JP2000061459A - 低濃度有機性廃水の処理装置 - Google Patents
低濃度有機性廃水の処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イニシャルコスト、ランニングコストが安
く、広いスペースを必要とせず、装置管理が容易であり
ながら安定した運転が可能な低濃度有機性廃水の処理装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 １８４．９ｎｍの紫外線を照射する低圧
紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を
少なくとも１組有する第２の処理系とを流路に沿って配
設してなる低濃度有機性廃水の処理装置。この装置で
は、高圧紫外線発生装置よりも安価で設置スペースを広
く必要とせず、しかもＴＯＣの分解効率の高い低圧紫外
線照射装置を使用するので、イニシャルコスト、ランニ
ングコスト共に安くすることができる。また、好気性菌
を使用する方法と比べて管理が容易である。
く、広いスペースを必要とせず、装置管理が容易であり
ながら安定した運転が可能な低濃度有機性廃水の処理装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 １８４．９ｎｍの紫外線を照射する低圧
紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を
少なくとも１組有する第２の処理系とを流路に沿って配
設してなる低濃度有機性廃水の処理装置。この装置で
は、高圧紫外線発生装置よりも安価で設置スペースを広
く必要とせず、しかもＴＯＣの分解効率の高い低圧紫外
線照射装置を使用するので、イニシャルコスト、ランニ
ングコスト共に安くすることができる。また、好気性菌
を使用する方法と比べて管理が容易である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、半導体
装置の製造に使用される超純水の回収システムにおい
て、ＴＯＣ（全有機炭素）濃度がｐｐｍオーダーの低濃
度有機廃水を、ＴＯＣ濃度が１ｐｐｂ以下にまで有機物
を除去して再使用可能とする低濃度有機性廃水の処理装
置に関する。
装置の製造に使用される超純水の回収システムにおい
て、ＴＯＣ（全有機炭素）濃度がｐｐｍオーダーの低濃
度有機廃水を、ＴＯＣ濃度が１ｐｐｂ以下にまで有機物
を除去して再使用可能とする低濃度有機性廃水の処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体装置の製造工程において
は、半導体ウエハの洗浄に大量の超純水が用いられてい
る。洗浄により発生した低濃度廃水は回収システムにお
いて再生処理して再使用される。
は、半導体ウエハの洗浄に大量の超純水が用いられてい
る。洗浄により発生した低濃度廃水は回収システムにお
いて再生処理して再使用される。
【０００３】洗浄廃水中には、次の例のような揮発性有
機化合物がｐｐｍオーダーで混入しているが、半導体製
造工程で再使用するためにはＴＯＣとして、１ｐｐｂ以
下にまで純度を高める必要がある。
機化合物がｐｐｍオーダーで混入しているが、半導体製
造工程で再使用するためにはＴＯＣとして、１ｐｐｂ以
下にまで純度を高める必要がある。
【０００４】
イソプロパノール １１２０．１ｐｐｂ
１，１−ジクロロエチレン ０．３ 〃
シス−１，２−ジクロロエチレン ９．１ 〃
クロロホルム ０．４ 〃
トリロロエチレン １４．５ 〃
ブロモジクロロエタン ０．２ 〃
テトラクロロエチレン ０．５ 〃
ジブロモクロロエチレン ０．３ 〃
なお、洗浄廃水中のＴＯＣに、イソプロパノール成分が
多いのは、半導体ウエハの乾燥にこの蒸気が用いられて
いるためである。
多いのは、半導体ウエハの乾燥にこの蒸気が用いられて
いるためである。
【０００５】従来、低濃度有機性廃水の処理方法として
は、高圧紫外線ランプを用いてＴＯＣを酸化分解する方
法が用いられていた。この方法は、ＴＯＣを含む処理水
に過酸化水素を添加し、これに高圧紫外線ランプを用い
て主たる波長が３６５ｎｍ及び２５３．７ｎｍの紫外線
を照射してＴＯＣを酸化分解するものである。またＴＯ
Ｃの分解により生じた炭酸ガス、有機酸や余剰の過酸化
水素を活性炭塔、イオン交換樹脂塔、逆浸透膜装置で除
去するものある。
は、高圧紫外線ランプを用いてＴＯＣを酸化分解する方
法が用いられていた。この方法は、ＴＯＣを含む処理水
に過酸化水素を添加し、これに高圧紫外線ランプを用い
て主たる波長が３６５ｎｍ及び２５３．７ｎｍの紫外線
を照射してＴＯＣを酸化分解するものである。またＴＯ
Ｃの分解により生じた炭酸ガス、有機酸や余剰の過酸化
水素を活性炭塔、イオン交換樹脂塔、逆浸透膜装置で除
去するものある。
【０００６】しかしながら、この方法に使用する高圧紫
外線ランプは高価なうえに使用電力に対する分解効率が
低く、このため長い照射時間を必要とするため大きい処
理槽が必要となり広いスペースが必要になる。また、使
用電力のかなりの部分が熱になるため発熱量が大きく、
ランニングコストが高くなるうえに、通水を止めると水
温が短時間で上昇して沸騰する危険がある。また、活性
炭塔は菌の発生原因ともなり易く好ましくない。
外線ランプは高価なうえに使用電力に対する分解効率が
低く、このため長い照射時間を必要とするため大きい処
理槽が必要となり広いスペースが必要になる。また、使
用電力のかなりの部分が熱になるため発熱量が大きく、
ランニングコストが高くなるうえに、通水を止めると水
温が短時間で上昇して沸騰する危険がある。また、活性
炭塔は菌の発生原因ともなり易く好ましくない。
【０００７】従って、従来の高圧紫外線ランプを使用す
る超純水製造装置を用いて低濃度有機性廃水を処理する
方法では、イニシャルコストとランニングコストが高く
