本発明の第４の実施例の純水製造装置について、図１４を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置の後段のＥＤＩ装置２に代えてホウ素選択性樹脂装置１７が配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７が設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口であってホウ素選択性樹脂装置１７の入口における圧力計４ｃの測定値は０．１８ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７の通水差圧は０．０８ＭＰａであった。
本発明の第４の実施例の純水製造装置について、図１４を参照して説明する。本実施例の純水製造装置では、図５に示す第１の実施例の純水製造装置の後段のＥＤＩ装置２に代えてホウ素選択性樹脂装置１７が配置されている。それ以外の構成は第１の実施例の純水製造装置と同様であるため説明を省略する。第１の実施例では後段の脱イオン水製造装置としてＥＤＩ装置２が設けられていたのに対し、本実施例では後段の脱イオン水製造装置としてホウ素選択性樹脂装置１７が設けられている。この純水製造装置を用いて、第１の実施例と同じステップＳ１～Ｓ７を行って純水を製造した。その純水製造時の定常状態における圧力計４ａの測定値は０．３１ＭＰａ、圧力計４ｂの測定値は０．１１ＭＰａ、圧力計４ｄの測定値は０．１０ＭＰａであり、昇圧ポンプ３の出口であってホウ素選択性樹脂装置１７の入口における圧力計４ｃの測定値は０．１８ＭＰａであった。この時の前段のＥＤＩ装置１の通水差圧は０．２ＭＰａであり、後段のホウ素選択性樹脂装置１７の通水差圧は０．０８ＭＰａであった。
【0041】
前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）と、昇圧ポンプ３の後段の装置のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．１８ＭＰａ）との合計は、０．３１ＭＰａ＋０．１８ＭＰａ＝０．４９ＭＰａである。これは前段のＥＤＩ装置１のみが運転された時の定常状態において供給される被処理水の圧力（例えば０．３１ＭＰａ）の１．５８倍であり、仮にこの圧力の被処理水がＥＤＩ装置１に供給されるとＥＤＩ装置１の損傷を引き起こす可能性が大きい。しかし、本実施例では昇圧ポンプ３が通水ライン内で液体の圧力を上昇させるため、ＥＤＩ装置１に供給される液体の圧力を小さくすることができ、ＥＤＩ装置１の損傷を抑制できる。
【符号の説明】
【0042】
１，２ ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）
３ 昇圧ポンプ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 圧力計
５ タンク
６ 供給ポンプ
７ インバータ
８ａ，８ｂ，８ｃ 水質計
９ａ，９ｂ 三方弁
１０，１１ 戻り経路
１２ イオン交換膜
１３ 脱塩室
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 切替弁
１５ 紫外線酸化装置
１６ イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、脱イオン水製造装置）
１７ ホウ素選択性樹脂装置（脱イオン水製造装置）
１８ 陽極
１９ 陰極
２０ 陽極室
２１ 陰極室
２２，２７ アニオン交換膜
２３，２６ カチオン交換膜
２４，２５ 濃縮室
３ 昇圧ポンプ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 圧力計
５ タンク
６ 供給ポンプ
７ インバータ
８ａ，８ｂ，８ｃ 水質計
９ａ，９ｂ 三方弁
１０，１１ 戻り経路
１２ イオン交換膜
１３ 脱塩室
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 切替弁
１５ 紫外線酸化装置
１６ イオン交換樹脂装置（カートリッジポリッシャー、脱イオン水製造装置）
１７ ホウ素選択性樹脂装置（脱イオン水製造装置）
１８ 陽極
１９ 陰極
２０ 陽極室
２１ 陰極室
２２，２７ アニオン交換膜
２３，２６ カチオン交換膜
２４，２５ 濃縮室
【要約】
【課題】各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供する。
【解決手段】純水製造装置は、脱イオン水製造装置１，２同士の間に配置されている昇圧ポンプ３と、昇圧ポンプ３と当該昇圧ポンプ３の上流側に位置する脱イオン水製造装置１との間に配置されている圧力計４ｂと、を有する。昇圧ポンプ３および圧力計４ｂの上流側に位置する少なくとも１つの脱イオン水製造装置１は、電気再生式の脱イオン水製造装置である。昇圧ポンプ３は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計４ｂの測定値に基づいて行われる。
【選択図】図５
【解決手段】純水製造装置は、脱イオン水製造装置１，２同士の間に配置されている昇圧ポンプ３と、昇圧ポンプ３と当該昇圧ポンプ３の上流側に位置する脱イオン水製造装置１との間に配置されている圧力計４ｂと、を有する。昇圧ポンプ３および圧力計４ｂの上流側に位置する少なくとも１つの脱イオン水製造装置１は、電気再生式の脱イオン水製造装置である。昇圧ポンプ３は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計４ｂの測定値に基づいて行われる。
【選択図】図５
【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】