JP2007075328A - 超純水製造装置の殺菌方法および超純水製造装置の殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランニングコストが低くて、短時間で殺菌処理ができる超純水製造装置の殺菌方法および殺菌装置を提供する。
【解決手段】 この超純水製造装置の殺菌装置によれば、二次純水タンク１内に窒素マイクロナノバブル発生機３が設置されている。殺菌が必要な時は、二次純水タンク１内で窒素マイクロナノバブル発生機３が窒素マイクロナノバブルを発生させて、この窒素マイクロナノバブルにより過酸化水素等の薬品を使用することなく、二次純水タンク１から殺菌することができる。すなわち、二次純水製造装置の最初の設備が二次純水タンク１であるので、最初の設備から殺菌することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、超純水製造装置の殺菌方法、超純水製造装置の殺菌装置および超純水製造装置に関する。

従来、超純水製造に関する超純水製造装置の超純水配管等の殺菌方法としては、(1) 薬品としての過酸化水素水による殺菌方法、(2) 熱水殺菌法、(3) オゾン水殺菌法がある。

(1) 薬品としての過酸化水素水による殺菌方法は、薬品のコスト代および、殺菌後の残留過酸化水素による水質の立ち上げに時間を要する等の課題があった。

(2) 熱水殺菌法は、熱水を利用しての殺菌方法で、過酸化水素水も少ないが利用するので、エネルギーを多量消費し、また、薬品も使用するので、ランニングコストが高いという課題があった。

(3) オゾン水殺菌法は、多量のオゾンを使用するので、オゾン発生機の準備等や設置スペースの必要性等がありコスト高となる課題があった。また、オゾンは、オゾン水として従来使用していたが、水中での持続性がないことが課題であった。

また、別の従来技術としてのナノバブルを利用する殺菌方法および殺菌装置が、特許文献１(特開２００４−１２１９６２号公報)に記載されている。

この従来技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用したものである。より具体的には、特許文献１では、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、殺菌機能によって各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることを開示している。

さらに、別の従来技術として、特許文献２(特開２００３−３３４５４８号公報)では、ナノ気泡の生成方法が記載されている。

この従来技術のナノ気泡の生成方法は、液体中において、(1)液体の一部を分解ガス化する工程、(2)液体中で超音波を印加する工程、または、(3)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程から構成されていることを開示している。

ところで、最初に述べた超純水配管等の殺菌法は、上述の如く、(1)薬品としての過酸化水素水による殺菌方法、(2)熱水殺菌法、(3)オゾン水殺菌法があるが、いずれも作業性やランニングコストの観点から合理的で、短時間に殺菌できる殺菌方法ではない。

特に、薬品としての過酸化水素水による殺菌方法が一般的であるが、殺菌後元の水質まで立ち上がるのに数時間を必要とするので、短時間に殺菌可能でランニングコストも低い殺菌方法が求められている。

また、最近、少量の過酸化水素水を添加した熱水殺菌法も採用されてきたが、水温を上げることによるエネルギーの消費があり、省エネルギー方式ではない。エネルギーを浪費しないシステムは時代の要請でもあり、殺菌方法についても省エネタイプの殺菌方法が求められている。
特開２００４−１２１９６２号公報 特開２００３−３３４５４８号公報

そこで、この発明の課題は、ランニングコストが低くて、短時間で殺菌処理ができる超純水製造装置の殺菌方法および殺菌装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の超純水製造装置の殺菌方法は、超純水製造装置を構成する一次純水製造装置と二次純水製造装置とのうちの上記二次純水製造装置が有する超純水配管に、マイクロナノバブルを含有する水を流して、上記二次純水製造装置を殺菌することを特徴とする。

この発明の殺菌方法によれば、二次純水製造装置が有する超純水配管にマイクロナノバブルを含有する水を流して上記二次純水製造装置を殺菌する。よって、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌が必要な時、マイクロナノバブルが持つ殺菌力で、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌を行うことができる。また、このマイクロナノバブルによる殺菌方法では、過酸化水素等の薬品を使用しない方法であるので、殺菌作業終了後の超純水の水質の立ち上がりが早いという長所がある。したがって、ランニングコストが低くて、短時間で殺菌処理ができる超純水製造装置の殺菌方法となる。

なお、マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルを含んでおり、例えば数１００ｎｍ〜１０μｍの大きさのバブルを言い、マイクロバブルとは、１０μｍ〜数１０μｍの大きさのバブルを言い、ナノバブルとは、数１００ｎｍ以下の大きさのバブルを言う。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌方法は、マイクロナノバブルとして窒素マイクロナノバブルまたはオゾンマイクロナノバブルを使用する。窒素マイクロナノバブルによれば、不活性ガスであることから、殺菌後の立ち上がりを早くできる。また、オゾンマイクロナノバブルによれば、殺菌能力の向上を図れる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置は、超純水製造装置が備える一次純水製造装置と二次純水製造装置とのうちの上記二次純水製造装置が有する超純水配管にマイクロナノバブルを供給するマイクロナノバブル発生機を備える。

