JP2013202581A - Ultrapure water production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超純水製造装置に係り、特に二次純水製造装置からの超純水を熱交換器で加熱してユースポイントへ供給する超純水製造装置に関する。 The present invention relates to an ultrapure water production apparatus, and more particularly to an ultrapure water production apparatus that supplies ultrapure water from a secondary pure water production apparatus to a use point by heating it with a heat exchanger.
半導体洗浄用水として用いられている超純水は、図2に示すように前処理システム1、一次純水製造装置10、二次純水製造装置(サブシステムと称されることも多い。)20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(特許文献1)。図2において各システムの役割は次の通りである。 As shown in FIG. 2, the ultrapure water used as semiconductor cleaning water is a pretreatment system 1, a primary pure water production apparatus 10, and a secondary pure water production apparatus (often referred to as a subsystem) 20. It is manufactured by treating raw water (industrial water, city water, well water, etc.) with an ultrapure water manufacturing apparatus composed of (Patent Document 1). In FIG. 2, the role of each system is as follows.
凝集、加圧浮上(沈殿)、濾過(膜濾過)装置など(この従来例では凝集濾過装置)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。 In the pretreatment system 1 comprising agglomeration, pressurized flotation (precipitation), filtration (membrane filtration) apparatus and the like (in this conventional example, agglomeration filtration apparatus), suspended substances and colloidal substances in raw water are removed. In this process, it is also possible to remove high molecular organic substances, hydrophobic organic substances, and the like.
前処理された水のタンク11、熱交換器15、逆浸透膜処理装置(RO装置)12、タンク12A、イオン交換装置(混床式又は4床5塔式など)13及び脱気装置14を備える一次純水製造装置10では、原水中のイオンや有機成分の除去を行う。なお、水は温度が高い程、粘性が低下し、RO膜の透過性が向上する。このため、図2の通り、逆浸透膜処理装置12の前段に熱交換器15が設置され、逆浸透膜処理装置12への供給水の温度が所定温度以上となるように水を加熱する。熱交換器15の1次側には、熱源流体として蒸気が供給される。逆浸透膜処理装置12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13では、塩類、無機系炭素(IC)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14では無機系炭素(IC)、溶存酸素の除去を行う。
A pretreated
一次純水製造装置で製造された一次純水は、配管19を介して二次純水製造装置20へ送水される。この二次純水製造装置20は、サブタンク(純水タンクと称されることもある。)21、ポンプ22、熱交換器23、低圧紫外線酸化装置(UV装置)24、イオン交換装置25及び限外濾過膜(UF膜)分離装置26を備えている。熱交換器23は、二次純水の温度制御のためのものである。一般に二次純水(常温超純水)の供給温度は23〜25℃であり、その温度範囲に制御するため、熱交換器23は冷却器が使用される。冷却器の冷却源として冷水が用いられる。この熱交換器23はイオン交換装置25より前に置く必要がある。高温の純水がイオン交換樹脂と接触するとTOC成分が溶出し、水質が悪化するためである。したがって熱交換器23で水温を23〜25℃まで降温してからイオン交換装置25に送られるようにする必要がある。低圧紫外線酸化装置24では、低圧紫外線ランプより出される185nm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装置25で除去される。限外濾過膜分離装置26では、微粒子が除去され、イオン交換樹脂からの流出粒子も除去される。
The primary pure water produced by the primary pure water production apparatus is sent to the secondary pure water production apparatus 20 via the
この二次純水製造装置20で製造された超純水は、そのまま配管31を介してユースポイント40に送られる超純水(常温超純水)と、熱交換器43で65〜75℃程度まで加熱された後、UF装置30Aから配管30を介してユースポイント40に送られる超純水(温超純水)と分かれる。未使用の温超純水は配管50を介してタンク21に戻される。熱交換器43の熱源としては蒸気が用いられる。なお、二次純水を加熱してユースポイントへ供給するのは、半導体製造工程等において超純水への被溶解物質の溶解度を高くするためである。
The ultrapure water produced by the secondary pure water production apparatus 20 is ultrapure water (room temperature ultrapure water) that is sent to the use point 40 through the
なお、二次純水製造装置からの超純水を分取し、測定器にて水質測定することが行われている。従来、この水質測定後の測定排水は、排水処理設備にて処理された後、放流されていた。 In addition, the ultrapure water from a secondary pure water manufacturing apparatus is fractionated and water quality is measured with a measuring instrument. Conventionally, the measured wastewater after the water quality measurement has been discharged in the wastewater treatment facility.
