JP2865452B2 - 原水中の溶存ガス除去装置 - Google Patents
原水中の溶存ガス除去装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工業用水、純水、超純水
等の原水中に溶解している酸素ガスや窒素ガスのような
溶存ガスを可能な限り取り除く原水中の溶存ガス除去装
置に関するものである。
等の原水中に溶解している酸素ガスや窒素ガスのような
溶存ガスを可能な限り取り除く原水中の溶存ガス除去装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】産業界では種々の形態で水が使用されて
いるが、腐蝕防止や水温上昇に伴う発泡の防止のため
に、水中に溶解している溶存ガスの量を低減することが
望まれている。たとえば、酸素ガスについては半導体製
造業界でシリコン基板を洗浄する際にいわゆる超純水で
ある洗浄水中に酸素ガスが溶存していると表面上に不必
要な自然酸化膜が生成することが明らかにされていると
共に、洗浄水中に酸素ガスや窒素ガスが溶解している
と、半導体ウエハー上に形成されている通常トレンチと
呼ばれる極めて狭小な溝内に存在する空気が障害となっ
て当該洗浄水がトレンチ内に入ることができず、その結
果洗浄が不完全になるという問題点がある。すなわち、
溶存ガスを実質的に含まない洗浄水を用いた場合には、
トレンチ内に存在する空気が洗浄水中に吸収されるた
め、トレンチ内に洗浄水が入り込むことができるのであ
るが、洗浄水中にガスが既にほぼ飽和近くまで溶解して
いる場合には、トレンチ内の空気を吸収することができ
ず洗浄が不完全なものとなるのである。このことは、最
近半導体ウエハーの集積度の上昇に伴いアスペクト比
（トレンチの深さ／幅の比）が次第に高くなる、つまり
トレンチの幅が益々狭小となる傾向にあるので一層重要
である。
いるが、腐蝕防止や水温上昇に伴う発泡の防止のため
に、水中に溶解している溶存ガスの量を低減することが
望まれている。たとえば、酸素ガスについては半導体製
造業界でシリコン基板を洗浄する際にいわゆる超純水で
ある洗浄水中に酸素ガスが溶存していると表面上に不必
要な自然酸化膜が生成することが明らかにされていると
共に、洗浄水中に酸素ガスや窒素ガスが溶解している
と、半導体ウエハー上に形成されている通常トレンチと
呼ばれる極めて狭小な溝内に存在する空気が障害となっ
て当該洗浄水がトレンチ内に入ることができず、その結
果洗浄が不完全になるという問題点がある。すなわち、
溶存ガスを実質的に含まない洗浄水を用いた場合には、
トレンチ内に存在する空気が洗浄水中に吸収されるた
め、トレンチ内に洗浄水が入り込むことができるのであ
るが、洗浄水中にガスが既にほぼ飽和近くまで溶解して
いる場合には、トレンチ内の空気を吸収することができ
ず洗浄が不完全なものとなるのである。このことは、最
近半導体ウエハーの集積度の上昇に伴いアスペクト比
（トレンチの深さ／幅の比）が次第に高くなる、つまり
トレンチの幅が益々狭小となる傾向にあるので一層重要
である。
【０００３】また、酸素ガス、窒素ガスについては例え
ば医療分野で血液の自動分析装置に使用する水中にガス
が存在していると、温度変化等によって分析用カラム中
に発生した気泡が流路を塞ぎ、カラム内で流れが阻害さ
れるという問題点がある。さらに、炭酸ガスについては
陰イオン交換樹脂の負荷になり寿命の低下を招いたり、
抵抗率上昇の妨げになる。
ば医療分野で血液の自動分析装置に使用する水中にガス
が存在していると、温度変化等によって分析用カラム中
に発生した気泡が流路を塞ぎ、カラム内で流れが阻害さ
れるという問題点がある。さらに、炭酸ガスについては
陰イオン交換樹脂の負荷になり寿命の低下を招いたり、
抵抗率上昇の妨げになる。
【０００４】そこで、従来より原水中の溶存ガスを取り
除くことが行われており、炭酸ガスについては気曝法や
アルカリ剤吸収法等により除去を行っている。また、酸
素ガスについては真空脱気法や加熱脱気法により除去を
行っている。そして、プロセスの途中で上記のような処
理を行った後の原水貯槽内は通常窒素ガスでシールし、
既に除去したガスの再溶解が起こらないように工夫して
いる。しかしこの方法によると、今度は原水中に窒素ガ
スが飽和状態の近くまで溶解することとなり、原水中の
溶存ガス量を低減することはきわめて困難なことであっ
た。
除くことが行われており、炭酸ガスについては気曝法や
アルカリ剤吸収法等により除去を行っている。また、酸
素ガスについては真空脱気法や加熱脱気法により除去を