この実施形態の殺菌装置によれば、マイクロナノバブル発生機が、超純水製造装置の二次純水製造装置が有する超純水配管にマイクロナノバブルを供給する。これにより、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌が必要な時、マイクロナノバブルが持つ殺菌力で、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌を行うことができる。この窒素マイクロナノバブルによる殺菌では、過酸化水素等の薬品を使用しない方法であるので、殺菌作業終了後の超純水の水質の立ち上がりが早い。したがって、ランニングコストが低く、短時間で殺菌処理ができる超純水製造装置の殺菌装置を実現できる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、上記超純水配管に窒素マイクロナノバブルを供給する窒素マイクロナノバブル発生機であり、上記窒素マイクロナノバブル発生機は上記二次純水製造装置に組み込まれている。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、窒素マイクロナノバブル発生機が二次純水製造装置に組み込まれているので、超純水配管を含む二次純水製造装置に窒素マイクロナノバブルを効率よく供給して殺菌できる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記二次純水製造装置は、二次純水タンク、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜を有する。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、二次純水製造装置が有する二次純水タンク、もしくは、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜の間の経路に、窒素マイクロナノバブル発生機を設置して、窒素マイクロナノバブルを供給できる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記窒素マイクロナノバブル発生機は、上記二次純水製造装置の二次純水タンク内に設置されている。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、二次純水タンク内に窒素マイクロナノバブル発生機が設置されているので、殺菌が必要な時は、二次純水タンク内で窒素マイクロナノバブルを発生させて、二次純水タンクから殺菌することができる。すなわち、二次純水製造装置の最初の設備が二次純水タンクであるので、最初の設備から殺菌することができる。

また、二次純水タンクは、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜の設備と異なり、設備の規模が大きいので、二次純水タンク内で多量の窒素マイクロナノバブルを発生させることができると同時に滞留時間が他の設備と比較して長いので、窒素マイクロナノバブルの殺菌作用を充分受けることができる。そして、この二次純水タンクの殺菌後は、熱交換器、紫外線殺菌器、バイパス配管、超純水配管に窒素マイクロナノバブルを含む超純水を流して殺菌することができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記窒素マイクロナノバブル発生機は、上記紫外線殺菌器の前段に設置されたタンクまたは配管の中に設置されている。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、紫外線殺菌器の前段に窒素マイクロナノバブル発生機を有するタンクまたは配管を設置しているので、紫外線殺菌器の殺菌負荷を低減でき、紫外線殺菌器を小さくすることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記窒素マイクロナノバブル発生機は、窒素吸込口と、上記二次純水タンクの循環水を１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧で吐出するポンプに接続された送水口とを有している。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、窒素マイクロナノバブル発生機は、送水口へ、１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧を有するポンプから送水されるので、窒素マイクロナノバブルを効率よく発生させることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記マイクロナノバブル発生機は、上記超純水配管にオゾンマイクロナノバブルを供給するオゾンマイクロナノバブル発生機であり、上記オゾンマイクロナノバブル発生機は上記二次純水製造装置に組み込まれている。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、オゾンマイクロナノバブル発生機を二次純水製造装置に組み込んでいるので、オゾンマイクロナノバブルによって超純水配管を含む二次純水製造装置を強力に殺菌できる。また、通常のオゾンと異なり、オゾンマイクロナノバブルはオゾンの殺菌力が長時間持続するので、殺菌を確実にすることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記二次純水製造装置は、二次純水タンク、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜を有する。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、二次純水製造装置が有する二次純水タンク、もしくは、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜の間の経路に、オゾンマイクロナノバブル発生機を設置して、オゾンマイクロナノバブルを供給できる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記オゾンマイクロナノバブル発生機を上記二次純水タンク内に設置した。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、二次純水タンク内にオゾンマイクロナノバブル発生機を設置しているので、殺菌が必要な時は、二次純水タンク内でオゾンマイクロナノバブルを発生させて、二次純水タンクから殺菌することができる。すなわち、二次純水製造装置における最初の設備が二次純水タンクであるので、最初の設備から殺菌することができる。また、二次純水タンクは、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜の設備と異なり、設備の規模が大きいので、二次純水タンク内で多量のオゾンマイクロナノバブルを発生させることができる。同時に、二次純水タンクは、滞留時間が他の設備と比較して長いので、オゾンマイクロナノバブルの殺菌作用を充分受けることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記オゾンマイクロナノバブル発生機は、上記紫外線殺菌器の前段に設置されたタンクまたは配管の中に設置された。

この実施形態の超純水製造装置の殺菌装置によれば、紫外線殺菌器の前段にオゾンマイクロナノバブル発生機を有するタンクまたは配管を設置しているので、紫外線殺菌器の殺菌負荷を低減でき、紫外線殺菌器を小さくすることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置の殺菌装置では、上記オゾンマイクロナノバブル発生機は、オゾン吸込口と、上記二次純水タンクの循環水を１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧で吐出するポンプに接続された送水口とを有している。

