JP2003190979A - 超純水製造装置及び超純水製造方法 - Google Patents
超純水製造装置及び超純水製造方法Info
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- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原水中の有機物、特に低分子系有機物成分を
効率的に除去して、ＴＯＣ濃度がきわめて低く、高純度
な超純水を製造する。 【解決手段】 一次純水系システム２と、該一次純水系
システム２の処理水を処理するサブシステム３とを有す
る超純水製造装置において、一次純水系システムにおい
て、原水を実質的に抗菌剤の存在しない条件下で生物活
性炭塔に通水して原水中の有機物を生物的に分解した
後、抗菌処理する。生物活性炭塔流入水に燐を添加し
て、ＴＯＣの生分解に不足する燐を補う。
効率的に除去して、ＴＯＣ濃度がきわめて低く、高純度
な超純水を製造する。 【解決手段】 一次純水系システム２と、該一次純水系
システム２の処理水を処理するサブシステム３とを有す
る超純水製造装置において、一次純水系システムにおい
て、原水を実質的に抗菌剤の存在しない条件下で生物活
性炭塔に通水して原水中の有機物を生物的に分解した
後、抗菌処理する。生物活性炭塔流入水に燐を添加し
て、ＴＯＣの生分解に不足する燐を補う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超純水製造装置及び
超純水製造方法に係り、特に、有機物（ＴＯＣ）濃度が
きわめて低い超純水を製造することができる超純水製造
装置及び超純水製造方法に関する。
超純水製造方法に係り、特に、有機物（ＴＯＣ）濃度が
きわめて低い超純水を製造することができる超純水製造
装置及び超純水製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体洗浄用水として用いられて
いる超純水は、図３に示すように前処理システム１、一
次純水系システム２、サブシステム３から構成される超
純水製造装置で原水（工業用水、市水、井水等）を処理
することにより製造される。図３において各システムの
役割は次の通りである。
いる超純水は、図３に示すように前処理システム１、一
次純水系システム２、サブシステム３から構成される超
純水製造装置で原水（工業用水、市水、井水等）を処理
することにより製造される。図３において各システムの
役割は次の通りである。
【０００３】凝集、加圧浮上（沈殿）、濾過（膜濾過）
装置などよりなる前処理システム１では、原水中の懸濁
物質やコロイド物質の除去を行う。また、この過程では
高分子系有機物、疎水性有機物などの除去も可能であ
る。
装置などよりなる前処理システム１では、原水中の懸濁
物質やコロイド物質の除去を行う。また、この過程では
高分子系有機物、疎水性有機物などの除去も可能であ
る。
【０００４】逆浸透膜分離装置、脱気装置及びイオン交
換装置（混床式又は４床５塔式など）を備える一次純水
系システム２では、原水中のイオンや有機成分の除去を
行う。なお、逆浸透膜分離装置では、塩類を除去すると
共に、イオン性、コロイド性のＴＯＣを除去する。イオ
ン交換装置では、塩類を除去すると共にイオン交換樹脂
によって吸着又はイオン交換されるＴＯＣ成分の除去を
行う。脱気装置では無機系炭素（ＩＣ）、溶存酸素の除
去を行う。
換装置（混床式又は４床５塔式など）を備える一次純水
系システム２では、原水中のイオンや有機成分の除去を
行う。なお、逆浸透膜分離装置では、塩類を除去すると
共に、イオン性、コロイド性のＴＯＣを除去する。イオ
ン交換装置では、塩類を除去すると共にイオン交換樹脂
によって吸着又はイオン交換されるＴＯＣ成分の除去を
行う。脱気装置では無機系炭素（ＩＣ）、溶存酸素の除
去を行う。
【０００５】低圧紫外線酸化装置、イオン交換純水装置
及び限外濾過膜分離装置を備えるサブシステム３では、
水の純度をより一層高め超純水にする。なお、低圧紫外
線酸化装置では、低圧紫外線ランプより出される１８５
ｎｍの紫外線によりＴＯＣを有機酸、さらにはＣＯ２ま
で分解する。分解により生成した有機物及びＣＯ２は後
段のイオン交換樹脂で除去される。限外濾過膜分離装置
では、微粒子が除去され、イオン交換樹脂の流出粒子も
除去される。
及び限外濾過膜分離装置を備えるサブシステム３では、
水の純度をより一層高め超純水にする。なお、低圧紫外
線酸化装置では、低圧紫外線ランプより出される１８５
ｎｍの紫外線によりＴＯＣを有機酸、さらにはＣＯ２ま
で分解する。分解により生成した有機物及びＣＯ２は後
段のイオン交換樹脂で除去される。限外濾過膜分離装置
では、微粒子が除去され、イオン交換樹脂の流出粒子も
除去される。
【０００６】このような従来の超純水製造装置で得られ
る超純水のＴＯＣ濃度は、おおむね１μｇ／Ｌ程度であ
る。
る超純水のＴＯＣ濃度は、おおむね１μｇ／Ｌ程度であ
る。
【０００７】ところで、ＬＳＩの超微細化、高集積化に
伴い、超ＬＳＩチップ製造における洗浄水としての超純
水中の不純物の影響はより大きくなってきている。超Ｌ
ＳＩチップ不良の大部分はパターン欠陥であり、その主
な原因は超純水中の不純物である。超純水中の不純物は
主に低分子系有機物であり、従って、低分子系有機物成
分をより一層効率良く除去する高性能の超純水製造装置
が必要となってくる。
伴い、超ＬＳＩチップ製造における洗浄水としての超純
水中の不純物の影響はより大きくなってきている。超Ｌ
ＳＩチップ不良の大部分はパターン欠陥であり、その主
な原因は超純水中の不純物である。超純水中の不純物は
主に低分子系有機物であり、従って、低分子系有機物成
分をより一層効率良く除去する高性能の超純水製造装置
が必要となってくる。
【０００８】特開平６−１２６２７１号公報には、一次
純水系システムに、通常の活性炭と細孔径２０〜１００
０Åの細孔を全細孔の５〜１０％以上持つ高性能活性炭
とシリカアルミナ系吸着剤との３層からなる多層吸着装
置を設置することにより、逆浸透膜分離装置やイオン交
換装置では除去することが難しい有機物を効率良く除去
することが報告されているが、この方法は単なる吸着に
よる有機物除去法であるため、充填剤の吸着能が飽和に
達してしまうと破過してしまうという欠点がある。ま
た、吸着によるＴＯＣ除去効果が期待できるのは、初期
吸着と呼ばれる通水開始から約２ヶ月ぐらいの間であ
り、それ以降の除去効果は期待できないという欠点もあ
る。
純水系システムに、通常の活性炭と細孔径２０〜１００
０Åの細孔を全細孔の５〜１０％以上持つ高性能活性炭
とシリカアルミナ系吸着剤との３層からなる多層吸着装
置を設置することにより、逆浸透膜分離装置やイオン交
換装置では除去することが難しい有機物を効率良く除去
することが報告されているが、この方法は単なる吸着に
よる有機物除去法であるため、充填剤の吸着能が飽和に
達してしまうと破過してしまうという欠点がある。ま
た、吸着によるＴＯＣ除去効果が期待できるのは、初期
吸着と呼ばれる通水開始から約２ヶ月ぐらいの間であ
り、それ以降の除去効果は期待できないという欠点もあ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決し、原水中の有機物、特に低分子系有機物
