JPH0596277A - 純水の製造方法及び装置 - Google Patents
純水の製造方法及び装置Info
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Abstract
成分を可及的に少なくすることができる純水の製造方法
及び装置を提供する。 【構成】 水に含まれていて、そのままではモリブデン
酸試薬に反応しない非イオン性のシリカ成分を、オゾン
と接触反応させ、この反応工程と同時又はこの反応工程
の後に紫外線を照射してイオン化させ、イオン交換樹脂
塔に通す。このイオン交換樹脂搭を通った処理水は、非
イオン性のシリカ成分を実質的に含まない。
Description
装置に関し、特に限定されるものではないが例えば、半
導体製造工場において設備される洗浄用超純水の製造設
備、火力発電所や原子力発電所の復水の補給設備、医薬
品製造業等で使用される純水,超純水等の製造方法,装
置に関するものである。
電子工業分野を例にして以下説明する。半導体製造にお
いては、ウエハ洗浄等のために、従来から電解質、微粒
子、生菌等が極めて少ない高度に精製された超高度純
水、いわゆる超純水が用いられている。この超純水製造
設備は、純水中に微量に含まれる電解質、微粒子、有機
物、生菌等を除去するためにイオン交換樹脂、逆浸透膜
あるいは限外濾過膜等の膜濾過手段、紫外線酸化手段、
ポリシャーなどを用いたシステムの組合わせで構成され
るのが一般的である。図9はこのような従来設備の一例
を示し、凝集沈殿装置,濾過装置等の前処理装置で原水
中の懸濁物質の除去を行ない、次にイオン交換樹脂を用
いた脱塩水製造装置、純水製造装置、逆浸透膜装置、真
空脱気装置、ポリシャー(MBP)等で大半の電解質,
微粒子,生菌等の除去を行ない、このような一次系純水
製造装置から得られる一次純水をさらに殺菌や有機物分
解をするための紫外線(殺菌,酸化)装置,ポリシャ
ー、限外濾過膜等からなる二次系純水製造装置で上記一
次純水にわずかに残留している極微量の不純物の除去を
行なうという構成である。なお、二次系純水製造装置
は、一次系純水製造装置から離してユースポイント
(U.P)近傍に設ける場合が多い。
が要求されるのは、ウエハ洗浄水に含まれる不純物の存
在が製品歩留まりに大きく影響するからである。例えば
不純物のうちの微粒子は、蒸発残渣としてウエハにシミ
を作って歩留まりを低下させる。したがって、超純水で
あっても洗浄用水中の不純物をより一層低減化すること
はこの分野では製品歩留まりを向上させるために常に求
められている課題であると言ってよい。またそれだけで
なく、半導体産業の発展は近時めざましいものがあっ
て、例えばDRAMは4M,16Mの量産体制からさら
に64MDRAMの生産へと集積化がますます進展して
おり、それと共に洗浄時の上記シミの発生許容値(数,
大きさの許容値)もますます厳しく管理が求められ、超
純水の水質に対する要求も従来の水準からさらに一歩進
んだ超高度な精製が求められるようになってきている。
れた水中からさらに数ppbオーダ、あるいはそれ以下
という極く微量しか含まれていない不純物、特に微粒子
を除去することは、甚だ困難であり、特に半導体洗浄用
水の製造という工業的規模の設備でこれを実現すること
は、単なる実験室レベルでの実現可能性とは異なった課
題、例えば超純水の連続製造のためには蒸留等の手法は
実現可能性がないとか、吸着剤として活性炭を使用した
のではむしろこれから漏出する極めて微細な粒子の除去
が問題になるとかの課題を、総合的に解決できる技術で
なければならないという困難性がある。
水中の蒸発残渣の原因となる無機質微粒子に関連して、
例えばMarc Edwards氏とMaek M.Benjamin 氏により、コ
ロイダル状物質をオゾンで強制酸化して酸化状固形微粒
子にし、除去することが提案されている("A Mechanist
ic Study of Ozone-Induced Particle Destabilizatio
n",JOURNAL AWWA, 1991)。この文献によれば、純水に
オゾンをバブリングすることで、コロイダル状物質が酸
化状固形微粒子となって限外濾過膜等の膜により除去さ
れる微粒子数が増大するとされている。本発明者もこの
処理を行なった純水を分析することで、微粒子の増大と
これを膜濾過により除去できることを確認した。
た後、イオン交換処理と膜処理を行なった超純水を半導
体の洗浄に用い、ウエハ表面の状態を観察したところ相
変わらずシミが発生した。
表面のシミ発生の原因となる超純水中の不純物の除去を
一つの目的として本発明を提案するものである。
記のオゾンによる酸化処理でコロイダル状物質を固形状
化する方法では除去できないシミ発生の原因物質を分析
