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多孔质离子交换体、水处理装置、供热水装置和多孔质离子交换体的制造方法

摘要

本发明的多孔质离子交换体,具备第一多孔质离子交换组合体(2)和第二多孔质离子交换组合体(3),该多孔质离子交换体是通过接合第一多孔质离子交换组合体(2)和第二多孔质离子交换组合体(3)而得到的。第一多孔质离子交换组合体(2)是通过将混合在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒(5)和第一离子交换树脂微粒(4)并制成膏状的第一混合物形成为片状,进行干燥而得到的,或者,通过将混合第一粘合颗粒(5)和第一离子交换树脂(4)得到的第二混合物形成为片状,进行烧结而得到的;第二多孔质离子交换组合体(3)是通过将混合在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒(45)和第二离子交换树脂微粒(6)并制成膏状的第三混合物形成为片状,进行干燥而得到的,或者,通过将混合第二粘合颗粒(45)和第二离子交换树脂(6)得到的第四混合物形成为片状,进行烧结而得到的。

著录项

  • 公开/公告号CN103118783A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-05-22

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 松下电器产业株式会社;

    申请/专利号CN201180045153.2

  • 申请日2011-09-20

  • 分类号B01J47/12(20060101);B01D61/46(20060101);B01J49/00(20060101);C02F1/42(20060101);C02F1/44(20060101);C02F1/469(20060101);

  • 代理机构11322 北京尚诚知识产权代理有限公司;

  • 代理人龙淳

  • 地址 日本大阪府

  • 入库时间 2024-02-19 19:15:47

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-01-27

    授权

    授权

  • 2015-09-16

    专利申请权的转移 IPC(主分类):B01J47/12 变更前: 变更后: 登记生效日:20150825 申请日:20110920

    专利申请权、专利权的转移

  • 2013-08-07

    实质审查的生效 IPC(主分类):B01J47/12 申请日:20110920

    实质审查的生效

  • 2013-05-22

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及能够用于吸附、浓缩、分离、除去液体或者气体中所含的杂质等的多孔质离子交换体,特别涉及除去水中的硬度成分得到软水的多孔质离子交换体及其制造方法,还涉及自动进行该多孔质离子交换体的再生处理、不耗费使用人的工夫能够长时间使用的水处理装置、供热水装置。

背景技术

水处理装置,使用烧结离子交换树脂和热塑性树脂得到的结合产品(烧结体)作为吸附体使用(例如,参照专利文献1)。专利文献1所公开的结合产品中,在热塑性树脂的多孔质基体中烧结结合有离子交换树脂颗粒,因此,当离子交换树脂的填充量高时,离子交换容量就增大。

此外,作为这样的烧结体的制造方法,已知有通过接枝聚合结合官能团的方法(例如,参照专利文献2)。在专利文献2中公开的烧结体的制造方法中,在聚烯烃树脂颗粒烧结体的表面形成由接枝聚合链构成的交联体层,接着,使离子交换基、螯合基等的官能团与接枝聚合链结合,由此,抑制杂质的溶出。

已知有具有与阳离子交换层邻接的阴离子交换层的纹理膜(texturedfilm)(例如,参照专利文献3)。图12为表示专利文献3公开的纹理膜(电化学单元)的概略结构的示意图。

如图12所示,专利文献3公开的纹理膜105具有阳离子交换层101和与该阳离子交换膜101邻接的阴离子交换层102,峰103和谷104隔开间隔配置。通过形成于该纹理膜105的峰103和谷104增大膜的表面积,因此,在向纹理膜105供给含有硬度成分的水的情况下,能够增大硬度成分的吸附速度。此外,纹理结构膜105的峰103和谷104,在叠层多个纹理膜105使用的情况下,峰103和谷104之间形成如箭头106所示的处理水的通路,因此能够将压降抑制得低。

此外,专利文献3中,公开了在纹理膜105的两侧配置有电极107、电极108的电化学单元。专利文献3中公开的电化学单元,在水的存在下,对两极施加电压,由此,在阳离子交换层101和阴离子交换层102的界面109,解离水,生成H+和OH-。通过该H+和OH-与吸附于阳离子交换层101和阴离子交换层102的阳离子和阴离子置换,能够将阳离子交换层101和阴离子交换层102再生。因此,专利文献3中公开的电化学单元,不需要以往那样使用药剂进行再生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-204429号公报

专利文献2:日本特开2009-235417号公报

专利文献3:日本特表2008-507406号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是,专利文献1中公开的结合产品和专利文献2中公开的烧结体,在进行水的硬度除去的情况下,使硬度成分吸附于离子交换树脂,因此,达到吸附饱和就不能除去硬度成分,而需要使用食盐或酸除去硬度成分将离子交换树脂再生的操作。

并且,专利文献3中公开的纹理膜105,用班伯里混炼机混合离子交换树脂粉末和聚乙烯结合剂的混合物,因此形成的膜片(阳离子交换层101或阴离子交换层102)不具有多孔性。因此,在专利文献3中公开的纹理膜105中,实际上进行离子交换是在膜表面,离子交换容量有限。因此,专利文献3公开的纹理膜105,也难以处理大量的水。

本发明解决了上述问题,其目的在于提供能够高效地处理大流量的水并且能够小型化的多孔质离子交换体、水处理装置、供热水装置和多孔质离子交换体的制造方法。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有课题,本发明的多孔质离子交换体具备第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体,是通过接合上述第一多孔质离子交换组合体和上述第二多孔质离子交换组合体而得到的,上述第一多孔质离子交换组合体是通过将混合在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒和第一离子交换树脂微粒并制成膏状的第一混合物形成为片状,进行干燥而得到的,或者,通过将混合上述第一粘合颗粒和上述第一离子交换树脂得到的第二混合物形成为片状,烧结上述第一粘合颗粒和上述第一离子交换树脂微粒而得到的;上述第二多孔质离子交换组合体是通过将混合在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒和第二离子交换树脂微粒并制成膏状的第三混合物形成为片状,进行干燥而得到的,或者,通过将混合上述第二粘合颗粒和上述第二离子交换树脂得到的第四混合物形成为片状,烧结上述第二粘合颗粒和上述第二离子交换树脂微粒而得到的。

由此,能够使第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体具有多孔性,能够增大每单位量的离子交换树脂的离子交换容量。因此,能够处理大量的水。

此外,通过接合第一多孔质离子交换组合体与第二多孔质离子交换组合体,施加电压,在第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体的接合面,水解离,生成氢离子和氢氧根离子。吸附于离子交换树脂的阳离子或阴离子被所生成的氢离子和氢氧根离子置换,由此,能够使第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体再生。

