JP3259557B2 - 有機物の除去方法 - Google Patents
有機物の除去方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機物の除去方法に係
り、特に、水中の溶存有機物を簡便な方法で分解、除去
して、半導体洗浄用等として広く使用される超純水又は
超純水製造用の１次純水に要求される低ＴＯＣ（全有機
体炭素）濃度を達成することを可能とする有機物の除去
方法に関する。
り、特に、水中の溶存有機物を簡便な方法で分解、除去
して、半導体洗浄用等として広く使用される超純水又は
超純水製造用の１次純水に要求される低ＴＯＣ（全有機
体炭素）濃度を達成することを可能とする有機物の除去
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び先行技術】主に半導体基盤洗浄用に用
いられる超純水において、ＴＯＣの除去は他の不純物
（微粒子、イオンなど）の除去と同様に極めて重要であ
る。このため、目標水準にまでＴＯＣを低減させた処理
水を得るべく、現在、逆浸透膜分離装置、イオン交換純
水装置、低圧紫外線酸化装置などによる処理が行われて
いる。しかしながら、これらの装置を用いて、工業用
水、井水、水道水及び回収水を処理してＴＯＣ５ｐｐｂ
以下の処理水を得るためには、前後段２基の逆浸透膜分
離装置と多数の紫外線ランプを必要とし、装置建設コス
トや運転コスト等、システム全体のコストアップの要因
となっていた。
いられる超純水において、ＴＯＣの除去は他の不純物
（微粒子、イオンなど）の除去と同様に極めて重要であ
る。このため、目標水準にまでＴＯＣを低減させた処理
水を得るべく、現在、逆浸透膜分離装置、イオン交換純
水装置、低圧紫外線酸化装置などによる処理が行われて
いる。しかしながら、これらの装置を用いて、工業用
水、井水、水道水及び回収水を処理してＴＯＣ５ｐｐｂ
以下の処理水を得るためには、前後段２基の逆浸透膜分
離装置と多数の紫外線ランプを必要とし、装置建設コス
トや運転コスト等、システム全体のコストアップの要因
となっていた。
【０００３】このような状況のもとに、本出願人は、先
に過硫酸塩などの酸化剤を添加して原水中のＴＯＣを加
熱分解する方法を提案した（ＰＣＴ／ＪＰ９４／００１
５２。以下「先願」という。）。この方法によれば、原
水のＴＯＣ濃度に応じた適当量以上の酸化剤を添加する
ことにより、所定時間、所定温度の反応によってＴＯＣ
を１段階で５ｐｐｂ以下にまで低減することができ、し
かも加熱工程を含むため、バイオファウリングも軽減さ
せることができる。
に過硫酸塩などの酸化剤を添加して原水中のＴＯＣを加
熱分解する方法を提案した（ＰＣＴ／ＪＰ９４／００１
５２。以下「先願」という。）。この方法によれば、原
水のＴＯＣ濃度に応じた適当量以上の酸化剤を添加する
ことにより、所定時間、所定温度の反応によってＴＯＣ
を１段階で５ｐｐｂ以下にまで低減することができ、し
かも加熱工程を含むため、バイオファウリングも軽減さ
せることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記先願の方法では、
酸化剤である過硫酸塩の添加量について、ＴＯＣ１ｍｇ
／ｌ当り７０ｍｇ／ｌ程度とされているのみであるが、
本発明者らは、上記先願の方法に基き、過硫酸塩の添加
量について、より一層詳細な研究を行った結果、先願に
係る加熱分解法において、酸化剤としての過硫酸塩の添
加量を著しく低減できることが可能であることを見出し
た。
酸化剤である過硫酸塩の添加量について、ＴＯＣ１ｍｇ
／ｌ当り７０ｍｇ／ｌ程度とされているのみであるが、
本発明者らは、上記先願の方法に基き、過硫酸塩の添加
量について、より一層詳細な研究を行った結果、先願に
係る加熱分解法において、酸化剤としての過硫酸塩の添
加量を著しく低減できることが可能であることを見出し
た。
【０００５】従って、本発明の目的は、超純水を製造す
るに際して、原水を酸化剤の存在下で加熱処理して原水
中のＴＯＣ成分を分解した後、脱イオン処理することに
より原水中の有機物を除去するに当り、酸化剤としての
過硫酸及び／又は過硫酸塩の添加量を先願で示される量
或いは単純な湿式酸化反応のための理論量よりもはるか
に少ない量とすることができる有機物の除去方法を提供
することにある。
るに際して、原水を酸化剤の存在下で加熱処理して原水
中のＴＯＣ成分を分解した後、脱イオン処理することに
より原水中の有機物を除去するに当り、酸化剤としての