的に調べたところ、これがコロイダル状物質のうちの非
イオン性のシリカ成分(コロイダルシリカ)であること
が分かった。
ちのシリカ成分は、例えば特開昭62−39769号公
報でも指摘されているように製品の性能に悪い影響を及
ぼすことから、図9に示した従来の超純水製造装置にお
いても、非イオン性の微粒子を膜(RO等)濾過により
極力除去し、またMBPを通してイオン交換樹脂により
イオン性のシリカ成分を除去しているが、その処理水を
みても図7に示すように逆浸透膜等の膜やイオン交換樹
脂を通過してしまう非イオン性のシリカ成分について
は、適当な除去方法が従来なかった。
ISK0101に準じて測定される。すなわち水中に溶
存するイオン性シリカを酸性領域でモリブデン酸アンモ
ニウムと反応させて生成するモリブデン黄を還元してモ
リブデン青とし、その吸光度を測定することでシリカを
検出する方法である。しかしこの説明でも分かる通り、
シリカの検出はイオンとして水中に存在する場合にのみ
可能であり、非イオン性のシリカはモリブデン酸青を生
成しない。したがって測定のためには、非イオン性のシ
リカをイオン性のシリカに変換する操作を必要とする。
を把握するため、上述したオゾンによる強制酸化でコロ
イダル状物質を酸化状固形微粒子とする方式で得られた
水に含まれるシリカ成分と、その処理を行なわない水に
含まれるシリカ成分ついて、イオン性及び非イオン性の
シリカ濃度を測定した。図8はこの測定結果を示すもの
であるが、コロイダル状物質を酸化状固形微粒子化する
上記の強制酸化処理を行なっても、全シリカのうちで
もともと原水に含まれているイオン状シリカ成分は、
オゾンバブリングを行なっても殆ど増加せず、したがっ
て非イオン性のシリカ濃度は殆ど低下しなかった。
して固形微粒子とし除去する方法によっては、純水中の
非イオン性のシリカ成分を除去することができないこと
が分かったのである。超純水製造の過程で、水に含まれ
ている非イオン性のシリカ成分をイオン化してイオン交
換樹脂により除去することは従来全く試みられていなか
った。なお非イオン性のシリカ成分を含む水に炭酸水素
ナトリウムを混入し煮沸してイオン性シリカに変換する
JISK0101の方法(あるいは特開昭62−397
69号公報に記載の方法)等でイオン化することは知ら
れているが、この方法は、分析,測定のためには利用で
きるものの、超純水を連続的に製造する工業的な設備に
適用することは、煮沸等の工程が必要であるなどの理由
で不可能であるからである。
で、超純水製造の工業的設備に適用が可能である超純水
中の非イオン性のシリカ成分の除去法につき鋭意検討し
た。そしてこの検討の過程において、オゾンをバブリン
グしても超純水中の非イオン性のシリカ成分は固形微粒
子化せず、除去できないが、非イオン性シリカを特定の
条件(濃度,時間)で水中でオゾンと反応させ、しかも
紫外線照射を行なうことにより、イオン化が可能である
ことを見出した。すなわち、上述した図8の試験に加え
て、非イオン性のシリカ成分を含む水に濃度を変えてオ
ゾンを溶解させて所要時間の反応を行なわせると共に、
紫外線(UV)照射を同時又は順次に行なわせたと
きのイオン状シリカの濃度を測定すると、イオン状シリ
カ濃度が大幅に上昇することを知見したのである。しか
もこの処理法は純水製造設備あるいは超純水製造設備の
一部に組み込むことが可能かつ容易であり、連続した純
水製造あるいは超純水製造の工業的な装置の実現に極め
て有効である。
のであり、その目的は、純水あるいは超純水の製造を工
業的な規模で行なう場合に、製造された純水(超純水)
中の非イオン性のシリカ成分を可及的に減少させ、望ま
しくは実質的に零とすることができる新規な純水(超純
水)製造方法を提供することにある。
リカ成分が水中に殆ど存在しない純水(超純水)を製造
するのに適した工業的規模の純水(超純水)製造装置を
提供することにある。
における洗浄用超純水として有益な超純水を提供するこ
とにある。
的を実現するために、本発明者等は特許請求の範囲の各
請求項に記載した本発明を完成した。
水中に含まれていてそのままではモリブデン酸試薬に反
応しない非イオン性のシリカ成分をイオン化させ、これ
を固体電解質に吸着して除去する工程を有することを特
徴としており、非イオン性のシリカ成分をイオン化させ
る具体的方法としては、非イオン性のシリカ成分をオゾ
ンに接触させて反応させ、更に該シリカ成分に、オゾン
接触工程と同時又はこの工程に次いて紫外線を照射する
ことを特徴としている。
分をオゾンに接触,反応させる条件が重要であって、こ
のシリカ成分を含む水をオゾン濃度0.5ppm以上、
好ましくは1ppm以上、最適には3〜4ppmに維持
しながら必要であれば撹拌して、20分以上、好ましく
は40分以上反応させることがよい。オゾン濃度が0.
