WO1994018127A1 - Procede de production d'eau pure - Google Patents

Description

明 細 書

純 水 の 製 造 方 法

技術分野

本発明 は純水 （超純水を含む。 ） の製造方法に係 り 、 特に製造 さ れる純水中の T 0 C (全有機体炭素） を現状 よ り 大幅に低減化する こ と がで き る超純水の製造方法に 関す る 。

背景技術

I . 従来、 市水、 地下水、 工業用水等の原水か ら超純 水 を製造す る 超純水製造装置は 、 基本的 に 、 前処理装 置、 一次純水製造'装置及び二次純水製造装置か ら構成さ れる 。 こ の う ち、 前処理装置は、 凝集、 加圧浮上、 濾過 装置で構成 さ れる。 一次純水製造装置は、 2 基の逆浸透 膜分離装置及び混床式イ オ ン交換装置、 或いは、 イ オ ン 交換純水装置及び逆浸透膜分離装置で構成さ れ、 ま た、 二次純水製造装置は、 低圧紫外線酸化装置、 イ オ ン交換 装置及び限外濾過膜分離装置で構成さ れる 。

具体 的 に は 、 次の方式 i 又 は方式 i iが採用 さ れて い る 。

( i ) ： 厘 —凝集 · 加圧浮上 · 濾過装置—第 1 逆浸透膜 分離装置—第 2 逆浸透膜分離装置—混床式ィ オ ン 交換装置—一次純水貯槽—低圧紫外線酸化装置一 ィ ォ ン交換装置—限外濾過膜分離装置—超純水

( i i ) ： 原水—凝集 · 加圧浮上 · 濾過装置— ィ オ ン交換純 水装置 [ 2 床 3 塔式 （ カ チオ ン交換塔—真空脱気 塔又は脱炭酸塔—ァニオ ン交換塔） 又は 4 床 5 塔 式 （第 1 カ チオ ン交換塔—第 2 ァ ニオ ン交換塔— 真空脱気塔又は脱炭酸塔—第 2 カ チオ ン交換塔— 第 2 ァニオ ン交換塔） ]—逆浸透膜分離装置一一次 . 純水貯槽—低圧紫外線酸化装置—ィ ォ ン交換装置 —限外濾過膜分離装置—超純水

な お 、 上記において、 イ オ ン交換装置 と は 、 ァ ニオ ン 交換塔又は混床式イ オ ン交換塔、 或いは 、 ァ ニオ ン交換 塔 と 混床式イ オ ン交換塔 と を直列配置 し た も の である 。

こ れ ら の各装置単位にお いて、 原水中の T 0 C 成分を 分離、 吸着、 分解等の手段で低減化する も のは、 逆浸透 膜分離装置、 イ オ ン交換純水装置、 低圧紫外線酸化装置 である 。

各装置単位にお ける T 0 C低減化機構は次の通 り であ る 。

逆浸透膜分離装置 ： 逆浸透膜を用 いた濾過法であ り 、 イ オ ン性、 コ ロ イ ド性の T 〇 C を除去する 。

低圧紫外線酸化装置 ： 低圧紫外線ラ ン プ よ り 出 さ れる

1 8 5 n m の 紫外線 に よ り T 0 C を 有 機 酸 さ ら に は C 0 ₂ ま で分解する 。 分解された有機物は後段のイ オ ン 交換樹脂で除去する。 特に、 揮発性有機物の分解に用 い られる 。

し か し なが ら 、 上記従来の超純水製造装置に よ り 製造 さ れた超純水中 には、 T O C がなお 3 〜 5 p p b 程度存 在す る 。

こ の超純水中の T O C を更に低減する た めの方法 と し て、 逆浸透膜分離装置の多段設置、 低圧紫外線酸化装置 の紫外線照射量の増大 と い っ た手段が考え られる が、 本 発明者 ら の研究に よ り 、 以下の理由 に よ り 、 こ の よ う な 手段では得 られる超純水中の T 0 C を更 に低減す る こ と は で き な い こ と が確認さ れた。

即 ち 、 原水中 には T O C成分の 1 種 と し て、 尿素成分 が含有 さ れて いるが、 こ の尿素成分は非ィ オ ン性である た め 、 イ オ ン交換処理で は 除去す る こ と がで き な い上 に 、 逆浸透膜分離装置に よ る尿素の除去率 も低い。 例え ば、 一次純水製造装置において 2 基設置さ れる逆浸透膜 分離装置 と し て一般に使用 さ れる高排除型逆浸透膜分離 装置の尿素除去率は約 6 0 %程度である 。 し か も 、 尿素 は低圧紫外線酸化装置では分解で き な い。

こ の よ う に従来の超純水製造装置では尿素の除去が困 難で あ る が、 原水中 には少なか ら ぬ尿素が含有 さ れてお り 、 こ れが得 られる超純水中の T 0 C低減を阻む原因 と なる こ と 力 > ら 、 従来にお いては、 T 0 C の よ り 一層の低 減は図れなカゝつ た。

因 み に 、 日 本 国神奈川 県厚木市の水道水 に は約 3 0 P P b の尿素が含有さ れてお り 、 一次純水製造装置 と し て、 2 基の逆浸透膜分離装置を設ける前記方式 IIに よ り 処理を行な っ た場合であ っ て も 、 従来の超純水製造装置 では得 ら れる超純水中には約 8 p p b の尿素が検出 さ れ る 。 こ の尿素量は T O C に換算する と約 1 . 5 p p b と な り 、 T O C 3 p p b の超純水の T O C 成分の約 5 0 % を 占め る こ と と なる 。

II . 半導体洗浄排水を処理 し て超純水を製造 し 、 再び 半導体洗浄用水 と し て利用 する こ と が行なわれて いる 。

半導体洗浄排水の水質は次の通 り である 。 P H 2 〜 4 酸、 ア ル カ リ 成分 塩酸、 硝酸、 硫酸、 フ ッ 酸 ア ン モ ニ ア

T 0 C 3 p p m

T 0 C成分 イ ソ プ ロ ピ ル ア ル コ ー ル 、 メ タ

ノ ー ル 、 ア セ ト ン 、 界面活性剤 J

H ₂ 0 2 約 2 0 p p m

かかる半導体洗浄排水を処理する ため に、 次の フ ロ ー か ら な る処理が行なわれている 。

第 1 の活性炭吸着処理 ( H ₂0₂及び界面活性剤の除去）

1

弱 ァニォ ン交換樹脂に よ る処理

1

強力 チ オ ン交換樹脂に よ る処理

丄

強ァ ニォ ン交換樹脂に よ る処理

i

逆浸透処理 （ T O C成分の分離） i

酸化剤 （ H 20₂ ) 添加

1

高圧紫外線 （ U V ) 照射 ( T 〇 C成分の分解

丄

第 2 の活性炭吸着処理 (未反応 H₂0₂の除去）

丄

強ァ ニオ ン交換樹脂に よ る処理

丄 処 理 水 こ の 処理 に よ り 、 T O C 成分の約 9 0 % を 除去 で き る

こ の処理 には次の短所がある。 @ 原水の T 0 C が高い （ T O C 2 〜 3 p p m ) の で、 原水中の H 2 0 2 が除去さ れる と 、 第 1 の活性炭 で ス ラ イ ム が発生する 。 ® 第 1 の活性炭で発生 し たス ラ イ ムが逆浸透膜処理装 置 に持ち込 まれ、 逆浸透膜処理装置のス ラ イ ム汚染を 引 き 起 こ し 、 逆浸透膜処理装置の安定運転が困難に な る 。