上記従来の超純水製造装置においては、サブタンク21に導入されるユースポイントからの戻り水も65〜75℃程度の温度の温超純水となっているため、サブタンク21からポンプ22へ送り出される水温が高く、冷却用熱交換器23の負荷が大きなものとなっていた。
In the above-described conventional ultrapure water production apparatus, since the return water from the use point introduced into the
本発明は、サブタンクに導入される温超純水の温度を低下させることにより、冷却用熱交換器の負荷が低減されると共に、ユースポイントに送水される超純水を加温して温超純水とするための熱交換器の熱源コストを低減することができる超純水製造装置を提供することを目的とする。 The present invention reduces the load of the heat exchanger for cooling by reducing the temperature of the warm ultrapure water introduced into the sub tank, and warms the ultrapure water sent to the use point to make warm ultrapure water. An object of the present invention is to provide an ultrapure water production apparatus capable of reducing the heat source cost of a heat exchanger for the purpose.
また、本発明は、測定器の排水を再利用することができる超純水製造装置を提供することを目的とする。 Moreover, an object of this invention is to provide the ultrapure water manufacturing apparatus which can reuse the waste_water | drain of a measuring device.
本発明の超純水製造装置は、一次純水製造装置と、該一次純水製造装置からの一次純水を処理して超純水を製造する二次純水製造装置と、該二次純水製造装置からの超純水を加熱するための熱交換器とを有し、該熱交換器で加熱された超純水をユースポイントに供給する超純水製造装置において、該熱交換器として、ユースポイントからの戻り水を熱源とする前段側熱交換器と、該前段側熱交換器で加熱された超純水をさらに加熱する後段側熱交換器とを備えたことを特徴とするものである。 The ultrapure water production apparatus of the present invention includes a primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus for producing ultrapure water by treating primary pure water from the primary pure water production apparatus, and the secondary pure water. A heat exchanger for heating the ultrapure water from the water production apparatus, and the ultrapure water production apparatus for supplying the use point with the ultrapure water heated by the heat exchanger. , Characterized in that it comprises a front-stage heat exchanger that uses the return water from the use point as a heat source, and a rear-stage heat exchanger that further heats the ultrapure water heated by the front-stage heat exchanger. It is.
この前段側熱交換器にて熱交換した後のユースポイント戻り水は、サブタンクに戻されることが望ましい。 The point-of-use return water after heat exchange in the former-stage heat exchanger is preferably returned to the sub tank.
後段側熱交換器としては、蒸気を熱源としたものが好適である。 As the latter-stage heat exchanger, a steam heat source is preferable.
別発明の超純水製造装置は、一次純水製造装置と、該一次純水製造装置からの一次純水を処理して超純水を製造する二次純水製造装置と、該二次純水製造装置からの超純水の一部が導入される水質測定器とを有する超純水製造装置において、該水質測定器からの測定排水を処理して前記一次純水製造装置で利用することを特徴とするものである。 An ultrapure water production apparatus according to another invention includes a primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus for producing ultrapure water by treating primary pure water from the primary pure water production apparatus, and the secondary pure water. In an ultrapure water production apparatus having a water quality measuring device into which a part of the ultrapure water from the water production apparatus is introduced, the measurement waste water from the water quality measurement device is processed and used in the primary pure water production apparatus It is characterized by.