成分を効率的に除去することができ、ＴＯＣ濃度がきわ
めて低く、高純度な超純水を製造することができる超純
水製造装置及び超純水製造方法を提供することを目的と
する。
問題点を解決し、原水中の有機物、特に低分子系有機物
成分を効率的に除去することができ、ＴＯＣ濃度がきわ
めて低く、高純度な超純水を製造することができる超純
水製造装置及び超純水製造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】本発明の超純水製造装置
は、一次純水系システムと、該一次純水系システムの処
理水を処理するサブシステムとを有する超純水製造装置
において、該一次純水系システムに、生物活性炭塔と、
該生物活性炭塔に流入する水に燐を添加する手段と、該
生物活性炭塔の流出水を抗菌処理する抗菌処理手段とが
設けられており、該生物活性炭塔は、抗菌剤が実質的に
存在しない条件下で原水中の有機物を生物的に分解する
ものであることを特徴とする。
は、一次純水系システムと、該一次純水系システムの処
理水を処理するサブシステムとを有する超純水製造装置
において、該一次純水系システムに、生物活性炭塔と、
該生物活性炭塔に流入する水に燐を添加する手段と、該
生物活性炭塔の流出水を抗菌処理する抗菌処理手段とが
設けられており、該生物活性炭塔は、抗菌剤が実質的に
存在しない条件下で原水中の有機物を生物的に分解する
ものであることを特徴とする。
【００１１】本発明の超純水製造方法は、原水を少なく
とも凝集処理する前処理工程と、前処理工程後の前処理
水から一次純水を製造する一次純水製造工程とを備える
超純水製造方法において、該一次純水製造工程が、被処
理水に燐を添加する燐添加工程と、燐添加後の水を、抗
菌剤が実質的に存在しない条件下で生物活性炭に接触さ
せて、原水中の有機物を生物的に分解する生物活性炭処
理工程と、該生物活性炭処理水を抗菌処理する抗菌処理
工程とを含んでいることを特徴とする。
とも凝集処理する前処理工程と、前処理工程後の前処理
水から一次純水を製造する一次純水製造工程とを備える
超純水製造方法において、該一次純水製造工程が、被処
理水に燐を添加する燐添加工程と、燐添加後の水を、抗
菌剤が実質的に存在しない条件下で生物活性炭に接触さ
せて、原水中の有機物を生物的に分解する生物活性炭処
理工程と、該生物活性炭処理水を抗菌処理する抗菌処理
工程とを含んでいることを特徴とする。
【００１２】本発明は、超純水中に含まれる有機物が低
分子系有機物であることに注目し、低分子系有機物の分
解性能に優れている生物処理と活性炭による吸着処理効
果を併せ持った生物活性炭塔を一次純水系システムに導
入することにより、超純水中のＴＯＣ濃度の低減を可能
としたものである。
分子系有機物であることに注目し、低分子系有機物の分
解性能に優れている生物処理と活性炭による吸着処理効
果を併せ持った生物活性炭塔を一次純水系システムに導
入することにより、超純水中のＴＯＣ濃度の低減を可能
としたものである。
【００１３】この生物活性炭塔の有機物除去機構は
活性炭による有機物吸着効果
生物膜による有機物分解効果
活性炭内の微生物が活性炭に吸着した有機物を分解
して細孔容積を回復させる生物再生効果 の３つの機構よりなる。この生物活性炭塔は、活性炭自
体の吸着能が飽和に達するまでの時間が著しく長い。
して細孔容積を回復させる生物再生効果 の３つの機構よりなる。この生物活性炭塔は、活性炭自
体の吸着能が飽和に達するまでの時間が著しく長い。
【００１４】このような生物活性炭塔に通水される水に
抗菌剤が存在すると、生物活性炭塔内の微生物の繁殖が
抑制され、著しい場合には、微生物が死滅する可能性が
あり、この場合には、生物活性炭としての機能が得られ
ない。本発明では、生物活性炭塔において実質的に抗菌
剤が存在しない条件で処理を行うため、このような微生
物の生育阻害はなく、生物活性炭塔内で微生物を繁殖さ
せて、良好な生物活性炭処理を行える。
抗菌剤が存在すると、生物活性炭塔内の微生物の繁殖が
抑制され、著しい場合には、微生物が死滅する可能性が
あり、この場合には、生物活性炭としての機能が得られ
ない。本発明では、生物活性炭塔において実質的に抗菌
剤が存在しない条件で処理を行うため、このような微生
物の生育阻害はなく、生物活性炭塔内で微生物を繁殖さ
せて、良好な生物活性炭処理を行える。
【００１５】ところで、通常、一次純水系システムの前
処理として行われる凝集沈澱処理には、凝集剤としてポ
リ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）或いは硫酸アルミニウム
が使用されている。ＰＡＣ及び硫酸アルミニウムの添加
によって生じるアルミニウムイオンは燐と化学反応し、
燐酸アルミニウムの沈殿を生じることが知られている。
このため、凝集沈殿後に設置される生物活性炭塔の流入
水中にはＴＯＣの生分解に必要な燐が不足しており、生
物活性炭塔において十分な有機物除去性能を得ることが
できなくなる。
処理として行われる凝集沈澱処理には、凝集剤としてポ
リ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）或いは硫酸アルミニウム
が使用されている。ＰＡＣ及び硫酸アルミニウムの添加
によって生じるアルミニウムイオンは燐と化学反応し、
燐酸アルミニウムの沈殿を生じることが知られている。
このため、凝集沈殿後に設置される生物活性炭塔の流入
水中にはＴＯＣの生分解に必要な燐が不足しており、生
物活性炭塔において十分な有機物除去性能を得ることが
できなくなる。
【００１６】本発明においては、生物活性炭塔の流入水
に燐を添加するため、不足する燐を補って良好な生物活
性炭処理を行うことができる。
に燐を添加するため、不足する燐を補って良好な生物活
性炭処理を行うことができる。
【００１７】また、生物活性炭塔の後段の逆浸透膜分離
装置及びイオン交換装置においては、生物活性炭塔から
リークする余剰菌による目詰まりが懸念されるが、本発
明では、生物活性炭塔の流出水を抗菌処理するので微生
物が死滅するか、又はその生育が抑制されるため、逆浸
透膜分離装置やイオン交換装置が目詰まりを起こすこと
はない。
装置及びイオン交換装置においては、生物活性炭塔から
リークする余剰菌による目詰まりが懸念されるが、本発
明では、生物活性炭塔の流出水を抗菌処理するので微生
物が死滅するか、又はその生育が抑制されるため、逆浸
透膜分離装置やイオン交換装置が目詰まりを起こすこと
はない。
【００１８】しかも、生物活性炭塔において生分解性有
機物はほぼ完全に分解除去されるため、その後段での微
生物の繁殖を抑制することも可能となる。
機物はほぼ完全に分解除去されるため、その後段での微
生物の繁殖を抑制することも可能となる。
【００１９】この抗菌処理手段としては、非酸化性スラ
イムコントロール剤の添加手段、或いは電磁場装置を用
いることができる。
イムコントロール剤の添加手段、或いは電磁場装置を用
いることができる。
【００２０】非酸化性スライムコントロール剤であれ
ば、後段の逆浸透膜分離装置の膜を劣化させることな
く、生物活性炭塔流出水中の微生物を効果的に抗菌ない
し殺菌することができる。
ば、後段の逆浸透膜分離装置の膜を劣化させることな
く、生物活性炭塔流出水中の微生物を効果的に抗菌ない
し殺菌することができる。
【００２１】また、電磁場装置であっても同様の効果を