5ppm未満であると後述の紫外線照射を併せて行なっ
ても非イオン性のシリカ成分をイオン化させることが不
十分となり、また反応時間が20分未満であると、同様
にシリカ成分のイオン化が不十分となる。
オン性のシリカ成分を上記のオゾン濃度を維持した水中
で、シリカ成分に紫外線を照射することが必須である。
これによって、非イオン性のシリカ成分のイオン化が初
めて有効に行なわれる。
従来技術において、残存オゾンを分解する目的で用いら
れている活性炭や硫酸水素ナトリウム等の還元剤を適用
しても本発明の目的は達成できない。
定されるものではなく一般的にUVランプと称されてい
るもの(通常発光波長が170〜400nmのランプ)
を用いて有効に実施できる。UVの照射は、少なくとも
上記の濃度で水中に溶解されているオゾンを分解するの
に十分な程度照射される。
中に、非イオン性のシリカ成分をイオン化させる手段
と、イオン化した水中のシリカ成分を固体電解質にイオ
ン交換により固定化する手段、例えばイオン交換樹脂塔
を設けることによって構成される。これらは、装置が超
純水製造装置である場合には一次系純水製造装置内に設
けることが好ましい。
させる手段は、例えば水を所定時間通過滞留させる容器
(オゾン反応槽)と、この容器内の水のオゾン濃度を一
定値以上に維持するようにオゾンを溶解する手段と、オ
ゾンが溶解した水にUV照射をする手段と、更に要すれ
ば容器内の水を撹拌する手段を組合せることで構成され
る。オゾン溶解手段としては、特に限定されるものでは
ないが、例えば容器に水を給水するライン中にエゼク
タ,アトマイザ,タービン,ミキサ等を設けて気液混合
させる方式が採用できる。上記容器は特に限定されるも
のではないが、下部から未処理水を流入させると共に下
部からオゾンを曝気し、上部から溢流式で処理水を次段
に流す方式のものを代表的に例示することができる。ま
たオゾン曝気に伴って水中に気泡が混入することが考え
られる場合には、次の工程でUV照射効率を効率化する
ためにオゾン曝気槽とUV照射装置の間に気液分離槽を
設けることが好ましい。
置内に設ける場合、実施例で詳細に後述する如く一次系
純水製造装置に用いられている複床式純水製造装置と組
み合わせることができる。この複床式純水製造装置とし
ては、例えば強酸性陽イオン交換樹脂を充填したK塔
と、脱炭酸塔と、強塩基性陰イオン交換樹脂を充填した
A塔とを組合せた所謂2床3塔式純水製造装置を代表的
に例示でき、原水を先ずK塔に通水して原水に含まれる
陽イオンを水素イオンに置換して鉱酸(HCl,HNO
3 ,H2 SO4 等)、炭酸(H2 CO3 )、珪酸(H2
SiO3 等)を生成させ、次いで上記酸のうち炭酸を脱
炭酸塔で物理的手段によって除去した後、鉱酸及び珪酸
をA塔で除去するものである。
ッキン等の充填材を充填した充填塔と、その下部に有す
る脱炭酸水槽から成るもので、K塔処理水を充填塔の上
部から流入させ、充填塔の下部からブロアーを用いて空
気等の気体を流入させてここで気液接触させ、K塔処理
水中に含まれている炭酸を炭酸ガスとして放出させ、炭
酸を除いた水を脱炭酸水槽に滞留させるものであり、K
塔処理水中に含まれる炭酸を脱炭酸塔で除去することに
よりA塔のイオン負荷を低減させるるものである。
る。
一部を示したものであり、この図の例は、図9に示した
従来一般的な超純水製造装置の一次系純水製造装置に、
非イオン性のシリカ成分を除去するための構成を組み込
んだ例のものを示している。
イオン性のシリカ成分を除去する図1の構成では、未処
理水(非イオン性のシリカ成分の除去がされていない
水)は、前段の例えば原水タンク1から未処理水送水管
2を通してポンプPにより反応槽3に送られる。そして
この未処理水送水管2の途中には耐酸・耐オゾン性の材
質で作られたエゼクタ4が設けられ、そのアスピレータ
の作用でオゾンを吸引して効率の良い気液混合が行なわ
れる。
反応槽3には、上記オゾンを溶解した未処理水が下部か
ら供給されることで、槽底部に設けられた散気管5によ
りオゾンが曝気され、この反応槽3内のオゾン濃度を所
定値以上に維持する。なおこの実施装置においては、反
応槽3及び散気管5の内面を精密電解複合研磨を行なっ
て微粒子汚染を防止することがよい。
6に導かれて気液分離し、更に紫外線照射装置7を通し
た後、例えば図9で示しているフローに従って、無塵ポ
ンプ(二国機械工業社製等)8により膜処理装置(例え
ば逆浸透膜:日東電工社製)9で膜濾過し、混床式イオ
ン交換樹脂塔(MBP)10で処理される。
カ成分の除去機構を超純水製造装置の二次系純水製造装
置内に設けた場合の代表的な一例を示したものである。
この図の例では、一次系純水製造装置では、原水が前処
理装置を経てイオン交換樹脂塔、逆浸透膜、ポリシャー
を通して一次純水が製造され、一次純水貯留タンク11
に溜められる。次に図1で示した非イオン性のシリカ成
分の除去機構であるオゾン反応、気液分離、紫外線照射
の各処理装置を通した後、脱酸素装置(例えば真空脱
気、パラジュウム樹脂塔、窒素曝気)を通し、更にイオ
ン交換手段(CP)、膜濾過手段(UF,RO)を経て
ユースポイント(U.P)に給水されるようにしてい
る。余分の超純水は貯留タンク11に戻される。
水中の非イオン性のシリカ成分の除去を行なった場合の
試験例を説明する。
ットル/h、反応タンク容量を1m3 (曝気槽500リ
ットル、気液分離槽500リットル;従って反応時間2
時間)として、超純水製造を行なった。
mで変動した。
製;波長254nm,殺菌効果1m3 /h用;照射量3
0W・h/m3 )に通した後、無塵ポンプ(二国機械工
業社製)により膜処理装置(逆浸透膜:日東電工社製)
に通した水、及びこれを更に混床式イオン交換樹脂塔に
通した水、に含まれるシリカを、誘導結合プラズマ質量
分析装置ICP−MS(横河電機社製)によって測定し
た。結果を図3及び下記表1に示した。
かった場合(但し、紫外線照射は同様に行なった)の水
