JP3864934B2 - 純水製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超純水製造システム等に組み込むのに好適な純水製造装置に係り、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超純水製造システムは、通常、前処理システム、一次純水システム、サブシステムより構成される。前処理システムは、凝集濾過やＭＦ膜（精密濾過膜）、ＵＦ膜（限外濾過膜）等による除濁処理装置、活性炭等による脱塩素処理装置により構成される。
【０００３】
一次純水システムは、ＲＯ（逆浸透膜）装置、脱気膜装置、電気脱イオン装置等により構成され、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分が除去される。
【０００４】
サブシステムは、ＵＶ装置（紫外線酸化装置）、非再生型イオン交換装置、ＵＦ装置（限外濾過装置）等により構成され、微量イオンの除去、特に低分子の微量有機物除去、微粒子の除去が行われる。
【０００５】
サブシステムで作られた超純水は、ユースポイントに送水され、余剰の超純水はサブシステムの前段のタンクに返送されるのが一般的である。
【０００６】
ところで、超純水の要求水質は年々厳しくなり、現在、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下の超純水が要求されるようになってきている。
【０００７】
ホウ素濃度の低い純水を製造するために、原水をＲＯ装置等の脱塩装置で脱塩した後、ホウ素吸着樹脂塔に通水することが特開平８−８９９５６号公報に記載されている。
【０００８】
特開平９−１９２６６１号公報の第００４０段落には、添付の図３の通り、原水を順次にＲＯ装置３１、電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３に通水して処理することが記載されている。
【０００９】
また、シリカ及びホウ素を十分に除去することができる電気脱イオン装置が、特開２００１−１１３２８１号公報及び特開２００２−２０５０６９号公報に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−８９９５６号公報
【特許文献２】
特開平９−１９２６６１号公報
【特許文献３】
特開２００１−１１３２８１号公報
【特許文献４】
特開２００２−２０５０６９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
原水を図３の如く、ＲＯ装置３１、電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３に通水した場合、ホウ素は電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３の双方で除去されるので、ホウ素濃度の低い処理水を製造することができる。しかしながら、このようにホウ素吸着樹脂塔３３を電気脱イオン装置３２の後段に配置した場合、ホウ素吸着樹脂塔の流出水中のホウ素濃度レベルを目標水質レベルに合わせるところから、図２のように微量のホウ素がリークするようになった貫流点Ｐ１の段階で該ホウ素吸着樹脂塔の樹脂を再生又は交換する必要が生じる。即ち、上記特開平９−１９２６６１号の純水製造装置では、ホウ素吸着樹脂の再生又は交換頻度が高く、純水の製造効率が悪いという問題がある。
【００１２】
本発明は、ＲＯ装置等の脱塩装置と電気脱イオン装置とホウ素吸着樹脂装置とを有する純水製造装置において、ホウ素吸着樹脂装置の樹脂再生又は交換頻度を従来よりも格段に低くすることができ、しかもホウ素濃度も十分に低い純水を得ることができる純水製造装置を提供することを目的とする。
【００１３】
なお、電気脱イオン装置の水回収率を高めるために、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置の上流側に戻して原水に加えることが考えられるが、このようにした場合、ホウ素を含んだ水が電気脱イオン装置とＲＯ装置との間を循環してこの間でホウ素が濃縮される。即ち、ＲＯ装置のホウ素除去率は約５０％程度であり、電気脱イオン装置からの濃縮水中のホウ素の約半分はＲＯ装置を通過して電気脱イオン装置に流入する。これが繰り返される結果、ＲＯ装置から電気脱イオン装置に流入する水中のホウ素濃度が高くなり、この結果、電気脱イオン装置の後段のホウ素吸着樹脂装置のホウ素負荷が高くなる。
【００１４】
本発明は、その一態様において、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置上流側に戻す場合でもホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の純水製造装置は、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置及びホウ素吸着装置を有する純水製造装置において、逆浸透膜装置からの脱塩水をホウ素吸着装置に通水し、次いで電気脱イオン装置に通水して純水を製造するように上記各装置を接続したことを特徴とするものである。
【００１６】
かかる本発明の純水製造装置によると、原水中のホウ素はＲＯ装置及びホウ素吸着装置で例えば８０〜９９％程度除去された後、電気脱イオン装置に通水され、目標とするホウ素濃度レベルまで低減される。このように電気脱イオン装置を最終段に配置し、この電気脱イオン装置からの処理水中のホウ素濃度レベルを目標レベルとするので、この電気脱イオン装置の前段に配置されたホウ素吸着装置の流出水中のホウ素濃度レベルは目標レベルよりも相当に高い値、例えば図２の貫流点Ｐ２程度であれば足りる。このため、ホウ素吸着装置内のホウ素吸着体を再生又は交換する頻度が十分に低くなる。
【００１７】
本発明では、ホウ素吸着装置がホウ素を十分に吸着除去するので、電気脱イオン装置から流出する濃縮水をＲＯ装置よりも上流側に返送しても、ＲＯ装置と電気脱イオン装置との間でホウ素が濃縮することがなく、電気脱イオン装置から低ホウ素濃度の純水を得ることができる。
