(57)【要約】【課題】塩化ナトリウムや塩酸等の薬品を使用せず、簡単に被処理水中のイオンを分離処理すると共にイオン交換樹脂の再生を行うことができるイオン分離処理方法及びイオン分離処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】イオン交換樹脂１を用いて被処理水Ｗ中のイオンを分離処理するにあたって、被処理水Ｗを電気分解してイオン交換樹脂１のｐＫよりも高いｐＨのアルカリ水Ｗ１、及びイオン交換樹脂１のｐＫよりも低いｐＨの酸性水Ｗ２を得た後、前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２のいずれか一方をイオン分離処理可能なイオン交換樹脂１で処理してイオンを分離すると共に、イオンの分離処理に用いた後のイオン交換樹脂１を前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の他方で処理して再生する。【選択図】図１
2010194442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂を用いて被処理水中のイオンを分離処理するにあたって、被処理水を電気分解してイオン交換樹脂のｐＫよりも高いｐＨのアルカリ水、及びイオン交換樹脂のｐＫよりも低いｐＨの酸性水を得た後、前記アルカリ水及び酸性水のいずれか一方をイオン分離処理可能なイオン交換樹脂で処理してイオンを分離すると共に、イオンの分離処理に用いた後のイオン交換樹脂を前記アルカリ水及び酸性水の他方で処理して再生することを特徴とするイオン分離処理方法。
（ただし、Ｋはイオン交換樹脂の解離定数であり、ｐＫ＝−ｌｏｇ（Ｋ）である）
【請求項２】
イオン交換樹脂がカルボン酸基を有する樹脂を用いた陽イオン交換樹脂であり、前記アルカリ水をイオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂で処理して陽イオンを分離すると共に、陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂を前記酸性水で処理して再生することを特徴とする請求項１に記載のイオン分離処理方法。
【請求項３】
イオン交換樹脂が、１−３級アミノ基を有する樹脂を用いた陰イオン交換樹脂であり、前記酸性水をイオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂で処理して陰イオンを分離すると共に、陰イオンの分離処理に用いた後の陰イオン交換樹脂を前記アルカリ水で処理して再生することを特徴とする請求項１に記載のイオン分離処理方法。
【請求項４】
イオン交換樹脂を用いて被処理水中のイオンを分離処理するイオン分離処理装置であって、被処理水を電気分解してアルカリ水及び酸性水を得る電気分解部と、イオン分離処理可能なイオン交換樹脂を有する第１処理部と、イオンの分離処理に用いた後のイオン交換樹脂を有する第２処理部と、前記アルカリ水を第１処理部に送ると共に前記酸性水を第２処理部に送る通水、及び、前記アルカリ水を第２処理部に送ると共に前記酸性水を第１処理部に送る通水を切り換える通水切換手段とを備え、
通水切換手段は、前記アルカリ水及び酸性水の一方を第１処理部に送ってイオンを分離すると共に、前記アルカリ水及び酸性水の他方を第２処理部に送ってイオン交換樹脂を再生する処理の通水と、前記アルカリ水及び酸性水の一方を第２処理部に送って再生処理した上記イオン交換樹脂でイオンを分離すると共に、前記アルカリ水及び酸性水の他方を第１処理部に送ってイオンの分離処理に用いた上記イオン交換樹脂を再生する処理の通水とを、交互に切り換えるものであることを特徴とするイオン分離処理装置。
【請求項５】
イオン交換樹脂が陽イオン交換樹脂であり、前記通水切換手段は、前記アルカリ水を第１処理部に送って陽イオンを分離すると共に、前記酸性水を第２処理部に送って陽イオン交換樹脂を再生する処理の通水と、前記アルカリ水を第２処理部に送って再生処理した上記陽イオン交換樹脂で陽イオンを分離すると共に、前記酸性水を第１処理部に送って陽イオンの分離処理に用いた上記陽イオン交換樹脂を再生する処理の通水とを、陽イオン交換樹脂のイオン交換性能が低下した時ごとに交互に切り換えるものであることを特徴とする請求項４に記載のイオン分離処理装置。
【請求項６】
イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂であり、前記通水切換手段は、前記酸性水を第１処理部に送って陰イオンを分離すると共に、前記アルカリ水を第２処理部に送って陰イオン交換樹脂を再生する処理の通水と、前記酸性水を第２処理部に送って再生処理した上記陰イオン交換樹脂で陰イオンを分離すると共に、前記アルカリ水を第１処理部に送って陰イオンの分離処理に用いた上記陰イオン交換樹脂を再生する処理の通水とを、陰イオン交換樹脂のイオン交換性能が低下した時ごとに交互に切り換えるものであることを特徴とする請求項４に記載のイオン分離処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載のイオン分離装置を陽イオン分離装置として備えると共に、陽イオン分離装置により陽イオンが分離された陽イオン除去水から、陰イオン交換樹脂を用いて陰イオンを分離処理する陰イオン分離装置を備えたイオン分離処理装置であって、
陰イオン分離装置は、陽イオン除去水を電気分解して陽イオン除去水のアルカリ水及び酸性水を得る電気分解部と、イオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂を有する第３処理部と、陰イオンの分離処理に用いた後の陰イオン交換樹脂を有する第４処理部と、陽イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第３処理部に送ると共に陽イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第４処理部に送る通水、及び、陽イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第４処理部に送ると共に陽イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第３処理部に送る通水を切り換える陰イオン分離装置の通水切換手段とを備え、
陰イオン分離装置の通水切換手段は、陽イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第３処理部に送って陰イオンを分離すると共に、陽イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第４処理部に送って陰イオン交換樹脂を再生する処理の通水と、陽イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第４処理部に送って再生処理した上記陰イオン交換樹脂で陰イオンを分離すると共に、陽イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第３処理部に送って陰イオンの分離処理に用いた上記陰イオン交換樹脂を再生する処理の通水とを、陰イオン交換樹脂のイオン交換性能が低下した時ごとに、交互に切り換えるものであることを特徴とするイオン分離処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載のイオン分離装置を陰イオン分離装置として備えると共に、陰イオン分離装置により陰イオンが分離された陰イオン除去水から、陽イオン交換樹脂を用いて陽イオンを分離処理する陽イオン分離装置を備えたイオン分離処理装置であって、
