JP2018183761A - 超純水製造システム及び超純水製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂を備えた超純水製造システムにおいて、ホウ素濃度及びＴＯＣ濃度の低い高水質の超純水を長期間得ることのできる超純水製造システムを提供すること。【解決手段】ホウ素成分と全有機炭素成分とを含む被処理水を処理して超純水を製造する超純水製造システムであって、第１の紫外線酸化装置と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置と、第２の紫外線酸化装置と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置をこの順に備え、前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置は、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を有し、前記第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３である超純水製造システム。【選択図】図１
Description
本発明は、超純水製造システム及び超純水製造方法に関する。
従来、半導体製造工程で使用する超純水は、超純水製造システムを用いて製造されている。超純水製造システムは、例えば、原水中の懸濁物質を除去する前処理装置、前処理水中の全有機炭素（ＴＯＣ）成分やイオン成分を、逆浸透膜装置やイオン交換装置を用いて除去する一次純水システム及び一次純水中の極微量の不純物を除去する二次純水システムで構成されている。原水としては、市水、井水、地下水、工業用水等が用いられる他、ＰＯＵ（ユースポイント）で回収された使用済みの超純水（以下、回収水と称する。）が用いられる。
超純水については、高純度化に対する要求が年々高まってきており、各種不純物濃度について例えばｎｇ／Ｌ（ｐｐｔ）オーダーまで除去することが求められるようになってきた。そのため、例えば、ＴＯＣを低減する目的で、ＴＯＣ成分を分解する紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）と紫外線酸化装置の処理水中に残留する低分子量の有機酸、二酸化炭素を吸着除去する混床式イオン交換樹脂装置の組合せを、一次純水システム及び二次純水システムにそれぞれ設置することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
また、極微量の不純物として、例えば、ホウ素の低減が求められている。そのため、ホウ素除去能を向上させる目的で、ホウ素選択性イオン交換樹脂と混床式イオン交換樹脂を積層して又は混合して充填したイオン交換樹脂塔を用いた超純水製造システムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、紫外線酸化装置の処理水に含まれる低分子量の有機酸等が、ホウ素選択性イオン交換樹脂でのホウ素の吸着を阻害し、ホウ素除去能が早期に低下するため、このような不具合を防止して、長期間優れたホウ素除去能を得る目的で、ホウ素選択性イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合した混床式のイオン交換樹脂（以下、「ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂」ともいう。）を用いた超純水製造システムも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら、本発明者らの検討によって、紫外線酸化装置の後段にホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂を配置した場合、紫外線酸化装置において過剰の紫外線照射により発生する過酸化水素が、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂を分解することによって低分子量の有機物が多量に溶出し、下流側の水処理装置におけるＴＯＣ除去負荷が高くなることが見出された。さらに、この場合には、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂の下流に備えられる非再生型混床式イオン交換樹脂の劣化が早期に進み、超純水の長期製造が困難になることも分かった。
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂を備えた超純水製造システムにおいて、長期間、高水質の超純水を得ることができる、超純水製造システムと超純水製造方法を提供することを目的とする。
本発明の超純水製造システムは、ホウ素成分と全有機炭素成分とを含む被処理水を処理して超純水を製造する超純水製造システムであって、第１の紫外線酸化装置と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置と、第２の紫外線酸化装置と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置をこの順に備え、前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置は、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を有し、前記第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３であることを特徴とする。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂における、前記ホウ素吸着樹脂及び前記陰イオン交換樹脂の混合割合は、前記陰イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＡ」、前記ホウ素吸着樹脂の交換容量を「ＣＢ」として、ＣＡ／ＣＢが０．２〜５であることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置は、前記ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂にさらに陽イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂を有することが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂における、ホウ素吸着樹脂、陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合割合は、前記陰イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＡ」、前記ホウ素吸着樹脂の交換容量を「ＣＢ」、前記陽イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＣ」として、ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）が０．３〜１．３であることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記第１の紫外線酸化装置の上流側に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置をこの順に備えることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記電気脱イオン装置における、１セルペア処理流量あたりの電流値は、３０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上であることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記逆浸透膜装置における膜抵抗は、４５ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上であることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置の処理水中の全有機炭素濃度が、５μｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