【００１８】
本発明で用いる電気脱イオン装置としては、特開２００１−１１３２８１号公報又は特開２００２−２０５０６９号公報に記載のものが好適である。
【００１９】
特開２００１−１１３２８１号公報の純水製造装置は、陰極及び陽極と、該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置である。特に、電気脱イオン装置が複数段直列に接続され、最前段の電気脱イオン装置が上述のように、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置であることが好ましい。
【００２０】
特開２００２−２０５０６９号公報の純水製造装置は、陽極を有する陽極室と、陰極を有する陰極室と、これらの陽極室と陰極室との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体と、該濃縮室に充填されたイオン交換体、活性炭又は電気導電体と、該陽極室及び陰極室にそれぞれ電極水を通水する手段と、該濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段と、該脱塩室に原水を通水して脱イオン水を取り出す手段とを有し、該濃縮水通水手段が、該原水よりシリカ又はホウ素濃度の低い水を、脱塩室の脱イオン水取り出し口に近い側から該濃縮室内に導入すると共に、該濃縮室のうち脱塩室の原水入口に近い側から流出させ、この濃縮室から流出した濃縮水の少なくとも一部を系外へ排出する手段である電気脱イオン装置である。
【００２１】
なお、本発明では、ホウ素吸着装置内のホウ素吸着剤からのＴＯＣ溶出量は極力少ないものを用いることが望ましい。なぜならば、該吸着剤から溶出したＴＯＣ成分は、前述のように電気脱イオン装置で除去が可能であるが、その除去量には限界があり、過剰なＴＯＣ溶出は後段の二次純水製造設備に影響を与えるからである。本発明においては、通水初期にホウ素吸着装置内に収容されている吸着剤からのＴＯＣの溶出量が全通水時間の１／１０の時点で、１時間、吸着剤容積１リットルあたりに０．８ｍｇ以下、望ましくは０．５ｍｇ以下であるものを採用することが望ましい。なお、吸着剤の溶出量は以下の式で定義される。
【００２２】
ここでいう「全通水時間」とは、ホウ素吸着装置内の吸着剤を再生もしくは吸着剤の交換を行うまでの間の通水時間のことをいう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態に係る純水製造装置の通水系統図である。
【００２４】
図１（ａ）では、被処理水はまずＲＯ装置１に通水され、透過水がホウ素吸着装置２に通水され、このホウ素吸着装置２を通過してホウ素が吸着除去処理された水が電気脱イオン装置３に通水され、電気脱イオン処理された水が処理水として取り出される。ＲＯ装置１の濃縮排水は廃棄される。また、この図１（ａ）の実施の形態では、電気脱イオン装置３の濃縮水も廃棄される。図示はしないが、電気脱イオン装置３の電極室排水も廃棄される。
【００２５】
図１（ｂ）の純水製造装置は、図１（ａ）の純水製造装置において電気脱イオン装置３の濃縮水を返送配管４を介してＲＯ装置１の上流側に戻し、被処理水に加えるようにしたものである。図１（ｂ）のその他の構成は図１（ａ）と同一である。
【００２６】
この図１（ａ），（ｂ）の純水製造装置においては、電気脱イオン装置３の脱塩室からの流出水が処理水となり、この脱塩室流出水のホウ素濃度が目標水質を満たせばよいので、ホウ素吸着装置２から電気脱イオン装置３に流入する水中のホウ素濃度は前記図２の貫流点Ｐ２のように従来例におけるよりも相当に高いレベルであってもよい。このため、ホウ素吸着装置２内の吸着剤の再生又は交換頻度を著しく低くすることができる。
【００２７】
なお、図１（ｂ）の純水製造装置によると、電気脱イオン装置３の濃縮水が再利用されるので、水回収率が高くなる。また、この場合、ホウ素吸着装置２がホウ素を十分に吸着除去するので、電気脱イオン装置３の濃縮水をＲＯ装置１の上流側に戻しても、ＲＯ装置１から電気脱イオン装置３までの循環ラインを循環する水中にホウ素が蓄積することがなく、ホウ素濃度の低い処理水を長期にわたって生産することができる。
【００２８】
被処理水としては、工水、市水、井水などの原水中に含まれる懸濁物質を前処理装置で除去した、ホウ素濃度５〜１００ｐｐｂ程度、特に１０〜３０ｐｐｂ程度の水が好適であるが、これに限定されない。ＲＯ装置１では、この被処理水中のイオン成分、微粒子及びＴＯＣ成分のほか、シリカやホウ素などの弱電解性成分も所要程度除去される。ＲＯ装置１でのホウ素除去率は３０〜７０％程度である。
【００２９】
ホウ素吸着装置２に収容される吸着剤としては、ホウ素を選択的に吸着するホウ素選択性吸着剤が好適である。このホウ素選択性吸着剤としては、イオン交換作用でホウ素を吸着するものや、キレート作用でホウ素を吸着するものが好適であり、例えば、ホウ素選択性キレート樹脂の「ダイヤイオンＣＲＢ（三菱化学（株）製）」、ホウ素選択性キレート繊維の「キレストファイバーＧＲＹ（キレスト（株）製）」、アニオンイオン交換体の「Ｒｅａｄ−Ｂ（旭エンジニアリング（株）製）」などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
なお、前述の通り、このホウ素吸着剤としてはＴＯＣ溶出量の少ないものが好適であり、具体的には、通水初期に該ホウ素吸着装置内に充填されている吸着剤からのＴＯＣの溶出量が全通水時間の１／１０の時点で、１時間、吸着剤容積１Ｌあたりに０．８ｍｇ以下、望ましくは０．５ｍｇ以下であるものを採用することが望ましい。
【００３１】
このようにＴＯＣ溶出量の少ない吸着剤は、例えば、前述の吸着剤を５０〜９０℃での温水洗浄、アルカリ薬剤による洗浄等の処理によって得ることができ、またＴＯＣ溶出量を低減した製品、例えば「ダイヤイオンＵＣＢＴ０２（三菱化学（株）製）」等を購入してそのまま採用しても良い。
【００３２】
ホウ素選択性吸着剤を充填したホウ素除去装置２は、上述のような吸着剤のみを充填したものでもよく、また、カチオン交換樹脂やアニオン交換樹脂等の他のイオン交換体や吸着剤と混合、積層して充填したものであってもよい。
