JPH0671594B2 - 水中の溶存酸素の除去方法および装置 - Google Patents
水中の溶存酸素の除去方法および装置Info
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- JPH0671594B2 JPH0671594B2 JP2274766A JP27476690A JPH0671594B2 JP H0671594 B2 JPH0671594 B2 JP H0671594B2 JP 2274766 A JP2274766 A JP 2274766A JP 27476690 A JP27476690 A JP 27476690A JP H0671594 B2 JPH0671594 B2 JP H0671594B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中の溶存酸素（以下DOと称す）を除去する方
法及び装置に係り、特に低濃度（1mg/l以下）のDOを除
去する方法及び装置に関するものである。
法及び装置に係り、特に低濃度（1mg/l以下）のDOを除
去する方法及び装置に関するものである。
本発明は、電子工業の洗浄用水、ボイラ給水、食品工業
のプロセス用水及び洗浄用水等に利用できる。
のプロセス用水及び洗浄用水等に利用できる。
水のDOを除去する方法としては、従来より加熱脱気、真
空脱気、N2ガスパージ等の物理的方法と還元剤を添加す
る化学的方法とがある。
空脱気、N2ガスパージ等の物理的方法と還元剤を添加す
る化学的方法とがある。
加熱脱気はガスの水への溶解度が高温では低くなること
を利用し、蒸気と水とを直接接触させて加熱することに
よりDOを除去する方法である。主として、高温かつ多量
の水を必要とする発電所等で用いられ、ボイラ等の腐食
防止を目的として、ボイラ給水のDOの除去を行ってい
る。
を利用し、蒸気と水とを直接接触させて加熱することに
よりDOを除去する方法である。主として、高温かつ多量
の水を必要とする発電所等で用いられ、ボイラ等の腐食
防止を目的として、ボイラ給水のDOの除去を行ってい
る。
冷水の脱気は、おもに真空脱気で行われる。真空脱気塔
は塔内を真空状態にするとともに、ラシヒリング等を充
填した塔に、上部より水を噴霧して、塔内の水の表面積
を大きくすることで、水に溶存しているガスを塔外へ放
出する。疎水性膜を介して真空脱気を行う膜脱気法が最
近注目されている。この方法は液相と気相（真空）を膜
で隔離しているため、脱気塔の場合のような塔高の制約
を受けない。
は塔内を真空状態にするとともに、ラシヒリング等を充
填した塔に、上部より水を噴霧して、塔内の水の表面積
を大きくすることで、水に溶存しているガスを塔外へ放
出する。疎水性膜を介して真空脱気を行う膜脱気法が最
近注目されている。この方法は液相と気相（真空）を膜
で隔離しているため、脱気塔の場合のような塔高の制約
を受けない。
また、N2ガスを水中に曝気し、水中のN2ガス分圧を高め
ることでO2ガスの分圧を小さくし、水中からO2ガスをパ
ージする方法もある。
ることでO2ガスの分圧を小さくし、水中からO2ガスをパ
ージする方法もある。
以上は物理的にDOを除去するものであるが、化学反応を
利用する方法もある。例えば、ヒドラジン（N2H4）、亜
硫酸ナトリウム（Na2SO3）、または亜硫酸水素ナトリウ
ム（NaHSO3）等の還元剤を水に添加することで、以下に
示す化学反応でDOを除去することができる。
利用する方法もある。例えば、ヒドラジン（N2H4）、亜
硫酸ナトリウム（Na2SO3）、または亜硫酸水素ナトリウ
ム（NaHSO3）等の還元剤を水に添加することで、以下に
示す化学反応でDOを除去することができる。
N2H4＋O2 → N2＋2H2O 2Na2SO3＋O2 → 2Na2SO4 2NaHSO3＋O2 → Na2SO4＋H2SO4 また、加熱脱気あるいは真空脱気の物理的方法と、還元
剤を注入する化学的方法との併用も行われている。
剤を注入する化学的方法との併用も行われている。
近年、半導体集積回路の高密度比に伴い、要求される超
純水の水質もますます厳しくなりつつある。例えば第１
表に示すように、集積度によっては電解質、微粒子、生
菌等が極めて少なくDOも50μg/l以下を要求される。
純水の水質もますます厳しくなりつつある。例えば第１
表に示すように、集積度によっては電解質、微粒子、生
菌等が極めて少なくDOも50μg/l以下を要求される。
このように極く低濃度のDOを、従来の加熱脱気或いは真
空脱気単独で達成することは、原理的に困難なだけでな
く、装置規模や処理時間の点から経済的にみて実現が難
しい。そのため例えば、貫流型ボイラ等のボイラ給水で
は、DOを100μg/l以下とするために、該物理的方法の他
にヒドラジン（N2H4）を注入する化学的方法を併用して
いる。
空脱気単独で達成することは、原理的に困難なだけでな
く、装置規模や処理時間の点から経済的にみて実現が難
しい。そのため例えば、貫流型ボイラ等のボイラ給水で
は、DOを100μg/l以下とするために、該物理的方法の他
にヒドラジン（N2H4）を注入する化学的方法を併用して
いる。
しかし、化学的方法でDOを除去する場合、DOより過剰に
添加した薬品（N2H4,Na2SO3等）が残留し、イオン交換
処理におけるイオン交換樹脂の負荷となるばかりか、DO
と反応して生成したSO4 2-イオン等も同様にイオン交換
樹脂の負荷となる。
添加した薬品（N2H4,Na2SO3等）が残留し、イオン交換
処理におけるイオン交換樹脂の負荷となるばかりか、DO
と反応して生成したSO4 2-イオン等も同様にイオン交換
樹脂の負荷となる。
また、N2パージ法では１〜2Nm3/m3と多量のN2ガスを必
要とし不経済である。
要とし不経済である。
以上示したように、従来の脱気法で極く低濃度のDOを達
成しようとするならば、設備が大掛りとなったり、不純
物イオンの増加を生じたり、多量の薬品或いはN2ガスが
必要となるなどの問題があった。
成しようとするならば、設備が大掛りとなったり、不純
物イオンの増加を生じたり、多量の薬品或いはN2ガスが