過硫酸及び／又は過硫酸塩の添加量を先願で示される量
或いは単純な湿式酸化反応のための理論量よりもはるか
に少ない量とすることができる有機物の除去方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の有機物の除去方
法は、超純水を製造するに際して、原水から有機物を除
去する方法であって、原水を酸化剤の存在下で加熱処理
して原水中のＴＯＣ成分を分解するＴＯＣ成分分解工程
と、その後脱イオン処理する脱イオン処理工程とにより
原水中の有機物を除去する方法において、該ＴＯＣ成分
分解工程において、酸化剤として過硫酸及び／又は過硫
酸塩をＳ２Ｏ８ ２−換算で原水中のＴＯＣ１重量部当り
２０〜４５重量部添加して、９０℃以上に加熱処理する
ことを特徴とする。
法は、超純水を製造するに際して、原水から有機物を除
去する方法であって、原水を酸化剤の存在下で加熱処理
して原水中のＴＯＣ成分を分解するＴＯＣ成分分解工程
と、その後脱イオン処理する脱イオン処理工程とにより
原水中の有機物を除去する方法において、該ＴＯＣ成分
分解工程において、酸化剤として過硫酸及び／又は過硫
酸塩をＳ２Ｏ８ ２−換算で原水中のＴＯＣ１重量部当り
２０〜４５重量部添加して、９０℃以上に加熱処理する
ことを特徴とする。
【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。
【０００８】なお、以下において、過硫酸塩と過硫酸と
を「過硫酸塩等」と称す。
を「過硫酸塩等」と称す。
【０００９】本発明の有機物の除去方法においては、必
要に応じて前処理を施した原水に酸化剤として過硫酸塩
等を添加して加熱分解処理した後、脱イオン処理し、更
に必要に応じて後処理する。
要に応じて前処理を施した原水に酸化剤として過硫酸塩
等を添加して加熱分解処理した後、脱イオン処理し、更
に必要に応じて後処理する。
【００１０】原水としては、一般に半導体洗浄工程から
の回収水、工水、市水、井水及びこれらを混合したもの
が用いられ、半導体洗浄工程からの回収水については、
適当な前処理工程を経た後、加熱分解処理工程に導入す
るのが好ましい。
の回収水、工水、市水、井水及びこれらを混合したもの
が用いられ、半導体洗浄工程からの回収水については、
適当な前処理工程を経た後、加熱分解処理工程に導入す
るのが好ましい。
【００１１】前処理工程としては、原水水質に応じて任
意の手段を設けることができ、例えば、凝集、濾過、浮
上、吸着、イオン交換などの手段を採用することができ
る。具体的な前処理工程としては、次の(i) 〜(iii) が
挙げられる。特に、半導体洗浄工程からの回収水につい
ては、下記(iii) の前処理により、活性炭吸着塔で含有
されるＨ2 Ｏ2 を除去した後、強アニオン交換塔でフッ
素の除去を行って加熱分解処理工程に導入するのが好ま
しい。
意の手段を設けることができ、例えば、凝集、濾過、浮
上、吸着、イオン交換などの手段を採用することができ
る。具体的な前処理工程としては、次の(i) 〜(iii) が
挙げられる。特に、半導体洗浄工程からの回収水につい
ては、下記(iii) の前処理により、活性炭吸着塔で含有
されるＨ2 Ｏ2 を除去した後、強アニオン交換塔でフッ
素の除去を行って加熱分解処理工程に導入するのが好ま
しい。
【００１２】(i) 凝集・加圧浮上・濾過装置 (ii) イオン交換塔 (iii) 活性炭吸着塔→アニオン交換塔 本発明において、加熱分解処理に当り、原水に添加する
酸化剤としては、パーオキシ二硫酸ナトリウム（Ｎａ2
Ｓ2 Ｏ8 ）、パーオキシ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2 Ｏ
8 ）、パーオキシ二硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 Ｓ
2 Ｏ8 ）等の過硫酸塩や過硫酸（Ｈ2 Ｓ2 Ｏ8 ）が挙げ
られるが、Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 ，Ｋ2 Ｓ2 Ｏ8などの過硫酸
塩が好適である。
酸化剤としては、パーオキシ二硫酸ナトリウム（Ｎａ2
Ｓ2 Ｏ8 ）、パーオキシ二硫酸カリウム（Ｋ2Ｓ2 Ｏ
8 ）、パーオキシ二硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 Ｓ
2 Ｏ8 ）等の過硫酸塩や過硫酸（Ｈ2 Ｓ2 Ｏ8 ）が挙げ