につき、同様の測定を行ないその結果を併せて表1に示
した。
示し図4はそのフローの一例を示している。
ン交換樹脂を充填したK塔、104は充填塔102及び
脱炭酸水槽103からなる脱炭酸塔であり、脱炭酸塔1
04を通った水は脱炭酸水ポンプ105により紫外線照
射装置106と強塩基性陰イオン交換樹脂を充填したA
塔107を通過するように流される。
からオゾンを流入することを特徴としている。
流入する充填塔102で気液接触させることにより脱炭
酸を行なうと共にオゾンを溶解させ、次いで脱炭酸水槽
103内でオゾンと脱炭酸水とを接触反応させ、その
後、紫外線照射装置106でオゾンを含有する脱炭酸水
に紫外線を照射して、非イオン性のシリカ成分をイオン
化し、次いでA塔107で当該イオン化したシリカ成分
と共に、元々存在するイオン状シリカ、鉱酸、残留する
炭酸等の陰イオンを除去することができる。
るオゾン濃度、接触時間、紫外線照射等の条件は、上述
の条件と同様とされる。本例によれば、オゾン反応と脱
炭酸の処理を一括して行なわせることができる。
3内に紫外線ランプを組み入れることにより、紫外線照
射装置106を省略することが可能となり、よりシンプ
ルな装置構造とすることができる。
の他の例を示し、この例の特徴は、脱炭酸塔104とA
塔107の間に、反応タンク110と紫外線照射装置1
06を設置したことにある。本例の場合は、脱炭酸塔1
04の充填塔102ではブロアー108より空気を流入
し、脱炭酸水ポンプ105で吐出される脱炭酸水にエゼ
クター109によってオゾンを流入し、次いで反応タン
ク110でオゾンと脱炭酸水とを接触反応させる。以降
は図4と同様であり、図5に示した例は例えば既設の複
床式純水製造装置に本発明を組み入れる場合に採用され
る。
れぞれ強酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換
樹脂を充填するものであるが、これに限らず種々の形態
とすることができる。例えばK塔について言えば、K塔
内に弱酸性陽イオン交換樹脂と強酸性陽イオン交換樹脂
を複層床にして充填して、原水を弱酸性陽イオン交換樹
脂、強酸性陽イオン交換樹脂の順に通水するもの、ある
いはK塔を2塔にして第1塔に弱酸性陽イオン交換樹脂
を充填し、第2塔に強酸陽イオン交換樹脂を充填して、
原水を弱酸性陽イオン交換樹脂、強酸性陽イオン交換樹
脂の順に通水するものが採用でき、またA塔についても
A塔内に弱塩基性陰イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン
交換樹脂を複層床に充填して、脱炭酸水を弱塩基性陰イ
オン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂の順に通水す
るもの、あるいはA塔を2塔にして第1塔に弱塩基性陰
イオン交換樹脂を充填し、第2塔に強塩基性陰イオン交
換樹脂を充填して、脱炭酸水を弱塩基性陰イオン交換樹
脂、強塩基性陰イオン交換樹脂の順に通水するものが採
用できる。
る再生薬液の通液についても、通水と同じ方向に再生薬
液を通液する並流再生式や通水と逆方向に再生薬液を通
液する向流再生式のいずれも用いることができる。
装置に用いられる複床式純水製造装置に用いる例を述べ
たが、超純水製造設備の一次系純水製造装置内に本発明
を組み合わせる場合、例えば図6に示したフローとする
ことも出来る。
は凝集剤を添加しながら濾過するマイクロフロック濾過
装置等の前処理装置120で原水を処理して主に原水中
の懸濁物質を除去した後、2床3塔式純水製造装置12
1で純水を製造し、次いで当該純水にオゾンを溶解させ
反応槽122で反応させた後、紫外線照射装置123で
処理して2床3塔式純水製造装置121の処理水中に含
まれる非イオン性のシリカ成分をイオン化する。
の酸素を代表とする溶存気体を除去し、次いで混床式純
水製造装置125で前記イオン化したシリカとその他の
残留イオンを除去し、さらに逆浸透膜装置126で処理
して一次純水を製造する。なお前処理装置120から逆
浸透膜装置126までが一次系純水製造装置Aである。
水貯槽127に移送し、次いで下記の2次系純水製造装
置(サブシステム)Bで処理する。
を出す紫外線ランプを用いる紫外線照射装置128で処
理して微量残留する有機物を酸化分解し、次いで混床式
ポリシャー129、限外濾過膜装置130で処理して超
純水を製造する。なお得られた超純水はユースポイント
131で必要の都度用い、残余の超純水は一次純水貯槽
127に循環する。
ば、純水あるいは超純水の製造を工業的な規模で行なう
場合に、製造された純水(超純水)中の非イオン性のシ
リカ成分の量が、従来の方法によって製造されていた純
水(超純水)に比べて大幅に減少された純水(超純水)
を提供できるという効果がある。
ど存在しない純水(超純水)を工業的な規模の純水(超
純水)製造装置によって初めて提供できるという効果が
ある。
理等の条件が年々厳しくなっている半導体製造分野にお
いて、製品歩留まりを低下させる要因となっている洗浄
用超純水中の不純物の量を飛躍的に減少できるという効
果もある。
非イオン性のシリカ成分が除去できるだけでなく、オゾ
ンの溶解によって同時に、シリカ以外の無機質微粒子の
固形状化、紫外線併用で純水中の有機物の分解が行なわ
れ膜によって濾過除去もできるという効果がある。
造設備の一次系に組み込んだ場合の構成概要一例をフロ
ーで示した図。
成分の除去装置を組み込んだ構成概要一例をフローで示
した図。
た試験の結果を示した図。
だ複床式純水製造装置の構成概要一例をフローで示した
図。
だ複床式純水製造装置の他の例をフローで示した図。
カ成分の除去装置を組み込んだ場合の構成概要一例をフ
ローで示した図。
リカの濃度変化を示した図。
のシリカ成分がイオン化する割合が異なることを検討し
た結果を示した図。
で示した図。