◎ 逆浸透膜処理装置 （ R 0 装置） の膜 （ メ ン プ レ ン ） と し て ア ル コ ール特にィ ソ ブロ ピルアル コ ールの排除 率が高いポ リ ア ミ ド膜 （ P A膜） を使用 し た場合、 こ の P A膜が遊離塩素に対 し て耐性を有 し な いの で、 給 水 に N a C 0 等の酸化剤を注入 し てス ラ イ ム 汚染を 防止す る こ と がで き ない。 '

@ 逆浸透膜処理装置の膜 と し て、 遊離塩素に対 し て耐 性の あ る C A膜 （酢酸セルロ ール膜） を用 い る と 、 ァ ル コ ー ルの排除率が低いため、 後設の U V 酸化装置の 負荷が大 き く な り 、 コ ス ト 高 と なる。

© 装置全体の水回収率が悪い。 即ち、 逆浸透膜処理装 置の水回収率が最大で も 9 0 % である た め、 装置全体 の水回収率は 9 0 %以下 と な り 、 1 0 %以上の 口.スが 生 じ る 。

Φ 設計時の水質よ り 原水水質が悪化 （ T 0 C の增大） し た場合に対応で き ない。

原水水質が悪化 し た場合、 高圧 U V ラ ン プ及び U V 酸化槽を増設する しか方法がない。 し カゝ し 、 高圧 U V ラ ン ブの増設には時間がかかる ため、 即応で き な い。 ⑧ 回収 シス テムが複雑である ため、 メ ン テナ ンス に多 犬な労力を要する 。

発明の開示

本発明 は上記従来の問題点を解決 し、 従来除去困難で あ っ た 原水中 の尿素成分を効率的 に除去す る こ と に よ り 、 T 0 C が著 し く 低減された純水を製造する こ と がで き る純水の製造方法を提供する こ と を 目 的 と す る 。

ま た 、 本発明は、 溶存酸素濃度が著 し く 低い純水の製 造方法を提供する こ と を 目 的 と す る。

こ の 目 的を達成する ために、 本発明者は 、 尿素含有水 に硫酸及び酸化剤を添加 し 、 加熱 し て尿素を分解す る実 験を行な っ た。

実験結果は次の通 り である。

尿素含有水 日本国神奈川県厚木市の水道水に尿素 を尿素濃度 5 0 0 p p b と な る よ う に 添力 D し た水。

加 熱 温 度 1 3 5 °C及び 1 5 5 °C

酸添加後の P H 、 酸化剤の種類及び量は次の通 り であ る 。

No. 1 P H 5 . 5 , K 2 S ₂ 0 8 を 2 0 p p m カロ

No. 2 P H 4 . 5 , K 2 S 2 0 8 を 2 0 P P m添カロ

No. 3 P H 5 . 5 , H 2 0 2 を 1 0 p p m添カロ

No. 4 P H 4 . 5 , H 2 0 2 を 1 0 p p m添カロ 加熱後の尿素濃度を図 9 に示す。

図 9 よ り 次の こ と 力 明 らかである。

即ち 、 P H 5 . 5 に調整 し た N 0 . 1 , 3 と P H 4 5 に調整 し た N o . 2 ， 4 と の比較か ら 、 P H は 4 . 5 以下 に調整す る こ と に よ り 、 熱分解効率が向上する こ と がわ かる 。 更 に 、 いずれの場合において も温度は高い程、 熱 分解効率が高い こ と がわかる。

本発明の純水の製造方法は、 こ の実験や 、 その他の種 々 の実験に基づいて発明 さ れた も のであ り 、 原水を p H 4 . 5 以下 （好ま し く は P H 2 〜 3 ) の酸性下、 かつ、 酸化剤存在下で加熱分解処理 し て原水中の尿素及び他の T 〇 C 成分 を分解 し た後、 脱イ オ ン処理す る こ と を特徴 と す る 。

酸 ィヒ 斉 ij と し て は 、 過 硫 酸 塩 （ N a ₂ S 2 0 8 ，

K 2 S 2 0 8 な ど ） や 、 過酸化水素が使 用 で き る が 、

N a ₂ S 2 0 8 、 K 2 S ₂ 0 8 な どの過硫酸塩が好適で あ る 。

加熱分解処理条件は 1 1 0 °C以上で あ っ て 、 1 2 0 〜 1 7 0 °C で 2 ~ 5 分 と す る のが好 ま し い。 加熱分解処理 を行 な う と き に 、 酸化触媒 に接触 さ せて も 良 いが、 触媒 を 用 い な い場合は 1 3 0 〜 1 5 0 °C に保持す る のが よ り 好 ま し い。 触媒 と し て は 白金を担体 に担持 さ せ た も のが 好適 で あ る 。

本発 明 の方法 に よ れば、 従来の超純水製造装置で は 除 去 困 難 で あ り 、 従 来 に お い て 、 得 ら れ る 超 純 水 中 の T 〇 C 成分中 で高い割合を 占 める原水中の尿素を容易か つ効率的 に加熱分解 し 、 分解 に よ り 生成 し た イ オ ン を脱 イ オ ン処理 に よ り 効果的 に除去す る こ と がで き る 。

こ の た め 、 T 0 C 濃度が著 し く 低減 さ れ た超純水 を得 る こ と 力 s '可能 と さ れる 。

原水が フ ッ 化水素酸を含む場合、 弱塩基性ァ ニオ ン交 換樹脂 と 接触 さ せて フ ッ 化水素酸を除去す る のが好 ま し い

こ れ は 、 フ ッ 化水素酸 に よ る熱交換器の損傷 を 防 ぐ た め で あ る 。 上記の加熱分解処理後に高温脱気を行な う と 、' 純水中 の溶存酸素濃度を著 し く 低 く する こ と がで き る 。

図面の簡単な説明

図 1

本発明の一次純水の製造方法の一実施例方法を示す系 統図で ある 。

図 2

本発明の超純水の製造方法の一実施例方法を示す系統 図で あ る 。

図 3

本発明の一次純水の製造方法の一実施例方法を示す系 統図 で あ る 。

図 4

本発明の一次純水の製造方法の一実施例方法を示す系 統図で ある 。

図 5

本発明の低 T 0 C水の製造方法の一実施例方法を示す 系統図 で ある 。

図 6

本発明の超純水の製造方法の一実施例方法を示す系統 図である 。

図 7

本発明の超純水の製造方法の一実施例方法を示す系統 図であ る 。 図 8

本発明方法に用 い られる装置の系統図である 。

図 9

実験結果を示す グラ フ である 。

発明 を実施する ための最良の形態

以下に図面を参照 し て本発明の実施例 について詳細に 説明す る 。

図 1 は本発明の一次純水の製造方法の一実施例方法を 説明 する 系統図である。

'図 1 に 示 す方法は 、 従来の方法の う ち 、 前述の方式 ( i i )の処理方式に本発明の方法を適用 し た例であ り 、 方 式 （i i )の 2 床 3 塔式イ オ ン交換装置の カ チオ ン交換塔に よ る処理 と 脱炭酸塔に よ る処理 と の間 に 、 本発明 に お け る加熱分解処理を採用 し た も のである。

