JP3110034B2 - 有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法 - Google Patents
有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法Info
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- JP3110034B2 JP3110034B2 JP02146368A JP14636890A JP3110034B2 JP 3110034 B2 JP3110034 B2 JP 3110034B2 JP 02146368 A JP02146368 A JP 02146368A JP 14636890 A JP14636890 A JP 14636890A JP 3110034 B2 JP3110034 B2 JP 3110034B2
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Description
【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 ＜産業上の利用分野＞ 本発明、紫外線照射装置によって原水に含まれている
有機物、溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもの
で、特に近年において、超LSI等の半導体を製造する際
に使用する洗浄水や原子力発電所で電力を製造する際に
使用する冷却水等に超純水や純水（以下純水という）を
使用しているが、本発明は、この洗浄水や冷却水等使用
する純水を製造するについて、その原水に含まれている
有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもの
である。
有機物、溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもの
で、特に近年において、超LSI等の半導体を製造する際
に使用する洗浄水や原子力発電所で電力を製造する際に
使用する冷却水等に超純水や純水（以下純水という）を
使用しているが、本発明は、この洗浄水や冷却水等使用
する純水を製造するについて、その原水に含まれている
有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもの
である。
＜従来の技術＞ 従来、例えば半導体製造における超LSIの洗浄水とし
て、また原子力発電所における冷却水として、純水を使
用している。
て、また原子力発電所における冷却水として、純水を使
用している。
この洗浄水、冷却水を原水とし、この原水に含まれて
いる有機物と溶存酸素とを低減する方法としては、まず
有機物については、原水を紫外線照射装置に通水し、紫
外線を照射して有機物を酢酸等の有機酸、二酸化炭素等
に酸化分解し、さらにこの処理水に含まれている有機
酸、二酸化炭素等をイオン交換装置で吸着して有機物濃
度を低減している。
いる有機物と溶存酸素とを低減する方法としては、まず
有機物については、原水を紫外線照射装置に通水し、紫
外線を照射して有機物を酢酸等の有機酸、二酸化炭素等
に酸化分解し、さらにこの処理水に含まれている有機
酸、二酸化炭素等をイオン交換装置で吸着して有機物濃
度を低減している。
次に、溶存酸素については、原水を真空脱気装置、窒
素ガスバブリング装置、膜脱気装置、パラジウム触媒装
置等の溶存酸素除去装置で処理することによって、溶存
酸素濃度を低減している。
素ガスバブリング装置、膜脱気装置、パラジウム触媒装
置等の溶存酸素除去装置で処理することによって、溶存
酸素濃度を低減している。
以上述べたように、従来においては有機物と溶存酸素
とを別々の方法で低減しており、単一の処理手段によっ
て同時に両者を低減することはなく、非効率的であっ
た。
とを別々の方法で低減しており、単一の処理手段によっ
て同時に両者を低減することはなく、非効率的であっ
た。
特に紫外線照射装置で原水の有機物を酸化分解する前
に、前記の溶存酸素除去装置を組み合わせて、例えば、
真空脱気装置と窒素ガスバブリング装置、膜脱気装置、
