CN102791636B - 紫外线氧化和超纯水制造的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法。该紫外线氧化装置具有：流动槽10，使被处理水单向流动；光催化剂纤维12，以被处理水可通过方式配置于流动槽10内；紫外线照射部14，可照射紫外线；以及紫外线照射部收容部16，设置于与流动槽10内的被处理水的流动方向交叉的面的整个区域，收容紫外线照射部14；该紫外线照射部收容部16形成为：使被处理水从上游侧朝所收容的紫外线照射部14流入该收容部内，使其于该收容部16内流动后，往下游侧流出，且该紫外线照射部收容部由可使来自紫外线照射部14的紫外线照射于该光催化剂纤维的材料所构成。

Description

紫外线氧化和超纯水制造的装置及方法

技术领域

本发明是关于一种使用紫外线而将被处理水中所含的有机物氧化分解处理的紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法。

背景技术

近年来，在半导体制造产业等领域中，使有机物、各种离子等杂质降低至极低程度的超纯水被用作为洗净水等，其使用量也显著增加。在超纯水的制造步骤中，连ppb等级的总有机碳(TOC)中的有机物的混入都被视为是问题，近年来，进行了各种针对微量有机成分的除去方法的研究。例如，将液体中所含的总有机碳(TOC)成分除去的技术，已有许多组合紫外线灯与光催化剂的技术报告，将这些应用于紫外线氧化装置的方式也进行若干研究。

例如，专利文献1已揭示有下述方法：在超纯水等液体中添加过氧化氢、臭氧，并且在锐钛矿(anatase)型等的光催化剂存在下，通过紫外线灯等进行紫外线照射，用于分解超纯水等的液体中的TOC成分；专利文献2已揭示有，以组合紫外线灯与使光催化剂保持于内壁的紫外线处理槽的装置，使在紫外线灯附近产生气泡，借此促进有机物的氧化；专利文献3已揭示有，除了紫外线灯之外，组合迂流构件与光催化剂过滤器而成者。

专利文献1：日本特开平10-151450号公报

专利文献2：日本专利第2888185号公报

专利文献3：日本特开2009-18282号公报

发明内容

然而，使用紫外线灯的氧化处理中，一般有下列的问题：紫外线灯的消耗电力大；为获得充分的氧化效果，必须缩短紫外线灯与紫外线氧化装置内壁的距离；不仅紫外线灯有寿命且必须定期更换，且单价高；为充分达到以紫外线照射的氧化效果，依照必须要有过氧化氢的混合、或空气或臭氧等起泡等理由，而运转成本高。

又，并用专利文献1所揭示的过氧化氢、臭氧的方法，不仅运转成本上升，而且必须在紫外线照射装置的下游侧进一步进行过氧化氢、臭氧的除去，有装置复杂化的问题；专利文献2所揭示的将光催化剂保持于紫外线处理槽内壁的方法有下述问题：光催化剂未必与作为处理对象的TOC成分接触，且处理水有可能往紫外线处理装置外流出，因此通过光催化剂的TOC成分的分解效率有可能变得极低；又，专利文献3所揭示的技术方案有下述问题：当对紫外线灯的安装角度设定为从45度到135度时，不一定能有效应用对紫外线灯垂直放射的紫外光。

因此，本发明的目的在于提供一种紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法，可以低消耗能及低成本，高效率且安全分解存在于水中的有机物。

为达成以上目的，本发明人不断专心致意研究结果发现通过形成下述装置，可以低消耗能及低成本高效率且安全分解水中所存在的有机物，该装置为：在与流动槽内的被处理水的流动方向交叉的面整个区域设置收容紫外线照射部的紫外线照射部收容部，且朝收容于该紫外线照射部收容部的紫外线照射部而使被处理水从上游侧流入收容部内，使其在收容部内流动后，再往下游侧流出。

也就是，本发明为紫外线氧化装置，其具备：流动槽，使被处理水单向流动；光催化剂纤维，以被处理水可通过方式配置于该流动槽内；紫外线照射部，可照射紫外线；以及紫外线照射部收容部，设置于与该流动槽内的被处理水的流动方向交叉的面整个区域，且收容该紫外线照射部；该紫外线照射部收容部形成为：使被处理水从上游侧朝所收容的紫外线照射部流入该收容部内，使其于该收容部内流动后，往下游侧流出，且该紫外线照射部收容部由可使来自紫外线照射部的紫外线照射于该光催化剂纤维的材料所构成。

