JP2011218248A - 純水製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】TOCが10ppb以上100ppb以下である被処理水に対し、過酸化水素(H2O2)をTOCに対して物質量比で1以上10以下となるように添加し、紫外線酸化装置(UV)16内で紫外線を照射する工程を少なくとも設ける。
【選択図】 図1
Description
TOC除去率(%)=((TOC0−TOC1)/TOC0)×100
ここでTOC0は、被処理水のTOC濃度、すなわちTOC計39で測定されたTOC濃度であり、TOC1は、非再生型混床式イオン交換装置38からの処理水のTOC濃度、すなわちTOC計40で測定されたTOC濃度である。
被処理水として、通水流量10.6m3/hに対して、TOC濃度が10ppb及びH2O2濃度が200ppbとなるように、メタノール及びH2O2を超純水で希釈し、ラインミキサー33で混合したものを用いた。そして紫外線酸化装置35において、紫外線照射量が0.075kWh/m3、紫外線酸化装置35内の滞留時間が2.4秒であるように、紫外線酸化処理を行った。このときの被処理水のTOCに対するH2O2の物質量比は7.1である。非再生型混床式イオン交換装置38からの処理水のTOC濃度を求めてTOC除去率を算出した。結果を表1に示す。
被処理水のH2O2濃度がそれぞれ400ppb、1000ppbであったことを除いて、実施例1と同様の条件で試験を行った。このときの被処理水のTOCに対するH2O2の物質量比は、それぞれ14.1、35.3であった。TOC除去率の結果を表1に示す。
被処理水にH2O2を添加しなかったことを除いては実施例1と同様の条件で試験を行った。結果を表1に示す。TOC除去率は82.6%であり、実施例1の結果を比較すると、少量のH2O2を添加することで、TOC濃度が低い純水系であってもTOC除去効率が大幅に向上することが分かった。
被処理水のTOC濃度が20ppbであること、また、H2O2濃度がそれぞれ200ppb、400ppbであることを除いては、実施例1と同様の条件で試験を行った。被処理水のTOCに対するH2O2の物質量比はそれぞれ3.5、7.1であった。結果を表2に示す。
被処理水でのH2O2濃度を1000ppbとしたことを除いては、実施例2−1,2−2と同様の試験を行った。結果を表2に示す。実施例2−1,2−2と比較すると、TOCに対し物質量比で17.6となるH2O2を加えた場合、TOC除去率が低下する傾向が見られた。処理水の残留H2O2濃度は1ppb未満であった。
被処理水にH2O2を添加しなかったことを除いては実施例2−1,2−2と同様の条件で試験を行った。結果を表2に示す。TOC除去率は60.6%と低い値となった。
被処理水のTOC濃度を50ppbとし、H2O2濃度をそれぞれ200ppb、400ppb、1000ppbとした。このときのTOCに対するH2O2の物質量比は、それぞれ、1.4、2.8、7.1であった。また、被処理水の通水流量を4m3/hとし、紫外線照射量を0.2kWh/m3とし、紫外線酸化装置35内での被処理水の滞留時間を6.3秒とした。その他の実験条件は実施例1と同様にして、試験を行った。結果を表3に示す。
被処理水でのH2O2濃度をそれぞれ3000ppb、5000ppbとしたことを除いては、実施例3−1〜3−3と同様の試験を行った。結果を表3に示す。H2O2のTOCに対する物質量比が21.2の場合にTOC除去率が90.4%、物質量比が35.3の場合に88.4%であり、H2O2を過剰に加えた場合には、TOC除去率が低下する傾向が見られた。処理水の残留H2O2濃度はいずれも1ppb未満であった。
被処理水にH2O2を添加しなかったことを除いては実施例3−1〜3−3と同様の条件で試験を行った。結果を表3に示す。TOC除去率は50.4%と低い値となった。
被処理水のTOC濃度を100ppbとし、H2O2濃度をそれぞれ1000ppb、2800ppbとした。このときのTOCに対するH2O2の物質量比は、それぞれ、3.5、9.9であった。また、被処理水の通水流量を2.7m3/hとし、紫外線照射量を0.3kWh/m3とし、紫外線酸化装置35内での被処理水の滞留時間を9.3秒とした。その他の実験条件は実施例1と同様にして、試験を行った。結果を表4に示す。
被処理水でのH2O2濃度を200ppbとしたことを除いては、実施例4−1,4−2と同様の試験を行った。結果を表4に示す。H2O2のTOCに対する物質量比が0.7の場合にはTOC除去率が53.1%であり、実施例4−1,4−2に比べてかなり小さな値となった。このことから、被処理水のTOCに対するH2O2が物質量比で1以下となるように極端にH2O2の添加量が少ない場合には、H2O2を添加したことによる十分な効果が得られないことが分かった。処理水の残留H2O2濃度は1ppb未満であった。
被処理水でのH2O2濃度を5000ppbとしたことを除いては、実施例4−1,4−2と同様の試験を行った。結果を表4に示す。H2O2のTOCに対する物質量比が17.6の場合にTOC除去率が94.5%であり、H2O2を過剰に加えてもTOC除去率が向上しない結果が得られた。処理水の残留H2O2濃度は1ppb未満であった。
被処理水にH2O2を添加しなかったことを除いては実施例4−1,4−2と同様の条件で試験を行った。結果を表4に示す。TOC除去率は29.2%と低い値となった。
12,13 ポンプ(P)
14,32 H2O2貯槽
15 熱交換器
16,35 紫外線酸化装置(UV)
17,38 非再生型混床式イオン交換装置(CP)
18 膜脱気装置(MD)
19 限外濾過装置(UF)
20,37 触媒塔
21 H2貯槽
22 ガス溶解膜装置
31 メタノール貯槽
33 ラインミキサー
34,36 流量計
39,40 TOC計
Claims (10)
- TOCが10ppb以上100ppb以下である被処理水に対し、過酸化水素をTOCに対して物質量比で1以上10以下となるように添加し、紫外線を照射する工程を少なくとも含むことを特徴とする純水製造方法。
- 前記紫外線の照射が、前記被処理水と気相との界面を持たない密閉流通式の反応容器内で行われる、請求項1に記載の純水製造方法。
- 前記紫外線を照射する工程ののち前記被処理水に対してイオン交換処理を実行する工程をさらに含む、請求項1または2に記載の純水製造方法。
- 前記紫外線は、波長185nmの光を含み、低圧紫外線ランプによって発生されるものである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の純水製造方法。
- 前記被処理水に対する前記紫外線の照射量は1kWh/m3未満である、請求項4に記載の純水製造方法。
- 前記被処理水の抵抗率が1MΩcm以上である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の純水製造方法。
- TOCが10ppb以上100ppb以下である被処理水に対し、過酸化水素をTOCに対して物質量比で1以上10以下となるように添加する添加手段と、
前記添加手段により前記過酸化水素が添加された被処理水に対し、紫外線を照射して紫外線酸化処理を実行する紫外線酸化装置と、
を少なくとも備えることを特徴とする純水製造装置。 - 前記紫外線酸化装置は、
前記被処理水と気相との界面が形成されない密閉流通式の反応容器と、
前記反応容器内の前記被処理水に対して紫外線を照射する紫外線ランプと、
を備える、請求項7に記載の純水製造装置。 - 前記紫外線ランプは、波長185nmの光を少なくとも発生する低圧紫外線ランプである、請求項8に記載の純水製造装置。
- 前記紫外線酸化装置の出口に接続するイオン交換装置をさらに有する、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の純水製造装置。
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