4:エゼクタ、5:散気管、6:気液分離槽、7:紫外
線照射装置、8:無塵ポンプ 9:膜処理装置、10:混床式イオン交換樹脂塔、1
1:貯留タンク。
電子工業分野を例にして以下説明する。半導体製造にお
いては、ウエハ洗浄等のために、従来から電解質、微粒
子、生菌等が極めて少ない高度に精製された超高度純
水、いわゆる超純水が用いられている。この超純水製造
設備は、純水中に微量に含まれる電解質、微粒子、有機
物、生菌等を除去するためにイオン交換樹脂、逆浸透膜
あるいは限外濾過膜等の膜濾過手段、紫外線酸化手段、
ポリシャーなどを用いたシステムの組合わせで構成され
るのが一般的である。図9はこのような従来設備の一例
を示し、凝集沈殿装置,濾過装置等の前処理装置で原水
中の懸濁物質の除去を行ない、次にイオン交換樹脂を用
いた脱塩水(純水)製造装置、逆浸透膜装置、真空脱気
装置、ポリシャー(MBP)等で大半の電解質,微粒
子,生菌等の除去を行ない、このような一次系純水製造
装置から得られる一次純水をさらに殺菌や有機物分解を
するための紫外線(殺菌,酸化)装置,ポリシャー、限
外濾過膜等からなる二次系純水製造装置で上記一次純水
にわずかに残留している極微量の不純物の除去を行なう
という構成である。なお、二次系純水製造装置は、一次
系純水製造装置から離してユースポイント(U.P)近
傍に設ける場合が多い。
定されるものではなく一般的にUVランプと称されてい
るもの(たとえば発光波長が170〜400nmのラン
プ)を用いて有効に実施できる。UVの照射は、少なく
とも上記の濃度で水中に溶解されているオゾンを分解す
るのに十分な程度照射される。
中に、非イオン性のシリカ成分をイオン化させる手段
と、イオン化した水中のシリカ成分を固体電解質にイオ
ン交換により固定化する手段、例えばイオン交換樹脂塔
を設けることによって構成される。これらは、装置が超
純水製造装置である場合には一次系純水製造装置内に設
けることが好ましい。なお本発明における固体電解質と
は、イオン状シリカを吸着固定できる球状,破砕状,粉
末状,繊維状の無機質イオン交換体,有機質イオン交換
体を指し、たとえばスチレンとジビニルベンゼンの共重
合体に交換基として第4アンモニウム塩を有した強塩基
性陰イオン交換樹脂が好ましく用いられる。
6に導かれて気液分離し、更に紫外線照射装置7を通し
た後、無塵ポンプ(二国機械工業社製等)8により膜処
理装置(例えば逆浸透膜:日東電工社製)9で膜濾過
し、強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹
脂の混合樹脂が充填された混床式イオン交換樹脂塔(M
BP)10で処理される。未処理水中の非イオン状シリ
カは、オゾン処理および紫外線処理によってイオン状シ
リカとなり、このイオン状シリカは混床式イオン交換樹
脂塔内の強塩基性陰イオン交換樹脂によって除去され
る。
カ成分の除去機構を超純水製造装置の二次系純水製造装
置内に設けた場合の代表的な一例を示したものである。
この図の例では、一次系純水製造装置では、原水が前処
理装置を経てイオン交換樹脂塔、逆浸透膜、ポリシャー
を通して一次純水が製造され、一次純水貯留タンク11
に溜められる。次に図1で示した非イオン性のシリカ成
分をイオン状シリカに変換する機構であるオゾン反応、
気液分離、紫外線照射の各処理装置を通した後、脱酸素
装置(例えば真空脱気、パラジュウム樹脂塔、窒素曝
気)を通し、更に強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰
イオン交換樹脂の混合樹脂を用いるイオン交換手段(C
P)、膜濾過手段(UF,RO)を経てユースポイント
(U.P)に給水されるようにしている。余分の超純水
は貯留タンク11に戻される。
ットル/h、反応槽容量を1m3 (曝気槽500リット
ル、気液分離槽500リットル;従って反応時間2時
間)として、超純水製造を行なった。
mで変動した。
の他の例を示し、この例の特徴は、脱炭酸塔104とA
塔107の間に、反応槽110と紫外線照射装置106
を設置したことにある。本例の場合は、脱炭酸塔104
の充填塔102ではブロアー108より空気を流入し、
脱炭酸水ポンプ105で吐出される脱炭酸水にエゼクタ
ー109によってオゾンを流入し、次いで反応タンク1
10でオゾンと脱炭酸水とを接触反応させる。以降は図
4と同様であり、図5に示した例は例えば既設の複床式
純水製造装置に本発明を組み入れる場合に採用される。
Claims (13)
- 【請求項1】 水中に含まれていて、そのままではモリ
ブデン酸試薬に反応しない非イオン性のシリカ成分をイ
オン化させる工程と、このイオン化したシリカ成分を固
体電解質に吸着して水中から除去する工程とを有するこ
とを特徴とする純水の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1において、水中に含まれていて
そのままではモリブデン酸試薬に反応しない非イオン性
のシリカ成分をイオン化させる工程が、該シリカ成分を
オゾンに接触させる工程と、この工程の次ぎに該シリカ
成分に紫外線を照射する工程とを含むことを特徴とする
純水の製造方法。 - 【請求項3】 請求項2において、シリカ成分をオゾン
に接触させる工程が、該シリカ成分を含む水をオゾン濃
度0.5ppm以上に維持して20分以上反応させる工
程であることを特徴とする純水の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1において、水中に含まれていて
そのままではモリブデン酸試薬に反応しない非イオン性
のシリカ成分をイオン化させる工程が、該シリカ成分を
オゾンに接触させる工程と、この工程と同時に該シリカ
成分に紫外線を照射する工程とを含むことを特徴とする
純水の製造方法。 - 【請求項5】 水中に含まれていて、そのままではモリ
ブデン酸試薬に反応しない非イオン性のシリカ成分をイ
