JP2014100691A - 純水製造方法及び純水製造システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原水を前処理システムで処理した前処理水を、脱炭酸装置を備える一次純水システムで処理した後、二次純水システムで処理する純水製造方法であって、前記脱炭酸装置において、被処理水を供給しつつ、ブロー管を介してブロー空気を供給して前記被処理水と接触させて脱炭酸処理するに際し、前記ブロー空気中の揮発性有機物の量に応じて、前記ブロー空気の供給量を調節する純水製造方法。
【選択図】図1
Description
この脱炭酸装置は、被処理水中の溶存炭酸ガスを除去することで、後段に置かれる水処理装置、例えば強塩基性陰イオン交換装置の負荷を軽減するという役割も担っている。
特に、半導体製造向けの純水については、半導体素子の高集積化に伴い、純水水質のわずかな変動(悪化)をも極力防止することが望まれている。
以下の水処理装置を用いて、図1と同様の構成の純水製造システム1を、床面積30m2、天井高さ約4mの建屋300内に構成して純水を製造した。純水製造システム建屋の概略構成図を図3に示す。
原水:厚木市市水
前処理システム:メンブレンフィルター(MF):ファインセップ、野村マイクロ・サイエンス(株)社製、
タンクT1、タンクT2:容量2m3、
活性炭装置21:クラレコール(登録商標、以下同じ。)GW−6−12(クラレケミカル(株)社製)、100L充填、
強酸性陽イオン交換装置22:デュオライト(登録商標、以下同じ。)C20(ダウケミカル社製)、64L充填、
脱炭酸装置23:高さ3.5m、充填層高さ:2.3m、
ブロー空気供給流量32m3/h、被処理水流量1.6m3/h、
揮発性有機物センサー(VOC計)211:
ポータブルVOC分析計 FV−250、(株)堀場製作所製、
TOC計:Sievers900、米国GE社製、
強塩基性陰イオン交換装置24:デュオライトA113(ダウケミカル社製)、110L充填、
逆浸透膜装置25:SUL−G20、東レ(株)社製、
紫外線酸化装置26:AUV、日本フォトサイエンス(株)社製、0.3kWh/m3、
混床式イオン交換装置27:デュオライトC255(ダウケミカル社製)、21L及びN−Lite AGP(野村マイクロ・サイエンス(株)社製))、43L、混合充填。
TOC計:アナテルA−1000XP、(株)ハック社製、
紫外線酸化装置31:SUV、日本フォトサイエンス(株)社製、0.3kWh/m3、
混床式イオン交換装置(ポリッシャー)32:MBGP、野村マイクロ・サイエンス(株)社製、
脱気膜装置33:リキセル(登録商標)18×28外圧型分離膜X−40、ポリポア(株)社製、
限外ろ過膜装置34:OLT−6036H、旭化成ケミカルズ(株)社製、
タンクT3:容量2m3、
TOC計:アナテルA−1000XP、(株)ハック社製、
なお、このとき、純水製造システム建屋300はドア等を閉鎖してほぼ密閉状態とした。
さらに、このような揮発性有機物の混入の頻度は、1年間に2〜3回程度であり、空気中のVOC濃度が急上昇したときからおおよそ24時間以内には揮発性有機物の混入のない通常時の状態に戻ることもわかった。
第1の実施形態は揮発性有機物の混入を防止した純水製造方法である。
この脱炭酸装置2は、ブロー空気中への揮発性有機物の混入のない通常時で、脱炭酸処理水中の溶存炭酸ガス濃度を3.0mgC/L以下に低減できるものであることが好ましい。
この所定の値が0.01mg/m3未満であると、脱炭酸処理水質の悪化の影響が大きくなり強塩基性陰イオン交換装置24の再生頻度が多くなりすぎ、0.5mg/m3を超えると、混入した揮発性有機物による末端水質の悪化につながり、それぞれ安定した水質の純水を得難くなる。
例えば、図2では、揮発性有機物センサー209の出力を制御装置210に入力し、電磁バルブの開閉を制御して、ブロー空気の一部を、分枝管208を介して排出することで、ブロー空気の供給流量を調節するようになっている。
本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態において、純水製造システム1の混床式イオン交換装置27の出口水のTOC濃度をモニターして、このTOC濃度に基づいて一次純水を系外に排出する、又は前処理タンクT1に循環させるものである。その他については第1の実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
本実施形態は、比較的簡易な揮発性有機物検知器を用いた場合であっても、揮発性有機物の混入を防止しつつ脱炭酸処理することができる。
実験1で用いた装置において、脱炭酸装置23を図2に示される脱炭酸装置2とし、VOC計211の検出値が0.5mg/m3を超えたときに脱炭酸塔201へのブロー空気の送入を停止し(G/L=0)、検出値がピーク値から減少して0.5mg/m3以下となったときに通常時と同じ32m3/h(G/L=20)で送入した以外は実験1と同じ装置、同じ条件で純水を製造した。
実施例1において、VOC計211の検出値が0.5mg/m3を超えたときに脱炭酸塔201へのブロー空気の供給流量が8.0m3/h(G/L=5)となるように、ブロー空気の一部を、排出管208を介して系外に排出した以外は実施例1と同じ装置、同じ条件で純水を製造した。
また、ブロー空気供給流量を上記した値とした間の脱炭酸装置23の出口水中の炭酸ガス濃度は、最大で3.1mgC/Lとなった。
実施例1において、混床式イオン交換装置27の出口水のTOC濃度を測定して、このTOC濃度の上昇値があらかじめ決定した閾値を超えたときに混床式イオン交換装置27の直後に分枝して設けたブローライン(図示せず)から一次純水を系外に排出するようにした。その他は実施例1と同じ装置、同じ条件で純水を製造し、キシレンの流下開始から250分間のポリッシャー32の出口水のTOC濃度をモニターした。
