JP2010531724A5

JP2010531724A5 -

Info

Publication number: JP2010531724A5
Application number: JP2010513704A
Authority: JP
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2028-06-10

Description

発展として、上記の少なくとも一つの逆浸透圧段階から残余液が搬送流に供給されることが好ましい。この残余液において、除去されるイオン、この場合、特に、さらに臭化物イオンも含むイオンが濃縮される。それに一致して、この実施態様では、臭化物イオンは、搬送流に、無理に、別に添加する必要はない。その代わり、搬送流は、必要に応じて、上記の少なくとも一つの無機臭化物を加えることによって補給することだけが必要な、臭化物イオン分画を既に有する。それに一致して、上記の少なくとも一つの無機臭化物の総消費は、きわめて低く維持することが可能であり、これは、本発明による方法の経済効率に対しきわめて有利な作用を及ぼす可能性がある。

本発明による方法の、さらに別の好ましい実施態様では、搬送流にはさらに、上記の少なくとも一つの逆浸透圧段階から残余液を供給することが可能であり、かつ、この残余液は、Br^-イオンを負荷した陰イオン交換器で処理したものである。この陰イオン交換器では、例えば、残余液中に存在する塩化物イオンを除去し、これを臭化物イオンに置換することができる。これは、例えば、使用される酸化剤が、次亜塩素酸塩である場合好都合である。

本発明による水処理システムは、上記の少なくとも一つの還元剤供給ラインの下流に配置され、帰還ラインを介して、次亜臭素酸液生成のための、少なくとも一つの装置に接続される、少なくとも一つの逆浸透圧ユニットを含むことが特に好ましい。好ましくは、臭化物含有残余液は、搬送流として、上記の少なくとも一つの逆浸透圧ユニットから、帰還ラインを介して、次亜臭素酸塩生成に好適な上記の少なくとも一つの反応容器に移送することが可能である。この反応容器に酸化剤を導入することによって、搬送流中の臭化物を酸化することが可能である。このようにして得られる、次亜臭素酸塩含有搬送流は、次いで、処理される水流に添加される。

さらに、本発明によるシステムは、上記少なくとも一つの還元剤供給ラインの下流に配される逆浸透圧ユニットからの残余液を精製するために、Br^-イオンを負荷された陰イオン交換器を含むことが好ましいとされてもよい。この陰イオン交換器は、逆浸透圧ユニットと、次亜臭素酸塩生成用の上記の少なくとも一つの装置との間に配置されること好都合である。搬送流が、次亜臭素酸塩の生成に好適な反応容器へ導入される上流で、該搬送流を、Br^-イオンを負荷した陰イオン交換器によって処理し、このようにして、例えば、搬送流に含まれるかもしれないCl^-イオンおよび／またはOH^-イオンを、Br^-イオンによって置換することが可能である。

現在の先行技術による、超純水生産のための標準的方法のフローチャートを示す（２段階逆浸透圧を有する方法変法）。本発明による、超純水生産用方法の実施態様の処理セクションのフローチャートを示す。本発明による、超純水生産用方法の実施態様の処理セクションのフローチャートを示す（逆浸透圧段階、およびBr^-負荷イオン交換器によるイオン交換からの残余液の、部分的再使用を実行する変法）。

前処理のために、処理される水は、貯留槽101から、ろ過水タンク102を介して、脱イオン水用タンク103に移送される。貯留槽101とろ過水タンク102の間において、水は、多媒体フィルター104、および活性炭素フィルター105を通じて流れる。多媒体フィルター104に導入される前に、凝集剤を、水に対し、供給ライン106を介して添加することが可能であり、ろ過水タンク102に導入される前に、殺生物剤を、供給ライン107を介して添加することが可能である。陽イオン交換器108および陰イオン交換器109は、ろ過水タンク102の下流に配される。脱イオン水用タンク103の下流において、水は、逆浸透圧ユニット110に導入されて前処理を完了する。供給ライン111、112、および113を通じて、酸(111)または水酸化物溶液(112および113)が、適宜添加される。出力ライン114を通じて、逆浸透圧ユニット110からの残余液が除去される。この前処理された水は、次いで、水貯留槽115へ移送される。

調整のために、水は、清浄水貯留槽115から、もう一つの逆浸透圧ユニット116に流される（ここに図示されるのは、二段階逆浸透圧を持つ方法変法であり、単一段階逆浸透圧を有する変異態様の場合、逆浸透圧ユニット110のみが設けられる）。出力ライン117を介して、逆浸透圧ユニット116から、残余液が除去される。この逆浸透圧ユニット116の下流において、水は、脱気ユニット118、UV処理ユニット119、および混合ベッドイオン交換器120で処理される。供給ライン121を介して、酸および／または水酸化物液が適宜添加される。次いで、水は、水貯留槽122に移送される。