行っている。そして、プロセスの途中で上記のような処
理を行った後の原水貯槽内は通常窒素ガスでシールし、
既に除去したガスの再溶解が起こらないように工夫して
いる。しかしこの方法によると、今度は原水中に窒素ガ
スが飽和状態の近くまで溶解することとなり、原水中の
溶存ガス量を低減することはきわめて困難なことであっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
は脱ガス処理を行った原水を窒素ガスでシールする関係
上、原水貯槽内の原水には窒素ガスが飽和状態の近くま
で溶存することになるという問題点があった。窒素ガス
の溶解した原水を半導体ウエハーの洗浄水として使用す
ると、トレンチ内に存在する空気のため洗浄水が当該ト
レンチ内に入り込めず、洗浄が不完全になることは前記
したとおりである。また、血液の自動分析装置に使用す
る水中に窒素ガスが存在していると、前記したように分
析用カラム中に発生した気泡が流路を塞ぎ、カラム内で
流れが阻害されるという問題点がある。
は脱ガス処理を行った原水を窒素ガスでシールする関係
上、原水貯槽内の原水には窒素ガスが飽和状態の近くま
で溶存することになるという問題点があった。窒素ガス
の溶解した原水を半導体ウエハーの洗浄水として使用す
ると、トレンチ内に存在する空気のため洗浄水が当該ト
レンチ内に入り込めず、洗浄が不完全になることは前記
したとおりである。また、血液の自動分析装置に使用す
る水中に窒素ガスが存在していると、前記したように分
析用カラム中に発生した気泡が流路を塞ぎ、カラム内で
流れが阻害されるという問題点がある。
【０００６】そこで、本発明者らは半導体ウエハーの洗
浄水や、血液自動分析装置に使用する用水として相応し
い溶存ガスを実質的に含まない原水を得るべく種々検討
した結果、原水中の溶存ガス量は気体の分圧に比例する
ということに着目し、窒素や炭酸ガス等の溶存ガスを含
む原水中に強制的に酸素ガスを吹き込み、酸素ガス以外
の窒素ガスや炭酸ガス等を除去した後、酸素ガスを多量
に含んだ原水を、脱酸素用イオン交換樹脂装置で処理す
ることにより溶存酸素ガスを除去するようにすれば、き
わめて溶存ガスの少ない水を得ることができることを見
出し本発明をなすに至ったものである。
浄水や、血液自動分析装置に使用する用水として相応し
い溶存ガスを実質的に含まない原水を得るべく種々検討
した結果、原水中の溶存ガス量は気体の分圧に比例する
ということに着目し、窒素や炭酸ガス等の溶存ガスを含
む原水中に強制的に酸素ガスを吹き込み、酸素ガス以外
の窒素ガスや炭酸ガス等を除去した後、酸素ガスを多量
に含んだ原水を、脱酸素用イオン交換樹脂装置で処理す
ることにより溶存酸素ガスを除去するようにすれば、き
わめて溶存ガスの少ない水を得ることができることを見
出し本発明をなすに至ったものである。
【０００７】従って、本発明は原水中に溶存している酸
素ガス以外の溶存ガスを一旦酸素ガスと置換することに
より除去すると共に、今度は原水中の溶存酸素ガスを脱
酸素用イオン交換樹脂装置により取り除くようにした原
水中の溶存ガス除去装置を提供することを目的とするも
のである。
素ガス以外の溶存ガスを一旦酸素ガスと置換することに
より除去すると共に、今度は原水中の溶存酸素ガスを脱
酸素用イオン交換樹脂装置により取り除くようにした原
水中の溶存ガス除去装置を提供することを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明装置の構成を詳述すれば、窒素、酸素、炭酸ガ
ス等の溶存ガスを含む原水に酸素ガスを接触させること
により、原水中に溶存している酸素ガス以外の気体を除
去する気液接触装置と、当該気液接触装置で処理され酸
素ガスを多量に含んだ原水中の溶存酸素ガスを除去する
脱酸素用イオン交換樹脂装置とから構成されることを特
徴とする原水中の溶存ガス除去装置である。なお、窒素
ガスは不活性であるから、イオン交換樹脂装置によって
これを取り除くのは困難であるが、酸素ガスの場合には
イオン交換樹脂装置によってこれを容易に除去すること
ができる。
の本発明装置の構成を詳述すれば、窒素、酸素、炭酸ガ
ス等の溶存ガスを含む原水に酸素ガスを接触させること
により、原水中に溶存している酸素ガス以外の気体を除
去する気液接触装置と、当該気液接触装置で処理され酸
素ガスを多量に含んだ原水中の溶存酸素ガスを除去する
脱酸素用イオン交換樹脂装置とから構成されることを特
徴とする原水中の溶存ガス除去装置である。なお、窒素
ガスは不活性であるから、イオン交換樹脂装置によって
これを取り除くのは困難であるが、酸素ガスの場合には
