JPS5927204B2 - イオン交換および電気透析組合せ液体浄化方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体精製技術に関し、さらに詳しくいうと、
原子力発電所の一次冷却材ループから出る水および精製
および濃縮を必要とするその他の陽イオンおよび陰イオ
ンを含む流れを処理するイオン交換および電気透析装置
組合せに関する。

原子炉に発生される電力を制御するだめには、炉心中を
流れる冷却水中に中性子吸収ホウ素を溶解させるのが普
通である。

ホウ素原子の核は、炉心内のフイツション過程で発生さ
れる中性子のあるものを吸収しそれによシ、炉心内の中
性子の数の制御された減少を通じて炉心が発生するパワ
を調節する。

この中性子吸収行程の結果として、中性子を吸収したホ
ウ素核は、一般に、各々７の原子質量数（リチウム７）
をもつリチウム核すなわちリチウムアイソトープに崩壊
する。

炉心の腐食を制御するためには、一次炉心冷却材ループ
の水に水酸化リチウムを加えるのも普通である。

この使用のために選択されたリチウムアイソトープは、
質量数７をもつアイソトープであシ、そしてこの特定の
リチウムアイソトープは、上述のホウ素の機能に相反す
るため、中性子を少ししか吸収せず、生ずる危険なトリ
チウムの量は少ない。

さらに、この点で、高度に富んだ形式のこの特定のリチ
ウムアイソトープは他のリチウムアイソトープに比して
不足している。

原子炉の出力パワを調節するために一次冷却材のホウ素
の濃度を変えるため、また炉心冷却材中の水酸化リチウ
ムの濃度を制御するため、種々のかなシ手の込んだ技術
を使用するのが実際であった。

普通これらの方法は、蒸発器、結晶装置、沈殿／脱除装
置および同等物を使用した。

これらの装置の性能は満足すべきものでなく、しばしば
発電所の動作は制限され、大規模な変更が企画された。

これら装置が不適当なために受ける装置利用の費用と損
失は、避けざる重荷であ択明らかに大きな改善の必要が
ある。

さらに、炉心における中性子照射の結果として、トリチ
ウム、すなわち水素の重アイソトープがしばしば発生さ
れる。

この物質と関連しては健康および周囲に及ぼす危険の問
題がある。

既存の原子力発電所においては、プラント領域からこの
「トリチーム化水」を除去するためかなシの努力が費や
された。

放射性廃水処理にイオン交換および電気透析技術を利用
する若干の研究が従来性なわれていた。

簡単にいうと、この研究は、特定の室で塩が収集され、
濃縮され、新しい生成水が透過選択性の膜を介してイオ
ン輸送によ多発生される標準電気透析セル装置を含むも
のであった。

電気透析の目的のためには、ある種の物質すなわち膜が
陽イオンに対して選択的に透過性であり、他の膜が陰イ
オンに対して透過性であることが分った。

ある環境の下では、イオンに富んだ水と負に荷電した陰
極間に陽イオン膜が挿入されると、正に荷電したイオン
が膜を介して陰極に移動する。

しかしながら、膜は、膜を介して陰極に至る負に荷電し
たイオンの輸送を有効に阻止する。

はぼ同様に、陰イオン膜は、負に荷電された陰イオンが
正に荷電された陽極に向って移動するのを許すが、同時
に同じ方向における陽イオンの移動に対しては障壁を提
供する。

イオンの除去および輸送を容易にするため、生成水流に
混合床イオン交換樹脂が使用される。

濃縮された廃棄物流は収集され、朋棄物処理のため固化
される。

この装置は、１対の電・陰間に濃縮物室および生成氷室
が交互に挾まれたものよシ成る。

発生する化学的現象に関しては、以下の事項が関連して
いる。

簡単にいうと、多くの酸および多くの塩基は、水中で成
分イオンに分解する。

水溶液中のホウ酸は、負に荷電されたホウ酸イオンと正
に荷電された水素イオンに分解される。

すべての負に荷電されたイオンは「陰イオン」と称され
、すべての正に荷電されたイオンは「陽イオン」と称さ
れる。

さらに、ある種の形式の樹脂は陰イオンに対して親和力
を有し他の樹脂は陽イオンに対して親和力を有する。

水からイオン化された物質を除去するのにこの知識が利
用された。

かぐして、イオンに富んだ水は、陰イオン樹脂および陽
イオン樹脂の混合床を通され、陰イオン樹脂が水から陰
イオン樹脂を除去し、陽イオン樹脂が水から陽イオン樹
脂を除去する。

