JP4449092B2

JP4449092B2 - Pure water production apparatus and method

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Publication number: JP4449092B2
Application number: JP37434998A
Authority: JP
Inventors: 秀樹後藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000189760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工業用水と半導体製造排水とを原水として純水を製造するための純水製造装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程等に使用される超純水は、一般に膜分離処理およびイオン交換からなる一次純水製造工程と、紫外線酸化、混床式イオン交換および限外濾過からなる二次純水製造工程（サブシステムとも呼ばれる）とを経て製造される。このような超純水製造工程に供給される原水としては、工業用水のほか、半導体製造工場等においては、半導体製造工程から排出される半導体製造排水を回収して原水としている。
【０００３】
ところが両者は含まれる成分が異なるため、異なる処理法により純水を製造している。すなわち半導体製造排水を原水とする場合は活性炭処理、弱塩基性アニオン交換、強酸性カチオン交換、強塩基性アニオン交換、膜分離の各工程を経て一次純水を製造している。これに対して工業用水を原水とする場合は活性炭処理、強酸性カチオン交換、脱気、強塩基性アニオン交換、膜分離の各工程を経て一次純水を製造している。
このように、従来の超純水製造工程では、原水ごとに別の処理法により一次純水を製造しているため、処理装置および操作が複雑となり、製造コストが高くなる。
【０００４】
この点を改善するために、両方の原水を混合して処理すると、膜分離装置においてスケールが付着して、処理水量が低下するとともに、処理水質が低下する。
この原因は工業用水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと、半導体製造排水中のフッ素イオンとが反応して難溶性のフッ化カルシウムやフッ化マグネシウムが生成するためであると推測される。
【０００５】
このような問題点を解決するため、特開平７−３９８７１号には、工業用水を脱カチオンするカチオン交換装置を有する工業用水処理系と、半導体製造排水を脱アニオンするアニオン交換装置を有する半導体製造排水処理系と、これらの系で処理された混合原水を脱イオンする脱イオン装置を有する混合原水処理系とを含む純水製造装置が記載されている。
図３は上記公報に記載されている純水製造装置を示すフローシートである。図において、１は工業用水処理系、２は半導体製造排水処理系、３は混合装置、４は混合原水処理系である。
【０００６】
工業用水処理系１は、工業用水路１０５に連絡する貯水槽１０６、活性炭処理装置１０７、カチオン交換装置１０８、脱炭酸装置１０９が連絡路１１０〜１１２でシリーズに連絡し、脱炭酸装置１０９から工業用水処理水路１１３によって混合装置３に連絡している。１１４は活性炭層、１１５はカチオン交換樹脂層、１１６は充填材層である。
【０００７】
半導体製造排水処理系２は、半導体製造排水路１２１に連絡する貯水槽１２２、活性炭処理装置１２３、アニオン交換装置１２４が連絡路１２５、１２６でシリーズに連絡し、アニオン交換装置１２４から半導体製造排水処理水路１２７が混合装置３に連絡している。１２８は活性炭層、１２９はアニオン交換樹脂層である。
【０００８】
混合原水処理系４は、混合原水路１３１により混合装置３と連絡する生物濾過装置１３２、ＵＦ膜分離装置１３３、ＲＯ膜分離装置１３４、混床式イオン交換装置１３５が連絡路１３６〜１３８によりシリーズに連絡している。１４１は生物濾過層、１４３、１４４はポンプ、１４５はＵＦ膜モジュール、１４６はＲＯ膜モジュール、１４７、１４８は濃縮液取出路、１４９はイオン交換樹脂層、１５０は純水取出路である。