陽イオン分離装置は、陰イオン除去水を電気分解して陰イオン除去水のアルカリ水及び酸性水を得る電気分解部と、イオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂を有する第３処理部と、陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂を有する第４処理部と、陰イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第３処理部に送ると共に陰イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第４処理部に送る通水、及び、陰イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第４処理部に送ると共に陰イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第３処理部に送る通水を切り換える陽イオン分離装置の通水切換手段とを備え、
陽イオン分離装置の通水切換手段は、陰イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第３処理部に送って陽イオンを分離すると共に、陰イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第４処理部に送って陽イオン交換樹脂を再生する処理の通水と、陰イオン除去水の電気分解により得た前記アルカリ水を第４処理部に送って再生処理した上記陽イオン交換樹脂で陽イオンを分離すると共に、陰イオン除去水の電気分解により得た前記酸性水を第３処理部に送って陽イオンの分離処理に用いた上記陽イオン交換樹脂を再生する処理の通水とを、陽イオン交換樹脂のイオン交換性能が低下した時ごとに、交互に切り換えるものであることを特徴とするイオン分離処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に存在する各種イオンを除去するイオン分離処理に関するものであり、さらに詳しくは、イオン交換樹脂により水中のイオンを除去して軟水や純水を得るためのイオン分離処理方法及びイオン分離処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、不純物が少なく純度の高い水として軟水や純水が利用されている。軟水や純水は、半導体等の電子材料や、染色等の繊維材料や、飲料等の飲食品材料などの産業用途をはじめ、台所、風呂、トイレ等の水廻りの家庭用途や、研究施設における実験用途等にも使用されているものであり、利用価値が高いものである。
【０００３】
このような軟水や純水を得るために、水中に存在する各種のイオン（陽イオン、陰イオン）をイオン交換樹脂によって取り除くイオン分離処理方法が知られている（例えば特許文献１〜３）。イオン交換樹脂により水中のイオンを取り除くには、イオン交換樹脂を充填した処理槽に被処理水（イオンを分離処理する水）を送って通水することによって行う。このイオン交換樹脂は、被処理水中のイオンが所定量を超えて吸着された後はイオン交換性能が低下し、被処理水中のイオンを吸着しなくなるものである。そのため、イオン交換樹脂を繰り返し使用するためには、吸着したイオンを除去するイオン交換樹脂の再生処理が必要となる。
【０００４】
イオン交換樹脂の再生処理を行う方法としては、食塩水等の無機塩水や、塩酸や硫酸等の酸により調製された酸性水の通水により再生することが一般的に行われている。例えば、特許文献１では、塩水により再生する方法が、また、特許文献２では、クエン酸で調製された酸性水溶液により再生する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８９９５９号公報
【特許文献２】特開２００６−０４３５４９号公報
【特許文献３】特表２００７−５１６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、イオン交換樹脂の再生処理に塩化ナトリウムや塩酸等の薬品を使用した場合、薬剤の投入を伴うため再生処理作業が煩雑となっていた。また、薬品の使用を伴う再生処理作業では、大量の食塩水や酸性水溶液を排出することになるため環境悪化のおそれが生じていた。
【０００７】
さらに、再生処理中はイオン交換樹脂によるイオン分離処理が行えず、再生処理には長時間を要するため効率的にイオン分離処理が行えなかった。特に、特許文献２及び３に記載されているような装置では、構造が複雑なため、イオン交換樹脂の再生を簡単にすることができず、イオン分離処理の効率が低下していた。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、塩化ナトリウムや塩酸等の薬品を使用せず、簡単に被処理水中のイオンを分離すると共にイオン交換樹脂の再生を行うことができるイオン分離処理方法及びイオン分離処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係るイオン分離処理方法は、イオン交換樹脂１を用いて被処理水Ｗ中のイオンを分離処理するにあたって、被処理水Ｗを電気分解してイオン交換樹脂１のｐＫよりも高いｐＨのアルカリ水Ｗ１、及びイオン交換樹脂１のｐＫよりも低いｐＨの酸性水Ｗ２を得た後、前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２のいずれか一方をイオン分離処理可能なイオン交換樹脂１で処理してイオンを分離すると共に、イオンの分離処理に用いた後のイオン交換樹脂１を前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の他方で処理して再生することを特徴とするものである。（ただし、Ｋはイオン交換樹脂の解離定数であり、ｐＫ＝−ｌｏｇ（Ｋ）である）。
【００１０】
請求項２に係るイオン分離処理方法は、上記構成に加え、イオン交換樹脂１が、カルボン酸基を有する樹脂を用いた陽イオン交換樹脂１ａであり、前記アルカリ水Ｗ１をイオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂１ａで処理して陽イオンを分離すると共に、陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂１ａを前記酸性水Ｗ２で処理して再生することを特徴とするものである
請求項３に係るイオン分離処理方法は、上記構成に加え、イオン交換樹脂１が、１−３級アミノ基を有する樹脂を用いた陰イオン交換樹脂１ｂであり、前記酸性水Ｗ２をイオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂１ｂで処理して陰イオンを分離すると共に、陰イオンの分離処理に用いた後の陰イオン交換樹脂１ｂを前記アルカリ水Ｗ１で処理して再生することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係るイオン分離処理装置は、イオン交換樹脂１を用いて被処理水Ｗ中のイオンを分離処理する装置であって、被処理水Ｗを電気分解してアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２を得る電気分解部１０と、イオン分離処理可能なイオン交換樹脂１を有する第１処理部２１と、イオンを分離処理した後のイオン交換樹脂１を有する第２処理部２２と、前記アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送ると共に前記酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送る通水、及び、前記アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送ると共に前記酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送る通水を切り換える通水切換手段１５とを備えることを特徴とする。