この実施形態によれば、オゾンマイクロナノバブル発生機は、送水口へ、１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧を有するポンプから送水されるので、オゾンマイクロナノバブルを効率よく発生させることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置では、上記超純水製造装置の殺菌装置を備え、上記限外ろ過膜の後段にタンクまたは配管を設置し、上記窒素マイクロナノバブル発生機を、上記限外ろ過膜の後段のタンクまたは配管に設置した。

この実施形態の超純水製造装置によれば、ファイナルフィルターとしての上記限外ろ過膜の後段に窒素マイクロナノバブル発生機を有するタンクまたは配管を設置している。よって、超純水製造後に、超純水と窒素マイクロナノバブルとを接触させるので、殺菌を行うだけでなく、窒素マイクロナノバブルを含む新たな超純水を製造することができる。窒素マイクロナノバブルの作用として、殺菌効果と物体に対する洗浄効果があるので、洗浄効果のある超純水を製造できる。

また、一実施形態の超純水製造装置では、上記超純水製造装置の殺菌装置を備え、上記限外ろ過膜の後段に設置されたタンクまたは配管を有し、上記オゾンマイクロナノバブル発生機を上記タンクまたは配管に設置した。

この実施形態の超純水製造装置によれば、限外ろ過膜の後段にオゾンマイクロナノバブル発生機を有するタンクまたは配管を設置しており、超純水製造後に、超純水とオゾンマイクロナノバブルとを接触させる。よって、殺菌を行うだけでなく、オゾンマイクロナノバブルを含む新たな超純水を製造することができる。オゾンマイクロナノバブルの作用として、殺菌効果および物体に対する強力な洗浄効果があるので、強力な洗浄効果のある超純水を製造できる。

また、一実施形態の超純水製造装置では、超純水配管に窒素マイクロナノバブルを供給する窒素マイクロナノバブル発生機が二次純水製造装置に組み込まれた超純水製造装置の殺菌装置を備えた。

この実施形態の超純水製造装置によれば、窒素マイクロナノバブル発生機が超純水配管に窒素マイクロナノバブルを供給するので、洗浄効果のある超純水を製造でき、超純水による洗浄効果を向上できる。よって、上記超純水によれば、一例として、ウエハープロセスにおける製品の歩留まりを向上させることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置では、窒素マイクロナノバブル発生機が二次純水製造装置の二次純水タンク内に設置されている超純水製造装置の殺菌装置を備えた。

この実施形態の超純水製造装置によれば、二次純水タンク内で窒素マイクロナノバブルを発生させて、洗浄効果のある超純水を製造できる。よって、超純水による洗浄効果が上がるので、この超純水を使用することによって、例えば、ウエハープロセスにおける製品の歩留まりを向上させることができる。

また、一実施形態の超純水製造装置では、窒素マイクロナノバブル発生機が紫外線殺菌器の前段に設置されたタンクまたは配管の中に設置された超純水製造装置の殺菌装置を備えた。

この実施形態の超純水製造装置によれば、窒素マイクロナノバブル発生機が発生する窒素マイクロナノバブルでもって、洗浄効果のある超純水を製造でき、洗浄効果が高い超純水を製造できる。したがって、一例として、この超純水を用いてウエハープロセスにおける製品の歩留まりを向上させることができる。

この発明の超純水製造装置の殺菌方法は、二次純水製造装置が有する超純水配管にマイクロナノバブルを含有する水を流して二次純水製造装置を殺菌する。よって、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌が必要な時、マイクロナノバブルが持つ殺菌力で、超純水配管を含む二次純水製造装置の殺菌を行うことができる。また、このマイクロナノバブルによる殺菌方法では、過酸化水素等の薬品を使用しない方法であるので、殺菌作業終了後の超純水の水質の立ち上がりが早いという長所がある。したがって、ランニングコストが低くて、短時間で殺菌処理ができる超純水製造装置の殺菌方法となる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

(第１の実施の形態)
図２のブロック図に、この発明の第１実施形態として超純水製造装置の構成を示す。

この第１実施形態の超純水製造装置は、前処理装置１７と一次純水製造装置１８と二次純水製造装置１９とを備え、この二次純水製造装置１９からの超純水が生産装置２０に供給される。

原水が前処理装置１７に導入されて前処理される。上記原水は、例えば、工業用水、水道水、地下水、河川水等である。続いて、前処理装置１７からの前処理水は一次純水製造装置１８に導入され、一次純水製造装置１８によって一次純水が製造される。続いて、一次純水製造装置１８からの一次純水が、二次純水製造装置１９に導入されて、二次純水が製造される。そして、この二次純水製造装置１９で製造された二次純水が超純水として、例えば、ウエハ洗浄等の目的で、生産装置２０に供給される。