イオン交換樹脂装置によってこれを容易に除去すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の具体的構成を図示の実施例に
基づき詳細に説明する。図１は本発明装置の一実施例を
示すフロー図であり、図中１０は原水に酸素ガスを接触
させるための気液接触装置である。本実施例の気液接触
装置１０は、原水の流入管２および流出管３を有する原
水槽１内の下方位置に酸素ガス吹出管４を付設した構造
をなしている。５は当該酸素ガス吹出管４に酸素ガスを
供給する送気管、６は原水槽１の上部に設けた排気管、
７は前記流出管３の先端部に付設した脱酸素用イオン交
換樹脂装置、８は流出管３の管路中に挿着した送水ポン
プ、９は前記脱酸素用イオン交換樹脂装置７によって脱
ガス処理された処理水を各ユースポイントまで送る供給
管である。
基づき詳細に説明する。図１は本発明装置の一実施例を
示すフロー図であり、図中１０は原水に酸素ガスを接触
させるための気液接触装置である。本実施例の気液接触
装置１０は、原水の流入管２および流出管３を有する原
水槽１内の下方位置に酸素ガス吹出管４を付設した構造
をなしている。５は当該酸素ガス吹出管４に酸素ガスを
供給する送気管、６は原水槽１の上部に設けた排気管、
７は前記流出管３の先端部に付設した脱酸素用イオン交
換樹脂装置、８は流出管３の管路中に挿着した送水ポン
プ、９は前記脱酸素用イオン交換樹脂装置７によって脱
ガス処理された処理水を各ユースポイントまで送る供給
管である。
【００１０】なお、原水槽１内に吹き出す酸素ガスとし
ては、ガスボンベ内に充填された純酸素ガスとしてもよ
いし、あるいは空気を原料として酸素ガスを生成する圧
力スイング式酸素ガス発生装置等から得られる酸素濃度
が９０％以上というような高濃度酸素ガスを用いるよう
にしてもよいものである。前記脱酸素用イオン交換樹脂
装置７においては、例えば内部に充填されている還元性
の銅を保持させた弱塩基性アニオン交換樹脂からなる脱
酸素樹脂に原水が接触することにより、その強力な還元
作用によって原水中の溶存酸素ガスが除去され、溶存酸
素ガス濃度がたとえば５ｐｐｂ以下というような実質的
に酸素ガスを含まない処理水が得られるものである。
ては、ガスボンベ内に充填された純酸素ガスとしてもよ
いし、あるいは空気を原料として酸素ガスを生成する圧
力スイング式酸素ガス発生装置等から得られる酸素濃度
が９０％以上というような高濃度酸素ガスを用いるよう
にしてもよいものである。前記脱酸素用イオン交換樹脂
装置７においては、例えば内部に充填されている還元性
の銅を保持させた弱塩基性アニオン交換樹脂からなる脱
酸素樹脂に原水が接触することにより、その強力な還元
作用によって原水中の溶存酸素ガスが除去され、溶存酸
素ガス濃度がたとえば５ｐｐｂ以下というような実質的
に酸素ガスを含まない処理水が得られるものである。
【００１１】脱酸素用イオン交換樹脂装置７に用いる脱
酸素樹脂としては、前記した弱塩基性アニオン交換樹脂
に還元性の銅（１価の銅または金属銅）を保持させたも
ののほか、強塩基性アニオン交換樹脂を亜硫酸形または
酸性亜硫酸形としたもの、あるいは強塩基性アニオン交
換樹脂の表面にパラジウムを担持させたものなどが好適
に用いられる。上記例の脱酸素樹脂のうち、還元性の銅
を保持させた弱塩基性アニオン交換樹脂と、亜硫酸形あ
るいは酸性亜硫酸形の強塩基性アニオン交換樹脂は、還
元性の銅あるいは亜硫酸、酸性亜硫酸の還元作用によっ
て原水中の溶存酸素ガスを除去するものであり、原水を
これらの樹脂に単に接触させるだけで溶存酸素ガスを除
去することができる。しかし、強塩基性アニオン交換樹
脂の表面にパラジウムを担持させた脱酸素樹脂の場合
は、原水中の溶存酸素ガスと外部より溶解させた水素ガ
スとを、前記パラジウムを触媒として反応させて水とな
すことによって溶存酸素ガスを除去するものであり、し
たがって、この場合には反応させるべき水素ガスを外部
より添加、溶解させた後に脱酸素樹脂と接触させなけれ
ばならないものである。
酸素樹脂としては、前記した弱塩基性アニオン交換樹脂
に還元性の銅（１価の銅または金属銅）を保持させたも
ののほか、強塩基性アニオン交換樹脂を亜硫酸形または
酸性亜硫酸形としたもの、あるいは強塩基性アニオン交
換樹脂の表面にパラジウムを担持させたものなどが好適
に用いられる。上記例の脱酸素樹脂のうち、還元性の銅
を保持させた弱塩基性アニオン交換樹脂と、亜硫酸形あ
るいは酸性亜硫酸形の強塩基性アニオン交換樹脂は、還
元性の銅あるいは亜硫酸、酸性亜硫酸の還元作用によっ