電気透析は、反対に全く違った方法である。

普通、１対の電極がイオンに富んだ水に浸され、これら
の電極に反対の電荷が与えられる。

負に荷電された陰イオンは正に荷電された陽極に向って
移動しようとする。

逆に、正に荷電された陽イオンは、負に荷電された陰極
に向って移動しようとする。

次に、本発明について概説する。

１例として、陽イオン膜および負に荷電された陰極間に
陽イオン樹脂床が配置され、陰イオン膜と正に荷電され
た陽極間に陰イオン樹脂床が配置される。

この例示の構造を完成させるためには、さらに２つの膜
が組合せに加えられる。

例えば、陰イオン樹脂床と正に荷電された陽極間に陽イ
オン膜が挿入される。

逆に、陽イオン樹脂床および負に荷電された陰極間には
、陰イオン膜が配置される。

本発明のこの構造的特徴は、混合された樹脂床から非常
に純粋な脱イオン水の連続流を生ずるだけでなく、陰イ
オン樹脂床を収納する陽極液室から濃縮された酸の連続
流を、陽極樹脂床を収容する陰極液室から濃縮されたア
ルカリの連続流を発生する。

酸および塩基のこの連続的生成は、もちろん、水の濃縮
された塩流を生成するために陰イオンおよび陽イオンを
結合したイオン交換および電気透析法を結合する以前の
努力に比して脱い対照をなしている。

さらに詳しくいうと、炉心冷却水精製の問題に応用され
る本発明の代表的具体例は、純水ならびに濃縮されたホ
ウ酸および水酸化リチウムを生ずるだけでなく、中性子
吸収に続く一１Ｏ価のホウ素核の崩壊を通じて発生され
る一７価のリチウムを取出し、希物質として導入される
この希アイソトープを回収するという非常に有効な効果
を有する。

さらに、このセル構造体に適当な物質を加えることによ
り、濃縮された形式で後で廃棄のため、この物質により
水からトリチウムを優先的に抽出することができる。

かくして、本発明の原理にしたがえば、イオンに富んだ
供給流体を、脱イオン液体、濃縮された酸および濃縮さ
れたアルカリに連続的に処理する技術が提供される。

原子炉の炉心冷却材と関連して使用されると、本発明の
特徴を備える装置は、−７価のリチウムの回収およびト
リチウムの除去の利点を生ずる。

本発明の特徴づける種々の新規な特徴は、以下の詳細な
説明に詳しく指摘される。

本発明、その動作上の利点およびその使用によシ達成さ
れる特定の目的は、本発明の好ましい具体例を例示する
図面を参照してなせる以下の説明によ）、一層よく理解
されよう。

まず、４つのセル１０，１１．１２および１３の配列を
示す第１図を参照する。

セル１０および１２は主たる特徴において同一であり、
セル１１および１３は相互に類似であるが、後述のごと
く、セル１１および１３は、セル１０および１２からそ
の構造部品の相対配置が相異する。

セル１０は、陽極室１５に陽極１４を有する。

例示されるように、陽極１４は適当な電源（図示せず）
に電気的に結合され、電極表面に正の電荷を生ずる。

陽極室１５は、陽イオン膜１１によシ陽極液室１６から
分離されている。

上述のごとく、陽イオン膜は、正に荷電された陽イオン
が膜の一側から他側に移動するのを許容する。

しかしながら、陽イオン膜は、負に荷電された陰イオン
が、膜の−側から膜の反対側に移動するのを阻止する。

１例トシテ、マツフグローヒルブック社、ニューヨーク
、１９７３年発行のベリー等著ケミカル・エンジニアリ
ング・ハンドブック、第５版の１７−５３頁に、数種の
代表的陽イオン膜が列挙されている。

