JP2001113137A - 高純度水の製造装置及び高純度水の製造方法 - Google Patents
高純度水の製造装置及び高純度水の製造方法Info
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Abstract
に亘り連続的に製造する。 【解決手段】 原水をRO膜装置1,1段目電気脱イオ
ン装置2及び2段目電気脱イオン装置3に順次通水して
処理するに当り、RO膜装置1の前段に脱炭酸装置4を
設ける;1段目電気脱イオン装置2の給水にアルカリを
添加する;或いは、1段目電気脱イオン装置2と2段目
電気脱イオン装置3との間にアニオン交換樹脂塔5を設
ける。
Description
及び高純度水の製造方法に係り、特に、逆浸透(RO)
膜装置と、このRO膜装置の後段に2段に設けられた電
気脱イオン装置に原水を順次通水することにより、より
高純度で水質の安定した高純度水を連続的に製造する高
純度水の製造装置及び高純度水の製造方法に関する。
を組み合わせ、更に必要に応じて後段にイオン交換樹脂
塔を設けて高純度化を図った純水製造装置が公知であ
り、このような装置において、更に純度を向上するため
にRO膜装置を2段に設けたものや前段にアニオン交換
樹脂塔を設けたものも提案されている。
/L、ボロン0.2mg/L、比抵抗0.004MΩ・
cm、炭酸ガス約5mg/Lの原水を処理した場合、各
装置の処理水の水質は下記の通りである。
置では、シリカ0.005mg/L以下、ボロン0.0
005mg/L以下、比抵抗17.5MΩ・cm以上を
処理水の水質の目標値とした場合、図2(a)に示す如
く2段RO膜装置と電気脱イオン装置とを組み合わせた
もの、及び、図2(b)に示す如くRO膜装置と電気脱
イオン装置とを組み合わせたものでは、この水質の目標
値に到達するためには、更に後段に非再生型混床式イオ
ン交換装置等のイオン交換装置を設置する必要があり、
そのための装置コストや設置スペースが問題となる。し
かも、その場合においても、ボロンの低濃度化は困難で
あり、また水質が安定せず、その上、イオン交換装置の
交換や再生が必要であるために長期連続運転に適さない
という欠点がある。
樹脂塔、RO膜装置及び電気脱イオン装置を組み合わせ
たものでは、ほぼ目標水質に到達するが、RO膜装置の
前段のアニオン交換樹脂塔の負荷が大きく、装置コスト
や設置スペース、更にはアニオン交換樹脂の再生等の面
で不利である。
高純度で水質の安定した高純度水を長期に亘り連続的に
製造することができる高純度水の製造装置及び高純度水
の製造方法を提供することを目的とする。
造装置は、RO膜装置と該RO膜装置の後段に設けられ
た第1の電気脱イオン装置と、該第1の電気脱イオン装
置の後段に設けられた第2の電気脱イオン装置とを有す
る高純度水の製造装置であって、該RO膜装置の前段に
設けられた脱炭酸手段と、該RO膜装置と第1の電気脱
イオン装置との間に設けられたアルカリ添加手段とのい
ずれか一方又は双方を有することを特徴とする。
装置と該RO膜装置の後段に設けられた第1の電気脱イ
オン装置と、該第1の電気脱イオン装置の後段に設けら
れた第2の電気脱イオン装置とを有する高純度水の製造
装置であって、該第1の電気脱イオン装置と第2の電気
脱イオン装置との間にアニオン交換装置を有することを
特徴とする。
て、RO膜装置の前段に脱炭酸手段を設けるのが好まし
い。
RO膜装置、第1の電気脱イオン装置及び第2の電気脱
イオン装置に順次通水して高純度水を製造する方法であ
って、該RO膜装置への通水に先立つ原水の脱炭酸処理
と、該第1の電気脱イオン装置への通水に先立つRO膜
装置の処理水へのアルカリ添加とのいずれか一方又は双
方を採用することを特徴とする。
RO膜装置、第1の電気脱イオン装置及び第2の電気脱
イオン装置に順次通水して高純度水を製造する方法であ
って、該第1の電気脱イオン装置の処理水をアニオン交
換処理した後、該第2の電気脱イオン装置に通水するこ
とを特徴とする。
て、RO膜装置への通水に先立ち原水を脱炭酸処理する
のが好ましい。
置を1段のみで使用しているが、本発明においては、電
気脱イオン装置を2段に直列に配置してシリカやボロン