另外,本发明的水处理装置,具备:上述多孔质离子交换体、设置有水的流入口和流出口的壳体和配置在上述壳体内的至少一对电极,上述多孔质离子交换体配置在上述一对电极之间。

此外,本发明的供热水装置,具备上述水处理装置。

本发明的多孔质离子交换体的制造方法,包括:将混合在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒和第一离子交换树脂微粒并制成膏状的第一混合物形成为片状,进行干燥,或者,将混合上述第一粘合颗粒和上述第一离子交换树脂得到的第二混合物形成为片状,烧结上述第一粘合颗粒和上述第一离子交换树脂微粒,由此,制造第一多孔质离子交换组合体的工序;将混合在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒和第二离子交换树脂微粒并制成膏状的第三混合物形成为片状,进行干燥,或者将混合上述第二粘合颗粒和上述第二离子交换树脂得到的第四混合物形成为片状,烧结上述第二粘合颗粒和上述第二离子交换树脂微粒,由此,制造第二多孔质离子交换组合体的工序;和接合上述第一多孔质离子交换组合体与上述第二多孔质离子交换组合体的工序。

发明的效果

根据本发明的多孔质离子交换体、水处理装置、供热水装置和多孔质离子交换体的制造方法,能高效地处理大量的水并且装置能够小型化。

参照附图,在以下的优选实施方式的详细说明中能够得知本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式1的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图2为表示本发明的实施方式2的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图3为表示本发明的实施方式2的变形例的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图4为表示本发明的实施方式3的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图5为表示本发明的实施方式3的变形例的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图6为表示本发明的实施方式4的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图7为表示本发明的实施方式4的变形例1的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图8为表示本发明的实施方式4的变形例2的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

图9为表示本发明的实施方式5的水处理装置的概略结构的示意图。

图10为表示本发明的实施方式6的供热水装置的概略结构的示意图。

图11为表示本发明的实施方式7的供热水装置的概略结构的示意图。

图12为表示专利文献3中公开的纹理膜(电化学单元)的概略结构的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的实施方式。其中,所有的附图,对相同或相当的部分付以相同符号,省略重复说明。此外,所有的附图,摘出并图示了用于说明本发明的必要的构成要素,有时对其他构成要素省略图示。另外,以下的实施方式不是对本发明的限定。

(实施方式1)

本发明的实施方式1的多孔质离子交换体,例示了如下方式:其具备第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体,是通过接合第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体而得到的,其中,第一多孔质离子交换组合体是通过将第一粘合颗粒和第一离子交换树脂混合得到的第二混合物形成为片状,烧结第一粘合颗粒和第一离子交换树脂微粒而得到的,第二多孔质离子交换组合体是通过将混合第二粘合颗粒和第二离子交换树脂得到的第四混合物形成为片状,烧结第二粘合颗粒和上述第二离子交换树脂微粒而得到的。

此外,本实施方式1的多孔质离子交换体,第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体可以通过加热而被接合。

另外,本实施方式1的多孔质离子交换体,粘合颗粒的粒径可以在第一离子交换树脂微粒和第二离子交换树脂微粒的粒径以下。

以下,参照图1详细说明本实施方式1的多孔质离子交换体的一例。

[多孔质离子交换体的构成]

图1为表示本发明的实施方式1的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图1所示,本实施方式1的多孔质离子交换体1,具备多孔质阳离子交换组合体(第一多孔质离子交换组合体)2和多孔质阴离子交换组合体(第二多孔质离子交换组合体)3。多孔质阳离子交换组合体2具有阳离子交换树脂微粒(第一离子交换树脂微粒)4和第一粘合颗粒(热塑性树脂微粒)5。此外,多孔质阴离子交换组合体3具有阴离子交换树脂微粒6和第二粘合颗粒(热塑性树脂微粒)45。其中,构成第一粘合颗粒5的热塑性树脂微粒和构成第二粘合颗粒45的热塑性树脂微粒可以使用相同种类的热塑性树脂,也可以使用不同种类的热塑性树脂。

作为热塑性树脂,能够使用聚烯烃树脂,例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物等。作为阳离子交换树脂,能够使用具有交换基-SO3H的强酸性阳离子交换树脂,阴离子交换树脂适合使用具有交换基-NR3OH的强碱性离子交换树脂,但是,如后所述,在向多孔质离子交换体1施加电压的情况下,也能够使用具有交换基-RCOOH的弱酸性阳离子交换树脂、具有-NR2的弱碱性阴离子交换树脂。

此外,从阳离子交换树脂微粒4和第一粘合颗粒5、或者阴离子交换树脂微粒6和第二粘合颗粒45的混合、分散良好的观点出发,热塑性树脂的粒径,优选在阳离子交换树脂微粒4和阴离子交换树脂微粒6的粒径以下。热塑性树脂的粒径大于阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6时,第一粘合颗粒5或第二粘合颗粒45之间形成的气孔孔径大于阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的粒径的概率增高,即使烧结第一粘合颗粒5或第二粘合颗粒45,也不能固定阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6,阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6有可能脱落。

此外,本实施方式1中,烧结第一粘合颗粒5或第二粘合颗粒45,因此作为第一粘合颗粒5或第二粘合颗粒45使用的热塑性树脂的粒径,优选为数10~数100μm。将多孔质离子交换体1作为水处理装置,例如进行硬度成分的除去的情况下,粒径小时硬度成分的吸附速度变大,硬度除去效果变好,但是相反也压降增大,因此需要选择最优的粒径。

另外,从充分进行阳离子交换树脂微粒4的固定化的观点出发,多孔质阳离子交换组合体2中的阳离子交换树脂微粒4的含量,相对于多孔质阳离子交换组合体2的总重量,优选为60wt%以下,更优选为50wt%以下。此外,从对多孔质阳离子交换组合体2维持作为目的的离子交换性能并且将其小型化的观点出发,多孔质阳离子交换组合体2中的阳离子交换树脂微粒4的含量,相对于多孔质阳离子交换组合体2的总重量,优选为10wt%以上,更优选为30wt%以上。

同样,多孔质阴离子交换组合体3中的阴离子交换树脂微粒6的含量,相对于多孔质阴离子交换组合体3的总重量为10~60wt%,优选30~50wt%。

[多孔质离子交换体的制造方法]

接着,对本实施方式1的多孔质离子交换体1的制造方法进行说明。

多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3分别能够采用与制造现有的热塑性树脂的烧结体的方法相同的方法制造。其中,多孔质阴离子交换组合体3的制造方法与多孔质阳离子交换组合体2的制造方法同样进行,因此,省略其详细说明。