また、ブロー空気を停止していた間の脱炭酸装置23の出口水中の炭酸ガス濃度は、いずれも最大で12.0mgC/Lとなった。
実施例1において、VOC計211の検出が、表2に示されるそれぞれの値を超えたときに、ブロー空気を停止し(G/L=0)、検出値がピーク値から減少してそれぞれの値以下となったときに通常時と同じ32m3/h(G/L=20)で送入した以外は実験1と同じ装置、同じ条件で純水を製造した。
このときの、ポリッシャー32出口水のTOC濃度の最大値を表2に示す。
なお、例(4−1)〜(4−9)は実施例であり、例(4−10)は比較例である。
実施例1において、VOC計211の検出値が0.5mg/m3を超えたときにブロー空気の供給流量が20.8m3/L(G/L=13)となるように、ブロー空気の一部を、排出管208を介して排出した以外は実施例1と同じ装置、同じ条件で純水を製造した。
また、ブロー空気供給流量を上記した量とした間の脱炭酸装置23の出口水中の炭酸ガス濃度は、最大で2.8mgC/Lとなった。
Claims (12)
- 原水を前処理システムで処理した前処理水を、脱炭酸装置を備える一次純水システムで処理した後、二次純水システムで処理する純水製造方法であって、
前記脱炭酸装置において、被処理水を供給しつつ、ブロー管を介してブロー空気を供給して前記被処理水と接触させて脱炭酸処理するに際し、
前記ブロー空気中の揮発性有機物の量に応じて、前記ブロー空気の供給量を調節することを特徴とする純水製造方法。 - 前記ブロー管から分枝してサンプルラインを設けるとともに前記サンプルライン上に揮発性有機物検知手段を備え、前記揮発性有機物検知手段の検出値が0.01〜0.5mg/m3の範囲の所定の値を超えたときに、
ブロー空気の供給流量/被処理水の供給流量で示される比が0〜10となる量の前記ブロー空気を供給することを特徴とする請求項1記載の純水製造方法。 - 前記脱炭酸された脱炭酸処理水を、
少なくとも、陰イオン交換装置に通水して陰イオン交換処理水を得る工程を備え、
前記陰イオン交換装置は、前記陰イオン交換処理水の水質が比抵抗値で5.0MΩ・cmより悪化したときに停止されることを特徴とする請求項1又は2記載の純水製造方法。 - 前記陰イオン交換処理水を、
紫外線酸化装置に通水して紫外線酸化処理水を得る工程と、
前記紫外線酸化処理水を混床式イオン交換装置に通水してイオン交換処理水を得る工程と、を備えることを特徴とする請求項3記載の純水製造方法。 - 前記陰イオン交換処理水を、逆浸透膜装置に通水する工程を備え、
前記逆浸透膜装置に通水する工程の後に、
紫外線酸化装置に通水して紫外線酸化処理水を得る工程と、
前記紫外線酸化処理水を混床式イオン交換装置に通水してイオン交換処理水を得る工程とを備えることを特徴とする請求項3又は4記載の純水製造方法。 - 前記脱炭酸された脱炭酸処理水を、逆浸透膜装置に通水する工程と、
前記逆浸透膜装置に通水する工程の後に、
紫外線酸化装置に通水して紫外線酸化処理水を得る工程と、
前記紫外線酸化処理水を混床式イオン交換装置に通水してイオン交換処理水を得る工程を備え、
前記混床式イオン交換装置は、前記イオン交換処理水の水質が比抵抗値で17.0MΩ・cmより悪化したときに停止されることを特徴とする請求項1又は2記載の純水製造方法。 - 前記逆浸透膜装置に供給される被処理水のpHは9以上とされることを特徴とする請求項5又は6に記載の純水製造方法。
- 前記紫外線酸化装置に通水する工程と、前記混床式イオン交換装置に通水する工程とを、この順に少なくとも2回行うことを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項記載の純水製造方法。
- 前記脱炭酸処理は、前記被処理水を上方から注下させつつ、下方から前記ブロー空気を供給して前記被処理水と向流接触させて脱炭酸することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の純水製造方法。
- 一次純水システムと二次純水システムを備える純水製造システムであって、
被処理水を上方から注下させつつ、下方からブロー管を介してブロー空気を供給して被処理水と向流接触させて脱炭酸する脱炭酸装置と、
前記ブロー管に分枝して設けられたサンプルラインと、
前記サンプルライン上に備えられた、空気中の揮発性有機物量を測定する揮発性有機物検知器と、
前記ブロー空気の供給流量を調節するブロー空気供給量調節装置と、
前記揮発性有機物検知器の出力を入力することで前記ブロー空気供給量調節装置の供給流量を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする純水製造システム。 - 前記制御装置は、前記揮発性有機物検知器の出力が0.01〜0.5mg/m3の範囲の所定の値を超えたときに、前記脱炭酸装置に供給される前記ブロー空気の供給流量が、前記ブロー空気の供給流量/前記被処理水の供給流量で示される比で0〜10となるように前記ブロー空気供給量調節装置の供給流量を制御することを特徴とする請求項10記載の純水製造システム。
- 前記脱炭酸装置の下流側に、
陰イオン交換装置と、
前記陰イオン交換装置の陰イオン交換処理水の比抵抗値を測定する比抵抗測定器と、
紫外線酸化装置と、
混床式イオン交換装置とをこの順に備え、
前記制御装置は、前記比抵抗測定器の出力が1.0〜5.0MΩ・cmの間の任意の値となったときに前記陰イオン交換装置を停止することを特徴とする請求項10又は11記載の純水製造システム。
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