即ち、 本実施例の方法にお いては、 原水を配管 1 1 よ り 凝集 · 加圧浮上 · 濾過装置 1 に導入 し て処理 し た後、 配管 1 2 よ り カ チオ ン交換塔 2 に導入 し て カ チ オ ン交換 処理 し 、 次いで配管 1 3 よ り 酸性軟水槽 3 に貯留す る 。 得 られた酸性軟水の P H は 3 . 0 であ り 、 こ の水 に更に 配管 1 4 を経て熱交換器 4 に導入する過程で配管 1 4 A よ り 酸化剤を添加 し 、 熱交換器 4 にて、 後述の反応塔 6 の処理水 と 熱交換 し た後、 更にボイ ラ 5 A を備え る加熱 器 5 で加熱 し 、 配管 1 5 を経て反応塔 6 に導入す る 。 反 応塔 6 では 、 含有される尿素及びその他の T 0 C 成分が 効率的 に接触加熱分解 さ れる 。 反応塔 6 の 流出水 は 、 配 管 1 6 を経て熱交換器 4 に て熱交換 し て冷却 さ れた後、 脱炭酸塔 7 、 配管 1 7 、 ァ ニオ ン交換塔 8 、 配管 1 8 を 経て逆浸透膜分離装置 9 c に導入 さ れ、 一次純水が製造 さ れ る 。 更 に 、 一次純水 は 二次純水製造装置 に 送給 さ れ、 分解 に よ り 生成 し た イ オ ン 、 その他の成分が高度 に 除去 さ れ る 。

本 発 明 の 方 法 に お い て 、 尿 素 等 の 加 熱 分 解 は p H 4 . 5 以下の酸性下、 酸化剤の存在下で行 な われる が、 こ の P H 値力 s 4 . 5 よ り 高 い と 分解効 率が低下 す る 。 P H値 は過度 に低 く て も 後処理の負荷が高 く な る こ と か ら 、 通 常 の 場合 、 P H 2 〜 3 程度 で行 な う の が好 ま し い o

酸化剤 と し て は 、 過酸化水素 （ H ₂ 0 ₂ ) 、 パ 一 ォ キ シニ硫酸 カ リ ウ ム （ K 2 S 2 0 8 ) 等の過硫酸塩等 を 用 しヽ る こ と がで き る 。 H 2 0 2 の酸化剤の添加量は 、 原水 の T 0 C や 力 Q熱分解温度 に よ っ て も 異 な る が 、 原水の T O C l m g Z l 当 た り 、 1 0〜 2 0 m g / l 程度 と す る のが好 ま し い。

P H を 3 以下 と す る場合 に は 、 酸化剤 と し て過硫酸塩 を 用 い る の が好 ま し く 、 過硫 酸塩 の 添加量 は 、 原水 の T 0 C l m g Z l 当 た り T O m g Z l 程度 と す る のが好 ま し い 。

ま た 、 加熱分解温度は高い程分解効率 を高 め る こ と が で き 、 ま た、 酸化剤の使用量を低減で き る が、 1 2 0 〜 1 7 0 °C特に 1 3 0 〜 1 5 0 °C と するのが操作上好 ま し い

本発明 にお いて、 こ の加熱分解は、 触媒を用 い る接触 分解 と す る のが好ま し く 、 こ の場合、 用 いる触媒 と し て は、 白金担持触媒又は 白金メ ッ キ触媒等の 白金系の も の が好適で ある 。

図 1 に示す方法は、 本発明 に よ る加熱分解工程を前記 方式 （ i i ) に採用 し た例であるが、 本発明の方法は 、 前記 方式 （i ) に採用する こ と も で き る。 こ の場合 に は、 本発 明 に よ る 加熱分解工程を 2 段逆浸透膜処理の前段 に設 け、 凝集 · 加圧浮上 · 濾過装置の処理水に硫酸等の酸を 添力 [1 し て P H を 4 . 5 以下に調整 し 、 酸化剤 を添加 し て 加熱 し た後、 接触加熱分解 し 、 その処理水を熱回収 し て 常温 に冷却 し た後、 2 段逆浸透膜処理に供す る 。

いずれの方式において も 、 本発明に よ る加熱分解工程 は一次純水製造装置に設けるのが好ま し い。

図 2 は本発明の別の好適例を示す系統図である 。 水道 水な どの原水に N a H S 0 ₃ な どの還元剤を添力□ し て残 留塩素を除去 し、 カ チオ ン交換処理 （ 2 ) 後、 H ₂ 〇 ₂ な どの酸化剤を添加 し 、 熱交換器 4 及び加熱器 5 で加熱 し 、 反応塔 6 へ導入する。 こ の反応塔 6 にお いて T O C 成分が分解 さ れる。 反応塔 6 からの水は、 ァ ニオ ン交換 処 理 （ 8 ) 、 脱炭 酸処理 （ 7 ) 、 カ チ オ ン 交 換 処 理 ( 9 a ) 、 ァ ニオ ン交換処理 （ 9 b ) 、 逆浸透膜分離装 置 （ 9 c ) 、 有機物分解の た め の 低圧紫外線照射装置.

( 9 d ) 、 分解 に よ り 生 じ た有機物イ オ ン を 除去す る た めの非再生型イ オ ン交換器 （混床式イ オ ン交換樹脂塔 ） 9 e に よ る処理及びイ オ ン交換器 9 e カゝ ら 流出 す る ィ ォ ン 交 換 樹脂 の微粒子 な ど を 分離 す る た め の 限外 濾過 器 9 f に よ る 処理を受け る 。

な お 、 カ チ オ ン交換塔 2 か ら取 り 出 さ れる 水は 、 カ チ オ ン 交換処理 に よ り p H 力 s 4 . 5 以下に な っ て い る の で 、 酸 を添加 す る に は及ばな い。

図 2 の装置の運転例 を実施例 1 と し て次 に示 す 。

実施例 1

厚木市の水道水を 図 2 の装置を 用 い、 下記処理方法 に よ り 処理 し 、 得 ら れた超純水の T 0 C を表 1 に示 し た 。

水道水 —還元剤 （ N a H S 0 ₃ ) 添加 — カ チ オ ン交換 塔 —反応塔— ァ ニ オ ン交換塔—脱炭酸塔— カ チ オ ン交 換塔 — ァ ニ オ ン交換塔—逆浸透膜分離装置—低圧紫外 線酸化装置— ィ オ ン交換装置—限外濾過膜分離装置— 超純水

な お 、 カ チ オ ン交換塔 （ H形樹脂充填） か ら 取 り 出 さ れ た 水 は P H 3 . 0 に な っ て い た の で 、 酸 は 添力□ し な カ つ た 。 H ₂ 0 ₂ の添力 D量は 2 0 p p m、 触媒 に よ る 熱 分解温度 は 1 7 0 と し た。 触媒 と し て は 白 金担持触媒 を 用 い た 。 4 こ の実施例 1 で用 い た各装置の仕様は次の通 り で あ る