【０００９】
上記の純水製造装置による純水製造方法は次の通りである。工業用水路１０５および半導体製造排水路１２１から貯水槽１０６、１２２に入った工業用水および半導体製造排水は、それぞれ活性炭処理装置１０７、１２３において活性炭層１１４、１２８を通る間に活性炭処理されて有機物、固形物が除去される。
【００１０】
活性炭処理された工業用水はカチオン交換装置１０８において、カチオン交換樹脂層１１５を通る間にカチオン交換されて、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを含むカチオンが除去される。これにより生じるｐＨ３．５〜４．５の酸性水は脱炭酸装置１０９において充填材層１１６を通る間に空気と気液接触して脱炭酸され、工業用水処理水となって混合装置３に入る。
【００１１】
活性炭処理された半導体製造排水はアニオン交換装置１２４において、アニオン交換樹脂層１２９を通過する間に、フッ素を含むアニオン（酸）が除去される。これによりｐＨが高くなるとともに、ｐＨ変動幅も小さくなる。ｐＨ９〜１０となった半導体製造排水処理水は、混合装置３に入って工業用水処理水と混合される。これによりｐＨ５〜７の混合原水が得られるが、工業用水中の硬度成分および半導体洗浄排水中のフッ素イオンは除去されているので不溶性塩は生成しない。
【００１２】
混合原水は必要によりアルカリを添加してｐＨ調整したのち、生物濾過装置１３２に供給され、好気性下に生物濾過層１４１を通過することにより有機物は生物分解され、固形物は除去される。生物濾過水はポンプ１４３でＵＦ膜分離装置１３３に供給され、生物汚泥等の固形物および有機物がＵＦ膜分離により分離される。そして膜分離による濃縮液は濃縮液取出路１４７から取り出され、透過液は連絡路１３７から取り出される。
【００１３】
ＵＦ膜分離装置１３３の透過液はポンプ１４４によりＲＯ膜分離装置１３４に供給され、膜分離により脱イオンされ、濃縮液は濃縮液取出路１４８から取り出され、透過液は連絡路１３８から取り出される。ＲＯ膜分離装置１３４の透過液は連絡路１３８から混床式イオン交換装置１３５に供給され、イオン交換樹脂層１４９を通過する間に、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂により脱イオンされ、純水が純水取出路１５０から得られる。
カチオン交換装置１０８のカチオン交換樹脂は酸の通液により再生され、アニオン交換装置１２４のアニオン交換樹脂はアルカリ通液により再生される。
【００１４】
上記従来の方法においては、カチオン交換装置１０８において工業用水中の硬度成分が除去され、アニオン交換装置１２４において半導体製造排水中のフッ素イオンが除去されるため、フッ化カルシウム等の不溶性塩の生成によるスケール化が防止される。このためＵＦ膜分離装置１３３、ＲＯ膜分離装置１３４において、スケール化による処理能力や処理水質の低下は防止される。
【００１５】
また脱カチオンされた低ｐＨの工業用水に、脱アニオンされたｐＨの上昇した半導体製造排水を混合しているので、中和用のアルカリの使用量を少なくできるうえ、ｐＨの変動幅も小さくなる。このため膜透過装置への影響は軽減される。そしてさらに中和を行う場合でも、中和剤の添加量は少なくなり、ｐＨ変動幅も小さいため、添加量の制御も容易になる。
【００１６】
しかし、図３の従来の純水製造装置では、カチオン交換装置１０８のカチオン交換樹脂は酸の通液により再生され、またアニオン交換装置１２４のアニオン交換樹脂はアルカリ通液により再生されるので、再生剤に起因する酸およびアルカリがイオン交換処理後の工業用水および半導体製造排水中に一時的にリークし、このため混合原水のｐＨを一定に維持するために添加する酸またはアルカリの量の制御が難しく、最終的に得られる純水の電導度が変動するなど、純水の水質が一時的に変動する場合があるという問題点がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、安定して高水質の純水を効率よく製造することができる純水製造装置および方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の純水製造装置および方法である。