本发明的紫外线氧化装置中，优选为该紫外线照射部收容部具备有：收容紫外线照射部的内管、及覆盖该内管的外管；优选为该内管与外管的直径方向的间隔为1～10mm。

又，本发明的紫外线氧化装置中，优选为该内管与外管由可透射180～190nm与250～260nm的波长的紫外线的材料构成，优选为该紫外线照射部构成为可照射分别于180～190nm与250～260nm具有峰值波长的紫外线。

进而，本发明的紫外线氧化装置中，优选为该紫外线照射部形成长条状，该光催化剂纤维形成平板状，该紫外线照射部的长边方向与该光催化剂纤维的平面方向被设定成为平行。

又，本发明的超纯水制造装置，其具备有：逆渗透膜装置，用于除去被处理水中的杂质；离子交换装置，设置于该逆渗透膜装置的下游，用于除去经该逆渗透膜装置除去杂质的被处理水中的离子成分；紫外线氧化装置，设置于该离子交换装置的下游，用于分解经该离子交换装置除去离子成分的被处理水中的有机成分；混合床离子交换装置，设置于该紫外线氧化装置的下游，用于除去该紫外线氧化装置分解有机物成分而产生于被处理水中的离子成分；以及超过滤装置，设置于该混合床离子交换装置的下游，用于除去经逆渗透膜装置以后的处理而产生于被处理水中所产生的粒状物。

本发明的超纯水制造装置优选为，也可进一步具备有：除气装置，被设置于该超过滤装置的上游侧，用于除去被处理水中的气体；除气装置至少设置于该逆渗透膜装置与离子交换装置之间及该离子交换装置与该超过滤装置之间。

通过设置除气装置，可谋求减低半导体产业等所使用的超纯水中成为问题的溶氧。又，将除气装置进一步设置于该离子交换装置的上游侧，借此可将存在于水中的碳酸气体等气体予以除去，谋求离子交换装置的长寿命化，又，可谋求减低于半导体产业等所使用的超纯水中成为问题的溶氧。

进而，本发明的紫外线氧化方法，是对流动于流动槽内的被处理水中所含的有机物进行氧化分解处理，该流动槽具有：可通过被处理水的光催化剂纤维、可照射紫外线的紫外线照射部、及收容该紫外线照射部并使被处理水可在内部流动的紫外线照射部收容部；该紫外线氧化方法具备下述步骤：在使该紫外线照射部的紫外线照射于该光催化剂纤维的状态下，使被处理水通过该光催化剂纤维的步骤；以及在使该紫外线照射部的紫外线照射于被处理水的状态下，使被处理水流动于紫外线照射部收容部内的步骤。

此外，本发明的超纯水制造方法，具备有：杂质除去步骤，用于除去被处理水中的杂质；第一离子成分除去步骤，用于除去经该杂质除去步骤处理过的被处理水中的离子成分；有机物成分分解步骤，通过该紫外线氧化方法，将经该第一离子成分除去步骤处理过的被处理水中的有机物成分加以分解；第二离子成分除去步骤，用于除去因该有机物成分分解步骤而产生于被处理水中的离子成分；以及粒状物质除去步骤，用于除去该杂质除去步骤以后产生于被处理水中的粒状物质。

依据以上所述的发明，可提供一种紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法，可以低消耗能及低成本、有效率且安全地分解存在水中的有机物。

