JPH1128482A - 純水製造方法 - Google Patents

純水製造方法

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JPH1128482A
JPH1128482A JP18646597A JP18646597A JPH1128482A JP H1128482 A JPH1128482 A JP H1128482A JP 18646597 A JP18646597 A JP 18646597A JP 18646597 A JP18646597 A JP 18646597A JP H1128482 A JPH1128482 A JP H1128482A
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JP
Japan
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water
toc
ozone
irradiation
separating device
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JP18646597A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Oinuma
正芳 老沼
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン酸化によるTOCの分解効率を高め、
著しく低TOC濃度の純水を製造する。 【解決手段】 原水を脱イオン処理した後、オゾン酸化
処理し、生成したイオン性物質をイオン交換処理する純
水製造方法において、オゾン酸化処理をpH9以上で行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子工業、医薬品
工業或いは食品工業等に用いられる純水の製造方法に係
り、特に、TOCが著しく低く、極めて高純度の純水を
製造することができる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】超高密度集積回路(超LSI)を生産す
る電子工業においては、各製造工程の半導体製品を洗浄
するに当たり、極めて高純度の純水を使用する。特に、
近年のLSI集積度の向上にともない、洗浄に用いられ
る超純水の要求水質はますます厳しくなり、特に、有機
物濃度の指標であるTOC(全有機体炭素)や生菌、溶
存酸素(DO)の低減が大きな課題となっている。
【0003】従来、このような用途に用いられる超純水
は、工業用水、市水、井水などを原水とし、原水中の懸
濁物質やコロイド物質の除去を行うための凝集沈澱、凝
集浮上などの重力分離装置、砂、膜などを媒体とした濾
過装置、活性炭吸着塔等を任意の数組み合わせた前処理
システムと、前処理水中のイオンや塩類を除去するイオ
ン交換装置や逆浸透(RO)膜分離装置、水中の気体成
分、例えば炭酸やDOを除去する脱炭酸塔や脱気装置、
有機物を分解する酸化装置や加熱装置などを任意の数で
組み合わせた一次純水製造システムと、一次純水やユー
スポイントから返送される回収水を更に高純度化すると
共に殺菌する、紫外線(UV)照射装置、混床式純水装
置、限外濾過膜分離装置を任意の数組み合わせた二次純
水製造システム(サブシステム)とからなる超純水製造
装置で製造されている。
【0004】このような超純水製造装置において、得ら
れる超純水のTOCを低減するための手段としては、一
次純水製造装置において、被処理水にオゾン(O3 )又
は過酸化水素(H2 O2 )等の酸化促進剤を注入して紫
外線(UV)を照射する手段が知られている。
【0005】具体的には、次のような方法が提案されて
いる。 原水を混床式イオン交換塔、UV照射装置、RO膜
分離装置に順次通水し、RO処理水の一部を電気分解し
てO3 を発生させ循環処理する(特開昭62−2214
87号公報)。 原水を前処理後、電気分解してO3 を発生させ、U
V照射する(特開昭63−226593号公報)。 原水をRO膜分離処理し、RO処理水にH2 O2 を
添加 してUV照射し、その後混床式イオン交換塔でイ
オン交換処理する(特開昭53−149873号公
報)。 原水にO3 を注入してUV照射し、その後TOC分
解で生じたCO2 を真空脱気等で除去する(特開平2−
152589号公報)。
【0006】O3 注入及びUV照射では、水中で活性酸
素を経てヒドロキシラジカルが生成し、これがTOCに
作用してTOCが酸化分解されるものと推定されるが、
TOCは酸化により低級有機酸やCO2 となるため、通
常の場合、UV照射後、これらを除去する手段が設けら
れている。
【0007】従来において、このようなO3 等の酸化促
進剤とUV照射によるTOCの酸化分解は、一般にpH
5.0〜8.0程度の中性ないし弱酸性の条件で行われ
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】原水にO3 やH2 O2
等の酸化促進剤を注入してUV照射する従来のTOC分
解技術では、原水又はRO処理水中の全TOCのうちの
20〜30%程度のTOC分解率しか得られていない。
このTOC分解率の向上のために酸化促進剤の添加量を
増大させても、TOC分解率の向上は認められない。こ
の結果、従来においては、TOCが十分に低い処理水を
得ることはできなかった。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決し、オゾ
ン酸化によるTOCの分解効率を高め、著しく低TOC
濃度の純水を製造する方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の純水製造方法
