JPH0490885A - 純水製造装置及び製造方法 - 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］ この発明は、純水製造装置及び製造方法、特に、超ＬＳ
Ｉ洗浄水等に用いられる超純水を製造するための装置及
び製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 電子工業においては、多量の純水や超純水が使用されて
おり、ＬＳＩの集積度の増加に伴い、超純水に対する要
求は益々厳しくなってきている。

従来、超純水はイオン交換樹脂、紫外線殺菌器やカート
リッジフィルター、逆浸透膜（以下ＲＯとする）、限外
ろ過膜等を多段に組み合わせて製造されていた。

第４図は従来の純水製造装置による処理工程のフロー図
であり、原水はまず原水槽〈１）に貯留された後、凝集
ろ通塔（２）において原水中の懸濁物質等が除去される
。凝集剤としては１例えばボリ塩化アルミニウム等が添
加される。擬態ろ通塔（２）で処理された水はろ過水槽
（３）に貯えられた後、カチオン交換樹脂塔（４）、脱
炭酸塔（５）、アニオン交換樹脂塔（６）からなるいわ
ゆる２床３塔により原水中のイオンの除去が行われる。

また、カチオン交換樹脂塔〈４）、アニオン交換樹脂塔
（６）は、水中の微粒子や有機物の吸着除去を行う役割
を持っている。アニオン交換樹脂塔（６）で処理された
水は、処理水槽（７）に−時貯水され、次に熱交換器（
８）、紫外線殺菌器（９）及び保安フィルター（１０）
を通りＲＯ（１１）へと供給される。

ＲＯ（１１）で処理された水は、Ｒ○処理水槽（１２）
に靜えられた後、混床塔（１３）にて残存するイオンの
除去を行い比抵抗をＩＯＭΩ・Ｃ１１以上とし、ユース
ポイントやさらに高純度な超純水を得るために超純水製
造工程へと供給される。

従来の純水製造装置は上述したように構成され、ＲＯ（
１１）は数人と最も小さいボアーサイズの膜であり、水
中のイオン、微粒子、生菌、高分子有機物やコロイダル
状シリカ等のコロイダル状物質の除去を行う、しかし、
ＲＯ（１１）は薄い膜であり、しかも１０〜３０　　Ｋ
ｇ／ｅｍ２の高圧をかけて運転されるため、上記の各物
質は一部ＲＯ（１１）を通過してしまい、特にコロイダ
ル状物質の除去率は低いという欠点があった。

［発明が解決しようとする課題〕 最近の超ＬＳＩや超々ＬＳＩ用洗浄水としての超純水の
水質を得る上で最も大きな問題となっているのがコロイ
ダル状シリカ、コロイダル状金属、コロイダル状有機物
等のコロイダル状物質であった。しかるに、上述のよう
に構成された従来の純水製造装置では、水中に含まれる
コロイダル状物質を除去しにくいという問題点があった
。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、ＲＯ等の膜で除去できないコロイダル状物質
を効率よく除去することができる純水製造装置及び製造
方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る純水製造装置及び製造方法は、強制酸化
処理によりコロイダル状物質を強制的に酸化状固形微粒
子とした後、イオン交換樹脂による処理を行い、その後
、耐酸化性のある膜で膜処理を行うものである。

［作　用コ この発明においては、強制酸化処理によりコロイダル状
物質を酸化状固形微粒子とし粒子径を増大させることに
より後の工程でこれを除去し易くし、この微粒子をイオ
ン交換樹脂により除去して膜の目づまりを防止した後、
イオン交換樹脂で除去できなかった微粒子を膜で除去す
るので、コロイダル状物質を効率良く純水から除去する
ことができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による純水製造装置による
処理工程を示すフロー図であり、（１）〜（１３）は上
述した従来の純水製造装置におけるものと全く同一であ
る。アニオン交換樹脂塔（６）で処理された水は処理水
槽（７）に貯えられた後、オゾン処理塔（１４）へ導か
れ強制酸化処理が行われる。水中のコロイダル状物質は
、膜の中で最もボアーサイズの小さいＲＯ（１１）をも
一部通過してしまうことが従来の超純水製造装置の問題
点であった。そこで、強制酸化処理の１つであるオゾン
処理塔（１４）を設け、コロイダル状物質を強制的に酸
化状固形微粒子とする。また、このオゾン処理により、
コロイダル状物質が酸化状固形微粒子となると共に、低
分子の有機物は有機酸や炭酸へと酸化される。

第２図はオゾン処理塔（１４）の概略断面図であり、処
理水は供給口（２１）から反応槽（２２）内に供給され
る。一方、図示しないオゾン発生器で発生したオゾンは
、オゾン供給管（２６）により反応槽（２２）内に導入
され、オゾン供給管（２６）の先端に接続されたオゾン
散気管（２７）によりバブリングされる。オゾンにより
強制酸化処理された水は、反応槽出口管（２３）を通り
オゾン処理槽（２４）に貯水され、オゾン処理水出口（
２５）から排出される。また、未反応のオゾンはオゾン
排出口（２８）から系外に排出される。なお、オゾン処
理の際、反応槽（２２）内に過酸化水素を添加してもよ
く、過酸化水素を添加することにより、酸化力はさらに
強くなり、コロイダル状物質を強制的に酸化状固形微粒
子とする能力が増大する。