カ チ オ ン交換塔 2 ， 9 a :

直径 5 0 m m x 高さ 1 0 0 0 m m

三菱化成㈱製 「ダイ ヤイ オ ン S K N - 1 」

1 . 2 5 リ ッ ト ル充填

流量 2 5 リ ッ ト ル Z時間

ァ ニ オ ン交換塔 8 ， 9 b :

直径 5 0 m m x 高さ 1 0 0 0 m m

三菱化成㈱製 「ダイ ヤイ オ ン S A N - 1 」

1 . 2 5 リ ッ ト ル充填

流量 2 5 リ ッ ト ル Z時間

脱炭酸塔 7 ：

直径 5 0 m m x 高さ 2 5 0 0 m m

下部水槽容量 1 0 0 リ ッ ト ル

清浄空気送風機付

逆浸透膜分離装置 9 c ：

ベ ッ セル 直径 5 0 m m x 長さ 1 2 0 0 m m

1 本

エ レ メ ン ト 日東電工㈱製

「 N T R 7 2 9 H F S 2 」 1 本 水回収率 8 0 %

透過水量 2 0 リ ッ ト ル 時間

低圧紫外線酸化装置 9 d ： S O W ラ ン プ （ 日 本フ ォ ト サイ エ ン ス㈱製）， 1 本 イ オ ン交換装置 9 e :

直径 5 0 m m x 高 さ 8 0 0 m m

ゲ ル型 カ チ オ ン 交 換樹脂 0 . 1 5 リ ッ ト ル及 び ゲル型ァニオ ン交換樹脂 0 . 3 5 リ ッ ト ルを混合 .充填

流量 2 0 リ ッ ト ル 時間

限外濾過膜分離装置 9 f ：

ベ ッ セ ル 直径 2 5 m m x 長 さ 5 0 0 m m ，

1 本

エ レ メ ン ト 外圧型中空糸、 分画分子量 8 万，

1 本

水回収率 9 5 %

透過水量 1 9 リ ッ ト ル /時間

比較例 1

厚木市の水道水 （ T O C 5 9 0 p p b ) を下記処理方 法に よ り 処理 し 、 得 られた超純水の T 0 C を表 1 に示 し た。

水道水—限外濾過膜分離装置—第 1 逆浸透膜分離装置 —第 2 逆浸透膜分離装置— イ オ ン交換装置—低圧紫外 線酸化装置—ィ オ ン交換装置—限外瀘過膜分離装置— 超純水

こ の比較例 1 で用 い た各装置の仕様 は次の通 り で あ

O α 6 限外濾過膜分離装置 ：

ポ リ スルホ ン平膜を波形支持板で ら せん状に巻い たモ ジ ュ ールを内蔵 し た除濁装置

第 1 逆浸透膜分離装置 ：

ベ ッ セル 直径 5 0 m m x 長さ 1 2 0 0 m m ,

1 本

エ レ メ ン ト 日東電工㈱製

「 N T R 7 2 9 H F S 2 」 1 本 水回収率 8 0 %

透過水量 2 1 リ ッ ト ル Z時間

第 2 逆浸透膜分離装置 ：

ベ ッ セ ル ， エ レ メ ン ト は第 1 逆浸透膜分離装置 と 同 じ

水回収率 9 5 %

透過水量 2 0 リ ッ ト ル 時間

イ オ ン交換装置 ：

直径 5 0 m m x 高さ 8 0 0 m m

ゲ ル型 カ チ オ ン交換樹脂 0 . 1 5 リ ッ ト ル及 び ゲル型ァニオ ン交換樹脂 0 . 3 5 リ ッ ト ルを混合 充填

流量 2 0 リ ッ ト ル 時間

低圧紫外線酸化装置 ：

8 0 Wラ ンプ （ 日本フ ォ ト サイ エ ン ス㈱製）， 1 本 限外濾過膜分離装置 ： ベ ッ セ ル 直径 2 5 m m x 長さ 5 0 O m m

1 本

エ レ メ ン ト 外圧型中空糸、 分画分子量 8 万

1 本

水回収率 9 5 %

透過水量 1 9 リ ッ ト ル /時間

表 1

表 1 よ り 明 らかな よ う に、 本発明 に よ る実施例 1 の方 法では、 原水中の尿素成分のみな ら ず、 尿素成分以外の

T 〇 C 成分 も効率的 に分解除去さ れ、 著 し く T O C の低 い超純水が得 られる 。

図 3 は半導体洗浄排水を処理 し て半導体洗浄用水 と し て再利用 す る ための一次純水製造シ ス テ ム の系統図であ る 。

半導体洗浄排水は、 活性炭吸着塔 2 1 に て H ₂ 0 ₂ と 界面活性剤が除去された後、 弱ァニオ ン交換塔 2 2 にて 排水中の フ ッ 酸、 塩酸、 硝酸、 硫酸な どが除去さ れる 。 次 い で 、 N a ₂ S 2 0 ₈ 及 び H ₂ S 0 ₄ 力 添力!] さ れ た 後、 第 1 の熱交換器 2 3 及び第 2 の熱交換器 2 4 に て加 熱 さ れ 、 反応塔 2 9 (触媒 な し ） に て 2 〜 5 分滞留 す る 。 ' こ れ に よ り 、 半導体洗浄排水中の T 0 C 成分が分解 し 除去 さ れる 。 なお、 第 2 の熱交換器 2 4 は ス チ ー ム ヒ 一 夕 2 4 a を加熱源 と す る も の で あ る 。 第 1 の 熱交換器 2 3 は 、 第 2 の熱交換器 2 4 か ら取 り 出 さ れ る 熱い被処 理水が通水 さ れる 温水 ヒ ー タ 2 3 a を加熱源 と す る も の で あ る 。 第 2 の熱交換器 2 4 か ら取 り 出 さ れ た被処理水 は 、 こ の温水 ヒ ー タ 2 3 a を通 っ た後、 タ ン ク 2 5 に導 入 さ れ、 次 い で弱 ァ ニオ ン交換塔 2 6 、 強 力 チ オ ン交換 塔 2 7 及び強 ァ ニオ ン交換塔 2 8 に通水 さ れ、 ァ ニ オ ン 及 び カ チ オ ン が除去 さ れ る 。 例 え ば 、 N a ₂ S 0 ， H ₂ S 0 , C 0 ， 未反応 N a ₂ S ₂ 0 ₈ な どが除去 さ れる 。 な お 、 弱 ァ ニ オ ン交換塔 1 6 を省略 し 、 タ ン ク 2 5 か ら の水を直接 に強力 チ オ ン交換塔 2 7 に導 い て も 良 い。

こ の 図 3 の シス テ ム に は次の長所力 あ る 。

① 水 回収率が高い。

水回収率約 9 7 % で あ り 、 従来法の約 8 9 % よ り 約 8 %高 レ、。

② 原 水 の 水 質 悪 化 （ T 0 C の 増 大 ） に 即 応 で き る 。

なぜな ら ば、 原水の水質が悪化 し た時 に は 、 酸化剤 の添加量を多 く す る こ と に よ り T O C の分解量を 多 く す る こ と がで き る 。 9