なるという問題があった。
る超純水製造装置を用いて低濃度有機性廃水を処理する
方法では、イニシャルコストとランニングコストが高く
なるという問題があった。
【０００８】また、高圧紫外線ランプを用いない低濃度
有機性廃水の処理方法として、被処理水を好気性菌を繁
殖させた処理槽中に通してＴＯＣを生物学的に分解処理
する方法も知られているが、この方法では処理槽中に雑
菌が入ると処理性能が著しく低下するという問題があ
り、管理が難しいという問題があった。
有機性廃水の処理方法として、被処理水を好気性菌を繁
殖させた処理槽中に通してＴＯＣを生物学的に分解処理
する方法も知られているが、この方法では処理槽中に雑
菌が入ると処理性能が著しく低下するという問題があ
り、管理が難しいという問題があった。
【０００９】さらに、「MICROCONTAMINATION 92 Confer
ence Proceedings,October,Santa Clara pp729-738の７
３６頁には、「BEST AVAILABLE TECHNOLOGY TO MEET CU
RRENT SEMICONDUCTOR MANUFACTURING REQUIREMENTS」と
題して、原水を逆浸透膜装置、脱気塔、紫外線照射装
置、イオン交換樹脂塔等の多くの単位機器で処理して超
純水とするシステムが示されている。
ence Proceedings,October,Santa Clara pp729-738の７
３６頁には、「BEST AVAILABLE TECHNOLOGY TO MEET CU
RRENT SEMICONDUCTOR MANUFACTURING REQUIREMENTS」と
題して、原水を逆浸透膜装置、脱気塔、紫外線照射装
置、イオン交換樹脂塔等の多くの単位機器で処理して超
純水とするシステムが示されている。
【００１０】しかしながら、このシステムでは多くの単
位機器が使用されており、できるだけ少ない数の単位機
器で処理する点については検討されていない。
位機器が使用されており、できるだけ少ない数の単位機
器で処理する点については検討されていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の、被処理水に、過酸化水素を添加し、主たる波長が３
６５ｎｍの紫外線を照射し、ＴＯＣの分解により生じた
炭酸ガス、有機酸を活性炭塔やイオン交換樹脂塔、逆浸
透膜装置で吸着して除去する方法は、高圧紫外線ランプ
は高価なうえに有機物をほとんど炭酸ガスまで分解する
ため使用電力に対する分解効率が低く、このため長い照
射時間が必要となって大きい処理槽が必要となり広いス
ペースが必要になり、また、使用電力の大きい部分が熱
になるため発熱量が大きく、通水を止めると水温が短時
間で上昇して沸騰する危険があった。
の、被処理水に、過酸化水素を添加し、主たる波長が３
６５ｎｍの紫外線を照射し、ＴＯＣの分解により生じた
炭酸ガス、有機酸を活性炭塔やイオン交換樹脂塔、逆浸
透膜装置で吸着して除去する方法は、高圧紫外線ランプ
は高価なうえに有機物をほとんど炭酸ガスまで分解する
ため使用電力に対する分解効率が低く、このため長い照
射時間が必要となって大きい処理槽が必要となり広いス
ペースが必要になり、また、使用電力の大きい部分が熱
になるため発熱量が大きく、通水を止めると水温が短時
間で上昇して沸騰する危険があった。
【００１２】また、被処理水を好気性菌を繁殖させた処
理槽中に通してＴＯＣを生物学的に分解処理する方法で
は、処理槽中に雑菌が入り易く雑菌が入ると処理性能が
著しく低下するという問題があり、管理が難しいという
問題があった。
理槽中に通してＴＯＣを生物学的に分解処理する方法で
は、処理槽中に雑菌が入り易く雑菌が入ると処理性能が
著しく低下するという問題があり、管理が難しいという
問題があった。
【００１３】さらに、逆浸透膜装置は逆浸透膜の寿命が
くれば交換しなければならず、イオン交換樹脂塔は定期
的にイオン交換樹脂を再生する必要があるため、結局イ
ニシャルコスト、ランニングコストを高くし、広いスペ
ースが必要となるという問題がある。また、脱気塔はラ
ンニングコストをさほど高くしないが、ＴＯＣの除去率
が低いという問題がある。
くれば交換しなければならず、イオン交換樹脂塔は定期
的にイオン交換樹脂を再生する必要があるため、結局イ
ニシャルコスト、ランニングコストを高くし、広いスペ
ースが必要となるという問題がある。また、脱気塔はラ
ンニングコストをさほど高くしないが、ＴＯＣの除去率
が低いという問題がある。
【００１４】従って、本発明の第１の目的は、高圧紫外
線ランプに代えて低圧紫外線照射装置を使用することに
より、イニシャルコスト、ランニングコストが安く、広
いスペースを必要とせず、装置管理が容易でありながら
安定した運転が可能な低濃度有機性廃水の処理装置を提
供することを目的とする。
線ランプに代えて低圧紫外線照射装置を使用することに
より、イニシャルコスト、ランニングコストが安く、広
いスペースを必要とせず、装置管理が容易でありながら
安定した運転が可能な低濃度有機性廃水の処理装置を提
供することを目的とする。
【００１５】本発明の第２の目的は、低圧紫外線照射装
置とイオン交換樹脂塔との組合わせを複数段とすること
で、特に前段の組合わせで有機物を有機酸として除去
し、後段の組合わせで、前段で除去しきれなかった有機
物を有機酸および炭酸ガスとして除去することでイニシ
ャルコスト、ランニングコストを低減するとともに、低
圧紫外線照射装置とイオン交換樹脂塔の１組の場合に比
べてＴＯＣ分解効率の向上した低濃度有機性廃水の処理
装置を提供することを目的とする。
置とイオン交換樹脂塔との組合わせを複数段とすること
で、特に前段の組合わせで有機物を有機酸として除去
し、後段の組合わせで、前段で除去しきれなかった有機
物を有機酸および炭酸ガスとして除去することでイニシ