られるが、Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 ，Ｋ2 Ｓ2 Ｏ8などの過硫酸
塩が好適である。
【００１３】本発明において、酸化剤としての過硫酸塩
等の添加量は、原水中のＴＯＣ１重量部当りＳ2 Ｏ8 2-
として２０〜４５重量部の範囲で、原水水質や要求され
る処理水水質に応じて任意に決定される。ＴＯＣ１重量
部当りのＳ2 Ｏ8 2- 換算の過硫酸塩等の添加量が２０重
量部よりも少ないと、必要な酸化剤が不足し、ＴＯＣが
多く残留し、逆に４５重量部より多いと、過剰となり、
後段の装置に負荷をかけ、後段装置からＴＯＣ成分を溶
出させるなどの不具合を生じる。過硫酸塩等はＴＯＣ１
重量部当りのＳ2 Ｏ8 2- の割合として２５〜３５重量部
添加するのが好ましい。
等の添加量は、原水中のＴＯＣ１重量部当りＳ2 Ｏ8 2-
として２０〜４５重量部の範囲で、原水水質や要求され
る処理水水質に応じて任意に決定される。ＴＯＣ１重量
部当りのＳ2 Ｏ8 2- 換算の過硫酸塩等の添加量が２０重
量部よりも少ないと、必要な酸化剤が不足し、ＴＯＣが
多く残留し、逆に４５重量部より多いと、過剰となり、
後段の装置に負荷をかけ、後段装置からＴＯＣ成分を溶
出させるなどの不具合を生じる。過硫酸塩等はＴＯＣ１
重量部当りのＳ2 Ｏ8 2- の割合として２５〜３５重量部
添加するのが好ましい。
【００１４】この加熱分解処理における加熱温度は、９
０℃以上、特に１１０〜１５０℃とする。また、加熱分
解反応時間は、加熱温度や酸化剤の添加量によっても異
なるが、通常の場合１〜１５分とするのが好ましい。
０℃以上、特に１１０〜１５０℃とする。また、加熱分
解反応時間は、加熱温度や酸化剤の添加量によっても異
なるが、通常の場合１〜１５分とするのが好ましい。
【００１５】この加熱分解処理に際しては、触媒として
白金担持触媒、白金メッキ触媒等の白金系の酸化触媒に
接触させても良い。
白金担持触媒、白金メッキ触媒等の白金系の酸化触媒に
接触させても良い。
【００１６】なお、加熱分解処理のｐＨ条件について
は、特に調整の必要はないが、酸性側の方がＴＯＣが分
解し易い。通常、中性の原水に過硫酸塩等を添加すると
ｐＨは酸性側となるので、特にｐＨ調整の必要はない。
は、特に調整の必要はないが、酸性側の方がＴＯＣが分
解し易い。通常、中性の原水に過硫酸塩等を添加すると
ｐＨは酸性側となるので、特にｐＨ調整の必要はない。
【００１７】加熱分解処理水は、次いで、脱イオン処理
に供するが、この脱イオン処理に先立ち、必要に応じ
て、酸化剤除去処理を行う。
に供するが、この脱イオン処理に先立ち、必要に応じ
て、酸化剤除去処理を行う。
【００１８】即ち、加熱分解工程における過剰の酸化剤
が加熱分解処理水中に含有されて脱イオン処理工程に流
入すると、脱イオン処理工程の逆浸透膜やイオン交換樹
脂を酸化劣化させ、劣化した樹脂の溶出によるＴＯＣの
増加や装置寿命の低減等の問題を生じる。
が加熱分解処理水中に含有されて脱イオン処理工程に流
入すると、脱イオン処理工程の逆浸透膜やイオン交換樹
脂を酸化劣化させ、劣化した樹脂の溶出によるＴＯＣの
増加や装置寿命の低減等の問題を生じる。
【００１９】本発明においては、酸化剤としての過硫酸
塩等の添加量が少ないことから、加熱分解処理水中に含
まれる過硫酸塩等の量は少なく、従って、酸化剤除去処
理は必ずしも必要とされないが、酸化剤除去処理を行う
ことにより、酸化剤による脱イオン処理工程への影響を
確実に防止することができる。
塩等の添加量が少ないことから、加熱分解処理水中に含
まれる過硫酸塩等の量は少なく、従って、酸化剤除去処
理は必ずしも必要とされないが、酸化剤除去処理を行う
ことにより、酸化剤による脱イオン処理工程への影響を
確実に防止することができる。
【００２０】この酸化剤除去処理手段としては、活性炭
及び／又は適当な触媒を充填した充填塔を採用すること
ができる。
及び／又は適当な触媒を充填した充填塔を採用すること
ができる。
【００２１】活性炭としては、粒状、粉状、繊維状のい
ずれでも良いが、特に粒状か繊維状のものが通水効率の
面で有利である。活性炭のタイプ（ヤシガラ系、石炭
系、その他）には特に制限はない。一方、触媒として
は、一般に用いられている白金系、パラジウム系のもの
など、多様なものを用いることができる。
ずれでも良いが、特に粒状か繊維状のものが通水効率の
面で有利である。活性炭のタイプ（ヤシガラ系、石炭
系、その他）には特に制限はない。一方、触媒として
は、一般に用いられている白金系、パラジウム系のもの