③ 生菌繁殖に よ る系内のス ラ イ ム汚染に よ る運転 ト ラ ブル な しヽ。

特に 、 第 2 の熱交換器 1 4 にお いて 1 2 0 °C以上に 加熱処理す る こ と に よ り 、 完全殺菌で き る 。

図 3 の シス テ ムの運転例を実施例 2 及び実施例 3 〜 6 と し て次に示す。 なお、 こ れ ら の運転例に お け る各装置 の仕様は次の通 り である。

活性炭塔 2 1 ：

直径 5 0 m m x 高さ 1 5 0 0 m m

ク ラ レ ケ ミ カ ル㈱製 「 ク ラ レ コ ー ル G W 40/24」

2 リ ッ ト ル充填

流量 2 0 リ ッ ト ル Z時間

弱 ァ ニオ ン交換塔 2 2 ：

直径 5 0 m m x 高さ 1 O O O m m

三菱化成㈱製 「 ダイ ヤイ オ ン W A 3 0 」

1 リ ッ ト ル充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

反応塔 2 9 ：

直径 5 0 m m x 高さ 9 0 0 m m

空塔， 酸化触媒な し

滞留時間 5 分 （流量 2 0 リ ッ ト ルノ時間） 弱ァ ニオ ン交換塔 2 6 ：

直径 5 O m m x 高さ 5 0 O m m

三菱化成㈱製 「 ダイ ヤ イ オ ン W A 3 0 J 0 . 7 リ ッ ト ル充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

強力 チオ ン交換塔 2 7 ：

直径 5 O m m x 高さ 5 0 O m m

三菱化成㈱製 「 ダイ ヤイ オ ン S K N — 1 」

0 . 7 リ ッ ト ル充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

強ァ ニオ ン交換塔 2 8 _:

直径 5 0 m m x 高さ 5 0 0 m m

三菱化成眯製 「ダイ ヤイ オ ン S A N - 1 」

0 . 7 リ ッ ト ル充填

流量 2 0 リ ッ ト ル 時間

実施例 2

原水の性状

P H 9 . 3

T 0 C 2 p p m

( イ ソ プロ ピルア ル コ ー ル 1 p p m ， ア セ ト ン 0 . 5 p p m ，

メ タ ノ ール 0 . 5 p p m )

H F 2 p m

第 2 の熱交換器内の被処理水の温度 1 3 0 °C 第 2 の熱交換器内の被処理水の滞留時間 2 分

N a ₂ S ₂ 0 _e 添カ卩量 1 3 4 p p m (添加後の水中の N a ₂ S ₂ 0 8 濃度）

H ₂ S 0 ₄ 添力!]量 2 0 p p m 2

(添加後の P H 4 . 5 )

こ の結果、 表 2 に も示す通 り 、 T O C 濃度力 s' 9 p p b の処理水が得 られた。

実施例 3 〜 6

第 2 の熱交換器 2 4 内 の被処理水の温度 を そ れぞれ 1 1 0 °C , 1 3 0 °C ， 1 4 0 °C , 1 5 0 °C と し た こ と 以外は実施例 2 と 同様に し て処理を行な っ た。 処理水の T 〇 C 濃度は次の通 り である 。

表 2

表 2 カゝ ら 明 らかな通 り 、 N a ₂ S 2 0 8 添加後、 被処 理水を 1 2 0 °C以上に加熱する こ と に よ り 、 T 0 C を著 し く 低下で き る こ と が明 らかである。

図 4 は 、 図 3 の シ ス テ ム において、 活性炭塔及び第 1 の弱 ァ ニ オ ン交換塔 2 2 を省略 し た場合の シ ス テ ム の系 統図で あ る 。

こ の シス テ ムでは、 原水 に レヽ き な り N a ₂ S z 0 8 を 添加 し て いる 。 その他は図 3 と 同一である 。 弱 ァ ニ オ ン 交 換塔 2 6 は 、 イ オ ン 交換塔再生薬 品 ( N a 0 H ) に よ る再生の効率化を図る場合 に設置さ れ る が、 省略 し て も良い。

イ オ ン交換塔 2 6 ， 2 7 ， 2 8 の代わ り に逆浸透膜処 理装置を用 いて も良い。

こ の 図 4 の シス テ ム の長所は次の通 り で あ る 。

① ス ラ イ ム の発生、 ス ラ イ ム 汚染 を完全 に 防止 で き る 。

② 処理 フ ロ ー力' シ ン プル に な り 、 メ ン テ ナ ン スが容易 に な る 。

③ 装置全体の水回収率が約 9 7 %程度 と 極めて高い も の と なる 。 なお、 イ オ ン交換再生用水に約 3 % ロ ス す る 。

④ 原水の水質変動 （ T O C変動） に対 し て 、 酸化剤の 注入量を変える のみで対応で き る 。 なお 、 酸化剤の注 入量変更 に よ る イ オ ン量の増減は、 イ オ ン交換装置の 採水時間の変更に よ り 対応でき る。

実施例 7

図 4 の シ ス テ ム の運転例を実施例 7 に示す。 な 、 し の運転例 にお いて用 いた各装置の仕様は実施例 2 と 同 じ で ある 。

原水の性状

P H 3

T 0 C 3 p p m ( ィ ソ プロ ピルァ

ア セ ト ン 0 . 2

メ タ ノ ール 0 .

界面活性剤 1 P

H 2 0 2 2 0 p p m 反応塔 内 の被処理水の温度 1 3 0 °C 反応塔 内 の被処理水の滞留時間 5 分

N a ₂ S ₂ 0 ₈ 添力□量 1 8 〇 p p m

( 添加後の水中の N a ₂ S ₂ 0 8 濃度 ） こ の 結 果 、 T 〇 C 濃 度 力≤ 2 P P b 、 比 抵 抗 1 3 M Ω c m の処理水が得 られた 。 なお 、 反応塔

ル p 25 2 9 力ゝ ら タ m π P 5

ン ク 2 5 に導入 さ れる 水の T O C は 3 p p b で あ っ た 。

) p P

図 5 は水道水 と 半導体洗浄排水 と の混合ル m P 水 を処理 し て

m， 1

低 T 0 C 水 を製造す る シス テ ム の系統図 で あ る P 。

P

混合水 に 酸化剤 （過硫酸塩） が添力 Q さ れ、 第 1 の熱交

m 換器 3 1 及び第 2 の熱交換器 3 2 に て加熱 さ れ た後 、 触 媒を充填 し な い反応塔 3 3 に通水 さ れる 。 第 2 の熱交換 器 3 2 は ス チ ー ム ヒ ー 夕 3 2 a を加熱源 と し 、 第 1 の熱 交換器 3 1 は反応塔 3 3 か ら取 り 出 さ れる 高温の被処理 水 が 通 水 さ れ る 温 水 ヒ ー タ 3 1 a を 力□ 熱 源 と し て い る 。 図 6 は 、 図 5 の装置で得 ら れる処理水 に対 し 、 さ ら に 処理 を施 し て超純水を製造す る た めの シ ス テ ム を示 し て い る 。 反応塔 3 3 か ら 取 り 出 さ れる 処理水は 、 第 1 の熱交換 器 3 1 の ヒ ー 夕 3 1 a で熱交換さ れて常温近 く ま で冷却 さ れ る 。 こ の 処 理 水 は 、 逆 浸 透 膜 分 離 装 置 （ R 〇 ） 3 4 a 、 イ オ ン交換装置 3 4 b を経て一次純水 と な り 、 タ ン ク 3 4 c に 貯留 さ れ 、 さ ら に 低圧紫外線 酸化装置 ( U V ) 3 5 、 混床式イ オ ン交換塔 3 6 及 び限外濾過膜 分離装置 （ U F ) 3 7 の順に通水 さ れて超純水 と な る 。 イ オ ン交換装置 3 4 b は、 混床式イ オ ン交換塔や 、 2 塔 式の も の （ 強 力 チ オ ン交換塔 と 強 ァ ニ オ ン 交換塔 を 直列 に設置 し た も の ） が好 ま し い。