ャルコスト、ランニングコストを低減するとともに、低
圧紫外線照射装置とイオン交換樹脂塔の１組の場合に比
べてＴＯＣ分解効率の向上した低濃度有機性廃水の処理
装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の低濃
度有機性廃水の処理装置は、１８４．９ｎｍの紫外線を
照射する低圧紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に
配置した組を流路に沿って複数組配設してなることを特
徴とする。
度有機性廃水の処理装置は、１８４．９ｎｍの紫外線を
照射する低圧紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に
配置した組を流路に沿って複数組配設してなることを特
徴とする。
【００１７】図１は、本発明に使用される低圧紫外線照
射装置の一例を示す縦断面図、図２は、図１の２−２線
に沿った断面図である。
射装置の一例を示す縦断面図、図２は、図１の２−２線
に沿った断面図である。
【００１８】この低圧紫外線照射装置３０は、両端にフ
ランジ３１、３１を備え、両端近傍に入口管３２、出口
管３３を有する円筒状の本体部３４に、整流板支持棒３
５で所定間隔を置いて保持された環状の整流板３６を挿
入し、整流板３６の中心の穴部３７を挿通して紫外線に
対して透明な材料からなるランプ保護管３８を挿通し、
このランプ保護管３８の両端を、中心に端管３９，３９
を突設した端板４０、４０で保持するとともに、このラ
ンプ保護管３８内に低圧紫外線ランプ４１を挿入して構
成されている。ランプ保護管３８の両端内側にはアルミ
リング４２、４２が内挿され、端板４０、４０と本体部
のフランジ３１間、ランプ保護管３８の両端部外周と端
板４０の端管４０の内面間には、それぞれＯリング４
３、４３、…が介在されて水密とされている。ランプ保
護管３８と整流板３６の中心の穴の内面間にはわずかな
隙間が設けられ、入口管３２から供給された被処理水
は、ランプ保護管３８と多数の整流板３６の中心の穴と
の隙間を通過する過程で万遍なく紫外線に曝露され、ま
た整流板３６、３６間でも乱流となるので、ここでも万
遍なく紫外線に曝露されることになる。
ランジ３１、３１を備え、両端近傍に入口管３２、出口
管３３を有する円筒状の本体部３４に、整流板支持棒３
５で所定間隔を置いて保持された環状の整流板３６を挿
入し、整流板３６の中心の穴部３７を挿通して紫外線に
対して透明な材料からなるランプ保護管３８を挿通し、
このランプ保護管３８の両端を、中心に端管３９，３９
を突設した端板４０、４０で保持するとともに、このラ
ンプ保護管３８内に低圧紫外線ランプ４１を挿入して構
成されている。ランプ保護管３８の両端内側にはアルミ
リング４２、４２が内挿され、端板４０、４０と本体部
のフランジ３１間、ランプ保護管３８の両端部外周と端
板４０の端管４０の内面間には、それぞれＯリング４
３、４３、…が介在されて水密とされている。ランプ保
護管３８と整流板３６の中心の穴の内面間にはわずかな
隙間が設けられ、入口管３２から供給された被処理水
は、ランプ保護管３８と多数の整流板３６の中心の穴と
の隙間を通過する過程で万遍なく紫外線に曝露され、ま
た整流板３６、３６間でも乱流となるので、ここでも万
遍なく紫外線に曝露されることになる。
【００１９】本発明の低濃度有機性廃水の処理装置は、
最初の低圧紫外線照射装置の供給水のＴＯＣ濃度が１８
０ｐｐｂ以下であることが望ましい。
最初の低圧紫外線照射装置の供給水のＴＯＣ濃度が１８
０ｐｐｂ以下であることが望ましい。
【００２０】本発明で処理される低濃度有機性廃水は、
０．５〜３ｐｐｍ、通常は１ｐｐｍ以下のＴＯＣ濃度の
ものである。
０．５〜３ｐｐｍ、通常は１ｐｐｍ以下のＴＯＣ濃度の
ものである。
【００２１】本発明の低濃度有機性廃水の処理装置は、
例えば、０．５〜３ｐｐｍのＴＯＣ濃度の低濃度有機廃
水をＴＯＣ濃度が１ｐｐｂ以下の超純水に再生する低濃
度有機性廃水の処理装置であって、０．５〜３ｐｐｍの
ＴＯＣ濃度の低濃度有機廃水を６０〜２００ｐｐｂの低
濃度有機性廃水にする逆浸透膜装置と真空度が３５Ｔｏ
ｒｒ以下の下で被処理水の体積を基準にして０．００１
〜１．０の体積流量比の不活性ガスが塔内に送入される
真空脱気塔からなる第１の処理系と、１８４．９ｎｍの
紫外線を照射する低圧紫外線照射装置とイオン交換装置
とを順に配置した第２の処理系とを流路に沿って順に配
設してなる水処理装置の第２の処理系として用いられ
る。
例えば、０．５〜３ｐｐｍのＴＯＣ濃度の低濃度有機廃
水をＴＯＣ濃度が１ｐｐｂ以下の超純水に再生する低濃
度有機性廃水の処理装置であって、０．５〜３ｐｐｍの
ＴＯＣ濃度の低濃度有機廃水を６０〜２００ｐｐｂの低
濃度有機性廃水にする逆浸透膜装置と真空度が３５Ｔｏ
ｒｒ以下の下で被処理水の体積を基準にして０．００１
〜１．０の体積流量比の不活性ガスが塔内に送入される
真空脱気塔からなる第１の処理系と、１８４．９ｎｍの
紫外線を照射する低圧紫外線照射装置とイオン交換装置
とを順に配置した第２の処理系とを流路に沿って順に配
設してなる水処理装置の第２の処理系として用いられ
る。
【００２２】上記水処理装置に使用する逆浸透膜装置と
しては、「ＳＵ−７００」（東レ株式会社製）、「ＮＴ
Ｒ−７５９ＵＰ」（日東電工株式会社製）が適してお
り、特に、逆浸透膜装置を２段またはそれ以上連結して
使用する場合には、最終段は「ＮＴＲ−７５９ＵＰ」の
ような低濃度のＴＯＣ除去性能の高いモジュールが適し
ている。これらの逆浸透膜装置は、メッシュスペーサの
両面に逆浸透膜を配置した複合シートを、メッシュスペ
ーサを介在させて、外周に穴を開けた中心パイプ上に巻
き付けて構成されている。この逆浸透膜装置では、複合
シート間を流れる被処理水中の水が逆浸透膜を透過して