など、多様なものを用いることができる。
【００２２】上記活性炭及び触媒は、そのいずれか一方
を用いるだけでも目的は達せられるが、場合によって、
両者を併用しても良い。その他、酸化剤除去手段として
は、紫外線照射も採用可能である。
を用いるだけでも目的は達せられるが、場合によって、
両者を併用しても良い。その他、酸化剤除去手段として
は、紫外線照射も採用可能である。
【００２３】酸化剤除去処理条件は、加熱分解処理水中
に残留する過硫酸塩等が、後段の脱イオン処理工程のイ
オン交換樹脂や逆浸透膜を酸化劣化させない程度の、十
分低濃度にまで除去できるような条件であれば良く、加
熱分解処理水中の残留過硫酸塩等の濃度や、酸化剤除去
工程の仕様、即ち、活性炭や触媒の形状、粒径、充填量
等によって適宜決定される。例えば、１０ｐｐｍの残留
Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ5 を含む加熱分解処理水を、２０／４０メ
ッシュの粒状活性炭充填塔で処理する場合、ＳＶ＝４０
ｈｒ-1程度以下とするのが好ましい。
に残留する過硫酸塩等が、後段の脱イオン処理工程のイ
オン交換樹脂や逆浸透膜を酸化劣化させない程度の、十
分低濃度にまで除去できるような条件であれば良く、加
熱分解処理水中の残留過硫酸塩等の濃度や、酸化剤除去
工程の仕様、即ち、活性炭や触媒の形状、粒径、充填量
等によって適宜決定される。例えば、１０ｐｐｍの残留
Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ5 を含む加熱分解処理水を、２０／４０メ
ッシュの粒状活性炭充填塔で処理する場合、ＳＶ＝４０
ｈｒ-1程度以下とするのが好ましい。
【００２４】なお、加熱分解処理水は、通常ｐＨ４以下
の酸性であるので、このような残留酸化剤除去装置を腐
食から保護するために、加熱分解処理工程と酸化剤除去
工程との間にｐＨ調整のためのアルカリ注入手段を設
け、酸性水を中和した後、酸化剤除去工程に導入するの
が好ましい。
の酸性であるので、このような残留酸化剤除去装置を腐
食から保護するために、加熱分解処理工程と酸化剤除去
工程との間にｐＨ調整のためのアルカリ注入手段を設
け、酸性水を中和した後、酸化剤除去工程に導入するの
が好ましい。
【００２５】本発明において、脱イオン処理手段として
は、イオン交換塔、逆浸透膜分離装置等を必要に応じて
組み合せて用いることができる。即ち、例えば、イオン
交換塔→逆浸透膜分離装置、逆浸透膜分離装置→イオン
交換塔、或いは、逆浸透膜分離装置→逆浸透膜分離装置
とすることができる。
は、イオン交換塔、逆浸透膜分離装置等を必要に応じて
組み合せて用いることができる。即ち、例えば、イオン
交換塔→逆浸透膜分離装置、逆浸透膜分離装置→イオン
交換塔、或いは、逆浸透膜分離装置→逆浸透膜分離装置
とすることができる。
【００２６】また、後処理手段としては、要求される処
理水水質に応じて、任意の手段を採用することができ、
紫外線酸化による殺菌、ＴＯＣ分解、或いは、イオン交
換、逆浸透膜分離、精密濾過膜分離、限外濾過膜分離装
置等、一般には超純水製造における二次純水製造工程
（サブシステム）に相当する工程、即ち、低圧紫外線照
射装置（有機物分解）→混床式イオン交換塔（非再生型
イオン交換器：分解生成物の除去）→限外濾過膜分離装
置（イオン交換塔から流出するイオン交換樹脂の微粒子
の分離）が採用される。
理水水質に応じて、任意の手段を採用することができ、
紫外線酸化による殺菌、ＴＯＣ分解、或いは、イオン交
換、逆浸透膜分離、精密濾過膜分離、限外濾過膜分離装
置等、一般には超純水製造における二次純水製造工程
（サブシステム）に相当する工程、即ち、低圧紫外線照
射装置（有機物分解）→混床式イオン交換塔（非再生型
イオン交換器：分解生成物の除去）→限外濾過膜分離装
置（イオン交換塔から流出するイオン交換樹脂の微粒子
の分離）が採用される。
【００２７】脱イオン処理工程及び後処理工程の具体例
としては、次の(i) 〜(v) が挙げられる。
としては、次の(i) 〜(v) が挙げられる。
【００２８】(i) 脱炭酸塔→アニオン交換塔→逆浸透
膜分離装置→二次純水製造工程 (ii) 逆浸透膜分離装置→低圧逆浸透膜分離装置→二次
純水製造工程 (iii) カチオン交換塔→脱炭酸塔→アニオン交換塔→逆
浸透膜分離装置→二次純水製造工程 (iv) 弱アニオン交換塔→強カチオン交換塔→強アニオ
ン交換塔→二次純水製造工程 (v) 逆浸透膜分離装置→イオン交換塔（混床式イオン