混床式イ オ ン交換塔 3 6 と し て は 、 非再生型イ オ ン交 換器が好適で あ る 。

実施例 8

図 6 の シ ス テ ム の運転例 を 実施例 8 に 示 す 。 な お 、 こ の 運 転 例 に お い て 用 い た 装置 の 仕様 は 次 の 通 り で あ る 。

反応塔 3 3 ：

直径 5 O m m x 高さ 9 0 O m m

空塔 ， 酸化触媒な し

滞留時間 4 分 （流量 2 5 リ ッ ト ルノ時間 ） 逆浸透膜分離装置 3 4 a ：

べ ッ セ リレ 直径 5 0 m m x 長 さ 1 2 0 0 m m ，

1 本

エ レ メ ン ト 日 東電工㈱製

「 N T R 7 2 9 H F S 2 」 1 本 水 回収率 8 0 %

透過水量 2 0 リ ッ ト ル /時間

イ オ ン 交換装置 3 4 b ：

混床式 イ オ ン交換塔

直径 5 0 m m x 高 さ 1 0 0 0 m m

ゲ ル型 カ チ オ ン 交 換樹 脂 0 . 3 5 リ ッ ト ル 及 び ゲ ル型 ァ ニオ ン交換樹脂 0 . 6 5 リ ッ ト ル を混合 充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

低圧紫外線酸化装置 3 5 ：

8 0 W ラ ン プ （ 日 本 フ ォ 卜 サ イ エ ン ス㈱製 ） 混床式 イ オ ン 交換塔 3 6 ：

直径 2 5 m m x 高 さ 8 0 O m m

ゲ ル型 カ チ オ ン 交換樹脂 0 . 1 5 リ ッ ト ル及 び ゲル型 ァ ニオ ン交換樹脂 0 . 3 5 リ ッ ト ル を 混合 充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

限外濾過膜分離装置 3 7 ：

ベ ッ セ ル 直径 5 0 m m x 長 さ 5 0 0 m m ,

1 本

エ レ メ ン ト 外圧型中空糸 、 分画分子量 8 万 ，

1 本

透過水量 1 9 リ ッ ト ル Z時間

被処理原水の性状 ( 曰 本国神奈川県厚木市の水道水 と半導体洗浄排水 と を ： 1 の割合で混合 し た水） P H 5

T 0 C 1 . 5 p p m

( 内訳 ： イ ソ プロ ピ ル ア ル コ ー ル 4 0 % 界面活性剤 1 0 % ア セ ト ン 1 0 % メ タ ノ ー ル 1 0 % 水道水中の有機物 3 0 % 運 転 条 件 反応塔内の水温 1 3 0 °C 反応塔内の滞留時間 4 分 酸化剤 K ₂ S ₂ 〇 ₈ 酸化剤添加量 1 3 0 p p m

(添加後の水中の K ₂ S ₂ 0 8 濃度） 硫酸添加量 3 8 p p m

(添加後の P H 3 ) 処理さ れた水の水質は次の通 り である 表 3

表 3 よ り 、 図 6 の装置に よ る と 、 T O C 濃度が著 し く い処理水が得 られる こ と が明 らかであ る 。 図 7 は加熱 に よ る T 0 C の分解 と 溶存酸素の 睡去を行 な う よ う に し た シス テ ム の系統図 で あ る 。 な お 、 図 S と 同一部分 に 同一符号が付さ れて い る 。

原 水 は 砂 濾過 器 3 0 で濾過 さ れ た 後 、 硫 酸 が添加 さ れ 、 p H = 2 〜 4 、 好 ま し く は 約 p H = 3 に 調節 さ れ る 。 次 い で 、 過硫 酸塩 （ 好 ま し く は N a ₂ S ₂ 0 8 ) が 添 力 Π さ れ た 後 、 熱 交 換 器 3 1 , 3 2 で 1 2 0 〜 1 5 0 °C 、 好 ま し く は 約 1 3 0 °C に 力□ 熱 さ れ 、 反 応塔 3 3 に て 有 機 物 が 分 解 さ れ る 。 次 い で 、 こ の 水 は 脱 気塔 3 8 に て高温脱気 さ れた後、 熱交換器 3 1 で冷却 さ れ る 。 次 に 、 未 反 応 の 過 硫 酸 塩 を 分 解 す る た め に 、 N a H S 0 3 な どの還元剤が添加 さ れた後 、 N a 0 H な どの苛性 ア ル カ リ が添力 Π さ れ、 p H = 4 ~ 6 、 好 ま し く は 約 5 . 5 に p H 調整 さ れる 。 こ の水は 、 逆浸透膜分離 装置 （ P A 膜を備 え た も のが好 ま し い。 ） 3 4 a で処理 さ れ た後 、 混床式イ オ ン交換塔 3 4 b で処理 さ れ、 1 次 純水 と な る 。 こ の 1 次純水は、 タ ン ク 3 4 c に貯留 さ れ た後 、 低圧紫外線酸化装置 3 5 、 混床式の非再生 イ オ ン 交換塔 3 6 及 び限外濾過分離装置 3 7 で処理 さ れる と 超 純水 と な る 。

図 7 の シス テ ム の長所は次の通 り で あ る 。

① 原水 を砂濾過 し て い る 。 こ れは 、 凝集加圧浮上濾過 に比べ簡素で あ る 。

② 加 熱 分解 し た 処理水 を 続 い て 脱 気塔 で 脱 気 す る た め、 脱気の ために別途加熱する こ と な く 、 高温脱気す る こ と がで き 、 溶存酸素が 1 P P b以下の純水が得 ら れる 。

③ 有機物を熱分解する ため、 逆浸透膜処理装置 3 4 a は 1 段だ け設置すれば足 り る。

④ 熱 分 解 に よ り T 0 C 成 分 が十分 に 分 解 さ れ る た め 、 T 0 C 2 p p b 以下の純水が得 ら れ る 。 ま た 、 逆浸透膜処理装置の膜の有機物汚染が著 し く 減少 す る 。

