JP2021102200A - 純水製造方法、純水製造システム、超純水製造方法及び超純水製造システム - Google Patents
純水製造方法、純水製造システム、超純水製造方法及び超純水製造システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
また、安全性などの面から、近年は、薬液を使用しない方法での超純水製造が求められている。
まず、本発明の第1の実施形態に係る超純水製造方法について、図1を参照しながら詳細に説明する。
本発明の一実施形態である超純水製造方法は、被処理水を、第1の逆浸透膜装置で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置及びホウ素除去装置の順で処理して、ホウ素濃度が1ng/L以下である超純水を得る超純水製造方法である。
上記の比[硬度/シリカ]は、例えば、次の式で算出できる。
[硬度/シリカ] = 硬度濃度(Ca+Mgの炭酸カルシウム換算値) ÷ シリカ濃度(as SiO2)
また、電気式脱イオン装置3の回収率を80%未満としても、ホウ素除去率の向上はほとんど見られないため、電気式脱イオン装置3の回収率を80%未満とすることは好ましくない。
なお、ホウ素除去装置4は、電気式脱イオン装置3によって得られた水質(ホウ素濃度)によって、適宜最適なものを選べばよい。
上記説明では、電気式脱イオン装置3の運転条件による処理を説明したが、次のように特定の装置を用いることによっても、所望の水質の処理水を得ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態における超純水製造方法及び超純水製造システムについて、図2を参照しながら説明する。
本実施形態における超純水製造システムは、図2に示したように、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3、ホウ素除去装置4の順番で被処理水を処理する構成に加え、第2の逆浸透膜装置11と、第2の逆浸透膜装置11の処理水を循環させる循環配管12とを有する超純水製造システム10である。
本実施形態における超純水製造方法は、被処理水を第1の逆浸透膜装置2で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置3で処理し、さらにホウ素除去装置4で処理する。ここで、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3及びホウ素除去装置4は、第1の実施形態で説明した通りの処理を行えばよい。
本発明の第3の実施形態における超純水製造方法及び超純水製造システムについて、図3を参照しながら説明する。
本実施形態における超純水製造システムは、図3に示したように、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3、ホウ素除去装置として電気式脱イオン装置21の順番で被処理水を処理する構成に加え、第2の逆浸透膜装置11と、第2の逆浸透膜装置11の処理水を循環させる循環配管12とを有し、さらに、電気式脱イオン装置21の後段に、紫外線酸化装置22(TOC−UV)と混床式イオン交換装置23(MB)を有する超純水製造システム20である。
本実施形態における超純水製造方法は、被処理水を第1の逆浸透膜装置2で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置3で処理し、さらにホウ素除去装置として電気式脱イオン装置21で処理する。ここで、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3及び電気式脱イオン装置21は、第1の実施形態で説明した通りの処理を行えばよい。
ここで用いる酸化剤除去樹脂としては、パラジウム(Pd)担持樹脂によって過酸化水素を分解除去するパラジウム担持樹脂装置や表面に亜硫酸基及び/又は亜硫酸水素基を有する還元性樹脂を充填した還元性樹脂装置等が挙げられる。
次に、本発明の第4の実施形態における純水製造方法及び純水製造システムについて、図4を参照しながら説明する。
本実施形態における純水製造システムは、図4に示したように、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3の順番で被処理水を処理する構成と、第2の逆浸透膜装置11と、第2の逆浸透膜装置11の処理水を循環させる循環配管12とを有する純水製造システム30である。
本実施形態における純水製造方法は、被処理水を第1の逆浸透膜装置2で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置3で処理する。さらに、第1の逆浸透膜装置2で処理した際に得られる濃縮水と、電気式脱イオン装置3で処理した際に得られる濃縮水とを混合し、混合濃縮水を得て、この混合濃縮水を第2の逆浸透膜装置11で処理する。ここで、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3、第2の逆浸透膜装置11及び循環配管12は、第2の実施形態で説明した通りの処理を行えばよい。
(実施例1)
図1に示した、被処理水を、第1の逆浸透膜装置2、電気式脱イオン装置3、ホウ素除去装置4として電気式脱イオン装置、の順番で処理する超純水製造システム(RO1−EDI1−EDI2)を構築し、また、厚木市水を原水とし、ホウ素濃度10μg/L(ppb)、炭酸濃度3.6mg/L(ppm)、pH7.4の被処理水を用意した。
実施例1において、電気式脱イオン装置3(EDI1)として使用した装置の、脱塩室のセル幅を3mmにカスタマイズした以外は、実施例1と同一の装置構成として超純水製造システムを用意した。
