JPH0422490A - 純水の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、逆浸透膜を備えた純水の製造装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、純水の製造方法としては、逆浸透法とイオン交換
法を組合せて純水を製造する方法が用いられている。こ
の組合せによると、イオン交換法単独による方法よりイ
オン交換装置にかかる負荷を軽減できるばかりか、イオ
ンの他に有機物、微粒子、生菌なども除去できるため、
純水の製造方法として広く採用されている。

近年、半導体素子の高集積化が進むに伴い、超純水の要
求水質がより厳しくなり、それにつれて超純水を製造す
る際の純水の要求水質も高レベルが要求されてきている
。このような状況にあって従来の逆浸透法とイオン交換
法の組合せにより純水を製造する場合、イオン交換を円
滑に行うためのメンテナンス、フローの複雑化が問題と
なっている。

このため、イオン交換法を行わず、逆浸透法の２段処理
が提案されているが、この方法では逆浸透法での分離の
際に重炭酸イオンの除去率が低いため、高純度の純水を
得ることは困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の２段逆浸透処理法において、重炭酸イオンを除去
するために、アルカリを添加してＩＩＨを上げ、炭酸イ
オンの状態に変えて逆浸透処理を行うか、又は酸を添加
してｐＨを下げて炭酸ガスとして大気中に放出する方法
が提案されている。しかしながら、このような方法では
、酸又はアルカリを添加するため、液中の塩類濃度が増
加し、その結果、高純度水を得ることは困難であった。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、イオン交換法
を行わず、逆浸透膜を用いて、塩類濃度を増加すること
なく高純度水を得ることのできる純水の製造装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、逆浸透膜による低い炭酸除去率を気体だけを
透過する疎水性多孔質膜を用い、この膜を透過した気体
をアルカリに吸収させることによって上記課題を解決し
たものである。すなわち、本発明による純水の製造装置
は、前段逆浸透膜モジュール、後段逆浸透膜モジュール
及び疎水性多孔質膜モジュールを設け、この疎水性多孔
質膜の透過側にアルカリ水溶液循環ラインを付設したこ
とを特徴とする。

本発明において、逆浸透膜としては、特に限定はなく、
各種のものを使用することができ、例えば、ポリアミド
系、架橋ポリアミド系、酢酸セルロース系、ポリビニル
アルコール系などの逆浸透膜が挙げられる。これらの材
質の逆浸透膜のうち低圧処理ができる逆浸透膜を用いる
のが好ましい。

また、膜の形状は、スパイラル状、ホローファイバー状
、チューブ状、プレート状などがあるが、ホローファイ
バー状が好ましい。

本発明において、疎水性多孔質膜としては、テフロン系
、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリフッ化ビニ
リデン系、ポリスルポン系などの多孔質膜が挙げられる
。これらの疎水性多孔質膜の気孔径は、水は透過せず、
気体だけを透過する大きさであり、０．０１〜０．２μ
ｍ程度であることが好ましい。また、膜の形状は、スパ
イラル状、ホローファイバー状、チューブ状、プレート
状などがあるが、ホローファイバー状が好ましい。

本発明において、逆浸透膜モジュールと疎水性多孔質膜
モジュールとは、任意の配列で設置することができるが
、前段逆浸透膜モジュールと後段逆浸透膜モジュールと
の間に疎水性多孔質膜モジュールを設置するのが好まし
い。

いずれの配列でも、本発明の純水の製造装置においては
、疎水性多孔質膜の透過側にアルカリ水溶液循環ライン
を付設し、膜の透過側にアルカリ水溶液を循環させる構
成となっている。これにより、疎水性多孔質膜を透過す
る気体をアルカリ水溶液に吸収させることができる。ア
ルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化カルシウムなどが挙げられるが、水酸化ナトリウ
ムが好ましい。

さらに、アルカリ水溶液循環ラインに不活性ガス吹き込
み管を設け、アルカリ水溶液中の溶存ガス（炭酸ガス、
溶存酸素ガスなど）を不活性ガスによって除去すること
ができる。ここで、不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘ
リウムガス、アルゴンガスなどがあるが、窒素ガスが安
価であり、がっ、入手容易であるため、好ましい。