【００３３】
ホウ素除去装置２は、酸、アルカリ薬剤で再生処理する「再生型」、吸着破過後に交換する「非再生型」のいずれでもよい。
【００３４】
ホウ素除去装置２への通水ＳＶは、ＴＯＣ溶出性および再生頻度もしくは吸着剤交換頻度を考慮して、１０〜１００／ｈｒ、特に２０〜５０／ｈｒにするのが好ましい。
【００３５】
このホウ素選択性除去吸着剤を収容したホウ素吸着装置では、ホウ素が選択的に除去される。本発明では、ホウ素吸着装置２の後段に電気脱イオン装置３が設置されているので、このホウ素吸着装置２の流出水中のホウ素濃度は一次純水装置での要求濃度まで到達する必要はなく、該ホウ素吸着装置２でのホウ素除去率は８０〜９９％に設定すればよい。通常の場合、ホウ素吸着装置２からの流出水の水質は、導電率０．２〜１．０ｍＳ／ｍ、ホウ素濃度０．１〜１ｐｐｂ、ＴＯＣ濃度は１０〜５０ｐｐｂ程度である。この水を電気脱イオン装置に通水することによって、一次純水製造装置での設計水質、例えば抵抗率＞１７．５ＭΩ・ｃｍ、ホウ素濃度＜０．０１ｐｐｂ、ＴＯＣ＜１０ｐｐｂに到達した水が生産される。
【００３６】
また、ホウ素除去装置２にて被処理水中のホウ素の大部分が除去されるため、電気脱イオン装置のホウ素負荷量は低く、したがって、図１（ｂ）の通り、該電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ膜装置より上流側に返送しても、ＲＯ装置１から電気脱イオン装置３を循環する水でホウ素が濃縮する現象は起こらない。
【００３７】
電気脱イオン装置３は、電気再生式脱塩装置とも呼ばれるものであり、アニオン交換膜とカチオン交換膜で形成された空隙にイオン交換体を充填して、脱塩室、濃縮室を形成し、直流電流を印加して被処理水中のイオンを除去するよう構成されている。このような装置は、例えば特公平４−７２５６７、特許第２７５１０９０号、特許第２６９９２５６号、特開２００１−２３９２７０に記載されている。
【００３８】
電子産業分野等で使用されている超純水のように、ホウ素濃度を厳しく管理しなくてはならない場合、該電気脱イオン装置としては、ホウ素除去能力に優れるものが望ましい。
【００３９】
この電気脱イオン装置は、ホウ素除去率が８０％以上、特に９０％以上、とりわけ９９％以上のものが好適である。
【００４０】
このようなホウ素除去率の高い純水製造装置の一例として、陰極及び陽極と、該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置（特開２００１−１１３２８１号公報の電気脱イオン装置）が挙げられる。特に、この特開２００１−１１３２８１号公報の電気脱イオン装置の後段にさらに他の電気脱イオン装置を直列に接続されることが好ましい。具体的には、前段の電気脱イオン装置の脱塩室の厚さは７ｍｍ以上で、脱塩室に充填されるイオン交換体がアニオン交換体とカチオン交換体との混合物又はアニオン交換体であり、かつ印加電圧が１〜５０Ｖ／ｃｅｌｌであり、また、通水ＳＶが３０〜１５０／ｈｒに設定されているのが好ましい。後段の電気脱イオン装置は任意のものでよい。このような前段電気脱イオン装置と後段電気脱イオン装置とからなる多段式の電気脱イオン装置として、「ＫＣＤＩ−ＵＰ（栗田工業株式会社製）」が例示できる。多段式装置では前段の電気脱イオン装置で一部のホウ素、シリカ、炭酸ガスが除去され、原水より高いｐＨを有する前段処理水が後段電気脱イオン装置でさらにホウ素やシリカ、その他のイオンが除去され、ホウ素除去率が向上する。
【００４１】
また、電気脱イオン装置としては、陽極を有する陽極室と、陰極を有する陰極室と、これらの陽極室と陰極室との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体と、該濃縮室に充填されたイオン交換体、活性炭又は電気導電体と、該陽極室及び陰極室にそれぞれ電極水を通水する手段と、該濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段と、該脱塩室に原水を通水して脱イオン水を取り出す手段とを有し、該濃縮水通水手段が、該原水よりシリカ又はホウ素濃度の低い水を、脱塩室の脱イオン水取り出し口に近い側から該濃縮室内に導入すると共に、該濃縮室のうち脱塩室の原水入口に近い側から流出させ、この濃縮室から流出した濃縮水の少なくとも一部を系外へ排出する手段である電気脱イオン装置（特開２００２−２０５０６９号公報の電気脱イオン装置）も好適である。
【００４２】
これらの電気脱イオン装置の水回収率は６０〜９８％であり、この電気脱イオン装置から排出される濃縮水の一部、もしくは全量をＲＯ膜装置より上流側に戻すことができ、超純水製造装置の水回収率を高めることができる。
【００４３】
本発明の純水製造装置は、ＲＯ膜装置、ホウ素吸着装置及び電気脱イオン装置を備えるものであるが、原水水質、要求処理水質に応じて、脱気装置、活性炭吸着装置、限外濾過膜装置、紫外線殺菌／酸化装置、非再生型イオン交換装置などを更に備えてもよい。また、ＲＯ装置や電気脱イオン装置を２段通水以上で処理しても良い。原水が比較的清浄な場合や、要求水質が緩い場合は、前処理装置もしくは二次純水装置を省略して超純水製造装置を構成することもできる。
【００４４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。実施例および比較例で用いた装置は次の通りである。
【００４５】
また、ホウ素、ＴＯＣ、抵抗率の測定には以下のものを用いた。
ホウ素：ＩＣＰ−ＭＳ（横河電機（株）製）
ＴＯＣ計：ＴＯＣ８１０（シーバース社製）
抵抗率計：ＭＸ−４（栗田工業（株）製）
【００４６】
原水（被処理水）は野木町水（ｐＨ６．９、導電率：１３ｍＳ／ｍ、ホウ素濃度：２０ｐｐｂ、ＴＯＣ濃度：５００ｐｐｂ）であり、供給量、回収率等は次の通りとした。
原水供給量：１ｍ３／ｈ
ＲＯ装置の水回収率：６０％
電気脱イオン装置の水回収率：８５％
【００４７】
