JP2023061181A - 電極水の回収方法、及び超純水、もしくは製薬用水製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
濃縮水には高濃度のイオンが含まれており、また、電極水には、電場を印加する際に生じる水素や酸素が含まれている場合がある。しかし、これらの排出水を回収して再利用することにより、水の使用率を高めることが試みられている。
一次純水装置12は、図1に示されるように、被処理水が貯留される被処理水ピット14、第一ポンプ18、流量計(FIQ)20、熱交換器(HEX)22、活性炭装置(AC)24、及び紫外線酸化装置(UV)26を備えている。さらに、一次純水装置12は、第二ポンプ34、第一逆浸透膜装置(RO)38、脱イオン水ピット40、電気式脱イオン装置(EDI)42、イオン交換樹脂装置44、スクラバ200、及び純水タンク46を備えている。
被処理水ピット14は、被処理水を貯留する。被処理水は、原水であって、被処理水としては、工業用水、水道水、地下水、河川水、井水などが挙げられる。第一ポンプ18は、被処理水ピット14に貯留された被処理水を、主流路100に沿って、被処理水の流れ方向(以下「水流れ方向」という場合がある)の下流側へ流す。
図2において、電気式脱イオン装置42は、対向して配置された陰極室42aと陽極室42bを有し、その間にイオン交換膜で区画された濃縮室42cと脱塩室42dが交互に配置されている。陰極室42aと陽極室42bは、それぞれ濃縮室42cが隣接している。図示の例では、イオン交換膜として、カチオン交換膜42eとアニオン交換膜42fが、陰極室42a側から陽極室42b側に向かって交互に配置されている。脱塩室42dには、イオン交換樹脂(図示せず)が満たされている。
濃縮水の循環は行われなくても良い。また、濃縮室42c、陽極室42b、陰極室42aにイオン交換樹脂、イオン交換繊維等の導電性物質が充填されていても良い。
脱塩室42dに充填するイオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合したものを用いることが好ましいが、この組み合わせに限定されない。また、他のイオン交換樹脂やイオン交換繊維等の導電性物質を単独で、もしくは上記に混合して充填しても良い。
図3には、スクラバ200の一例が示されている。スクラバ200は、脱気装置の一例であり、例えば円筒形の脱気塔202とその下部に配設した液槽203からなる。脱気塔202の上部にはスプレー部204が設けられている。スプレー部204には、脱気塔202内に電極水を導入するための給水配管206が接続されている。電極水は、電気式脱イオン装置42の排出圧力によりスクラバ200に流入するようになっている。脱気塔202の下部には、目皿205が設けられている。目皿205は、気体、液体を流通する通気孔を有すると共に、脱気塔202と液槽203を区画している。目皿205の上には、所定量の充填物208が配置されている。脱気塔202における充填物208の上方、例えば天井部には、排気口212が設けられている。充填物208としては、例えば、テラレット(登録商標)を用いることが可能である。
第二逆浸透膜装置48は、図1に示されるように、第一逆浸透膜装置38から分岐する分岐流路102の途中に配置されている。分岐流路102は、第一逆浸透膜装置38によって分離した濃縮水が流れる流路であって、一端が第一逆浸透膜装置38に接続され、他端が被処理水ピット14に接続されている。
イオン交換樹脂装置44は、前段の電気式脱イオン装置42の処理水に残留したイオン成分をさらに除去する。たとえば、非再生式の混床式のイオン交換樹脂塔が例示される。イオン交換樹脂装置44には、例えば、強酸性イオン交換樹脂及び強塩基性イオン交換樹脂の混合物が充填されるが、ホウ素選択性イオン交換樹脂等の他のイオン交換樹脂を混合させることも可能である。混床式ではなく、複層床式とすることも可能である。単床式の2塔以上の多塔式のイオン交換装置を用いることも可能である。また、ここで例示したイオン交換樹脂を単床として用いることも可能である。イオン交換樹脂装置44の構成は、電気式脱イオン装置42の処理水の水質、最終的に得られる超純水の水質を考慮して、任意に選択可能である。
二次純水装置112は、図1に示されるように、水流れ方向において、純水タンク46の下流側に配置されている。
電極水の回収方法は、超純水製造工程において、被処理水が電気脱イオン処理における陰極室42aを通ることで生成される電極水から水素ガスを除去して回収する電極水の回収方法であって、電極水を、スクラバ200に充填された充填物208の上に散布すると共に、充填物208の下から不活性ガスを供給して電極水中の水素ガスと反応させ、当該反応により生成される処理ガスを充填物208の上方の排気口212から排気し、水素ガスが除去された処理水228を充填物208の下方の排水部216から重力で排水して回収する。
また、電極水をそのまま回収して、純水・超純水、製薬用水製造に再利用する場合、水素によって、OHラジカル等が消費されるため、これらの製造装置に組み込まれている紫外線装置(紫外線酸化装置および紫外線殺菌装置)の性能が低下する。この影響も回避して、効率よく純水・超純水、製薬用水製造をすることが可能である。
超純水製造方法は、上記超純水製造システム10を用いた超純水製造工程において、上記電極水の回収方法により回収された処理水228を超純水の製造のために再利用する。
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
203 液槽
208 充填物
212 排気口
216 排水部
220 バルブ
222 排水口
224 水位センサ
228 処理水
230 上行管
232 上端
234 下行管
Claims (6)
- 超純水製造工程において、被処理水が電気脱イオン処理における陰極室を通ることで生成される電極水から水素ガスを除去して回収する電極水の回収方法であって、
前記電極水を、スクラバに充填された充填物の上に散布すると共に、前記充填物の下から不活性ガスを供給して前記電極水中の前記水素ガスと反応させ、当該反応により生成される処理ガスを前記充填物の上方の排気口から排気し、前記水素ガスが除去された処理水を回収することを特徴とする電極水の回収方法。 - 前記水素ガスが除去された処理水を前記充填物の下方の排水部から重力で排水して回収する、請求項1に記載の電極水の回収方法。
- 前記スクラバにおける前記充填物の下方に設けられた液槽に前記処理水を貯留し、前記液槽の水位を水位センサで検知し、前記水位が所定の水位を保つように、前記液槽の排水部に設けられたバルブを開閉する、請求項1に記載の電極水の回収方法。
- 前記スクラバにおける前記充填物の下方に設けられた液槽に前記処理水を貯留し、
前記液槽の排水部は、前記液槽に開口する排水口から上方に向かう上行管と、前記上行管の上端から折り返して下方に向かう下行管を有し、
前記上行管の中に封水を形成し、前記液槽の水位が前記上行管の上端を超えたときに前記処理水が越流して前記下行管へ流れるようにする、請求項1に記載の電極水の回収方法。 - 請求項1~請求項4の何れか1項に記載の電極水の回収方法により回収された処理水を超純水の製造のために再利用する、超純水、もしくは製薬用水製造方法。
- 前記回収した処理水を、原水を貯留するピットもしくは、前処理水を貯留するピットに還流する、請求項5に記載の超純水、もしくは製薬用水製造方法。
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