必要となるなどの問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、DOの
極力少ない水を安価に安定して得ることのできるDO除去
方法及び装置を提供することを目的とする。
極力少ない水を安価に安定して得ることのできるDO除去
方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明者らは上記目的を達成すべく研究の結果、酸素を
溶存する水に還元剤を溶解し、紫外線を照射すれば容易
に水中の溶存酸素を除去できることを見出し、さらに還
元剤の種類及びその添加量、紫外線の照射量、還元剤と
してのH2ガスの供給源としての電気分解から発生する水
素の採用、水素以外の還元剤の供給方法及び残留還元剤
の除去方法等について検討を加えこれらの条件を選定す
れば、、上記課題を解決して工業的に利用可能な除去方
法及び装置が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
溶存する水に還元剤を溶解し、紫外線を照射すれば容易
に水中の溶存酸素を除去できることを見出し、さらに還
元剤の種類及びその添加量、紫外線の照射量、還元剤と
してのH2ガスの供給源としての電気分解から発生する水
素の採用、水素以外の還元剤の供給方法及び残留還元剤
の除去方法等について検討を加えこれらの条件を選定す
れば、、上記課題を解決して工業的に利用可能な除去方
法及び装置が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
したがって、本発明は第１に、水中に溶存する酸素の除
去方法として、酸素を溶存する水に還元剤を溶解し、同
時にまたは次いで紫外線を照射することを特徴とする方
法を提供するものであり、好ましくは下記のような具体
的条件を有するものである。
去方法として、酸素を溶存する水に還元剤を溶解し、同
時にまたは次いで紫外線を照射することを特徴とする方
法を提供するものであり、好ましくは下記のような具体
的条件を有するものである。
（１）水素、ヒドラジン、しゅう酸、ギ酸、亜硫酸ナト
リウム、及び亜硫酸水素ナトリウムのうちから選ばれた
１種以上の還元剤を使用し、還元剤の水に溶解する量が
水中に溶存する酸素量に対しモル比で１〜５の範囲とな
るように添加する。
リウム、及び亜硫酸水素ナトリウムのうちから選ばれた
１種以上の還元剤を使用し、還元剤の水に溶解する量が
水中に溶存する酸素量に対しモル比で１〜５の範囲とな
るように添加する。
（２）還元剤としてのH2ガスは気体透過膜を介して水に
溶解する。
溶解する。
（３）また水素の供給源として、水の電気分解によって
発生する水素を利用する。
発生する水素を利用する。
（４）処理水にH2ガスを溶解し紫外線を照射して溶存酸
素を除去したのち、未反応の溶存水素を気体透過膜を介
して除去する。
素を除去したのち、未反応の溶存水素を気体透過膜を介
して除去する。
（５）水素以外の還元剤のうちから選ばれた還元剤をメ
ンブレンフィルタを介して水に溶解し、紫外線を照射し
たのち、残留還元剤を混床式イオン交換樹脂で除去す
る。
ンブレンフィルタを介して水に溶解し、紫外線を照射し
たのち、残留還元剤を混床式イオン交換樹脂で除去す
る。
（６）紫外線の照射量を波長254nmで10mw・sec/cm2以上
とする。
とする。
また本発明は、第２に水中の溶存酸素の除去装置とし
て、 （イ）水の電気分解による水素発生装置、 （ロ）この水素を気体透過膜を介して、DOを含有する被
処理水に溶解させる水素溶解装置、 （ハ）この処理水に紫外線を照射する装置、 （ニ）必要により未反応の溶存水素が存在すれば気体透
過膜を介して除去する余剰水素除去装置、及び （ホ）前記（イ）から（ハ）または（イ）から（ニ）ま
での装置相互間を接続するパイプ及びポンプ等の接続手
段とを有することを特徴とする装置を提供するものであ
る。
て、 （イ）水の電気分解による水素発生装置、 （ロ）この水素を気体透過膜を介して、DOを含有する被
処理水に溶解させる水素溶解装置、 （ハ）この処理水に紫外線を照射する装置、 （ニ）必要により未反応の溶存水素が存在すれば気体透
過膜を介して除去する余剰水素除去装置、及び （ホ）前記（イ）から（ハ）または（イ）から（ニ）ま
での装置相互間を接続するパイプ及びポンプ等の接続手
段とを有することを特徴とする装置を提供するものであ
る。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明においては、DOを含有する原水を処理するに際
し、原水に還元剤を添加し、同時にまたは次いで紫外線
を照射する手段を備えたものであればよい。
し、原水に還元剤を添加し、同時にまたは次いで紫外線
を照射する手段を備えたものであればよい。
使用する紫外線ランプの特性は、波長400nm以下の紫外
線を発生する光源であればよく、光源として、一般的に
は水銀ランプを用いる。水銀ランプの他、キセノン水銀
ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、電子シン
クロトン等も光源として使用可能である。
線を発生する光源であればよく、光源として、一般的に
は水銀ランプを用いる。水銀ランプの他、キセノン水銀
ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、電子シン
クロトン等も光源として使用可能である。
使用する還元剤には、水素亜硫酸ナトリウム（Na2S
O3）、亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO3）、ヒドラジン
（N2H4）、しゅう酸（C2H2O4）及びギ酸（HCO2H）等を
用いることができる。
O3）、亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO3）、ヒドラジン
（N2H4）、しゅう酸（C2H2O4）及びギ酸（HCO2H）等を
用いることができる。
還元剤としてのH2ガスへの溶解の手段は、散気管又は散