を高度に除去し、処理水の比抵抗を高める。即ち、電気
脱イオン装置を2段に設けると、2段目の電気脱イオン
装置では、1段目の電気脱イオン装置においてシリカや
ボロンが十分に除去され、比抵抗も十分に向上した水を
処理することになることから、2段目の電気脱イオン装
置では原水(給水)条件が、性能面、回収率、電圧電流
負荷に対して良好なものとなるため、得られる処理水の
水質は著しく高くなり、水質が安定すると共に、長期連
続運転が可能となる。
ため、2段設けても装置設備が過度に大型化することは
なく、設置スペース面でも問題になることはない。
置と2段に設けた電気脱イオン装置で処理するに当た
り、 脱炭酸処理することにより原水の炭酸ガス濃度を下
げる。 第1の電気脱イオン装置の給水にアルカリを添加す
ることにより第1の電気脱イオン装置におけるシリカや
炭酸ガス除去率を高める。 第1の電気脱イオン装置の処理水をアニオン交換処
理してより純度を高めると共に、アニオン交換処理によ
りpHを高めた水を第2の電気脱イオン装置に給水する
ことにより、第2の電気脱イオン装置においてシリカを
高度に除去する。ことで、著しく高純度の処理水を得る
ことができる。
装置の炭酸ガス負荷を軽減することで、電気脱イオン装
置の脱塩室内のイオン交換樹脂面及びイオン交換膜面で
のシリカ、ボロン、その他の塩類に対する吸着、移動速
度を向上させ、これらの除去性能を高めることができ
る。
めることにより、炭酸ガスが重炭酸イオンに変化する
と、電気脱イオン装置の脱塩室から濃縮室側へ容易に移
動するようになり、脱イオン効率が高まる。
水の炭酸ガス濃度を下げ、また、1段目電気脱イオン装
置と2段目電気脱イオン装置との間にアニオン交換樹脂
塔を設置することにより、2段目電気脱イオン装置の給
水のpHを高め、かつ、シリカ、ボロン、炭酸ガスを更
に除去することとなり、その結果、シリカトータル除去
率99.999%以上、ボロントータル除去率99%以
上、比抵抗値17.5MΩ・cm以上の性能を確実に得
ることができ、2段目電気脱イオン装置の処理水とし
て、シリカ濃度0.0001mg/L以下、ボロン濃度
0.0001mg/L以下、比抵抗値18.0MΩ・c
mと著しく高純度の処理水を得ることができる。
施の形態を詳細に説明する。
製造装置及び高純度水の製造方法の実施の形態を示す系
統図である。
(水道水)、地下水(井戸水)、河川水、その他使用済
純水の回収水等である。
をRO膜装置1,1段目電気脱イオン装置2及び2段目
電気脱イオン装置3に順次通水して処理するに当たり、
1段目電気脱イオン装置2に給水されるRO膜装置1の
透過水にNaOH,KOH等のアルカリを添加して1段
目電気脱イオン装置2の給水のpHを6.5以上、好ま
しくは8.0〜12.0に調整して処理を行うものであ
る。
(a)の高純度水の製造装置に更に前処理装置として脱
炭酸装置4を設け、原水を脱炭酸処理した後、RO膜装
置1で処理し、アルカリでpH調整後、1段目電気脱イ
オン装置2及び2段目電気脱イオン装置3に順次通水し
て処理するものである。
(b)の高純度水の製造装置において、アルカリ添加の
代りに1段目電気脱イオン装置2と2段目電気脱イオン
装置3との間にアニオン交換樹脂塔5を設け、原水を脱
炭酸装置4で脱炭酸処理した後、RO膜装置1、1段目
電気脱イオン装置2、アニオン交換樹脂塔5及び2段目
電気脱イオン装置3に順次通水して処理するものであ
る。
O膜装置1,1段目電気脱イオン装置2及び2段目電気
脱イオン装置3に順次通水して処理するに当たり、アル
カリ添加、脱炭酸処理、アニオン交換処理を組み込むこ
とにより、1段目電気脱イオン装置2及び/又は2段目
電気脱イオン装置3の給水が好ましくは次のような水質
となるように調整し、1段目電気脱イオン装置2の水回
収率を50〜95%、2段目電気脱イオン装置3の水回
収率を50〜96%で通水することにより、著しく高純
度の処理水を得ることができる。
給水として上述のような水質範囲が達成されれば良く、
例えば、図1(b)の高純度水の製造装置において、ア
ルカリ添加を省略しても良く、また、図1(c)の高純
度水の製造装置において、脱炭酸装置を省略しても良
い。
要に応じて除濁装置、活性炭塔、或いは軟水器等で前処