次に、図１に、上記二次純水製造装置１９の構成を模式的に示す。図１において、符号１は、二次純水タンクであり、図２に示す超純水製造装置における一次純水製造装置１８で製造された一次純水が二次純水製造装置１９が備える二次純水タンク１に導入される。

この二次純水タンク１内には、殺菌装置をなす窒素マイクロナノバブル発生機３が設置されている。一方、この二次純水タンク１外には循環ポンプ２が設置されている。この循環ポンプ２は二次純水タンク１内の純水を循環させるためのポンプである。この循環ポンプ２には吸込側の配管５Ａと送水側の配管５Ｂとが接続されている。吸込側の配管５Ａは、二次純水タンク１の底に接続されている。また、送水側の配管５Ｂは、送水量を調節するための電動弁６と二次純水タンク１の天井を順に経由して、窒素マイクロナノバブル発生機３の送水口３Ａに接続されている。この循環ポンプ２から窒素マイクロナノバブル発生機３への送水量は電動弁６で自由に制御可能となる。

一方、窒素マイクロナノバブル発生機３の窒素吸込口３Ｂは、ガス配管４に接続されている。このガス配管４は電動弁７を経由して所定の窒素ガス供給部(図示せず)につながっている。このガス配管４から、窒素マイクロナノバブル発生機３への窒素ガスの流入量は電動弁７で自動的に制御できる。

したがって、窒素マイクロナノバブル発生機３には、窒素ガスと循環水(純水)とが、それぞれの量が電動弁７と６で制御されて導入される。これにより、窒素マイクロナノバブル発生機３は、二次純水タンク１内において、窒素マイクロナノバブルを効率的に発生させる。

上述のように、循環ポンプ２は、二次純水タンク１内の純水を窒素マイクロナノバブル発生機３と吸込側,送水側配管５Ａ,５Ｂを経由して、循環する内容であるが、窒素マイクロナノバブル発生機３内を純水が通過する時、マイナス圧となって、窒素ガスが窒素吸込口３Ｂから自動的に窒素マイクロナノバブル発生機３内に引き込まれる。

よって、窒素ガスを窒素マイクロナノバブル発生機３に導入するための加圧する機器は何ら存在する必要がない。ただ単に、窒素ガスが電動弁７によって、制御された量だけ窒素ガス配管４を通って窒素マイクロナノバブル発生機３に導入される。なお、電動弁７を、広く開いた場合は、窒素マイクロナノバブル発生機３に導入される窒素量が多くなり、窒素マイクロナノバブル発生機３が発生するのは、窒素マイクロナノバブルではなくて、窒素マイクロバブルとなり、ナノバブルの割合が全く無いか、あっても少ない量となる。

また、二次純水タンク１内には、溶存窒素センサ１４Ａと、溶存窒素調節計１５Ａが設置されている。溶存窒素センサ１４Ａからの溶存窒素の量を表す信号を受けた溶存窒素調節計１５Ａは、二次純水タンク１内の純水の溶存窒素が、一例として、８ｐｐｍ以下となる様に、電動弁７を制御している。

窒素マイクロナノバブル発生機３は、一例として、ナノプラネット研究所の製品を採用したが、窒素マイクロナノバブルを効率良く発生させることが可能ならば、特にメーカーを限定しない。

次に、二次純水タンク１内の純水は、循環ポンプ２によって、窒素マイクロナノバブル発生機３を経由して二次純水タンク１内と循環ポンプ２との間で、循環した後、続いて、二次純水ポンプ８により、熱交換器９に送水される。ここで、この純水は窒素マイクロナノバブルを含有している。そして、熱交換器９は、超純水配管２１,２２等を殺菌する時は、熱交換を特に行わない一方、二次純水を製造する時には、熱交換を行い、純水を生産装置等の各ユースポイント１３で求めている水温に調節する。

次に、熱交換器９を通ることで熱交換器９内を殺菌した純水は、続いて、紫外線殺菌器１０に送水され、紫外線殺菌器１０内を殺菌する。超純水配管２１,２２等を殺菌する場合は、特に、紫外線殺菌器１０の紫外線ランプは点灯しないが、二次純水を製造する時には、紫外線ランプを点灯させる。

超純水配管２１,２２等を殺菌する場合は、バイパス配管１６の手前のバルブ２４Ａが開となり、イオン交換ポリッシャ１１の手前のバルブ２４Ｂが閉となっている。よって、この紫外線殺菌器１０を出た超純水は、バイパス配管１６の手前の開となっているバルブ２４Ａを通って、バイパス配管１６を通り、バイパス配管１６内を殺菌し、限外ろ過膜１２、続いて超純水配管２１内を通って、殺菌する。