さらに、イオニツク社製陽イオン膜６ｌ−ＣＺＬ−１８
３が本発明の目的に適当であることが分った。

陽極液室１６は、はぼ矩形の角柱に充填された陰イオン
樹脂床２０を含む。

しかして、角柱の一側は、陽イオン膜１７により形成さ
れる。

陰イオン樹脂床２０は、一般に汚染陰イオンを優先的に
吸収し、よシ好ましい陰イオンを解放する樹脂材料より
成る球状ビード充填体である。

代表的には、ローン・アンド・ハｐス社の「アンバーラ
イト」陰イオン樹脂ＩＲＮ−７８が本発明での使用に適
切である。

膜１７から離間されかつそれと平行の陰イオン膜２１は
、陽極液室１６の他側を形成する。

陰イオン物質または陽イオン物質のみしか吸収しない樹
脂床は、しばしばモノイオン交換樹脂床と称する。

予想されるように、陰イオン膜は、負に荷電されたイオ
ンが膜の一側から他側に移動するのを許容する。

しかしながら、陰イオン膜は、正に荷電された陽イオン
が膜の一側からその膜の他側に移動することを許容しな
い。

ケミカル・エンジニャズ・ハンドブックの１７−５３頁
には、多数の陰イオン膜も列挙されており、イオニック
ス社の陰イオン膜１０３−ＰＺＬ−０６５が、考案下の
装置に使用できる。

混合樹脂床２２は、矩形の角柱状の供給入口室２３を充
填する。

混合床２２の樹脂は、処理されつつある流体に対しても
つとも適当な形式のものである。

いずれにしても、混合樹脂床２２は、陽イオンおよび陰
イオンに対して親和力を有し溶液から両物質を除去する
。

第１図に示されるごとく、混合樹脂床２２は、陰イオン
膜２１と陽イオン膜２４との間に挾まれる。

ローム・アンド・バース社よシ販売されている「アンバ
ーライト」混合床樹脂ＩＲＮ−１５０がここの記載の目
的に使用できる。

さらに、陰極液室２５から供給入口室２３を分割する仕
切シを形成するのは、陽イオン膜２４である。

陰極液室２５内においては、充填された樹脂ビードまた
は同等物の矩形の角柱状陽イオン樹脂床２６が、汚染陽
イオンを好ましい陽イオンに交換する。

ローン・アンド・バース社の陽イオン樹脂ＩＲＮ−７７
は、容認できる結果をもたらす代表的樹脂である。

適箔な電源（図示せず）に電気的に結合された負に荷電
された陰極２７は、陰イオン膜３０により陰極液室２５
から分離されてお択また陽イオン樹脂床２６によシ陽イ
オン膜２４から離間されている。