附图说明

图1，为本发明的紫外线氧化装置的实施形态之前视剖面概念图。

图2，为沿图1的A-A’线的剖面图。

图3，为本实施形态的紫外线氧化装置所使用的光催化剂匣的立体图。

图4，为本实施形态的紫外线氧化装置的紫外线照射灯拆除后状态的双重管及其周边的一部分切口剖面立体图。

图5，为实施例所使用的紫外线氧化装置的前视图。

图6，为现有的紫外线氧化装置的概念图。

图7，为本发明的超纯水制造装置的概念图。

【主要元件符号说明】

10     流动槽；

10A    流入口；

10B    流出口；

12     光催化剂匣(光催化剂纤维)；

12A    平板状不织布；

12B    金属网；

14     紫外线照射灯(紫外线照射部)；

16     紫外线照射灯收容构件(紫外线照射部收容部)；

18     双重管；

18A    外管；

18B    内管；

18C    流入口；

18D    流出口；

20     间隔板；

40     逆渗透膜装置；

42     离子交换装置；

44     槽；

46     紫外线氧化装置；

48     混合床离子交换装置；

50     超过滤装置。

具体实施方式

以下，说明本发明的紫外线氧化装置的实施形态。本实施形态的紫外线氧化装置如图1及图2所示，具备：使被处理水单向流动的流动槽10；光催化剂匣12，配置成在流动槽10内流动的被处理水可通过，且由具有光催化剂功能的纤维构成；紫外线照射灯14，紫外线可照射于流动槽10内流动的被处理水；以及紫外线照射灯收容构件16，设置于与流动槽10内的被处理水的流动方向交叉的面整个区域，用于收容紫外线照射灯14。

流动槽10为以下述方式构成：使被处理水从形成于上游侧侧面(图1及图2的左侧面)的流入口10A，往形成于上面的下游侧(图1的右侧)的流出口10B流动。

光催化剂匣12在对被处理水的流动方向垂直交叉的面的整个区域，沿流动方向并列5个的状态，设置于流动槽10内。各光催化剂匣12如图3所示，由平板状不织布12A与一对金属网12B、12B构成，平板状不织布12A被挟持于一对不锈钢制的金属网12B、12B。以这种方式，使用金属网12B、12B以作为支承材料，做成匣状，借此可容易更换光催化剂功能劣化的平板状不织布12A。使用框体等，将多段的光催化剂匣做成连接构造，借此容易进行拆装。本实施形态中，虽做成5个光催化剂匣，但可依据所要求的水质等，任意决定其数量，可做成例如1～50个。又，本实施形态中，，虽将平板状不织布12A固定于流动槽10以作为光催化剂匣12，但也可以通过其他手段设置。又，本实施形态中，各光催化剂匣12，其面虽设置成为与水的流动方向垂直交叉，但只要流动的水高效率通过平板状不织布12A即可，例如也可以对流动方向倾斜10°左右设置，优选为倾斜5°左右设置。

紫外线照射灯14被形成圆柱状，并于其表面设置有圆筒状的盖构件(省略图示)。该盖构件由不仅可透射过250nm～260nm的峰值波长，也可以透射过180nm～190nm的峰值波长的材质例如合成石英构成。本来，一般的低压水银灯虽具有185nm与254nm的两种波长，但由于一般的盖构件的原材料即玻璃不透射过短波长的紫外线，因此仅照射254nm的波长。本实施形态的紫外线氧化装置中，紫外线灯11如上所述，将盖构件的材料做成特殊的材料，借此构成为可照射于180～190nm与250～260nm具有峰值波长的紫外线。被紫外线灯11照射的紫外线，在180～190nm，优选为在185nm具有峰值波长，且在250～260nm，优选为在254nm具有峰值波长。

紫外线照射灯收容构件16在流动槽10内的各平板状不织布12之间各设置1个，合计4个。紫外线照射灯收容构件16设置成为从流动槽10的底面到上面，且由收容圆柱状的紫外线照射灯14的双重管18、及设置在垂直交叉于双重管18与流动槽10间的被处理水的流动方向的面整个区域的一对间隔板20、20所构成。双重管18如图1、2及4所示，形成为由外管18A及内管18B构成的圆筒状，由不仅可透射过250～260nm，而且可透射过180～190nm的峰值波长的材质例如合成石英所构成。外管18A与内管18B的直径方向的间隔优选为在10mm以下，最好是在3～8mm。在较该双重管18的外管18A的间隔板20更上游侧的下方，形成有贯通于外管18A及内管18B间区域的流入口18C，于较间隔板20更下游侧的上方，同样形成有贯通于外管18A及内管18B间区域的流出口18D。以这种方式构成紫外线照射灯收容构件16，借此在流动槽10内流动的被处理水，势必从双重管18的上游侧的流入18C朝紫外线照射灯14流入，通过外管18A及内管18B间的区域，而从流出18D往下游侧流出。

在各双重管18的内管18B内，紫外线照射灯14被设置为位于其中心，在本实施形态的紫外线氧化装置整体合计配置4个。因此，各紫外线照射灯14配置于各光催化剂匣12之间，借此紫外线可照射于具备光催化剂匣12的平板状不织布12A的双面。紫外线灯20分别平行，且其轴方向被配置成与光催化剂匣12平行。另外，本实施形态中，紫外线照射灯14的盖构件虽形成为圆柱状，但并非限定于此，只要往长边方向延伸的形状即可。紫外线照射灯14的数量依据所要求的水质或处理水中所含的不要的有机物的量等予以决定。本实施形态中，双重管18虽形成圆筒状，但只要是紫外线照射灯14可配置于中心的形状即可。