オゾン酸化処理された水中にはオゾンが溶解しているた
め、直接混床塔（１３）へ通水すると、イオン交換樹脂
の酸化劣化の原因となる。そこで、活性炭塔（１５）で
オゾンを分解するか、又はＮａＨＳＯ３等の還元剤を用
いてオゾンの除去を行った後、混床塔（１３）へ通水す
る。ここで、混床塔（１３）を設けたのは、オゾン処理
によりコロイダル状物質が酸化状固形微粒子となるため
、微粒子数の増加によりＲＯ（１１）が目づまりするの
を防止するためであり、混床塔（１３）により微粒子の
除去を行った後、ＲＯ（１１）へ処理された水を供給す
る。また、この混床塔（１３）でオゾン処理により分解
した有８！酸や炭酸が除去されるため、水中の全有機体
炭素量は低減する。

次いで、混床塔（１３）で処理された水は熱交換器（８
）等を通り、ＲＯ（１１）で処理される。ＲＯ（１１）
としては、前の工程でオゾンを使用しているため、長期
的な酸化劣化を防止するために、耐酸化性のある膜を使
用することが望ましく、例えば全芳香族ポリアミド系樹
脂又は酢酸セルロース系樹脂で作られた逆浸透膜が好適
に使用できる。

このＲＯ（１１）により、混床塔（１３）で除去できな
かった酸化状固形微粒子の除去、及びオゾン処理で酸化
されていない比較的高分子の有機物も除去される。

次に、この発明による純水製造装置を用いて得られた純
水の水質結果を次の表に示す。

表 混床塔入口における水の０．０７１Ｉｍ以上の微粒子は
、オゾン処理を行った場合、２６０００個／−１から５
１０００個／ｍｌと約２倍に増えており、同時に蒸発残
留物量が同じ１０００ｐｐｂであることから、コロイダ
ル状物質がオゾン処理により酸化状固形微粒子となって
いることが判る。なお、蒸発残留物量はコロイダル状物
質の量の指標となるものであり、蒸発残留物はコロイダ
ル状物質及び微粒子の合計量を表す０次に、ＲＯ出口の
水は、蒸発残留物量が１００ｐｐｂがら１ｏｐｐｂと１
０分の１に減っており、コロイダル状物質が大幅に減少
し１０倍高純度な純水を得ることができた。

なお、上述した実施例では、２床３塔による処理後にオ
ゾン処理塔、混床塔、ＲＯを設置しているが、第３図に
示すように、２床３塔を活性炭塔（１５）の後など任意
の点に設置することができる。

また、イオン交換樹脂として混床塔の代わりに２床３塔
を用いてもよく、又はこれらを併用してもよい、さらに
、イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂単独であってもよ
い。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、強制酸化処理により
コロイダル状物質を強制的に酸化状固形微粒子とした後
、イオン交換樹脂による処理を行い、その後、膜手段で
膜処理を行うので、純水中のコロイダル状物質を効率よ
く除去することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による純水製造装置による
処理工程を示すフロー図、第２図はオゾン処理塔の概略
断面図、第３図はこの発明の他の実施例による純水製造
装置による処理工程を示すフロー図、第４図は従来の純
水製造装置による処理工程を示すフロー図である。 図において、（１）は原水槽、（２）は凝集ろ過槽、（
３）はろ過水槽、（４）はカチオン交換樹脂塔、（５）
は脱炭酸塔、（６）はアニオン交換樹脂塔、（７）は処
理水塔、（８）は熱交換器、（９）は紫外線殺菌器、（
１０）は保安フィルター、（１１）はＲＯ（逆浸透Ｍ、
）　、＜１３）は混床塔、（１４）はオゾン処理塔、（
１５）は活性炭塔、（２１）は供給口、（２２）は反応
槽、〈２３）は反応槽出口管、（２４）はオゾン処理槽
、（２５）はオゾン処理水出口、く２６）はオゾン供給
管、（２７）はオゾン散気管である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）原水中のコロイダル状物質を酸化状固形微粒子に
   する強制酸化処理手段と、 この強制酸化処理手段で処理された水をイオン交換する
   イオン交換樹脂と、 イオン交換された水を膜処理する膜手段とを備えたこと
   を特徴とする純水製造装置。 （２）強制酸化処理手段はオゾンであることを特徴とす
   る請求項１記載の純水製造装置。（３）イオン交換樹脂
   は２床３塔及び／又は混床塔であることを特徴とする請
   求項１記載の純水製造装置。 （４）膜手段は逆浸透膜であることを特徴とする請求項
   １記載の純水製造装置。 （５）原水中のコロイダル状物質を強制酸化処理手段に
   より酸化状固形微粒子とし、 強制酸化処理手段で処理された水をイオン交換樹脂でイ
   オン交換処理し、次いで、 イオン交換された水を膜手段で膜処理することを特徴と
   する純水製造方法。