このように、膜３０は、陰極液室２５に対して陽イオン
膜２４に対して平行な仕切りを形成する。

セル１２は、セル１０と構造が同一であることが思い起
こされよう。

したがって、セル１２は、正に荷電された陽極３１を有
し、これが、陽イオン膜３４によシ陽極液室３３の陰イ
オン樹脂床３２から分離されている。

さらに、陽極液室３３は、陰イオン膜３７によ〕供給室
３６の混合樹脂床３５から分離されている。

陰極液室４０は、陽イオン膜４１により供給室３６から
仕切られ、そして陽イオン膜４１および陰イオン膜４３
間に陽イオン樹脂床４２を挾む。

膜４３はまた、陽イオン樹脂床４２および負に荷電され
た陰極４４間に位置づけられている。

セル１１は、構造的部材の相対配置が若干異なる。

すなわち、負に荷電された陰極２１は、陰イオン膜４６
を介して陽イオン樹脂床４５から分離される。

陽イオン膜４７は、陰極液室５０の陽イオン樹脂床４５
と、供給室５２の混合樹脂床５１間に仕切シを形成する
。

陽極液室５３が、陰イオン膜５４によシ供給室５２に隣
接して形成されている。

陰イオン膜５４は、供給室５２と陽極液室５３間の仕切
として働き、それにより陰イオン樹脂床５３Ａを挾む。

さらに、正に荷電された陽極３１は、陽イオン膜５５に
よシ陽極液室５３から分離されている。

セル１３は、セル１１と同様の態様で配置されている。

例示のように、セル１３は陰極液室５６を有し、該室は
、陰イオン膜６０によシ負に荷電された陰極４４から分
離された陽イオン樹脂床５７を含む。

供給室６１は、陰極液室５６と陽極液室６２間に設定さ
れる。

供給室６１は混合樹脂床６３を収納しておシ、陽イオン
膜６４によ多陰極液室から分離され、そして陰イオン膜
６５によシ陽極液室６２から分離されている。

さらに、この点に関し陽極液室６２において、陰イオン
樹脂床６６が、陰イオン膜および陽イオン膜６１間に挾
まれている。

陰イオン樹脂床６６を正に荷電された陽極から分離する
のは陽イオン膜６７である。

一般に、電極室は、硝酸のごとき希釈電解液の使用によ
り浄化される。

しかしながら、この装置にあっては、各電極室に混合床
樹脂を合体し、セルから流出する脱イオン化水流で浄化
することができることが示された。

電極ゆすぎ導管７１は、ゆすぎ流体人ロア２、陽極１４
．３１．７０および陰極２７．４４およびゆすぎ流体放
出ロア３間に流体流路を形成し もって陽極および陰極
構造体から汚染物、ガスおよび同等物を放出し、それに
より装置の有効性の維持を補助する。

供給流体は、供給流住人ロア４を介して構造体に入沢入
ロア４に隣接する矢印Ｔ４によシ指示される方向に、供
給入口室２３、導管７５、供給室５２、導管７６、供給
室３６、導管７７、供給室６１および供給流体放出導管
８０を含む流路を流れる。

第１図に示される本発明の実施例において、陽極液流体
は、陽極液入口導管８１によシ装置に入シ、導管８１に
隣接する矢印の方向に、陽極液室６２、導管８２、陽極
液室３３、導管８３、陽極液室５３、導管８４、陽極液
室１６．を通って流れ、陽極液放出導管８５を介して装
置から出る。

陰極液の流路は、陰極液入口導管８６で始まシ、導管８
６に隣接する矢印の方向に、陰極液室５６、導管８７、
陰極液室４０、導管９０、陰極液室５０、導管９１、陰
極液室２５を通って流れ、陰極液放出導管９２を介して
装置から出る。

それぞれの陽極液および陰極液流に所望される化学的濃
度ファクタの程度にしたがって、複式のセル形態をもつ
直列の流れ装置を設計しうる。

同様に、混合床室から出る流出液の所望される純度が、
必要とされる直列の室装置の数を決定するであろう。

逆に、処理の必要流れ容量にしたがって、並列の流れ装
置も設計しうる。

本発明の原理を採用する代表的装置の動作およびイオン
輸送機構をより詳しく理解するため、第２図を参照する
。

この図は、供給入口室２３、陰極液室２５、陽極液室１
６、陰極２７および陽極１４の一部を示す。

陰イオン膜２１および陽イオン膜２４間に閉じ込められ
た混合樹脂床２２は、一群のほぼ球状の陽イオン樹脂ビ
ード９３および同様に賦形された陰イオン樹脂ビード９
４、よシ成る。

さらに、陽極液室内においては、本発明の特徴にしたが
って、陰イオン樹脂ビード９５よシ成る陰イオン樹脂床
２０が、陰イオン膜２１および陽イオン膜１７間に挾ま
れている。

陰極液室２５はまた、この室に対する陽イオン樹脂床２
６を形成する陽イオン樹脂床９６の配列を含む。

前述のごとく、陽イオン樹脂床２６が陽イオン膜２４お
よび陰イオン膜間３０に包囲されている。

しかして、陰イオン膜３０は、負に荷電された陰極２７
から陰極液室２５を分離する。

動作について説明すると、考察下にある本発明の特定の
例示に関して、イオン化されたホウ酸、Ｈ３ＢＯ３およ
びイオン化された一７価のリチウム水酸化物Ｌｉ ７０
Ｈを含む供給流体が、矢印９７の方向に供給入口室に流
入する。

このイオン化された状態において、供給流体は、正に荷
電された水素陽イオン（Ｈ＋）およびリチウム（Ｌη十
）陽イオン、および負に荷電されたホウ酸陰イオン（Ｂ
Ｏ−、ＢＯ３−およびＢ５０３ ”）および水酸陰イ
オン（ＯＨ）を含む。