理した後、本発明に従って処理するのが好ましい。
り具体的に説明する。
(井水)を活性炭塔で処理した後、軟水器で硬度成分を
除去した水(水温21〜24℃)を用いた。この原水の
水質は次の通りであり、処理水量は400L/hrとし
た。 〔原水水質〕 シリカ : 30mg/L ボロン : 0.05mg/L 炭酸ガス: 8mg/L pH : 7.2 比抵抗 :0.004MΩ・cm また、用いたRO膜装置、1段目電気脱イオン装置、2
段目電気脱イオン装置、脱炭酸装置及びアニオン交換樹
脂塔の仕様及び運転条件は次の通りである。
ル、ポリイミド系合成複合膜 水回収率: 30% 通水圧力: 6.4kg/cm2(6.27×105P
a) 1段目電気脱イオン装置:脱塩室と濃縮室にアニオンと
カチオンとの混合イオン交換樹脂を充填したオールフィ
ルド型 水回収率: 88% 電圧 : 98V 電流 : 0.4A 2段目電気脱イオン装置:1段目電気脱イオン装置と同
じ型を使用 水回収率: 90% 電圧 : 100V 電流 :0.04A 脱炭酸装置:外圧式中空糸型脱気膜(膜材質:ポリプロ
ピレン) アニオン交換樹脂塔:強塩基性アニオン交換樹脂量15
L(1基) 実施例1 図1(a)に示す高純度水の製造装置で原水を処理し
た。アルカリとしてはNaOHを用い、1段目電気脱イ
オン装置2の給水のpHが9となるように添加した。
であった。なお、除去率は原水中の濃度に対して各段階
における濃度から求めた値である。
ところ、各段階における水質及び除去率は次の通りであ
った。
た。なお、電気脱イオン装置としては脱塩室と濃縮室に
アニオンとカチオンの混合イオン交換樹脂を充填したオ
ールフィルド型を用い、水回収率85%、電圧115
V,電流0.5Aで処理を行った。
であった。
り高純度で水質の安定した高純度水を長期に亘り連続的
に製造することができるため、後段の装置設備の負荷を
軽減して装置のコンパクト化、設備コストの低減を図る
ことができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 逆浸透膜装置と該逆浸透膜装置の後段に
設けられた第1の電気脱イオン装置と、該第1の電気脱
イオン装置の後段に設けられた第2の電気脱イオン装置
とを有する高純度水の製造装置であって、 該逆浸透膜装置の前段に設けられた脱炭酸手段と、該逆
浸透膜装置と第1の電気脱イオン装置との間に設けられ
たアルカリ添加手段とのいずれか一方又は双方を有する
ことを特徴とする高純度水の製造装置。 - 【請求項2】 逆浸透膜装置と該逆浸透膜装置の後段に
設けられた第1の電気脱イオン装置と、該第1の電気脱
イオン装置の後段に設けられた第2の電気脱イオン装置
とを有する高純度水の製造装置であって、 該第1の電気脱イオン装置と第2の電気脱イオン装置と
の間にアニオン交換装置を有することを特徴とする高純
度水の製造装置。 - 【請求項3】 請求項2において、該逆浸透膜装置の前
段に設けられた脱炭酸手段を有することを特徴とする高
純度水の製造装置。 - 【請求項4】 原水を逆浸透膜装置、第1の電気脱イオ
ン装置及び第2の電気脱イオン装置に順次通水して高純
度水を製造する方法であって、 該逆浸透膜装置への通水に先立つ原水の脱炭酸処理と、
該第1の電気脱イオン装置への通水に先立つ逆浸透膜装
置の処理水へのアルカリ添加とのいずれか一方又は双方
を採用することを特徴とする高純度水の製造方法。 - 【請求項5】 原水を逆浸透膜装置、第1の電気脱イオ
ン装置及び第2の電気脱イオン装置に順次通水して高純
度水を製造する方法であって、 該第1の電気脱イオン装置の処理水をアニオン交換処理
した後、該第2の電気脱イオン装置に通水することを特
徴とする高純度水の製造方法。 - 【請求項6】 請求項5において、該逆浸透膜装置への
通水に先立ち原水を脱炭酸処理することを特徴とする高
純度水の製造方法。
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CN112424128B (zh) | 纯水制造系统及纯水制造方法 |
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