気ノズルを内蔵したH2溶解装置で行うか或いは紫外線ラ
ンプ、石英保護管からなる紫外線装置の下部に散気ノズ
ル等のH2ガス溶解手段を内蔵させても良いが更にガス透
過膜により膜を介してH2ガスを溶解させるならば、H2ガ
ス中の微粒子を膜でろ過できるため超純水等に有効であ
る。
気ノズルを内蔵したH2溶解装置で行うか或いは紫外線ラ
ンプ、石英保護管からなる紫外線装置の下部に散気ノズ
ル等のH2ガス溶解手段を内蔵させても良いが更にガス透
過膜により膜を介してH2ガスを溶解させるならば、H2ガ
ス中の微粒子を膜でろ過できるため超純水等に有効であ
る。
次に還元剤の添加量と処理水DOとの関係について述べ
る。
る。
水道水を混床式イオン交換樹脂塔で処理した純水を原水
とした。この原水のDOは約7.3mg/lであった。この原水
にガス透過膜を介してH2ガスを添加し、紫外線照射装置
に200l/hで導入した。H2ガス添加量は原水DOに対しモル
比で１〜６の範囲となるように調整した。またこの時の
紫外線照射量は160mw・sec/cm2であった。
とした。この原水のDOは約7.3mg/lであった。この原水
にガス透過膜を介してH2ガスを添加し、紫外線照射装置
に200l/hで導入した。H2ガス添加量は原水DOに対しモル
比で１〜６の範囲となるように調整した。またこの時の
紫外線照射量は160mw・sec/cm2であった。
H2ガス／原水DOのモル比と処理水DOの関係を第２図に示
す。第２図からH2ガス／原水DOのモル比が３で処理水DO
はほぼ平衡に達している。したがって実用的にはモル比
５以下で充分である。
す。第２図からH2ガス／原水DOのモル比が３で処理水DO
はほぼ平衡に達している。したがって実用的にはモル比
５以下で充分である。
同様にN2H4溶液をポンプで0.45μｍのメンブランフィル
タを介して原水に注入し、紫外線照射装置に200l/hで導
入した。N2H4添加量は原水DOに対してモル比で１〜３の
範囲となるように調整した。
タを介して原水に注入し、紫外線照射装置に200l/hで導
入した。N2H4添加量は原水DOに対してモル比で１〜３の
範囲となるように調整した。
その結果を第２図に示す。N2H4/原水DOモル比が1.5で処
理水DOはほぼ平衡に達している。
理水DOはほぼ平衡に達している。
この他の還元剤であるしゅう酸、亜硫酸ナトリウム、亜
硫酸水素ナトリウム及びギ酸では第２図に示したH2ガス
とN2H4のいずれかのケースと同様であった。
硫酸水素ナトリウム及びギ酸では第２図に示したH2ガス
とN2H4のいずれかのケースと同様であった。
以上の結果から還元剤／原水DOのモル比は１〜５とすべ
きである。
きである。
次に紫外線照射量と処理水DOの関係について述べる。
水道水を混床式イオン交換樹脂塔で処理した純水を原水
とした。この原水のDOは約7.3mg/lであった。この原水
にガス透過膜を介してH2ガスを原水DOに対しモル比で３
となるように調整して添加し、紫外線照射装置に50l/h
〜1500l/hの範囲で導入した。
とした。この原水のDOは約7.3mg/lであった。この原水
にガス透過膜を介してH2ガスを原水DOに対しモル比で３
となるように調整して添加し、紫外線照射装置に50l/h
〜1500l/hの範囲で導入した。
この時の紫外線照射量は640〜21mw・sec/cm2であった。
紫外線照射量と処理水DOの関係を第３図に示す。第３図
から紫外線照射量は少なくとも10mw・sec/cm2以上必要
である。紫外線照射量の上限は要求される処理水DOとシ
ステムの経済性を考慮して決定される。
紫外線照射量と処理水DOの関係を第３図に示す。第３図
から紫外線照射量は少なくとも10mw・sec/cm2以上必要
である。紫外線照射量の上限は要求される処理水DOとシ
ステムの経済性を考慮して決定される。
DOを含む水にH2ガスを溶解し、次いで紫外線を照射する
とDOが減少する現象を論じた報告は、調査した範囲では
見い出せない。
とDOが減少する現象を論じた報告は、調査した範囲では
見い出せない。
従って反応の詳細は十分解明されていないが、以下に示
す反応が生じているものと推論する。
す反応が生じているものと推論する。
光量子が気体原子に衝突すると、原子は励起状態を経て
イオン化する。基底状態とイオン化状態の間には多くの
励起状態が存在する。共鳴励起電圧はH2で11.2V,O2で5V
であり、最低励起電圧はこれらより小さな電圧で良い。
イオン化する。基底状態とイオン化状態の間には多くの
励起状態が存在する。共鳴励起電圧はH2で11.2V,O2で5V
であり、最低励起電圧はこれらより小さな電圧で良い。
紫外線を照射すると、励起電圧の小さなO2が励起状態と
なり、以下の反応が進行するものと考えられる。
なり、以下の反応が進行するものと考えられる。
DOはH2と反応し水（H2O）となるため、不純物の増加は
全くなく、特に超純水に適用した場合水質の低下を生じ
ない大きな利点がある。
全くなく、特に超純水に適用した場合水質の低下を生じ
ない大きな利点がある。
更に当然のことながら、紫外線には殺菌作用があり、DO
除去と同時に水の殺菌も行うことができる。
除去と同時に水の殺菌も行うことができる。
DOを含む水に水素以外の還元剤を添加すると、DOが減少
するが、常温ではその反応効率がかなり低いことは公知
である。
するが、常温ではその反応効率がかなり低いことは公知
である。
紫外線は、波長400nmで約300kJ/mol、波長300nmで約400
kJ/mol、波長200nmで約600kJ/molのエネルギーを持つ。
ここで上記還元剤の結合解離エネルギーは、例えば、第
２表にヒドラジン（N2H4）とその中間反応物の値を示し
たように、約300〜450kJ/molであり、紫外線の照射によ
って、還元剤に活性化エネルギーを十分に与えることが
できる。また水中のO2の一部も励起されると考えられ
る。
kJ/mol、波長200nmで約600kJ/molのエネルギーを持つ。
ここで上記還元剤の結合解離エネルギーは、例えば、第
２表にヒドラジン（N2H4）とその中間反応物の値を示し
たように、約300〜450kJ/molであり、紫外線の照射によ