多孔质阳离子交换组合体2例如通过将混合阳离子交换树脂微粒4和第一粘合颗粒5得到的第二混合物填充到具有规定的缝隙(多孔质阳离子交换组合体2的厚度)的模具内,在炉内加热到热塑性树脂的熔点附近而制造。此外,多孔质阳离子交换组合体2也可以通过用辊规定限制第二混合物的厚度,之后,在隧道炉等中加热到热塑性树脂的熔点附近而连续成型的方法来制造。由此,能够在第一粘合颗粒5的基体中固定阳离子交换树脂微粒4。即,能够使多孔质阳离子交换组合体2具有多孔性。

而且,重叠多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3之后,不加重或者施加一些负荷,加热到热塑性树脂的熔点附近,由此,接合多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,得到多孔质离子交换体1。

如此构成的本实施方式1的多孔质离子交换体1,接合有极性不同的多孔质离子交换组合体,因此,不仅能够吸附除去硬度成分(阳离子)还能够吸附除去阴离子。此外,本实施方式1的多孔质离子交换体1,如后所述,在水的存在下,向多孔质离子交换体1施加电压,由此,在多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的接合面,水解离,产生氢离子和氢氧根离子。吸附于阳离子交换树脂微粒4的阳离子或吸附于阴离子交换树脂微粒6的阴离子,分别被生成的氢离子和氢氧根离子置换,能够使多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3再生。

此外,本实施方式1的多孔质离子交换体1,多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3具有多孔性,因此,与专利文献3中公开的纹理膜105相比,能够增大每单位量的离子交换容量,加快阳离子和阴离子的吸附速度。因此,能高效地处理大量的水。

另外,本实施方式1的多孔质离子交换体1,在烧结的第一粘合颗粒5或第二粘合颗粒45之间的空隙内固定阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6,因此,能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落。

(实施方式2)

本发明的实施方式2的多孔质离子交换体,例示了具备具有透水性,片状的第一基材,第一基材与第一多孔质离子交换组合体接合的方式。

此外,本实施方式2的多孔质离子交换体,第一基材由无纺布构成,该无纺布的网眼可以比第一离子交换树脂微粒或第二离子交换树脂微粒的粒径小。

以下,参照图2,详细说明本实施方式2的多孔质离子交换体的一例。

[多孔质离子交换体的构成]

图2为表示本发明的实施方式2的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图2所示,本实施方式2的多孔质离子交换体1,与实施方式1的多孔质离子交换体1基本构成相同,但是在还具备第一基材7这点上不同。具体来说,本实施方式2的多孔质离子交换体1,第一基材7接合于多孔质阳离子交换组合体2的与多孔质阴离子交换组合体3接合的主面相反一侧的主面。

第一基材7,具有透水性,形成为片状。作为第一基材7,能够使用包含耐水性优异的聚丙烯或进行过亲水化处理的聚丙烯、PET等的无纺布。无纺布的纤维直径或网眼,根据阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的粒径决定即可。

从抑制多孔质离子交换体1中的阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落的观点出发,无纺布的网眼可以比阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的粒径小。由此,能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落,能够抑制离子交换容量的降低。因此,能够长时间稳定使用多孔质离子交换体1。

[多孔质离子交换体的制造方法]

接着,对本实施方式2的多孔质离子交换体1的制造方法进行说明。

本实施方式2的多孔质离子交换体1的制造方法,与实施方式1的多孔质离子交换体1基本相同,第一基材7和多孔质阳离子交换组合体2的接合如下进行。

首先,例如,在第一基材7的主面上,配置混合阳离子交换树脂微粒4和第一粘合颗粒5得到的第三混合物。接着,也可以用辊规定限制第三混合物的厚度,然后在隧道炉等中加热到热塑性树脂的熔点附近,由此,烧结阳离子交换树脂微粒4和第一粘合颗粒5,得到多孔质阳离子交换组合体2,并且使多孔质阳离子交换组合体2和第一基材7接合。

此外,也可以例如,如实施方式1所示,分别制造多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,重叠第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,不加重或者施加一些负荷,加热到热塑性树脂的熔点附近,由此,接合第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3。

其中,一次性接合第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2、多孔质阴离子交换组合体3,但不限定于此。可以接合第一基材7和多孔质阳离子交换组合体2,之后,再接合多孔质阴离子交换组合体3,也可以接合多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,之后,再接合第一基材7。

如此构成的本实施方式2的多孔质离子交换体1,也与实施方式1的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。

此外,本实施方式2的多孔质离子交换体1,具备第一基材7,因此,能够由第一基材7保护多孔质阳离子交换组合体2的表面。

因此,在水从多孔质阴离子交换组合体3的没有与多孔质阳离子交换组合体2接合一侧的主面流向第一基材7的没有与多孔质阳离子交换组合体2接合一侧的主面的情况下,即使阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6从多孔质阳离子交换组合体2或多孔质阴离子交换组合体3脱落,也能够在第一基材7截留,能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6从多孔质离子交换体1的脱落。

此外,在水从第一基材7的没有与多孔质阳离子交换组合体2接合一侧的主面流向多孔质阴离子交换组合体3的没有与多孔质阳离子交换组合体2接合一侧的主面的情况下,通过第一基材7能够缓解水流对多孔质阳离子交换组合体2以及多孔质阴离子交换组合体3带来的压力和摩擦等,能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6从多孔质离子交换体1的脱落。

[变形例]

接着,对本实施方式2的多孔质离子交换体的变形例进行说明。

本实施方式2的变形例的多孔质离子交换体,例示了具备具有透水性、片状的第二基材,第二基材与第二多孔质离子交换组合体接合的方式。

此外,本变形例的多孔质离子交换体,第二基材由无纺布构成,该无纺布的网眼可以比第一离子交换树脂微粒或第二离子交换树脂微粒的粒径小。

以下,参照图3,详细说明本变形例的多孔质离子交换体的一例。

图3为表示本发明实施方式2的变形例的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图3所示,本变形例的多孔质离子交换体1,与实施方式2的多孔质离子交换体1基本构成相同,但在具备第二基材8这点上不同。具体来说,本变形例的多孔质离子交换体1,第二基材8接合于多孔质阴离子交换组合体3的与多孔质阳离子交换组合体2接合的主面相反一侧的主面。

第二基材8,具有透水性,形成为片状。作为第二基材8,能够使用包含耐水性优异的聚丙烯或进行过亲水化处理的聚丙烯、PET等的无纺布。无纺布的纤维直径或网眼,根据阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的粒径决定即可。