純化され中心パイプを通って次のステップに送られ、濃
縮水はそのまま複合シート間を流れて排出される。逆浸
透膜装置の出口水、すなわち真空脱気装置の入口水のＴ
ＯＣ濃度は、真空脱気装置のＴＯＣ除去効率に大きい影
響を及ぼす。すなわち、真空脱気装置の入口ＴＯＣ濃度
が１ｐｐｍでは、真空脱気装置のＴＯＣ除去率は６％程
度であるが、真空脱気装置の入口ＴＯＣ濃度が２００ｐ
ｐｂ以下では、ＴＯＣの除去率が２０％以上となる（真
空脱気装置のＮ2 液ガス比３％、水温３０℃、真空度３
０Ｔｏｒｒ）。
しては、「ＳＵ−７００」（東レ株式会社製）、「ＮＴ
Ｒ−７５９ＵＰ」（日東電工株式会社製）が適してお
り、特に、逆浸透膜装置を２段またはそれ以上連結して
使用する場合には、最終段は「ＮＴＲ−７５９ＵＰ」の
ような低濃度のＴＯＣ除去性能の高いモジュールが適し
ている。これらの逆浸透膜装置は、メッシュスペーサの
両面に逆浸透膜を配置した複合シートを、メッシュスペ
ーサを介在させて、外周に穴を開けた中心パイプ上に巻
き付けて構成されている。この逆浸透膜装置では、複合
シート間を流れる被処理水中の水が逆浸透膜を透過して
純化され中心パイプを通って次のステップに送られ、濃
縮水はそのまま複合シート間を流れて排出される。逆浸
透膜装置の出口水、すなわち真空脱気装置の入口水のＴ
ＯＣ濃度は、真空脱気装置のＴＯＣ除去効率に大きい影
響を及ぼす。すなわち、真空脱気装置の入口ＴＯＣ濃度
が１ｐｐｍでは、真空脱気装置のＴＯＣ除去率は６％程
度であるが、真空脱気装置の入口ＴＯＣ濃度が２００ｐ
ｐｂ以下では、ＴＯＣの除去率が２０％以上となる（真
空脱気装置のＮ2 液ガス比３％、水温３０℃、真空度３
０Ｔｏｒｒ）。
【００２３】本発明においては、このような観点から、
逆浸透膜装置では、被処理水である０．５〜３ｐｐｍの
ＴＯＣ濃度の低濃度有機廃水が、ＴＯＣ濃度６０〜２０
０ｐｐｂになるまでＴＯＣが除去される。
逆浸透膜装置では、被処理水である０．５〜３ｐｐｍの
ＴＯＣ濃度の低濃度有機廃水が、ＴＯＣ濃度６０〜２０
０ｐｐｂになるまでＴＯＣが除去される。
【００２４】本発明者らの実験によれば、真空脱気装置
の入口のＴＯＣ濃度が２００ｐｐｂを越えると除去率が
低くなり、第２の処理系の負荷が大きくなるので、入口
のＴＯＣ濃度は２００ｐｐｂ以下となるように逆浸透膜
装置を設置することが望ましい。第２の処理系の負荷を
より低くするためには、１００ｐｐｂ以下とすることが
望ましい。なお、脱気装置の入口のＴＯＣ濃度が６０ｐ
ｐｂより低くなると逆に脱気装置のＴＯＣの除去率が低
くなるので、６０ｐｐｂ以上とすることが望ましい。Ｔ
ＯＣ濃度が１〜３ｐｐｍの場合には低圧逆浸透膜装置を
２段以上に設けることが望ましい。
の入口のＴＯＣ濃度が２００ｐｐｂを越えると除去率が
低くなり、第２の処理系の負荷が大きくなるので、入口
のＴＯＣ濃度は２００ｐｐｂ以下となるように逆浸透膜
装置を設置することが望ましい。第２の処理系の負荷を
より低くするためには、１００ｐｐｂ以下とすることが
望ましい。なお、脱気装置の入口のＴＯＣ濃度が６０ｐ
ｐｂより低くなると逆に脱気装置のＴＯＣの除去率が低
くなるので、６０ｐｐｂ以上とすることが望ましい。Ｔ
ＯＣ濃度が１〜３ｐｐｍの場合には低圧逆浸透膜装置を
２段以上に設けることが望ましい。
【００２５】上記水処理装置に使用する真空脱気装置と
しては、ＵＳＰ５，１８０，４０３に記載された真空脱
気塔が適している。
しては、ＵＳＰ５，１８０，４０３に記載された真空脱
気塔が適している。
【００２６】この装置では、真空度が３５Ｔｏｒｒ以下
で脱気しつつ、真空脱気塔内に被処理水の体積を基準に
して０．００１〜１．０好ましくは０．０１〜０．０５
体積流量比の不活性ガス、例えば窒素ガスを真空脱気塔
内に送入することにより、脱気効率を非常に向上させる
ことができる。
で脱気しつつ、真空脱気塔内に被処理水の体積を基準に
して０．００１〜１．０好ましくは０．０１〜０．０５
体積流量比の不活性ガス、例えば窒素ガスを真空脱気塔
内に送入することにより、脱気効率を非常に向上させる
ことができる。
【００２７】上記水処理装置では、第１の処理系の出口
のＴＯＣ濃度が低くなるほどＴＯＣ除去の効率が向上す
る。第１の処理系の出口のＴＯＣ濃度を低くするには、
逆浸透膜装置と真空脱気装置のＴＯＣ除去率を高めれば
よい。しかしながら、逆浸透膜装置のＴＯＣ除去率を高
めるには逆浸透膜装置を多段に設置しなければならない
ためイニシャルコスト、ランニングコストが高くなる。
したがって、コストアップをできるだけ抑えるために
は、真空脱気装置の除去率を高くすることが望ましい。
のＴＯＣ濃度が低くなるほどＴＯＣ除去の効率が向上す
る。第１の処理系の出口のＴＯＣ濃度を低くするには、
逆浸透膜装置と真空脱気装置のＴＯＣ除去率を高めれば
よい。しかしながら、逆浸透膜装置のＴＯＣ除去率を高
めるには逆浸透膜装置を多段に設置しなければならない
ためイニシャルコスト、ランニングコストが高くなる。
したがって、コストアップをできるだけ抑えるために
は、真空脱気装置の除去率を高くすることが望ましい。
【００２８】本発明に使用される低圧紫外線照射装置
は、主波長である２５３．７ｎｍとともに、よりエネル
ギーが高く、より短波長の１８４．９ｎｍの光を利用で
きるようにランプと外管をこれらの波長の紫外線が透過
する材料で作ったものが適している。１８４．９ｎｍの
波長の紫外線は、水分子から直接ＯＨラジカルを生成
し、このＯＨラジカルの作用によりＴＯＣを有機酸や炭
酸ガスにまで分解する。低圧紫外線ランプはＴＯＣの分
解効率に対するエネルギー量（電力消費量）が小さく
（高圧水銀ランプの消費電力の１／３０から１／４
０）、このため発熱量も少なく、通水を止めた場合でも
被処理水が沸騰する危険はない。
は、主波長である２５３．７ｎｍとともに、よりエネル
ギーが高く、より短波長の１８４．９ｎｍの光を利用で