説明の便宜上、比較例を先に説明する。なお、各実施例及び比較例で生産された処理水の水質の通水開始から１ヶ月間の経時変化を表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
図６（ａ）に示す通り、原水をＲＯ装置１、電気脱イオン装置３、ホウ素吸着装置２の順に通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室及び電極室へはＲＯ装置１からの処理水の一部を分取して通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室排水及び電極室排水は廃棄した。
【００４９】
ホウ素吸着剤としてはダイヤイオンＣＢＲ０２を用い、電気脱イオン装置としてはＫＣＤＩを用いた。
【００５０】
［比較例２］
図６（ｂ）に示す通り、電気脱イオン装置３の濃縮室排水をＲＯ装置１の上流側に戻すようにした他は比較例１と同一とした。
【００５１】
［実施例１］
図４（ａ）に示す通り、原水をＲＯ装置１、ホウ素吸着装置２、電気脱イオン装置３の順に通水した。
【００５２】
電気脱イオン装置３の電極室へはホウ素吸着装置２の処理水を通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室へは当該電気脱イオン装置３の脱塩室からの流出水（処理水）の一部を分取して通水した。濃縮室排水は廃棄した。その他は比較例１と同一条件とした。
【００５３】
［実施例２］
電気脱イオン装置３の濃縮室排水をＲＯ装置１の上流側に返送するようにしたこと以外は実施例１と同一とした。
【００５４】
［実施例３］
ホウ素吸着剤をＴＯＣ溶出量の少ないダイヤイオンＵＣＢＴ０２としたこと以外は実施例２と同一とした。
【００５５】
［実施例４］
電気脱イオン装置として、図５の通り２基直列に接続したＫＣＤＩ−ＵＰを用いた。ホウ素吸着剤はダイヤイオンＵＣＢＴ０２を用いた。前段の電気脱イオン装置３Ａの電極室及び濃縮室へはホウ素吸着装置２からの処理水を一部分取して通水した。後段の電気脱イオン装置３Ｂの電極室及び濃縮室へは前段の電気脱イオン装置３Ａの脱塩室流出水の一部を分取して通水した。各電気脱イオン装置３Ａ，３Ｂの濃縮室排水はＲＯ装置１の上流側へ返送した。それ以外は実施例１と同一とした。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１の試験結果についての考察は次の通りである。
(1) 比較例１での通水試験結果では、通水初期では脱塩水製造装置処理水のホウ素濃度は＜０．０１ｐｐｂであったが、２０日後には処理水からホウ素が２ｐｐｂ検出され、その後増加する傾向を示した。ホウ素のリークと共に処理水抵抗率も低下し、３０日後では１７．５ＭΩ・ｃｍまで低下した。処理水ＴＯＣ濃度も１０日後で７３ｐｐｂと高く、許容濃度１０ｐｐｂ以下までは到達しなかった。
(2) 比較例２では、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置の上流側に返送したために、系内でホウ素が濃縮することによって、ホウ素除去装置の負荷が増大し、通水３日後で、処理水にホウ素がリークした。
(3) 実施例１での試験結果では、３０日経過しても処理水のホウ素濃度は０．０１ｐｐｂ以下、抵抗率は１８．０ＭΩ・ｃｍ以上である。しかしながら、処理水ＴＯＣ濃度は通水１０日後でも３５ｐｐｂと高い。
(4) 実施例２では、電気脱イオン装置の濃縮水を循環させたにも拘らず、処理水中のホウ素濃度は０．０１ｐｐｂ以下であり、抵抗率は１８ＭΩ・ｃｍ以上である。なお、この場合もＴＯＣ濃度は高い。
(5) 実施例３では、ＴＯＣ溶出の少ないホウ素吸着剤（ダイヤイオンＵＣＢＴ０２）を採用したので、通水１０日後で処理水ＴＯＣは７．５ｐｐｂを示した。処理水のホウ素濃度及び抵抗率は実施例１，２と同様に良好である。
(6) 実施例４では、電気脱イオン装置をＫＣＤＩ−ＵＰに変えたが、実施例３と同様に処理水のホウ素濃度、ＴＯＣ濃度が低く、また抵抗率が十分に高い。なお、ＴＯＣ濃度は実施例３よりも微かではあるが低いものとなっている。
【００５８】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の純水製造装置によると、ホウ素濃度が低い処理水を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る純水製造装置の系統図である。
【図２】ホウ素吸着装置のホウ素破過曲線である。
【図３】従来の純水製造装置の系統図である。
【図４】実施例１〜４の純水製造装置の系統図である。
【図５】実施例５の純水製造装置の系統図である。
【図６】比較例の純水製造装置の系統図である。
【符号の説明】
１，３１ ＲＯ装置
２，３３ ホウ素吸着装置
３，３Ａ，３Ｂ，３２ 電気脱イオン装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、超純水製造システム等に組み込むのに好適な純水製造装置に係り、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超純水製造システムは、通常、前処理システム、一次純水システム、サブシステムより構成される。前処理システムは、凝集濾過やＭＦ膜（精密濾過膜）、ＵＦ膜（限外濾過膜）等による除濁処理装置、活性炭等による脱塩素処理装置により構成される。
【０００３】
一次純水システムは、ＲＯ（逆浸透膜）装置、脱気膜装置、電気脱イオン装置等により構成され、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分が除去される。
【０００４】
サブシステムは、ＵＶ装置（紫外線酸化装置）、非再生型イオン交換装置、ＵＦ装置（限外濾過装置）等により構成され、微量イオンの除去、特に低分子の微量有機物除去、微粒子の除去が行われる。
【０００５】
サブシステムで作られた超純水は、ユースポイントに送水され、余剰の超純水はサブシステムの前段のタンクに返送されるのが一般的である。
【０００６】
ところで、超純水の要求水質は年々厳しくなり、現在、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下の超純水が要求されるようになってきている。