は、原水を脱イオン処理した後、オゾン酸化処理し、生
成したイオン性物質をイオン交換処理する純水製造方法
において、該オゾン酸化処理をpH9以上で行うことを
特徴とする。
【0011】本発明者らは、オゾン酸化処理によるTO
C分解率の向上について種々検討を重ねた結果、pH9
以上のアルカリ条件下でオゾン酸化するとTOC分解率
が飛躍的に向上することを見出した。
【0012】本発明によれば、オゾン酸化によりTOC
を効率的に分解して極低TOC濃度の純水を製造するこ
とができる。
【0013】本発明においては、脱イオン処理としてR
O膜分離処理を行うのが好ましく、この場合において、
RO膜分離処理する水にアルカリを添加してpHを9以
上に調整することにより、RO膜でホウ素を効率的に除
去できるようになり、処理水の水質をより一層高めるこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の純水製造方法の実施の形態
を示す系統図である。
【0016】図示の方法では、原水をカチオン交換樹脂
塔1で処理してカチオンを除去した後、脱炭酸塔2で脱
炭酸処理し、この脱炭酸処理水にNaOH等のアルカリ
を添加してpHを9以上に調整した水をRO膜分離装置
3でRO膜分離処理し、RO膜分離処理水をオゾン酸化
に供する。
【0017】即ち、RO膜分離装置3では、原水中の二
酸化炭素(CO2 )を除去できず、また、RO膜分離装
置3の給水をアルカリ性とすると、RO膜面へのCaC
O3又はCaSO4 等のスケール成分が堆積するため、
RO膜分離装置3の前処理手段としてカチオン除去のた
めのカチオン交換樹脂塔1と脱炭酸のための脱炭酸塔2
を設ける。
【0018】ここで、脱炭酸塔2の給水は、炭酸成分を
CO2 の形態として効率的な脱炭酸処理を行うために、
pH5.0以下、特にpH4.0〜5.0程度とするの
が好ましい。通常の場合、カチオン交換樹脂塔1のカチ
オン交換処理水はpH4.0〜5.0程度の酸性である
ため、この水をそのまま脱炭酸塔2に供給することがで
きるが、必要に応じて酸を添加しても良い。この脱炭酸
塔2としてはエアストリッピング塔等を用いることがで
きる。
【0019】なお、このRO膜分離処理の前処理手段と
しては、水中の硬度成分を除去するものであれば良く、
カチオン交換樹脂塔と脱炭酸塔の組み合せの他、ルーズ
RO膜等であっても良い。
【0020】カチオン交換樹脂塔1でカチオンが除去さ
れ、脱炭酸塔2で脱炭酸処理された水は、次いでRO膜
分離装置3で塩類及びイオン性、コロイド性のTOCが
除去される。
【0021】本実施の形態では、オゾン酸化処理をpH
9以上で行うために、脱炭酸処理水にNaOH等のアル
カリを添加して、RO膜分離装置3の給水のpHを9以
上に調整する。このpH調整は、オゾン反応塔4の入口
側で行っても良いが、図示の如く、RO膜分離装置3の
給水のpHを9以上に調整することにより、RO膜での
ホウ素の除去効率が向上するため、好ましくはRO膜分
離装置3の入口側でpH調整を行う。
【0022】なお、オゾン酸化によるTOC分解率の面
では、この調整pHは高い方が良いが、pHを過度に高
くしてもそれ以上のTOC分解率の向上は望めず、ま
た、pHを過度に高くすると、pH調整のために添加し
たアルカリによる後段の設備のイオン負荷が大きくなる
ため、調整pHは9.0〜11、特に9.5〜10.0
の範囲とするのが好ましい。
【0023】RO膜分離処理水は、O3 が注入され、オ
ゾン反応塔4でこのO3 を十分に吸収した後、UV照射
装置5でUV照射され、水中の残留TOCが酸化分解さ
れる。
【0024】本発明では、このオゾン酸化分解をpH9
以上で行うことにより、TOCを効率的に分解すること
ができる。
【0025】なお、オゾン反応塔4としては、任意の気
液接触方式のものを用いることができる。このオゾン反
応塔4は内部に充填材を入れ、接触効率を向上させるよ
うにすることもできる。
【0026】一方、UV照射装置5に使用する光源は、
波長254nmを含む紫外線(254nm単独、或い
は、185nmと254nm)を発生するものであれば
良く、通常、水銀ランプが用いられる。このUV照射装
置5は、低圧型であっても高圧型であっても良い。
【0027】このオゾン酸化分解の処理条件は、O3 注
入量1〜10mg/L,オゾン反応塔滞留時間1.0〜
20分、UV出力0.03〜0.3KW/m3 の通常の
範囲で良い。
【0028】UV照射装置5の流出水は、混床式イオン
交換樹脂塔6で、オゾン酸化によるTOC分解で生成し
たイオン性の中間物質を除去し系外へ排出される。
【0029】このような本発明の純水製造方法は、一般
に超純水の製造工程の一次純水製造システムとして組み
込まれ、前処理システムからの前処理水を処理し、得ら
れた純水を二次純水製造システム(サブシステム)で処
理して更に純度を高める。
【0030】この場合において、本発明によれば、TO
Cが著しく低減された純水を得ることができるため、後
段の二次純水製造システムのTOC負荷が低減され、こ
の二次純水製造システムのTOC除去手段としてのUV
酸化装置を小型化することができる。このように、設備
コスト及びランニングコストの高いUV酸化装置を小型
化できるため、処理コストを低減することができる。
【0031】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0032】実施例1〜3,比較例1,2 TOC濃度710〜750ppbの厚木市水(平成9年
3月8日〜平成9年5月8日)を、図1に示す如く、カ
チオン交換樹脂塔1、脱炭酸塔2、RO膜分離装置3、