そして、超純水配管２１から各ユースポイント１３における生産装置等に窒素マイクロナノバブルを含有した超純水が供給され、この超純水と接する部分が殺菌される。

一方、二次純水を製造する時には、バイパス配管１６の手前のバルブ２４Ａが閉となり、イオン交換ポリッシャ１１の手前のバルブ２４Ｂが開となっている。よって、窒素マイクロナノバブルを含有した超純水は、バイパス配管１６を通過しないで、イオン交換ポリッシャ１１の手前のバルブ２４Ｂを通って、イオン交換ポリッシャ１１と限外ろ過膜１２で処理されて二次純水となる。この二次純水は、超純水配管２１から各ユースポイント１３に供給される。また、各ユースポイント１３を出た超純水は、超純水配管２２内を殺菌しながら二次純水タンク１に戻る。

一般に、二次純水製造装置１９内では、二次純水ポンプ８により二次純水タンク１を出た超純水は二次純水製造装置１９内の各機器を通過して、生産装置である各ユースポイント１３に達し、結局は、二次純水タンク１と各ユースポイント１３との間で、常に循環している。

すなわち、殺菌時は窒素マイクロナノバブルを含んだ純水は、二次純水ポンプ８により二次純水タンク１から出て、熱交換器９、紫外線殺菌器１０、バイパス配管１６、超純水配管２１、各ユースポイント１３、超純水配管２２を経て、再び二次純水タンク１に戻ることとなる。

一方、二次純水製造時は、二次純水ポンプ８により二次純水タンク１から出て、熱交換器９、紫外線殺菌器１０、イオン交換ポリッシャ１１、ファイナルフィルターである限外ろ過膜１２、超純水配管２１、各ユースポイント１３、超純水配管２２を経て、再び二次純水タンク１に戻ることとなる。

以上が、窒素マイクロナノバブルを含んだ純水による殺菌についての内容であるが、二次純水製造時に、イオン交換ポリッシャ１１内のイオン交換樹脂に影響しない量の窒素マイクロナノバブルを二次純水タンク１内で発生させてもよい。この場合、窒素マイクロナノバブル含んだ超純水を熱交換器９以下の二次純水製造装置の構成(イオン交換ポリッシャ１１、限外ろ過膜１２)に導入して新たな洗浄効果のある超純水を製造することができる。

(第２の実施の形態)
次に、図３に、本発明の第２実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第２実施形態の超純水製造装置は、次の３点が前述の第１実施形態と異なる。

(ｉ) 図１に示す窒素マイクロナノバブル発生器３に替えて、オゾンマイクロナノバブル発生器２３を二次純水タンク１内に設置した点。

(ii) ガス配管４にオゾンガス供給部(図示せず)からオゾンガスが供給される点。

(iii) 溶存窒素センサ１４Ａ,溶存窒素調節計１５Ａに替えて溶存オゾンセンサ１４Ｂ,溶存オゾン調節計１５Ｂを備えた点。

この第２実施形態では、第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。

二次純水タンク１内に設置されているオゾンマイクロナノバブル発生器２３は、送水側の配管５Ｂから送水口２３Ａに二次純水タンク１内の純水が供給され、ガス配管４から吸入口２３Ｂにオゾンが供給される。これにより、オゾンマイクロナノバブル発生器２３は、オゾンマイクロナノバブルを発生する。このオゾンマイクロナノバブルは、窒素マイクロナノバブルよりも殺菌力が強い。したがって、この超純水製造装置の二次純水製造装置で生成するオゾンマイクロナノバブルを含有する純水,超純水は、超純水配管２１,２２等を含む二次純水製造装置の各機器(熱交換器９,紫外線殺菌器１０)、配管をより強力に殺菌できる。また、オゾン水殺菌に比べて、オゾンマイクロナノバブルの方が、水中での持続性があることより、少ないオゾン量で殺菌でき、ランニングコストの低減に役立つこととなる。

なお、この第２実施形態では、二次純水タンク１内には、溶存オゾンセンサ１４Ｂと、溶存オゾン調節計１５Ｂが設置されている。溶存オゾンセンサ１４Ｂからの溶存オゾンの量を表す信号を受けた溶存オゾン調節計１５Ｂは、二次純水タンク１内の純水の溶存オゾンが、所定の値以下となる様に、電動弁７を制御している。

(第３の実施の形態)
次に、図４に、本発明の第３実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第３実施形態の超純水製造装置は、次の(ｉ)、(ii)の点が前述の第１実施形態と異なる。

(ｉ) 図４に示すように、二次純水タンク１内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置せずに、熱交換器９と紫外線殺菌器１０との間に設置した窒素マイクロナノバブル接触槽２５を備え、この窒素マイクロナノバブル接触槽２５内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置した点。

(ii) 図４に示すように、吸込側配管５Ａを窒素マイクロナノバブル接触槽２５の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂで窒素マイクロナノバブル発生機３の送水口３Ａに接続し、窒素ガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４で窒素マイクロナノバブル発生機３の窒素吸込口３Ｂに接続した点。

したがって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。

この第３実施形態では、紫外線殺菌器１０の前段に窒素マイクロナノバブル発生器３を有する窒素マイクロナノバブル接触槽２５が設置されているので、二次純水製造装置１９の系内の殺菌を窒素マイクロナノバブルと紫外線殺菌器１０の両方で実施することとなり、紫外線殺菌器１０のランプの一部を消すことが可能となり、ランニングコストの低減に役立つ。