【０００７】
ホウ素濃度の低い純水を製造するために、原水をＲＯ装置等の脱塩装置で脱塩した後、ホウ素吸着樹脂塔に通水することが特開平８−８９９５６号公報に記載されている。
【０００８】
特開平９−１９２６６１号公報の第００４０段落には、添付の図３の通り、原水を順次にＲＯ装置３１、電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３に通水して処理することが記載されている。
【０００９】
また、シリカ及びホウ素を十分に除去することができる電気脱イオン装置が、特開２００１−１１３２８１号公報及び特開２００２−２０５０６９号公報に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−８９９５６号公報
【特許文献２】
特開平９−１９２６６１号公報
【特許文献３】
特開２００１−１１３２８１号公報
【特許文献４】
特開２００２−２０５０６９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
原水を図３の如く、ＲＯ装置３１、電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３に通水した場合、ホウ素は電気脱イオン装置３２及びホウ素吸着樹脂塔３３の双方で除去されるので、ホウ素濃度の低い処理水を製造することができる。しかしながら、このようにホウ素吸着樹脂塔３３を電気脱イオン装置３２の後段に配置した場合、ホウ素吸着樹脂塔の流出水中のホウ素濃度レベルを目標水質レベルに合わせるところから、図２のように微量のホウ素がリークするようになった貫流点Ｐ１の段階で該ホウ素吸着樹脂塔の樹脂を再生又は交換する必要が生じる。即ち、上記特開平９−１９２６６１号の純水製造装置では、ホウ素吸着樹脂の再生又は交換頻度が高く、純水の製造効率が悪いという問題がある。
【００１２】
本発明は、ＲＯ装置等の脱塩装置と電気脱イオン装置とホウ素吸着樹脂装置とを有する純水製造装置において、ホウ素吸着樹脂装置の樹脂再生又は交換頻度を従来よりも格段に低くすることができ、しかもホウ素濃度も十分に低い純水を得ることができる純水製造装置を提供することを目的とする。
【００１３】
なお、電気脱イオン装置の水回収率を高めるために、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置の上流側に戻して原水に加えることが考えられるが、このようにした場合、ホウ素を含んだ水が電気脱イオン装置とＲＯ装置との間を循環してこの間でホウ素が濃縮される。即ち、ＲＯ装置のホウ素除去率は約５０％程度であり、電気脱イオン装置からの濃縮水中のホウ素の約半分はＲＯ装置を通過して電気脱イオン装置に流入する。これが繰り返される結果、ＲＯ装置から電気脱イオン装置に流入する水中のホウ素濃度が高くなり、この結果、電気脱イオン装置の後段のホウ素吸着樹脂装置のホウ素負荷が高くなる。
【００１４】
本発明は、その一態様において、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置上流側に戻す場合でもホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の純水製造装置は、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置及びホウ素吸着装置を有する純水製造装置において、逆浸透膜装置からの脱塩水をホウ素吸着装置に通水し、次いで電気脱イオン装置に通水して純水を製造するように上記各装置を接続したことを特徴とするものである。
【００１６】
かかる本発明の純水製造装置によると、原水中のホウ素はＲＯ装置及びホウ素吸着装置で例えば８０〜９９％程度除去された後、電気脱イオン装置に通水され、目標とするホウ素濃度レベルまで低減される。このように電気脱イオン装置を最終段に配置し、この電気脱イオン装置からの処理水中のホウ素濃度レベルを目標レベルとするので、この電気脱イオン装置の前段に配置されたホウ素吸着装置の流出水中のホウ素濃度レベルは目標レベルよりも相当に高い値、例えば図２の貫流点Ｐ２程度であれば足りる。このため、ホウ素吸着装置内のホウ素吸着体を再生又は交換する頻度が十分に低くなる。
【００１７】
本発明では、ホウ素吸着装置がホウ素を十分に吸着除去するので、電気脱イオン装置から流出する濃縮水をＲＯ装置よりも上流側に返送しても、ＲＯ装置と電気脱イオン装置との間でホウ素が濃縮することがなく、電気脱イオン装置から低ホウ素濃度の純水を得ることができる。
【００１８】
本発明で用いる電気脱イオン装置としては、特開２００１−１１３２８１号公報又は特開２００２−２０５０６９号公報に記載のものが好適である。
【００１９】
特開２００１−１１３２８１号公報の純水製造装置は、陰極及び陽極と、該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置である。特に、電気脱イオン装置が複数段直列に接続され、最前段の電気脱イオン装置が上述のように、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置であることが好ましい。
【００２０】
特開２００２−２０５０６９号公報の純水製造装置は、陽極を有する陽極室と、陰極を有する陰極室と、これらの陽極室と陰極室との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体と、該濃縮室に充填されたイオン交換体、活性炭又は電気導電体と、該陽極室及び陰極室にそれぞれ電極水を通水する手段と、該濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段と、該脱塩室に原水を通水して脱イオン水を取り出す手段とを有し、該濃縮水通水手段が、該原水よりシリカ又はホウ素濃度の低い水を、脱塩室の脱イオン水取り出し口に近い側から該濃縮室内に導入すると共に、該濃縮室のうち脱塩室の原水入口に近い側から流出させ、この濃縮室から流出した濃縮水の少なくとも一部を系外へ排出する手段である電気脱イオン装置である。