从抑制多孔质离子交换体1中的阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落的观点出发,无纺布的网眼可以比阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的粒径小。由此,能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落,能够抑制离子交换容量的降低。因此,能够长时间稳定使用多孔质离子交换体1。

如此构成的本变形例的多孔质离子交换体1,也与实施方式2的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。此外,本变形例的多孔质离子交换体1,具备第二基材8,因此,能够由第二基材8保护多孔质阴离子交换组合体3的表面。因此,本变形例的多孔质离子交换体1比实施方式2的多孔质离子交换体1能够进一步抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落,能够进一步抑制离子交换容量的降低。

此外,本变形例的多孔质离子交换体1,能够与实施方式2的多孔质离子交换体1同样制造,因此省略其详细说明。

(实施方式3)

本发明的实施方式3的多孔质离子交换体,例示了通过将混合在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒和第一离子交换树脂微粒并制成膏状的第一混合物形成为片状,进行干燥而得到的第一多孔质离子交换组合体;通过将混合在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒和第二离子交换树脂微粒并制成膏状的第三混合物形成为片状,进行干燥而得到的第二多孔质离子交换组合体;以及接合第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体而得到多孔质离子交换体的方式。

此外,本实施方式3的多孔质离子交换体,也可以具备:具有透水性、片状的第一基材。

此外,本实施方式3的多孔质离子交换体中,第一多孔质离子交换组合体也可以通过在第一基材上涂覆第一混合物进行干燥而得到。

此外,本实施方式3的多孔质离子交换体中,也可以在第一多孔质离子交换体上涂覆第三混合物进行干燥,由此,得到第二多孔质离子交换组合体,并且第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体接合。

另外,本实施方式3的多孔质离子交换体,粘合颗粒的粒径也可以在第一离子交换树脂微粒和第二离子交换树脂微粒的粒径以下。

以下,参照图4,详细说明本实施方式3的多孔质离子交换体的一例。

[多孔质离子交换体的构成]

图4为表示本发明的实施方式3的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图4所示,本实施方式3的多孔质离子交换体1,与实施方式2的多孔质离子交换体1基本构成相同,但是第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45(图4中均未图示)的构成不同。

第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45,能够使用聚烯烃树脂,例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等。

此外,从增大第一粘合颗粒5的表面积、增加阳离子交换树脂微粒4的离子交换容量的观点出发,第一粘合颗粒5的粒径优选为亚微米~数μm(100nm~3μm)。同样,从增大第二粘合颗粒45的表面积、增加阴离子交换树脂微粒6的离子交换容量的观点出发,第二粘合颗粒45的粒径优选为亚微米~数μm(100nm~3μm)

其中,本实施方式3中,如后所述,通过干燥膏状的粘合颗粒和离子交换树脂微粒的混合物,制造多孔质离子交换组合体,因此,能够使用比实施方式1中使用的第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45的粒径更小的颗粒。

此外,从充分发挥阳离子交换树脂微粒4中的阳离子的吸附性能、在多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的接合面充分形成阳离子交换树脂微粒4和阴离子交换树脂微粒6的界面的观点出发,多孔质阳离子交换组合体2中的第一粘合颗粒5的含量,优选相对于多孔质阳离子交换组合体2的总重量为50wt%以下。此外,从发挥作为粘合剂的功能的观点出发,多孔质阳离子交换组合体2中第一粘合颗粒5的含量,优选为5wt%以上。同样,多孔质阴离子交换组合体3中的第二粘合颗粒45的含量优选为5~50wt%。

[多孔质离子交换体的制造方法]

接着,对本实施方式3的多孔质离子交换体1的制造方法进行说明。

将混合阳离子交换树脂微粒4和在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒5并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第一混合物涂覆在第一基材7的主面上。接着,自然干燥第一混合物,或者在比第一粘合颗粒5的熔点低的温度加热使其干燥,由此制造多孔质阳离子交换组合体2,并且使多孔质阳离子交换组合体2和第一基材7接合。

接着,将混合阴离子交换树脂微粒6和在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒45并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第三混合物涂敷在多孔质阳离子交换组合体2的不与第一基材7接合一侧的主面。接着,自然干燥第三混合物,或者在比第二粘合颗粒45的熔点低的温度加热使其干燥,由此,制造多孔质阴离子交换组合体3,并且使多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3接合。由此,制造多孔质离子交换体1。

此外,多孔质离子交换体1,也可以如下制造。首先,分别制造多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3。接着,重叠第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,加热到第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45的熔点附近的温度,由此,将第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3接合,制造多孔质离子交换体1。

如此构成的本实施方式3的多孔质离子交换体1,也与实施方式2的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。此外,本实施方式3的多孔质离子交换体1,由于使用粒径更小的第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45,所以能够进一步增大阳离子交换树脂微粒4和阴离子交换树脂微粒6的每单位的离子交换容量。因此,能够高效地处理更大量的水。

此外,本实施方式3的多孔质离子交换体1,通过使用膏状的第一混合物和膏状的第三混合物,能够缩小多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的厚度。

因此,在壳体内配置多个本实施方式3的多孔质离子交换体1的情况下,能够减小壳体的尺寸。因此,本实施方式3的多孔质离子交换体1在水处理装置或供热水装置中使用的情况下,能够使装置小型化。

此外,在壳体内配置多个本实施方式3的多孔质离子交换体1的情况下,不改变壳体的大小时,能够将更多的多孔质离子交换体1配置在壳体内。因此,能够高效地处理更大量的水。此外,多孔质离子交换体1的配置数增多时,多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的界面增加。由此,在进行多孔质离子交换体1的再生的情况下,能够进一步增强再生性能。

[变形例]

接着,对本实施方式3的多孔质离子交换体的变形例进行说明。

本实施方式3的变形例的多孔质离子交换体,例示了具备具有透水性、片状的第二基材的方式。

此外,本变形例的多孔质离子交换体中,第二多孔质离子交换组合体可以通过将第三混合物涂敷在第二基材上干燥而得到。

此外,本变形例的多孔质离子交换体中,可以将第一混合物涂敷在第二多孔质离子交换体上并进行干燥,由此得到第一多孔质离子交换组合体,并且接合第一多孔质离子交换组合体和上述第二多孔质离子交换组合体。

并且,本变形例的多孔质离子交换体中,第二基材由无纺布构成,该无纺布的网眼比第一离子交换树脂微粒或第二离子交换树脂微粒的粒径小。

以下,参照图5详细说明本变形例的多孔质离子交换体的一例。

[多孔质离子交换体的构成]