きるようにランプと外管をこれらの波長の紫外線が透過
する材料で作ったものが適している。１８４．９ｎｍの
波長の紫外線は、水分子から直接ＯＨラジカルを生成
し、このＯＨラジカルの作用によりＴＯＣを有機酸や炭
酸ガスにまで分解する。低圧紫外線ランプはＴＯＣの分
解効率に対するエネルギー量（電力消費量）が小さく
（高圧水銀ランプの消費電力の１／３０から１／４
０）、このため発熱量も少なく、通水を止めた場合でも
被処理水が沸騰する危険はない。
【００２９】本発明では、低圧紫外線照射装置でＴＯＣ
の分解により生じた有機酸その他のイオン性物質はイオ
ン交換装置により除去されるが、低圧紫外線照射装置を
複数台連結して使用する場合には、イオン交換装置との
連結方法がＴＯＣの除去率に影響を与える。
の分解により生じた有機酸その他のイオン性物質はイオ
ン交換装置により除去されるが、低圧紫外線照射装置を
複数台連結して使用する場合には、イオン交換装置との
連結方法がＴＯＣの除去率に影響を与える。
【００３０】上記の記述を裏付けるために行った本発明
者らの実験によれば、低圧紫外線照射装置を２台連結し
てその後にイオン交換装置を配置した系と、低圧紫外線
照射装置とイオン交換装置とを交互に２組連結した系を
比較した場合、前者よりも後者のＴＯＣ除去効率の方が
約１．５倍高くなっていた。
者らの実験によれば、低圧紫外線照射装置を２台連結し
てその後にイオン交換装置を配置した系と、低圧紫外線
照射装置とイオン交換装置とを交互に２組連結した系を
比較した場合、前者よりも後者のＴＯＣ除去効率の方が
約１．５倍高くなっていた。
【００３１】したがって、低圧紫外線照射装置を多段で
使用する場合には低圧紫外線照射装置とイオン交換装置
とを交互に配置する構成が除去率を高くする上で適して
いる。 特に、低圧紫外線照射装置は有機物をほとんど
有機酸の状態としこの有機酸は次のイオン交換樹脂で除
去される。なお、低圧紫外線照射装置とイオン交換樹脂
塔の組を２組連結して用いた場合には、後段の低圧紫外
線照射装置では前段で除去しきれなかった有機物を有機
酸と炭酸ガスに分解しこの有機酸は次のイオン交換樹脂
で除去される。
使用する場合には低圧紫外線照射装置とイオン交換装置
とを交互に配置する構成が除去率を高くする上で適して
いる。 特に、低圧紫外線照射装置は有機物をほとんど
有機酸の状態としこの有機酸は次のイオン交換樹脂で除
去される。なお、低圧紫外線照射装置とイオン交換樹脂
塔の組を２組連結して用いた場合には、後段の低圧紫外
線照射装置では前段で除去しきれなかった有機物を有機
酸と炭酸ガスに分解しこの有機酸は次のイオン交換樹脂
で除去される。
【００３２】低圧紫外線照射装置が高圧紫外線照射装置
と比べて効率が高いのは有機物の全部を炭酸ガスまで分
解せずに一部を有機酸の段階でとどめ、この有機酸をイ
オン交換樹脂で除去するようにしているためである。
と比べて効率が高いのは有機物の全部を炭酸ガスまで分
解せずに一部を有機酸の段階でとどめ、この有機酸をイ
オン交換樹脂で除去するようにしているためである。
【００３３】イオン交換装置としては、強塩基性イオン
交換樹脂と強酸性イオン交換樹脂とを混合した再生型あ
るいは被再生型の混床式のイオン交換装置が適している
がこれに限るものではない。要は、低圧紫外線照射装置
により発生したイオン性物質を除去可能なイオン交換装
置であればよい。
交換樹脂と強酸性イオン交換樹脂とを混合した再生型あ
るいは被再生型の混床式のイオン交換装置が適している
がこれに限るものではない。要は、低圧紫外線照射装置
により発生したイオン性物質を除去可能なイオン交換装
置であればよい。
【００３４】上記の水処理装置によれば１ｐｐｍ以上の
ＴＯＣ濃度の低濃度有機性廃水を１ｐｐｂ以下にまで有
機物を除去することができる。
ＴＯＣ濃度の低濃度有機性廃水を１ｐｐｂ以下にまで有
機物を除去することができる。
【００３５】そして、この装置では、二次廃棄物の発生
のない脱気装置を使用し、かつ、高圧紫外線発生装置よ
りも安価で設置スペースを広く必要とせず、しかもＴＯ
Ｃの分解効率の高い低圧紫外線照射装置を使用するの
で、イニシャルコスト、ランニングコスト共に安くする
ことができる。
のない脱気装置を使用し、かつ、高圧紫外線発生装置よ
りも安価で設置スペースを広く必要とせず、しかもＴＯ
Ｃの分解効率の高い低圧紫外線照射装置を使用するの
で、イニシャルコスト、ランニングコスト共に安くする
ことができる。
【００３６】また、好気性菌を使用する方法と比べて管
理が容易である。
理が容易である。
【００３７】
【作用】本発明の処理装置は、高圧紫外線ランプに代え
て低圧紫外線照射装置を使用し、低圧紫外線照射装置と
イオン交換装置との組を２組以上用いることにより、効
果的にＴＯＣ濃度を低減させることができる。
て低圧紫外線照射装置を使用し、低圧紫外線照射装置と
イオン交換装置との組を２組以上用いることにより、効
果的にＴＯＣ濃度を低減させることができる。
【００３８】このように、低圧紫外線照射装置とイオン
交換樹脂塔との組合わせを複数段とした場合には、前段
の組合わせで有機物を有機酸として除去し、後段の組合
わせで、前段で除去しきれなかった有機物を有機酸およ
び炭酸ガスとして除去するようになるので効率がさらに
高いものとなる。
交換樹脂塔との組合わせを複数段とした場合には、前段
の組合わせで有機物を有機酸として除去し、後段の組合
わせで、前段で除去しきれなかった有機物を有機酸およ
び炭酸ガスとして除去するようになるので効率がさらに
高いものとなる。
【００３９】
【実施例１】図３は、本発明の一実施例の構成図であ
る。
る。
【００４０】この実施例の第１の処理系は、逆浸透膜装
置（ＳＵ−７１０（東レ株式会社製）×１２）１、逆浸
透膜装置（ＮＴＲ−７５９・ＵＰ（日東電工株式会社
製）×９）２及びＮ2 ガス混入方式の真空脱気装置（直
径２５０ｍｍ、充填層高２ｍ）３を接続して構成されて