本实施形态的紫外线氧化装置所使用的平板状不织布12A由以氧化硅作为主体的氧化物相(第1相)与含钛的金属氧化物相(第2相)的复合氧化物相所构成的氧化硅基复合氧化物纤维，且由下述光催化剂纤维构成，该光催化剂纤维构成第2相的金属氧化物的钛的存在比例朝纤维的表层逐渐地增大。

光催化剂纤维的表面，视需要，也可以载持有：铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、锌(Zn)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、及锡(Sn)中的1种以上。载持方法虽无特别限定，但一面使包含有该被载持的金属离子的液体与光催化剂纤维接触，一面照射下述光，借此可使其载持，该光是：具有相当于构成第2相的金属氧化物带隙的能量以上的能量。

第1相是以氧化硅成分为主体的氧化物相，无论非晶质或结晶质都可以，又，也可以含有形成氧化硅与固熔体或共熔点化合物所获得的金属元素或金属氧化物。形成氧化硅与固熔体所获得的金属元素(A)，例如可列举钛等。形成氧化硅与固熔体所获得的金属氧化物的金属元素(B)，例如可列举：铝、锆、钇、锂、钠、钡、钾、硼、锌、镍、锰、镁、及铁等。

第1相形成氧化硅基复合氧化物纤维的内部相，扮演负担力学特性的重要角色。第1相对氧化硅基复合氧化物纤维整体的存在比例优选为40～98重量％，为充分发现作为目的的第2相的功能，且也发现高力学特性，更好是将第1相的存在比例控制在50～95重量％的范围内。

另一方面，第2相是含钛的金属氧化物相，在发挥光催化剂功能上扮演重要角色。构成金属氧化物的金属，列举有钛。该金属氧化物，单体也可以，通过其共熔点化合物或某特定元素而形成取代型的固熔体等也可以，但优选为氧化钛。第2相是形成氧化硅基复合氧化物纤维的表层相，氧化硅基复合氧化物纤维的第2相的存在比例虽因金属氧化物种类的不同而有差异，但优选为2～60重量％，为充分发挥其功能，且也同时发挥高强度，更好是控制在5～50重量％的范围内。包含第2相的钛的金属氧化物的结晶粒直径优选为在15nm以下，最好是在10nm以下。

第2相所含的金属氧化物的钛的存在比例是朝氧化硅基复合氧化物纤维的表面逐渐地增大，可明显辨识其组成的递增的区域的厚度优选为控制在由表层起5～500nm的范围，达到纤维直径的三分之一也可以。另外，所谓第1相及第2相的「存在比例」是表示第1相的金属氧化物及第2相的金属氧化物相对于构成第1相的金属氧化物与构成第2相的金属氧化物整体，也就是氧化硅基复合氧化物纤维整体的重量％。

在紫外线氧化装置中，平板状不织布上的平均紫外线强度优选为1～10mW/cm²，更好是2～8mW/cm²的范围。在平板状不织布表面的紫外线强度是1～10mW/cm²时，可高效率进行通过两种紫外线成分的水处理。为了设定于上述的范围，只要将紫外线照射手段与平板状不织布的距离设定成为适当范围即可。此处，平均紫外线强度是可测定从不织布表面的中央部至端部为止的多个部位的紫外线强度，将这些值平均，作为平均紫外线强度。

具有如上述的递增构造的光催化剂纤维可通过已知的方法制造，可依据例如WO2009/63737号公报所揭示的方法进行制造。

接着，说明使用本实施形态的紫外线氧化装置进行紫外线氧化的方法。为了净化含有不要的有机物的被处理水，首先，从流动槽10的流入口10A流入被处理水。流入的被处理水通过流动槽10内，从流出口10B排出。平板状不织布12A因为形成每条纤维具有某程度的空隙而分散的构造，故当水通过时，与光催化剂的接触面积非常大。因此，通过具有光催化剂功能的平板状不织布12A，能有效率地形成自由基，而将不要的有机物分解。通过将紫外线照射于由光催化剂纤维构成的平板状不织布12A的表面及背面的双面，可进一步有效率地使产生自由基。又，从双重管18的流入口18A到流出口18B，强制地使被处理水全部流通于紫外线灯14的附近，借此185nm的紫外线可有效照射于被处理水全部，而使不要的有机物有效率地分解。