て原水中の溶存酸素ガスを除去するものであり、原水を
これらの樹脂に単に接触させるだけで溶存酸素ガスを除
去することができる。しかし、強塩基性アニオン交換樹
脂の表面にパラジウムを担持させた脱酸素樹脂の場合
は、原水中の溶存酸素ガスと外部より溶解させた水素ガ
スとを、前記パラジウムを触媒として反応させて水とな
すことによって溶存酸素ガスを除去するものであり、し
たがって、この場合には反応させるべき水素ガスを外部
より添加、溶解させた後に脱酸素樹脂と接触させなけれ
ばならないものである。
【００１２】次に、本実施例の作用につき述べれば、先
ず、流入管２を通じて原水槽１内に一定のレベルで原水
が供給される。そして、送気管５を通じて酸素ガスが原
水槽１内に供給され、酸素ガス吹出管４に穿設された小
孔より原水中に酸素ガスが吹き出す。原水中に溶解して
いる酸素ガス以外の窒素ガスや炭酸ガスは、吹き込まれ
た酸素ガスと置換されて原水槽１内の上部空間に立ち上
ってくる。原水中から分離した酸素ガス以外の溶存ガス
は原水槽１の上部に設けられた排気管６を通じて外部に
排出される。なお、排気管６には自動開閉弁等が付設さ
れているが、図面上は省略してある。酸素ガス吹出管４
からの酸素ガスの曝気により、酸素ガス以外の溶存ガス
の除去された原水は原水槽１の下方部に接続された流出
管３を通じて次段の脱酸素用イオン交換樹脂装置７に送
られ、ここで前記したように酸素ガスが除去される。そ
して、脱酸素用イオン交換樹脂装置７によって脱ガス処
理された処理水は、供給管９を通じて各ユースポイント
まで送られる。なお、本発明に使用する気液接触装置と
しては、上述の実施例に示したものに限定されるもので
はなく、例えば塔内にラシヒリング等の充填材を充填
し、当該塔の上部より原水を流入させるとともに、塔底
部より酸素ガスを吹き込むことによって気液接触を行わ
せるものなど、従来公知の気液接触装置をすべて使用す
ることができる。
ず、流入管２を通じて原水槽１内に一定のレベルで原水
が供給される。そして、送気管５を通じて酸素ガスが原
水槽１内に供給され、酸素ガス吹出管４に穿設された小
孔より原水中に酸素ガスが吹き出す。原水中に溶解して
いる酸素ガス以外の窒素ガスや炭酸ガスは、吹き込まれ
た酸素ガスと置換されて原水槽１内の上部空間に立ち上
ってくる。原水中から分離した酸素ガス以外の溶存ガス
は原水槽１の上部に設けられた排気管６を通じて外部に
排出される。なお、排気管６には自動開閉弁等が付設さ
れているが、図面上は省略してある。酸素ガス吹出管４
からの酸素ガスの曝気により、酸素ガス以外の溶存ガス
の除去された原水は原水槽１の下方部に接続された流出
管３を通じて次段の脱酸素用イオン交換樹脂装置７に送
られ、ここで前記したように酸素ガスが除去される。そ
して、脱酸素用イオン交換樹脂装置７によって脱ガス処
理された処理水は、供給管９を通じて各ユースポイント
まで送られる。なお、本発明に使用する気液接触装置と
しては、上述の実施例に示したものに限定されるもので
はなく、例えば塔内にラシヒリング等の充填材を充填
し、当該塔の上部より原水を流入させるとともに、塔底
部より酸素ガスを吹き込むことによって気液接触を行わ
せるものなど、従来公知の気液接触装置をすべて使用す
ることができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明装置は以上のような構成・作用か
らなり、原水中に溶解している窒素ガス、酸素ガスや炭
酸ガスなどの溶存ガスを極めて効率よく取り除くことが
でき、半導体ウエハーの洗浄水や、血液自動分析装置で
使用する用水として好適な溶存ガスを実質的に含まない
原水を比較的安価に提供することができるものである。
らなり、原水中に溶解している窒素ガス、酸素ガスや炭
酸ガスなどの溶存ガスを極めて効率よく取り除くことが
でき、半導体ウエハーの洗浄水や、血液自動分析装置で
使用する用水として好適な溶存ガスを実質的に含まない
原水を比較的安価に提供することができるものである。
【図１】本発明装置の一実施例を示すフロー図である。
１：原水槽 ２：原水の流入
管 ３：原水の流出管 ４：酸素ガス吹
出管 ５：送気管 ６：排気管 ７：脱酸素用イオン交換樹脂装置 ８：送水ポンプ ９：供給管 １０：気液接触装
置
管 ３：原水の流出管 ４：酸素ガス吹
出管 ５：送気管 ６：排気管 ７：脱酸素用イオン交換樹脂装置 ８：送水ポンプ ９：供給管 １０：気液接触装
置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 1/20 B01D 19/00 C02F 1/58