交換塔又は（強カチオン交換塔→強アニオン交換塔））
→二次純水製造工程 これら脱イオン処理工程及び後処理工程の装置は予め加
熱処理によりＴＯＣ成分を除去している上に、酸化剤と
しての過硫酸塩等の添加量も少ないため、負荷が軽減さ
れ、小容量小型装置を採用できる。
膜分離装置→二次純水製造工程 (ii) 逆浸透膜分離装置→低圧逆浸透膜分離装置→二次
純水製造工程 (iii) カチオン交換塔→脱炭酸塔→アニオン交換塔→逆
浸透膜分離装置→二次純水製造工程 (iv) 弱アニオン交換塔→強カチオン交換塔→強アニオ
ン交換塔→二次純水製造工程 (v) 逆浸透膜分離装置→イオン交換塔（混床式イオン
交換塔又は（強カチオン交換塔→強アニオン交換塔））
→二次純水製造工程 これら脱イオン処理工程及び後処理工程の装置は予め加
熱処理によりＴＯＣ成分を除去している上に、酸化剤と
しての過硫酸塩等の添加量も少ないため、負荷が軽減さ
れ、小容量小型装置を採用できる。
【００２９】
【作用】加熱分解法によるＴＯＣの除去方式において
は、 (a) 簡単な装置でＴＯＣを低レベルにまで除去でき
る。 (b) 原水のＴＯＣ濃度に応じて、酸化剤添加量を調整
するだけで対応できる。 (c) 加熱工程があるので、菌の繁殖を防止し、バクテ
リアファウリングを軽減できる。 といった優れた利点がある。
は、 (a) 簡単な装置でＴＯＣを低レベルにまで除去でき
る。 (b) 原水のＴＯＣ濃度に応じて、酸化剤添加量を調整
するだけで対応できる。 (c) 加熱工程があるので、菌の繁殖を防止し、バクテ
リアファウリングを軽減できる。 といった優れた利点がある。
【００３０】本発明者らは、このような利点を有する過
硫酸塩等を用いる加熱分解法について詳しく研究したと
ころ、過硫酸塩等の添加量は、先願で示されていた量な
いし単純な湿式酸化反応のための理論量よりもはるかに
少ない量で足りることを見出した。なお、ここで言う理
論量とは、以下の反応式から導かれる量のことである。
硫酸塩等を用いる加熱分解法について詳しく研究したと
ころ、過硫酸塩等の添加量は、先願で示されていた量な
いし単純な湿式酸化反応のための理論量よりもはるかに
少ない量で足りることを見出した。なお、ここで言う理
論量とは、以下の反応式から導かれる量のことである。
【００３１】即ち、ＴＯＣとしての処理対象の一つとな
るイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：Ｃ3 Ｈ7 ＯＨ）
（この物質は、半導体洗浄廃水を回収し、これを原水と
して純水を得る場合に洗浄廃水に含まれている代表的な
物質である。）を、過硫酸塩としてＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 を用
いて分解する場合、次のような反応式に従って分解反応
が起こる。
るイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：Ｃ3 Ｈ7 ＯＨ）
（この物質は、半導体洗浄廃水を回収し、これを原水と
して純水を得る場合に洗浄廃水に含まれている代表的な
物質である。）を、過硫酸塩としてＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 を用
いて分解する場合、次のような反応式に従って分解反応
が起こる。
【００３２】C3H7OH＋9Na2S2O8＋9H2O→3CO3＋4H2O＋9N
a2SO4 ＋9H2SO4 上記反応式より明らかなように、１モルのＩＰＡ（３モ
ルの炭素）に対して９モルのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 が必要であ
る。これを濃度で表すと、１ｐｐｍのＴＯＣの酸化分解
には５９．５ｐｐｍのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 （Ｋ2 Ｓ2 Ｏ8 で
あれば６７．５ｐｐｍ）を要することとなる。このた
め、先願においては、ＴＯＣ１ｍｇ／ｌ当り、過硫酸塩
７０ｍｇ／ｌ程度の添加が好ましいとされている。
a2SO4 ＋9H2SO4 上記反応式より明らかなように、１モルのＩＰＡ（３モ
ルの炭素）に対して９モルのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 が必要であ
る。これを濃度で表すと、１ｐｐｍのＴＯＣの酸化分解
には５９．５ｐｐｍのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 （Ｋ2 Ｓ2 Ｏ8 で