通常，在利用氧化钛光催化剂的紫外线氧化装置中，紫外线灯可使用波长为351nm的黑光荧光灯或波长为254nm的杀菌灯。若氧化钛光催化剂为387nm以下的波长，就可进行激发，又，此种灯是容易取得的产品。本实施形态的紫外线氧化装置中，为利用于往未使用过的紫外线，且将光催化剂做成特定的配置构造，借此可获得高分解效率。也就是，本实施形态的紫外线氧化装置中，由于具有：由光催化剂纤维构成的平板状不织布；以及紫外线照射手段，其设置成与该平板状不织布平行，且照射于180～190nm与250～260nm具有峰值波长的紫外线；因此可一面维持对该光催化剂的光照射效率及与处理流体的接触效率，一面使180～190nm的紫外线不被光催化剂遮断。又，由于使用石英制双重管，且强制地使被处理水全部流通于紫外线灯附近，因此180～190nm的紫外线可有效地照射于被处理水全部。因此，将250～260nm的紫外线照射于平板状不织布，借此激发光催化剂，而通过所产生的OH自由基分解有机物，且通过180～190nm的紫外线可直接分解水中的有机物，结果，分解效率较现有的紫外线氧化装置为高。将本实施形态的紫外线氧化装置安装于超纯水的制造线等，借此可一面大幅削减消耗电力成本一面获得高质量的超纯水。

接着，说明使用本实施形态的紫外线氧化装置的超纯水制造装置的实施形态。本实施形态的超纯水制造装置可将本实施形态的紫外线氧化装置安装于超纯水的制造线等来构成。也就是，本实施形态的超纯水制造装置如图7所示，具备：逆渗透膜装置40，用于除去被处理水中的杂质；离子交换装置42，设置于逆渗透膜装置40的下游，除去通过逆渗透膜装置40而除去杂质的被处理水中的离子成分；槽44，设置于离子交换装置42的下游，使循环的被处理水事先存积；紫外线氧化装置46，设置于槽44的下游，分解通过离子交换装置42而除去离子成分的被处理水中的有机成分；混合床离子交换装置(mixed bed ion exchange)48，设置于紫外线氧化装置46的下游，除去通过紫外线氧化装置46所致的离子成分，该离子成分因有机物成分的分解而产生于被处理水中；以及超过滤装置50，设置于混合床离子交换装置48的下游，除去通过逆渗透膜装置40以后的处理而于被处理水中所产生的粒状物。

本实施形态的超纯水制造装置中，被处理水虽由逆渗透膜装置40→离子交换装置42→槽44→紫外线氧化装置46→混合床离子交换装置48→超过滤装置50的方式流动，但为充分减低TOC(总有机碳量)，在经由超过滤装置50的处理后，将被处理水的一部分返回槽44，也进行槽44→紫外线氧化装置46→混合床离子交换装置48→超过滤装置50→槽44的循环处理。依据本实施形态的超纯水制造装置，被处理水若通过逆渗透膜装置40处理，则被处理水所含的离子成分或盐类等杂质会被除去，若通过离子交换装置42处理，则被处理水中的离子成分会被除去，若通过紫外线氧化装置46处理，则被处理水中的有机物成分被分解，若通过混合床离子交换装置48处理，则生成于被处理水中的离子成分会被除去，若通过超过滤装置50处理，则流动中于被处理水中所产生的粒状物会被除去，可获得TOC(总有机碳量)被充分减低的超纯水。在现有的超纯水制造系统中，要是不设置用于除去尿素的特别装置，则所获得的超纯水中就会残留尿素，但本发明的超纯水制造装置设置有本发明的紫外线氧化装置，借此在被处理水中即使例如含有尿素100ppb，也可以减低到1ppb以下。

本实施形态的超纯水制造装置中，可视需要，设置用于除去残留于被处理水的有机物、硬度成分(Ca成分、Mg成分)、粒状物等的周知的前处理装置，而将通过该前处理装置处理后之被处理水导入逆渗透膜装置40。周知之前处理装置，例如，当使用自来水作为被处理水时，有进行活性碳→软水器→过滤器等的处理者。