得ることができる。即ち、生物活性炭処理水に電磁場を
かけることにより、微生物の細胞内に１Ａ／ｍ２以上の
誘導電流が流れ、微生物の細胞膜はダメージをうける。
そして、微生物の細胞が浸透圧によって水を吸収して膨
張し、最終的には破裂して死滅する。
得ることができる。即ち、生物活性炭処理水に電磁場を
かけることにより、微生物の細胞内に１Ａ／ｍ２以上の
誘導電流が流れ、微生物の細胞膜はダメージをうける。
そして、微生物の細胞が浸透圧によって水を吸収して膨
張し、最終的には破裂して死滅する。
【００２２】市水系原水には一般的に抗菌作用のある残
留塩素が含まれており、また、工水・井水系原水におい
ても配管及びタンク内での微生物の繁殖を抑制する目的
からＮａＣｌＯ等の抗菌剤が注入される。このような抗
菌剤が生物活性炭塔内に流入すると、微生物の繁殖を抑
制したり死滅させる可能性があるため、抗菌剤が生物活
性炭塔に流入しないようにすることが好ましく、例え
ば、下記又はの方法で生物活性炭塔への流入水から
抗菌剤を除去しておくことが好ましい。 生物活性炭塔の流入水に還元剤を添加して抗菌剤
（酸化剤）を還元分解する。 生物活性炭塔の前段に、活性炭及び／又は触媒が充
填された抗菌剤除去塔を設置し、生物活性炭塔の流入水
から抗菌剤を除去する。
留塩素が含まれており、また、工水・井水系原水におい
ても配管及びタンク内での微生物の繁殖を抑制する目的
からＮａＣｌＯ等の抗菌剤が注入される。このような抗
菌剤が生物活性炭塔内に流入すると、微生物の繁殖を抑
制したり死滅させる可能性があるため、抗菌剤が生物活
性炭塔に流入しないようにすることが好ましく、例え
ば、下記又はの方法で生物活性炭塔への流入水から
抗菌剤を除去しておくことが好ましい。 生物活性炭塔の流入水に還元剤を添加して抗菌剤
（酸化剤）を還元分解する。 生物活性炭塔の前段に、活性炭及び／又は触媒が充
填された抗菌剤除去塔を設置し、生物活性炭塔の流入水
から抗菌剤を除去する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の超
純水製造装置及び超純水製造方法の実施の形態を詳細に
説明する。
純水製造装置及び超純水製造方法の実施の形態を詳細に
説明する。
【００２４】図１，２は本発明の超純水製造装置の実施
の形態を示す系統図である。
の形態を示す系統図である。
【００２５】一次純水系システム２の原水は、工水、市
水、井水、或いはこれに回収水（超純水のコースポイン
トで回収された使用済超純水）を混合した水を凝集、加
圧浮上（沈殿）、濾過装置等よりなる前処理システム１
で処理して得られた水である。
水、井水、或いはこれに回収水（超純水のコースポイン
トで回収された使用済超純水）を混合した水を凝集、加
圧浮上（沈殿）、濾過装置等よりなる前処理システム１
で処理して得られた水である。
【００２６】生物活性炭塔に流入する水を前処理してお
くことにより、生物活性炭塔の活性炭の寿命が長くな
る。即ち、凝集沈殿処理等の前処理を行っていない水に
は、有機物中の生分解性の低い高分子系有機物成分の割
合が多く、このような水を生物活性炭塔に通水すると、
前述の生物による有機物の分解及び活性炭の再生効果が
得られないために、活性炭が早期に破過してしまう。こ
れに対し、生物活性炭塔を一次純水系システム２に設
け、前処理を経た水を生物活性炭塔に通水することによ
り、高分子系有機物は前処理で除去され、低分子系有機
物は生物活性炭で除去される。しかも、この低分子系有
機物が生物活性炭で生物的に分解されるため、生物活性
炭の寿命が著しく長いものとなる。
くことにより、生物活性炭塔の活性炭の寿命が長くな
る。即ち、凝集沈殿処理等の前処理を行っていない水に
は、有機物中の生分解性の低い高分子系有機物成分の割
合が多く、このような水を生物活性炭塔に通水すると、
前述の生物による有機物の分解及び活性炭の再生効果が
得られないために、活性炭が早期に破過してしまう。こ
れに対し、生物活性炭塔を一次純水系システム２に設
け、前処理を経た水を生物活性炭塔に通水することによ
り、高分子系有機物は前処理で除去され、低分子系有機
物は生物活性炭で除去される。しかも、この低分子系有
機物が生物活性炭で生物的に分解されるため、生物活性
炭の寿命が著しく長いものとなる。
【００２７】生物活性炭塔は、生物活性炭塔給水の溶存
酸素濃度を高めるために、図１，２に示す如く、脱炭酸
塔の後段に設けられることが好ましい。即ち、脱炭酸塔
では、炭酸の除去のために一般に空気を吹き込むため、
空気中の酸素が水中に溶け込み、生物活性炭塔に必要な
溶存酸素を確保することができる。一般に、工水、市
水、井水、更には回収水を前処理して得られる水のＴＯ
Ｃは、１ｍｇ／Ｌ程度であるので、この脱炭酸塔で溶解
する程度の酸素量で生物活性炭塔に必要な酸素量を十分
にまかなうことができる。また、生物活性炭塔から放出
される余剰菌体の除去という観点から、生物活性炭塔は
逆浸透膜分離装置の前段に設置し、生物活性炭塔と逆浸
透膜分離装置との間に抗菌手段を設けることが好まし
い。
酸素濃度を高めるために、図１，２に示す如く、脱炭酸
塔の後段に設けられることが好ましい。即ち、脱炭酸塔
では、炭酸の除去のために一般に空気を吹き込むため、
空気中の酸素が水中に溶け込み、生物活性炭塔に必要な
溶存酸素を確保することができる。一般に、工水、市
水、井水、更には回収水を前処理して得られる水のＴＯ
Ｃは、１ｍｇ／Ｌ程度であるので、この脱炭酸塔で溶解
する程度の酸素量で生物活性炭塔に必要な酸素量を十分
にまかなうことができる。また、生物活性炭塔から放出
される余剰菌体の除去という観点から、生物活性炭塔は
逆浸透膜分離装置の前段に設置し、生物活性炭塔と逆浸
透膜分離装置との間に抗菌手段を設けることが好まし
い。
【００２８】また、前述した如く、前処理システムで凝
集沈殿された水には、生物活性炭によるＴＯＣの生分解
に必要な燐が不足しているため、生物活性炭塔の入口側
において、生物活性炭塔の流入水にＫＨ２ＰＯ４，Ｋ２
ＨＰＯ４等の燐酸塩及び／又は燐酸を好ましくは水溶液
として添加するか、或いはリン酸アパタイト、ヒドロキ
シアパタイト等の人工、又は燐鉱石等の天然の燐含有鉱
物が充填した塔を設置して、生物活性炭塔の流入水をこ
の充填塔に通水することにより燐を溶解させることが好
ましい。これらの燐添加手段は脱炭酸塔の直後、生物活
性炭塔の直前に設置することが好ましい。なお、燐添加
手段としては、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添加手段と
燐含有鉱物充填塔を各々単独で用いても、併用しても良
い。図１においては、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添加
手段と燐含有鉱物充填塔とが図示されているが、いずれ
か一方でも良い。また、図２においては燐含有鉱物充填
塔が図示されているが、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添
加手段であっても良い。
集沈殿された水には、生物活性炭によるＴＯＣの生分解
に必要な燐が不足しているため、生物活性炭塔の入口側
において、生物活性炭塔の流入水にＫＨ２ＰＯ４，Ｋ２
ＨＰＯ４等の燐酸塩及び／又は燐酸を好ましくは水溶液
として添加するか、或いはリン酸アパタイト、ヒドロキ