图5为表示本发明实施方式3的变形例的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图5所示,本变形例的多孔质离子交换体1与实施方式3的多孔质离子交换体1的基本构成相同,但是在具备第二基材8这点上不同。此外,第二基材8,与实施方式2的变形例的多孔质离子交换体1的第二基材8具有同样的构成,省略其详细说明。

[多孔质离子交换体的制造方法]

接着,对本变形例的多孔质离子交换体1的制造方法进行说明。

将混合阴离子交换树脂微粒6和在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒45并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第三混合物涂敷在第二基材8的主面上。接着,自然干燥第三混合物,或者在比第二粘合颗粒45的熔点低的温度加热使其干燥,由此,制造多孔质阴离子交换组合体3,并且使多孔质阴离子交换组合体3和第二基材8接合。

接着,将混合阳离子交换树脂微粒4和在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒5并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第一混合物涂覆在多孔质阴离子交换组合体3的不与第二基材8接合一侧的主面上。接着,自然干燥第一混合物,或者在比第一粘合颗粒5的熔点低的温度加热使其干燥,由此制造多孔质阳离子交换组合体2,并且使多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3接合。

接着,在多孔质阳离子交换组合体2的不与多孔质阴离子交换组合体3接合一侧的主面配置第一基材7,加热到第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45的熔点附近的温度,由此,接合第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2、多孔质阴离子交换组合体3和第二基材8,制造多孔质离子交换体1。

此外,多孔质离子交换体1,也可以如下制造。首先,分别制造多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3。接着,重叠第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2、多孔质阴离子交换组合体3和第二基材8,加热到第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45的熔点附近的温度,由此,接合第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,制造多孔质离子交换体1。

而且,多孔质离子交换体1也可以如下制造。将混合阴离子交换树脂微粒6和在水或溶剂中分散的第二粘合颗粒45并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第三混合物涂敷在第二基材8的主面上。接着,自然干燥第三混合物,或者在比第二粘合颗粒45的熔点低的温度加热使其干燥,由此,制造多孔质阴离子交换组合体3,并且使多孔质阴离子交换组合体3和第二基材8接合。

接着,将混合阳离子交换树脂微粒4和在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒5并制成膏状(可以为油墨状或粘土状)的第一混合物涂覆在第一基材7的主面上。接着,自然干燥第一混合物,或者在比第一粘合颗粒5的熔点低的温度加热使其干燥,由此制造多孔质阳离子交换组合体2,并且使多孔质阳离子交换组合体2和第一基材7接合。

接着,重叠多孔质阳离子交换组合体2和第一基材7接合得到的接合体与多孔质阴离子交换组合体3和第二基材8接合得到的接合体,加热到第一粘合颗粒5和第二粘合颗粒45的熔点附近的温度,由此,接合第一基材7、多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3,制造多孔质离子交换体1。

如此构成的本变形例的多孔质离子交换体1,也与实施方式3的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。此外,本变形例的多孔质离子交换体1,具备第二基材8,因此,多孔质阴离子交换组合体3的表面被第二基材8保护。因此,本变形例的多孔质离子交换体1,比实施方式3的多孔质离子交换体1,更能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落,更进一步抑制离子交换容量的降低。

(实施方式4)

本发明的实施方式4的多孔质离子交换体,例示了通过将混合在水或溶剂中分散的第一粘合颗粒和第一离子交换树脂微粒并制成膏状的第一混合物形成为片状,进行干燥而得到的第一多孔质离子交换组合体;通过将混合第二粘合颗粒和第二离子交换树脂得到的第四混合物形成为片状,烧结第二粘合颗粒和第二离子交换树脂微粒而得到的第二多孔质离子交换组合体;以及通过接合第一多孔质离子交换组合体和第二多孔质离子交换组合体而得到多孔质离子交换体的方式。

以下,参照图6详细说明本实施方式4的多孔质离子交换体的一例。

图6为表示本发明实施方式4的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图6所示,本实施方式4的多孔质离子交换体1与实施方式3的多孔质离子交换体1的基本构成相同,但是在多孔质阴离子交换组合体3通过烧结阴离子交换树脂微粒6和第二粘合颗粒45而制造这点上不同。其中,多孔质阴离子交换组合体3通过阴离子交换树脂微粒6和第二粘合颗粒45的烧结进行制造的方法,能够与实施方式1的多孔质离子交换体1的多孔质阴离子交换组合体3同样制造,因此省略其详细说明。

如此构成的本实施方式4的多孔质离子交换体1,也与实施方式3的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。

[变形例1]

接着,对本实施方式4的多孔质离子交换体的变形例进行说明。

图7为表示本发明实施方式4的变形例1的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图7所示,本实施方式4的变形例1的多孔质离子交换体,与实施方式4的多孔质离子交换体1的基本构成相同,但是在第一基材7的主面与多孔质阴离子交换组合体3的不与多孔质阳离子交换组合体2接合一侧的主面接合这点上不同。

这样的构成的本变形例1的多孔质离子交换体1,也与实施方式4的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。

[变形例2]

图8为表示本发明的实施方式4的变形例2的多孔质离子交换体的概略结构的示意图。

如图8所示,本实施方式4的变形例2的多孔质离子交换体与实施方式4的多孔质离子交换体1的基本构成相同,但是在具备第二基材8这点上不同。其中,第二基材8与实施方式2中的变形例的多孔质离子交换体1的第二基材8为同样构成,省略其详细说明。

如此构成的变形例2的多孔质离子交换体1,也与实施方式4的多孔质离子交换体1发挥同样的作用效果。此外,由于本变形例2的多孔质离子交换体1,具备第二基材8,所以多孔质阴离子交换组合体3的表面由第二基材8保护。因此,本变形例2的多孔质离子交换体1,比实施方式4的多孔质离子交换体1,更能够抑制阳离子交换树脂微粒4或阴离子交换树脂微粒6的脱落,更进一步抑制离子交换容量的降低。

(实施方式5)

本发明的实施方式5的水处理装置,例示了如下方式:具备实施方式1~4(包括变形例)中的任意的多孔质离子交换体、设置有水的流入口和流出口的壳体和配置于壳体内的至少一对电极,其中,多孔质离子交换体配置在一对电极之间。

以下,参照图9详细说明本实施方式5的水处理装置的一例。

[水处理装置的构成]

图9为表示本发明实施方式5的水处理装置的概略结构的示意图。

如图9所示,本发明的实施方式5的水处理装置9,具备实施方式1~4(包括变形例)中的任何的多孔质离子交换体1、壳体14和一对电极15、16。壳体14设置有处理用水流入口10和处理用水流出口11以及再生用水流入口12和再生用水流出口13。