【００２１】
なお、本発明では、ホウ素吸着装置内のホウ素吸着剤からのＴＯＣ溶出量は極力少ないものを用いることが望ましい。なぜならば、該吸着剤から溶出したＴＯＣ成分は、前述のように電気脱イオン装置で除去が可能であるが、その除去量には限界があり、過剰なＴＯＣ溶出は後段の二次純水製造設備に影響を与えるからである。本発明においては、通水初期にホウ素吸着装置内に収容されている吸着剤からのＴＯＣの溶出量が全通水時間の１／１０の時点で、１時間、吸着剤容積１リットルあたりに０．８ｍｇ以下、望ましくは０．５ｍｇ以下であるものを採用することが望ましい。なお、吸着剤の溶出量は以下の式で定義される。
ここでいう「全通水時間」とは、ホウ素吸着装置内の吸着剤を再生もしくは吸着剤の交換を行うまでの間の通水時間のことをいう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態に係る純水製造装置の通水系統図である。
【００２４】
図１（ａ）では、被処理水はまずＲＯ装置１に通水され、透過水がホウ素吸着装置２に通水され、このホウ素吸着装置２を通過してホウ素が吸着除去処理された水が電気脱イオン装置３に通水され、電気脱イオン処理された水が処理水として取り出される。ＲＯ装置１の濃縮排水は廃棄される。また、この図１（ａ）の実施の形態では、電気脱イオン装置３の濃縮水も廃棄される。図示はしないが、電気脱イオン装置３の電極室排水も廃棄される。
【００２５】
図１（ｂ）の純水製造装置は、図１（ａ）の純水製造装置において電気脱イオン装置３の濃縮水を返送配管４を介してＲＯ装置１の上流側に戻し、被処理水に加えるようにしたものである。図１（ｂ）のその他の構成は図１（ａ）と同一である。
【００２６】
この図１（ａ），（ｂ）の純水製造装置においては、電気脱イオン装置３の脱塩室からの流出水が処理水となり、この脱塩室流出水のホウ素濃度が目標水質を満たせばよいので、ホウ素吸着装置２から電気脱イオン装置３に流入する水中のホウ素濃度は前記図２の貫流点Ｐ２のように従来例におけるよりも相当に高いレベルであってもよい。このため、ホウ素吸着装置２内の吸着剤の再生又は交換頻度を著しく低くすることができる。
【００２７】
なお、図１（ｂ）の純水製造装置によると、電気脱イオン装置３の濃縮水が再利用されるので、水回収率が高くなる。また、この場合、ホウ素吸着装置２がホウ素を十分に吸着除去するので、電気脱イオン装置３の濃縮水をＲＯ装置１の上流側に戻しても、ＲＯ装置１から電気脱イオン装置３までの循環ラインを循環する水中にホウ素が蓄積することがなく、ホウ素濃度の低い処理水を長期にわたって生産することができる。
【００２８】
被処理水としては、工水、市水、井水などの原水中に含まれる懸濁物質を前処理装置で除去した、ホウ素濃度５〜１００ｐｐｂ程度、特に１０〜３０ｐｐｂ程度の水が好適であるが、これに限定されない。ＲＯ装置１では、この被処理水中のイオン成分、微粒子及びＴＯＣ成分のほか、シリカやホウ素などの弱電解性成分も所要程度除去される。ＲＯ装置１でのホウ素除去率は３０〜７０％程度である。
【００２９】
ホウ素吸着装置２に収容される吸着剤としては、ホウ素を選択的に吸着するホウ素選択性吸着剤が好適である。このホウ素選択性吸着剤としては、イオン交換作用でホウ素を吸着するものや、キレート作用でホウ素を吸着するものが好適であり、例えば、ホウ素選択性キレート樹脂の「ダイヤイオンＣＲＢ（三菱化学（株）製）」、ホウ素選択性キレート繊維の「キレストファイバーＧＲＹ（キレスト（株）製）」、アニオンイオン交換体の「Ｒｅａｄ−Ｂ（旭エンジニアリング（株）製）」などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
なお、前述の通り、このホウ素吸着剤としてはＴＯＣ溶出量の少ないものが好適であり、具体的には、通水初期に該ホウ素吸着装置内に充填されている吸着剤からのＴＯＣの溶出量が全通水時間の１／１０の時点で、１時間、吸着剤容積１Ｌあたりに０．８ｍｇ以下、望ましくは０．５ｍｇ以下であるものを採用することが望ましい。
【００３１】
このようにＴＯＣ溶出量の少ない吸着剤は、例えば、前述の吸着剤を５０〜９０℃での温水洗浄、アルカリ薬剤による洗浄等の処理によって得ることができ、またＴＯＣ溶出量を低減した製品、例えば「ダイヤイオンＵＣＢＴ０２（三菱化学（株）製）」等を購入してそのまま採用しても良い。
【００３２】
ホウ素選択性吸着剤を充填したホウ素除去装置２は、上述のような吸着剤のみを充填したものでもよく、また、カチオン交換樹脂やアニオン交換樹脂等の他のイオン交換体や吸着剤と混合、積層して充填したものであってもよい。
【００３３】
ホウ素除去装置２は、酸、アルカリ薬剤で再生処理する「再生型」、吸着破過後に交換する「非再生型」のいずれでもよい。
【００３４】
ホウ素除去装置２への通水ＳＶは、ＴＯＣ溶出性および再生頻度もしくは吸着剤交換頻度を考慮して、１０〜１００／ｈｒ、特に２０〜５０／ｈｒにするのが好ましい。
【００３５】
このホウ素選択性除去吸着剤を収容したホウ素吸着装置では、ホウ素が選択的に除去される。本発明では、ホウ素吸着装置２の後段に電気脱イオン装置３が設置されているので、このホウ素吸着装置２の流出水中のホウ素濃度は一次純水装置での要求濃度まで到達する必要はなく、該ホウ素吸着装置２でのホウ素除去率は８０〜９９％に設定すればよい。通常の場合、ホウ素吸着装置２からの流出水の水質は、導電率０．２〜１．０ｍＳ／ｍ、ホウ素濃度０．１〜１ｐｐｂ、ＴＯＣ濃度は１０〜５０ｐｐｂ程度である。この水を電気脱イオン装置に通水することによって、一次純水製造装置での設計水質、例えば抵抗率＞１７．５ＭΩ・ｃｍ、ホウ素濃度＜０．０１ｐｐｂ、ＴＯＣ＜１０ｐｐｂに到達した水が生産される。
【００３６】
また、ホウ素除去装置２にて被処理水中のホウ素の大部分が除去されるため、電気脱イオン装置のホウ素負荷量は低く、したがって、図１（ｂ）の通り、該電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ膜装置より上流側に返送しても、ＲＯ装置１から電気脱イオン装置３を循環する水でホウ素が濃縮する現象は起こらない。