【００１２】
そして、通水切換手段１５は、前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の一方を第１処理部２１に送ってイオンを分離すると共に、前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の他方を第２処理部２２に送ってイオン交換樹脂１を再生する処理の通水と、前記アルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の一方を第２処理部２２に送って再生処理した上記イオン交換樹脂１でイオンを分離すると共に、前記アルカリＷ１水及び酸性水Ｗ２の他方を第１処理部２１に送ってイオンの分離処理に用いた上記イオン交換樹脂１を再生する処理の通水とを、交互に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係るイオン分離処理装置は、上記構成に加え、イオン交換樹脂１が陽イオン交換樹脂１ａであり、前記通水切換手段１５は、前記アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送って陽イオンを分離すると共に前記酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送って陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理の通水と、前記アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送って再生処理した上記陽イオン交換樹脂１ａで陽イオンを分離すると共に、前記酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送って陽イオンの分離処理に用いた上記陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理の通水とを、陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換性能が低下した時ごとに交互に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係るイオン分離処理装置は、上記構成に加え、イオン交換樹脂１が陰イオン交換樹脂１ｂであり、前記通水切換手段１５は、前記酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送って陰イオンを分離すると共に、前記アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送って陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理の通水と、前記酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送って再生処理した上記陰イオン交換樹脂１ｂで陰イオンを分離すると共に、前記アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送って陰イオンの分離処理に用いた上記陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理の通水とを、陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換性能が低下した時ごとに交互に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に係るイオン分離処理装置は、請求項５に記載のイオン分離装置を陽イオン分離装置Ａ１として備えると共に、陽イオン分離装置Ａ１により陽イオンが分離された陽イオン除去水Ｗ３から、陰イオン交換樹脂１ｂを用いて陰イオンを分離処理する陰イオン分離装置Ａ２を備えたイオン分離処理装置である。
【００１６】
陰イオン分離装置Ａ２は、陽イオン除去水Ｗ３を電気分解して陽イオン除去水Ｗ３のアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２を得る電気分解部１０と、イオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂１ｂを有する第３処理部２３と、陰イオンを分離処理した後の陰イオン交換樹脂１ｂを有する第４処理部２４と、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第３処理部２３に送ると共に陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第４処理部２４に送る通水、及び、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第４処理部２４に送ると共に陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第３処理部２３に送る通水を切り換える陰イオン分離装置Ａ２の通水切換手段１５とを備えることを特徴とする。
【００１７】
そして、陰イオン分離装置Ａ２の通水切換手段１５は、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第３処理部２３に送って陰イオンを分離すると共に、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第４処理部２４に送って陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理の通水と、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第４処理部２４に送って再生処理した上記陰イオン交換樹脂１ｂで陰イオンを分離すると共に、陽イオン除去水Ｗ３の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第３処理部２３に送って陰イオンの分離処理に用いた上記陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理の通水とを、陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換性能が低下した時ごとに、交互に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に係るイオン分離処理装置は、請求項６に記載のイオン分離装置を陰イオン分離装置Ａ２として備えると共に、陰イオン分離装置Ａ２により陰イオンが分離された陰イオン除去水Ｗ４から、陽イオン交換樹脂１ａを用いて陽イオンを分離処理する陽イオン分離装置Ａ１を備えたイオン分離処理装置である。
【００１９】