シアパタイト等の人工、又は燐鉱石等の天然の燐含有鉱
物が充填した塔を設置して、生物活性炭塔の流入水をこ
の充填塔に通水することにより燐を溶解させることが好
ましい。これらの燐添加手段は脱炭酸塔の直後、生物活
性炭塔の直前に設置することが好ましい。なお、燐添加
手段としては、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添加手段と
燐含有鉱物充填塔を各々単独で用いても、併用しても良
い。図１においては、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添加
手段と燐含有鉱物充填塔とが図示されているが、いずれ
か一方でも良い。また、図２においては燐含有鉱物充填
塔が図示されているが、燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添
加手段であっても良い。
【００２９】燐酸塩及び／又は燐酸水溶液添加手段によ
る燐酸塩水溶液又は燐酸水溶液添加濃度は、生物活性炭
塔の流入水の燐濃度が１〜１００μｇ−Ｐ／Ｌ、好まし
くは１０〜５０μｇ−Ｐ／Ｌとなるようにするのが好ま
しい。また、燐含有鉱物充填塔の通水ＳＶは５０〜１０
００ｈｒ−１、特に２００〜５００ｈｒ−１とし、生物
活性炭塔の流入水の燐濃度が、１〜１００μｇ−Ｐ／
Ｌ、特に１０〜５０μｇ−Ｐ／Ｌとなるようにするのが
好ましい。
る燐酸塩水溶液又は燐酸水溶液添加濃度は、生物活性炭
塔の流入水の燐濃度が１〜１００μｇ−Ｐ／Ｌ、好まし
くは１０〜５０μｇ−Ｐ／Ｌとなるようにするのが好ま
しい。また、燐含有鉱物充填塔の通水ＳＶは５０〜１０
００ｈｒ−１、特に２００〜５００ｈｒ−１とし、生物
活性炭塔の流入水の燐濃度が、１〜１００μｇ−Ｐ／
Ｌ、特に１０〜５０μｇ−Ｐ／Ｌとなるようにするのが
好ましい。
【００３０】また、生物による有機物分解手段において
は、給水中に燐以外に窒素が含まれていることも重要で
ある。通常、凝集沈殿された水には、生物活性炭による
有機物分解に必要分の窒素が含まれていることが常であ
る。しかし、場合によっては不足している場合もあり、
この場合には、ＮＨ４Ｃｌ等のアンモニウム塩水溶液
を、生物活性炭塔の前段で添加することが好ましい。な
お、アンモニウム塩水溶液の添加濃度は、生物活性炭塔
の流入水の窒素濃度が１０〜１０００μｇ−Ｎ／Ｌ、特
に１００〜５００μｇ−Ｎ／Ｌとなるような濃度とする
ことが好ましい。
は、給水中に燐以外に窒素が含まれていることも重要で
ある。通常、凝集沈殿された水には、生物活性炭による
有機物分解に必要分の窒素が含まれていることが常であ
る。しかし、場合によっては不足している場合もあり、
この場合には、ＮＨ４Ｃｌ等のアンモニウム塩水溶液
を、生物活性炭塔の前段で添加することが好ましい。な
お、アンモニウム塩水溶液の添加濃度は、生物活性炭塔
の流入水の窒素濃度が１０〜１０００μｇ−Ｎ／Ｌ、特
に１００〜５００μｇ−Ｎ／Ｌとなるような濃度とする
ことが好ましい。
【００３１】生物活性炭塔は、前述の如く、逆浸透膜分
離装置の前段に設け、生物活性炭塔と逆浸透膜分離装置
との間に抗菌手段を設けるのが好ましいが、生物活性炭
塔から流出した菌体による逆浸透膜分離装置の目詰まり
を防止するために、抗菌手段と逆浸透膜分離装置との間
には保安フィルターを設けることが望ましい。
離装置の前段に設け、生物活性炭塔と逆浸透膜分離装置
との間に抗菌手段を設けるのが好ましいが、生物活性炭
塔から流出した菌体による逆浸透膜分離装置の目詰まり
を防止するために、抗菌手段と逆浸透膜分離装置との間
には保安フィルターを設けることが望ましい。
【００３２】生物活性炭塔に充填する活性炭種としては
石炭系、椰子殻系等のいずれでも良く、破砕炭、造粒
炭、成形炭、クロス状、繊維状等、その形状、種類等に
特に制限はない。
石炭系、椰子殻系等のいずれでも良く、破砕炭、造粒
炭、成形炭、クロス状、繊維状等、その形状、種類等に
特に制限はない。
【００３３】生物活性炭塔への活性炭充填方式は、流動
床、膨張層、固定床などのいずれでもよいが、菌体のリ
ークが少ないところから固定床が好ましい。生物活性炭
塔の通水方式は上向流通水であっても下向流通水であっ
ても良い。
床、膨張層、固定床などのいずれでもよいが、菌体のリ
ークが少ないところから固定床が好ましい。生物活性炭
塔の通水方式は上向流通水であっても下向流通水であっ
ても良い。
【００３４】生物活性炭塔の生物担持量は、通水初期の
状態でメタノール除去速度１０μｇ／Ｌ／ｍｉｎ以上を
達成できるようなものであることが好ましい。このメタ
ノール除去速度は、例えば、生物活性炭塔にＴＯＣとし
てメタノールを含有する水をＳＶ２０ｈｒ−１で通水し
たときの入口ＴＯＣ濃度と出口ＴＯＣ濃度とから、ＴＯ
Ｃ除去量を求め、これを滞留時間（ＨＲＴ）で除して求
められる。
状態でメタノール除去速度１０μｇ／Ｌ／ｍｉｎ以上を
達成できるようなものであることが好ましい。このメタ
ノール除去速度は、例えば、生物活性炭塔にＴＯＣとし
てメタノールを含有する水をＳＶ２０ｈｒ−１で通水し
たときの入口ＴＯＣ濃度と出口ＴＯＣ濃度とから、ＴＯ
Ｃ除去量を求め、これを滞留時間（ＨＲＴ）で除して求
められる。
【００３５】本発明においては、このような生物活性炭
塔に、実質的に抗菌剤の存在しない条件下で原水を通水
し、生物活性炭で菌体を十分に増殖させる。
塔に、実質的に抗菌剤の存在しない条件下で原水を通水
し、生物活性炭で菌体を十分に増殖させる。
【００３６】前述の如く、市水系原水には一般的に抗菌
作用のある残留塩素が含まれており、また、工水・井水
系原水においても配管及びタンク内での微生物の繁殖を
抑制する目的からＮａＣｌＯ等の酸化剤（抗菌剤）が注
入されることから、生物活性炭塔の流入水中に、このよ
うな酸化剤が存在する場合には、図１に示す如く、Ｎａ
ＨＳＯ３等の還元剤を添加して、これらの酸化剤を分解
除去しておく。
作用のある残留塩素が含まれており、また、工水・井水
系原水においても配管及びタンク内での微生物の繁殖を
抑制する目的からＮａＣｌＯ等の酸化剤（抗菌剤）が注
入されることから、生物活性炭塔の流入水中に、このよ
うな酸化剤が存在する場合には、図１に示す如く、Ｎａ
ＨＳＯ３等の還元剤を添加して、これらの酸化剤を分解
除去しておく。
【００３７】この場合、生物活性炭塔の給水中の残留塩
素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０ｍｇ／Ｌと
なるように還元剤を添加することが好ましい。また、還
元剤は、還元剤添加後の配管及びタンク内での微生物の
繁殖を抑制するために、生物活性炭塔の直前で添加され
るのが好ましい。なお、図１では、還元剤を燐含有鉱物
充填塔の入口側で添加しているが、還元剤は燐含有鉱物
充填塔の出口側、生物活性炭塔の入口側で添加しても良
い。
素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０ｍｇ／Ｌと
なるように還元剤を添加することが好ましい。また、還
元剤は、還元剤添加後の配管及びタンク内での微生物の
繁殖を抑制するために、生物活性炭塔の直前で添加され
るのが好ましい。なお、図１では、還元剤を燐含有鉱物
充填塔の入口側で添加しているが、還元剤は燐含有鉱物