本発明の超純水製造システムにおいて、前記非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水中の全有機炭素濃度は０．５μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）未満、ホウ素濃度が、０．５ｎｇ／Ｌ未満であることが好ましい。
本発明の超純水製造方法は、ホウ素成分と全有機炭素成分とを含む被処理水を処理して超純水を製造する超純水製造方法であって、前記被処理水を、第１の紫外線酸化装置によって、紫外線照射量を０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３にして処理する工程と、前記第１の紫外線酸化装置の処理水を、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を有するホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置で処理する工程と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置の処理水を第２の紫外線酸化装置で処理する工程と、前記第２の紫外線酸化装置の処理水を非再生型混床式イオン交換樹脂装置で処理する工程とを備える。
本発明の超純水製造システムと超純水製造方法によれば、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂を備えた超純水製造システムにおいて、ホウ素濃度及びＴＯＣ濃度の低い高水質の超純水を長期間得ることができる。
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、第１の実施形態に係る超純水製造システム１は、前処理装置１１と、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）１２と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３と、第２の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ２）１４と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）１５をこの順に備えている。超純水製造システム１において、非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）１５の処理水（末端水）がユースポイント（ＰＯＵ）１６に供給される。超純水製造システム１において、第１の紫外線酸化装置１２における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３である。
（第１の実施形態）
図１に示すように、第１の実施形態に係る超純水製造システム１は、前処理装置１１と、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）１２と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３と、第２の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ２）１４と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）１５をこの順に備えている。超純水製造システム１において、非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）１５の処理水（末端水）がユースポイント（ＰＯＵ）１６に供給される。超純水製造システム１において、第１の紫外線酸化装置１２における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３である。
ここで、上記紫外線照射量は、紫外線酸化装置における光源（紫外線ランプ）1本当たりの消費電力（ｋＷ）×紫外線ランプの本数(本)を、処理流量（ｍ３／ｈ）で除して算出される値である。第１の紫外線酸化装置において、被処理水が通流されるチャンバー内部では、撹拌プレートによって、被処理水が撹拌されることが好ましく、これにより、光源からの距離による紫外線照射量の相違の影響がないようにすることができる。
超純水製造システム１において、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３は、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂として、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を備えている。
ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂におけるホウ素吸着樹脂としては、ポリスチレン樹脂やフェノール樹脂に、ホウ素吸着基として多価アルコール基を有する官能基を付加させた樹脂を用いることができる。ホウ素吸着樹脂としては、高いホウ素吸着能を有するＮ−メチルグルカミン基を含むイオン交換樹脂が特に好ましい。また、ホウ素除去能の点から、ホウ素吸着樹脂の交換容量は、０．１５〜１．５ｍｅｑ／ｍＬが好ましい。ホウ素吸着樹脂の比重は、１．０５〜１．１５ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
ホウ素吸着樹脂の市販品としては、例えばアンバーライト（登録商標：ローム・アンド・ハース社製）、ＩＲＡ−７４３Ｔ、ダイヤイオンＣＲＢ０２、ダイヤイオンＣＲＢ０３（ともに、三菱化学（株）社製）などを挙げることができる。
上述したように、本発明者らは、紫外線酸化装置の後段にホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を配置した場合、紫外線酸化装置において過剰の紫外線照射により発生する過酸化水素が、ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を分解し、低分子量の有機物が多量に溶出して、下流側の水処理装置におけるＴＯＣ除去負荷が高くなることを見出した。この理由は次のように推測される。
上記のような多価アルコール基を官能基として有するホウ素吸着樹脂に過酸化水素を含む水が接触した場合、ホウ素吸着樹脂が分解することがある。以下において、このホウ素吸着樹脂の分解について、下記式（Ｉ）を参照し、樹脂骨格に、イオン交換基としてＮ−メチルグルカミン基を有するホウ素吸着樹脂を例に説明する。
上記式（Ｉ）に示すように、Ｎ−メチルグルカミン基を有するホウ素吸着樹脂の場合、過酸化水素によって結合が切れるのは、（１）ポリスチレン樹脂やフェノール樹脂の樹脂骨格を構成する炭化水素鎖とベンゼン環の結合が切れる場合、（２）Ｎ−メチルグルカミン基が脱離する場合、（３）Ｎ−メチルグルカミン基の窒素原子に結合するメチル基が脱離する場合、（４）Ｎ−メチルグルカミン基の窒素原子に結合する多価アルコール基が脱離する場合、の４通りが考えられる。また、（４）Ｎ−メチルグルカミン基の窒素原子に結合する多価アルコール基が脱離する場合、当該多価アルコールに含まれる複数の炭素―炭素間結合が切れることも考えられる。
ここで、ホウ素吸着樹脂／陰イオン交換混床樹脂では、（１）〜（４）のいずれで結合が切れた場合も、脱離した有機物成分はイオン交換樹脂層から漏出する。この漏出した有機物成分は、紫外線酸化装置で紫外線照射により有機酸に分解した後、さらに非再生型混床式イオン交換樹脂により有機酸を捕捉することで除去することができる。
ところが、上記（４）で切断されて生じた有機物成分の場合、紫外線酸化装置での紫外線照射により、最大５倍当量のギ酸が生じ得る。そのため、下流側に配置される非再生型混床式イオン交換樹脂装置の負荷もその分増加して、非再生型混床式イオン交換樹脂を極めて早期に劣化させると考えられる。