（１）硬度成分を含む工業用水およびフッ素イオンを含む半導体製造排水を原水として一次純水を製造するための純水製造装置であって、
（Ａ）工業用水中に酸供給路から酸添加して、遊離した炭酸ガスを除去する脱炭酸装置、
脱炭酸水を２０〜３０℃に加熱する加熱装置、および
加熱装置を出た水から硬度成分を含むイオンを脱イオンする第一の逆浸透膜分離装置を有し、イオン交換装置を有しない工業用水処理系と、
（Ｂ）半導体製造排水からフッ素イオンを含むイオンを脱イオンする第二の逆浸透膜分離装置を有し、イオン交換装置を有しない半導体製造排水処理系と、
（Ｃ）工業用水処理水路、半導体製造排水処理水路およびアルカリ供給路が連絡し、
前記工業用水処理系および半導体製造排水処理系の処理水ならびにアルカリを導入して混合し、ｐＨ８〜１０の混合原水とする混合装置と、
（Ｄ）前記混合原水を脱イオンする逆浸透膜分離装置およびイオン交換装置からなり、一次純水を製造する脱イオン装置を有する混合原水処理系と
を含む純水製造装置。
（２）混合原水処理系の逆浸透膜分離装置は、直列に２段以上設置された多段逆浸透膜分離装置である上記（１）記載の純水製造装置。
（３）硬度成分を含む工業用水およびフッ素イオンを含む半導体製造排水を原水として一次純水を製造するための純水製造方法であって、
（ａ）工業用水中に酸添加しｐＨ５．５〜６．５に調整して、遊離した炭酸ガスを除去し、
脱炭酸水を２０〜３０℃に加熱し、
加熱した水から硬度成分を含むイオンを第一の逆浸透膜分離装置で脱イオンし、イオン交換を行わない工業用水処理工程と、
（ｂ）半導体製造排水からフッ素イオンを含むイオンを第二の逆浸透膜分離装置で脱イオンし、イオン交換を行わない半導体製造排水処理工程と、
（ｃ）工業用水処理水路、半導体製造排水処理水路およびアルカリ供給路から、
前記工業用水処理系および半導体製造排水処理系の処理水ならびにアルカリを混合装置に導入して混合し、ｐＨ８〜１０の混合原水とする混合工程と、
（ｄ）前記混合原水を逆浸透膜分離装置およびイオン交換装置からなる脱イオン装置で脱イオンし、一次純水を製造する混合原水処理工程と
を含む純水製造方法。
【００１９】
本発明において、工業用水処理系は、第一の逆浸透膜分離装置を有し、イオン交換装置を有しない。工業用水処理系に設ける第一の逆浸透（ＲＯ）膜分離装置は、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分の除去を目的とするものであるが、他のイオン等の不純物も除去される。第一のＲＯ膜分離装置としては、スパイラル型、チューブラー型、ホローファイバ型など、任意の形式のＲＯ膜モジュールを備えた公知のＲＯ膜分離装置を用いることができる。
【００２０】
工業用水処理系には、脱炭酸装置および加熱装置が設けられる。またこのほか活性炭処理装置；ミリポアフィルタ（ＭＦ）、限外濾過（ＵＦ）等の膜分離装置などの前処理装置を設けるのが好ましい。これらの前処理装置は単独で設けることもできるし、複数の装置を組み合せて設けることもできる。脱炭酸装置は酸性下に炭酸を除去する装置であり、気液接触式、真空式など任意の形式のものが使用できる。原水（工業用水）中に炭酸ガスが含まれていると、第一のＲＯ膜分離装置でカルシウムイオンやマグネシウムイオンが濃縮された際に炭酸塩として膜面に析出し、目詰まりの原因になるので、前処理で脱炭酸しておくことにより、目詰まりを防ぐことができる。
【００２１】
活性炭処理装置は活性炭に有機物や固形物などを吸着させて除去する装置であり、活性炭層に通水して吸着させる形式など任意の形式のものが使用できる。活性炭処理装置の通水速度は５〜２０ｈｒ^-1程度が好ましい。ＭＦ、ＵＦ等の膜分離装置は有機物や固形物などを濾過して除去する装置であり、公知のものが使用できる。工業用水処理系の処理水中に溶解している炭酸ガスの量が多い場合、混合原水処理系に設けられる脱イオン装置での負荷が大きくなるので、この点からも工業用水処理系には脱炭酸装置が設けられる。
【００２２】