あれば６７．５ｐｐｍ）を要することとなる。このた
め、先願においては、ＴＯＣ１ｍｇ／ｌ当り、過硫酸塩
７０ｍｇ／ｌ程度の添加が好ましいとされている。
【００３３】しかしながら、本発明者らの研究により、
過硫酸塩の添加量と分解するＴＯＣの量との関係を詳し
く調べた結果、上述の理論量比より少ない過硫酸塩等の
添加でＴＯＣが十分に、しかも再現性良く分解されるこ
とが見出された。
過硫酸塩の添加量と分解するＴＯＣの量との関係を詳し
く調べた結果、上述の理論量比より少ない過硫酸塩等の
添加でＴＯＣが十分に、しかも再現性良く分解されるこ
とが見出された。
【００３４】例えば、ＩＰＡの分解においては、１ｐｐ
ｍのＴＯＣに対し、おおよそ４０〜４５ｐｐｍ程度のＮ
ａ2 Ｓ2 Ｏ8 （即ち、上述の理論量の７割程度）を添加
すれば、ＩＰＡ由来のＴＯＣは２ｐｐｂ程度にまで低減
できた（１３０℃，５分間反応）。このようなことは、
ＩＰＡの分解に限らず、例えば厚木市水中のＴＯＣ成分
の分解においても認められた。
ｍのＴＯＣに対し、おおよそ４０〜４５ｐｐｍ程度のＮ
ａ2 Ｓ2 Ｏ8 （即ち、上述の理論量の７割程度）を添加
すれば、ＩＰＡ由来のＴＯＣは２ｐｐｂ程度にまで低減
できた（１３０℃，５分間反応）。このようなことは、
ＩＰＡの分解に限らず、例えば厚木市水中のＴＯＣ成分
の分解においても認められた。
【００３５】この知見に基づき、実際の超純水製造シス
テム中の加熱分解装置の運転条件のうち、反応温度、時
間は変えずに、酸化剤としての過硫酸塩の添加量を、先
願で設定した値に対し、１〜５割低減させることが可能
となった。
テム中の加熱分解装置の運転条件のうち、反応温度、時
間は変えずに、酸化剤としての過硫酸塩の添加量を、先
願で設定した値に対し、１〜５割低減させることが可能
となった。
【００３６】
【実施例】以下に実験例及び実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００３７】実験例１ 試薬特級のＩＰＡを超純水に溶解した水を原水とし、酸
化剤としてＮａ2 Ｓ2Ｏ8 を用い、ＴＯＣの加熱分解実
験を行った。
化剤としてＮａ2 Ｓ2Ｏ8 を用い、ＴＯＣの加熱分解実
験を行った。
【００３８】反応温度を１３０℃、反応時間を５分間、
原水ＴＯＣを約１０００ｐｐｂ（ＩＰＡ：１６６７ｐｐ
ｂ）に固定し、Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 注入量を表１に示す通り
種々変えて、処理水ＴＯＣへの影響を調べた。結果を表
１に示す。
原水ＴＯＣを約１０００ｐｐｂ（ＩＰＡ：１６６７ｐｐ
ｂ）に固定し、Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 注入量を表１に示す通り
種々変えて、処理水ＴＯＣへの影響を調べた。結果を表
１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１より、１ｐｐｍのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 （Ｓ
2 Ｏ8 2- としては０．８ｐｐｍ）当りのＴＯＣ分解量は
２５ｐｐｂであり、モル比としては、１モルのＣを２モ
ルのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 で分解できることが明らかである。
2 Ｏ8 2- としては０．８ｐｐｍ）当りのＴＯＣ分解量は
２５ｐｐｂであり、モル比としては、１モルのＣを２モ
ルのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 で分解できることが明らかである。
【００４１】実験例２ 厚木市水（ＴＯＣ：５７０ｐｐｂ）を原水として実験例
１と同様の実験を行い、結果を表２に示した。
１と同様の実験を行い、結果を表２に示した。
【００４２】
【表２】
【００４３】表２より、１ｐｐｍのＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 で３
０ｐｐｂ前後のＴＯＣを分解することができ、モル比と
しては１モルのＣを１．７モル前後のＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 で
分解できることが明らかである。
０ｐｐｂ前後のＴＯＣを分解することができ、モル比と