又，本实施形态的超纯水制造装置，也可以视需要在离子交换装置42与超过滤装置50之间设置至少1个以上的除气装置。借此，可谋求减低在半导体产业等使用的超纯水中造成问题的溶氧。又，本实施形态的超纯水制造装置也可以视需要进一步在逆渗透膜装置40与离子交换装置42之间设置至少1个以上的除气装置。借此，可将存在于水中的碳酸气体等气体除去，谋求离子交换装置的长寿命化，又，可谋求减低在半导体产业等使用的超纯水中造成问题的溶氧。

以下，说明本发明的紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置的实施例。

(制造例1)

在5公升的三口烧瓶中加入2.5公升的无水甲苯(anhydrous toluene)与400g的金属钠，在氮气气流下，加热到甲苯的沸点，花费1小时滴加1公升的二甲基二氯硅烷。滴加结束后，加热回流10小时，使沉淀物生成。过滤该沉淀物，首先，用甲醇洗净后，再用水洗净，获得420g的白色粉末的聚二甲基硅烷。将250g的聚二甲基硅烷装入具备有冷水回流器的三口烧瓶中，在氮气流下，以420℃加热30小时，使其反应，而获得数量平均分子量为1200的聚碳硅烷(polycarbosilane)。

在通过上述方法所合成的16g聚碳硅烷中加入100g的甲苯与64g的四丁氧基钛，在100℃使其预备加热1小时后，缓慢升温至150℃且反应5小时，而合成改质聚碳硅烷。为了使低分子量的有机金属化合物共存，而将5g的四丁氧基钛加入于该改质聚碳硅烷，而获得改质聚碳硅烷与低分子量有机金属化合物的混合物。

使该改质聚碳硅烷与低分子量有机金属化合物的混合物溶解于甲苯后，装入熔吹(melt blowing)纺丝装置，将内部充分进行氮取代后，进行升温，而使甲苯蒸发，在180℃进行纺丝。在空气中，将纺丝后的不织布阶段性地加热到150℃而使不熔化后，在1200℃的空气中，进行1小时烧成，获得氧化钛/氧化硅纤维而作为光催化剂纤维。

通过制造例1所获得的光催化剂纤维，第1相的存在比例为80重量％，第2相的存在比例为20重量％。存在比例通过荧光X射线分析所求得。第2相所含的氧化钛的结晶粒子为8nm。粒子直径通过TEM(透射型电子显微镜观察)所求得。从光催化剂纤维表面，于300nm的深度，金属氧化物的硅的存在比例逐渐增加。递增的深度通过奥杰电子能谱分析(Augerelectron spectroscopy)所求得。

(实施例1)

将通过制造例1所获得的氧化钛/氧化硅纤维作为平板状不织布，作为具备平板状不织布的光催化剂匣，制作图5所示的紫外线氧化装置。紫外线灯的输出为60W，使用24个。紫外线灯的波长是放射254nm与185nm两者。紫外线灯与平板状不织布的距离为90mm，平板状不织布表面的平均紫外线强度为2mW/cm²。以周知的凝集过滤装置、2床3塔型离子交换装置、逆渗透膜装置将自来水处理后，以该紫外线氧化装置进行处理，接着，以周知的除气装置、离子吸附装置、及超过滤装置进行处理，借此获得超纯水。所获得的超纯水的TOC为20ppb左右。处理速度调整成使最终所获得的超纯水的TOC为0.5ppb左右。此时的处理速度为16.1m³/h，紫外线氧化装置的消耗能为0.13kWh/m³。

(实施例2)

接着，使用通过实施例1所获得的紫外线氧化装置，制作图7所示的超纯水制造装置。使用GE公司制造的AG型作为逆渗透膜装置，使用SnowPure公司制造的连续电气再生式离子交换装置(XL型)作为离子交换装置，使用伸荣化学产业(股份有限公司)制造的Cartridge Polisher(RT型)以作为混合床离子交换装置，使用日东电工(股份有限公司)制造的NTU型以作为超过滤装置。又，使用伸荣化学产业(股份有限公司)制造的活性碳过滤器(RT型)、软水器(RT型)、及新菱AQUAIR(股份有限公司)制造的过滤器(BL型)作为周知的前处理装置。

将自然水作为自来水，将该自来水通过周知的前处理装置处理，在其中添加100ppb尿素，通过实施例2的超纯水制造装置进行处理后，可获得尿素残留量为1ppb以下，TOC为1ppb以下的超纯水。

(比较例1)