パラジウム触媒装置のいずれかの装置を組み合わせて原
水を処理して溶存酸素濃度を極力低減している場合に
は、この傾向が強かった。
に、前記の溶存酸素除去装置を組み合わせて、例えば、
真空脱気装置と窒素ガスバブリング装置、膜脱気装置、
パラジウム触媒装置のいずれかの装置を組み合わせて原
水を処理して溶存酸素濃度を極力低減している場合に
は、この傾向が強かった。
＜本発明が解決しようとする課題＞ 近年、半導体製造の際の洗浄水や原子力発電所の冷却
水として、有機物濃度、溶存酸素濃度を極力低減した純
水を使用することが求められており、特に、純水の有機
物濃度の一段の低減が要望されている。
水として、有機物濃度、溶存酸素濃度を極力低減した純
水を使用することが求められており、特に、純水の有機
物濃度の一段の低減が要望されている。
本発明は、紫外線照射装置のみによって、原水中の有
機物を効果的に低減にすると同時に、溶存酸素をも効率
的に低減することを主たる目的とし、ひいては処理水で
ある純水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を極限まで低減
させることを目的とするものである。
機物を効果的に低減にすると同時に、溶存酸素をも効率
的に低減することを主たる目的とし、ひいては処理水で
ある純水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を極限まで低減
させることを目的とするものである。
また本発明の目的とするところは、従来のように溶存
酸素除去装置を過剰に付設することなく、溶存酸素除去
装置の設置数の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等
によって、純水製造システムのイシャル及びランニング
・コストを安価にすることにある ロ．発明の構成 ＜課題を解決するための手段＞ 原水中の有機物濃度の低減、特に純水製造システムに
おける有機物濃度の低減ついて、種々研究、検討した結
果、紫外線照射装置による有機物をさらに効率よく酸化
分解するについては、この酸化分解を行う前の原水に、
ある程度の濃度の溶存酸素が存在した方が、すなわち原
水中に溶存酸素濃度と有機物濃度とが、ある特定の比率
にある場合に、有機物の酸化分解効率が格段によくなる
ことを知見し、本発明を構成することになった。
酸素除去装置を過剰に付設することなく、溶存酸素除去
装置の設置数の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等
によって、純水製造システムのイシャル及びランニング
・コストを安価にすることにある ロ．発明の構成 ＜課題を解決するための手段＞ 原水中の有機物濃度の低減、特に純水製造システムに
おける有機物濃度の低減ついて、種々研究、検討した結
果、紫外線照射装置による有機物をさらに効率よく酸化
分解するについては、この酸化分解を行う前の原水に、
ある程度の濃度の溶存酸素が存在した方が、すなわち原
水中に溶存酸素濃度と有機物濃度とが、ある特定の比率
にある場合に、有機物の酸化分解効率が格段によくなる
ことを知見し、本発明を構成することになった。
本発明は、紫外線照射装置の被処理対象水である原水
に含まれている有機物、溶存酸素とを酸化分解するにつ
いて、原水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を測定し、そ
の測定結果に基づいて、原水の有機物濃度、例えばTOC
（as C）を10〜100ppb、溶存酸素濃度（as O2）を10〜1
00ppbの範囲に調整、すなわち原水中の有機物と溶存酸
素との濃度比率を、1:10〜10:1の範囲に入るように調整
することに最大の特徴がある。
に含まれている有機物、溶存酸素とを酸化分解するにつ
いて、原水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を測定し、そ
の測定結果に基づいて、原水の有機物濃度、例えばTOC
（as C）を10〜100ppb、溶存酸素濃度（as O2）を10〜1
00ppbの範囲に調整、すなわち原水中の有機物と溶存酸
素との濃度比率を、1:10〜10:1の範囲に入るように調整
することに最大の特徴がある。