ホウ酸イオンは、陰イオンと一ド９４上の水酸化イオン
を置換することによシ溶液から除去される。

同様に、イオン化されたリチウムは、陽イオンビード９
３上のＨ＋イオンを置換する。

陽イオン樹脂ビード９３および陰イオン膜２１間の接触
部、および陰イオン樹脂ビード９４および陽イオン膜間
の接触部で、水分子は解離り、ＯＨ−およびＨ十を生ず
る。

これらの状況の下でＯＨ−イオンは正に荷電された陽極
１４に向って移動する。

Ｈ＋の方は、負に荷電された陰極２７に向って移動する
。

これらの移動中、これらのイオンは、樹脂ビード９３，
９４から相応するリチウムおよびホウ酸イオンを置換し
それらの樹脂を電解的に再生する。

置換されたリチウム陽イオンは、樹脂ビード鎖および陽
イオン膜２４を介して電流の一部を運び、陰極液室２５
に集中する。

さらに、水および陰極２７間の陰極反応で発生される水
酸化イオンは、陰極２１が浸漬されるフラッシング流体
から陰イオン膜３０を介して移動する。

これらの水酸化イオンは、陰極液室２５に集中する。

しかして、該室は、思い起こされるように陽イオン樹脂
床２６を含む。

水素イオンも陽イオン膜２４を介して移動し、陰極液室
２５に集まり、それによシ水酸化イオンと結合して水を
形成する。

陰極２７における陰極反応の共通の結果は、水素ガスの
発生および水酸化イオンの形成である。

陽イオン膜２４中のリチウムの移動および陽イオン膜２
４中の水酸化イオンの移動の共通の結果は、水酸化リチ
ウムの形成である。

陽イオン樹脂床２６は、最初リチウムイオンで飽和しそ
して溶液／樹脂平衡状態に達する。

陽イオン膜２４中を通過する追加の汚染陽イオンは、陽
イオン樹脂床２６上に吸収され、それにより陰極液室２
５に水酸化リチウムの陽イオン精製溶液を提供する。

−７価のリチウムイオンは、炉心における中性子−ホウ
素反応の生成物であ択そして濃縮された形のこの特定の
リチウムアイソトープは、供給が不足しているものであ
ることが思い起こされよう。

本発明の実施にしたがえば、炉心冷却材に対する最初の
装入水に加えられる一７価のリチウムアイソトープは保
存され、中性子−ホウ素反応によシ発生される追加のＬ
ｉ ”も蓄積される。

これらの状況の下で、本発明の実施は、長期間にわたシ
Ｌｉ−７の自足を可能にするだけでなく、若干の余剰の
Ｌ７ を生ずる。

はぼ同様に、ホウ酸および水酸イオンは、陰イオン樹脂
ビード９４および陰イオン膜２１を介して移動する。

陰イオン樹脂ビード９４および陽イオン膜２４と水の接
触部１０３でも、水分子が解離して０Ｈ−１およびＨｌ
イオンを生ずる。

これらの状況の下で、水酸化イオンは陰イオン樹脂ビー
ド９４を介して移動しホウ酸イオンを置換する。

置換されたホウ酸イオンは、樹脂ビード鎖および陰イオ
ン膜２１を介して電流の一部を運び、それによシホウ酸
イオンは陰イオン室に集まる。

水および陽極１４間の陽極反応で発生される水素イオン
は、同時に陽イオン膜１１を通って陽極液室１６中に移
動り濃縮されたホウ酸（Ｈ，ＢＣＩ、 ）流を形成する
。

水および陽極１４間の陽極反応（電気分解）はまた酸素
ガスを発生し、そしてこのガスは、連続フラッシング動
作により浄化される。

陽イオン膜２１中のホウ酸イオンの移動および陽イオン
膜１７中のＨ＋イオンの移動の共通の結果は、陽極液室
１６にホウ酸が形成されることである。

陽極液室１６は、思い起こされるように、陰イオン樹脂
床２０を含む。

陰イオン樹脂は最初ホウ酸イオンで飽和され、溶液／樹
脂平衡に達する。

陽イオン膜２１中を移動する追加の汚染物陰イオンは、
陰イオン樹脂床２０で吸収され、それによシミ解液室１
６にホウ酸の陰イオン精製溶液を生ずる。

陰イオンおよび陽イオン汚染物が、それぞれの陰イオン
樹脂床２０および陽イオン樹脂床２６上で飽和レベルに
達すると、これらのイオンは、陽極液室１６および陰極
液室２５の溶液流中に集まる。

