JP2018118253A - 超純水製造方法及び超純水製造システム - Google Patents
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また、他の実施形態の超純水製造方法は、尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を逆浸透膜の標準運転圧力の範囲で、2.0〜4.0MPaに加圧する加圧工程と、加圧された被処理水を前記逆浸透膜により処理する第1の逆浸透膜処理工程とを備えることを特徴とする。上記の実施形態において、逆浸透膜での尿素除去率は60%以上である。また、加圧工程における加圧力は3.0MPa以上であることが好ましい。
また、他の実施形態の超純水製造システムは、尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を逆浸透膜の標準運転圧力の範囲で、2.0〜4.0MPaに加圧するポンプと、加圧された被処理水を前記逆浸透膜により尿素の除去率を60%以上で処理する第1の逆浸透膜処理装置とを備えることを特徴とする。上記の実施形態において、逆浸透膜での尿素除去率は60%以上である。また、加圧工程における加圧力は3.0MPa以上であることが好ましい。
図1は第1の実施形態の超純水製造システム1のブロック図である。超純水製造システム1は、前処理システム10と、一次純水システム20と、二次純水システム30とを順に備えている。二次純水システム30はユースポイント(POU)40に接続されて、製造された超純水をPOUに供給するようになっている。
次に、図2を参照して第2の実施形態について説明する。本実施形態の超純水製造システム2は、逆浸透膜装置25の後段に配置された紫外線酸化装置26及び混床式イオン交換装置27の組合せを補助逆浸透膜装置23と逆浸透膜装置25の間に配置した点で第1の実施形態と異なる。そのため、共通の要素には共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
次に、図3を参照して第3の実施形態について説明する。本実施形態の超純水製造システム3は、一次純水システム20においてポンプ22及び逆浸透膜装置23に代えて2床3塔式装置28を備える点で第1の実施形態と異なる。そのため、共通の要素には共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
次に、図4を参照して第4の実施形態について説明する。本実施形態の超純水製造システム4は、逆浸透膜装置の後段に配置された紫外線酸化装置26及び混床式イオン交換装置27の組合せを2床3塔式装置28と逆浸透膜装置25の間に配置した点で第3の実施形態と異なる。そのため、共通の要素には共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(実施例1)
超純水(比抵抗率18.2MΩ・cm、TOC濃度2μgC/L)に、尿素濃度が100μg/Lとなるように定量ポンプを用いて尿素を加えながら、供給圧3.0MPaで逆浸透膜モジュールA(SW30、ダウ・フィルムテック社製)に通水した。水回収率50%、70%、80%、90%として実験を行い、それぞれ透過水中の尿素濃度を測定し、下記式(1)で示される尿素の除去率を計測した。
実施例1において、RO供給水の尿素濃度を30μg/Lとなるようにした他は実施例1と同様の条件、同様の装置で尿素除去率を測定した。実施例2における尿素除去率と水回収率との関係を黒三角点で図5のグラフに実施例1と併せて示す。
実験例1において、水回収率を90%、供給圧を3.0MPaで、尿素濃度30μg/L、50μg/L、100μg/L及び10g/Lの被処理水を逆浸透膜モジュールAで実施例1と同様に処理した。このときの尿素濃度と尿素除去率の関係を、尿素濃度を横軸、尿素除去率を縦軸として白丸で図6のグラフに示す。
実験例1において、水回収率を50%として実験例1と同様の条件で同様の実験を行った。このときの尿素濃度と尿素除去率の関係を図6のグラフにひし形の白点で実験例1と併せて示す。
実験例1において、供給圧を2.0MPaとして実験例1と同様の条件で同様の実験を行った。このときの尿素濃度と尿素除去率の関係を図6のグラフに黒四角形で実験例1と併せて示す。
実験例1において、逆浸透膜モジュールAに代えて、逆浸透膜モジュールB(SU720、ダウ・フィルムテック社製)を用い、水回収率を50%、供給圧を1.5MPaとして実験例1と同様の実験を行った。このときの尿素濃度と尿素除去率の関係を白三角点で図6のグラフに実験例1、2と併せて示す。
図1に示す超純水製造システム1において、活性炭装置21に、尿素濃度100μg/Lの被処理水を供給した場合の、活性炭装置21、補助逆浸透膜装置23、逆浸透膜装置25、混床式イオン交換装置27及びポリッシャー33の処理水中の尿素濃度表1に示す。なお、本実施例におけるポリッシャー33の処理水の尿素濃度(0.8μg/L)は、TOC濃度で0.16μgC/Lに相当する。
原水:市水
活性炭装置(AC)21:活性炭F400(三菱化学カルゴン社製)を充填したもの、空間速度(SV)10hr−1
補助逆浸透膜装置(Sub−RO)23:逆浸透膜モジュールSU720(ダウ・フィルムテック社製)、供給圧1.5MPa、水回収率75%
逆浸透膜装置(RO)25:逆浸透膜モジュールSW30(ダウ・フィルムテック社製)、供給圧2.0MPa、水回収率85%
紫外線酸化装置(TOC−UV)26,32:AUV−8000TOC(日本フォトサイエンス(株)社製)、紫外線照射量0.3kW・h/m3
混床式イオン交換装置(MB)27:陰イオン交換樹脂:強塩基性陰イオン交換樹脂デュオライトA−113plus(ローム&ハース社製)及び陽イオン交換樹脂:強酸性陽イオン交換樹脂デュオライトC−20(ローム&ハース社製)を予め再生してH型とOH型に変換した後に混合充填したもの、空間速度(SV)40hr−1