また、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂内で上記、（１）、（２）の結合が切れた場合、脱離基には、＋の電荷を持つ窒素原子が含まれるため、脱離した有機物成分が樹脂層内でイオン交換され、イオン交換樹脂層から漏出することはない。一方、上記（３）、（４）のように結合が切れた場合、脱離した有機物成分はホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂でイオン交換されずに、イオン交換樹脂層から漏出する。
なお、ホウ素吸着樹脂以外にも、陰イオン交換樹脂も、過酸化水素によって分解されることがあり、例えば、イオン交換基として、一級アミノ基、二級アミノ基、三級アミノ基等を有する陰イオン交換樹脂でも、有機物成分の脱離は起きる。そして、上記陰イオン交換樹脂の分解が、ホウ素吸着樹脂／陰イオン交換混床樹脂内で生じた場合には、脱離した生じた有機物成分は、そのままイオン交換樹脂から漏出する。一方、上記陰イオン交換樹脂の分解がホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂内で生じた場合には、有機物成分はイオン交換基がそのまま脱離したものが大部分であるので、イオン交換樹脂層内のイオン交換樹脂に捕捉され、イオン交換樹脂層から漏出することはほとんどない。ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂内で陽イオン交換樹脂の分解が生じた場合も同様である。
そして、上記のホウ素吸着樹脂／陰イオン交換混床樹脂内で上記陰イオン交換樹脂が分解して生じた有機物成分がイオン交換樹脂層から漏出された場合であっても、当該漏出有機物成分による後段の非再生型混床式イオン交換樹脂への影響は極めて小さい。これは、陰イオン交換樹脂の有するイオン交換基の分子量はホウ素吸着樹脂の有するイオン交換基の分子量より小さく、炭素−炭素結合数も少ないため、これら分解により発生する有機分成分の当量は、上記ホウ素吸着樹脂の分解により発生するのよりも大幅に少ないと考えられためである。
上記の推定によって、本発明者らは、第１の紫外線酸化装置１２における紫外線照射量を調整して、第１の紫外線酸化装置１２における過酸化水素の発生量を制御することで、ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂における高いホウ素除去率を実現するとともに、下流側に備えられる非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の負荷を効率よく軽減して、ホウ素濃度及びＴＯＣ濃度を著しく低減した超純水を長期間製造し得ることを見出したのである。
以下、本発明の超純水製造システムが具備する各装置について説明する。
以下、本発明の超純水製造システムが具備する各装置について説明する。
超純水製造システム１において、原水としては、市水、井水、工業用水等を使用することができる。原水中には、ホウ素（Ｂ）が５〜１００μｇ／Ｌ程度含まれている。前処理装置１１は、原水の懸濁物質を除去して、原水をホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３に供給するに適した水質に処理する。原水中のホウ素のうち、前処理装置１１で除去されないホウ素が水中に残留することになる。
前処理装置１１は例えば、砂ろ過装置、精密ろ過装置等を適宜選択して構成され、さらに必要に応じて被処理水の温度調節を行う熱交換器等を備えて構成される。なお、原水の水質によっては、前処理装置１１は備えなくてもよい。
第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）１２は、１８５ｎｍ付近の波長を有する紫外線を照射可能な紫外線ランプを有し、この紫外線ランプによって被処理水に紫外線を照射することで、被処理水中のＴＯＣを酸化分解する。第１の紫外線酸化装置１２に用いられる紫外線ランプは、１８５ｎｍの紫外線のみを発生するランプである必要はなく、例えば、１８５ｎｍの紫外線とともに２５４ｎｍ付近の紫外線を放射する低圧水銀ランプを使用することができる。このような低圧水銀ランプの市販品として、例えば、ＪＰＷ−２、ＡＵＶ−８０００ＴＯＣ、ＳＵＶ-ＴＯＣシリーズ等（ともに日本フォトサイエンス社製）が好適である。
第１の紫外線酸化装置１２は、波長１８５ｎｍ付近の紫外線により、水を分解してＯＨラジカルを生成し、このＯＨラジカルが、被処理水に含有される有機物を酸化分解する。第１の紫外線酸化装置１２において過剰の紫外線照射が行われた場合、有機物の酸化分解に寄与しないＯＨラジカル同士が反応して過酸化水素が発生する。この発生した過酸化水素は、下流側に備えられるイオン交換樹脂塔内の樹脂を分解することがある。
上記過酸化水素を低減して、下流側のホウ素吸着樹脂混合イオン交換樹脂の分解を抑制するために、第１の紫外線酸化装置１２における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３である。
また、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３の被処理水中に二酸化炭素やカルボン酸化合物が含まれると、これらがホウ素吸着樹脂に吸着されることで、ホウ素吸着樹脂のホウ素の吸着能を低下させることがある。
ここでいうカルボン酸化合物は、例えば、分子内に１又は２以上のカルボキシル基を有する、炭素数が０又は１以上の脂肪族カルボン酸であり、典型的には、炭素数が０〜５の脂肪族カルボン酸である。カルボン酸化合物として具体的には、ギ酸、酢酸、シュウ酸等が挙げられる。
上記第１の紫外線酸化装置１２における、紫外線照射量が０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３であることで、処理水中の二酸化炭素及びカルボン酸化合物を低減することができる。紫外線照射量が０．０５ｋＷｈ／ｍ３以上０．１ｋＷｈ／ｍ３未満とすることで、紫外線照射装置の消費電力を抑えられるので、より好ましい。上記範囲では、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３におけるホウ素吸着能向上効果も得ることができる。上記第１の紫外線酸化装置１２を通流した水中の二酸化炭素及びカルボン酸化合物の合計濃度は、例えば、ＴＯＣ換算で１〜２０μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）であることが好ましい。
ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３は、第１の紫外線酸化装置１２を通流した水中のホウ素を捕捉して除去する。ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３は、例えば、円筒形状の樹脂塔内部に、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合したホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂が充填されて構成される。
ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂における、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂の混合割合は、ホウ素吸着樹脂の交換容量をＣＢ、陰イオン交換樹脂の交換容量をＣＡとしてＣＡ／ＣＢが０．２〜５が好ましく、１〜５がより好ましい。ＣＡ／ＣＢが５以下であることで、ホウ素吸着樹脂によるホウ素吸着能を十分に発揮することができる。ＣＡ／ＣＢが０．２以上であることで、ホウ素吸着樹脂のホウ素吸着能を阻害する有機酸の影響を抑えることができるため、ホウ素吸着樹脂によるホウ素吸着能を十分に発揮することができる。
また、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３は、上記ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂にさらに、陽イオン交換樹脂を混合した、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂を備えていてもよい。
