JP2004060403A

JP2004060403A - 純水製造装置の施工方法

Info

Publication number: JP2004060403A
Application number: JP2002224115A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Niki; 仁木　智裕; Katsunori Kuroki; 黒木　勝憲
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP4240944B2

Abstract

【課題】純水製造装置の施工期間及び立上げ期間を短縮させてユースポイントへの純水供給を可及的速やかに行うことができる純水製造装置の施工方法を提供すること。
【解決手段】純水の需要場所に純水製造装置を組立て施工する純水製造装置の施工方法である。この施工方法には、第１の純水製造装置（２）を施工すべき需要場所に第１の純水製造装置の施工前に移動可能な第２の純水製造装置（４）を仮設置する工程と、第２の純水製造装置により製造される純水をユースポイント（６）へ供給する工程と、第１の純水製造装置の施工完了後、ユースポイントへの純水の供給を第２の純水製造装置から第１の純水製造装置に切り替える工程とを含む。純水製造装置の施工期間及び立上げ期間を短縮させ、純水供給の迅速化を図ることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、移動式純水製造装置の仮設施工を併用した純水製造装置の施工方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、超純水製造装置は、純水を必要とする半導体等の製造会社等の客先から引合いを受け、客先から提供される処理仕様を検討した上で、その処理仕様を満足する純水製造装置の計画設計が行われる。その設計結果は、客先に提示され、客先側の処理仕様の変更を受ける等、必要な交渉を経て受注を受ける。この受注後、生産に移すための本設計が行われ、この設計に基づいて機材の調達等が行われた後、需要地での工事が行われ、試運転を経た後、引渡しが行われる。引合いから引渡しに至るまでの期間は長期に亘り、本設計から引渡しまでの時間だけ見ても相当な長い期間となる。
【０００４】
そして、純水製造装置は、複数のシステム及び装備を備えたものであることから、純水の需要家の要求、純水の質、生産水量、原水の質、設置面積等の各種の条件に応じてその規模や装備の形態が異なり、ユースポイントに対応する処理仕様の決定には相当な時間を要するし、本設計に基づく各機器は純水製造装置メーカの制作工場で制作が行われ、各機器を需要家側に搬入し、組立、通水試運転等を経て引渡しが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、純水や超純水を必要とする半導体製造工場等で、純水製造装置を設置する場合には、例えば、純水製造装置を構成する配管等の部品や逆浸透膜・イオン交換樹脂塔等のユニットを現地に集め、それらを組み立て、試運転や洗浄運転を実施した後、ユースポイントへの純水供給を行う場合、純水製造装置の設置が完了するまで、ユースポイントでの純水利用が不可能であり、洗浄を必要とする工場内の機器類の試運転等が行えず、製造工場の立上げでは工場全体の工事期間の短縮化を妨げる要因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、純水製造装置の施工期間及び立上げ期間を短縮させてユースポイントへの純水供給を可及的速やかに行うことができる純水製造装置の施工方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の純水製造装置の施工方法は次の通りである。
【０００８】