って、還元剤に活性化エネルギーを十分に与えることが
できる。また水中のO2の一部も励起されると考えられ
る。
従って、該還元剤を添加し、次いで紫外線を照射するこ
とによって、常温でDOと還元剤との反応が著しく促進さ
れ、DOが効果的に除去できる。
とによって、常温でDOと還元剤との反応が著しく促進さ
れ、DOが効果的に除去できる。
前記還元剤としての水素の供給源として、水の電気分解
によって発生する水素を利用すれば、高圧ボンベから水
素ガスを供給するよりも設備の安全対策上及び水素の水
への溶解効率の点から有利であり、さらに水素の溶解に
際して水素を気体透過膜を介して溶解することにより、
安全かつ容易に被処理水中に水素を溶解することができ
る。また必要により未反応の溶存水素が存在すれば気体
透過膜を介して除去してもよい。
によって発生する水素を利用すれば、高圧ボンベから水
素ガスを供給するよりも設備の安全対策上及び水素の水
への溶解効率の点から有利であり、さらに水素の溶解に
際して水素を気体透過膜を介して溶解することにより、
安全かつ容易に被処理水中に水素を溶解することができ
る。また必要により未反応の溶存水素が存在すれば気体
透過膜を介して除去してもよい。
したがって、工業的に安全かつ容易に極く低濃度のDOを
除去する装置の具体例としては、処理工程順に、水の電
気分解による水素発生装置、この水素を気体透過膜を介
して被処理水に溶解させる水素溶解装置、紫外線を照射
する装置、必要により設ける余剰水素除去装置、からな
り、さらにこれら装置相互間を接続するパイプやポンプ
等の接続手段を有するものである。
除去する装置の具体例としては、処理工程順に、水の電
気分解による水素発生装置、この水素を気体透過膜を介
して被処理水に溶解させる水素溶解装置、紫外線を照射
する装置、必要により設ける余剰水素除去装置、からな
り、さらにこれら装置相互間を接続するパイプやポンプ
等の接続手段を有するものである。
ここで水素発生装置とは、水の電気分解によって必要量
の水素を発生する装置であればよく、例えば、アルカリ
水溶液電解方式、固体高分子電解質水電解方式、固体酸
化物電解質水電解方式等の装置が使用可能である。水素
発生装置としては、アルカリなどの腐食性溶液が不要
で、保守が容易な固体高分子電解質水分解方式の装置が
好ましい。
の水素を発生する装置であればよく、例えば、アルカリ
水溶液電解方式、固体高分子電解質水電解方式、固体酸
化物電解質水電解方式等の装置が使用可能である。水素
発生装置としては、アルカリなどの腐食性溶液が不要
で、保守が容易な固体高分子電解質水分解方式の装置が
好ましい。
気体透過膜とは、水素、酸素、窒素、蒸気などの気体を
透過し、水を透過しない膜であり、シリコンゴム系、ポ
リ四弗化エチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン
系等の疎水性膜を用いることができる。膜には孔径20μ
ｍ以下の気孔があり、一般的には0.01〜１μｍの孔径の
ものが広く用いられている。
透過し、水を透過しない膜であり、シリコンゴム系、ポ
リ四弗化エチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン
系等の疎水性膜を用いることができる。膜には孔径20μ
ｍ以下の気孔があり、一般的には0.01〜１μｍの孔径の
ものが広く用いられている。
水素溶解装置とは、前記気体透過膜を介して一方に水を
通水し、他方を水素で加圧することによって、水に水素
を溶解させる装置であり、散気ノズル等に比較して効率
よく溶解させることができる。
通水し、他方を水素で加圧することによって、水に水素
を溶解させる装置であり、散気ノズル等に比較して効率
よく溶解させることができる。
紫外線照射装置に使用する紫外線照射ランプの特性は前
述の通りである。
述の通りである。
余剰水素除去装置とは、前記気体透過膜を介して一方に
水を通水し、他方を真空ポンプで排気して真空に保持す
ることによって、水中の余剰水素を除去する装置であ
る。
水を通水し、他方を真空ポンプで排気して真空に保持す
ることによって、水中の余剰水素を除去する装置であ
る。
DO除去装置を構成する各装置には、以下のような作用が
ある。
ある。
水素溶解装置では、気体透過膜を介して溶解させるため
全く気泡は発生せず、水素の供給量は水への溶解量と等
しく、水素の水への溶解効率はほぼ100％となる。すな
わち、水素溶解装置からの過剰水素の排出はなく、ガス
分離塔も必要としない。また、使用する膜の材質及び面
積等によって水素の溶解量は制御できる。
全く気泡は発生せず、水素の供給量は水への溶解量と等
しく、水素の水への溶解効率はほぼ100％となる。すな
わち、水素溶解装置からの過剰水素の排出はなく、ガス
分離塔も必要としない。また、使用する膜の材質及び面
積等によって水素の溶解量は制御できる。
水の電気分解による水素発生装置では、前記水素発生装
置によって溶解する水素を、電流制御によって所要量の
みを容易に発生させることができる。従って、DOを含有
する水に対して所要量の水素を供給することができる。
置によって溶解する水素を、電流制御によって所要量の
みを容易に発生させることができる。従って、DOを含有
する水に対して所要量の水素を供給することができる。
このように、水の電気分解による水素発生装置と、気体
透過膜を介して、水素を溶解する水素溶解装置とを組合
わせることにより、水素の添加量を安定かつ安全に、さ
らには容易に制御することが可能となる。
透過膜を介して、水素を溶解する水素溶解装置とを組合
わせることにより、水素の添加量を安定かつ安全に、さ
らには容易に制御することが可能となる。
余剰水素除去装置では、前記紫外線照射工程で残留した
溶存水素を除去することができる。すなわち、水素ガス
は分子量が他のガスよりきわめて小さいため、気体透過
膜を介して容易に液相から真空側へ除去される。通常水
素は酸素と比較して５〜20倍のガス透過速度を有する。
溶存水素を除去することができる。すなわち、水素ガス
は分子量が他のガスよりきわめて小さいため、気体透過
膜を介して容易に液相から真空側へ除去される。通常水