この場合、ホウ素吸着樹脂における上記（１）〜（３）の脱離で生じた脱離基は、＋の電荷を有する窒素原子（Ｎ＋）を有するため、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂に含有される陽イオン交換樹脂によってイオン交換される。また、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂に含有される陰イオン交換樹脂が分解した場合にも、上記同様、電荷を有する窒素原子を含む脱離基は、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂に含有される陽イオン交換によってイオン交換される。そのため、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂から、上記脱離基が有機物として漏出するのを抑制することができる。
ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂における、ホウ素吸着樹脂、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の混合割合は、上記したホウ素吸着樹脂の交換容量をＣＢ、陽イオン交換樹脂の交換容量をＣＣ、陰イオン交換樹脂の交換容量をＣＡで示した場合の交換容量比で、ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）が０．３〜１．３が好ましく、０．４〜１．０がより好ましい。
ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）が１．３以下であれば、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂内が酸性雰囲気となりにくく、ホウ素吸着能を十分に発揮することができる。ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）が０．３以上であることで、混合される陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂による混床式イオン交換樹脂としての効果を十分に発揮させ、処理水の純度を向上させることができる。
陰イオン交換樹脂としては、強塩基性陰イオン交換樹脂が好ましく、イオン交換樹脂の加水分解が少なく有機系陰イオン成分の超純水への溶出が少ないため、イオン交換基として第４級アンモニウム基を有するスチレン系樹脂などが好ましい。強塩基性陰イオン交換樹脂としては交換容量が好ましくは０．７〜１．５ｍｅｑ／ｍＬ、より好ましくは１〜１．５ｍｅｑ／ｍＬのものが好適である。
また、陰イオン交換樹脂は、イオン選択性の低い陰イオン成分を除去できることからＯＨ型が好ましい。ＯＨ型転換率としては、９９．９５％以上のものが好適に用いられる。陰イオン交換樹脂の比重は、１．０〜１．１ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
強塩基性陰イオン交換樹脂の市販品として、Ｄｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ（ローム・アンド・ハース社製）、ダイヤイオンＳＡＴ２０Ｌ（三菱化学（株）社製）等が挙げられる。
陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂が好ましく、イオン交換樹脂の加水分解が少なく有機陽イオン成分の超純水への溶出が少ないため、イオン交換基としてスルホン酸基を有するスチレン系樹脂などが好ましい。強酸性陽イオン交換樹脂は、交換容量が好ましくは１．５〜２．５ｍｅｑ／ｍＬ、より好ましくは２〜２．５ｍｅｑ／ｍＬのものが好適である。
陽イオン交換樹脂としては、イオン選択性の低い陽イオン成分を除去できることからＨ型が好ましい。Ｈ型転換率としては、９９．９５％以上のものが好適に用いられる。陽イオン交換樹脂の比重は、１．２〜１．３ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
強酸性陽イオン交換樹脂の市販品として、Ｄｕｏｌｉｔｅ ＣＧＰ（ローム・アンド・ハース社製）、ダイヤイオンＳＫＴ２０Ｌ（三菱化学（株）社製）等が挙げられる。
ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３における通水速度は、長期間ホウ素を高度に除去する観点から、空間速度ＳＶが、１〜１００（１／ｈ）であることが好ましく、３〜５０（１／ｈ）であることが特に好ましい。通水速度が上記した上限値以下であることで、ホウ素の除去率を向上させることができる。一方、上記した下限値以上であることで、混床樹脂からの有機物等の溶出を抑制し、処理水のＴＯＣ濃度をより低減することができる。
ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３におけるホウ素除去率としては例えば、９７％以上を得ることができ、上記水質の原水を用いる場合、ホウ素濃度が１ｎｇ／Ｌ以下の処理水を得ることができる。また、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３の処理水中のＴＯＣ濃度は、５μｇ／Ｌ以下に維持することが好ましく、３μｇ／Ｌがより好ましく、１μｇ／Ｌがさらに好ましい。
第２の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ２）１４は、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３の処理水に紫外線を照射して、水中のＴＯＣ成分を分解する。ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３の処理水中のＴＯＣ成分としては主として、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３内の混床樹脂が分解して生じる有機物成分、微量残留する原水由来の有機物成分、及び配管等が由来の有機物成分などである。第２の紫外線酸化装置１４において、このような有機物成分を分解することで、末端において、よりＴＯＣ濃度の低い超純水を得ることができる。
第２の紫外線酸化装置１４としては、第１の紫外線酸化装置１２と同様の装置を用いることができる。第２の紫外線酸化装置１４における紫外線照射量は、０．１〜０．５ｋＷｈ／ｍ３であることが好ましい。このように、第２の紫外線酸化装置１４を設けることで、第１の紫外線酸化装置１２及び第２の紫外線酸化装置１４における消費電力の合計を少なくすることができる。また、第１の紫外線酸化装置１２及び第２の紫外線酸化装置１４における消費電力が小さくなるため、過酸化水素の発生量が低減されるため、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３や非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５におけるイオン交換樹脂、特に、ホウ素吸着樹脂への影響を小さくすることができる。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）１５は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を各交換容量に応じて混合した陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂が、樹脂塔等の装置内に充填されて構成される。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５は、超純水製造システム１の末端付近に設置される。非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５は、主として、第２の紫外線酸化装置１４で水中の有機物成分が分解して生じた微量の有機酸成分を除去して、ＴＯＣ濃度を低減する。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５は、陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂が劣化ないし破過した際に、装置ごと交換されるか、内部に充填された樹脂を取り出し、新しい樹脂と交換される。ここで、第２の紫外線酸化装置１４に供給される水中のＴＯＣ成分の量が多いと、ここで分解されて生じる有機酸の量が多くなり、非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の負荷が増大し、交換頻度が上昇する。