充填塔の出口側、生物活性炭塔の入口側で添加しても良
い。
【００３８】生物活性炭塔の流入水から抗菌剤を除去す
る手段としては、還元剤を添加する他、生物活性炭塔の
前段に、図２に示す如く、活性炭や触媒が充填された抗
菌剤除去塔を設置して、水中の抗菌剤（酸化剤）を分解
除去しても良い。この抗菌剤除去塔に充填する触媒とし
ては、コバルト、ニッケル、銅などの金属酸化物触媒、
パラジウム、白金などの貴金属触媒、或いはこれらを担
体に担持させた触媒などの酸化還元触媒の１種又は２種
以上を用いることができ、これらの触媒は活性炭との混
合物として抗菌剤除去塔に充填しても良い。このような
抗菌剤除去塔への通水方式は上向流通水であっても下向
流通水であっても良く、通水ＳＶは１０〜２００ｈｒ
−１，特に２０〜１００ｈｒ−１程度とするのが好まし
い。
る手段としては、還元剤を添加する他、生物活性炭塔の
前段に、図２に示す如く、活性炭や触媒が充填された抗
菌剤除去塔を設置して、水中の抗菌剤（酸化剤）を分解
除去しても良い。この抗菌剤除去塔に充填する触媒とし
ては、コバルト、ニッケル、銅などの金属酸化物触媒、
パラジウム、白金などの貴金属触媒、或いはこれらを担
体に担持させた触媒などの酸化還元触媒の１種又は２種
以上を用いることができ、これらの触媒は活性炭との混
合物として抗菌剤除去塔に充填しても良い。このような
抗菌剤除去塔への通水方式は上向流通水であっても下向
流通水であっても良く、通水ＳＶは１０〜２００ｈｒ
−１，特に２０〜１００ｈｒ−１程度とするのが好まし
い。
【００３９】抗菌剤除去塔の設置箇所は脱炭酸塔の後段
であって、生物活性炭塔の前段であれば良い。従って、
図２においては、抗菌剤除去塔を燐含有鉱物充填塔（燐
酸塩及び／又は燐酸水溶液添加手段であっても良い。）
の前段に設けているが、燐含有鉱物充填塔の後段に設け
ても良い。また、燐含有鉱物充填塔と抗菌剤除去塔を組
み合わせ、一つの塔内に燐含有鉱物充填層と還元剤及び
／又は触媒充填層を形成しても良く、また、抗菌剤除去
塔内に活性炭及び／又は触媒と共に燐含有鉱物を混合し
て充填しても良い。
であって、生物活性炭塔の前段であれば良い。従って、
図２においては、抗菌剤除去塔を燐含有鉱物充填塔（燐
酸塩及び／又は燐酸水溶液添加手段であっても良い。）
の前段に設けているが、燐含有鉱物充填塔の後段に設け
ても良い。また、燐含有鉱物充填塔と抗菌剤除去塔を組
み合わせ、一つの塔内に燐含有鉱物充填層と還元剤及び
／又は触媒充填層を形成しても良く、また、抗菌剤除去
塔内に活性炭及び／又は触媒と共に燐含有鉱物を混合し
て充填しても良い。
【００４０】生物活性炭塔内の菌体付着量を１０６個／
ｇ−活性炭以上、例えば１０６〜１０８個／ｇ−活性炭
とすることにより、ＴＯＣ成分を著しく低濃度にまで除
去することができる。
ｇ−活性炭以上、例えば１０６〜１０８個／ｇ−活性炭
とすることにより、ＴＯＣ成分を著しく低濃度にまで除
去することができる。
【００４１】生物活性炭塔への通水速度は、ＳＶ５〜６
０ｈｒ−１、特に５〜３０ｈｒ−１程度とするのが好ま
しい。この生物活性炭塔の給水の水温は１０〜３５℃、
ｐＨは４〜８であることが好ましく、従って、必要に応
じて、生物活性炭塔の前段に熱交換器やｐＨ調整剤添加
手段を設けることが望ましい。
０ｈｒ−１、特に５〜３０ｈｒ−１程度とするのが好ま
しい。この生物活性炭塔の給水の水温は１０〜３５℃、
ｐＨは４〜８であることが好ましく、従って、必要に応
じて、生物活性炭塔の前段に熱交換器やｐＨ調整剤添加
手段を設けることが望ましい。
【００４２】生物活性炭塔の流出水は、非酸化性スライ
ムコントロール剤を添加するか、電磁場装置により電磁
場を印加することにより抗菌処理する。この抗菌処理手
段は、生物活性炭塔の直後に設けることが好ましい。
ムコントロール剤を添加するか、電磁場装置により電磁
場を印加することにより抗菌処理する。この抗菌処理手
段は、生物活性炭塔の直後に設けることが好ましい。
【００４３】なお、抗菌処理手段としては、非酸化性ス
ライムコントロール剤の添加手段と電磁場装置を各々単
独で用いても良く、併用しても良い。
ライムコントロール剤の添加手段と電磁場装置を各々単
独で用いても良く、併用しても良い。
【００４４】非酸化性スライムコントロール剤として
は、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、５−
クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、
或いはこれらの塩等の酸化力の弱いスライムコントロー
ル剤や、酸化力のないスライムコントロール剤などを用
いることができる。非酸化性スライムコントロール剤は
１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いて
も良い。
は、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、５−
クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、
或いはこれらの塩等の酸化力の弱いスライムコントロー
ル剤や、酸化力のないスライムコントロール剤などを用
いることができる。非酸化性スライムコントロール剤は
１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いて
も良い。
【００４５】非酸化性スライムコントロール剤の添加量
や、電磁場装置による電磁場の印加量は、生物活性炭塔
から流出した微生物による後段の逆浸透膜分離装置やイ
オン交換装置の目詰まりを防止し得る程度であれば良
い。非酸化性スライムコントロール剤であれば、１〜１
０ｍｇ／Ｌ程度の添加で良好な添加効果を得ることがで
きる。
や、電磁場装置による電磁場の印加量は、生物活性炭塔
から流出した微生物による後段の逆浸透膜分離装置やイ
オン交換装置の目詰まりを防止し得る程度であれば良
い。非酸化性スライムコントロール剤であれば、１〜１
０ｍｇ／Ｌ程度の添加で良好な添加効果を得ることがで
きる。
【００４６】なお、図示の通り、生物活性炭塔及び抗菌
処理手段を一次純水系システムの脱炭酸塔と逆浸透膜分
離装置との間に設けることにより、脱炭酸塔による溶存
酸素供給及び逆浸透膜分離装置による流出菌体の捕捉を
行うことができる。
処理手段を一次純水系システムの脱炭酸塔と逆浸透膜分
離装置との間に設けることにより、脱炭酸塔による溶存
酸素供給及び逆浸透膜分離装置による流出菌体の捕捉を
行うことができる。
【００４７】
【実施例】以下に実験例、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。
本発明をより具体的に説明する。
【００４８】実験例１
市水（ＴＯＣ濃度１ｍｇ／Ｌ、塩素濃度０．６ｍｇ／
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃）を原水として、通常の活
性炭塔と生物活性炭塔とにそれぞれ通水ＳＶ：２０ｈｒ
−１，通水速度２０Ｌ／ｈｒで１年間通水し、ＴＯＣの
除去性能を比較する実験を行い、結果を図４に示した。
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃）を原水として、通常の活