いる。なお、真空脱気装置３のＮ2 と被処理水の比率は
０．０３：１である。
置（ＳＵ−７１０（東レ株式会社製）×１２）１、逆浸
透膜装置（ＮＴＲ−７５９・ＵＰ（日東電工株式会社
製）×９）２及びＮ2 ガス混入方式の真空脱気装置（直
径２５０ｍｍ、充填層高２ｍ）３を接続して構成されて
いる。なお、真空脱気装置３のＮ2 と被処理水の比率は
０．０３：１である。
【００４１】また、第２の処理系は、低圧紫外線照射装
置（１８４．９ｎｍ・照射量０．５ｋＷ・ｈ／ｍ3 、Ｔ
ＤＦＬ−４千代田工販株式会社製（電子安定器付））４
ａと混床式イオン交換装置５ａ及びこれらと同一仕様の
低圧紫外線照射装置４ｂと混床式イオン交換装置５ｂと
を接続して構成されている。
置（１８４．９ｎｍ・照射量０．５ｋＷ・ｈ／ｍ3 、Ｔ
ＤＦＬ−４千代田工販株式会社製（電子安定器付））４
ａと混床式イオン交換装置５ａ及びこれらと同一仕様の
低圧紫外線照射装置４ｂと混床式イオン交換装置５ｂと
を接続して構成されている。
【００４２】また、逆浸透膜装置の排水を極力少なくす
るため第２段目の逆浸透膜装置の濃縮水の一部を逆浸透
膜装置の入り口側に戻して回収率の向上を図っている。
るため第２段目の逆浸透膜装置の濃縮水の一部を逆浸透
膜装置の入り口側に戻して回収率の向上を図っている。
【００４３】以上の処理装置を使用して、供給水として
超純水（ＴＯＣ濃度０．２２〜０．２３ｍｇＣ／ｌ、比
抵抗１７．０ＭΩ・ｃｍ、水温２５℃）にイソプロパノ
ールをＴＯＣ濃度で約１ｐｐｍとなるよう添加したもの
を用いて処理を行った。
超純水（ＴＯＣ濃度０．２２〜０．２３ｍｇＣ／ｌ、比
抵抗１７．０ＭΩ・ｃｍ、水温２５℃）にイソプロパノ
ールをＴＯＣ濃度で約１ｐｐｍとなるよう添加したもの
を用いて処理を行った。
【００４４】なお、図中、入口配管１の位置での流速は
１．７ｍ3 ／ｈ，配管（２）〜（５）の位置での流速は
１．５ｍ3 ／ｈ，真空脱気装置４内の流速はＬＶ＝３０
［ｍ／ｈ］，混床式イオン交換装置５ａ，５ｂ内の流速
はＬＶ＝４０［ｍ／ｈ］である。 その結果を表１に示
す。
１．７ｍ3 ／ｈ，配管（２）〜（５）の位置での流速は
１．５ｍ3 ／ｈ，真空脱気装置４内の流速はＬＶ＝３０
［ｍ／ｈ］，混床式イオン交換装置５ａ，５ｂ内の流速
はＬＶ＝４０［ｍ／ｈ］である。 その結果を表１に示
す。
【００４５】表から明らかなように処理された超純水は
出口で１ｐｐｂ以下であり、ＴＯＣ濃度を非常に低濃度
にすることができる。
出口で１ｐｐｂ以下であり、ＴＯＣ濃度を非常に低濃度
にすることができる。
【００４６】
【表１】
図での位置 ＴＯＣ 除去率［％］
被処理水 (a) 1.1×103 ppb −
２段R/O 出口 (b) 80 92.7
真空脱気出口 (c) 60 25.0
TOC-UV+MB1st (d) 11 81.7
TOC-UV+MB2st (e) 0.6 〜0.8 93.6
【００４７】
【実施例２】図４は、本発明の他の実施例の構成図であ
る。
る。
【００４８】この実施例の第１の処理系は、逆浸透膜装
置（ＳＵ−７１０（東レ株式会社製）×１２）１１及び
Ｎ2 ガス混入方式の真空脱気装置（直径２５０ｍｍ、充
填層高２ｍ）１２を接続して構成されている。なお、真
空脱気装置３のＮ2 と被処理水の比率は０．０３：１で
ある。
置（ＳＵ−７１０（東レ株式会社製）×１２）１１及び
Ｎ2 ガス混入方式の真空脱気装置（直径２５０ｍｍ、充
填層高２ｍ）１２を接続して構成されている。なお、真
空脱気装置３のＮ2 と被処理水の比率は０．０３：１で
ある。
【００４９】また、第２の処理系は、低圧紫外線照射装
置（１８４．９ｎｍ・照射量０．２５ｋＷ・ｈ／ｍ3 ）
１３ａと混床式イオン交換装置１４ａ及びこれら第１の
組と同一仕様の、低圧紫外線照射装置１３ｂと混床式イ
オン交換装置１４ｂの第２の組、低圧紫外線照射装置１
３ｃと混床式イオン交換装置１４ｃの第３の組とを接続
して構成されている。
置（１８４．９ｎｍ・照射量０．２５ｋＷ・ｈ／ｍ3 ）
１３ａと混床式イオン交換装置１４ａ及びこれら第１の
組と同一仕様の、低圧紫外線照射装置１３ｂと混床式イ
オン交換装置１４ｂの第２の組、低圧紫外線照射装置１
３ｃと混床式イオン交換装置１４ｃの第３の組とを接続
して構成されている。
【００５０】以上の処理装置を使用して、供給水として
超純水（ＴＯＣ濃度０．２２〜０．２３ｍｇＣ／ｌ、比
抵抗１７．０ＭΩ・ｃｍ、水温２５℃）にイソプロパノ
ールをＴＯＣ濃度で８００〜９００ｐｐｂとなるよう添
加したものを用いて処理を行った。
超純水（ＴＯＣ濃度０．２２〜０．２３ｍｇＣ／ｌ、比
抵抗１７．０ＭΩ・ｃｍ、水温２５℃）にイソプロパノ
ールをＴＯＣ濃度で８００〜９００ｐｐｂとなるよう添
加したものを用いて処理を行った。
【００５１】なお図中、入口配管１の位置での流速は
１．７ｍ3 ／ｈ，配管（２）〜（５）の位置での流速は
１．５ｍ3 ／ｈ，真空脱気装置４内の流速はＬＶ＝３０
［ｍ／ｈ］，混床式イオン交換装置５ａ，５ｂ内の流速
はＬＶ＝４０［ｍ／ｈ］である。
１．７ｍ3 ／ｈ，配管（２）〜（５）の位置での流速は
１．５ｍ3 ／ｈ，真空脱気装置４内の流速はＬＶ＝３０
［ｍ／ｈ］，混床式イオン交換装置５ａ，５ｂ内の流速
はＬＶ＝４０［ｍ／ｈ］である。
【００５２】その結果を表２−１および表２−２に示
す。なお、表２−１は真空脱気装置に窒素ガスを注入し
た場合、表２−２は真空脱気装置に窒素ガスを注入しな
かった場合の結果である。
す。なお、表２−１は真空脱気装置に窒素ガスを注入し
た場合、表２−２は真空脱気装置に窒素ガスを注入しな
かった場合の結果である。
【００５３】これらの表から明らかなように処理された
超純水は出口で１ｐｐｂ以下であり、特に低圧紫外線照
射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を、複数組