上記問題に対し、本実施形態の超純水製造システム１では、第１の紫外線酸化装置１２の紫外線照射量を上記した範囲にすることで、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３内の樹脂の分解が抑制される。そのため、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３からの有機物成分の漏出が抑制されて、非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の負荷が極めて軽減される。これにより、非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の交換を経ずに、ホウ素濃度及びＴＯＣ濃度の極めて低い超純水を、長期にわたって製造することができる。
なお、超純水製造システム１には、上記以外にも、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置、真空脱気装置、膜脱気装置、限外ろ過装置（ＵＦ）、精密ろ過装置（ＭＦ）等が設置されていてもよい。
（第２の実施形態）
次に、図２を参照して、第２の実施形態に係る超純水製造システム２について説明する。超純水製造システム２は、上記第１の実施形態に係る超純水製造システム１の、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）の上流側に、逆浸透膜装置（ＲＯ）２１及び電気脱イオン装置（ＥＤＩ）２２を備えて構成される。図２において、図１に示す超純水製造システム１と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
次に、図２を参照して、第２の実施形態に係る超純水製造システム２について説明する。超純水製造システム２は、上記第１の実施形態に係る超純水製造システム１の、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）の上流側に、逆浸透膜装置（ＲＯ）２１及び電気脱イオン装置（ＥＤＩ）２２を備えて構成される。図２において、図１に示す超純水製造システム１と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
逆浸透膜装置（ＲＯ）２１は、前処理水中の塩類及びイオン性、コロイド性の有機物等を除去して濃縮水及び透過水を生成する。逆浸透膜装置２１としては、三酢酸セルロース系非対称膜や、ポリアミド系複合膜を用い、シート平膜、スパイラル膜、管状膜、中空糸膜とした膜モジュールを用いることができる。中でも、不純物の除去率を高める点から、ポリアミド系の複合膜であることが好ましく、膜形状はスパイラル膜であることが好ましい。
逆浸透膜装置２１の水回収率は、５０〜９５％であることが好ましく６０〜９０％であることがより好ましく、６５〜８５％であることがさらに好ましい。ホウ素濃度の極めて低い超純水を長期間得る点から、逆浸透膜装置２１のホウ素除去率は、８５％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
逆浸透膜装置２１の膜抵抗は、４５ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上が好ましく、５３ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上がより好ましく、６０ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上がさらに好ましい。逆浸透膜装置２１の膜抵抗が４５ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上であると、末端において、より長期間、低いホウ素濃度を維持することができる。膜抵抗は、２００ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以下が好ましい。膜抵抗が２００ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以下であれば、逆浸透膜装置２１に備えられる逆浸透膜モジュールの数が大きくなりすぎず、適正に運転することができる。ここで、膜抵抗は、逆浸透膜装置２１に所定の供給圧の純水を通水した際の、フラックスに対する当該圧力の値（圧力／フラックス）である。フラックスは、常温（２０℃±５℃）で、逆浸透膜モジュールの設計最大運転圧以下、かつ当該逆浸透膜モジュールの設計運転圧の１／４以上で純水を通水して実測した値である。
このような逆浸透膜装置２１としては、ＴＭ８２０Ｋ（膜抵抗１２０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｍ（膜抵抗９４ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｖ（膜抵抗６５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０（膜抵抗５５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＳＵ７２０ＲＢ（膜抵抗５０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））（いずれも、東レ社製）、ＳＷＣ４ ＭＡＸ（膜抵抗７２ＭＰａ／（ｍ／ｈ）、日東電工社製）が例示される。
逆浸透膜装置２１は２台以上の逆浸透膜装置を直列に接続して複数段として構成してもよい。この場合、逆浸透膜装置２１での脱塩率を高め、その結果、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３において、ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂又はホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂の負荷を小さくすることができるので、ホウ素除去能を高めることができる。なお、逆浸透膜装置２１を複数段として構成する場合には、２段逆浸透膜装置であることが好ましい。
電気脱イオン装置（ＥＤＩ）２２は、逆浸透膜装置２１装置の透過水をイオン交換処理して、水中のイオン成分を除去する。電気脱イオン装置２２は、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜で形成された空隙にイオン交換体を充填して、脱塩室、濃縮室を形成し、直流電流を印加して被処理水中のイオンを除去するよう構成されている。電気脱イオン装置２２としては、ＭＫ−３シリーズ（Ｅ−Ｃｅｌｌ社製）、ＶＮＸシリーズ（ＩＯＮＰＵＲＥ社製）等の市販品を用いることができる。なお、電気脱イオン装置２２の水回収率は、８０〜９８％であることが好ましい。電気脱イオン装置２２は、１台を単段で用いてもよく、２台以上を直列に接続して複数段として用いてもよい。
本実施形態の超純水製造システム２では、電気脱イオン装置（ＥＤＩ）２２における電流値を調節して、末端水質を向上させることができる。電気脱イオン装置２２における、１セルペア処理流量あたりの電流値（Ａ値）は、３０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上が好ましく、４０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上がより好ましく、６０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上がさらに好ましい。電気脱イオン装置２２における、１セルペア処理流量あたりの電流値が３０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上であることで、末端において、より長期間、低いホウ素濃度を維持することができる。消費電力が大きくなりすぎない点から、Ａ値は３００Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以下が好ましい。なお、１セルペア処理流量は、１セルペアあたりの処理流量であり、電気脱イオン装置２２への被処理水の供給流量（ｍ３／ｈ）を、電気脱イオン装置２２の有する陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の組み合わせ（ペア）の数（セル数）で除して求めることができる。