しては１モルのＣを１．７モル前後のＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 で
分解できることが明らかである。
【００４４】実施例１ 図１に示す純水製造システムにより、下記原水を通水処
理した。
理した。
【００４５】原水：原水１（ＩＰＡ溶解超純水，ＴＯ
Ｃ：１５００ｐｐｂ）と原水２（厚木市水，ＴＯＣ：６
００ｐｐｂ）とを原水１：原水２＝３：１の割合で混合
した水（ＴＯＣ：１２７５ｐｐｂ） 本実施例のシステムでは、原水を加温熱交換器１で加熱
した後、酸化剤としてＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 を添加し、加熱分
解反応器２でＴＯＣの加熱分解を行う。加熱分解処理水
は、次いで冷却熱交換器３で冷却した後、中和用のＮａ
ＯＨを添加し、活性炭塔４で残留Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 の除去
を行う。次いで、流量調整用のタンク５を経て逆浸透膜
分離装置６、イオン交換塔７に順次通水して処理水を得
た。各部の仕様及び処理条件は下記の通りである。な
お、図１中、カッコ内の数値は、各部の通水流量であ
る。また、〜はサンプリングポイントを示す。
Ｃ：１５００ｐｐｂ）と原水２（厚木市水，ＴＯＣ：６
００ｐｐｂ）とを原水１：原水２＝３：１の割合で混合
した水（ＴＯＣ：１２７５ｐｐｂ） 本実施例のシステムでは、原水を加温熱交換器１で加熱
した後、酸化剤としてＮａ2 Ｓ2 Ｏ8 を添加し、加熱分
解反応器２でＴＯＣの加熱分解を行う。加熱分解処理水
は、次いで冷却熱交換器３で冷却した後、中和用のＮａ
ＯＨを添加し、活性炭塔４で残留Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 の除去
を行う。次いで、流量調整用のタンク５を経て逆浸透膜
分離装置６、イオン交換塔７に順次通水して処理水を得
た。各部の仕様及び処理条件は下記の通りである。な
お、図１中、カッコ内の数値は、各部の通水流量であ
る。また、〜はサンプリングポイントを示す。
【００４６】Ｎａ2 Ｓ2 Ｏ8 添加量：５０ｐｐｍ 加熱分解反応器： 反応器容量＝１０リットル 反応温度＝１３０℃ 平均滞留時間＝５分間 活性炭塔： 活性炭＝クラレケミカル（株）製「クラレコールＫＷ
２０／４０」を３リットル充填 ＳＶ＝４０ｈｒ-1 逆浸透膜分離装置： 装置＝日東電工（株）製「ＮＴＵ ７２９ ＨＲＳ２」 透過水回収率＝７０％ イオン交換塔： イオン交換樹脂＝三菱化学（株）製「ダイヤイオンＳＭ
Ｎ−ＵＰ」（強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオ
ン交換樹脂との混合品）を５００ｍｌ充填 ＳＶ＝２９．４ｈｒ-1 各部で採取した水の水質を分析し、結果を表３に示し
た。
２０／４０」を３リットル充填 ＳＶ＝４０ｈｒ-1 逆浸透膜分離装置： 装置＝日東電工（株）製「ＮＴＵ ７２９ ＨＲＳ２」 透過水回収率＝７０％ イオン交換塔： イオン交換樹脂＝三菱化学（株）製「ダイヤイオンＳＭ
Ｎ−ＵＰ」（強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオ
ン交換樹脂との混合品）を５００ｍｌ充填 ＳＶ＝２９．４ｈｒ-1 各部で採取した水の水質を分析し、結果を表３に示し
た。
【００４７】
【表３】
【００４８】表３より、ＴＯＣ１重量部に対するＮａ2
Ｓ2 Ｏ8 添加量がＳ2 Ｏ8 2- 換算で約３２重量部の加熱
分解処理で、ＴＯＣの極めて少ない純水が得られること
が明らかである。
Ｓ2 Ｏ8 添加量がＳ2 Ｏ8 2- 換算で約３２重量部の加熱
分解処理で、ＴＯＣの極めて少ない純水が得られること
が明らかである。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機物の除
去方法によれば、超純水を製造するに際して、ＴＯＣの
加熱分解に当り、酸化剤としての過硫酸塩等の添加量を
低減して低コストで効率的な処理を行うことができる。
また、過硫酸塩等の添加量が少ないことから、結果とし
て、過剰の過硫酸塩等による加熱分解処理後の脱イオン
処理工程への影響が防止されると共に、添加した過硫酸
塩等に由来する加熱分解処理水中の硫酸塩及び硫酸濃度
が低いことから、脱イオン処理工程の装置規模の縮小を
図ることもできる。
去方法によれば、超純水を製造するに際して、ＴＯＣの
加熱分解に当り、酸化剤としての過硫酸塩等の添加量を