性炭塔と生物活性炭塔とにそれぞれ通水ＳＶ：２０ｈｒ
−１，通水速度２０Ｌ／ｈｒで１年間通水し、ＴＯＣの
除去性能を比較する実験を行い、結果を図４に示した。
【００４９】なお、活性炭塔及び生物活性炭塔に用いた
活性炭種はクラレケミカル社製石炭系活性炭「ＫＷ１０
−３２」であり、活性炭充填量は１Ｌとした。生物活性
炭塔は、メタノール分解除去速度１０μｇ／Ｌ／ｍｉｎ
となるように生物を担持させたものである。原水には、
活性炭塔又は生物活性炭塔の入口の残留塩素濃度が０ｍ
ｇ／Ｌとなるように、ＮａＨＳＯ３を添加すると共に、
生物活性炭塔流入水の燐濃度が１０μｇ−Ｐ／Ｌとなる
ようにＫＨ２ＰＯ４を添加した。
活性炭種はクラレケミカル社製石炭系活性炭「ＫＷ１０
−３２」であり、活性炭充填量は１Ｌとした。生物活性
炭塔は、メタノール分解除去速度１０μｇ／Ｌ／ｍｉｎ
となるように生物を担持させたものである。原水には、
活性炭塔又は生物活性炭塔の入口の残留塩素濃度が０ｍ
ｇ／Ｌとなるように、ＮａＨＳＯ３を添加すると共に、
生物活性炭塔流入水の燐濃度が１０μｇ−Ｐ／Ｌとなる
ようにＫＨ２ＰＯ４を添加した。
【００５０】ＴＯＣ除去性能は、活性炭塔又は生物活性
炭塔の入口のＴＯＣ濃度と出口のＴＯＣ濃度とを島津製
作所社製「ＴＯＣ−５０００」で測定し、（出口ＴＯＣ
濃度÷入口ＴＯＣ濃度）でＴＯＣのリーク率を求めるこ
とにより調べた。
炭塔の入口のＴＯＣ濃度と出口のＴＯＣ濃度とを島津製
作所社製「ＴＯＣ−５０００」で測定し、（出口ＴＯＣ
濃度÷入口ＴＯＣ濃度）でＴＯＣのリーク率を求めるこ
とにより調べた。
【００５１】図４より明らかなように、生物活性炭塔の
ＴＯＣ除去率は通常の活性炭塔に比べてはるかに良く、
これは、通常の活性炭塔では、活性炭による吸着性能の
みでＴＯＣを除去するため、早期に活性炭の吸着能が飽
和し、ＴＯＣがリークしてくるのに対して、生物活性炭
塔では、活性炭による吸着のみならず、生物によるＴＯ
Ｃ分解と生物による活性炭の吸着能の再生作用が得ら
れ、長期に亘りＴＯＣ除去能が維持されることによるも
のである。
ＴＯＣ除去率は通常の活性炭塔に比べてはるかに良く、
これは、通常の活性炭塔では、活性炭による吸着性能の
みでＴＯＣを除去するため、早期に活性炭の吸着能が飽
和し、ＴＯＣがリークしてくるのに対して、生物活性炭
塔では、活性炭による吸着のみならず、生物によるＴＯ
Ｃ分解と生物による活性炭の吸着能の再生作用が得ら
れ、長期に亘りＴＯＣ除去能が維持されることによるも
のである。
【００５２】なお、上記実験において、残留塩素濃度の
除去のために、ＮａＨＳＯ３を添加する代りに、酸化コ
バルトを充填した抗菌剤除去塔に通水ＳＶ：５０ｈｒ
−１で通水したこと以外は同様に実験を行ったところ、
抗菌剤除去塔の流出水の残留塩素濃度は０ｍｇ／Ｌとな
り、上記と同様の結果が得られることが確認された。
除去のために、ＮａＨＳＯ３を添加する代りに、酸化コ
バルトを充填した抗菌剤除去塔に通水ＳＶ：５０ｈｒ
−１で通水したこと以外は同様に実験を行ったところ、
抗菌剤除去塔の流出水の残留塩素濃度は０ｍｇ／Ｌとな
り、上記と同様の結果が得られることが確認された。
【００５３】実施例１
市水（ＴＯＣ濃度１ｍｇ／Ｌ、塩素濃度０．６ｍｇ／
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃、）を、２ｍ３／ｈｒの処
理量で一次純水系システムとしての脱炭酸塔、生物活性
炭塔、逆浸透膜分離装置、混床式イオン交換装置、脱気
装置及び逆浸透膜分離装置に順次通水した後、サブシス
テムとしての低圧紫外線酸化装置、イオン交換純水装
置、及び限外濾過膜分離装置に順次通水して処理して超
純水を製造する超純水製造装置において、生物活性炭塔
の出口水のＴＯＣ濃度と、得られた超純水（限外濾過膜
分離装置の出口水）のＴＯＣ濃度を調べ、結果を表１に
示した。
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃、）を、２ｍ３／ｈｒの処
理量で一次純水系システムとしての脱炭酸塔、生物活性
炭塔、逆浸透膜分離装置、混床式イオン交換装置、脱気
装置及び逆浸透膜分離装置に順次通水した後、サブシス
テムとしての低圧紫外線酸化装置、イオン交換純水装
置、及び限外濾過膜分離装置に順次通水して処理して超
純水を製造する超純水製造装置において、生物活性炭塔
の出口水のＴＯＣ濃度と、得られた超純水（限外濾過膜
分離装置の出口水）のＴＯＣ濃度を調べ、結果を表１に
示した。
【００５４】生物活性炭塔の出口水のＴＯＣ濃度は島津
製作所製「ＴＯＣ−５０００」を用いて測定し、超純水
のＴＯＣ濃度はアナテル社製「Ａ−１０００ＸＰ」を用
いて測定した。
製作所製「ＴＯＣ−５０００」を用いて測定し、超純水
のＴＯＣ濃度はアナテル社製「Ａ−１０００ＸＰ」を用
いて測定した。
【００５５】なお、用いた生物活性炭塔は、実験例１で
用いたものと同様の活性炭種及びメタノール除去性能の
ものであり、通水ＳＶは２０ｈｒ−１とした。また、市
水にはＮａＨＳＯ３及びＫＨ２ＰＯ４を添加して生物活
性炭塔の入口の残留塩素濃度が０ｍｇ／Ｌ、燐濃度が１
０μｇ−Ｐ／Ｌとなるように調整し、生物活性炭塔の流
出水には非酸化性スライムコントロール剤として２−メ
チル−４−イソチアゾリン−３−オンを３ｍｇ／Ｌに添
加して抗菌処理した後逆浸透膜分離装置に供給した。
用いたものと同様の活性炭種及びメタノール除去性能の
ものであり、通水ＳＶは２０ｈｒ−１とした。また、市
水にはＮａＨＳＯ３及びＫＨ２ＰＯ４を添加して生物活
性炭塔の入口の残留塩素濃度が０ｍｇ／Ｌ、燐濃度が１
０μｇ−Ｐ／Ｌとなるように調整し、生物活性炭塔の流
出水には非酸化性スライムコントロール剤として２−メ
チル−４−イソチアゾリン−３−オンを３ｍｇ／Ｌに添
加して抗菌処理した後逆浸透膜分離装置に供給した。
【００５６】実施例２
市水（ＴＯＣ濃度１ｍｇ／Ｌ、塩素濃度０．６ｍｇ／
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃、）を、２ｍ３／ｈｒの処
理量で一次純水系システムとしての脱炭酸塔、抗菌剤除
去塔、生物活性炭塔、逆浸透膜分離装置、混床式イオン
交換装置、脱気装置及び逆浸透膜分離装置に順次通水し
た後、サブシステムとしての低圧紫外線酸化装置、イオ
ン交換純水装置、及び限外濾過膜分離装置に順次通水し
て処理して超純水を製造する超純水製造装置において、
実施例１と同様にして、生物活性炭塔の出口水のＴＯＣ
濃度と、得られた超純水（限外濾過膜分離装置の出口
水）のＴＯＣ濃度を調べ、結果を表１に示した。
Ｌ、ｐＨ６．８、水温２０℃、）を、２ｍ３／ｈｒの処
理量で一次純水系システムとしての脱炭酸塔、抗菌剤除
去塔、生物活性炭塔、逆浸透膜分離装置、混床式イオン
交換装置、脱気装置及び逆浸透膜分離装置に順次通水し
た後、サブシステムとしての低圧紫外線酸化装置、イオ
ン交換純水装置、及び限外濾過膜分離装置に順次通水し
て処理して超純水を製造する超純水製造装置において、
実施例１と同様にして、生物活性炭塔の出口水のＴＯＣ
濃度と、得られた超純水（限外濾過膜分離装置の出口
水）のＴＯＣ濃度を調べ、結果を表１に示した。
【００５７】なお、用いた生物活性炭塔は、実験例１で
用いたものと同様の活性炭種及びメタノール除去性能の
ものであり、通水ＳＶは２０ｈｒ−１とした。また、抗