換言するならば、原水中に溶存酸素と有機物とを、あ
る特定の比率で共存させた状態で紫外線照射による酸化
分解を行い、原水中の有機物と溶存酸素とを同時に効率
よく低減する方法に関するものである。
る特定の比率で共存させた状態で紫外線照射による酸化
分解を行い、原水中の有機物と溶存酸素とを同時に効率
よく低減する方法に関するものである。
なお、本発明において、原水中に溶存酸素と有機物と
が特定の割合で共存すると、有機物の酸化分解効率が顕
著によくなる理由は以下の点にある。
が特定の割合で共存すると、有機物の酸化分解効率が顕
著によくなる理由は以下の点にある。
すなわち、原水中の有機物を酸化分解するには酸素
（Ｏ）を必要としており、従来のように紫外線照射によ
って水（H2O）から生成したOHラジカル（・OH）によっ
て有機物の光酸化分解をするよりは、溶存酸素を原水中
に所定量存在させて光酸化分解させた方が反応が一段と
促進されるためである。
（Ｏ）を必要としており、従来のように紫外線照射によ
って水（H2O）から生成したOHラジカル（・OH）によっ
て有機物の光酸化分解をするよりは、溶存酸素を原水中
に所定量存在させて光酸化分解させた方が反応が一段と
促進されるためである。
以下に本発明の実施態様の一例を、図面に従って説明
をする。
をする。
図中１は紫外線ランプ２を内臓させた周知の構造の紫
外線照射装置であって、酸化分解を行う流路を形成した
処理筒内に石英ガラスの透過筒を配設し、この透過筒内
に紫外線ランプ２を内臓させた通常の紫外線照射装置１
を用いることが多いが、場合によっては処理筒内に石英
ガラスよりなる通水筒を配設し、この通水筒の外部に紫
外線ランプ２を設け、通水筒内を通過する原水に紫外線
を照射する、いわゆる外照式の紫外線照射装置であって
もよい。
外線照射装置であって、酸化分解を行う流路を形成した
処理筒内に石英ガラスの透過筒を配設し、この透過筒内
に紫外線ランプ２を内臓させた通常の紫外線照射装置１
を用いることが多いが、場合によっては処理筒内に石英
ガラスよりなる通水筒を配設し、この通水筒の外部に紫
外線ランプ２を設け、通水筒内を通過する原水に紫外線
を照射する、いわゆる外照式の紫外線照射装置であって
もよい。
なお紫外線照射装置１の前段の原水の流入管４には、
必要に応じて後述する溶存酸素濃度調整手段８を付設
し、さらに紫外線照射装置１の後段の処理水の流出管９
には公知のイオン交換装置３を付設してもよい。
必要に応じて後述する溶存酸素濃度調整手段８を付設
し、さらに紫外線照射装置１の後段の処理水の流出管９
には公知のイオン交換装置３を付設してもよい。
紫外線照射装置１の原水の流入管４には有機物測定器
５と溶存酸素測定器６ととを付設し、原水中の有機物と
溶存酸素との濃度を測定する。
５と溶存酸素測定器６ととを付設し、原水中の有機物と
溶存酸素との濃度を測定する。
有機物測定器５としては、例えばTOC計、BOD計、COD
計等を用い、また溶存酸素測定器６としては、例えば、
DO計等を用いる。
計等を用い、また溶存酸素測定器６としては、例えば、
DO計等を用いる。
さらに紫外線照射装置１の原水の流入管４には、必要
に応じて、有機物濃度調整手段７と溶存酸素濃度調整手
段８とを付設する。
に応じて、有機物濃度調整手段７と溶存酸素濃度調整手
段８とを付設する。
有機物濃度調整手段７としては、例えばエタノール等
の有機物注入装置や純水添加槽等の有機物希釈装置を用
い、また溶存酸素濃度調整手段８としては、例えば酸素
ガス注入装置や前述の溶存酸素除去装置を用いる 本発明においては、液体紫外線照射装置１に流入する
原水の有機物濃度を有機物測定器５で測定するとともに
原水中の溶存酸素濃度を溶存酸素測定器６で測定して、
その測定結果に基づいて原水の溶存酸素濃度と原水中の
有機物濃度とを所定濃度比率になるように適宜調整す
る。
の有機物注入装置や純水添加槽等の有機物希釈装置を用
い、また溶存酸素濃度調整手段８としては、例えば酸素
ガス注入装置や前述の溶存酸素除去装置を用いる 本発明においては、液体紫外線照射装置１に流入する
原水の有機物濃度を有機物測定器５で測定するとともに
原水中の溶存酸素濃度を溶存酸素測定器６で測定して、
その測定結果に基づいて原水の溶存酸素濃度と原水中の