図３には、本発明による、超純水生産方法のもう一つの実施態様の処理セクションが示される。これは、図２に示した実施態様とは、部分的局面においてのみ異なる。搬送流303は、独立の貯留槽から供給されるのではなく、逆浸透圧ユニット312から残余液と共に供給される。この搬送流に対し、NaOClが酸化剤として保存容器301から、NaBrが保存容器302から、添加される。次いで、前記搬送流は、次亜臭素酸塩生成用反応容器304に流される。得られた次亜臭素酸液は、次亜臭素酸塩供給ライン305を介して、計測下に、イオン交換器308から流出する処理されるべき水流306に導入される。酸化リアクター307において、次亜臭素酸塩と、該水流中に存在する有機窒素化合物との反応が進行する。酸化リアクター307のアウトフロー309に対し、H₂O₂が還元剤として、保存容器311から、還元剤供給ライン310を介して添加される。酸化リアクター307の下流で接続される、逆浸透圧ユニット312および混合ベッドイオン交換器315において、特に、次亜臭素酸処理との関連で水流に導入されるイオン負荷だけでなく、有機窒素化合物の分解産物も除去される。UV酸化ユニット314は、特に、水流におけるTOC含量をさらに下げるのに役立つ。原理的に、逆浸透圧ユニット312からの透過物は、図2に示す方法変法の場合と同様に処理される。逆浸透圧ユニット312からの残余液は、何よりも先ず、臭化物イオンおよび塩化物イオン（NaOClおよびNaBr由来の）を含む。塩化物イオンは、Br^-イオンによって負荷される、必要に応じて設けられるイオン交換器318において、臭化物イオンによって除去、置換することが可能である。このようにして、イオン交換器318の下流において、搬送流303は、実質的に臭化物イオンしか含まない。臭化物イオンの濃度に応じて保存容器302から搬送流303に対して添加されるNaBrの必要量は低減する。

Claims

水中に存在する無機および／または有機種を分離除去する複数の処理段階に水流を通過させる、超純水の生産方法であって、
前記超純水の生産方法においては、
前記水流が少なくとも1回のろ過段階および／または少なくとも1回のイオン交換段階および／または少なくとも1回の逆浸透圧段階を通過した後に、次亜臭素酸水溶液が前記水流に添加され、
前記の次亜臭素酸液添加の後に、前記水流が、少なくとも1回の逆浸透圧段階を通過し、
前記の次亜臭素酸液添加により、前記水流における有機窒素化合物に対する遊離臭素の化学量数比は、2:1よりも高く、50:1よりも低い値に設定され、
前記の次亜臭素酸液の添加後、前記水流が8.5と9.5との間のｐＨであり、
前記の次亜臭素酸液の添加後、前記水流は酸化リアクターに誘導され、前記酸化リアクターにおいて次亜臭素酸塩が前記水流中に存在する窒素系有機化合物に作用し、
前記の少なくとも1回の逆浸透圧段階を通過する前に前記酸化リアクターのアウトフローで過酸化水素が前記水流に添加され、かつ
前記の過酸化水素添加の後続段階において、前記水流がＵＶ照射処理される方法。
前記次亜臭素酸液が、少なくとも一つの無機臭化物由来の臭化物イオンを、前記の少なくとも一つの無機臭化物を酸化することが可能な、少なくとも一つの酸化剤と反応させることによって生産されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記水流に添加される前記次亜臭素酸水溶液は、前記水流に供給される前に前記の少なくとも一つの酸化剤が添加されている臭化物イオン含有搬送流であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記搬送流は、前記次亜臭素酸液が前記水流に添加される前記の少なくとも一つの段階の下流に配置される処理段階から、少なくとも部分的に供給されていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記搬送流に、少なくとも一つの逆浸透圧段階から残余液が供給されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の方法。
前記搬送流に、少なくとも一つの逆浸透圧段階から残余液が供給され、前記残余液がBr^-イオンを負荷した陰イオン交換器で処理されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
前記次亜臭素酸液が、前記水流に対し、1:10と1:30000の間の容積比として添加されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記次亜臭素酸液が、前記水流に対し、1:100と1:10000の間の容積比として添加されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記次亜臭素酸液が、前記水流に対し、1:300と1:3000の間の容積比として添加されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記の次亜臭素酸液の添加によって、前記水流中に、1 mg/lと10 mg/lの間の濃度の遊離臭素濃度が達成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
前記の次亜臭素酸液の添加によって、前記水流中に、2 mg/lと5 mg/lの間の濃度の遊離臭素濃度が達成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
前記の次亜臭素酸液添加の後に、少なくとも1回の脱気段階、および／または、少なくとも1回のイオン交換段階、および／または、少なくとも1回の限外ろ過段階を通過することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
水流から、無機および／または有機種を分離除去するための一つ以上の手段を含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するための水処理システムであって、
少なくとも一つの次亜臭素酸塩供給ラインを介して前記水流に接続される、次亜臭素酸液を生成するための少なくとも一つの装置；
次亜臭素酸塩が前記水流中に存在する窒素系有機化合物に作用する酸化リアクター；
前記次亜臭素酸塩供給ラインの上流に配置される、少なくとも一つのろ過ユニットおよび／もしくは少なくとも一つのイオン交換ユニットおよび／もしくは少なくとも一つの逆浸透圧ユニット；
前記次亜臭素酸塩供給ラインの下流に配置される、少なくとも一つの逆浸透圧ユニット；
前記酸化リアクターのアウトフローに対し過酸化水素を供給するためのライン；および
過酸化水素を供給するためのラインの下流に配置される少なくとも一つのUV処理ユニットによって特徴付けられるシステム。