ホウ素濃度の極めて低い超純水を長期間得る点から、電気脱イオン装置２２におけるホウ素除去率は、９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。
このようにして、逆浸透膜装置２１及び電気脱イオン装置２２で処理された水は、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３、第２の紫外線酸化装置１４及び非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５に順に通水されて、水中に残留するホウ素及びＴＯＣ成分が除去される。ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３、第２の紫外線酸化装置１４及び非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の好ましい態様及び通水条件などは上記第１の実施形態と同様である。
超純水製造システム２においては、上記逆浸透膜装置２１及び電気脱イオン装置２２を経た水に、第１の紫外線酸化装置で紫外線量０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３で紫外線が照射されるため、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３に充填される混床樹脂の分解が抑制され、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置１３の処理水中のＴＯＣの濃度は、例えば、０．６μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）以下を得られる。これにより、非再生型混床式イオン交換樹脂装置１５の処理水として、例えば、ＴＯＣ濃度が０．５μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）以下、ホウ素濃度が１ｎｇ／Ｌ以下の超純水を１カ月間、好ましくは１年間の長期にわたって製造することができる。より好ましくは、ＴＯＣ濃度が０．４μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）以下、さらに好ましくは、ＴＯＣ濃度が０．２μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）以下の超純水を長期にわたって製造することができる。また、より好ましくは、ホウ素濃度が０．７ｎｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５ｎｇ／Ｌ以下の超純水を長期にわたって製造することができる。
次に、実施例について説明する。
（実験例１）
ホウ素吸着樹脂（Ｂ）、陰イオン交換樹脂（Ａ）、陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＭＢ）、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＢＭＢ）についてＴＯＣ成分の漏出による後段の非再生型混床式イオン交換樹脂装置への負荷の相違を確認した。
ホウ素吸着樹脂（Ｂ）、陰イオン交換樹脂（Ａ）、陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＭＢ）、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＢＭＢ）についてＴＯＣ成分の漏出による後段の非再生型混床式イオン交換樹脂装置への負荷の相違を確認した。
ホウ素吸着樹脂を充填した装置の下流側に、紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ）と非再生型混床式イオン交換樹脂装置（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）を順に配置し、加速試験として、過酸化水素濃度を２００μｇ／Ｌとした試験水を、空間速度ＳＶ＝１３（１／ｈ）でホウ素吸着樹脂に供給した。試験水は、純水に過酸化水素を添加して調製した。
試験水の通水後の非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度（末端ＴＯＣ濃度）の経時変化を調べた。結果を図３に示す。
上記ホウ素吸着樹脂を、陰イオン交換樹脂、陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂に変更した場合のそれぞれについて、上記同様に試験水を通水し、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度（末端ＴＯＣ濃度）の経時変化を調べた。結果を図３に示す。
なお、本実験例で用いた各装置（樹脂）の仕様及び通水条件は以下のとおりである。
ホウ素吸着樹脂（Ｂ）：ダイヤイオンＣＲＢ０３、三菱化学（株）社製、交換容量：０．８ｅｑ／Ｌの３．８Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝１３．２（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
陰イオン交換樹脂（Ａ）：強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ、ローム・アンド・ハース社製、交換容量：１．１ｅｑ／Ｌ）の２．８Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝１８（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
ホウ素吸着樹脂（Ｂ）：ダイヤイオンＣＲＢ０３、三菱化学（株）社製、交換容量：０．８ｅｑ／Ｌの３．８Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝１３．２（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
陰イオン交換樹脂（Ａ）：強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ、ローム・アンド・ハース社製、交換容量：１．１ｅｑ／Ｌ）の２．８Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝１８（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＭＢ）：強酸性陽イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ ＣＧＰ、ローム・アンド・ハース社製、交換容量：２．０ｅｑ／Ｌ）の０．８Ｌと、強塩基性陰イオン交換樹脂（Ｄｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ、ローム・アンド・ハース社製、交換容量：１．１ｅｑ／Ｌ）の２．８Ｌを混合したものを使用、空間速度ＳＶ＝１４（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＢＭＢ）：上記ホウ素吸着樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂及び強塩基性陰イオン交換樹脂を、ホウ素吸着樹脂／強塩基性陰イオン交換樹脂／強塩基性陰イオン交換樹脂で表わされる交換容量比（ＣＣ／ＣＡ／ＣＢ）を５．６／１０．