菌剤除去塔は、燐含有鉱物のヒドロキシアパタイト１０
Ｌの充填層の上に、酸化還元触媒の酸化コバルト３０Ｌ
の充填層を形成したものであり、通水方式は下向流通水
とし、通水ＳＶは５０ｈｒ−１とした。この抗菌剤除去
塔に通水することにより、水中の残留塩素が除去される
と共に燐の溶出で、生物活性炭塔の入口の残留塩素濃度
は０ｍｇ／Ｌ、燐濃度は１０〜２０μｇ−Ｐ／Ｌとなっ
た。生物活性炭塔の流出水には、実施例１と同様に非酸
化性スライムコントロール剤として２−メチル−４−イ
ソチアゾリン−３−オンを３ｍｇ／Ｌに添加して抗菌処
理した後逆浸透膜分離装置に供給した。
用いたものと同様の活性炭種及びメタノール除去性能の
ものであり、通水ＳＶは２０ｈｒ−１とした。また、抗
菌剤除去塔は、燐含有鉱物のヒドロキシアパタイト１０
Ｌの充填層の上に、酸化還元触媒の酸化コバルト３０Ｌ
の充填層を形成したものであり、通水方式は下向流通水
とし、通水ＳＶは５０ｈｒ−１とした。この抗菌剤除去
塔に通水することにより、水中の残留塩素が除去される
と共に燐の溶出で、生物活性炭塔の入口の残留塩素濃度
は０ｍｇ／Ｌ、燐濃度は１０〜２０μｇ−Ｐ／Ｌとなっ
た。生物活性炭塔の流出水には、実施例１と同様に非酸
化性スライムコントロール剤として２−メチル−４−イ
ソチアゾリン−３−オンを３ｍｇ／Ｌに添加して抗菌処
理した後逆浸透膜分離装置に供給した。
【００５８】比較例１
実施例１において、生物活性炭塔の代りに通常の活性炭
塔を用いたこと以外は同様にして超純水の製造を行い、
活性炭塔の出口水のＴＯＣ濃度と得られた超純水のＴＯ
Ｃ濃度を調べ、結果を表１に示した。
塔を用いたこと以外は同様にして超純水の製造を行い、
活性炭塔の出口水のＴＯＣ濃度と得られた超純水のＴＯ
Ｃ濃度を調べ、結果を表１に示した。
【００５９】比較例２
実施例１において、市水にＫＨ２ＰＯ４を添加しなかっ
たこと以外は同様にして超純水の製造を行い、生物活性
炭塔の出口水のＴＯＣ濃度と得られた超純水のＴＯＣ濃
度を調べ、結果を表１に示した。
たこと以外は同様にして超純水の製造を行い、生物活性
炭塔の出口水のＴＯＣ濃度と得られた超純水のＴＯＣ濃
度を調べ、結果を表１に示した。
【００６０】
【表１】
【００６１】表１より次のことが明らかである。
【００６２】即ち、活性炭塔で処理した比較例１では、
通水日数に伴いＴＯＣ値が増加し超純水中のＴＯＣ値は
１μｇ／Ｌ程度で安定した。これは図４で示した活性炭
塔での傾向と同じである。一方、生物活性炭塔を用いた
実施例１，２においては通水日数によらず超純水のＴＯ
Ｃ濃度は０．２μｇ／Ｌ程度で安定しており、図４で示
した、生物活性炭塔単独の時とは傾向が異なる。これ
は、一部のＴＯＣ成分が生物活性炭塔内で完全に分解、
吸着除去されなかったとしても、生物活性炭塔を通過す
ることにより生物によって何らかの形態変化を受け、後
段の逆浸透膜分離装置やイオン交換装置で除去可能物質
に変化したため、ＴＯＣ濃度が低い値で安定するためと
考えられる。
通水日数に伴いＴＯＣ値が増加し超純水中のＴＯＣ値は
１μｇ／Ｌ程度で安定した。これは図４で示した活性炭
塔での傾向と同じである。一方、生物活性炭塔を用いた
実施例１，２においては通水日数によらず超純水のＴＯ
Ｃ濃度は０．２μｇ／Ｌ程度で安定しており、図４で示
した、生物活性炭塔単独の時とは傾向が異なる。これ
は、一部のＴＯＣ成分が生物活性炭塔内で完全に分解、
吸着除去されなかったとしても、生物活性炭塔を通過す
ることにより生物によって何らかの形態変化を受け、後
段の逆浸透膜分離装置やイオン交換装置で除去可能物質
に変化したため、ＴＯＣ濃度が低い値で安定するためと
考えられる。
【００６３】なお、生物活性炭塔を用いてもＫＨ２ＰＯ
４を添加しなかった比較例２では、超純水のＴＯＣ濃度
は０．３μｇ／Ｌ程度で安定しているが、ＫＨ２ＰＯ４
を添加した実施例１やヒドロキシアパタイトの充填層に
通水して燐を溶出させた実施例２よりは劣る結果とな
る。特に、実施例１，２と比較例２とを比較すると、経
時による生物活性炭塔出口水のＴＯＣ濃度において差が
認められ、ＫＨ２ＰＯ４を添加した実施例１やヒドロキ
シアパタイトの充填層に通水して燐を溶出させた実施例
２はＴＯＣ値の増加が少ない。
４を添加しなかった比較例２では、超純水のＴＯＣ濃度
は０．３μｇ／Ｌ程度で安定しているが、ＫＨ２ＰＯ４
を添加した実施例１やヒドロキシアパタイトの充填層に
通水して燐を溶出させた実施例２よりは劣る結果とな
る。特に、実施例１，２と比較例２とを比較すると、経
時による生物活性炭塔出口水のＴＯＣ濃度において差が
認められ、ＫＨ２ＰＯ４を添加した実施例１やヒドロキ
シアパタイトの充填層に通水して燐を溶出させた実施例
２はＴＯＣ値の増加が少ない。
【００６４】実験例２
実施例１において、生物活性炭塔の後段の逆浸透膜分離
装置の透過水量の経時変化を調べ、結果を図５に示し
た。
装置の透過水量の経時変化を調べ、結果を図５に示し
た。
【００６５】また、比較のため非酸化性スライムコント
ロール剤を添加しなかったこと以外は同様に処理を行っ
た場合の生物活性炭塔の後段の逆浸透膜分離装置の透過
水量の経時変化を調べ、結果を図５に併記した。
ロール剤を添加しなかったこと以外は同様に処理を行っ
た場合の生物活性炭塔の後段の逆浸透膜分離装置の透過
水量の経時変化を調べ、結果を図５に併記した。
【００６６】図５より明らかなように、生物活性炭塔流
出水に非酸化性スライムコントロール剤を添加した場合
には、通水開始から４０日を経過しても透過水量の低下
は認められないが、非酸化性スライムコントロール剤を
添加しない場合には、通水開始から徐々に透過水量が低
下して、４０日後には初期透過水量の７５％にまで低下
した。
出水に非酸化性スライムコントロール剤を添加した場合
には、通水開始から４０日を経過しても透過水量の低下
は認められないが、非酸化性スライムコントロール剤を
添加しない場合には、通水開始から徐々に透過水量が低
下して、４０日後には初期透過水量の７５％にまで低下
した。
【００６７】なお、上記実験において、残留塩素濃度の
除去及び燐添加のために、ＮａＨＳＯ３及びＫＨ２ＰＯ
４を添加する代りに、実施例２と同様に酸化コバルト及
びヒドロキシアパタイトを充填した抗菌剤除去塔に通水
ＳＶ：５０ｈｒ−１で通水したこと以外は同様に実験を
行ったところ、同様の結果が得られることが確認され
た。
除去及び燐添加のために、ＮａＨＳＯ３及びＫＨ２ＰＯ
４を添加する代りに、実施例２と同様に酸化コバルト及
びヒドロキシアパタイトを充填した抗菌剤除去塔に通水
ＳＶ：５０ｈｒ−１で通水したこと以外は同様に実験を
行ったところ、同様の結果が得られることが確認され
た。
【００６８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の超純水製造
装置及び超純水製造方法によれば、ＴＯＣ濃度が著しく
低い、不純物の問題のない高純度な純水ないし超純水を
長期に亘り安定に製造することができる。本発明の超純
水製造装置及び超純水製造方法により製造された超純水
は、超ＬＳＩチップ洗浄水として、良好な洗浄効果を得
ることができる。
装置及び超純水製造方法によれば、ＴＯＣ濃度が著しく
低い、不純物の問題のない高純度な純水ないし超純水を
長期に亘り安定に製造することができる。本発明の超純
水製造装置及び超純水製造方法により製造された超純水