本発明の超純水製造装置では、前段側熱交換器において、ユースポイント戻り水が保有する熱によって超純水を加熱するので、ユースポイントに送水する超純水を所定温度にまで加温して温超純水とする後段側熱交換器の熱源コストを低減することができる。また、ユースポイント戻り水が前段側熱交換器を通過することにより奪熱され、サブタンクに流入するユースポイント戻り水の温度が低下する。そのため、サブタンクからの一次純水を冷却するための冷却用熱交換器の負荷が低減される。 In the ultrapure water production apparatus of the present invention, since the ultrapure water is heated by the heat held by the use point return water in the upstream heat exchanger, the ultrapure water fed to the use point is heated to a predetermined temperature. Therefore, it is possible to reduce the cost of the heat source of the latter-stage heat exchanger that uses hot ultrapure water. In addition, the use point return water is deprived by passing through the front-side heat exchanger, and the temperature of the use point return water flowing into the sub tank is lowered. Therefore, the load of the cooling heat exchanger for cooling the primary pure water from the sub tank is reduced.
別発明の超純水製造装置によると、従来は放流されていた測定排水を再利用するので、水の有効利用を図ることができる。また、測定排水を再利用することにより、総合排水処理設備の負荷を低減することができる。 According to the ultrapure water production apparatus of another invention, since the measurement wastewater that has been discharged in the past is reused, the water can be effectively used. In addition, by reusing the measured wastewater, the load on the comprehensive wastewater treatment facility can be reduced.
本発明の超純水製造装置は、一次純水製造装置及び二次純水製造装置並びに超純水を加熱する熱交換器を備えたものにおいて、この熱交換器を前段側熱交換器と後段側熱交換器とで構成し、前段側熱交換器の熱源をユースポイント戻り水としたものである。 The ultrapure water production apparatus of the present invention includes a primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus, and a heat exchanger that heats ultrapure water. The heat exchanger includes a front-side heat exchanger and a rear-stage heat exchanger. It is composed of a side heat exchanger, and the heat source of the front side heat exchanger is used as a point-of-use return water.
この一次純水製造装置の前段には、通常の場合、前処理装置が設けられる。前処理装置では、原水の濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などによる前処理が施され、主に懸濁物質が除去される。この前処理によって通常、水中の微粒子数は103個/mL以下となる。 In the normal stage of the primary pure water production apparatus, a pretreatment apparatus is usually provided. In the pretreatment device, pretreatment by raw water filtration, coagulation sedimentation, microfiltration membrane or the like is performed, and suspended substances are mainly removed. By this pretreatment, the number of fine particles in water is usually 10 3 / mL or less.
一次純水製造装置は、逆浸透(RO)膜分離装置、脱気装置、再生型イオン交換装置(混床式又は4床5塔式など)、電気脱イオン装置、紫外線(UV)照射酸化装置等の酸化装置などを備え、前処理水中の大半の電解質、微粒子、生菌等の除去を行うものである。一次純水製造装置は、例えば、熱交換器、2基以上のRO膜分離装置、混床式イオン交換装置、及び脱気装置で構成される。 Primary pure water production equipment includes reverse osmosis (RO) membrane separators, deaerators, regenerative ion exchangers (such as mixed bed or 4 bed 5 tower type), electrodeionizers, ultraviolet (UV) irradiation oxidizers Etc., and removes most of the electrolytes, fine particles, viable bacteria, etc. in the pretreated water. The primary pure water production apparatus is composed of, for example, a heat exchanger, two or more RO membrane separation apparatuses, a mixed bed ion exchange apparatus, and a deaeration apparatus.