陽イオン分離装置Ａ１は、陰イオン除去水Ｗ４を電気分解して陰イオン除去水Ｗ４のアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２を得る電気分解部と、イオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂１ａを有する第３処理部２３と、陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂１ａを有する第４処理部２４と、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第３処理部２３に送ると共に陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第４処理部２４に送る通水、及び、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第４処理部２４に送ると共に陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第３処理部２３に送る通水を切り換える陽イオン分離装置Ａ１の通水切換手段１５とを備えることを特徴とする。
【００２０】
そして、陽イオン分離装置Ａ１の通水切換手段１５は、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第３処理部２３に送って陽イオンを分離すると共に、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第４処理部２４に送って陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理の通水と、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記アルカリ水Ｗ１を第４処理部２４に送って再生処理した上記陽イオン交換樹脂１ａで陽イオンを分離すると共に、陰イオン除去水Ｗ４の電気分解により得た前記酸性水Ｗ２を第３処理部２３に送って陽イオンの分離処理に用いた上記陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理の通水とを、陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換性能が低下した時ごとに、交互に切り換えるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、陽イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂として陽イオン交換樹脂を用いて、アルカリ水をイオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂で処理して陽イオンを分離すると共に、陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂を酸性水で処理して再生することができ、陰イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂として陰イオン交換樹脂を用いて、酸性水をイオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂で処理して陰イオンを分離すると共に、陰イオンの分離処理に用いた後の陰イオン交換樹脂を前記アルカリ水で処理して再生することができるので、被処理水のイオン分離処理とイオン交換樹脂の再生処理とを同時行うことができ、イオン分離処理の効率が向上するものである。
【００２２】
さらに、イオン交換樹脂の再生を、塩化ナトリウムや塩酸等の薬品を用いることなく行うことができ、少ない排水で簡単に低コストでイオン交換樹脂を再生することができるものである。
【００２３】
また、イオンの分離処理にあたって、陽イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂のｐＫよりも高いｐＨのアルカリ水となった被処理水から、陽イオン交換樹脂を用いて陽イオンの分離処理をすることができ、陰イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂のｐＫよりも低いｐＨの酸性水となった被処理水から、陰イオン交換樹脂を用いて陰イオンの分離処理することができるので、イオンを分離する能力が向上してイオン分離処理を効果的に行うことができるものである。
【００２４】
請求項２の発明によれば、イオン交換樹脂としてカルボン酸基を有する樹脂を用いることにより、陽イオンを分離処理する能力がさらに向上してイオン分離処理を効果的に行うことができるものである。
【００２５】
請求項３の発明によれば、イオン交換樹脂が１−３級アミノ基を有する樹脂を用いることにより、陰イオンを分離処理する能力がさらに向上してイオン分離処理を効果的に行うことができるものである。
【００２６】
請求項４の発明によれば、陽イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂として陽イオン交換樹脂を用いて、アルカリ水を第１処理部に送ってイオンを分離すると共に、酸性水を第２処理部に送ってイオン交換樹脂を再生する処理と、アルカリ水を第２処理部に送って再生処理したイオン交換樹脂でイオンを分離すると共に、酸性水を第１処理部に送ってイオンの分離処理に用いたイオン交換樹脂を再生する処理とを、通水切換手段により通水を切り換えて交互に行うことができる。また、陰イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂として陰イオン交換樹脂を用いて、酸性水を第１処理部に送ってイオンを分離すると共に、アルカリ水を第２処理部に送ってイオン交換樹脂を再生する処理と、酸性水を第２処理部に送って再生処理したイオン交換樹脂でイオンを分離すると共に、アルカリ水を第１処理部に送ってイオンの分離処理に用いたイオン交換樹脂を再生する処理とを、通水切換手段により通水を切り換えて交互に行うことできる。それにより、被処理水のイオン分離処理とイオン交換樹脂の再生処理とを同時行うことができ、イオン分離処理の効率が向上するものである。
【００２７】
さらに、イオン交換樹脂の再生を、塩化ナトリウムや塩酸等の薬品を用いることなく行うことができ、少ない排水で簡単に低コストでイオン交換樹脂を再生することができるものである。
【００２８】
また、イオンの分離処理にあたって、陽イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂のｐＫよりも高いｐＨのアルカリ水となった被処理水から、陽イオン交換樹脂を用いて陽イオンの分離処理をすることができ、陰イオンを分離処理する場合は、イオン交換樹脂のｐＫよりも低いｐＨの酸性水となった被処理水から、陰イオン交換樹脂を用いて陰イオンの分離処理することができるので、イオンを分離する能力が向上してイオン分離処理を効果的に行うことができるものである。
【００２９】
請求項５の発明によれば、効率よく陽イオンを除去して容易に軟水を得ることができるものである。
【００３０】
請求項６の発明によれば、効率よく陰イオンを除去して容易に陰イオン除去水を得ることができるものである。
【００３１】
請求項７の発明によれば、効率よく陽イオンと陰イオンを除去して容易に純水を得ることができるものである。
【００３２】
請求項８の発明によれば、効率よく陽イオンと陰イオンを除去して容易に純水を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の他の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、発明を実施するための形態を図を参照しながら説明する。