実施例 9

図 7 の シス テ ム の運転例を実施例 9 に示す。 なお、 実 施例 9 で用 いた各装置の仕様は次の通 り である 。

砂濾過器 3 0 ：

直径 2 5 m m x 高さ 3 0 0 0 m m

流量 2 5 リ ッ ト ルノ時間

反応塔 3 3 ：

直径 5 O m m x高さ 9 0 O m m

酸化触媒な し

滞留時間 4 分 ' 流量 2 5 リ ッ ト ル /時間

脱気塔 3 8 ：

直径 5 O m m X 高さ 5 0 0 0 m m

逆浸透膜分離装置 3 4 a ：

ベ ッ セ ル 直径 5 0 m m x 長さ 1 2 0 0 m m ， 1 本

エ レ メ ン ト 日東電工㈱製

「 N T R 7 2 9 H F S 2 」 1 本 水回収率 8 0 %

透過水量 2 0 リ ッ ト リレノ時間

混床 ^イ オ ン交換塔 3 4 b ：

直径 5 0 m m x 高さ 1 0 0 0 m m

ゲ ル型 カ チ オ ン 交換樹脂 0 . 3 5 リ ッ ト ル及 び ゲル型ァニオ ン交換樹脂 0 . 6 5 リ ッ ト ルを混合 充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

低圧紫外線酸化装置 3 5 ：

8 0 W ラ ン プ （ 日 本 フ ォ ト サ イ エ ン ス㈱製 ） イ オ ン交換塔 3 6 ：

直径 2 5 m m x 高さ 8 0 0 m m

ゲ ル型 カ チ オ ン 交換樹脂 0 . 1 5 リ ッ ト ル及 び ゲル型ァニオ ン交換樹脂 0 . 6 5 リ ッ ト ルを混合 充填

流量 2 0 リ ッ ト ル /時間

限外濾過膜分離装置 3 7 ：

ベ ッ セ ル 直径 5 0 m m x 長 さ 5 0 0 m m ，

1 本

エ レ メ ン ト 外圧型中空糸、 分画分子量 8 万 ，

1 本 透過水量 1 9 リ ッ ト ル /時間 実施例 9 運転条件は次の通 り である。 原水 厚木市の水道水

( T 0 C 8 0 O ppb，電気電導度 1 9 0 S/cm, 遊離塩素 C £ ₂ と し て 0 . 7 ppm ) 硫酸添加後の P H 3

. 1 ₂ 3 ₂ 0 ₈ 添カ[]量 6 0 p p m

(添加後の水中の K ₂ S ₂ 0 ₈ 濃度） 加熱温度 1 3 0 °C 脱気温度 1 3 0 °C 処理水の水質は表 4 の通 り である 。 比較例 2 比較の ため に、 上記の厚木'市の水道水を活性炭処理 し た後、 硫酸を添加 し て P H 5 . 5 と し 、 2 段の逆浸透膜 分離装置に通水 し 、 混床式イ オ ン交換 し た後、 真空脱気 し 、 1 次純水 と し た。 なお 、 使用 し た各装置の仕様は、 次の通 り である 。 活性炭塔 ：

直径 5 0 m m x高さ 1 0 0 0 m m ク ラ レケ ミ カ ル㈱製 「 ク ラ レ コ ール G W 40/24」 1 . 2 リ ッ ト ル充填 流量 2 4 リ ッ ト ル /時間 二段の逆浸透膜分離装置 ： ベ ッ セ ル 直径 5 0 m m x 長 さ 1 2 0 G m m ，

2 本

流エ レ メ ン ト 日 東電工㈱製

「 N T R 7 2 9 H F S 2 」 2 本 直列 に連結

二段 目 透過水量 2 0 リ ッ ト ル /時間

混床式 イ オ ン交換塔 ：

直径 5 0 m m x 高 さ 1 0 0 0 m m

ゲ ル 型 カ チ オ ン 交 換 樹脂 0 · 3 5 リ ッ ト ル 及 び ゲ ル型 ァ ニ オ ン交換樹脂 0 . 6 5 リ ト ル を 混合 充填

2 0 V ト ル /時間

真空脱気塔 ：

直径 5 O m m x 高 さ 1 3 m

塔 内真空度 2 4 m m H g a b s ( 2 5 °C ) こ の 1 次純水 を実施例 8 と 同 じ く U V 酸化後非再生ィ オ ン 交換樹脂 と U F膜で処理 し 、 超純水 を製造 し た 。

こ の 1 次純水 と 超純水の水質を表 4 に併せ て示す 。 表 4 よ り 、 実施例 9 に よ る と T 0 C 及 び溶存酸素が著 し く 低 い純水が製造 さ れる こ と が明 ら かで あ る 。 表 4

図 8 は 本発明 の好適な シス テ ム を示す系統図 で あ る 。 水 道 水 或 い は 工業 用 水等 の 水が配管 4 1 か ら 原 水槽

4 3 に供給 さ れる 。 ま た 、 半導体洗浄排水が配管 4 2 か ら 原水槽 4 3 に供給 さ れる 。

こ の原水槽 4 3 内の原水は 、 原水ポ ン プ 4 4 及 び配管 4 5 を介 し て 第 1 の熱交換器 4 6 に導入 さ れ、 加熱 さ れ る 。 加熱 さ れた原水は 、 配管 4 7 を介 し て第 2 の熱交換 器 4 8 に供給 さ れ、 さ ら に加熱 さ れる 。

熱交換器 4 8 で加熱 さ れた原水は 、 配管 4 9 を介 し て 第 3 の熱交換器 5 0 に導入 さ れる 。 こ の第 3 の熱交換器

5 0 は 、 ス チ ー ム を 熱 源 と す る も の で あ り 、 原 水 は 1 3 0 °C ま で加熱 さ れる 。

こ の力□熱 さ れた原水 に対 し 、 H ₂ S 0 4 と N a ₂ S ₂ 0 ₈ が 添加 さ れ 、 配管 5 1 を介 し て反応塔 5 2 に導入 さ れ る 。 こ の反応塔 5 2 は空塔であ る が、 必要 に応 じ 白 金担持触 媒 な ど の 触媒 を 充填 し て も よ い 。 反応塔 5 2 内 に お い て 、 原水 中 に含 ま れる有機物が十分 に分解 さ れ る 。 こ の 分解処理 さ れた水は 、 配管 5 3 及び圧力 コ ン .ト ロ ー ル弁 5 4 を介 し て高温脱気塔 5 5 に導入 さ れ る 。

こ の高温脱気塔 5 5 の上部 に は 、 配管 5 6 ， 5 7 を介 し て 凝 縮水 回 収器 5 8 が接続 さ れ て い る 。 な お 、 配管

5 6 は 前記第 1 の熱交換器 4 6 の熱源流体側配管 に接続 さ れて お り 、 高温脱気塔 5 5 か ら 抽気 さ れ た ガス は 、 こ の第 1 の熱交換器 4 6 の熱源流体側配管内 を 流通 さ れ、 配管 4 5 か ら 導入 さ れる 原水 と 熱交換す る 。 熱交換 し た ガス は 、 凝縮 し 、 配管 5 7 を介 し て凝縮水 回収器 5 8 に 回収 さ れ、 前記原水槽 4 3 に戻 さ れる 。