二次純水製造装置は、給水ポンプ、冷却用熱交換器、低圧紫外線酸化装置又は殺菌装置といった紫外線照射装置、非再生型混床式イオン交換装置あるいは電気脱イオン装置、限外濾過(UF)膜分離装置又は精密濾過(MF)膜分離装置等の膜濾過装置で構成されるが、更に膜脱気装置、RO膜分離装置、電気脱イオン装置等の脱塩装置が設けられている場合もある。二次純水製造装置では、低圧紫外線酸化装置を適用し、その後段に混床式イオン交換装置を設け、これによって水中のTOCを紫外線により酸化分解し、酸化分解生成物をイオン交換によって除去する。 Secondary pure water production equipment includes feed water pumps, cooling heat exchangers, UV irradiation equipment such as low pressure UV oxidation equipment or sterilization equipment, non-regenerative mixed bed ion exchange equipment or electrodeionization equipment, ultrafiltration (UF) It is composed of a membrane filtration device such as a membrane separation device or a microfiltration (MF) membrane separation device, but it may also be equipped with a demineralization device such as a membrane deaeration device, RO membrane separation device, or electrodeionization device. is there. In the secondary pure water production apparatus, a low-pressure ultraviolet oxidation apparatus is applied, and a mixed bed type ion exchange apparatus is provided at the subsequent stage, whereby TOC in water is oxidized and decomposed by ultraviolet rays, and oxidation decomposition products are removed by ion exchange. .
なお、二次純水の後段に三次純水装置を設け、この三次純水装置からの超純水を前段側熱交換器及び後段側熱交換器で加熱するようにしてもよい。この三次純水製造装置は、二次純水製造装置と同様の構成を備えるものであり、更に高純度の超純水を製造するものである。 A tertiary pure water device may be provided after the secondary pure water, and ultrapure water from the tertiary pure water device may be heated by the front side heat exchanger and the rear side heat exchanger. This tertiary pure water production apparatus has the same configuration as that of the secondary pure water production apparatus, and produces higher purity ultrapure water.
以下、図1を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は実施の形態に係る超純水製造装置を示す系統図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a system diagram showing an ultrapure water production apparatus according to an embodiment.
この実施の形態では、二次純水製造装置20からの超純水を前段側熱交換器45と後段側熱交換器46とで65〜75℃程度に加熱し、ユースポイント40に供給する。このユースポイント40からの温戻り水を配管51を介して前段側熱交換器42の熱源側に流通させる。前段側熱交換器42の熱源側を通過した戻り水は45〜55℃程度に降温しており、配管52を介してサブタンク21に戻される。
In this embodiment, the ultrapure water from the secondary pure water production apparatus 20 is heated to about 65 to 75 ° C. by the front
図2の場合と同じく、熱交換器23はポンプ22を経て送られてくる一次純水を冷却する。後段側熱交換器46は蒸気を熱源とするものである。
As in the case of FIG. 2, the
また、図2と同じく、二次純水製造装置のUF膜26からの超純水の一部を、熱交換器45に導入することなく20〜25℃程度の温度の超純水として配管31により需要箇所に送り出す。
Further, as in FIG. 2, a part of the ultrapure water from the
その他の構成は図2と同一であり、同一符号は同一部分を示している。 Other configurations are the same as those in FIG. 2, and the same reference numerals denote the same parts.
このように構成された超純水製造装置においては、二次純水製造装置20からの20〜25℃程度の超純水が前段側熱交換器45で35〜45℃程度に加熱され、次いで後段側熱交換器46で65〜75℃程度に加熱される。この温超純水が後段側熱交換器46からユースポイント40に送られる。ユースポイント40からの65〜75℃の戻り超純水が前段側熱交換器45の熱源側に流通され、その保有熱量が二次純水製造装置からの超純水の加熱に利用される。従って、二次純水製造装置20からの超純水を蒸気熱源方式の熱交換器43によってのみ加熱する従来例(図2)に比べて、後段側熱交換器46で消費する蒸気量が低減される。
In the ultrapure water production apparatus configured as described above, ultrapure water of about 20 to 25 ° C. from the secondary pure water production apparatus 20 is heated to about 35 to 45 ° C. in the pre-stage
また、ユースポイント40からの65〜75℃程度の戻り超純水が前段側熱交換器45で45〜55℃程度に降温した後、サブタンク21に導入される。このため、従来例(図2)に比べて、サブタンク21内の一次純水の温度が低くなり、冷却用熱交換器23の負荷が低減され、冷水製造に消費されるエネルギー量が低減される。これらの結果、超純水製造装置全体として消費エネルギーを低減することができる。
In addition, the return ultrapure water of about 65 to 75 ° C. from the use point 40 is lowered to about 45 to 55 ° C. by the
図3を参照して別発明の実施の形態について説明する。 An embodiment of another invention will be described with reference to FIG.