実施例1で用いた超純水製造システムと同一のものを用い、電気式脱イオン装置3(EDI1)の運転条件を95%(電流:10A、処理流量:10(m3/h))とした以外は、実施例1と同一の条件で水処理を行った。
[pH]CP−200(Horiba社製、商品名)を用いてpHを測定した。
[ホウ素]サンプリングして誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)による分析を行い、ホウ素濃度を算出した。
[炭酸]全炭酸濃度を、TOC−900 On−Line(GE社製)を用いて測定した。
この実施例では、図4に示した純水製造装置における、濃縮水を循環させることについての作用、効果について確かめた。個々の装置は、上記実施例で用いた装置と同一である。
図5(a)では、第1の逆浸透膜装置で、炭酸が除去しにくいため透過水側に含まれ、その排水(濃縮水)が被処理水よりもアルカリ側に振れ、pHは7.74となっている。また、その透過水には炭酸が多く含まれ炭酸濃度は被処理水と同程度の3.6mg/L(ppm)である。第1の逆浸透膜装置の水回収率は70%である。
また、本実施形態の純水製造方法及び純水製造システムは、処理水質と水回収率とのバランスを良好に、水処理できることがわかった。
Claims (15)
- 被処理水を、第1の逆浸透膜装置で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置及びホウ素除去装置の順で処理して、ホウ素濃度が1ng/L以下である超純水を得る超純水製造方法であって、
前記電気式脱イオン装置の被処理水が、炭酸を1mg/L超含有し、かつ、前記電気式脱イオン装置の処理水が、前記炭酸が除去され、ホウ素を1μg/L以下含有することを特徴とする超純水製造方法。 - 前記電気式脱イオン装置を80%以上90%未満の回収率で運転する請求項1に記載の超純水製造方法。
- 前記電気式脱イオン装置の脱塩室のセル幅が2mm以上6mm以下である、請求項1に記載の超純水製造方法。
- 前記電気式脱イオン装置の濃縮水を、前記第1の逆浸透膜装置の濃縮水と混合して混合濃縮水とし、その混合濃縮水を第2の逆浸透膜装置に通水して得られた透過水を前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させる請求項1〜3のいずれか1項に記載の超純水製造方法。
- 前記ホウ素除去装置が、電気式脱イオン装置、ホウ素選択性イオン交換樹脂装置或いはホウ素選択性イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂及び/又は陰イオン交換樹脂の混床式イオン交換樹脂装置である請求項1〜4のいずれか1項に記載の超純水製造方法。
- 前記ホウ素除去装置が、電気式脱イオン装置であり、該電気式脱イオン装置の濃縮水を、前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させる請求項5に記載の超純水製造方法。
- 前記ホウ素除去装置の前段において膜脱気処理を行わない、請求項1〜6のいずれか1項に記載の超純水製造方法。
- 被処理水を、第1の逆浸透膜装置で処理した後、続けて、電気式脱イオン装置で処理する純水製造方法において、
前記電気式脱イオン装置の濃縮水を、前記第1の逆浸透膜装置の濃縮水と混合して混合濃縮水とし、その混合濃縮水を第2の逆浸透膜装置に通水して得られた透過水を前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させることを特徴とする純水製造方法。 - 被処理水を、第1の逆浸透膜装置、電気式脱イオン装置及びホウ素除去装置で順番に処理して、ホウ素濃度が1ng/L以下である超純水を得るための超純水製造装置であって、
前記第1の逆浸透膜装置の濃縮水と前記電気式脱イオン装置の濃縮水との濃縮混合水を処理するための第2の逆浸透膜装置と、
前記第2の逆浸透膜装置の透過水を、前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させる循環配管と、
を有することを特徴とする超純水製造システム。 - 前記電気式脱イオン装置のセル幅が2mm以上6mm以下である、請求項9に記載の超純水製造システム。
- 前記ホウ素除去装置が、電気式脱イオン装置、ホウ素選択性イオン交換樹脂装置或いはホウ素選択性イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂及び/又は陰イオン交換樹脂の混床式イオン交換樹脂装置である請求項9又は10に記載の超純水製造システム。
- 前記ホウ素除去装置が電気式脱イオン装置であり、該電気式脱イオン装置の濃縮水を、前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させる循環配管を有する請求項11に記載の超純水製造システム。
- 前記第1の逆浸透膜装置が、2つの逆浸透膜装置を直列に接続した逆浸透膜ユニットである請求項9〜12のいずれか1項に記載の超純水製造システム。
- 前記ホウ素除去装置の前段において膜脱気装置を有しない、請求項9〜13のいずれか1項に記載の超純水製造システム。
- 被処理水を、第1の逆浸透膜装置及び電気式脱イオン装置で順番に処理する純水製造装置であって、
前記第1の逆浸透膜装置の濃縮水と前記電気式脱イオン装置の濃縮水との濃縮混合水を処理するための第2の逆浸透膜装置と、
前記第2の逆浸透膜装置の透過水を、前記第1の逆浸透膜装置の前段に循環させる循環配管と、
を有することを特徴とする純水製造システム。
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