素は酸素と比較して５〜20倍のガス透過速度を有する。
〔実施例〕 以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１ 第４図は本発明の方法におけるDOと処理時間の関係を調
べるための実験装置の模式断面図である。
べるための実験装置の模式断面図である。
水道水を強酸性陽イオン交換樹脂（ダウケミカル社製Do
wex HCR-W2）と強塩基性陰イオン交換樹脂（ダウケミカ
ル社製Dowex SBR-P）を混合して充填したいわゆる混床
式脱塩塔で処理して純水とし、これを原水とした。第４
図に示す装置の容器３に１採取した。第４図中容器３
の有効体積は約１であり、容器中央に人工石英製保護
管９を介して消費電力100Wの低圧水銀ランプ８を点灯
し、保護管下部より散気ノズル10でH2ガス２を100N-ml/
minで通気した。図中11は気液分離器、12はポンプ、13
はDOメータを示す。
wex HCR-W2）と強塩基性陰イオン交換樹脂（ダウケミカ
ル社製Dowex SBR-P）を混合して充填したいわゆる混床
式脱塩塔で処理して純水とし、これを原水とした。第４
図に示す装置の容器３に１採取した。第４図中容器３
の有効体積は約１であり、容器中央に人工石英製保護
管９を介して消費電力100Wの低圧水銀ランプ８を点灯
し、保護管下部より散気ノズル10でH2ガス２を100N-ml/
minで通気した。図中11は気液分離器、12はポンプ、13
はDOメータを示す。
DOと処理時間との関係を第６図に示す。実施例１の結果
は曲線Ａとなり、処理時間約9minでDOは50μg/l以下と
なった。
は曲線Ａとなり、処理時間約9minでDOは50μg/l以下と
なった。
比較例１ 実施例１と同様に純水を１採取し、H2ガス２を通気せ
ずに低圧水銀ランプ８のみを点灯した。比較例１の結果
は第６図中曲線Ｂとなり処理時間30minでDOの減少はわ
ずかであった。
ずに低圧水銀ランプ８のみを点灯した。比較例１の結果
は第６図中曲線Ｂとなり処理時間30minでDOの減少はわ
ずかであった。
比較例２ 実施例１と同様に純水を１採取し、低圧水銀ランプ８
を点灯せず、H2ガス２を100N-ml/minで通気した。比較
例２の結果は第６図中曲線Ｃとなり、処理時間30minで
ほぼ100μg/lとなった。
を点灯せず、H2ガス２を100N-ml/minで通気した。比較
例２の結果は第６図中曲線Ｃとなり、処理時間30minで
ほぼ100μg/lとなった。
実施例２ 第５図に、本発明方法の実施例において水素以外の還元
剤を用いた実験装置の模式断面図を示す。
剤を用いた実験装置の模式断面図を示す。
水道水を、混床式イオン交換樹脂塔で処理した純水を原
水１とした。この原水１のDOは約8000μg/lであった。
この原水を原水ポンプ７を介して、第５図に示した装置
の容器３の下部にある原水配管15から通水した。原水配
管15に設けた薬注配管17から、薬注ポンプ16によりヒド
ラジン（N2H4）14を約10mg/lとなるように注入するとと
もに、容器中央の保護管９を介して低圧水銀ランプ８を
点灯して紫外線を50mw・sec/cm2で照射した。容器３の
出口水を、混床式イオン交換樹脂カラム18に通水して残
留ヒドラジンを除去し、DOモニター13でDOを測定した。
処理水６のDOを第３表に示した。実施例２では、わずか
な電力で100μg/l以下のDO処理水が得られた。
水１とした。この原水１のDOは約8000μg/lであった。
この原水を原水ポンプ７を介して、第５図に示した装置
の容器３の下部にある原水配管15から通水した。原水配
管15に設けた薬注配管17から、薬注ポンプ16によりヒド
ラジン（N2H4）14を約10mg/lとなるように注入するとと
もに、容器中央の保護管９を介して低圧水銀ランプ８を
点灯して紫外線を50mw・sec/cm2で照射した。容器３の
出口水を、混床式イオン交換樹脂カラム18に通水して残
留ヒドラジンを除去し、DOモニター13でDOを測定した。
処理水６のDOを第３表に示した。実施例２では、わずか
な電力で100μg/l以下のDO処理水が得られた。
実施例３ 実施例２と同様の装置を用い、薬注ポンプ16により、し
ゅう酸を約60mg/lとなるように注入するとともに、低圧
水銀ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処理水のDO
を第３表に示した。
ゅう酸を約60mg/lとなるように注入するとともに、低圧
水銀ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処理水のDO
を第３表に示した。
実施例４ 実施例２と同様の装置を用い、薬注ポンプ16により、亜
硫酸ナトリウムを約80mg/lとなるように注入するととも
に、低圧水銀ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処
理水のDOを第３表に示した。
硫酸ナトリウムを約80mg/lとなるように注入するととも
に、低圧水銀ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処
理水のDOを第３表に示した。
実施例５ 実施例２と同様の装置を用い、薬注ポンプ16により、ギ
酸を約50mg/lとなるように注入するとともに、低圧水銀
ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処理水のDOを第
３表に示した。
酸を約50mg/lとなるように注入するとともに、低圧水銀
ランプ８を点灯して紫外線を照射した。処理水のDOを第
３表に示した。
比較例３ 実施例２と同様の装置を用い低圧水銀ランプ８を点灯せ
ず、ヒドラジンと純水とを接触させた。処理水のDOを第
３表に示した。比較例３では、DOの減少はわずかであっ
た。
ず、ヒドラジンと純水とを接触させた。処理水のDOを第
３表に示した。比較例３では、DOの減少はわずかであっ
た。
比較例４ 実施例３と同様の装置を用い低圧水銀ランプ８を点灯せ
ず、しゅう酸と純水とを接触させた。処理水のDOを第３