【００３７】
電気脱イオン装置３は、電気再生式脱塩装置とも呼ばれるものであり、アニオン交換膜とカチオン交換膜で形成された空隙にイオン交換体を充填して、脱塩室、濃縮室を形成し、直流電流を印加して被処理水中のイオンを除去するよう構成されている。このような装置は、例えば特公平４−７２５６７、特許第２７５１０９０号、特許第２６９９２５６号、特開２００１−２３９２７０に記載されている。
【００３８】
電子産業分野等で使用されている超純水のように、ホウ素濃度を厳しく管理しなくてはならない場合、該電気脱イオン装置としては、ホウ素除去能力に優れるものが望ましい。
【００３９】
この電気脱イオン装置は、ホウ素除去率が８０％以上、特に９０％以上、とりわけ９９％以上のものが好適である。
【００４０】
このようなホウ素除去率の高い純水製造装置の一例として、陰極及び陽極と、該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置（特開２００１−１１３２８１号公報の電気脱イオン装置）が挙げられる。特に、この特開２００１−１１３２８１号公報の電気脱イオン装置の後段にさらに他の電気脱イオン装置を直列に接続されることが好ましい。具体的には、前段の電気脱イオン装置の脱塩室の厚さは７ｍｍ以上で、脱塩室に充填されるイオン交換体がアニオン交換体とカチオン交換体との混合物又はアニオン交換体であり、かつ印加電圧が１〜５０Ｖ／ｃｅｌｌであり、また、通水ＳＶが３０〜１５０／ｈｒに設定されているのが好ましい。後段の電気脱イオン装置は任意のものでよい。このような前段電気脱イオン装置と後段電気脱イオン装置とからなる多段式の電気脱イオン装置として、「ＫＣＤＩ−ＵＰ（栗田工業株式会社製）」が例示できる。多段式装置では前段の電気脱イオン装置で一部のホウ素、シリカ、炭酸ガスが除去され、原水より高いｐＨを有する前段処理水が後段電気脱イオン装置でさらにホウ素やシリカ、その他のイオンが除去され、ホウ素除去率が向上する。
【００４１】
また、電気脱イオン装置としては、陽極を有する陽極室と、陰極を有する陰極室と、これらの陽極室と陰極室との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、該脱塩室に充填されたイオン交換体と、該濃縮室に充填されたイオン交換体、活性炭又は電気導電体と、該陽極室及び陰極室にそれぞれ電極水を通水する手段と、該濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段と、該脱塩室に原水を通水して脱イオン水を取り出す手段とを有し、該濃縮水通水手段が、該原水よりシリカ又はホウ素濃度の低い水を、脱塩室の脱イオン水取り出し口に近い側から該濃縮室内に導入すると共に、該濃縮室のうち脱塩室の原水入口に近い側から流出させ、この濃縮室から流出した濃縮水の少なくとも一部を系外へ排出する手段である電気脱イオン装置（特開２００２−２０５０６９号公報の電気脱イオン装置）も好適である。
【００４２】
これらの電気脱イオン装置の水回収率は６０〜９８％であり、この電気脱イオン装置から排出される濃縮水の一部、もしくは全量をＲＯ膜装置より上流側に戻すことができ、超純水製造装置の水回収率を高めることができる。
【００４３】
本発明の純水製造装置は、ＲＯ膜装置、ホウ素吸着装置及び電気脱イオン装置を備えるものであるが、原水水質、要求処理水質に応じて、脱気装置、活性炭吸着装置、限外濾過膜装置、紫外線殺菌／酸化装置、非再生型イオン交換装置などを更に備えてもよい。また、ＲＯ装置や電気脱イオン装置を２段通水以上で処理しても良い。原水が比較的清浄な場合や、要求水質が緩い場合は、前処理装置もしくは二次純水装置を省略して超純水製造装置を構成することもできる。
【００４４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。実施例および比較例で用いた装置は次の通りである。
また、ホウ素、ＴＯＣ、抵抗率の測定には以下のものを用いた。
ホウ素：ＩＣＰ−ＭＳ（横河電機（株）製）
ＴＯＣ計：ＴＯＣ８１０（シーバース社製）
抵抗率計：ＭＸ−４（栗田工業（株）製）
【００４６】
原水（被処理水）は野木町水（ｐＨ６．９、導電率：１３ｍＳ／ｍ、ホウ素濃度：２０ｐｐｂ、ＴＯＣ濃度：５００ｐｐｂ）であり、供給量、回収率等は次の通りとした。
原水供給量：１ｍ３／ｈ
ＲＯ装置の水回収率：６０％
電気脱イオン装置の水回収率：８５％
【００４７】
説明の便宜上、比較例を先に説明する。なお、各実施例及び比較例で生産された処理水の水質の通水開始から１ヶ月間の経時変化を表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
図６（ａ）に示す通り、原水をＲＯ装置１、電気脱イオン装置３、ホウ素吸着装置２の順に通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室及び電極室へはＲＯ装置１からの処理水の一部を分取して通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室排水及び電極室排水は廃棄した。
【００４９】
ホウ素吸着剤としてはダイヤイオンＣＢＲ０２を用い、電気脱イオン装置としてはＫＣＤＩを用いた。
【００５０】
［比較例２］
図６（ｂ）に示す通り、電気脱イオン装置３の濃縮室排水をＲＯ装置１の上流側に戻すようにした他は比較例１と同一とした。
【００５１】
［実施例１］
図４（ａ）に示す通り、原水をＲＯ装置１、ホウ素吸着装置２、電気脱イオン装置３の順に通水した。
【００５２】
電気脱イオン装置３の電極室へはホウ素吸着装置２の処理水を通水した。電気脱イオン装置３の濃縮室へは当該電気脱イオン装置３の脱塩室からの流出水（処理水）の一部を分取して通水した。濃縮室排水は廃棄した。その他は比較例１と同一条件とした。
【００５３】
［実施例２］
電気脱イオン装置３の濃縮室排水をＲＯ装置１の上流側に返送するようにしたこと以外は実施例１と同一とした。
【００５４】