具体来说,处理用水流入口10和处理用水流出口11分别设置于壳体14的一对相对置的边,使得在壳体14的长边方向(图中为左右方向)上流通处理用的水。此外,再生用水流入口12和再生用水流入口13分别设置于壳体14的一对相对置的边,使得在壳体14的短边方向(图中上下方向)上流通再生用的水。其中,处理用水流入口10、处理用水流入口11、再生用水流入口12和再生用水流入口13处分别连接有适当的配管(参照图10和图11)。此外,将通过水处理装置9的多孔质离子交换体1除去硬度成分等的水称为处理用水,将为了再生多孔质离子交换体1的离子交换树脂而使用水称为再生用水。

壳体14的内部设置有板状的电极15、16,其中,电极15为阳极,电极16为阴极。电极15和电极16之间配置有多个多孔质离子交换体1。各多孔质离子交换体1,以多孔质阳离子交换组合体2(参照图1等)的主面与作为阴极的电极16的主面相向的方式、多孔质阴离子交换组合体3(参照图1等)的主面与作为阳极的电极15的主面相向的方式配置。

其中,电极15和电极16具有开口部,以不阻止处理用水的流动的方式构成。此外,电极15和电极16由钛构成,当因为经常与水接触,所以使用施加了0.2μm~0.5μm的铂镀层作为保护层的电极,确保长期耐久性。

此外,各多孔质离子交换体1之间配置有为了确保流过再生用水的流路的隔离部件17。即,多孔质离子交换体1和隔离部件17叠层而配置于壳体14的内部。隔离部件17只要是不阻碍再生用水的流动的部件即可,在本实施方式中使用网孔状的由氟树脂ETFE构成的网状片,与多孔质离子交换体1的主面为相同面积。

此外,壳体14内部的电极15的一侧配置有均压板18。均压板18由多孔质的聚乙烯构成,透水阻力比多孔质离子交换体1的透水阻力大。因此,从处理用水流入口10流入壳体14内的处理用水,通过均压板18,处理用水在相对于流动方向垂直的方向(均压板18的面方向)上扩散,在遍布面整体的状态下流向下一个多孔质离子交换体1。

壳体14内部的再生用水流入口12和再生用水流出口13与多孔质离子交换体1之间配置有均压板19。均压板19由多孔质的聚乙烯构成,透水阻力比多孔质离子交换体1的透水阻力大。因此,从再生用水流出口12流入壳体14内的再生用水,通过均压板19,在相对于再生用水流动的方向垂直的方向(均压板19的面方向)上扩散,在遍布面整体的状态下流向再生用水流出口13。

[水处理装置的动作]

接着,参照图9说明本实施方式5的水处理装置9的动作,特别是水处理装置9内的水的流动。

软化水处理(水处理)时,处理用水从处理用水流入口10流向处理用水流出口11。即,处理用水在相对于多孔质离子交换体1的膜表面的铅直方向上流动,多孔质离子交换体1为多孔质,因此,通过多孔质离子交换体1的内部。处理用水中的钙成分、镁成分等的硬度成分(阳离子)与存在于多孔质离子交换体1内的阳离子交换树脂微粒4接触,被吸附除去。此外,处理用水中的氯离子等阴离子,通过阴离子交换树脂微粒6被吸附除去。如此,处理用水被软水化,通过处理用水流出口11排出到水处理装置9外。

另一方面,离子交换树脂的再生时,再生用水从再生用水流入口12流向再生用水流出口13。即,再生用水相对于多孔质离子交换体1的主面平行地流动。此外,离子交换树脂的再生时,电压施加壳体14内的电极15、16之间。

由此,多孔质离子交换体1产生电位差,在多孔质离子交换体1的多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3所形成的界面(接合面,参照图1等),水解离,在作为阴极的电极16一侧的面,即多孔质阳离子交换组合体2一侧产生氢离子,在作为阳极的电极15一侧的面,即多孔质阴离子交换组合体3一侧产生氢氧根离子。

然后,多孔质阳离子交换组合体2内吸附的钙离子、镁离子等的硬度成分(阳离子)通过与所生成的氢离子进行离子交换而脱离,多孔质阳离子交换组合体2内的阳离子交换树脂微粒4得到再生。此外,多孔质阴离子交换组合体3内吸附的氯离子等的阴离子通过与所生成的氢氧根离子进行离子交换而脱离,多孔质阴离子交换组合体3内的阴离子交换树脂微粒6得到再生。

其中,在电极15、16之间施加的电压为直流电压,本实施方式中施加100V到300V的电压,但是对于施加电压,能够根据配置在壳体14内的多孔质离子交换体1的个数和处理用水的硬度等适当设定。

此外,软化水处理(水处理)时和再生时的切换通过设置于处理用水流入口10的上游、处理用水流出口11的下游和再生用水流入口12的上游、再生用水流出口13的下游的阀(未图示)进行。

如此构成的本实施方式5的水处理装置9,具备实施方式1~4(包括变形例)的多孔质离子交换体1,因此,发挥实施方式1~4(包括变形例)的多孔质离子交换体1的作用效果。

此外,本实施方式5的水处理装置9,在相对于多孔质离子交换体1的主面的铅直方向上流动处理用水,由此,形成多孔质离子交换体1的阳离子交换树脂微粒4与处理用水中的硬度成分的钙离子、镁离子接触概率提高,能够有效吸附这些离子,提高处理用水的软化水的效率。同样,通过在相对于多孔质离子交换体1的主面的铅直方向上流动处理用水,增加了阴离子交换树脂微粒6与处理用水中的氯离子等阴离子的接触概率,因此能够有效吸附除去这些离子。

另一方面,由于再生用水相对于多孔质离子交换体1的主面平行地流动,所以从阳离子交换树脂微粒4脱离的硬度成分(阳离子)沿着多孔质离子交换体1的主面平行地流动。因此,能够抑制脱离的硬度成分吸附于阳离子交换树脂微粒4,能够提高再生效率。

同样,由于再生用水相对于多孔质离子交换体1的主面平行地流动,所以从阴离子交换树脂微粒6脱离的氯离子等阴离子沿着多孔质离子交换体1的主面平行地流动。因此,能够抑制脱离的氯离子等阴离子吸附于阴离子交换树脂微粒6,能够提高再生效率。

此外,本实施方式5的水处理装置9,设置均压板18,由此,软化水处理(水处理)时均压板18发挥作用,处理用水遍及多孔质离子交换体1的整面通过,能够使处理用水均匀流过多孔质离子交换体1的整体。因此,能够提高多孔质离子交换体1内的阳离子交换树脂微粒4与作为硬度成分的阳离子的接触概率,进一步提高处理用水的软水化效率。