オン化させる手段と、イオン化された水中のシリカ成分
を固体電解質にイオン交換により固定化する手段と、を
備えたことを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項6】 請求項5のシリカ成分をイオン化させる
手段及びイオン化したシリカ成分を固体電解質に固定化
する手段が、超純水製造設備の一次系純水製造装置内に
設けられていることを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項7】 請求項5又は6において、水中に含まれ
ていてそのままではモリブデン酸試薬に反応しない非イ
オン性のシリカ成分をイオン化させる手段が、該水を所
定時間通過滞留させる容器と、この容器内の水にオゾン
を溶解する手段と、オゾンが溶解した水に紫外線を照射
する手段とを備えたことを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項8】 請求項7において、水を所定時間通過滞
留させる容器と紫外線を照射する手段の間に、気液分離
手段を設けたことを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項9】 請求項5又は6において、水中のイオン
化されたシリカ成分をイオン交換して固体電解質に固定
化する手段が、イオン交換樹脂を充填したイオン交換樹
脂塔であることを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項10】 請求項6の一次系純水製造装置が複床
式純水製造装置であって、陽イオン交換樹脂を充填する
K塔と陰イオン交換樹脂を充填するA塔の間に、非イオ
ン性のシリカ成分にオゾンを接触させるオゾン反応槽
と、紫外線照射装置とを、非イオン性のシリカ成分をイ
オン化させる手段として設置したことを特徴とする純水
の製造装置。 - 【請求項11】 請求項10において、オゾン反応槽の
前段に脱炭酸塔を設置したことを特徴とする純水の製造
装置。 - 【請求項12】 請求項6の一次系純水製造装置が複床
式純水製造装置であって、陽イオン交換樹脂を充填する
K塔と陰イオン交換樹脂を充填するA塔の間に、オゾン
を曝気気体として用いる脱炭酸塔と紫外線照射装置と
を、非イオン性のシリカ成分をイオン化させる手段とし
て設置したことを特徴とする純水の製造装置。 - 【請求項13】 請求項12において、紫外線照射装置
を脱炭酸塔の下部貯水槽に設けたことを特徴とする純水
の製造装置。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6409918B1 (en) * | 1997-11-06 | 2002-06-25 | Kurita Water Industries Ltd. | Apparatus for supplying ozonated ultrapure water |
| JP2007021408A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd | 水処理装置及び方法 |
| JP2009541036A (ja) * | 2006-06-21 | 2009-11-26 | ゴンザレス アルコセアー,ユアン ヨルゲ デイアズ | 水からのシリカ除去を必要とする冷却塔及び各種工程での水処理の方法と統合的システム |
| JP2012179538A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Air Water Inc | 廃水処理装置および方法 |
| JP2017202466A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有排水の処理方法及び装置 |
| CN111362468A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种臭氧、改性沸石和超滤膜复合装置及其使用方法 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645727A (en) * | 1994-05-06 | 1997-07-08 | Illinois Water Treatment, Inc. | On-line ozonation in ultra pure water membrane filtration |
| NZ264188A (en) * | 1994-08-05 | 1996-10-28 | Ennotech Holdings Ltd | Method and apparatus for sterilising electrically conductive liquid by creating a voltage gradient between electrodes in contact with the liquid |
| JP3518112B2 (ja) * | 1995-12-06 | 2004-04-12 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池の水処理装置 |
| US6562205B1 (en) * | 1997-03-31 | 2003-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High-temperature ultrapure water production apparatus and liquid medicine preparation apparatus equipped with the production apparatus |
| KR100253095B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2000-04-15 | 윤종용 | 반도체소자제조용용수처리설비의광산화처리장치 |