以上が殺菌についての内容であるが、二次純水製造時に、イオン交換ポリッシャ１１内のイオン交換樹脂に影響しない量の窒素マイクロナノバブルを熱交換器９の後で、かつ紫外線殺菌器１０の前で、窒素マイクロナノバブル発生器３を有する窒素マイクロナノバブル接触槽２５内で窒素マイクロナノバブルを発生させてもよい。この場合、窒素マイクロナノバブル含んだ超純水を紫外線殺菌器１０以下の二次純水製造装置の構成(イオン交換ポリッシャ１１,限外ろ過膜１２)に導入して新たな洗浄効果のある超純水を製造することができる。

(第４の実施の形態)
次に、図５に、本発明の第４実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第４実施形態は、次の(ｉ),(ii)の点が前述の第２実施形態と異なる。

(ｉ) 図５に示すように、二次純水タンク１内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置せずに、熱交換器９と紫外線殺菌器１０との間に設置したオゾンマイクロナノバブル接触槽２６を備え、このオゾンマイクロナノバブル接触槽２６内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置した点。

(ii) 図５に示すように、吸込側配管５Ａをオゾンマイクロナノバブル接触槽２６の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂでオゾンマイクロナノバブル発生機２３の送水口２３Ａに接続し、オゾンガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４でオゾンマイクロナノバブル発生機２３のオゾン吸込口２３Ｂに接続した点。

したがって、この第４実施形態では、前述の第２実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第２実施形態と異なる部分を説明する。

この第４実施形態では、紫外線殺菌器１０の前段にオゾンマイクロナノバブル発生器２３を有するオゾンマイクロナノバブル接触槽２６が設置されているので、二次純水製造装置１９の系内の殺菌をオゾンマイクロナノバブルと紫外線殺菌器１０の両方で実施することとなり、紫外線殺菌器１０のランプの一部を消すことが可能となり、ランニングコストの低減に役立つ。

また、オゾンマイクロナノバブル発生器２３が発生するオゾンマイクロナノバブルは、窒素マイクロナノバブル発生器３が発生する窒素マイクロナノバブルに比べて、より強力に殺菌可能である。

(第５の実施の形態)
次に、図６に、本発明の第５実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第５実施形態は、次の(ｉ),(ii)の点が前述の第１実施形態と異なる。

(ｉ) 図６に示すように、二次純水タンク１内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置せずに、バイパス配管１６においてバルブ２４Ａの後に窒素マイクロナノバブル接触槽２５を設置し、この窒素マイクロナノバブル接触槽２５内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置した点。

(ii) 図６に示すように、吸込側配管５Ａを窒素マイクロナノバブル接触槽２５の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂで窒素マイクロナノバブル発生機３の送水口３Ａに接続し、窒素ガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４で窒素マイクロナノバブル発生機３の窒素吸込口３Ｂに接続した点。

したがって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。

この第５実施形態では、窒素マイクロナノバブル発生器３を有する窒素マイクロナノバブル接触槽２５が、バイパス配管１６の後方部分に設置されている。よって、窒素マイクロナノバブルを各ユースポイント１３の比較的近くで発生できる。したがって、各ユースポイント１３の一例としての生産装置での殺菌や窒素マイクロナノバブルによる生産装置での洗浄の効果の向上を図ることができる。

(第６の実施の形態)
次に、図７に、本発明の第６実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第６実施形態は、次の(ｉ),(ii)の点が前述の第２実施形態と異なる。

(ｉ) 図７に示すように、二次純水タンク１内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置せずに、バイパス配管１６においてバルブ２４Ａの後にオゾンマイクロナノバブル接触槽２６を設置し、このオゾンマイクロナノバブル接触槽２６内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置した点。

(ii) 図７に示すように、吸込側配管５Ａをオゾンマイクロナノバブル接触槽２６の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂでオゾンマイクロナノバブル発生機２３の送水口２３Ａに接続し、オゾンガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４でオゾンマイクロナノバブル発生機２３のオゾン吸込口２３Ｂに接続した点。

したがって、この第６実施形態では、前述の第２実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第２実施形態と異なる部分を説明する。

この第６実施形態では、オゾンマイクロナノバブル発生器２３を有するオゾンマイクロナノバブル接触槽２６が、バイパス配管１６の後方部分に設置されている。よって、オゾンマイクロナノバブルを各ユースポイント１３の比較的近くで発生できる。したがって、各ユースポイント１３の一例としての生産装置での殺菌やオゾンマイクロナノバブルによる生産装置での洗浄の効果の向上を図ることができる。

また、オゾン水中のオゾンが短時間に消滅するのに対し、オゾンマイクロナノバブルは水中で長時間持続する。よって、オゾン水で殺菌するより、格段にランニングコストを低減できる。