これが分析法によシ検出されると、セル装置の極性は逆
転され、電極１４を陰極に、電極２７を陽極に反転する
。

この極性反転法は、陰イオン樹脂ビード９５を再生−同
時に逃れた汚染陰イオンは、陽極液室１６から陰イオン
膜２１を介して供給室２３に流れ、それによシこれらの
汚染陰イオンは、供給溶液流とともに装置から駆遂され
る。

同様に、極性反転動作中、陰極液室２５に配置される陽
イオン樹脂ビード９６は再生され、逃れた汚染陽イオン
は、電流の一部を陰極液室２５から陽イオン膜２４を介
して供給室２３に運び、それによシ汚染物イオンは、矢
印９７の力向に示されるように供給溶液流とともに装置
から駆遂される。

極性反転モードでない通常の動作中、供給入口室２３か
ら出る流出物は本質的に脱イオン化水である。

従って、考察下にある本発明の特定の具体例にしたがえ
ば、普通のセル流路により、それぞれの室１６，２３お
よび２５から濃縮されたホウ酸、脱イオン化水および濃
縮された水酸化リチウムの別個の精製流より成る最終生
成物を発生する連続的行程が提供される。

もちろん、上述のごとく、陽極および陰極は、不純物を
除去すべく連続的に洗浄され、電極反応から発生される
ガスも連続的に駆遂される。

普通３ないし５重量係のホウ酸が、陽極液室から流出す
る流体に維持され、−７価のリチウム水酸化物の１１０
００ｐｐ〜５０００ｐｐｍが、陰極液室から出る流体に
維持される。

フィクション法ならびに炉心内の可溶化学物質上の中性
子反応からトリチウムが発生されること、およびこの特
定の水素アイソトープが若干の健康および環境上の問題
を生ずることが思い起こされるであろう。

「トリチウム化水」（すなわち、元素水素のトリチウム
アイソトープが酸素と化学的に結合した水分子）の優先
的な交換がある形式の鉱物で観察されている。

この奇異な現象は、クレーと関連して特に認められてい
る。

この実際の機構は完全に明らかでないが、一つの理論は
、例えばカロリナイトクレーにおいて、トリチウムが固
定された格子領域からアルミニウムを置換し、そしてク
レー構造体内のアルミニウム原子が固定領域から交換位
置領域に移動するということのようである。

優先的トリチウム分離法の効率は、イオン化および輸送
行程によシ増大しうる。

電気透析法は、さらに、イオン交換速度を増大するのに
使用できる方法である。

第１図および第２図と関連して上述したセル構造体は、
電気透析の条件を設定する。

これらの状況の下で、第２図に示される混合樹脂床２２
に対してカオリナイトクレーまたは優先的にトリチウム
を吸収する適当な物質ｏｅ−−ドと置き代えると、トリ
チウム廃棄の問題を簡単化−トリチウムを抽出およびそ
の後の使用に一層役立つ形式で、炉心冷却材からトリチ
ウムを連続的に抽出する改良された装置を提供しうる。