６／３．０で混合したもの１６．２Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝３．２（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置：Ｄｕｏｌｉｔｅ ＣＧＰ、ローム・アンド・ハース社製とＤｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ、ローム・アンド・ハース社製を等量混合したもの、樹脂量１Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝５０（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂（ＢＭＢ）：上記ホウ素吸着樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂及び強塩基性陰イオン交換樹脂を、ホウ素吸着樹脂／強塩基性陰イオン交換樹脂／強塩基性陰イオン交換樹脂で表わされる交換容量比（ＣＣ／ＣＡ／ＣＢ）を５．６／１０．６／３．０で混合したもの１６．２Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝３．２（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置：Ｄｕｏｌｉｔｅ ＣＧＰ、ローム・アンド・ハース社製とＤｕｏｌｉｔｅ ＡＧＰ、ローム・アンド・ハース社製を等量混合したもの、樹脂量１Ｌを使用、空間速度ＳＶ＝５０（１／ｈ）、流量５０Ｌ／ｈ。
図３に示されるように、ホウ素吸着樹脂に過酸化水素を含む試験水が通水されると、陰イオン交換樹脂や陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂に比べて、下流側の非再生型混床式イオン交換樹脂装置の劣化が早期に進むことが分かった。
（例１〜６）
例１〜６では、図１と同様の構成を用いて、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）における紫外線照射量と、末端ＴＯＣ濃度の関係を調べた。例２〜５は実施例であり、例１、６は比較例である。
例１〜６では、図１と同様の構成を用いて、第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）における紫外線照射量と、末端ＴＯＣ濃度の関係を調べた。例２〜５は実施例であり、例１、６は比較例である。
第１の紫外線酸化装置、ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂装置、第２の紫外線酸化装置、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の順に配置した。各装置は以下のものを使用した。
ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂装置：上記実験例で使用したのと同様の樹脂を、同比率で混合したもの２５Ｌを樹脂塔内に充填した装置、ＳＶ＝３０（１／ｈ）。
第１の紫外線酸化装置、第２の紫外線酸化装置：日本フォトサイエンス社製ＪＰＷ−２。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置：上記実験例と同様のもの、ＳＶ＝３０（１／ｈ）。
第１の紫外線酸化装置、第２の紫外線酸化装置：日本フォトサイエンス社製ＪＰＷ−２。
非再生型混床式イオン交換樹脂装置：上記実験例と同様のもの、ＳＶ＝３０（１／ｈ）。
第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量を表１に示すように変更して、被処理水を１年間通水した際の、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度（末端ＴＯＣ濃度）を調べた。結果を表１及び図４に示す。
上記同様にして、被処理水を１カ月間通水した際の、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度（末端ＴＯＣ濃度）を調べた。結果を表１及び図５に示す。
また、通水初期の第１の紫外線酸化装置の処理水の過酸化水素濃度を測定し、第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量と、過酸化水素の発生量の関係を調べた。結果を表１及び図６に示す。
（例７〜１６（実施例））
例７〜１６では、図２と同様の構成を用いて、逆浸透膜装置（ＲＯ）及び電気脱イオン装置（ＥＤＩ）における処理条件と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水の水質（末端水質）との関係を調べた。上記の例で使用した構成の、第１の紫外線酸化装置の上流側に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置をこの順に配置した。原水の水質は、ＴＯＣ濃度２００μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）、ホウ素濃度１００μｇ／Ｌ、導電率１５０μＳ／ｃｍである。
例７〜１６では、図２と同様の構成を用いて、逆浸透膜装置（ＲＯ）及び電気脱イオン装置（ＥＤＩ）における処理条件と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水の水質（末端水質）との関係を調べた。上記の例で使用した構成の、第１の紫外線酸化装置の上流側に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置をこの順に配置した。原水の水質は、ＴＯＣ濃度２００μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）、ホウ素濃度１００μｇ／Ｌ、導電率１５０μＳ／ｃｍである。
第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）における紫外線照射量を０．０９ｋＷ・ｈ／ｍ３に設定して、被処理水を、逆浸透膜装置（ＴＭ８２０Ｋ、東レ社製）に供給した。この逆浸透膜装置の透過水を、電気脱イオン装置（ＶＮＸ、ＩＯＮＰＵＲＥ社製）、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置、非再生型混床式イオン交換樹脂装置に順に通水した。
ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置としては、樹脂塔内部に、上記実験例で使用したのと同様のホウ素吸着樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂及び強酸性陽イオン交換樹脂を、交換容量比ＣＣ／ＣＡ／ＣＢ＝５．６／１０．６／３．０（ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）＝０．４１）で混合したホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂を３０Ｌ充填して用いた。
この際、電気脱イオン装置に供給する電流を変更してＡ値を表２のように調節し、それぞれ被処理水を通水して、１カ月後と、１年後の、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度及びホウ素（Ｂ）濃度を調べた。結果を表２に示す。
また、被処理水の通水初期における、第１の紫外線酸化装置の処理水の過酸化水素濃度、逆浸透膜装置における膜抵抗及びホウ素（Ｂ）除去率、電気脱イオン装置におけるホウ素（Ｂ）除去率を測定した。ホウ素（Ｂ）除去率は、｛１−（透過水中のホウ素濃度／供給水中のホウ素濃度）｝×１００（％）で算出される値である。結果を表２に示す。
次いで、第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量を０．０９ｋＷ・ｈ／ｍ３に設定して、電気脱イオン装置のＡ値を８０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数として、上記同様に被処理水を逆浸透膜装置に供給した。