配設することにより、ＴＯＣ濃度を高い除去効率で、か
つ非常に低濃度にすることができる。
超純水は出口で１ｐｐｂ以下であり、特に低圧紫外線照
射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を、複数組
配設することにより、ＴＯＣ濃度を高い除去効率で、か
つ非常に低濃度にすることができる。
【００５４】
【表２−１】
図での位置 ＴＯＣ 除去率（平均）［％］
被処理水 (A) 800 〜900 ppb −
R/O 出口 (B) 100 〜120 87.1
真空脱気出口 (c) 90 〜100 13.6
TOC-UV+MB1st (D) 10 〜12 88.4
TOC-UV+MB2st (E) 0.6 〜0.8 93.6
TOC-UV+MB3st (F) 0.6 〜0.7 7.1
【００５５】
【表２−２】
図での位置 ＴＯＣ 除去率（平均）［％］
被処理水 (A) 800 〜900 ppb −
R/O 出口 (B) 100 〜120 87.1
真空脱気出口 (c) 90 〜100 13.6
TOC-UV+MB1st (D) 11 〜14 86.8
TOC-UV+MB2st (E) 0.8 〜1.0 92.8
TOC-UV+MB3st (F) 0.6 〜0.8 22.2
なお、この実施例から、２組目の低圧紫外線照射装置と
イオン交換装置との組によるＴＯＣ除去効率が非常に高
く、３組目になると（被処理水が１ｐｐｂ以下になる
と）効果が少なくなることがわかる。
イオン交換装置との組によるＴＯＣ除去効率が非常に高
く、３組目になると（被処理水が１ｐｐｂ以下になる
と）効果が少なくなることがわかる。
【００５６】
【実施例３】この実施例では、実施例１および実施例２
と同様にして超純水にイソプロパノールを５０ｐｐｂと
なるように添加して調整した試料水を、低圧紫外線照射
装置と混床式イオン交換装置の１組で照射量が０．５ｋ
Ｗ・ｈ／ｍ3 となるようにした水処理装置Ａと、低圧紫
外線照射装置と混床式イオン交換装置の組を２組タンデ
ムに接続し、この２組を通過して合計の照射量が０．５
ｋＷ・ｈ／ｍ3 となるようにした水処理装置Ｂを通過さ
せて、ＴＯＣ濃度の低下量を測定した。
と同様にして超純水にイソプロパノールを５０ｐｐｂと
なるように添加して調整した試料水を、低圧紫外線照射
装置と混床式イオン交換装置の１組で照射量が０．５ｋ
Ｗ・ｈ／ｍ3 となるようにした水処理装置Ａと、低圧紫
外線照射装置と混床式イオン交換装置の組を２組タンデ
ムに接続し、この２組を通過して合計の照射量が０．５
ｋＷ・ｈ／ｍ3 となるようにした水処理装置Ｂを通過さ
せて、ＴＯＣ濃度の低下量を測定した。
【００５７】図５は、このように仕手測定した結果を示
すグラフである。なお、２組を通過させたもの（Ｂ）
は、その１組目を通過したときと２組目を通過したとき
のＴＯＣ濃度をそれぞれ測定している。
すグラフである。なお、２組を通過させたもの（Ｂ）
は、その１組目を通過したときと２組目を通過したとき
のＴＯＣ濃度をそれぞれ測定している。
【００５８】このグラフから明らかなように、同じ紫外
線の照射量であっても、低圧紫外線照射装置と混床式イ
オン交換装置の組を２組通過させたときの方が、より低
いＴＯＣ濃度とすることができる。
線の照射量であっても、低圧紫外線照射装置と混床式イ
オン交換装置の組を２組通過させたときの方が、より低
いＴＯＣ濃度とすることができる。
【００５９】
【発明の効果】以上の実施例からも、明らかなように処
理された超純水は出口で１ｐｐｂ以下であり、特に、低
圧紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組
を複数組通過させることによって、ＴＯＣ濃度を非常に
低濃度にすることができ、洗浄水として再使用すること
ができる。
理された超純水は出口で１ｐｐｂ以下であり、特に、低
圧紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組
を複数組通過させることによって、ＴＯＣ濃度を非常に
低濃度にすることができ、洗浄水として再使用すること
ができる。
【図１】本発明に使用される低圧紫外線照射装置の一例
を示す縦断面図。
を示す縦断面図。
【図２】図１のII−II線に沿った横断面図。
【図３】本発明の一実施例の構成を示す図。
【図４】本発明の他の実施例の構成を示す図。
【図５】本発明のさらに他の実施例の効果を示すグラ
フ。
フ。
１…逆浸透膜装置、２…逆浸透膜装置、３…Ｎ2 ガス混
入方式の真空脱気装置、４ａ，４ｂ…低圧紫外線照射装
置、５ａ，５ｂ…混床式イオン交換装置 ３０……低圧紫外線照射装置、３１……フランジ、３２
……入口管、３３……出口管、３４……本体部、３５…
…整流板支持棒、３６……整流板、３７……穴部、３８
……ランプ保護管、３９……端管、４０……端板、４１
……低圧紫外線ランプ、４２……アルミリング、４３…
…Ｏリング。
入方式の真空脱気装置、４ａ，４ｂ…低圧紫外線照射装
置、５ａ，５ｂ…混床式イオン交換装置 ３０……低圧紫外線照射装置、３１……フランジ、３２
……入口管、３３……出口管、３４……本体部、３５…
…整流板支持棒、３６……整流板、３７……穴部、３８
……ランプ保護管、３９……端管、４０……端板、４１
……低圧紫外線ランプ、４２……アルミリング、４３…
…Ｏリング。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｊ
1/72 １０１ 1/72 １０１
9/00 ５０２ 9/00 ５０２Ｆ
５０２Ｎ
５０２Ｊ
５０２Ｚ
５０３ ５０３Ｃ
５０４ ５０４Ｂ
５０４Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】 １８４．９ｎｍの紫外線を照射する低圧
紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を