請求項１に係る純水製造装置の施工方法は、純水の需要場所に純水製造装置を組立て施工する純水製造装置の施工方法であって、第１の純水製造装置（２）を施工すべき前記需要場所に前記第１の純水製造装置の施工前に移動可能な第２の純水製造装置（４）を仮設置する工程と、前記第２の純水製造装置により製造される純水をユースポイント（６）へ供給する工程と、前記第１の純水製造装置の施工完了後、前記ユースポイントへの純水の供給を前記第２の純水製造装置から前記第１の純水製造装置に切り替える工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る純水製造装置の施工方法は、前記第１の純水製造装置の製造工程が、前記第１の純水製造装置の製造工場における試組み、水運転の後、輸送可能な大きさの要素に分解する工場試組み工程と、分解された前記要素を前記需要場所に輸送する輸送工程と、前記需要場所で本組みを行う本組み工程とを含んでいることを特徴とする。
【００１０】
このような純水製造装置の施工方法によれば、需要場所への第１の純水製造装置の施工に先駆けて移動可能な第２の純水製造装置を設置してユースポイントに純水供給を行って純水需要を満たし、第１の純水製造装置の施工完了の後、第２の純水製造装置から第１の純水製造装置に純水供給を切り替えるので、純水供給が可能な施工期間及び立上げ期間を飛躍的に短縮でき、例えば、工場全体の工事期間の短縮をも図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態である純水製造装置の施工方法を示している。
【００１３】
第１の純水製造装置２は、需要場所である工場に施工が予定されている純水製造設備であり、第２の純水製造装置４は、仮設の純水製造設備であって、移動式の純水製造設備である。この純水製造装置の施工方法は、純水製造装置を施工すべき需要場所に純水製造装置２の施工前に移動可能な純水製造装置４を仮設置する純水製造装置４の仮設工程、純水製造装置４で製造される純水をユースポイント６へ供給する純水製造及び供給工程、純水製造装置２の施工を行う純水製造装置２の施工工程、ユースポイント６への純水の供給を純水製造装置４から純水製造装置２に切り替える純水供給の切替工程等から構成される。
【００１４】
（１）　　純水製造装置４の仮設工程
純水製造装置２が立ち上がるまでに必要な水量、水質情報を使用者から入手し、その情報に基づき、移動式の純水製造装置４の選定を行う。選定した純水製造装置４を工場内の設置可能な場所に設置し、ユースポイント６への水の供給を行う。このとき、本設置の純水製造装置２への切替えを前提とした配管構成とする。例えば、純水製造装置２からユースポイント６に至る配管８、純水製造装置４からユースポイント６に至る配管１０とともに、切替手段として切替弁１２等を設置し、ユースポイント６側の配管８の設置工事を完了させた後、流路切替えを可能にしておく。そして、この実施の形態では、切替弁１４、１６及び配管１８が設置されており、純水製造装置４で製造された純水を矢印Ｗで示すように、ユースポイント６に供給可能とするとともに、切替弁１４、１６を切り替えることにより、配管１８から純水製造装置２に流し込み、製造途上の純水製造装置２の洗浄等に供することができ、純水製造装置２の調整期間の短縮化に寄与することができる。
【００１５】
（２）　　純水製造及び供給工程
純水製造装置４が施工を完了すれば、純水製造装置２が施工完了前、仮設の純水製造装置４から純水をユースポイント６に供給することができる。
【００１６】
（３）　　純水製造装置２の施工工程
純水製造装置２は公知の施工方法を選択してもよく、また、例えば、製造工場における試組み、水運転の後、輸送可能な大きさの要素に分解する工場試組み工程と、分解された要素を需要場所に輸送する輸送工程と、需要場所で本組みを行う本組工程とを含む施工方法を採用してもよい。即ち、純水製造装置２を搬送可能な単位スキッドに分割して、各単位スキッド毎に組み立て、各単位スキッドを純水製造装置２に工場で組み立て、試運転及び純水又は超純水洗浄を行った後に、単位スキッドに分割し、使用場所へ搬送できるようにする。現地工事時間が単位スキッドの組立時間と短い洗浄のみで済むため、従来の施工方法に比較して短時間で純水製造装置２を立ち上げ、ユースポイント６の要求仕様の必要量の純水が供給可能となる。
【００１７】
（４）　　純水供給の切替工程
純水製造装置２の施工完了の後、切替弁１６を開いて純水製造装置２を稼働させるとともに、純水製造装置４の稼働を停止させ、切替弁１２を純水製造装置２側に切り替えることにより、純水製造装置２で製造された純水をユースポイント６に供給する。純水製造装置４は、移動可能な純水製造設備であることから、純水供給の切替えの後、移動撤去を行う。
【００１８】