この実施の形態では、一次純水製造装置10からの一次純水の一部(例えば一次純水生産量の0.03〜0.1%程度)を分岐ラインで分岐し、測定器61Aにて水質測定を行う。この測定器としては、TOC計、微粒子計、DO計、DN(溶存酸素)計、比抵抗計などが例示されるが、これに限定されない。
In this embodiment, a part of the primary pure water from the primary pure water production apparatus 10 (for example, about 0.03 to 0.1% of the primary pure water production amount) is branched by a branch line, and is measured by the measuring
この測定器を通った測定排水は、タンク12A(脱塩水槽)に戻されて再利用される。
The measurement wastewater that has passed through this measuring device is returned to the
二次純水製造装置20からの二次純水の一部(例えば一次純水生産量の0.05〜0.2%程度)を分岐ライン60で分岐し、測定器61にて水質測定を行う。この測定器としては、一次純水測定器と同様にTOC計、微粒子計、DO計、DN(溶存窒素)計、比抵抗計などが例示されるが、これに限定されない。
A part of the secondary pure water from the secondary pure water production apparatus 20 (for example, about 0.05 to 0.2% of the primary pure water production amount) is branched at the
この測定器61を通った測定排水は、サブタンクの窒素ガスシールのためのシールポット63用水に再利用された後、排水処理設備62へ送られる。
The measured waste water that has passed through the measuring
なお、図3では、二次純水製造装置20からの超純水を加熱することなくユースポイント40に送水しているが、図1のように超純水を加熱してユースポイントに送水してもよい。図1の超純水製造装置においても図3のように測定器排水を処理して一次純水製造装置に供給するようにしてもよい。 In FIG. 3, the ultrapure water from the secondary pure water production apparatus 20 is sent to the use point 40 without being heated. However, as shown in FIG. 1, the ultrapure water is heated and sent to the use point. May be. Also in the ultrapure water production apparatus of FIG. 1, the measuring device waste water may be processed and supplied to the primary pure water production apparatus as shown in FIG. 3.
10 一次純水製造装置
15 熱交換器
20 二次純水製造装置
21 サブタンク
40 ユースポイント
43 熱交換器
45 前段側熱交換器
46 後段側熱交換器
50,51,52 超純水返送用配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Primary pure
Claims (4)
該熱交換器として、ユースポイントからの戻り水を熱源とする前段側熱交換器と、該前段側熱交換器で加熱された超純水をさらに加熱する後段側熱交換器とを備えたことを特徴とする超純水製造装置。 A primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus that produces primary ultra pure water by processing primary pure water from the primary pure water production apparatus, and heating ultra pure water from the secondary pure water production apparatus An ultrapure water production apparatus for supplying ultrapure water heated by the heat exchanger to a use point,
As the heat exchanger, it was provided with a front-stage side heat exchanger that uses the return water from the use point as a heat source, and a rear-stage side heat exchanger that further heats the ultrapure water heated by the front-stage heat exchanger. Ultrapure water production equipment characterized by
前記前段側熱交換器を通ったユースポイント戻り水が該サブタンクに導入されることを特徴とする超純水製造装置。 The secondary pure water production apparatus according to claim 1 or 2, comprising a sub-tank that receives primary pure water,
The ultrapure water production apparatus, wherein the use point return water that has passed through the front-side heat exchanger is introduced into the sub tank.
該水質測定器からの測定廃水を処理して前記一次純水製造装置で利用することを特徴とする超純水製造装置。 A primary pure water production apparatus, a secondary pure water production apparatus that produces primary ultra pure water by treating primary pure water from the primary pure water production apparatus, and an ultra pure water from the secondary pure water production apparatus In an ultrapure water production apparatus having a water quality measuring instrument into which a part is introduced,
An ultrapure water production apparatus characterized in that measurement wastewater from the water quality measuring device is processed and used in the primary pure water production apparatus.
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