有機物濃度とを所定濃度比率になるように適宜調整す
る。
紫外線照射装置１の原水が、例えば半導体製造におい
て使用する洗浄水である場合、これら原水中の有機物濃
度は通常５〜50ppbの範囲であり、溶存酸素濃度は通常2
0〜50ppbの範囲であるが、本発明においては、まず原水
中の有機物濃度を測定して有機物濃度を10〜100ppbの範
囲に入るように調整する必要がある。
て使用する洗浄水である場合、これら原水中の有機物濃
度は通常５〜50ppbの範囲であり、溶存酸素濃度は通常2
0〜50ppbの範囲であるが、本発明においては、まず原水
中の有機物濃度を測定して有機物濃度を10〜100ppbの範
囲に入るように調整する必要がある。
調整方法としては、有機物濃度が低い時は、例えば有
機物注入装置等の有機物濃度調整手段７よりエタノール
等の有機物を原水に注入して有機物濃度を上げればよ
く、有機物濃度が高い時は、例えば純水添加槽等の有機
物濃度調整手段７より希釈水を原水に注入して有機物濃
度を下げればよい。
機物注入装置等の有機物濃度調整手段７よりエタノール
等の有機物を原水に注入して有機物濃度を上げればよ
く、有機物濃度が高い時は、例えば純水添加槽等の有機
物濃度調整手段７より希釈水を原水に注入して有機物濃
度を下げればよい。
一方、原水中の溶存酸素濃度についても同様に、紫外
線照射装置１に流入させる前に原水中の溶存酸素濃度を
測定し、溶存酸素濃度を10〜100ppbの範囲に入るように
調整する必要がある。
線照射装置１に流入させる前に原水中の溶存酸素濃度を
測定し、溶存酸素濃度を10〜100ppbの範囲に入るように
調整する必要がある。
調整方法としては、溶存酸素濃度が低い時は、例えば
酸素ガス注入装置等の溶存酸素濃度調整手段８より酸素
ガスを原水に注入して溶存酸素濃度を上げればよく、溶
存酸素濃度が高い時は溶存酸素除去装置等の溶存酸素濃
度調整手段８によって溶存酸素を除去して溶存酸素濃度
を下げればよい。
酸素ガス注入装置等の溶存酸素濃度調整手段８より酸素
ガスを原水に注入して溶存酸素濃度を上げればよく、溶
存酸素濃度が高い時は溶存酸素除去装置等の溶存酸素濃
度調整手段８によって溶存酸素を除去して溶存酸素濃度
を下げればよい。
なお、通常の場合においては、原水の溶存酸素濃度80
00〜10000ppbの範囲のことが多く、この原水の溶存酸素
を除去するには、真空脱気装置で処理するだけで、溶存
酸素濃度を約50ppbまで低減することができ、また真空
脱気装置と窒素ガスバブリング装置、膜脱気装置、パラ
ジウム触媒装置のいずれかの装置を組み合わせたもので
原水を処理すると、溶存酸素濃度を約５〜10ppbまで低
減することができる。
00〜10000ppbの範囲のことが多く、この原水の溶存酸素
を除去するには、真空脱気装置で処理するだけで、溶存
酸素濃度を約50ppbまで低減することができ、また真空
脱気装置と窒素ガスバブリング装置、膜脱気装置、パラ
ジウム触媒装置のいずれかの装置を組み合わせたもので
原水を処理すると、溶存酸素濃度を約５〜10ppbまで低
減することができる。
本発明においては、原水の有機物濃度と溶存酸素濃度
との濃度比率を、有機物濃度、例えばTOC（as C）10〜1
00ppb、溶存酸素濃度（as O）10〜100ppbの範囲に調整
する必要があるが、最も望ましい濃度比率は、有機物濃
度50ppb前後、溶存酸素濃度50ppb前後である。
との濃度比率を、有機物濃度、例えばTOC（as C）10〜1
00ppb、溶存酸素濃度（as O）10〜100ppbの範囲に調整
する必要があるが、最も望ましい濃度比率は、有機物濃
度50ppb前後、溶存酸素濃度50ppb前後である。
有機物濃度を10〜100ppbの範囲に調整するのは、10pp
b未満であると、本発明の有機物との共存による相乗効
果が期待できず、また100ppbを超えると、有機物が過剰
になって酸化分解効果が悪化するおそれがあるためであ
る。
b未満であると、本発明の有機物との共存による相乗効
果が期待できず、また100ppbを超えると、有機物が過剰
になって酸化分解効果が悪化するおそれがあるためであ
る。
また溶存酸素濃度を10〜100ppbの範囲に調整するの
は、10ppb未満であると、本発明の溶存酸素との共存に