もちろん、求められる精製の程度にしたがって、よる多
くのセルを第１図に示される配置に加えることができる
。

意図される特定の応用にしたがって、上述の特定の実施
例を特徴づける陽イオンおよび陰イオン樹脂の１または
複数のものをセル構造体から除去し、あるいは環境にし
たがって交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を例示する装置の概略図、第２図
は本発明を特徴づけると思われる現象を例示する図であ
る。 １０．１１．１２．１３：セル、１４，３１゜７０＝陽
極、１５：陽極室、１６：陽極液室、１７゜２４：陽イ
オン膜、２０：陰イオン樹脂床、２１゜３０：陰イオン
膜、２２：混合樹脂床、２３：供給入口室、２５：陰極
液室、２６：陽イオン樹脂床、２７ 、４４ ：陰極、
４５：陽イオン樹脂床、４６．５４：陰イオン膜、４７
．５５：陽イオン膜、５０：陰極液室、５１：混合樹脂
床、５２：供給室、５３：陽極液室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン化溶液を濃縮された酸、濃縮されたアルカリ
   および脱イオン化流体に分離するセル構造体において、
   混合された陰イオンおよび陽イオン樹脂床と、該混合樹
   脂床の一側に対する仕切りを形成する陰イオン膜と、前
   記混合樹脂床の他側に対する仕切りを形成する陽イオン
   膜と、前記陰イオン膜に隣接する陰イオン樹脂床と、該
   陰イオン樹脂床の他側に対する仕切シを形成する陽イオ
   ン膜と、前記陰イオン樹脂床および前記陽イオン膜から
   離間された陽極と、前記混合樹脂床の他側に対する仕切
   シを形成する前記陽イオン膜に隣接する陽イオン樹脂床
   と、該陽イオン樹脂床の他側に対する仕切シを形成する
   陰イオン膜と、前記陽イオン樹脂床、および該陽イオン
   樹脂床を仕切る前記陰イオン膜から離間された陰極とを
   含むセル構造体。 ２、特許請求の範囲第１項記載のセル構造体において、
   前記混合陰イオンおよび陽イオン樹脂床と連通ずる供給
   流体入口導管、および脱イオン流体を放出するよう前記
   混合陰イオンおよび陽イオン樹脂床と連通ずる供給流体
   放出導管を含むセル構造体。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のセル構造体において、
   前記陰イオン樹脂床と連通ずる陽極液入口導管、および
   濃縮酸を放出するよう前記陰イオン樹脂床と連通ずる陽
   極液放出導管を含むセル構造体。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のセル構造体において、
   前記陽イオン樹脂床と連通ずる陰極液入口導管、および
   濃縮アルカリを放出するよう前記陽イオン樹脂床と連通
   ずる陰極液放出導管を含むセル構造体。 ５ 陰イオンおよび陽イオンを含む溶液を、濃縮された
   酸、濃縮されたアルカリおよび脱イオン化流体の流れに
   分離するセル構造体において、イオン化された溶液を処
   理する供給入口室と、該供給入口室に配された混合樹脂
   と、濃縮された酸流を生成する含陰イオン流体室と、濃
   縮されたアルカリ流を生成する含陽イオン流体室と、前
   記含陰イオン流体室および前記供給入口室間に挿入され
   、陰イオンが前記含陰イオン流体室に移動するのを許容
   し、陽イオンの移動を阻止する陰イオン膜と、前記供給
   入口室および前記含陽イオン流体室間に挿入され、陽イ
   オンが前記含陽イオン流体室に移動するのを許容し、陰
   イオンの移動を阻止する陽イオン膜と、前記含陰イオン
   流体室から離間された陽極と、該陽極および前記含陰イ
   オン流体室間に挿入され、陽イオンの前記含陰イオン流
   体室への移動を許容する陽イオン膜と、前記含陽イオン
   流体室から離間された陰極と、該陰極および前記含陽イ
   オン流体室間に挿入され、陰イオンの前記含陽イオン流
   体室への移動を許容する陰イオン膜とを含み、それによ
   シ前記含陰イオン流体室に移動する前記陰イオンおよび
   陽イオンが濃縮された酸を生成し前記含陽イオン流体室
   中に移動する前記陰イオンおよび陽イオンが、濃縮され
   たアルカリを生成するセル構造体。 ６ 陰イオンおよび陽イオンを含むイオン化溶液を、濃
   縮された酸、濃縮されたアルカリおよび脱イオン化流体
   の流れに分離する方法において、陽極に正の電荷を供給
   する段階と、陰極に負の電荷を供給する段階と、前記陽
   極および前記陰極間の混合床イオン交換樹脂中にイオン
   化溶液を流す段階と、陰イオン膜を通して前記陽極に向
   って陽極液室へと陰イオンを移動させる段階と、陽イオ
   ン膜を通して前記陰極に向って陰極液室へと陽イオンを
   移動させる段階と、濃縮された酸の流れを発生させるた
   め、陽イオンを前記陽極から前記陽極液室へと他の陽イ
   オン膜を介して移動させる段階と、濃縮されたアルカリ
   の流れを発生させるため、陰イオンを前記陰極から前記
   陰極液室へと他の陰イオン膜を介して移動させる段階と
   を含むイオン化溶液の分離方法。