高温脱気塔 5 5 で脱気処理 さ れた水は 、 該脱気塔 5 5 の底部カゝ ら 配管 6 2 、 ポ ン プ 6 3 を介 し て抜 き 出 さ れ、 前記第 2 の熱交換器 4 8 の熱源流体側の配管 に導入 さ れ る 。 そ し て 、 熱交換 し た 後 、 配管 6 4 を 介 し て タ ン ク

6 5 に導入 さ れ、 一時貯留 さ れる 。

こ の タ ン ク 6 5 内の水は 、 ポ ン プ 6 6 及 び配管 6 7 を 介 し て逆浸透膜分離装置 6 8 に導入 さ れ、 逆浸透膜分離 処理 さ れ る 。 該装置 6 8 の濃縮水は 、 配管 6 9 で取 り 出 さ れ、 廃棄処理 さ れる 。 装置 6 8 の透過水は 、 配管 7 0 を 介 し て タ ン ク 7 1 に導入 さ れ、 さ ら に ポ ン プ 7 2 、 配 管 7 3 を介 し て混床式 イ オ ン交換塔 7 4 に導入 さ れ る 。 イ オ ン交換処理 さ れた水は 、 配管 7 5 を介 し て ルー ズ逆 浸 透 膜 分離装置 （ 又 は 限外濾過装置 ） 7 6 に 導 入 さ れ る 。 ルー ズ逆浸透膜分離装置 と は、 食塩排除率が例 え ば 3 0 〜 5 0 %程度の低い値の逆浸透膜を備 え た も の で あ る 。 こ の ルー ズ逆浸透膜分離装置 7 6 の濃縮水 は 、 配管

7 7 を 介 し て 前言己 タ ン ク 6 5 に戻 さ れる 。

装置 7 6 の透過水は 1 次純水で あ り 、 配管 7 8 を 介 し て 1 次純水 タ ン ク 7 9 に導入 さ れる 。

こ の 1 次純水は 、 ポ ン プ 8 0 及び配管 8 1 を介 し て低 圧紫外線照射装置 8 2 に導入 さ れ、 紫外線照射処理 さ れ る 。 こ の 水 は 、 配管 8 3 を介 し て非再生型 イ オ ン 交換塔

8 4 に導入 さ れ、 さ ら に配管 8 5 を介 し て限外濾過膜分 離装置 8 6 に導入 さ れる 。 装置 8 6 の透過水が超純水 と し て 配 管 8 7 に よ り ユ ー ス ボ イ ン 卜 に 供給 さ れ る 。 な お 、 過剰 な超純水は 、 装置 8 6 か ら 1 次純水 '夕 ン ク 7 9 に返送 さ れる 。 装置 8 6 の濃縮水は、 配管 8 8 に よ り 装 置タ に排 出 さ れる 。

図 8 の シ ス テ ム にお い て 、 混床式イ オ ン交換塔 7 4 を 逆浸透膜分離装置 と し て も 良い。 ま た 、 逆浸透膜分離装 置 6 8 と 混床式 イ オ ン 交換塔 7 4 と を置 き 換 え て も 良 い

図 8 の シ ス テ ム に お い て 、 混床式イ オ ン交換塔 7 4 の 代 り に カ チ オ ン交換塔 と ァ ニオ ン交換塔を 直列 に連結 し た 2 塔式の も のを用 いて も よ い。

上記の説明 では 、 原水槽 4 3 に水道水又 は工業用 水 と 共 に半導体洗浄排水が導入 さ れる と し たが、 水道水 （ 又 は工業 用 水 ） と 半導体洗浄排水 と の う ち の 一方 だ け が導 入 さ れ る よ う に し て も 良 い。

こ の 水道水 に は 、 カ ル シ ウ ム 、 マ グネ シ ウ ム な どの硬 度成分が含 ま れてお り 、 半導体洗浄排水 に は フ ッ 化物 ィ オ ン が含 ま れて い る 。 そ の た め 、 水道水 と 半導体洗浄排 水 と を そ の ま ま 混合す る と C a F ₂ 等の不溶性化合物が 生 じ る 。 そ こ で、 水道水 と 半導体洗浄排水 と を 混合 す る 場合 に は 、 予め水道水 を 強酸性 カ チ オ ン 交換樹脂 と 接触 さ せ て脱硬度処理す る か、 又は半導体洗浄排水 を ァ ニ ォ ン交換樹脂 （例 え ば再生効率の良 い弱塩基性 ァ ニ ォ ン交 換樹脂 ） と 接触 さ せて脱 フ ツ イヒ物 イ オ ン 処理 を行 な う こ と が好 ま し い 。 も ち ろ ん、 双方の予備処理 を行 な っ て も 良 い。 な お 、 こ の よ う な予備処理を行な う こ と な く 、 水 道水 と 半導体洗浄排水 と を混合 し た後、 生成 し た不溶物 を濾過 に よ り 除去す る よ う に し て も 良 い。

上記説 明 で は 、 反応塔 5 2 に は触媒を充填せ ず、 反応 塔 内 を空 と し たが、 触媒を充填 し て も よ い 。

産業上の利用 可能性

以上詳述 し た 通 り 、 本発 明 の 純水 の 製造方法 に よ れ ば、 市水 、 地下水、 工業用 水を原水 と し て純水 を製造す る に 当 り 、 得 ら れる純水 に含 ま れる T 〇 C を著 し く 低減 し 、 極め て純度の高 い超純水 を製造す る こ と が可能 と さ れ る 。 本 発 明 に よ れ ば 、 純水 中 の 溶存酸素 を 低減 で き る 。 本発明 に よ れば シ ス テ ム が簡素化 さ れ る 。

Claims

請求の範囲

1 . 原水 を p H 4 . 5 以下の酸性下、 かつ酸化剤存在 下で加熱処理 し て原水中の T 0 C 成分を分解 し た後 、 脱 ィ オ ン処理す る こ と を特徴 と す る純水の製造方法。

2 . 請求項 1 に お いて 、 原水は フ ツ イヒ水素酸を含んで お り 、 該原水 を加熱分解処理す る に先立 っ て 、 該原水 と 弱塩基性 ァ ニ オ ン交換樹脂 と 接触 さ せて フ ッ 化物 イ オ ン を 除去す る こ と を特徴 と す る純水の製造方法。

3 . 請求項 1 又は 2 にお いて 、 原水は過酸化水素 を含 ん でお り 、 該原水 に過硫酸塩を添加 し た後、 加熱処理す る こ と を特徴 と す る純水の製造方法。

4 . 請求項 1 な し、 し 3 の いずれ力 1 項 に お い て 、 前記 加熱処理後、 高温脱気 し 、 その後、 前記脱イ オ ン処理を 行 な う よ う に し た こ と を特徴 と す る純水の製造方法。

5 . 請求項 1 な い し 4 の いずれ力 > 1 項 に お い て 、 カロ熱 処理 を 1 1 0 〜 1 7 0 °C で 2 〜 5 分間行 な う こ と を特徴 と す る 純水の製造方法。

6 . 請求項 5 に お いて、 加熱分解処理温度 を 1 3 0 〜 1 5 0 °C と す る こ と を特徴 と す る純水の製造方法。