流路に沿って複数組配設してなることを特徴とする低濃
度有機性廃水の処理装置。 - 【請求項２】 １８４．９ｎｍの紫外線を照射する低圧
紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組を
流路に沿って２組配設してなることを特徴とする請求項
１記載の低濃度有機性廃水の処理装置。 - 【請求項３】 １８４．９ｎｍの紫外線を照射する低圧
紫外線照射装置とイオン交換装置とを順に配置した組
を、第１の組の直後に第２の組がくるよう流路に沿って
２組配設してなることを特徴とする請求項１又は２記載
の低濃度有機性廃水の処理装置。 - 【請求項４】 前記低圧紫外線照射装置の供給水のＴＯ
Ｃ濃度が１８０ｐｐｂ以下である請求項１ないし３のい
ずれか１項記載の低濃度有機性廃水の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11236158A JP2000061459A (ja) | 1993-09-13 | 1999-08-23 | 低濃度有機性廃水の処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22718493 | 1993-09-13 | ||
| JP5-227184 | 1993-09-13 | ||
| JP11236158A JP2000061459A (ja) | 1993-09-13 | 1999-08-23 | 低濃度有機性廃水の処理装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21298294A Division JP3262949B2 (ja) | 1993-09-13 | 1994-09-06 | 低濃度有機性廃水の処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000061459A true JP2000061459A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=26527546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11236158A Pending JP2000061459A (ja) | 1993-09-13 | 1999-08-23 | 低濃度有機性廃水の処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000061459A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160138075A (ko) * | 2014-03-31 | 2016-12-02 | 쿠리타 고교 가부시키가이샤 | 저분자량 유기물 함유수의 처리 방법 |
| JP2018034020A (ja) * | 2017-12-04 | 2018-03-08 | 日機装株式会社 | 紫外光殺菌装置 |
| US10023487B2 (en) | 2006-12-12 | 2018-07-17 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method of recovering oil or gas and treating the resulting produced water |
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| WO2023127238A1 (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | ウシオ電機株式会社 | 流体処理装置 |
-
1999
- 1999-08-23 JP JP11236158A patent/JP2000061459A/ja active Pending
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| US11286179B2 (en) | 2017-02-23 | 2022-03-29 | Merck Patent Gmbh | Flow-through fluid purification device and means for accommodating a radiation source |
| US11565949B2 (en) | 2017-02-23 | 2023-01-31 | Merck Patent Gmbh | Flow-through fluid purification device |
| JP7234122B2 (ja) | 2017-02-23 | 2023-03-07 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | フロースルー流体浄化デバイスおよび放射源を収容する手段 |
| JP2018034020A (ja) * | 2017-12-04 | 2018-03-08 | 日機装株式会社 | 紫外光殺菌装置 |
| CN109264808A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-25 | 深圳市恩莱吉能源科技有限公司 | 一种除去水中溶解氧的装置和方法 |
| WO2023127238A1 (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | ウシオ電機株式会社 | 流体処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040120 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040427 |