表に示した。比較例４では、DOの減少はわずかであっ
た。
ず、しゅう酸と純水とを接触させた。処理水のDOを第３
表に示した。比較例４では、DOの減少はわずかであっ
た。
比較例５ 実施例４と同様の装置を用い低圧水銀ランプ８を点灯せ
ず、亜硫酸ナトリウムと純水とを接触させた。処理水の
DOを第３表に示した。比較例５では、DOの減少は実施例
４と比較して小さかった。
ず、亜硫酸ナトリウムと純水とを接触させた。処理水の
DOを第３表に示した。比較例５では、DOの減少は実施例
４と比較して小さかった。
比較例６ 実施例５と同様の装置を用い低圧水銀ランプ８を点灯せ
ず、ギ酸と純水とを接触させた。処理水のDOを第３表に
示した。比較例６では、DOはほとんど減少しなかった。
ず、ギ酸と純水とを接触させた。処理水のDOを第３表に
示した。比較例６では、DOはほとんど減少しなかった。
比較例７ 実施例２と同様の装置を用い、還元剤を注入せず低圧水
銀ランプ８のみを点灯して純水を通水した。比較例７で
は、第３表に示したようにDOはほとんど減少しなかっ
た。
銀ランプ８のみを点灯して純水を通水した。比較例７で
は、第３表に示したようにDOはほとんど減少しなかっ
た。
実施例６ 第１図は、実用的に好ましい本発明装置の一例を示す模
式断面図である。
式断面図である。
第１図において、水素発生装置19は固体高分子電解質水
分解方式で、発生水素量を電気的に制御でき、必要量の
水素の発生が容易に可能である。
分解方式で、発生水素量を電気的に制御でき、必要量の
水素の発生が容易に可能である。
次いで、水素発生装置19で発生した水素ガス２を、水素
溶解装置３に供給してDOを含む原水１に膜20を介して溶
解させる。例えば、DO約1mg/l、流量150l/hの原水を処
理する場合、8ml/minの水素を発生させ、気体透過膜20
として膜面積0.4m2のポリウレタン系中空糸膜を用いる
ことで所要量が供給される。このとき水素は酸素の等量
よりわずかに過剰に溶解させておく。
溶解装置３に供給してDOを含む原水１に膜20を介して溶
解させる。例えば、DO約1mg/l、流量150l/hの原水を処
理する場合、8ml/minの水素を発生させ、気体透過膜20
として膜面積0.4m2のポリウレタン系中空糸膜を用いる
ことで所要量が供給される。このとき水素は酸素の等量
よりわずかに過剰に溶解させておく。
次いで、水素を溶解させた中間処理水５を、紫外線照射
装置４に導入して水素とDOとを反応させて、DOを除去す
る。
装置４に導入して水素とDOとを反応させて、DOを除去す
る。
次いで、DOが除去された水を余剰水素除去装置21に導入
し、等量よりわずかに過剰に溶解させているために残留
した溶存水素を気体透過膜20を介して真空ポンプ22によ
って除去し、DO除去処理水６を得る。
し、等量よりわずかに過剰に溶解させているために残留
した溶存水素を気体透過膜20を介して真空ポンプ22によ
って除去し、DO除去処理水６を得る。
なお、真空ポンプからの水素を含む排ガス25は極めてわ
ずかであるが、水素発生装置19から排出される酸素を主
成分とするガス24と酸化触媒23上で接触させて処理す
る。
ずかであるが、水素発生装置19から排出される酸素を主
成分とするガス24と酸化触媒23上で接触させて処理す
る。
以上説明したように、本発明の方法及び装置によれば、
従来の方法よりも簡単な装置で、DOの極力少ない水を供
給することができる。特に水の電気分解による水素を気
体透過膜を介して水に溶解させることにより水素の添加
量を安全かつ容易に制御することができるので経済的で
ある。
従来の方法よりも簡単な装置で、DOの極力少ない水を供
給することができる。特に水の電気分解による水素を気
体透過膜を介して水に溶解させることにより水素の添加
量を安全かつ容易に制御することができるので経済的で
ある。
【図面の簡単な説明】 第１図は、実用的に好ましい本発明装置の１例を示す模
式断面図である。 第２図は、本発明方法における還元剤の添加量と処理水
DOとの関係を示すグラフ、第３図は本発明方法における
紫外線照射量と処理水DOとの関係を示すグラフである。 第４図は、本発明方法において、水素を用いた場合のDO
と処理時間との関係を調べるための実験装置の模式断面
図である。 第５図は、本発明方法において、水素以外の還元剤を用
いる実験装置の模式断面図である。 第６図は第４図の実験装置によるDOと処理時間の関係を
示すグラフである。 符号の説明 １……原水、２……H2ガス ３……容器または還元剤溶解装置 ４……紫外線照射装置、５……中間処理水 ６……最終処理水、７……原水ポンプ ８……水銀ランプ、９……石英保護管 10……散気ノズル、11……気液分離器 12……ポンプ、13……DOメータ 14……ヒドラジン、15……原水配管 16……薬注ポンプ、17……薬注配管 18……混床式イオン交換樹脂カラム 19……H2ガス発生装置、20……気体透過膜 21……余剰H2除去装置、22……真空ポンプ 23……酸化触媒、24……O2を主成分とするガス 25……排気 Ａ……実施例１の結果 Ｂ……比較例１の結果 Ｃ……比較例２の結果
式断面図である。 第２図は、本発明方法における還元剤の添加量と処理水
DOとの関係を示すグラフ、第３図は本発明方法における
紫外線照射量と処理水DOとの関係を示すグラフである。 第４図は、本発明方法において、水素を用いた場合のDO
と処理時間との関係を調べるための実験装置の模式断面
図である。 第５図は、本発明方法において、水素以外の還元剤を用
いる実験装置の模式断面図である。 第６図は第４図の実験装置によるDOと処理時間の関係を
示すグラフである。 符号の説明 １……原水、２……H2ガス ３……容器または還元剤溶解装置 ４……紫外線照射装置、５……中間処理水 ６……最終処理水、７……原水ポンプ ８……水銀ランプ、９……石英保護管 10……散気ノズル、11……気液分離器 12……ポンプ、13……DOメータ 14……ヒドラジン、15……原水配管 16……薬注ポンプ、17……薬注配管 18……混床式イオン交換樹脂カラム 19……H2ガス発生装置、20……気体透過膜 21……余剰H2除去装置、22……真空ポンプ 23……酸化触媒、24……O2を主成分とするガス 25……排気 Ａ……実施例１の結果 Ｂ……比較例１の結果 Ｃ……比較例２の結果