同样,水处理时均压板18发挥作用,能够使处理用水均匀流过多孔质离子交换体1的整体。因此,能够提高多孔质离子交换体1内的阴离子交换树脂微粒6与阴离子的接触概率,进一步提高处理水的吸附效率。

其中,本实施方式5中,采用在壳体14内,多孔质离子交换体1的主面相对于处理用水的流通方向垂直配置的方式,但是不限于此。也可以采用在壳体14内,多孔质离子交换体1的主面相对于处理用水的流通方向并行配置的方式。

这种情况下,多孔质离子交换体1优选以增加多孔质离子交换体1的处理用水流通方向的长度的方式构成。由此,处理用水能够更多地与多孔质离子交换体1接触,更有效除去处理用水中的离子。

此外,这种情况下,再生用水的流通方向优选设为多孔质离子交换体1的短边方向。由此,离子交换树脂的再生时,能够抑制脱离的离子再次被离子交换树脂吸附,能够更有效执行离子交换树脂的再生。

[实施方式6]

本发明的实施方式6的供热水装置,例示了具备实施方式5的水处理装置的方式。

以下,参照图10详细说明本实施方式6的供热水装置的一例。

[供热水装置的构成]

图10为表示本发明的实施方式6的供热水装置的概略结构的示意图。

如图10所示,本发明的实施方式6的供热水装置20,具备实施方式5的水处理装置9和储热水容器21。储热水容器21连接有流水配管22。具体来说,流水配管22的上游端与储热水容器21的下部连接,其下游端与储热水容器21的上部连接。此外,储热水容器21的下部连接有用于向储热水容器21供给水的配管,储热水容器21的上部连接有用于将储热水容器21中储存的高温的水供给到外部(例如,家庭浴室等)的配管。

此外,流水配管22的途中设置有水加热单元23。在此水加热单元23由热交换器构成,但是也可以由喷灯(burner)等的燃烧器构成。由此,储存于储热水容器21下部的低温水能够通过水加热单元23被加热,将成为高温的水供给到储热水容器21的上部。

此外,流水配管22的比水加热单元23的更靠上游侧,设置有水处理装置9。更详细来说,在水处理装置9的处理用水流入口10和处理用水流出口11连接有流水配管22。此外,从流水配管22的途中分支的配管22a与水处理装置9的再生用水流入口12连接。另外,水处理装置9的再生用水流出口13连接有排水配管26。由此,水处理装置9的离子交换树脂的再生时所产生的包含硬度成分的水能够从排水配管26排出到供热水装置20之外。

另外,流水配管22的比水处理装置9的更靠上游侧依次设置有过滤器24和活性炭25。过滤器24和活性炭25能够除去水中的悬浮物质和游离氯等。

流水配管22的分支部分(流水配管22的连接配管22a的部分)和水处理装置9的处理用水流入口10之间设置有阀27。此外,流水配管22的水处理装置9的处理用水流出口11和水加热单元23之间设置有阀28。另外,配管22a的途中设置有阀29。排水配管26的途中设置有阀30。其中,阀27~阀30可以通过未图示的控制器控制其的开关,也可以由供热水装置20的使用者执行其的开关。另外,阀27~阀30的开关与供热水装置20的煮沸运转的动作联动。

[供热水装置的动作]

接着,对本实施方式6的供热水装置20的动作进行说明。其中,以下说明,设为在储热水容器21内储存没有软水化的水。

在供热水装置20煮沸时,进行水处理(软水化处理)。具体来说,通过打开阀27、阀28,储热水容器21内的水通过流动配管22导入水处理装置9。其中,维持阀29和阀30关闭的状态。所导入的水中的硬度成分的碳酸钙以离子化的状态存在。此外,水从储热水容器21到水处理装置9的供给,通过未图示的泵等的送水单元进行。

此时,对设置于壳体14的电极施加直流电压,对多孔质阳离子交换组合体2一侧的电极16施加正电压,对多孔质阴离子交换组合体3一侧的电极15施加负电压。

其结果,原水中的钙离子向着多孔质阳离子交换组合体2电泳,碳酸根离子向着多孔质阴离子交换组合体3电泳,进入层内。然后,钙离子与多孔质阳离子交换组合体2的强酸性离子交换基-SO3H的氢离子进行离子交换,碳酸根离子与多孔质阴离子交换组合体3的强碱性离子交换基-NR3OH的氢氧根离子进行离子交换。

这样水处理装置9中的水的硬度成分被除去而被软水化。然后,软化后的水,从水处理装置9的处理用水流出口11通过流水配管22,流入水加热单元13。流入水加热单元23的处理水被加热而被煮沸。在此,被加热的处理水除去了硬度成分,因此能够抑制在流水配管22的内表面附着碳酸钙、硫酸镁这样的水垢。

然后,在水加热单元23中煮沸的热水,通过流水配管22,被导入储热水容器21的上部。使用者在浴室(未图示)等中使用热水的情况下,存在储热水容器21中的上层的热水供给到浴室的浴槽中。

其中,上述说明中,说明了在电极15、16之间施加直流电压,进行软水化的情况,但是,如果增大多孔质离子交换体1的吸附容量,则不施加电压也能够除去硬度成分。

接着,供热水装置10的煮沸运转停止时进行水处理装置9的再生处理。

煮沸运转停止时,成为阀27、阀28被关闭,阀29、阀30打开的状态。然后,一定量的水从储热水容器21的下部通过再生用水流入口12被导入水处理装置9内。

水处理装置9,对电极15、16施加与软水化时相反的电压。即,对多孔质阴离子交换组合体3一侧的电极15施加正电压,对多孔质阳离子交换组合体2一侧的电极16施加负电压。

当在多孔质离子交换体1的两侧施加电压时,多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的界面(接合面,参照图1等)中的离子成分减少,在某个时间点进行水的解离,产生氢离子和氢氧根离子。多孔质阳离子交换组合体2中,在软水化时离子交换后的钙离子与生成的氢离子进行离子交换而被再生,释放钙离子。

另一方面,多孔质阴离子交换组合体3中,软水化时离子交换后的碳酸根离子,与生成的氢氧根离子进行离子交换而被再生,释放碳酸根离子。

如此,通过在多孔质离子交换体1的两侧施加与软水化时极性相反的电压,进行水解离,进行膜的再生。在此,由于多孔质离子交换体1由离子交换树脂的微粒构成,所以能够获得大的多孔质阳离子交换组合体2和多孔质阴离子交换组合体3的界面的面积,有效进行水的解离,由此能以低的消耗电力进行离子交换树脂的再生。