(第７の実施の形態)
次に、図８に本発明の第７実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第７実施形態は、次の(ｉ)〜(iii)の３点が前述の第１実施形態と異なる。

(ｉ) 図８に示すように、二次純水タンク１内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置せずに、限外ろ過膜１２の後段かつ超純水配管２１の前段に設置した窒素マイクロナノバブル接触槽２５を備え、この窒素マイクロナノバブル接触槽２５内に窒素マイクロナノバブル発生機３を設置した点。

(ii) 図８に示すように、吸込側配管５Ａを窒素マイクロナノバブル接触槽２５の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂで窒素マイクロナノバブル発生機３の送水口３Ａに接続し、窒素ガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４で窒素マイクロナノバブル発生機３の窒素吸込口３Ｂに接続した点。

(iii) 図８に示すように、バイパス配管１６に替えて、後端を窒素マイクロナノバブル接触槽２５の出口側の超純水配管２１に接続したバイパス配管１６Ｚを備えた点。

したがって、この第７実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。

この第７実施形態では、窒素マイクロナノバブル発生器３を有する窒素マイクロナノバブル接触槽２５が、限外ろ過膜１２の後段に設置され、かつ二次純水製造装置の一つとして構成されている。したがって、この第７実施形態の超純水製造装置によれば、窒素マイクロナノバブルを含有する新たな超純水を製造できる。同時に、窒素マイクロナノバブル接触槽２５が各ユースポイント１３に近いので、生産装置での殺菌や窒素マイクロナノバブルによる生産装置での洗浄の効果の向上を図れる。

なお、この第７実施形態では、バルブ２４Ａが閉となり、バルブ２４Ｂが開となることで、二次純水の製造と殺菌とが同時に行われる。

(第８の実施の形態)
次に、図９に本発明の第８実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置を示す。この第８実施形態は、次の(ｉ)〜(iii)の３点が前述の第３実施形態と異なる。

(ｉ) 図９に示すように、二次純水タンク１内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置せずに、限外ろ過膜１２の後段かつ超純水配管２１の前段に設置したオゾンマイクロナノバブル接触槽２６を備え、このオゾンマイクロナノバブル接触槽２６内にオゾンマイクロナノバブル発生機２３を設置した点。

(ii) 図９に示すように、吸込側配管５Ａをオゾンマイクロナノバブル接触槽２６の底と循環ポンプ２との間に接続し、循環ポンプ２を電動弁６を経由して送水側配管５Ｂで窒素マイクロナノバブル発生機３の送水口３Ａに接続し、オゾンガス供給部(図示せず)を電動弁７を経由してガス配管４でオゾンマイクロナノバブル発生機２３のオゾン吸込口２３Ｂに接続した点。

(iii) 図９に示すように、バイパス配管１６に替えて、後端をオゾンマイクロナノバブル接触槽２６の出口側の超純水配管２１に接続したバイパス配管１６Ｚを備えた点。

したがって、この第８実施形態では、前述の第３実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第３実施形態と異なる部分を説明する。

この第８実施形態では、オゾンマイクロナノバブル発生器２３を有するオゾンマイクロナノバブル接触槽２６が、限外ろ過膜１２の後段に設置され、かつ二次純水製造装置の一つとして構成されている。したがって、この第８実施形態の超純水製造装置によれば、オゾンマイクロナノバブルを含有する新たな超純水を製造できる。同時に、オゾンマイクロナノバブル接触槽２６が各ユースポイント１３に近いので、生産装置での殺菌やオゾンマイクロナノバブルによる生産装置での洗浄の効果の向上を図れる。

また、オゾン水中のオゾンが短時間に消滅するのに対し、オゾンマイクロナノバブルは水中で長時間持続する。よって、オゾン水で殺菌するより、格段にランニングコストを低減できる。

なお、この第８実施形態では、バルブ２４Ａが閉となり、バルブ２４Ｂが開となることで、二次純水の製造と殺菌とが同時に行われる。

(実験例)
図２に示す第１実施形態の超純水製造装置が備えるに二次純水製造装置に対応する実験装置を製作した。この実験装置における二次純水タンクの容量を１００リットルとし、熱交換器の寸法を０.５ｍ×０.５ｍ×０.２ｍとし、紫外線殺菌器の寸法を、０.６ｍ×０.６ｍ×０.２ｍとした。また、イオン交換ポリッシャの容量を５０リットルとし、限外ろ過膜の容量を３０リットルとした。

この実験装置での約２ケ月間による試運転後、バイパス配管を使用した殺菌作業を実施した後、バイパス配管を閉鎖して、二次純水の製造の立ち上がり時間を測定した。その結果、約１時間後に抵抗率、全有機炭素、微粒子、溶存酸素、微生物等の項目が全て、元の二次純水製造時の水質に戻った。