本発明において、半導体製造排水処理系は、第二の逆浸透膜分離装置を有し、イオン交換装置を有しない。半導体製造排水処理系に設ける第二の逆浸透（ＲＯ）膜分離装置はフッ素イオンおよび他のアニオン（酸）の除去を目的とするものであるが、排水中に含まれる酸その他の不純物も除去される。第二のＲＯ膜分離装置としては、スパイラル型、チューブラー型、ホローファイバ型など、任意の形式のＲＯ膜モジュールを備えた公知のＲＯ膜分離装置を用いることができる。第二のＲＯ膜分離装置は第一のＲＯ膜分離装置と同じものであっても、異なるものであってもよい。
【００２３】
半導体製造排水処理系には、活性炭処理装置；ＭＦ、ＵＦ等の膜分離装置などの前処理装置を設けるのが好ましい。これらの前処理装置としては、工業用水処理系において説明した前記前処理装置と同じものが使用できる。
【００２４】
本発明における混合装置は、工業用水処理系の処理水と半導体製造排水処理系の処理水とを混合し、アルカリ供給路からアルカリを添加できるものであればよく、一般的には混合水槽が用いられるが、単にパイプを接続するだけでもよい。また脱炭酸装置を用いることもでき、この場合脱炭酸水が得られる水槽を混合装置とすることができる。
【００２５】
混合原水処理系は一次純水製造系として用いられるものであり、そこに設けられる混合原水を脱イオンする脱イオン装置としては、逆浸透（ＲＯ）膜分離装置等の膜分離装置とイオン交換装置の組み合せからなるものが使用できる。好ましくは直列に２段以上設置された多段逆浸透膜分離装置とイオン交換装置との組み合せからなるものである。脱イオン装置として直列に２段以上設置された多段逆浸透膜分離装置を採用すると、高い水質の純水が安定して得られる。またイオン交換装置における負荷が小さくなり、このためイオン交換樹脂の再生頻度を少なくすることができる。
【００２６】
本発明では工業用水を第一のＲＯ膜分離装置で脱イオンして硬度成分を除去し、半導体製造排水から第二のＲＯ膜分離装置で脱イオンしてフッ素イオンを除去しているので、混合原水におけるフッ化カルシウム等の生成が防止され、このため混合原水処理系において膜分離装置を使用してもスケール化による性能低下は少ない。この場合、工業用水処理系において第一のＲＯ膜分離装置の前処理として脱炭酸装置を設けてあらかじめ炭酸ガスを除去することにより、第一のＲＯ膜分離装置のスケール化による性能低下を防止することができる。また半導体製造排水処理系では、フッ素イオンを不溶化するイオンは含まれていないので、スケール化は起こらない。
【００２７】
混合原水処理系に設けられる脱イオン用の膜分離装置としては、ＲＯ膜を用いて膜分離によりイオンを分離するＲＯ装置があげられる。このような膜分離装置としては、スパイラル型、チューブラー型、ホローファイバ型など、任意の形式のＲＯ膜モジュールを備えた公知のものを用いることができる。混合原水処理系に設けられるＲＯ膜分離装置は、第一および／または第二のＲＯ膜分離装置と同じものであっても、異なるものであってもよい。
【００２８】
混合原水処理系に設けられるイオン交換装置は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂により脱カチオンおよび脱アニオンする装置である。カチオン交換樹脂としては強酸性カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂としては強塩基性アニオン交換樹脂を使用するが、場合によっては弱酸または弱塩基性の樹脂を組み合せて用いることができる。これらのイオン交換樹脂はゲル型、ポーラス型のいずれでもよい。イオン交換装置は２塔式、複床式、混床式など任意の方式を採用することができる。
【００２９】
脱イオン装置として膜分離装置またはイオン交換装置をそれぞれ単独で採用するときは、複数段シリーズに接続するのが好ましい。両者を組み合せるときは膜分離装置を前に配置すると、後段のイオン負荷を軽減し、再生頻度を少なくすることができる。脱イオン装置としてイオン交換装置のみを設ける場合でも、前処理としてミリポアフィルタ（ＭＦ）、限外濾過（ＵＦ）等の膜分離装置を設けることにより、イオン交換樹脂の性能低下を防止できるため好ましい。
【００３０】