よる相乗効果が期待できず、また100ppbを超えると、相
乗効果が期待できずに有機物の酸化分解効果にも悪影響
が生ずる可能性があるばかりか溶存酸素が過剰になっ
て、後段に溶存酸素除去装置を設ける必要があるなどの
不都合を生ずるためである ＜作用＞ 実施例 １ 溶存酸素（DO）濃度（as O）9000ppbの某市水を、通
常用いられている円筒型真空脱気装置と向流接触型窒素
ガスバブリング装置とで処理し、この脱酸素水の溶存酸
素濃度を紫外線照射装置の流入管に付設した溶存酸素測
定器であるDO計（電気化学計器社製）で測定したところ
5ppbであった。
は、10ppb未満であると、本発明の溶存酸素との共存に
よる相乗効果が期待できず、また100ppbを超えると、相
乗効果が期待できずに有機物の酸化分解効果にも悪影響
が生ずる可能性があるばかりか溶存酸素が過剰になっ
て、後段に溶存酸素除去装置を設ける必要があるなどの
不都合を生ずるためである ＜作用＞ 実施例 １ 溶存酸素（DO）濃度（as O）9000ppbの某市水を、通
常用いられている円筒型真空脱気装置と向流接触型窒素
ガスバブリング装置とで処理し、この脱酸素水の溶存酸
素濃度を紫外線照射装置の流入管に付設した溶存酸素測
定器であるDO計（電気化学計器社製）で測定したところ
5ppbであった。
次ぎに、原水として、この脱酸素水と脱酸素水の一部
に前記の原水を混合して溶存酸素濃度を高めたものを、
下記の表のように調整した。
に前記の原水を混合して溶存酸素濃度を高めたものを、
下記の表のように調整した。
さらに、前述の脱酸素水のTOC濃度（as C）を、紫外
線照射装置の流入管に付設したをTOC計（トキコ社製TOC
−1000）で測定したところ、TOC濃度は5ppbあった。
線照射装置の流入管に付設したをTOC計（トキコ社製TOC
−1000）で測定したところ、TOC濃度は5ppbあった。
次ぎに、原水として、この脱酸素水と脱酸素水の一部
に有機物としてエタノールを添加して有機物濃度を高め
たものを、下記の表のように調整した。
に有機物としてエタノールを添加して有機物濃度を高め
たものを、下記の表のように調整した。
以上のように溶存酸素濃度と有機物濃度とを調整した
ものを、本発明計の原水及び従来例の原水として、これ
を100Wの低圧紫外線ランプ４本をそれぞれの石英ガラス
の透過管に収めた紫外線照射装置（日本フォトサイエン
ス社製Ｌ−４）に流入させ、それぞれ所定濃度の有機物
と溶存酸素とを共存させた状態において、紫外線ランプ
による紫外線（UV）照射処理を行い、有機物の酸化分解
と溶存酸素との同時に低減したところ、その相乗作用に
よって以下のような本発明の効果が達成された。
ものを、本発明計の原水及び従来例の原水として、これ
を100Wの低圧紫外線ランプ４本をそれぞれの石英ガラス
の透過管に収めた紫外線照射装置（日本フォトサイエン
ス社製Ｌ−４）に流入させ、それぞれ所定濃度の有機物
と溶存酸素とを共存させた状態において、紫外線ランプ
による紫外線（UV）照射処理を行い、有機物の酸化分解
と溶存酸素との同時に低減したところ、その相乗作用に
よって以下のような本発明の効果が達成された。
なお、有機物と溶存酸素を低減した紫外線照射処理水
を、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを充填した
公知の混床式イオン交換装置で処理した結果も併せて以
下の表に示す。
を、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを充填した
公知の混床式イオン交換装置で処理した結果も併せて以
下の表に示す。
上記の表に示したように、原水中の有機物濃度と溶存
酸素濃度を10〜100ppbの範囲に調整し、特定の比率で溶
存酸素と有機物とを共存させた状態で紫外線照射による
酸化分解を行なった本発明例の方が、比較例に対して、
有機物、溶存酸素の酸化分解効率よく、かつイオン交換
処理による有機物、溶存酸素の除去効果も優れているこ
とが分かる。
酸素濃度を10〜100ppbの範囲に調整し、特定の比率で溶
存酸素と有機物とを共存させた状態で紫外線照射による
酸化分解を行なった本発明例の方が、比較例に対して、