逆浸透膜装置として、膜抵抗の異なるものを使用し、それぞれ、被処理水を通水して、１カ月後と、１年後の、非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水のＴＯＣ濃度及びホウ素（Ｂ）濃度を調べた。結果を表３に示す。
また、被処理水の通水初期における、第１の紫外線酸化装置の処理水の過酸化水素濃度、逆浸透膜装置における膜抵抗及びホウ素（Ｂ）除去率、電気脱イオン装置におけるホウ素（Ｂ）除去率を測定した結果を表３に示す。
なお、用いた逆浸透膜装置は次のものである。
ＴＭ８２０Ｋ（膜抵抗１２０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｍ（膜抵抗９４ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｖ（膜抵抗６５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０（膜抵抗５５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＳＵ７２０ＲＢ（膜抵抗５０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＳＵＬ−Ｇ２０Ｐ（膜抵抗４０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））（いずれも、東レ社製）、ＳＷＣ４ ＭＡＸ（膜抵抗７２ＭＰａ／（ｍ／ｈ）、日東電工社製）
ＴＭ８２０Ｋ（膜抵抗１２０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｍ（膜抵抗９４ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０Ｖ（膜抵抗６５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＴＭ８２０（膜抵抗５５ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＳＵ７２０ＲＢ（膜抵抗５０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））、ＳＵＬ−Ｇ２０Ｐ（膜抵抗４０ＭＰａ／（ｍ／ｈ））（いずれも、東レ社製）、ＳＷＣ４ ＭＡＸ（膜抵抗７２ＭＰａ／（ｍ／ｈ）、日東電工社製）
また、各例において、ＴＯＣ濃度は、ＴＯＣ濃度計（Ａｎａｔｅｌ社製、Ａｎａｔｅｌ Ａ１０００ ＸＰ）、ホウ素濃度は、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）装置、過酸化水素濃度は、Ｎｏｘｉａ(野村マイクロ・サイエンス（株）社製)によって測定した。
１，２…超純水製造システム、１１…前処理装置、１２…第１の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）、１３…ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置、１４…第２の紫外線酸化装置（ＴＯＣ−ＵＶ１）、１５…非再生型混床式イオン交換樹脂装置Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）、１６…ユースポイント（ＰＯＵ）、２１…逆浸透膜装置（ＲＯ）、２２…電気脱イオン装置（ＥＤＩ）。
Claims (10)
- ホウ素成分と全有機炭素成分とを含む被処理水を処理して超純水を製造する超純水製造システムであって、
第１の紫外線酸化装置と、ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置と、第２の紫外線酸化装置と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置をこの順に備え、
前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置は、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を有し、
前記第１の紫外線酸化装置における紫外線照射量は、０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３である
ことを特徴とする超純水製造システム。 - 前記ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂における、前記ホウ素吸着樹脂及び前記陰イオン交換樹脂の混合割合は、前記陰イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＡ」、前記ホウ素吸着樹脂の交換容量を「ＣＢ」として、ＣＡ／ＣＢが０．２〜５であることを特徴とする請求項１に記載の超純水製造システム。
- 前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置は、前記ホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂にさらに陽イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂を有す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システム。
- 前記ホウ素吸着／陽イオン交換／陰イオン交換混床樹脂における、ホウ素吸着樹脂、陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂の混合割合は、前記陰イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＡ」、前記ホウ素吸着樹脂の交換容量を「ＣＢ」、前記陽イオン交換樹脂の交換容量を「ＣＣ」として、ＣＣ／（ＣＡ＋ＣＢ）が０．３〜１．３であることを特徴とする請求項３記載の超純水製造システム。
- 前記第１の紫外線酸化装置の上流側に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置をこの順に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超純水製造システム。
- 前記電気脱イオン装置における、１セルペア処理流量あたりの電流値は、３０Ａ／（ｍ３／ｈ）×セル数以上であることを特徴とする請求項５に記載の超純水製造システム。
- 前記逆浸透膜装置における膜抵抗は、４５ＭＰａ／（ｍ／ｈ）以上であることを特徴とする請求項５又は６に記載の超純水製造システム。
- 前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置の処理水中の全有機炭素濃度が、５μｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超純水製造システム。
- 前記非再生型混床式イオン交換樹脂装置の処理水中の全有機炭素濃度は０．５μｇ／Ｌ（ａｓ Ｃ）未満、ホウ素濃度は０．５ｎｇ／Ｌ未満であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超純水製造システム。
- ホウ素成分と全有機炭素成分とを含む被処理水を処理して超純水を製造する超純水製造方法であって、
前記被処理水を、第１の紫外線酸化装置によって、紫外線照射量を０．０５〜０．２ｋＷｈ／ｍ３にして処理する工程と、
前記第１の紫外線酸化装置の処理水を、ホウ素吸着樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合してなるホウ素吸着／陰イオン交換混床樹脂を有するホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置で処理する工程と、
前記ホウ素吸着樹脂混合イオン交換装置の処理水を第２の紫外線酸化装置で処理する工程と、
前記第２の紫外線酸化装置の処理水を非再生型混床式イオン交換樹脂装置で処理する工程とを備えることを特徴とする超純水製造方法。
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