【００３５】
［実施形態１］
図１は、被処理水Ｗからイオンを分離処理する装置の一例を示す概略断面図である。図１の装置は、イオン交換樹脂１として陽イオン交換樹脂１ａを用いた軟水の製造装置である。被処理水Ｗとしては水道水を用いることができ、また地下水などの任意の被処理水Ｗを用いることもできる。
【００３６】
イオン分離処理装置Ａは、被処理水Ｗを電気分解してアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２を得る電気分解部１０と、被処理水Ｗ中の陽イオンを分離処理可能な陽イオン交換樹脂１ａを有する第１処理部２１と、被処理水Ｗ中の陽イオンの分離処理に用いた後の陽イオン交換樹脂１ａを有する第２処理部２２とを備えている。また、電気分解部１０と、第１処理部２１及び第２処理部２２との間には、電気分解部１０と各処理部とを結ぶ配管と、被処理水Ｗを電気分解して得たアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の通水を切り換える通水切換弁とにより構成される通水切換手段１５を備えている。
【００３７】
電気分解部１０には、水道水などの被処理水Ｗを電気分解部１０に供給するための水道配管が上流側（入水側）に連結されている。一方、第１処理部２１及び第２処理部２２には、これらの処理部により処理された被処理水Ｗを配水するための配管が下流側（出水側）にそれぞれ連結されている。
【００３８】
なお、図１では、配管及び通水切換弁の図示を省略し、配管及び通水切換弁により形成される水の流れを白抜き矢印にて示している。
【００３９】
図１の例では、電気分解部１０は、Ｐｔなどの材料により形成された対向する２つの電極１３（陽極１３ａ、陰極１３ｂ）と、２つの電極１３，１３間に配置され、被処理水Ｗの通過が自在な膜１４とによって構成されている。この膜１４としては、イオン交換膜を用いて隔膜を使用した電気分解方式にすることができる。また、この膜をバイポーラ膜にて構成することもできる。これらの膜を用いれば電気分解の性能が向上して、イオン分離処理の効率を向上することができる。被処理水Ｗは対向する２つの電極１３，１３間に通水されて、この２つの電極１３に電圧が印加されることにより電気分解が行われる。
【００４０】
電気分解部１０の陰極１３ｂと膜１４との間にはアルカリ水Ｗ１が生成するアルカリ水生成部１１が形成され、陽極１３ａと膜１４との間には酸性水Ｗ２が生成する酸性水生成部１２が形成されている。アルカリ水生成部１１及び酸性水生成部１２は、配管及び通水切換弁を間に挟んで第１処理部２１及び第２処理部２２と連結している。
【００４１】
通水切換手段１５は、アルカリ水生成部１１と、酸性水生成部１２と、第１処理部２１と、第２処理部２２とを配管及び通水切換弁を通して連結するように配置しており、アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送ると共に酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送る通水（白抜き実線矢印）と、アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送ると共に酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送る通水（白抜き点線矢印）とを切り換え可能としている。そして、初期状態として、アルカリ水生成部１１と第１処理部２１とが連通してアルカリ水Ｗ１が第１処理部２１に送られると共に、酸性水生成部１２と第２処理部２２とが連通して酸性水Ｗ２が第２処理部２２に送られる通水（白抜き実線矢印）となっている。
【００４２】
第１処理部２１及び第２処理部２２は、充填式カラムなどの処理槽によって形成され、それぞれ陽イオン交換樹脂１ａが充填されている。このうち、第１処理部２１には、イオン分離処理可能な陽イオン交換樹脂１ａ、すなわち、イオン交換性能が低下していない、もしくは、低下していてもイオン分離に支障のない程度の陽イオン交換樹脂１ａが充填されている。第１処理部２１に充填される陽イオン交換樹脂１ａは、具体的には、未使用又は再生後の陽イオン交換樹脂１ａなどである。一方、第２処理部２２には、被処理水Ｗの陽イオンの分離処理に使用された後のイオン交換性能が低下した陽イオン交換樹脂１ａが充填されている。
【００４３】
陽イオン交換樹脂１ａとしては、弱酸性陽イオン交換樹脂などの適宜のものを使用することができるが、このうち、カルボン酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂が、イオン分離処理の効率を向上させるので好ましい。カルボン酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂としては、カルボン酸基が樹脂に固定されて交換基として機能するものであれば適宜のものを用いることができるが、例えば、次の化学式の骨格を有するメタクリル系弱酸性イオン交換樹脂を用いることができる。
【００４４】
【化１】
2010194442.tif 000003
【００４５】
次に、図１の装置を用いたイオン分離処理の方法について説明する。
【００４６】
まず、水道水などの被処理水Ｗを電気分解部１０に送って通水する。なお、被処理水Ｗとして水道水を用いた場合、被処理水ＷのｐＨは７程度である。
【００４７】
次に、２つの電極１３に電圧を印加し、被処理水Ｗを電気分解する。それにより、陰極１３ｂ側にナトリウム、カルシウム、マグネシウム等の陽イオンが引き寄せられると共に、水が解離して水酸化物イオン（ＯＨ−）が発生するため、陽イオンを含んだアルカリ水Ｗ１がアルカリ水生成部１１に生成される。一方、陽極１３ａ側には、塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等の陰イオンが引き寄せられると共に、水が解離して水素イオン（Ｈ＋）が発生し、陰イオンを含んだ酸性水Ｗ２が酸性水生成部１２に生成される。図中の実線矢印は、イオンの動きを示している。
【００４８】
電気分解の際には、アルカリ水Ｗ１のｐＨが陽イオン交換樹脂１ａのｐＫよりも高くなると共に、酸性水Ｗ２のｐＨが陽イオン交換樹脂１ａのｐＫよりも低くなるように電気分解する。ここで、Ｋはイオン交換樹脂の解離定数であり、ｐＫ＝−ｌｏｇ（Ｋ）と定義される。電気分解は、好ましくはアルカリ水Ｗ１のｐＨが１０．５程度、酸性水Ｗ２のｐＨが３程度になるように行う。
【００４９】
なお、アルカリ水Ｗ１のｐＨは高くなるほどイオン交換樹脂の吸着能力が促進されるが、アルカリ水Ｗ１のｐＨが高くなりすぎると水酸化マグネシウム等が析出しやすくなるので、アルカリ水Ｗ１のｐＨは１２以下であることが好ましい。
【００５０】
次に、電気分解により得たアルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送ると共に、酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送って通水する。
【００５１】
第１処理部２１にアルカリ水Ｗ１を送って通水すると、アルカリ水Ｗ１中に存在する陽イオンが陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換作用により陽イオン交換樹脂１ａに吸着し除去されて陽イオンの分離処理が行われる。ここで、陽イオン交換樹脂１ａのｐＫよりもアルカリ水Ｗ１のｐＨが高いので、陽イオン交換樹脂１ａに存在するカルボン酸基等の交換基の電離が促進されるため、アルカリ水Ｗ１中の陽イオンはイオン交換されやすくなり、陽イオンが確実に吸着されると共に、吸着速度が向上し、イオン分離処理の効率が向上する。