以上説明したように、この施工方法によれば、純水製造装置２を施工期間及び立上げ期間内に移動式の純水製造装置４を速やかに立ち上げれば、純水製造装置２の施工期間及び立上げ期間内において、この純水製造装置４で得られる純水をユースポイント６に供給することができ、純水の供給開始時期を飛躍的に早めることができ、工場内の機器類の洗浄、試運転を早期に行えるので、ユースポイント６である工場の立上げ期間を大幅に短縮することができる。
【００１９】
次に、この純水製造装置の施工方法について、純水製造装置４の仮設工程における純水製造装置４の施工例を説明すると、例えば、図２に示すように、純水製造装置４は、前処理システム２０、一次純水システム２２及びサブシステム２４を備えた移動可能な設備である。この場合、コンテナ輸送等の可搬可能性及び機能性から、コンテナ等、トラック輸送可能な単一のフレーム内に搭載可能な単位として、前処理システム２０を構成する要素としてＤモジュール、一次純水システム２２を構成する要素としてＡ_１モジュール、Ａ_２モジュール、Ｂ_１モジュール・・・Ｂ_５モジュール、Ｃモジュール、サブシステム２４を構成する要素としてＳモジュールが処理仕様毎に構成される。
【００２０】
ここで、Ａ_１モジュール、Ａ_２モジュールは、活性炭塔、保安フィルタ、逆浸透膜（ＲＯ膜）及び電気式脱イオン装置（ＫＣＤＩ）を有することを基本構成としたシステムであり、Ｂ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールは、Ａ_１モジュール、Ａ_２モジュールにおけるＫＣＤＩがデミナーであることを基本構成としたシステムである。Ｃモジュールは、脱気膜ユニット及び電気式脱イオン装置（ＫＣＤＩ）を備えることを基本構成としたシステムである。また、Ｄモジュールは例えば、膜式前処理システム・モジュールであり、Ｓモジュールは例えば、サブタンク、サブポンプ、ＵＶ殺菌機、デミナー及びＵＦ膜ユニットを備えた超純水を得るためのサブシステム・モジュールである。
【００２１】
そこで、この純水製造装置４では、Ａ_１モジュール、Ａ_２モジュール、Ｂ_１モジュール・・・Ｂ_５モジュール、Ｃモジュールの何れかのモジュール単体で純水製造装置を構成する第１のパターン、ＤモジュールとＡ_１モジュール、Ａ_２モジュール、Ｂ_１モジュール・・・Ｂ_５モジュール、Ｃモジュールの何れかとの組合せからなる２つのモジュールによって純水製造装置を構成する第２のパターン、Ａ_１モジュール、Ａ_２モジュール、Ｂ_１モジュール・・・Ｂ_５モジュール、Ｃモジュールの何れかとＳモジュールとの組合せからなる２つのモジュールによって純水製造装置を構成する第３のパターン、ＤモジュールとＡ_１モジュール、Ａ_２モジュール、Ｂ_１モジュール・・・Ｂ_５モジュール、Ｃモジュールの何れかとＳモジュールとの組合せからなる３つのモジュールによって純水製造装置を構成する第４のパターンがある。モジュールの組合せによる、システム数を見ると、一次純水システム２２のＡ_１モジュール〜Ｃモジュールの選択で８通り、Ａ_１モジュール〜ＣモジュールとＤモジュールとの組合せで８通り、Ａ_１モジュール〜ＣモジュールとＳモジュールとの組合せで８通り、ＤモジュールとＡ_１モジュール〜ＣモジュールとＳモジュールとの組合せで８通りとなり、２４通りのシステムが構成されることになる。これらのパターンは、原水の質、純水の質等で選択され、また、各モジュールには、水量等の仕様に応じて各種のシステムが構成される。従って、需要家は所望の仕様のモジュール選択を基礎として複数種の純水製造装置４から所望の仕様のものを選択することができることになる。
【００２２】
この純水製造装置４は、例えば、図３に示すプログラムに従って設計し、製造することができる。ステップＳ１では、要求される水質が判定され、その水質が高い場合にはステップＳ２に移行し、その水質が低い場合にはステップＳ３に移行する。具体的な処理水質としては、５．０〔ＭΩ・ｃｍ〕の高純度が要求されているか、１．０〔ＭΩ・ｃｍ〕程度の低純度が要求されているかが判定され、水質が高い場合にはＫＣＤＩ搭載型であるＡ_１モジュール、Ａ_２モジュール又はＣモジュールが候補となり、水質が低い場合にはデミナー搭載型であるＢ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールが候補となる。
【００２３】