〔実施例〕

次に、図面に基づいて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

第１図は、本発明の一実施例を示す純水の製造装置の系
統図である。第１図に示した純水の製造装置においては
、原水は、活性炭塔１を経て前段の逆浸透膜モジュール
２で処理され、次いで、疎水性多孔質膜モジュール３を
通り、さらに後段の逆浸透膜モジュール２′で処理され
、高純度水が得られる。上記の疎水性多孔質膜モジュー
ル３には、疎水性多孔質膜の透過側にアルカリ水溶液循
環ライン４が設けられており、疎水性多孔質膜の透過側
に常時、アルカリ水溶液が循環される。このアルカリ水
溶液循環ライン４の一部にはアルカリ水溶液槽５が組み
込まれている。

第１図に示した純水の製造装置において、活性炎処理及
び前段の逆浸透処理によって透過水のｐＨは、５．５程
度まで低下する。水中の炭酸はｐＨ５，５では約９０％
がＣＯ２の状態で溶解している。この状態の液を疎水性
多孔質膜モジュール３に通水すると、液中のＣＯ２は疎
水性多孔質膜を介して透過側のアルカリ水溶液側に移行
し、炭酸アルカリ塩となって固定され、再び被処理液側
に移行することはないので、被処理液中のＣＯｔは減少
する。被処理液中ではＨＣＯ，−とＣ０２は、可逆的な
平衡関係にあるが、ＣＯ２が疎水性多孔質膜の透過側へ
移行するため、ＨＣＯ，−→Ｃ０２（７）反応が進行し
、炭酸は完全に除去される。

疎水性多孔質膜モジュール３を通過した後の被処理液の
ｐＨは、７前後まで上昇している。この液をさらに、後
段の逆浸透膜モジュール２′で処理することによって、
５〜ＩＯＭΩの比抵抗を持つ純水が得られる。

従来の逆浸透膜を用いた処理方法で、炭酸を処理しない
と、得られる水の比抵抗は１〜２ＭΩであるから、本発
明によれば約５倍の純度を持つ純水が得られることが分
かる。また、炭酸を処理するためにアルカリを添加する
従来法では、炭酸は９０％以上除去できるものの完全に
除去することは困難であり、さらにアルカリ注入により
被処理液のイオン濃度が増加するため、逆浸透膜の透過
側のイオン量も増大し、比抵抗は２〜４ＭΩまでが限界
であった。

また、第１図に示した実施例では、前段の逆浸透膜の透
過水を疎水性多孔質膜に通水するため、疎水性多孔質膜
の膜面の汚れがほとんどな（、長期間連続して処理を行
うことができる。

第２図は、本発明の別の実施例を示す純水の製造装置の
系統図である。第２図に示した純水の製造装置は、アル
カリ水溶液槽５内に不活性ガス吹き込み管６が設けられ
ている点で、第１図の実施例と異なる構成を有するもの
である。第２図に示した実施例により不活性ガス吹き込
み管６がらアルカリ水溶液中に不活性ガスを吹き込むこ
とによって液中の溶存ガスを除去することができる。す
なわち、この場合には、炭酸ガスばかりでな（、溶存酸
素などの各種の溶存ガスをアルカリ水溶液から除去する
ことができる。これにより、アルカリ水溶液は、長期間
にわたって効率よく使用される。

〔発明の効果〕

本発明の純水の製造装置は、逆浸透膜を用いて塩類濃度
を増加することなく効率よく高純度の水を製造すること
ができる。また、疎水性多孔質膜を前段逆浸透膜モジュ
ールと後段逆浸透膜モジュールとの間に設置すると、膜
面の汚れが少な（、長期間連続して運転することができ
、長期間安定して高純度水を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す純水の製造装置の系統
図、第２図は本発明の別の実施例を示す純水の製造装置
の系統図である。 符号の説明 ２・・・前段逆浸透膜モジュール、３・・・疎水性多孔
質膜モジ、ニール、２゛・・・後段逆浸透膜モジュール
、４・・・アルカリ水溶液循環ライン、 ・不活性ガス吹き込み管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆浸透膜を備えた純水の製造装置において、前段
   逆浸透膜モジュール、後段逆浸透膜モジュール及び疎水
   性多孔質膜モジュールを設け、この疎水性多孔質膜の透
   過側にアルカリ水溶液循環ラインを付設したことを特徴
   とする純水の製造装置。
2. （２）前段逆浸透膜モジュールと後段逆浸透膜モジュー
   ルとの間に疎水性多孔質膜モジュールを設けた請求項１
   記載の純水の製造装置。
3. （３）疎水性多孔質膜が気体だけを透過する気孔を有す
   るものである請求項１又は２記載の純水の製造装置。
4. （４）アルカリ水溶液循環ラインに不活性ガス吹き込み
   管を設けた請求項１記載の純水の製造装置。