低減して低コストで効率的な処理を行うことができる。
また、過硫酸塩等の添加量が少ないことから、結果とし
て、過剰の過硫酸塩等による加熱分解処理後の脱イオン
処理工程への影響が防止されると共に、添加した過硫酸
塩等に由来する加熱分解処理水中の硫酸塩及び硫酸濃度
が低いことから、脱イオン処理工程の装置規模の縮小を
図ることもできる。
【図１】実施例１における純水製造システムを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ 加温熱交換器 ２ 加熱分解反応器 ３ 冷却熱交換器 ４ 活性炭塔 ５ タンク ６ 逆浸透膜分離装置 ７ イオン交換塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/72 C02F 1/28
Claims (2)
- 【請求項１】 超純水を製造するに際して、原水から有
機物を除去する方法であって、原水を酸化剤の存在下で
加熱処理して原水中のＴＯＣ成分を分解するＴＯＣ成分
分解工程と、その後脱イオン処理する脱イオン処理工程
とにより原水中の有機物を除去する方法において、該Ｔ
ＯＣ成分分解工程において、酸化剤として過硫酸及び／
又は過硫酸塩をＳ２Ｏ８ ２−換算で原水中のＴＯＣ１重
量部当り２０〜４５重量部添加して、９０℃以上に加熱
処理することを特徴とする有機物の除去方法。 - 【請求項２】 請求項１において、該ＴＯＣ成分分解工
程の後に活性炭又は触媒を充填した充填塔により残留し
た酸化剤の除去処理を行い、その後、前記脱イオン処理
工程を行うことを特徴とする有機物の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32737194A JP3259557B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 有機物の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32737194A JP3259557B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 有機物の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08173978A JPH08173978A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3259557B2 true JP3259557B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=18198399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3259557B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3906855B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2007-04-18 | 栗田工業株式会社 | 有機物及び酸化剤含有排水の処理方法及び処理装置 |
| JP4862981B2 (ja) * | 2004-10-18 | 2012-01-25 | 栗田工業株式会社 | 硫酸リサイクル型洗浄システムおよびその運転方法 |
| JP4600666B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-12-15 | 栗田工業株式会社 | 硫酸リサイクル型枚葉式洗浄システム |
| JP2007244930A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Kurita Water Ind Ltd | 有機物含有排水の処理方法及び処理装置 |
| JP2023000376A (ja) * | 2021-06-17 | 2023-01-04 | オルガノ株式会社 | 純水製造装置及び純水製造方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32737194A patent/JP3259557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08173978A (ja) | 1996-07-09 |
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