は、超ＬＳＩチップ洗浄水として、良好な洗浄効果を得
ることができる。
【図１】本発明の超純水製造装置の実施の形態を示す系
統図である。
統図である。
【図２】本発明の超純水製造装置の別の実施の形態を示
す系統図である。
す系統図である。
【図３】従来の超純水製造装置を示す系統図である。
【図４】実験例１の結果を示すグラフである。
【図５】実験例２の結果を示すグラフである。
１ 前処理システム
２ 一次純水系システム
３ サブシステム
─────────────────────────────────────────────────────
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 1/50 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５１０Ｃ
５２０ ５２０Ｂ
５３２ ５３２Ｄ
５３２Ｈ
５３２Ｊ
５４０ ５４０Ｂ
５６０ ５６０Ｂ
５６０Ｃ
５６０Ｄ
５６０Ｅ
５６０Ｆ
５６０Ｇ
５６０Ｈ
５６０Ｚ
1/52 1/52 Ｚ
1/58 1/58 Ｒ
1/70 1/70 Ｚ
3/10 3/10 Ｚ
9/00 ５０１ 9/00 ５０１Ｂ
５０２ ５０２Ｌ
５０２Ｐ
５０２Ｚ
５０３ ５０３Ａ
５０４ ５０４Ａ
５０４Ｄ
Ｆターム(参考） 4D003 AA01 BA02 CA03 CA10 EA01
EA18 EA25 FA02 FA04
4D015 BB05 CA14 DA04 DA05 EA32
FA02 FA22 FA23 FA24 FA25
FA26 FA28
4D038 AA02 AA04 AB47 BB03 BB04
BB06 BB07 BB08 BB09 BB10
BB11 BB12 BB13 BB15 BB18
BB19
4D050 AA05 AB45 BA06 CA03 CA04
CA06 CA07 CA08 CA09 CA10
CA11 CA12 CA13 CA16 CA17
4D061 DA02 DA03 DB01 DB02 EA17
FA03 FA04 FA06 FA07 FA08
FA09 FA10 FA11 FA14 FA15
FA17
Claims (12)
- 【請求項１】 一次純水系システムと、該一次純水系シ
ステムの処理水を処理するサブシステムとを有する超純
水製造装置において、 該一次純水系システムに、生物活性炭塔と、該生物活性
炭塔に流入する水に燐を添加する手段と、該生物活性炭
塔の流出水を抗菌処理する抗菌処理手段とが設けられて
おり、 該生物活性炭塔は、抗菌剤が実質的に存在しない条件下
で原水中の有機物を生物的に分解するものであることを
特徴とする超純水製造装置。 - 【請求項２】 請求項１において、該生物活性炭塔に流
入する水に燐を添加する手段が、該流入水に燐酸塩及び
／又は燐酸を添加する手段と、該流入水を燐含有鉱物と
接触させる手段との少なくとも一方であることを特徴と
する超純水製造装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、該抗菌処理手
段が非酸化性スライムコントロール剤の添加手段と電磁
場装置との少なくとも一方であることを特徴とする超純
水製造装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、該生物活性炭塔中の活性炭への菌体付着量が１０６
個／ｇ以上であることを特徴とする超純水製造装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、該生物活性炭塔に流入する水に還元剤を添加する手
段を備えることを特徴とする超純水製造装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、該生物活性炭塔の前段に、活性炭及び／又は触媒が
充填された抗菌剤除去塔が設けられていることを特徴と
する超純水製造装置。 - 【請求項７】 原水を少なくとも凝集処理する前処理工
程と、前処理工程後の前処理水から一次純水を製造する
一次純水製造工程とを備える超純水製造方法において、
該一次純水製造工程が、 被処理水に燐を添加する燐添加工程と、 燐添加後の水を、抗菌剤が実質的に存在しない条件下で
生物活性炭に接触させて、原水中の有機物を生物的に分
解する生物活性炭処理工程と、 該生物活性炭処理水を抗菌処理する抗菌処理工程とを含
んでいることを特徴とする超純水製造方法。 - 【請求項８】 請求項７において、該燐添加工程は、該
被処理水に燐酸塩及び／又は燐酸を添加する工程と、該
被処理水を燐含有鉱物と接触させる工程との少なくとも
一方であることを特徴とする超純水製造方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８において、該抗菌処理工
程は、該生物活性炭処理水に非酸化性スライムコントロ
ール剤を添加する工程と、該生物活性炭処理水に電場を
印加する工程との少なくとも一方であることを特徴とす
る超純水製造方法。 - 【請求項１０】 請求項７ないし９のいずれか１項にお
いて、該生物活性炭への菌体付着量が１０６個／ｇ以上
であることを特徴とする超純水製造方法。 - 【請求項１１】 請求項７ないし１０のいずれか１項に
おいて、該生物活性炭処理工程に流入する水に還元剤を
添加することを特徴とする超純水製造方法。 - 【請求項１２】 請求項７ないし１０のいずれか１項に
おいて、該生物活性炭処理工程に流入する水を、活性炭
及び／又は触媒が充填された抗菌剤除去塔に通水するこ
とを特徴とする超純水製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002122628A JP3948337B2 (ja) | 2001-10-18 | 2002-04-24 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001320683 | 2001-10-18 | ||
| JP2001-320683 | 2001-10-18 | ||
| JP2002122628A JP3948337B2 (ja) | 2001-10-18 | 2002-04-24 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003190979A true JP2003190979A (ja) | 2003-07-08 |
| JP3948337B2 JP3948337B2 (ja) | 2007-07-25 |
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| JP2002122628A Expired - Fee Related JP3948337B2 (ja) | 2001-10-18 | 2002-04-24 | 超純水製造装置及び超純水製造方法 |
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2002
- 2002-04-24 JP JP2002122628A patent/JP3948337B2/ja not_active Expired - Fee Related
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