尚、上記実施形態では、マイクロナノバブルをなす気体が、窒素またはオゾンである例を説明したが、窒素とオゾン以外の気体であってもよい。

この発明の第１実施形態としての超純水製造装置が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 上記第１実施形態の超純水製造装置の構成を示す図である。 この発明の第２実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第３実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第４実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第５実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第６実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第７実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。 この発明の第８実施形態が備える二次純水製造装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 二次純水タンク
２ 循環ポンプ
３ 窒素マイクロナノバブル発生機
３Ａ 送水口
３Ｂ 窒素吸込口
４ ガス配管
５Ａ 吸込側配管
５Ｂ 送水側配管
６、７ 電動弁
８ 二次純水ポンプ
９ 熱交換器
１０ 紫外線殺菌器
１１ イオン交換ポリッシャ
１２ 限外ろ過膜
１３ 各ユースポイント
１４Ａ 溶存窒素センサ
１５Ａ 溶存窒素調節計
１４Ｂ 溶存オゾンセンサ
１５Ｂ 溶存オゾン調節計
１６、１６Ｚ バイパス配管
１７ 前処理装置
１８ 一次純水製造装置
１９ 二次純水製造装置
２０ 生産装置
２１、２２ 超純水配管
２３ オゾンマイクロナノバブル発生機
２３Ａ 送水口
２３Ｂ 吸込口
２４Ａ、２４Ｂ バルブ
２５ 窒素マイクロナノバブル接触槽
２６ オゾンマイクロナノバブル接触槽

Claims (18)

1. 超純水製造装置を構成する一次純水製造装置と二次純水製造装置とのうちの上記二次純水製造装置が有する超純水配管に、マイクロナノバブルを含有する水を流して、上記二次純水製造装置を殺菌することを特徴とする超純水製造装置の殺菌方法。
2. 請求項１に記載の超純水製造装置の殺菌方法おいて、
   上記マイクロナノバブルとして窒素マイクロナノバブルまたはオゾンマイクロナノバブルを使用することを特徴とする超純水製造装置の殺菌方法。
3. 超純水製造装置が備える一次純水製造装置と二次純水製造装置とのうちの上記二次純水製造装置が有する超純水配管にマイクロナノバブルを供給するマイクロナノバブル発生機を備えることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
4. 請求項３に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記マイクロナノバブル発生機は、上記超純水配管に窒素マイクロナノバブルを供給する窒素マイクロナノバブル発生機であり、
   上記窒素マイクロナノバブル発生機は上記二次純水製造装置に組み込まれていることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
5. 請求項４に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記二次純水製造装置は、二次純水タンク、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜を有することを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
6. 請求項５に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記窒素マイクロナノバブル発生機は、
   上記二次純水製造装置の二次純水タンク内に設置されていることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
7. 請求項５に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記窒素マイクロナノバブル発生機は、
   上記紫外線殺菌器の前段に設置されたタンクまたは配管の中に設置されたことを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
8. 請求項６に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記窒素マイクロナノバブル発生機は、
   窒素吸込口と、
   上記二次純水タンクの循環水を１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧で吐出するポンプに接続された送水口とを有していることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
9. 請求項３に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
   上記マイクロナノバブル発生機は、上記超純水配管にオゾンマイクロナノバブルを供給するオゾンマイクロナノバブル発生機であり、
   上記オゾンマイクロナノバブル発生機は上記二次純水製造装置に組み込まれていることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
10. 請求項９に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
    上記二次純水製造装置は、二次純水タンク、熱交換器、紫外線殺菌器、イオン交換ポリッシャ、限外ろ過膜を有することを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
11. 請求項１０に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
    上記オゾンマイクロナノバブル発生機を上記二次純水タンク内に設置したことを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
12. 請求項１０に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
    上記オゾンマイクロナノバブル発生機は、上記紫外線殺菌器の前段に設置されたタンクまたは配管の中に設置されたことを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
13. 請求項１０に記載の超純水製造装置の殺菌装置において、
    上記オゾンマイクロナノバブル発生機は、
    オゾン吸込口と、
    上記二次純水タンクの循環水を１.５ｋｇ/ｃｍ^２以上の吐出圧で吐出するポンプに接続された送水口とを有していることを特徴とする超純水製造装置の殺菌装置。
14. 請求項５に記載の超純水製造装置の殺菌装置を備え、
    上記限外ろ過膜の後段にタンクまたは配管を設置し、
    上記窒素マイクロナノバブル発生機を、上記限外ろ過膜の後段のタンクまたは配管に設置したことを特徴とする超純水製造装置。
15. 請求項１０に記載の超純水製造装置の殺菌装置を備え、
    上記限外ろ過膜の後段に設置されたタンクまたは配管を有し、
    上記オゾンマイクロナノバブル発生機を上記タンクまたは配管に設置したことを特徴とする超純水製造装置。
16. 請求項４に記載の超純水製造装置の殺菌装置を備えたことを特徴とする超純水製造装置。
17. 請求項６に記載の超純水製造装置の殺菌装置を備えたことを特徴とする超純水製造装置。
18. 請求項７に記載の超純水製造装置の殺菌装置を備えたことを特徴とする超純水製造装置。
    

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