【００５２】
このようにして、第１処理部２１にて陽イオンが分離処理されて、カルシウムやマグネシウムなどの陽イオンを含まない陽イオン除去水Ｗ３（軟水）が生成される。生成した陽イオン除去水Ｗ３は配管を通して貯水タンク等（不図示）に配水される。
【００５３】
一方、第２処理部２２に酸性水を送って通水すると、酸性水Ｗ２中の水素イオンと、陽イオン交換樹脂１ａに吸着した陽イオンとのイオン交換作用により、陽イオン交換樹脂１ａ中に吸着していた陽イオンが離脱されて、酸性水Ｗ２中に放出される。それにより、イオン分離処理により低下していた陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換性能が向上して、陽イオン交換樹脂１ａが再生される。ここで、陽イオン交換樹脂１ａのｐＫよりも酸性水Ｗ２のｐＨが低いので、陽イオン交換樹脂１ａに吸着されていた陽イオンの加水分解作用が促進されるため、陽イオン交換樹脂１ａを再生する効率が向上する。
【００５４】
酸性水Ｗ２に放出された陽イオンは酸性水Ｗ２に含まれている陰イオンと結合する。例えば、カルシウムイオンは塩素イオンと結合して塩化カルシウムとして水中に存在する。それにより、酸性水Ｗ２中では陽イオン交換樹脂１ａに再度、イオン交換されて吸着される現象は発生しない。また、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンが急激に水中に放出されることとなっても、存在する水が酸性であり、水酸化物イオンの濃度が低いため、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等の析出するおそれが極めて少ない。
【００５５】
このようにして、第２処理部２２にて陽イオン交換樹脂１ａが再生される。再生処理後の酸性水Ｗ２は配管を通して排水される。
【００５６】
上記のようにして、第１処理部２１にて陽イオンの分離する処理と、第２処理部２２にて陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理とを同時に行うと、所定時間経過後には、第１処理部２１に充填された陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換能力が低下して十分な陽イオンの分離を行わないようになる。このとき、第２処理部２２の陽イオン交換樹脂１ａの再生は完了している。
【００５７】
その際、通水切換手段１５にて通水を切り換えて、アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送って通水すると共に、酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送って通水する（白抜き点線矢印）。それにより、陽イオンの分離処理を行う処理部の切り換えが行われ、第２処理部２２にて再生処理した陽イオン交換樹脂１ａでアルカリ水Ｗ１中の陽イオンが分離処理されて陽イオン除去水Ｗ３が生成すると共に、第１処理部２１にて陽イオンの分離処理に用いた陽イオン交換樹脂１ａが再生される。そして、第２処理部２２によって生成された陽イオン除去水Ｗ３（軟水）は配管を通して貯水タンク等に配水される。一方、第１処理部２１にて再生処理に使用された酸性水Ｗ２は排水される。
【００５８】
さらに所定時間経過後には、第２処理部２２の陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換性能が低下すると共に、第１処理部２１の陽イオン交換樹脂１ａの再生が完了している。その際、通水切換手段１５により通水を切り換えて、再び初期の通水の状態に戻し、アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に、酸性水Ｗ２を第２処理部２２に通水する（白抜き実線矢印）。それにより、陽イオンの分離処理を行う処理部の切り換えが行われる。
【００５９】
なお、所定時間経過後とはイオンの分離処理の条件等により任意に設定され得るものであるが、陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換能力が低下した時に設定できる。つまり、所定時間は、陽イオン交換樹脂１ａの性能や、被処理水Ｗのイオン濃度、被処理水Ｗの流量などによって適宜変更されてもよいし、陽イオン交換樹脂１ａの性能と被処理水Ｗのイオン濃度や流量が予め分かっており、陽イオン交換樹脂１ａの低下する時間が予測できる場合は、一定の時間に設定してもよい。また、被処理水Ｗの流量の合計に基づいて設定してもよい。
【００６０】
このような切り換え動作を陽イオン交換樹脂１ａのイオン交換能力が低下した時ごとに繰り返すことにより、通水を交互に切り換えて、第１処理部２１にて陽イオンを分離すると共に第２２処理部２２にて陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理と、第２２処理部２２にて陽イオンを分離すると共に第１処理部２１にて陽イオン交換樹脂１ａを再生する処理とを交互に行う。それにより、陽イオンを分離除去して軟水（陽イオン除去水Ｗ３）を生成するのと同時に、イオン交換性能が低下した陽イオン交換樹脂１ａの再生を行うことができ、イオン分離処理を連続的に効率よく行うことが可能となる。
【００６１】
なお、図１の例では、通水切換手段１５として通水切換弁により構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、電気分解の電極１３の電位を逆にしたり、第１処理部２１と第２処理部２２の配置を物理的に入れ替えたりすることにより、アルカリ水Ｗ１と酸性水Ｗ２の通水を切り換えてもよい。
【００６２】
［実施形態２］
実施形態１ではイオン交換樹脂１として陽イオン交換樹脂１ａを用いた例を示したが、実施形態２では陰イオン交換樹脂１ｂを用いた例を示す。
【００６３】
図２は、被処理水Ｗから陰イオン交換樹脂１ｂを用いてイオンを分離処理する装置の一例を示す概略断面図である。このイオン分離装置Ａは、イオン交換樹脂１として陰イオン交換樹脂１ｂが充填されている以外は、概略、図１の装置と同じ構成となっている。
【００６４】
すなわち、図２のイオン分離処理装置Ａは、被処理水Ｗを電気分解してアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２を得る電気分解部１０と、被処理水Ｗ中の陰イオンの分離処理可能な陰イオン交換樹脂１ｂを有する第１処理部２１と、被処理水中の陰イオンの分離処理に用いた後の陰イオン交換樹脂１ｂを有する第２処理部２２とを備えている。また、電気分解部１０と、第１処理部２１及び第２処理部２２との間には、図１の例と同様に、電気分解部１０と各処理部とを結ぶ配管と、被処理水Ｗを電気分解して得たアルカリ水Ｗ１及び酸性水Ｗ２の通水を切り換える通水切換弁とにより構成される通水切換手段１５を備えている。ただし、初期状態において、酸性水生成部１２と第１処理部２１とが連通して酸性水Ｗ２が第１処理部２１に送られると共に、アルカリ水生成部１１と第２処理部２２とが連通してアルカリ水Ｗ１が第２処理部２２に送られる通水（白抜き実線矢印）となっている点で、図１の装置とは異なっている。なお、白抜き矢印は水の流れを示している。
【００６５】
電気分解部１０は、図１の例と同様に構成される。すなわち、被処理水Ｗを電気分解することにより陽イオンを含んだアルカリ水Ｗ１が生成するアルカリ水生成部１１と、陰イオンを含んだ酸性水Ｗ２が生成する酸性水生成部１２とが形成されている。