フロントページの続き (72)発明者 有満 秀信 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 中島 健 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 岩瀬 葉子 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 嶋 弘之 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (10)
- 【請求項１】酸素を溶存する水に還元剤を溶解し、紫外
線を照射することを特徴とする水中の溶存酸素の除去方
法。 - 【請求項２】前記還元剤が、水素、ヒドラジン、しゅう
酸、ギ酸、亜硫酸ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウム
のうちから選ばれた１種以上である請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】前記還元剤の水に溶解する量が、水中に溶
存する酸素量に対しモル比で１〜５の範囲である請求項
１または２記載の方法。 - 【請求項４】前記水素を気体透過膜を介して水に溶解す
る請求項２または３記載の方法。 - 【請求項５】前記水素が水の電気分解によって発生する
水素である請求項２ないし４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】被処理水に水素を溶解し紫外線を照射して
溶存酸素を除去した後、未反応の溶存水素を気体透過膜
を介して除去する請求項１ないし５のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項７】前記還元剤がヒドラジン、しゅう酸、ギ
酸、亜硫酸ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのうち
から選ばれた１種以上のものであり、その還元剤の水溶
液をメンブレン・フィルタを介して水に溶解し、紫外線
を照射して溶存酸素を除去したのち、残留還元剤を混床
式イオン交換樹脂で除去する請求項１ないし３のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項８】前記紫外線の照射量が波長254nmで10mw・s
ec/cm2以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項９】水の電気分解によって水素を発生する水素
発生装置と、酸素を含有する被処理水に、前記水素発生
装置からの水素を気体透過膜を介して溶解する装置と、
水素を溶解した処理水に紫外線を照射する装置とからな
ることを特徴とする水中の溶存酸素の除去装置。 - 【請求項１０】水の電気分解によって水素を発生する水
素発生装置と、酸素を含有する被処理水に、前記水素発
生装置からの水素を気体透過膜を介して溶解する装置
と、水素を溶解した処理水に紫外線を照射する装置と、
未反応の溶存水素を気体透過膜を介して除去する装置と
からなることを特徴とする水中の溶存酸素の除去装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2274766A JPH0671594B2 (ja) | 1989-11-07 | 1990-10-12 | 水中の溶存酸素の除去方法および装置 |
| EP90121193A EP0427191B1 (en) | 1989-11-07 | 1990-11-06 | Process for removing dissolved oxygen from water and system therefor |
| DE90121193T DE69004785T2 (de) | 1989-11-07 | 1990-11-06 | Verfahren und System zum Entfernen von in Wasser gelöstem Sauerstoff. |
| KR1019900017876A KR0171584B1 (ko) | 1989-11-07 | 1990-11-06 | 물로부터 용존산소를 제거하는 방법 및 장치 |
| US07/873,680 US5190627A (en) | 1989-11-07 | 1992-04-24 | Process for removing dissolved oxygen from water and system therefor |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-287860 | 1989-11-07 | ||
| JP28786089 | 1989-11-07 | ||
| JP6249690 | 1990-03-15 | ||
| JP2-62497 | 1990-03-15 | ||
| JP6249790 | 1990-03-15 | ||
| JP2-62496 | 1990-03-15 | ||
| JP2274766A JPH0671594B2 (ja) | 1989-11-07 | 1990-10-12 | 水中の溶存酸素の除去方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03278882A JPH03278882A (ja) | 1991-12-10 |