参照日本特开平10-151450的实施例所揭示的方法，制作紫外线氧化装置，该紫外线氧化装置于直径为250mm、长度为1500mm的不锈钢制筒内装24个放射254nm与194nm与184nm的各波长的65W的低压紫外线灯。光催化剂将锐钛矿型氧化钛载持于铝板材而成者插入紫外线氧化装置的内部。光催化剂对紫外线氧化装置的内容积的重量为80ppm。除紫外线氧化装置以外，其他是与实施例1同样，以周知的凝集过滤装置、2床3塔型离子交换装置、逆渗透膜装置、除气装置处理自来水后，以该紫外线氧化装置进行处理，接着，以周知的离子吸附装置及超过滤装置进行处理，借此获得超纯水。处理速度调整为使最后所获得的超纯水的TOC为0.5ppb左右。此时的处理速度为4.7m³/h，紫外线氧化装置的消耗能为0.47KWh/m³。

Claims (8)

1.一种紫外线氧化装置，其具备有：

流动槽，使被处理水单向流动；

光催化剂纤维，以被处理水可通过方式配置于该流动槽内；

紫外线照射部，可照射紫外线；以及

紫外线照射部收容部，设置于与该流动槽内的被处理水的流动方向交叉的面的整个区域，且收容该紫外线照射部；

该紫外线照射部收容部以使流动于该流动槽内的被处理水全部势必为从上游侧朝所收容的紫外线照射部流入该收容部内，使其于该收容部内流动后，往下游侧流出的方式，具备有收容紫外线照射部的内管及覆盖该内管的外管，且该紫外线照射部收容部由使来自紫外线照射部的紫外线照射于该光催化剂纤维的材料所构成；

该内管与外管由可透射180～190nm与250～260nm的波长的紫外线的材料所构成；

该紫外线照射部构成为可照射分别于180～190nm与250～260nm具有峰值波长的紫外线。

2.根据权利要求1所述的紫外线氧化装置，其中，该内管与外管的直径方向的间隔为1～10mm。

3.根据权利要求1或2所述的紫外线氧化装置，其中，该紫外线照射部形成长条状，该光催化剂纤维形成平板状，该紫外线照射部的长边方向与该光催化剂纤维的平面方向被设定成为平行。

4.一种超纯水制造装置，其具备有：

逆渗透膜装置，用于除去被处理水中的杂质；

离子交换装置，设置于该逆渗透膜装置的下游，用于除去经该逆渗透膜装置除去杂质的被处理水中的离子成分；

权利要求1至3中任一项所述的紫外线氧化装置，设置于该离子交换装置的下游，用于分解经该离子交换装置除去离子成分的被处理水中的有机物成分；

混合床离子交换装置，设置于该紫外线氧化装置的下游，用于除去该紫外线氧化装置分解有机物成分而产生于被处理水中的离子成分；以及

超过滤装置，设置于该混合床离子交换装置的下游，用于除去因该逆渗透膜装置以后的处理而产生于被处理水中的粒状物。

5.根据权利要求4所述的超纯水制造装置，其进一步具备有除气装置，被设置于该超过滤装置的上游侧，用于除去被处理水中的气体。

6.根据权利要求5所述的超纯水制造装置，其中，该除气装置至少设置于该逆渗透膜装置与离子交换装置之间及该离子交换装置与该超过滤装置之间。

7.一种使用权利要求1至3项中任一项所述的紫外线氧化装置进行的紫外线氧化方法，对流动于流动槽内的被处理水中所含的有机物进行氧化分解处理；该紫外线氧化方法具备下述步骤：

在使该紫外线照射部的紫外线照射于该光催化剂纤维的状态下，使被处理水通过该光催化剂纤维的步骤；及

在使该紫外线照射部的紫外线照射于被处理水的状态下，使被处理水全部势必流动于该紫外线照射部收容部内的步骤。

8.一种超纯水制造方法，其具备有：

杂质除去步骤，用于除去被处理水中的杂质；

第一离子成分除去步骤，用于除去经该杂质除去步骤处理过的被处理水中的离子成分；

有机物成分分解步骤，通过权利要求7所述的紫外线氧化方法，将经该第一离子成分除去步骤处理过的被处理水中的有机物成分加以分解；

第二离子成分除去步骤，用于除去因该有机物成分分解步骤而产生于被处理水中的离子成分；及

粒状物质除去步骤，用于除去该杂质除去步骤以后产生于被处理水中的粒状物质。

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