工業用水および／または半導体製造排水が有機物、懸濁物等の不純物を含む場合には、混合原水を脱イオン前に、前処理装置を設けてこれらの不純物を除去するのが好ましい。このような前処理装置としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜等を用いた膜分離装置、生物濾過装置、紫外線（ＵＶ）酸化装置、活性炭処理装置等が使用できる。生物濾過装置を設ける場合は、脱イオン装置としてイオン波形板スペーサを用いた膜分離装置を組み合せて用いるのが好ましい。
【００３１】
膜分離装置の前に生物濾過装置を組み合せて用いるときは、集水管の外周に波形板のスペーサを介してＲＯ膜を巻付けたスパイラル形モジュールを備えたＲＯ膜分離装置が好ましい。このような波形板スペーサを用いた膜分離装置は、特開昭６４−４７４０４号、特開昭６４−５１１０５号に開示されているように、集水管の外周の波形板のスペーサを介してＵＦ膜等の分離膜をスパイラルに巻付けた構造で、スペーサは巻付方向と交差する方向に、波形によって形成される連続した被処理水路を有し、被処理水路はその延長方向に対して蛇行流路となるか、あるいは凹凸部によって乱流を生じさせ、固形物が被処理液流路内に堆積して閉塞しないようになったものが好ましい。
【００３２】
生物濾過装置は、固定床もしくは流動床を形成する粒状の担体または空隙率の高い充填材に生物汚泥を付着させたり、あるいは生物汚泥を浮遊状態で保持した濾過槽に、好気状態で混合原水を通過させて、有機物を生物分解するとともに、懸濁物を捕捉するように構成される。
【００３３】
生物濾過装置と組み合せる膜分離装置は、脱イオン装置としてのＲＯ膜を用いた膜分離装置を兼用させてもよいが、ＭＦ膜、ＵＦ膜を用いた膜分離装置を用いて、バクテリアや有機物、固形物等を除去するのが好ましい。この場合でもさらに脱イオン装置として膜分離装置を採用することができる。
【００３４】
また混合原水処理系には、脱イオン装置の後工程、または脱イオン装置と脱イオン装置との間に、ＭＦ膜分離装置、ＵＦ膜分離装置、ＵＶ殺菌装置、ＵＶ酸化装置、脱気装置などの装置を単独でまたは組み合せて設けることができる。脱気装置としては、充填材を充填して窒素等のガスと向流接触させる脱気装置、真空脱気装置、膜脱気装置などの公知の脱気装置が使用できる。
【００３５】
本発明において原水として用いる工業用水は、水道水、地下水、河川水など、一般に純水製造の原水として用いられるものが、そのまま使用できる。この工業用水は凝集沈殿処理等の予備処理を行って本発明の処理に供することができる。このような工業用水中には、通常カルシウムイオンやマグネシウムイオン等のカチオンが含まれている。
【００３６】
他方の原水として用いる半導体製造排水は、半導体製造工程から排出される洗浄排水その他の排水であって、フッ素イオンを含む排水である。半導体製造排水は予め活性炭処理等の予備処理を行って本発明の処理に供することができる。このような半導体製造排水中には、フッ素イオンに加えて、通常のアニオン（酸）が含まれている。
【００３７】
【作用】
このような工業用水および半導体製造排水を混合すると工業用水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと半導体製造排水中のフッ素イオンとが反応して、フッ化カルシウム等のコロイドが生成し、膜分離装置においてスケール化する。そしてフッ化カルシウム等が分離膜に付着すると、薬品洗浄を行っても容易に性能が回復せず、処理水量が低下するとともに、付着物が少しずつ溶出して、処理水質が低下する。
【００３８】
本発明では、このようなフッ化カルシウム等のスケールの生成を防止するために、工業用水処理系に工業用水を供給し、第一のＲＯ膜分離装置でカルシウムイオン等の硬度成分を除去する。また半導体製造排水処理系に半導体製造排水を導入し、第二のＲＯ膜分離装置で膜分離してフッ素イオンおよび他のアニオン（酸）を除去する。このため混合装置で工業用水処理系の処理水と、半導体製造排水処理系の処理水とを混合しても、フッ化カルシウム等のコロイドの生成が防止され、このため混合原水処理系における膜分離装置でのスケール化が防止される。従って、フッ化カルシウム等が分離膜に付着することに起因する処理水量の低下や処理水質の低下が防止される。