［実施例３］
ホウ素吸着剤をＴＯＣ溶出量の少ないダイヤイオンＵＣＢＴ０２としたこと以外は実施例２と同一とした。
【００５５】
［実施例４］
電気脱イオン装置として、図５の通り２基直列に接続したＫＣＤＩ−ＵＰを用いた。ホウ素吸着剤はダイヤイオンＵＣＢＴ０２を用いた。前段の電気脱イオン装置３Ａの電極室及び濃縮室へはホウ素吸着装置２からの処理水を一部分取して通水した。後段の電気脱イオン装置３Ｂの電極室及び濃縮室へは前段の電気脱イオン装置３Ａの脱塩室流出水の一部を分取して通水した。各電気脱イオン装置３Ａ，３Ｂの濃縮室排水はＲＯ装置１の上流側へ返送した。それ以外は実施例１と同一とした。
【００５６】
【表１】
表１の試験結果についての考察は次の通りである。
(1) 比較例１での通水試験結果では、通水初期では脱塩水製造装置処理水のホウ素濃度は＜０．０１ｐｐｂであったが、２０日後には処理水からホウ素が２ｐｐｂ検出され、その後増加する傾向を示した。ホウ素のリークと共に処理水抵抗率も低下し、３０日後では１７．５ＭΩ・ｃｍまで低下した。処理水ＴＯＣ濃度も１０日後で７３ｐｐｂと高く、許容濃度１０ｐｐｂ以下までは到達しなかった。
(2) 比較例２では、電気脱イオン装置の濃縮水をＲＯ装置の上流側に返送したために、系内でホウ素が濃縮することによって、ホウ素除去装置の負荷が増大し、通水３日後で、処理水にホウ素がリークした。
(3) 実施例１での試験結果では、３０日経過しても処理水のホウ素濃度は０．０１ｐｐｂ以下、抵抗率は１８．０ＭΩ・ｃｍ以上である。しかしながら、処理水ＴＯＣ濃度は通水１０日後でも３５ｐｐｂと高い。
(4) 実施例２では、電気脱イオン装置の濃縮水を循環させたにも拘らず、処理水中のホウ素濃度は０．０１ｐｐｂ以下であり、抵抗率は１８ＭΩ・ｃｍ以上である。なお、この場合もＴＯＣ濃度は高い。
(5) 実施例３では、ＴＯＣ溶出の少ないホウ素吸着剤（ダイヤイオンＵＣＢＴ０２）を採用したので、通水１０日後で処理水ＴＯＣは７．５ｐｐｂを示した。処理水のホウ素濃度及び抵抗率は実施例１，２と同様に良好である。
(6) 実施例４では、電気脱イオン装置をＫＣＤＩ−ＵＰに変えたが、実施例３と同様に処理水のホウ素濃度、ＴＯＣ濃度が低く、また抵抗率が十分に高い。なお、ＴＯＣ濃度は実施例３よりも微かではあるが低いものとなっている。
【００５８】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の純水製造装置によると、ホウ素濃度が低い処理水を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る純水製造装置の系統図である。
【図２】ホウ素吸着装置のホウ素破過曲線である。
【図３】従来の純水製造装置の系統図である。
【図４】実施例１〜４の純水製造装置の系統図である。
【図５】実施例５の純水製造装置の系統図である。
【図６】比較例の純水製造装置の系統図である。
【符号の説明】
１，３１ ＲＯ装置
２，３３ ホウ素吸着装置
３，３Ａ，３Ｂ，３２ 電気脱イオン装置
Claims (6)
- 逆浸透膜装置、電気脱イオン装置及びホウ素吸着装置を有する純水製造装置において、
逆浸透膜装置からの脱塩水をホウ素吸着装置に通水し、次いで電気脱イオン装置に通水して純水を製造するように上記各装置を接続したことを特徴とする純水製造装置。 - 請求項１において、該電気脱イオン装置から流出する濃縮水を該逆浸透膜装置よりも上流側に返送する返送手段を備えたことを特徴とする純水製造装置。
- 請求項１又は２において、該ホウ素吸着装置内にホウ素吸着樹脂よりなる吸着剤が収容されており、該吸着剤からの全有機物炭素（ＴＯＣ）の溶出量が、通水開始から該ホウ素吸着装置内の吸着剤を再生もしくは交換するまでの通水時間の１／１０の時点で、１時間、吸着剤容積１Ｌ当りで０．８ｍｇ以下であることを特徴とする純水製造装置。
- 請求項１ないし３のいずれか１項において、該電気脱イオン装置は、陰極及び陽極と、
該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、
該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、
ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置であることを特徴とする純水製造装置。 - 請求項１ないし３のいずれか１項において、電気脱イオン装置は複数段直列に接続されており、
最前段の電気脱イオン装置は、陰極及び陽極と、
該陰極と陽極との間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、
該脱塩室に充填されたイオン交換体とを有し、
ｐＨ８．５以下の原水をアルカリ薬剤を添加することなしに処理したときに、該原水のｐＨよりも１．０以上高いｐＨの処理水が得られるように脱塩室の厚さ、操作電圧及び／又は電流、或いは通水ＳＶが設定されている電気脱イオン装置である
ことを特徴とする純水製造装置。 - 請求項１ないし３のいずれか１項において、該電気脱イオン装置は、
陽極を有する陽極室と、
陰極を有する陰極室と、
これらの陽極室と陰極室との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜を配列することにより形成された濃縮室及び脱塩室と、
該脱塩室に充填されたイオン交換体と、
該濃縮室に充填されたイオン交換体、活性炭又は電気導電体と、
該陽極室及び陰極室にそれぞれ電極水を通水する手段と、
該濃縮室に濃縮水を通水する濃縮水通水手段と、
該脱塩室に原水を通水して脱イオン水を取り出す手段とを有し、
該濃縮水通水手段が、該原水よりシリカ又はホウ素濃度の低い水を、脱塩室の脱イオン水取り出し口に近い側から該濃縮室内に導入すると共に、該濃縮室のうち脱塩室の原水入口に近い側から流出させ、この濃縮室から流出した濃縮水の少なくとも一部を系外へ排出する手段である電気脱イオン装置であることを特徴とする純水製造装置。
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