Claims (1)
- 【請求項１】 窒素、酸素、炭酸ガス等の溶存ガスを含
む原水に酸素ガスを接触させることにより、原水中に溶
存している酸素ガス以外の気体を除去する気液接触装置
と、当該気液接触装置で処理され酸素ガスを多量に含ん
だ原水中の溶存酸素ガスを除去する脱酸素用イオン交換
樹脂装置とから構成されることを特徴とする原水中の溶
存ガス除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198247A JP2865452B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 原水中の溶存ガス除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198247A JP2865452B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 原水中の溶存ガス除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623349A JPH0623349A (ja) | 1994-02-01 |
| JP2865452B2 true JP2865452B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=16387956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198247A Expired - Fee Related JP2865452B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 原水中の溶存ガス除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2865452B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4654526B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2011-03-23 | 栗田工業株式会社 | 比抵抗調整水製造装置 |
| EP1373144B1 (en) | 2001-04-05 | 2005-08-03 | Petreco International, Inc. | Mechanical oxygen scavenger device |
| GB2402908B (en) | 2003-06-16 | 2006-07-12 | Inca Digital Printers Ltd | Inkjet device and method |
| US7438809B2 (en) | 2005-02-02 | 2008-10-21 | Petreco International Inc. | Single-cell mechanical flotation system |
| US8173016B2 (en) | 2005-04-01 | 2012-05-08 | Cameron International Corporation | Mechanical flotation device for reduction of oil, alkalinity and undesirable gases |
| US7416661B2 (en) | 2005-04-01 | 2008-08-26 | Petreco International Inc. | Mechanical flotation device for reduction of oil, alkalinity and undesirable gases |
| CN100340497C (zh) * | 2005-06-22 | 2007-10-03 | 霍秀岩 | 浮动床树脂除工业用水中溶氧方法及其浮动床树脂除氧器 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3198247A patent/JP2865452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0623349A (ja) | 1994-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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