【００３９】
また、半導体製造排水のｐＨは通常３〜７で変動するが、第二のＲＯ膜分離装置で膜分離してアニオン（酸）を除去することにより、ｐＨが平均化して中性に近い半導体製造排水処理系の処理水が得られる。工業用水処理系の処理水も同様であるので、これらの混合原水のｐＨは平均化しており、その制御は容易である。
【００４０】
さらに工業用水処理系および半導体製造排水処理系ではＲＯ膜分離装置を用いて脱イオン処理が行われるので、イオン交換樹脂を用いた場合のような再生剤のリークはなく、安定して高水質の純水が効率よく製造される。混合原水処理系では、膜分離装置、イオン交換装置等において脱イオンを行い、純水を製造する。膜分離装置にＲＯ膜分離装置を用いると、脱イオンが行われるため、イオン交換装置のイオン負荷が軽減される。こうして製造される純水は、さらに二次純水製造工程において紫外線酸化、混床式イオン交換、ＵＦ膜分離などの処理を行って超純水を製造することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、工業用水中に酸添加して、遊離した炭酸ガスを除去し、脱炭酸水を加熱し、硬度成分を含むイオンを第一の逆浸透膜分離装置で脱イオンすることにより、イオン交換を行うことなく工業用水処理し、また半導体製造排水からフッ素イオンを含むイオンを第二の逆浸透膜分離装置で脱イオンすることにより、イオン交換を行うことなく半導体製造排水処理し、これらの工業用水処理系および半導体製造排水処理系の処理水ならびにアルカリを混合装置に導入して混合して、ｐＨ８〜１０の混合原水とし、この混合原水を逆浸透膜分離装置およびイオン交換装置からなる脱イオン装置で脱イオンし、一次純水を製造するようにしたので、イオン交換装置を採用した場合のような再生剤に起因する酸やアルカリのリークが生じることはなく、このため安定して高水質の純水を効率よく製造することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜図２は実施例の純水製造装置を示すフローシートであり、図１が工業用水処理系および半導体製造排水処理系、図２が混合原水処理系を示している。図において、１は工業用水処理系、２は半導体製造排水処理系、３は混合装置、４は混合原水処理系である。
【００４３】
工業用水処理系１は、工業用水路５に連絡する脱炭酸装置６、活性炭処理装置７、加熱装置８、ＭＦ膜分離装置９、第一ＲＯ膜分離装置１０が連絡路１５〜１８でシリーズに連絡し、第一ＲＯ膜分離装置１０から工業用水処理水路１９によって混合装置３に連絡している。２１は充填材層、２２は送気路、２３は活性炭層、２４はＲＯ膜モジュール、２５は濃縮液取出路、２６は酸供給路、２７は排ガス路、２８、２９はポンプである。
【００４４】
半導体製造排水処理系２は、半導体製造排水路３１に連絡する貯水槽３２、活性炭処理装置３３、ＭＦ膜分離装置３４、第二ＲＯ膜分離装置３５が連絡路４１〜４３でシリーズに連絡し、第二ＲＯ膜分離装置３５から半導体製造排水処理水路４４が混合装置３に連絡している。５１は活性炭層、５２はＲＯ膜モジュール、５３は濃縮液取出路、５４、５５はポンプである。
【００４５】
混合装置３には、工業用水処理系１から連絡する工業用水処理水路１９、半導体製造排水処理系２から連絡する半導体製造排水処理水路４４、アルカリ供給路６０、および混合原水処理系４に連絡する混合原水路６１が接続している。
【００４６】
混合原水処理系４は、混合原水路６１により混合装置３と連絡するＵＶ殺菌装置６２、ＭＦ膜分離装置６３、第三ＲＯ膜分離装置６４、第四ＲＯ膜分離装置６５、ＵＶ酸化装置６６、膜脱気装置６７、混床式イオン交換装置６８が連絡路７１〜７６によりシリーズに連絡している。８２、８３はＲＯ膜モジュール、８４、８５は濃縮液取出路、８７は脱気膜モジュール、８８は混床式イオン交換樹脂層、９１、９２、９３はポンプ、９４は純水取出路である。ＵＶ殺菌装置６２およびＭＦ膜分離装置６３は前処理装置を構成し、第三ＲＯ膜分離装置６４、第四ＲＯ膜分離装置６５および混床式イオン交換装置６８は脱イオン装置を構成している。