【００６６】
第１処理部２１には、イオン分離処理可能な陰イオン交換樹脂１ｂ、すなわち、イオン交換性能が低下していない、もしくは、低下していてもイオン分離に支障のない程度の陰イオン交換樹脂１ｂが充填されている。この陰イオン交換樹脂１ｂは、具体的には、未使用又は再生後の陰イオン交換樹脂１ｂなどである。一方、第２処理部には、被処理水Ｗの陰イオンの分離処理に使用されてイオン交換性能が低下した陰イオン交換樹脂１ｂが充填されている。
【００６７】
陰イオン交換樹脂１ｂとしては、弱塩基性陰イオン交換樹脂などの適宜のものを使用することができるが、このうち、１−３級アミノ基を有する弱塩基性陰イオン交換樹脂が、イオン分離処理の効率を向上させるので好ましい。１−３級アミノ基を有する弱塩基性陰イオン交換樹脂としては、１−３級アミノ基が樹脂に固定されて交換基として機能するものであれば適宜のものを用いることができるが、例えば、次の化学式の骨格を有するスチレン系弱塩基性イオン交換樹脂を用いることができる。
【００６８】
【化２】
2010194442.tif 000004
【００６９】
次に、図２の装置を用いたイオン分離処理の方法について説明する。
【００７０】
まず、被処理水Ｗを電気分解部１０に送って通水した後、２つの電極１３に電圧を印加し、被処理水Ｗを電気分解する。それにより、図１の例と同様に、陽イオンを含んだアルカリ水Ｗ１がアルカリ水生成部１１に生成されると共に、陰イオンを含んだ酸性水Ｗ２が酸性水生成部１２に生成される。なお、電気分解の際には、アルカリ水Ｗ１のｐＨが陰イオン交換樹脂１ｂのｐＫよりも高くなると共に、酸性水Ｗ２のｐＨが陰イオン交換樹脂１ｂのｐＫよりも低くなるように電気分解する。好ましくはアルカリ水Ｗ１のｐＨが１０．５程度、酸性水Ｗ２のｐＨが３程度になるように電気分解する。
【００７１】
なお、アルカリ水Ｗ１のｐＨは高くなりすぎると水酸化マグネシウム等が析出しやすくなるので、アルカリ水Ｗ１のｐＨは１２以下であることが好ましい。
【００７２】
次に、電気分解により得た酸性水Ｗ２を第１処理部２１に送ると共に、アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送って通水する。
【００７３】
第１処理部２１に酸性水Ｗ２を送って通水すると、酸性水Ｗ２中に存在する陰イオンが陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換作用により陰イオン交換樹脂１ｂに吸着し除去されて陰イオンの分離処理が行われる。ここで、陰イオン交換樹脂１ｂのｐＫよりも酸性水Ｗ２のｐＨが低いので、陰イオン交換樹脂１ｂに存在するアミノ酸基等の交換基の電離が促進されるため、酸性水Ｗ２中の陰イオンはイオン交換されやすくなり、陰イオンが確実に吸着されると共に、吸着速度が向上し、イオン分離処理の効率が向上する。
【００７４】
このようにして、第１処理部２１にて陰イオンが分離処理されて、塩素イオンや炭酸イオンなどのイオンを含まない陰イオン除去水Ｗ４が生成される。生成した陰イオン除去水Ｗ４は配管を通して貯水タンク等（不図示）に配水される。
【００７５】
一方、第２処理部２２にアルカリ水Ｗ１を送って通水すると、アルカリ水Ｗ１中の水酸化物イオンと、陰イオン交換樹脂１ｂに吸着した陰イオンとのイオン交換作用により、陰イオン交換樹脂１ｂ中に吸着していた陰イオンが離脱されて、アルカリ水Ｗ１中に放出される。それにより、イオン分離処理により低下していた陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換性能が向上して、陰イオン交換樹脂１ｂが再生される。ここで、陰イオン交換樹脂１ｂのｐＫよりもアルカリ水Ｗ１のｐＨが高いので、陰イオン交換樹脂１ｂに吸着されていた陰イオンの加水分解作用が促進されるため、陽イオン交換樹脂１ｂを再生する効率が向上する。
【００７６】
アルカリ水Ｗ１中に放出された陰イオンはアルカリ水Ｗ１に含まれている陽イオンと結合する。例えば、塩素イオンはカルシウムイオンと結合して塩化カルシウムとして水中に存在する。それにより、アルカリ水Ｗ１中では陰イオン交換樹脂１ｂに再度、イオン交換されて吸着される現象は発生しない。
【００７７】
このようにして、第２処理部２２にて陰イオン交換樹脂１ｂが再生される。再生処理後のアルカリ水Ｗ１は配管を通して排水される。
【００７８】
上記のようにして、第１処理部２１にて陰イオンの分離する処理と、第２処理部にて陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理とを同時に行うと、所定時間経過後には、第１処理部２１に充填された陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換能力が低下して十分な陰イオンの分離を行わないようになる。このとき、第２処理部２２の陰イオン交換樹脂１ｂの再生は完了している。
【００７９】
その際、通水切換手段１５にて通水を切り換えて、酸性水Ｗ２を第２処理部２２に送って通水すると共に、アルカリ水Ｗ１を第１処理部２１に送って通水する（白抜き点線矢印）。それにより、陰イオンの分離処理を行う処理部の切り換えが行われて、第２処理部２２にて再生処理した陰イオン交換樹脂１ｂで酸性水Ｗ２中の陰イオンが分離処理されると共に、第１処理部２１にて陰イオンの分離処理に用いた陰イオン交換樹脂１ｂが再生される。そして、第２処理部２２によって陰イオンが除去された陰イオン除去水Ｗ４は配管を通して貯水タンク等に配水される。一方、第１処理部２１にて再生処理に使用されたアルカリ水Ｗ１は排水される。
【００８０】
さらに所定時間経過後には、第２処理部２２の陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換性能が低下すると共に、第１処理部２１の陰イオン交換樹脂１ｂの再生が完了している。その際、通水切換手段１５により通水を切り換えて、再び初期の通水の状態に戻し、酸性水Ｗ２を第１処理部２１に、アルカリ水Ｗ１を第２処理部２２に送って通水する（白抜き実線矢印）。それにより、陰イオンの分離処理を行う処理部の切り換えが行われる。なお、所定時間経過後とはイオンの分離処理により任意に設定され得るものであるが、陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換能力が低下した時に設定できる。
【００８１】
このような切り換え動作を陰イオン交換樹脂１ｂのイオン交換能力が低下した時ごとに繰り返すことにより、通水を交互に切り換えて、第１処理部２１にて陰イオンを分離すると共に第２２処理部２２にて陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理と、第２２処理部２２にて陰イオンを分離すると共に第１処理部２１にて陰イオン交換樹脂１ｂを再生する処理とを交互に行う。それにより、陰イオンを分離除去して陰イオン除去水Ｗ４を生成するのと同時に、イオン交換性能が低下した陰イオン交換樹脂１ｂの再生を行うことができ、イオン分離処理を連続的に効率よく行うことが可能となる。
【００８２】
なお、図２の例においても、通水切換手段１５としては通水切換弁に限らず、電気分解の電極１３の電位を逆にしたり、第１処理部２１と第２処理部２２の配置を物理的に入れ替えたりすることにより、アルカリ水Ｗ１と酸性水Ｗ２の通水を切り換えることができる。
【００８３】
［実施形態３］
実施形態３では、図１の装置と図２の装置とを組み合わせた、陽イオン及び陰イオンの両方を除去する純水の製造装置の一例を示す。
【００８４】