| US6455017B1 (en) * | 1999-02-04 | 2002-09-24 | John R. Kasting, Jr. | Method and mobile apparatus for washdown and sanitizing |
| RU2151106C1 (ru) * | 1999-07-12 | 2000-06-20 | Боголицын Константин Григорьевич | Способ очистки воды и модульное устройство для его осуществления |
| US6927176B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
| US7456113B2 (en) * | 2000-06-26 | 2008-11-25 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
| US6607668B2 (en) | 2001-08-17 | 2003-08-19 | Technology Ventures, Inc. | Water purifier |
| DE10144510A1 (de) * | 2001-09-10 | 2003-04-03 | Wedeco Ag | Ozon/UV-Kombination zum Abbau von endokrinen Substanzen |
| US20040002430A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-01 | Applied Materials, Inc. | Using a time critical wafer cleaning solution by combining a chelating agent with an oxidizer at point-of-use |
| US6991733B2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-01-31 | Industrial Technology Research Institute | Process for removing organics from ultrapure water |
| US8968576B2 (en) * | 2004-11-30 | 2015-03-03 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Nebulizing treatment method |
| US7564816B2 (en) * | 2006-05-12 | 2009-07-21 | Shared Spectrum Company | Method and system for determining spectrum availability within a network |
| JP5143002B2 (ja) * | 2006-08-01 | 2013-02-13 | メタウォーター株式会社 | 排水再利用方法 |
| WO2008089279A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | The Purolite Company | Reduced fouling of reverse osmosis membranes |
| RU2431610C2 (ru) * | 2009-06-08 | 2011-10-20 | Витаутас Валентинович Сенкус | Комплексный способ безреагентной очистки сточных вод и брикетирования ила |
| WO2011043686A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | Limited Liability Corporation Torgovyy Dom "Promtsentr" | Modular water treatment plant (embodiments) |
| RU2422384C1 (ru) * | 2009-12-15 | 2011-06-27 | Владимир Михайлович Еськов-Сосковец | Способ комплексной очистки воды и установка для его реализации |
| CN103449639B (zh) * | 2013-09-16 | 2014-11-05 | 中国海洋石油总公司 | 一种微串联-内循环光电催化氧化废水处理方法 |
| RU2605983C1 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-01-10 | Государственное унитарное предприятие города Москвы по эксплуатации московских водоотводящих систем "Мосводосток" (ГУП "Мосводосток") | Установка очистки поверхностного стока |
| CN107673533B (zh) * | 2015-11-13 | 2020-12-04 | 江苏理工学院 | 一种零废水排放的制备超纯水的方法 |
| RU2616463C1 (ru) * | 2016-02-10 | 2017-04-17 | Евгений Анатольевич Погадаев | Способ очистки жидких смесей |