有機物、溶存酸素の酸化分解効率よく、かつイオン交換
処理による有機物、溶存酸素の除去効果も優れているこ
とが分かる。
ハ．発明の効果 以上述べたように、本発明は紫外線照射を行うだけ
で、原水中の有機物を効果的に低減にすると同時に、溶
存酸素をも効率的に低減することができ、ひいてはイオ
ン交換処理と組み合わせて処理水である純水中の有機物
濃度、溶存酸素濃度を極限まで低減させることが可能で
ある。
で、原水中の有機物を効果的に低減にすると同時に、溶
存酸素をも効率的に低減することができ、ひいてはイオ
ン交換処理と組み合わせて処理水である純水中の有機物
濃度、溶存酸素濃度を極限まで低減させることが可能で
ある。
また本発明によれば、従来のように、溶存酸素除去装
置を過剰に付設することなく、溶存酸素除去装置の設置
数の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等によって、
純水製造システムのイシャル及びランニング・コストを
安価にできるメリットもある。
置を過剰に付設することなく、溶存酸素除去装置の設置
数の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等によって、
純水製造システムのイシャル及びランニング・コストを
安価にできるメリットもある。
図面は本発明の有機物と溶存酸素とを同時に除去する方
法の実施例のを示すもので、紫外線ランプを内臓させた
紫外線照射装置の流入管に有機物測定器と溶存酸素測定
器とを付設し、さらに流入管に有機物濃度調整手段と溶
存酸素濃度調整手段とを付設し、また紫外線照射装置の
流出管にイオン交換装置を付設したフロー図である。 １……紫外線照射装置、５……有機物測定器 ２……紫外線ランプ、６……溶存酸素測定器 ３……イオン交換装置、７……有機物濃度調整手段 ４……流入管、８……溶存酸素濃度調整手段
法の実施例のを示すもので、紫外線ランプを内臓させた
紫外線照射装置の流入管に有機物測定器と溶存酸素測定
器とを付設し、さらに流入管に有機物濃度調整手段と溶
存酸素濃度調整手段とを付設し、また紫外線照射装置の
流出管にイオン交換装置を付設したフロー図である。 １……紫外線照射装置、５……有機物測定器 ２……紫外線ランプ、６……溶存酸素測定器 ３……イオン交換装置、７……有機物濃度調整手段 ４……流入管、８……溶存酸素濃度調整手段
Claims (3)
- 【請求項１】紫外線照射装置によって原水に含まれてい
る有機物を酸化分解するについて、原水中の有機物濃度
とともに溶存酸素濃度を測定し、原水中の有機物濃度を
10〜100ppb、溶存酸素濃度を10〜100ppbの範囲に入るよ
うに調整して紫外線照射による酸化分解を行い、原水か
ら有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法。 - 【請求項２】紫外線照射装置の前段に有機物濃度調整手
段又は溶存酸素濃度調整手段の一方、あるいは両方を付
設した第一請求項記載の有機物と溶存酸素とを同時に除
去する方法。 - 【請求項３】紫外線照射装置の後段に、溶存酸素除去装
置又はイオン交換装置の一方、あるいは両方を付設した
第一請求項又は第二請求項記載の有機物と溶存酸素とを
同時に除去する方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02146368A JP3110034B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0440292A JPH0440292A (ja) | 1992-02-10 |
| JP3110034B2 true JP3110034B2 (ja) | 2000-11-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR960016302B1 (ko) * | 1992-05-15 | 1996-12-09 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 순수(純水)의 제조장치 및 순수의 제조방법 |
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