在一定时间,对多孔质离子交换体1施加电压,进行再生时,水处理装置9内释放的含有硬度成分的水通过排水配管26排出到外部。如此,进行水处理装置9的再生。

其中,该再生操作,可以如上述那样在打开阀29、阀30的状态下,边连续流通水边进行,也可以如下以批式操作进行。

在关闭阀29、阀30的状态下,以一定时间,对多孔质离子交换体1施加电压进行再生,之后,打开阀29、阀30,从储热水容器21将一定量的水导入软水化装置9,通过排水配管26,排出再生后的水。通过重复数次这样的工序,能够进行水处理装置9的再生。

如此,以批式处理进行离子交换树脂的再生时,能够减少再生时所排出的水量。此外,通过在煮沸停止的时间,进行多孔质离子交换体1的再生,就不会在煮沸时由于再生而使煮沸停止,因此,不会产生由于再生带来的煮沸时间的浪费。另外,因为在水处理装置9内进行软水化和再生,所以不需要另外设置电解装置,装置的结构简易且能够实现小型化。

如此构成的本实施方式6的供热水装置20,具备实施方式5的水处理装置9,因此,发挥实施方式5的水处理装置9以及实施方式1~4(包括变形例)的作用效果。

此外,本实施方式6的供热水装置20在水处理时,打开阀27、阀28,关闭阀29、阀30,因此水处理时流动的处理用水不会先从再生用水流入口12和再生用水流出口13流出。此外,离子交换树脂的再生时,打开阀29、阀30,关闭阀27和阀28,因此再生时流动的再生用水,不会先从处理用水流入口10和处理用水流出口11流出。因此,软水化处理和再生时流动的水,分别均匀扩散,本实施方式6的供热水装置20,能够更有效的进行软水化处理和再生处理。

此外,本实施方式6的供热水装置20,在水处理装置9的上游侧设置有过滤器24,因此,能够除去原水中的锈或其他不溶物,因此能够保护多孔质离子交换体1,维持其性能。并且,在水处理装置9的上游侧设置有活性炭16,因此能够除去水中的游离氯,抑制多孔质离子交换体1的劣化,维持其性能。

[实施方式7]

本发明实施方式7的供热水装置,例示了具备实施方式5的水处理装置的其他方式。

以下,参照图11详细说明本实施方式7的供热水装置的一例。

[供热水装置的构成]

图11为表示本发明的实施方式7的供热水装置的概略结构的示意图。

如图11所示,本发明的实施方式7的供热水装置20,具备实施方式5的水处理装置9和储热水容器21。储热水容器21与配管35连接,配管35的途中设置有水加热单元23。

在储热水容器21的下部连接有供水配管31。此外,在储热水容器21的上部与热水供给配管36的上游端连接,热水供给配管36的下游端与混合阀32连接。混合阀32与混合配管33的下游端连接,混合配管33的上游端连接于供水配管31的途中。此外,混合阀32与混合流路34连接。

混合阀32以混合从热水供给配管36供给的储热水容器21内的高温的热水与从供水配管31供给的水的方式构成。通过混合阀32,以由供热水装置20的使用者任意设定的热水温度,储热水容器21内的高温的热水和从供水配管31供给的水被混合,从混合流路34供给到浴槽等中。

供水配管31的比混合配管33连接的部分更靠上游侧上依次设置有过滤器24、活性炭25和水处理装置9。此外,供水配管31的排水配管26和水处理装置9之间设置有阀27,供水配管31的水处理装置9和混合配管33连接的部分之间设置有阀28。

此外,供水配管31的活性炭25和阀27之间,连接有配管37的上游端,配管37的下游端与水处理装置9的再生用水流入口12(图11中未图示)连接。配管37的途中设置有阀29。另外,水处理装置9的再生用水流出口13(图11中未图示)与排水配管26连接,排水配管26的途中设置有阀30。

其中,本实施方式7的供热水装置20的动作与实施方式6的供热水装置20动作相同,因此,省略其详细说明。

如此构成的本实施方式7的供热水装置20,具备实施方式5的水处理装置9,因此,发挥实施方式5的水处理装置9以及实施方式1~4(包括变形例)的作用效果。此外,实施方式7的供热水装置20,与实施方式6的供热水装置20发挥同样的作用效果。

此外,本实施方式7的供热水装置20中,由水处理装置9处理后的水从储热水容器21和混合配管33被供给到混合流路34,因此,与实施方式6的供热水装置20相比,能够抑制水垢向构成供热水装置20的机器附着。

其中,本实施方式1~11(包括变形例)的多孔质离子交换体1中,将多孔质阳离子交换组合体2作为第一多孔质离子交换组合体,将多孔质阴离子交换组合体3作为第二多孔质离子交换组合体,但是不限于此,也可以将多孔质阳离子交换组合体2作为第二多孔质离子交换组合体,将多孔质阴离子交换组合体3作为第一多孔质离子交换组合体。

此外,上述实施方式6和7中,采用使用1台水处理装置9的方式,但是不限于此,也可以采用使用多台水处理装置9的方式。通过使用多台软水化装置9,能够更有效果的进行软水化处理和再生处理。水处理装置9为1台的情况下,煮沸运转停止时进行水处理装置9的再生处理是最有效的使用方法,但是例如采用使用2台水处理装置9的方式的情况下,2台交替进行软水化处理和再生处理,由此就能够连续进行软水化处理和再生处理。

从上述说明,本领域的技术人员能够明了本发明的很多的改良和其他的实施方式。因此,上述说明只应该解释为例示,以告诉本领域的技术人员执行本发明的最优方式为目的而提供的。不脱离本发明的主旨,其结构和/或功能的详细内容能够进行实质性变更。此外,通过上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合能够形成各种发明。

工业上的可利用性

本发明的多孔质离子交换体、水处理装置、供热水装置和多孔质离子交换体的制造方法,能够高效地处理大量的水,并且能够实现装置的小型化,在水处理领域有用。

符号说明

1 多孔质离子交换体

2 多孔质阳离子交换组合体(第一多孔质离子交换组合体)

3 多孔质阴离子交换组合体(第二多孔质离子交换组合体)

4 阳离子交换树脂微粒

5 热塑性树脂微粒(第一粘合颗粒)

6 阴离子交换树脂微粒

7 第一基材

8 第二基材

9 软化水装置(水处理装置)

10 处理用水流入口

11 处理用水流出口

12 再生用水流入口

13 再生用水流出口

14 壳体

15 电极

16 电极

17 壳体

20 供热水装置

45 第二粘合颗粒

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