| CN105819628A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 山东成泰化工有限公司 | 一种工业用水循环再利用装置 |
| CN105967402A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-09-28 | 许昌豪丰化学科技有限公司 | 一种苯硼酸生产线的废水处理系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03188988A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-16 | Ebara Res Co Ltd | 純水又は超純水の精製方法及び装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3197401A (en) * | 1963-12-27 | 1965-07-27 | Rohm & Haas | Method for regenerating weakly basic anion exchange resin |
| US3458438A (en) * | 1966-03-09 | 1969-07-29 | Crane Co | Method and apparatus for water treatment |
| US3870033A (en) * | 1973-11-30 | 1975-03-11 | Aqua Media | Ultra pure water process and apparatus |
| US4548716A (en) * | 1984-07-25 | 1985-10-22 | Lucas Boeve | Method of producing ultrapure, pyrogen-free water |
| JPS6239769A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-20 | Hitachi Ltd | 水中の全シリカの自動分析装置 |
| JPH089030B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1996-01-31 | 三菱電機株式会社 | イオン交換樹脂による水のpH制御方法 |
| US5024766A (en) * | 1988-11-09 | 1991-06-18 | Shahzad Mahmud | Point of use deionized water purification unit |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257291A patent/JP2677468B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-10-01 KR KR1019920018034A patent/KR950006686B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-01 US US07/955,143 patent/US5470461A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-02 DE DE4233270A patent/DE4233270C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-11 US US08/439,124 patent/US5554295A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03188988A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-16 | Ebara Res Co Ltd | 純水又は超純水の精製方法及び装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6409918B1 (en) * | 1997-11-06 | 2002-06-25 | Kurita Water Industries Ltd. | Apparatus for supplying ozonated ultrapure water |
| JP2007021408A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd | 水処理装置及び方法 |
| JP2009541036A (ja) * | 2006-06-21 | 2009-11-26 | ゴンザレス アルコセアー,ユアン ヨルゲ デイアズ | 水からのシリカ除去を必要とする冷却塔及び各種工程での水処理の方法と統合的システム |
| JP2012179538A (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Air Water Inc | 廃水処理装置および方法 |
| JP2017202466A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有排水の処理方法及び装置 |
| WO2017195764A1 (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有排水の処理方法及び装置 |
| CN111362468A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种臭氧、改性沸石和超滤膜复合装置及其使用方法 |
Also Published As
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