オゾン反応塔4、UV照射装置5及び混床式イオン交換
樹脂塔6に順次通水して処理水を得た。用いた各装置の
仕様及び運転条件は次の通りである。
【0033】なお、脱炭酸塔2の流出水(RO給水)に
はNaOHを添加して、表1に示すpHに調整した後、
RO膜分離装置3に供給した。また、オゾン反応塔4の
流入水へのO3 注入量は1mg/Lとした。
【0034】 カチオン交換塔:強酸性カチオン交換樹脂(再生型)「EX−CG」(栗田工 業(株)製)使用 SV=30hr-1 脱炭酸塔:通水LV=60m/hr 空気量=15m3 /min/m2 RO膜分離装置:日東電工(株)製「NTR−759−HR−S4」 オゾン反応塔:滞留時間=10分 UV照射装置:栗田工業(株)製「UL−UVox」 出力=0.03KW/m3 混床式イオン交換樹脂塔:強酸性カチオン交換樹脂「EX−CG」(栗田工業 (株)製):強塩基性アニオン交換樹脂「EX−A G」(栗田工業(株)製)=1:2(容量比)の混 床 SV=60hr-1 RO膜分離装置入口水(RO入口水)及び出口水(RO
出口水)、オゾン反応塔出口水(O3 出口水)、UV照
射装置出口水(UV出口水)及び混床式イオン交換樹脂
塔出口水(処理水)のTOC濃度と、RO入口水及びR
O出口水のホウ素濃度を表1に示す。
【0035】また、オゾン反応塔の入口水(RO出口
水)のpHとオゾン注入及びUV照射によるTOC分解
率との関係を調べ、結果を図2に示した。
【0036】なお、TOC分解率は、下記式により算出
した。
【0037】
【数1】
【0038】
【表1】
【0039】表1及び図2より、オゾン反応塔の給水の
pHを9以上とすることにより、TOC分解率は飛躍的
に向上し、TOCを極低濃度にまで低減できることがわ
かる。
【0040】また、特に、RO給水のpHを9以上とす
ることにより、ホウ素の除去効率が高まることから、p
H調整は、RO膜分離装置の入口側で行うのが好ましい
ことがわかる。
【0041】なお、実施例1〜3及び比較例1,2で
は、RO給水のpHを変化させているため、pH変化に
よるRO膜分離処理におけるTOC除去率の変化が処理
結果に影響していることが想定されるが、更に、pH変
化によるRO膜分離処理でのTOC除去率の変化を調べ
たところ、RO膜分離処理ではpHに関係なくTOC除
去率約99%で、pH変化によるTOC除去率の変動は
なかった。
【0042】以上より、pHを9以上とすることで、オ
ゾン注入及びUV照射によるTOC分解率が向上するこ
とがわかる。
【0043】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の純水製造方
法によれば、オゾン注入及びUV照射によるTOCの分
解効率が飛躍的に向上し、TOCが著しく低減された高
水質処理水を得ることができる。
【0044】請求項2の方法によれば、RO膜分離処理
によるホウ素の除去効率が高まり、処理水の水質をより
一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の純水製造方法の実施の形態を示す系統
図である。
【図2】実施例1〜3及び比較例1,2の結果を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1 カチオン交換樹脂塔 2 脱炭酸塔 3 RO膜分離装置 4 オゾン反応塔 5 UV照射装置 6 混床式イオン交換樹脂塔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水を脱イオン処理した後、オゾン酸化
    処理し、生成したイオン性物質をイオン交換処理する純
    水製造方法において、 該オゾン酸化処理をpH9以上で行うことを特徴とする
    純水製造方法。
  2. 【請求項2】 原水中の硬度成分の一部を除去した後、
    該水にアルカリを添加してpHを9以上に調整し、この
    水を逆浸透膜分離することにより、原水を脱イオン処理
    することを特徴とする請求項1に記載の純水製造方法。
JP18646597A 1997-07-11 1997-07-11 純水製造方法 Pending JPH1128482A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11244666A (ja) * 1998-03-03 1999-09-14 Kurita Water Ind Ltd ホウ素含有水の処理装置
JP2009112894A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Nomura Micro Sci Co Ltd リーク監視装置
JP2010234297A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Kurita Water Ind Ltd イオン交換樹脂の再生方法及び超純水製造装置
JP2013202585A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Kurita Water Ind Ltd ホルムアルデヒド含有排水の処理法
KR101360314B1 (ko) * 2006-03-27 2014-02-11 쿠리타 고교 가부시키가이샤 계면활성제 함유 배수의 처리방법
JP2014077149A (ja) * 2014-02-04 2014-05-01 Kurita Water Ind Ltd カチオン交換樹脂の製造方法、カチオン交換樹脂、混床樹脂および電子部品・材料洗浄用超純水の製造方法

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