ステップＳ４では、より高純度化が必要であるか否かが判定され、具体的には脱気膜処理が必要であるか否かが判定される。脱気膜処理が必要である場合にはステップＳ５に移行し、Ｃモジュールが選択される。また、脱気膜処理が必要でない場合にはステップＳ６に移行して処理水量を決定し、その結果、ステップＳ７でその処理水量に応じてＡ_１モジュールかＡ_２モジュールかが選択される。因みに、処理水量が例えば、１０．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＡ_１モジュール、１５．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＡ_２モジュールが選択される。この場合、処理水量が不足する場合には複数台のＡ_１モジュール、Ａ_２モジュールの組合せが必要となる。例えば、処理水量が３０．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合には２台のＡ_２モジュール等の組合せが可能である。
【００２４】
また、ステップＳ８においても、同様に、処理水量が決定され、その結果、ステップＳ９でその処理水量に応じてＢ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールの何れかが選択される。因みに、処理水量が例えば、１．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＢ_１モジュール、２．５〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＢ_２モジュール、５．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＢ_３モジュール、１０．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＢ_４モジュール、１５．０〔ｍ^３／ｈ〕の場合にはＢ_５モジュールが選択される。この場合、処理水量が不足する場合には複数台のＢ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールの組合せが必要となる。
【００２５】
また、ステップＳ１０では、純水に更に高純度化が要求されているか否か、即ち、二次純水（超純水）の要否を判定し、二次純水が必要である場合にはステップＳ１１に移行し、Ｓモジュールを選択する。そして、ステップＳ１２では、処理対象である原水が市水であるか工業用水であるか、即ち、前処理が必要であるか否かを判定する。原水が工業用水である場合には、その原水中の濁質等を除去することが必要となり、その除去が可能なＤモジュールが候補となる。そこで、ステップＳ１３では、Ｄモジュールが選択される。
【００２６】
そして、ステップＳ１０で二次純水が必要でない場合、ステップＳ１２で前処理が不要な場合、又はステップＳ１３でＤモジュールが選択された後、ステップＳ１４に移行し、全体のシステムが決定される。
【００２７】
この場合、Ａ_１モジュール〜Ｃモジュールは、単一のモジュールで純水製造装置４が構成されるので、仮組立や分解を経て本組立を行う必要はないし、仮に、ＤモジュールやＳモジュールが選択されても、コンテナ輸送で連結するだけで純水製造装置４を実現することができる。その結果、純水製造装置４を極めて短時間で施工でき、ユースポイント６に対して可及的速やかな純水供給が可能となる。
【００２８】
ここで、Ａ_１モジュール〜Ｓモジュールの具体例について示すと、例えば、図４の（ａ）に示すように、Ａ_１モジュール及びＡ_２モジュールを構成し、、例えば、図４の（ｂ）に示すように、Ｂ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールを構成し、図４の（ｃ）に示すように、Ｃモジュールを構成し、例えば、図５の（ｄ）に示すように、Ｄモジュールを構成し、例えば、図５の（ｅ）に示すように、Ｓモジュールを構成することができる。
【００２９】
そして、Ａ_１モジュール及びＡ_２モジュールの処理仕様の一例を示すと、例えば、表１のようになる。この場合、処理水量は原水水温２５℃時であり、回収率は原水水温によって異なるが、表１中の数値は５０％時である。
【００３０】
【表１】