図３は、被処理水Ｗから陽イオン及び陰イオンの両方のイオンを分離処理する装置（純水製造装置）の一例を示す概略断面図である。このイオン分離処理装置は、概略、図１及び図２に示す二つのイオン分離処理装置Ａが連結されて構成されている。被処理水Ｗの上流側（入水側）には、図１のイオン分離処理装置Ａ（以下、陽イオン分離装置Ａ１という）が配置され、被処理水の下流側（出水側）には、図２のイオン分離処理装置Ａ（以下、陰イオン分離装置Ａ２という）が配置され、陽イオン分離装置Ａ１と陰イオン分離装置Ａ２とは配管で連結されている。なお、陰イオン分解装置Ａ２の二つの処理部については、図２の例における第１処理部２１を第３処理部２３と、第２処理部２２を第４処理部２４として図示している。
【００８５】
陽イオン分離装置Ａ１と陰イオン分離装置Ａ２とを連結する配管には、陽イオン分離装置Ａ１の第１処理部２１と第２処理部２２からの出水のいずれか一方を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水すると共に、他方を排水するための排水切換手段１６として排水切換弁が備えられている。
【００８６】
次に、図３の装置を用いたイオン分離処理の方法について説明する。
【００８７】
まず、水道水などの被処理水Ｗを陽イオン分離装置Ａ１に通水し、図１の例と同様にして、陽イオンを除去して陽イオン除去水Ｗ３（軟水）を生成する。次に、陽イオン除去水Ｗ３を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水する。
【００８８】
このとき、排水切換手段１６は、陽イオン分離装置Ａ１の通水切換弁１５の通水の切り換え、つまり陽イオンの分離処理を行う処理部の切り換えと連動して切り換えられる。すなわち、第１処理部２１にて陽イオン除去水Ｗ３が生成された場合は、第１処理部２１から出水される陽イオン除去水Ｗ３を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水すると共に第２処理部２２から出水された酸性水Ｗ２を排水し、第２処理部２２にて陽イオン除去水Ｗ３が生成された場合は、第２処理部２２から出水される陽イオン除去水Ｗ３を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水すると共に第１処理部２１から出水された酸性水Ｗ２を排水する。なお、排水切換手段１６は、陽イオン除去水Ｗ３を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水するものであれば限定されるものではなく、例えば、配管を物理的に繋ぎ換えることによって行ってもよい。
【００８９】
そして、陰イオン分離装置Ａ２において、図２の例と同様にして、陰イオンを除去する。このようにして生成された陰イオン除去水Ｗ４は陽イオン及び陰イオンの両方が除去された精製水、すなわち純水となる。この純水は適宜、貯水タンク等（不図示）に配水されるなどして利用される。
【００９０】
このようにして、図３の装置によれば、陽イオン及び陰イオンが分離処理されて精製された純水を効率よく製造することができる。
［実施形態４］
実施形態４では、図１の装置と図２の装置とを組み合わせた、陽イオン及び陰イオンの両方を除去する純水の製造装置の他の一例を示す。
【００９１】
図４は、被処理水Ｗから陽イオン及び陰イオンの両方のイオンを分離処理する装置（純水製造装置）の一例を示す概略断面図である。このイオン分離処理装置は、概略、図３の例と同様に、図１及び図２に示す二つのイオン分離処理装置Ａが配管で連結されて構成されているが、陽イオン分離装置Ａ１と陰イオン分離装置Ａ２の配置が、図３の例とは逆になっている。すなわち、被処理水Ｗの上流側（入水側）には、図２のイオン分離処理装置Ａ（陰イオン分離装置Ａ２）が配置され、被処理水の下流側（出水側）には、図１のイオン分離処理装置Ａ（陽イオン分離装置Ａ１）が配置されている。なお、陽イオン分解装置Ａ１の二つの処理部については、図１の例における第１処理部２１を第３処理部２３と、第２処理部２２を第４処理部２４として図示している。
【００９２】
陰イオン分離装置Ａ２と陽イオン分離装置Ａ１とを連結する配管には、陰イオン分離装置Ａ２の第１処理部２１と第２処理部２２からの出水のいずれか一方を陰イオン分離装置Ａ２に送って通水すると共に、他方を排水するための排水切換手段１６として排水切換弁が備えられている。
【００９３】
次に、図４の装置を用いたイオン分離処理の方法について説明する。
【００９４】
まず、水道水などの被処理水Ｗを陰イオン分離装置Ａ２に通水し、図２の例と同様にして、陰イオンを除去して陰イオン除去水Ｗ４を生成する。次に、陰イオン除去水Ｗ４を陽イオン分離装置Ａ１に送って通水する。
【００９５】
このとき、排水切換手段１６は、陰イオン分離装置Ａ２の通水切換弁１５の通水の切り換え、つまり陰イオンの分離処理を行う処理部の切り換えと連動して切り換えられる。すなわち、第１処理部２１にて陰イオン除去水Ｗ４が生成された場合は、第１処理部２１から出水される陰イオン除去水Ｗ４を陽イオン分離装置Ａ１に送って通水すると共に第２処理部２２から出水されたアルカリ水Ｗ１を排水し、第２処理部２２にて陰イオン除去水Ｗ４が生成された場合は、第２処理部２２から出水される陰イオン除去水Ｗ４を陽イオン分離装置Ａ１に送って通水すると共に第１処理部２１から出水されたアルカリ水Ｗ１を排水する。なお、排水切換手段１６は、陰イオン除去水Ｗ４を陽イオン分離装置Ａ１に送って通水するものであれば限定されるものではなく、例えば、配管を物理的に繋ぎ換えることによって行ってもよい。
【００９６】
そして、陽イオン分離装置Ａ１において、図１の例と同様にして、陽イオンを除去する。このようにして生成された陽イオン除去水Ｗ３は陽イオン及び陰イオンの両方が除去された精製水、すなわち純水となる。この純水は適宜、貯水タンク等（不図示）に配水されるなどして利用される。
【００９７】
このようにして、図４の装置によれば、陽イオン及び陰イオンが分離処理されて精製された純水を効率よく製造することができる。
【００９８】
本発明は、加工部品、基板、半導体および製造工程などの洗浄水、また、清涼飲料、アルコール飲料、加工食品の原水等の飲食品製造用の水、また、染色用水等の発色を安定させるための水、また、飲食店等の調理用及び飲料用の水などとして、産業用途の純水や軟水を得るために利用することができる。さらに、風呂、トイレ、流し台、洗面台等の水廻り設備の金属石鹸汚れ、また、風呂、流し台、洗面台、洗濯機、食器洗い機などの洗浄力向上または洗剤量削減のための水、また、ボイラー、給湯器等の水関連機器や配管のスケール防止水、また、燃料電池用の水などの家庭用軟水を得るために利用することができる。また、研究機関等における実験用水を得るための実験用純水生成機器として利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ      イオン分離処理装置
Ａ１    陽イオン分離装置
Ａ２    陰イオン分離装置
Ｗ      被処理水
Ｗ１    アルカリ水
Ｗ２    酸性水
Ｗ３    陽イオン除去水
Ｗ４    陰イオン除去水
１０    電気分解部
１５    通水切換手段
１      イオン交換樹脂
１ａ    陽イオン交換樹脂
１ｂ    陰イオン交換樹脂
２１    第１処理部
２２    第２処理部
２３    第３処理部
２４    第４処理部
【図１】
2010194442.tif 000005
【図２】
2010194442.tif 000006
【図３】
2010194442.tif 000007
【図４】
2010194442.tif 000008