ポリッシャー(Polisher)33:陰イオン交換樹脂:強塩基性陰イオン交換樹脂デュオライトA−113plus(ローム&ハース社製)及び陽イオン交換樹脂:強酸性陽イオン交換樹脂デュオライトC−20(ローム&ハース社製)を予め再生してH型とOH型に変換した後に混合充填したもの、空間速度(SV)40hr−1
図2に示す超純水製造システム2において、活性炭装置21に、尿素濃度100μg/Lの被処理水を供給した場合の、活性炭装置21、補助逆浸透膜装置23、混床式イオン交換装置27、逆浸透膜装置25及びポリッシャー33の処理水中の尿素濃度を表2に示す。なお、本実施例におけるポリッシャー33の処理水の尿素濃度(0.5μg/L)は、TOC濃度で0.16μgC/Lに相当する。
なお、実施例4で用いた各装置の仕様及び通水条件は実施例3と同様である。
図3に示す超純水製造システム3において、活性炭装置21に、尿素濃度100μg/Lの被処理水を供給した場合の、活性炭装置21、2床3塔式装置28、逆浸透膜装置25、混床式イオン交換装置27及びポリッシャー33の処理水中の尿素濃度を表3に示す。なお、本実施例におけるポリッシャー33の処理水の尿素濃度(0.9μg/L)は、TOC濃度で0.18μgC/Lに相当する。
2床3塔式装置28:陽イオン交換樹脂塔:強酸性陽イオン交換樹脂デュオライトC−20(ローム&ハース社製)を充填したもの、空間速度(SV)=10hr−1
常圧脱気塔(野村マイクロ・サイエンス(株)社製)、
陰イオン交換樹脂塔:強塩基性陰イオン交換樹脂デュオライトA−113plus(ローム&ハース社製)を充填したもの、空間速度(SV)=10hr−1、
また、実施例5における活性炭装置21、逆浸透膜装置25、紫外線酸化装置26の装置の仕様及び通水条件は実施例3と同様である。
図4に示す超純水製造システム4において、活性炭装置21に、尿素濃度100μg/Lの被処理水を供給した場合の、活性炭装置21、2床3塔式装置28、混床式イオン交換装置27、逆浸透膜装置25及びポリッシャー33の処理水中の尿素濃度を表4に示す。なお、本実施例におけるポリッシャー33の処理水の尿素濃度(0.7μg/L)は、TOC濃度で0.14μgC/Lに相当する。なお、実施例6で用いる各装置の仕様及び通水条件は実施例5と同様である。
Claims (13)
- 尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を2.0〜4.0MPaに加圧する加圧工程と、
加圧された被処理水を逆浸透膜により尿素の除去率を60%以上で処理する第1の逆浸透膜処理工程とを備えることを特徴とする超純水製造方法。 - 尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を逆浸透膜の標準運転圧力の範囲で、2.0〜4.0MPaに加圧する加圧工程と、
加圧された被処理水を前記逆浸透膜により尿素の除去率を60%以上で処理する第1の逆浸透膜処理工程とを備えることを特徴とする超純水製造方法。 - 前記加圧工程における加圧力が3.0MPa以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の超純水製造方法。
- 前記第1の逆浸透膜処理工程における水回収率が、60〜90%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の超純水製造方法。
- 原水から前記被処理水を生成する第1の除去工程を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の超純水製造方法。
- 前記第1の除去工程は、
原水を活性炭に接触させる活性炭処理工程と、
活性炭処理水を逆浸透膜により処理する第2の逆浸透膜処理工程と、
紫外線酸化処理及び混床式イオン交換処理の組合せにより第2の逆浸透膜処理工程で得られた透過水中の有機物を分解除去する第2の除去工程と
を備えることを特徴とする請求項5記載の超純水製造方法。 - 前記第1の除去工程は、
原水を活性炭に接触させる活性炭処理工程と、
活性炭処理水を陽イオン交換処理、脱炭酸処理及び陰イオン交換処理の組合せで処理する、2床3塔式処理工程又は3床4塔式処理工程と、
紫外線酸化処理及び混床式イオン交換処理の組合せを用いて、前記2床3塔式処理工程又は3床4塔式処理工程で得られた透処理水中の有機物を分解除去する第2の除去工程とを備えることを特徴とする請求項6記載の超純水製造方法。 - 尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を2.0〜4.0MPaに加圧するポンプと、
加圧された被処理水を逆浸透膜により尿素の除去率を60%以上で処理する第1の逆浸透膜装置と
を備えることを特徴とする超純水製造システム。 - 尿素濃度10〜100μg/Lの被処理水を逆浸透膜の標準運転圧力の範囲で、2.0〜4.0MPaに加圧するポンプと、
加圧された被処理水を前記逆浸透膜により尿素の除去率を60%以上で処理する第1の逆浸透膜処理装置とを備えることを特徴とする超純水製造システム。 - 前記ポンプは、前記被処理水を3.0MPa以上に加圧することを特徴とする請求項8又は9記載の超純水製造システム。
- 前記被処理水を生成する第1の除去システムを備えることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項記載の超純水製造システム。
- 前記第1の除去システムは、
活性炭装置と、
前記活性炭装置で得られた処理水を処理する第2の逆浸透膜装置と、
第2の逆浸透膜装置で得られた透過水中の有機物を分解除去する、紫外線酸化装置及び混床式イオン交換装置の組合せと
を順に備えることを特徴とする請求項11記載の超純水製造システム。 - 前記第1の除去システムは、
活性炭装置と、
前記活性炭装置で得られた処理水を処理する、2床3塔式装置又は3床4塔式装置と、
前記2床3塔式装置又は3床4塔式装置で得られた処理水中の有機物を分解除去する、
紫外線酸化装置及び混床式イオン交換装置の組合せと
を順に備えることを特徴とする請求項11記載の超純水製造システム。
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