【００３１】
また、Ｂ_１モジュール〜Ｂ_５モジュールの処理仕様の一例を示すと、例えば、表２のようになる。この場合、処理水量は原水水温２５℃時であり、回収率は原水水温によって異なるが、表２中の数値は５０％時である。
【００３２】
【表２】

【００３３】
次に、この純水製造装置の施工方法について、純水製造装置２の施工工程の具体的な施工例を説明すると、純水製造装置２は、例えば、図６に示すように、前処理システム３０、一次純水システム３２及びサブシステム３４を備えるとともに、要素として原水槽スキッド３６、ポンプスキッド３８、前処理用スキッド４０、脱炭酸塔スキッド４２、活性炭スキッド４４、一次純水システム用スキッド４６、サブシステム用スキッド４８を備えている。
【００３４】
ポンプスキッド３８は、直方体形状のフレーム内に前段ポンプＰ_１及び後段ポンプＰ_３を設置したものである。前処理スキッド４０は、直方体形状のフレーム内に熱交換器（Ｈ／Ｅ）、中和槽、凝集槽、ポンプＰ_２及び精密濾過装置（ＭＦ）を設置したものである。
【００３５】
一次純水システム用スキッド４６は、直方体形状のフレーム内に精密濾過装置（ＭＦ）、ポンプＰ_４、第１逆浸透膜分離装置（ＲＯ_１）、第２逆浸透膜分離装置（ＲＯ_２）、脱気膜装置（ＭＤ）及び電気脱イオン装置（ＣＤＩ）を設置したものである。
【００３６】
サブシステム用スキッド４８は、直方体形状のフレーム内にサブタンク、ポンプＰ_５、熱交換器（Ｈ／Ｅ）、紫外線照射装置（ＵＶ）、デミナー即ち、混床式イオン交換樹脂塔（ＤＩ）及び限外濾過装置（ＵＦ）を設置したものである。
【００３７】
この実施の形態では、これら各スキッド３６〜４８として、それぞれユースポイント６での定格使用量が１５ｍ^３／Ｈ、３０ｍ^３／Ｈ、４５ｍ^３／Ｈ、６０ｍ^３／Ｈである場合に応じて、処理能力が異なる４機種を標準品として用意してある。そして、需要家の要求に応じ、これらの４機種中何れか又は複数を組み合わせることにより、必要供給水量に対処できるようにしている。
【００３８】
需要箇所への納入機種及び時期が決まると、据付現場では据付用基礎工事の手配及び施工を開始するとともに、純水製造装置の製造工場では、上記の機種から選択された機種の単位スキッドを試組みし、純水により通水試運転を行う。この試組みに際しては、本組みと同様の組立てを行う。即ち、据付現場での単位スキッドの配置に正確に合致させて単位スキッドを配置し、単位スキッド同士を配管等の接続部材で接続する。また、各機器の通電用電力ケーブルの結線と、センサ類の取付け、リード線の引き回し、制御回路との結線等もすべて行う。
【００３９】
この試組みの段階では、高純度の水質が要求されるサブシステム用スキッド４８内のイオン交換樹脂及び活性炭等の充填物を充填しなければ、該充填物の汚染に配慮する必要がなく、試組み工程や分解工程等の処理が行うことができる。ただし、前処理用スキッド４０、一次純水システム用スキッド４６等の高純度水質を要求されないスキッドの場合には、充填物を充填しておけば、次工程の純水の通水試運転により、その充填物も洗浄でき、効果的である。
【００４０】
そして、試組み終了後、純水を通水し、漏水の有無や計装用機器の作動チェックを行う。この通水試運転中に不具合箇所が発見されたときには、当該箇所の補修や、パーツ交換を行い、再度通水試運転を行う。この通水試運転は、各スキッド及びスキッド間の接合配管が十分に洗浄されるまで行えば、現場での通水試運転時間を短縮でき、これは施工期間を短縮する上で好ましい。
【００４１】
通水試運転の結果、要求仕様に適合すれば、水を抜き、単位スキッド間の通水用接続や電線の結線を解除し、各機器の内部に窒素ガスを封入する。その後、各単位スキッドを据付現場にトラック搬送し、現場で組み立てる。この現場組立ては、単位スキッド間の通水用接続と電線の結線及びイオン交換樹脂、活性炭の充填程度で済み、施工は極めて簡単に行うことができる。
【００４２】
完成した純水製造装置２は、既にその製造工場にて試組み及び通水試運転が終了しているので、現場での単位スキッド同士の接続関係に不一致等の不都合が生じることはなく、また、現場での通水試運転によって要求仕様に適合させることができる。従って、現場での施工期間を短縮でき、需要家に対する引渡し納期を遵守できる等、納期短縮を図ることができる。
【００４３】
なお、図１に示した実施の形態では、１つの移動式の純水製造装置４で構成したが、例えば、図７に示すように、純水製造装置４に同様の純水製造装置５を併設し、ユースポイント６側の配管８に切替手段としての切替弁１３を設置し、配管１５を通して純水製造装置５で製造された純水をユースポイント６に供給するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、顧客の要求する所望の処理仕様、需要に対応した品質の高い純水製造装置等を迅速且つ容易に実現することができ、工期の短縮化を図ることができ、工場全体の工事期間の短縮に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る純水製造装置の施工方法を示すブロック図である。
【図２】移動式の純水製造装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】移動式の純水製造装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】各種の純水製造装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】各種の純水製造装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】固定式の純水製造装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る純水製造装置の施工方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
２　第１の純水製造装置
４　第２の純水製造装置
６　ユースポイント

Claims

純水の需要場所に純水製造装置を組立て施工する純水製造装置の施工方法であって、
第１の純水製造装置を施工すべき前記需要場所に前記第１の純水製造装置の施工前に移動可能な第２の純水製造装置を仮設置する工程と、
前記第２の純水製造装置により製造される純水をユースポイントへ供給する工程と、
前記第１の純水製造装置の施工完了後、前記ユースポイントへの純水の供給を前記第２の純水製造装置から前記第１の純水製造装置に切り替える工程と、
を含むことを特徴とする純水製造装置の施工方法。
前記第１の純水製造装置の製造工程が、
前記第１の純水製造装置の製造工場における試組み、水運転の後、輸送可能な大きさの要素に分解する工場試組み工程と、
分解された前記要素を前記需要場所に輸送する輸送工程と、
前記需要場所で本組みを行う本組み工程と、
を含んでいることを特徴とする請求項１記載の純水製造装置の施工方法。