| JPH0671594B2 true JPH0671594B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=27464174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2274766A Expired - Lifetime JPH0671594B2 (ja) | 1989-11-07 | 1990-10-12 | 水中の溶存酸素の除去方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0427191B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0671594B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171584B1 (ja) |
| DE (1) | DE69004785T2 (ja) |
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| JPH0647105B2 (ja) * | 1989-12-19 | 1994-06-22 | 株式会社荏原総合研究所 | 純水又は超純水の精製方法及び装置 |
| FR2932270B1 (fr) * | 2008-06-06 | 2010-07-30 | Millipore Corp | Methode et dispositif de mesure de la purete d'une eau ultrapure |
| JP5292136B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2013-09-18 | オルガノ株式会社 | 溶存窒素濃度の測定方法及び溶存窒素濃度の測定装置 |
| JP2013049000A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Hikari Engineering Co Ltd | 硝酸態窒素含有水の処理方法 |
| CN103357200B (zh) * | 2013-07-19 | 2015-01-21 | 浙江大学 | 一种基于二氧化碳自由基的含氧液体的除氧方法 |
| KR102188350B1 (ko) * | 2013-12-12 | 2020-12-08 | 세메스 주식회사 | 세정액공급유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법 |
| KR102245378B1 (ko) | 2019-02-28 | 2021-04-28 | 주식회사 코드웍스 | 주차관제 시스템을 위한 차량 감지 센서 |
| JP2024109481A (ja) * | 2023-02-01 | 2024-08-14 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 水処理方法、水処理装置及び純水製造システム |
| JP7615215B2 (ja) * | 2023-05-17 | 2025-01-16 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 測定装置、水処理装置、測定方法、及び水処理方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2905353A1 (de) * | 1978-02-24 | 1979-09-06 | Corning Glass Works | Hydrophobe anorganische membran |
| JPS6087893A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-05-17 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気発生システムで使用する水性媒体から溶存酸素を除去する方法 |
| US4527626A (en) * | 1984-05-07 | 1985-07-09 | Conoco Inc. | Process and apparatus for removing dissolved oxygen |
| DE3544383A1 (de) * | 1985-07-17 | 1987-01-29 | Ivan Sekoulov | Verfahren zur biologischen und/oder physikalischen elimination unerwuenschter wasserinhaltsstoffe aus wasser mittels gefluteter biofilmreaktoren u. anlage zur durchfuehrung des verfahrens |
| CH674003A5 (ja) * | 1987-03-11 | 1990-04-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| JPH0249796B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1990-10-31 | Kurita Tech Service | Yozonsansonojokyosochi |
| JP2725311B2 (ja) * | 1988-10-13 | 1998-03-11 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 中空糸膜型気液接触装置 |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP2274766A patent/JPH0671594B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-06 DE DE90121193T patent/DE69004785T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1990-11-06 KR KR1019900017876A patent/KR0171584B1/ko not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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