膜脱気装置６７は撥水性膜を通して加圧または減圧下にガスを透過させて気体を除去する装置である。撥水膜としては、ポリプロピレン等の材質からなる平膜、スパイラル状膜、チューブラー膜、中空糸膜など、従来から用いられているものが使用できる。混床式イオン交換装置６８はカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂の混床からなる混床式イオン交換樹脂層８８を内蔵している。混床式イオン交換装置６８としては、再生型の混床式イオン交換装置または非再生型の混床式イオン交換装置が使用できる。
【００４７】
上記の純水製造装置による純水製造方法は次の通りである。工業用水路５から工業用水処理系１に入る工業用水に、酸供給路２６から酸が添加され、ｐＨ５．５〜６．５、好ましくはｐＨ６前後に調整される。これにより工業用水中の炭酸イオン、重炭酸イオンが炭酸ガスとして一部遊離する。ｐＨ調整された工業用水は工業用水路５から脱炭酸装置６に入り、充填材層２１上に散布されて充填材層２１を下向流で通る。この間に送気路２２から送気する上向気流と接触させることにより、あるいは排ガス路２７から吸引して真空にすることにより、工業用水中の遊離した炭酸ガスが除去される。
【００４８】
この脱炭酸水はポンプ２８により活性炭処理装置７に導入され、活性炭層２３を通る間に活性炭処理されて有機物、固形物が除去される。この活性炭処理水は加熱装置８で２０〜３０℃、好ましくは２５℃前後に加熱されたのち、ＭＦ膜分離装置９に入り、残留する固形物が除去される。ＭＦ膜分離装置９の透過水はポンプ２９により加圧されて第一ＲＯ膜分離装置１０に入り、ＲＯ膜モジュール２４により脱イオンされる。ここでは塩類や低分子量の有機物その他の不純物が除去され、これに伴ってカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度成分も除去される。第一ＲＯ膜分離装置１０による濃縮液は濃縮液取出路２５から取り出され、透過水は工業用水処理水路１９から取り出され、工業用水処理水となって混合装置３に入る。通常、この工業用水処理水のｐＨは４．５〜５．５である。
【００４９】
半導体製造排水路３１から貯水槽３２に入った半導体製造排水は、ポンプ５４により活性炭処理装置３３に導入され、活性炭層５１を通る間に活性炭処理されて有機物、固形物が除去される。この活性炭処理水はＭＦ膜分離装置３４において残留する固形物が除去される。ＭＦ膜分離装置３４の透過水はポンプ５５により加圧されて第二ＲＯ膜分離装置３５に入り、ＲＯ膜モジュール５２により脱イオンされる。ここでは半導体製造排水中に含まれるイオンや低分子量有機物等の不純物が除去され、それに伴ってフッ素イオンおよびアニオン（酸）も除去される。第二ＲＯ膜分離装置３５による濃縮液は濃縮液取出路５３から取り出され、透過水は半導体製造排水処理水路４４から取り出され、半導体製造排水処理水となって混合装置３に入る。通常、この半導体製造排水処理水のｐＨは４．５〜５．５である。
【００５０】
混合装置３では、工業用水処理水および半導体製造排水処理水が混合されて混合原水が得られるが、工業用水中の硬度成分および半導体洗浄排水中のフッ素イオンは除去されているので、不溶性塩は生成しない。また半導体洗浄排水中のアニオンも除去されているので、半導体洗浄排水のｐＨが変動しても平均化したｐＨの処理水が得られる。
【００５１】
混合原水にはアルカリ供給路６０からアルカリが添加され、ｐＨ８〜１０、好ましくは８．５〜９．５に調整される。この場合、脱炭酸装置６において炭酸ガスが除去されているので、アルカリの添加量は少ない。また半導体洗浄排水のｐＨが変動する場合でも、その処理水のｐＨは平均化しているので、混合原水のｐＨの制御は容易である。
上記ｐＨに調整することにより、混合原水中のシリカがケイ酸イオンとして、また残留する炭酸ガスが炭酸イオンとしてイオン化し、第三ＲＯ膜分離装置６４および第四ＲＯ膜分離装置６５による分離を容易にする。
【００５２】
ｐＨ調整された混合原水はポンプ９１によりＵＶ殺菌装置６２に導入されて殺菌されたのち、ＭＦ膜分離装置６３において固形分が除去される。ＭＦ膜分離装置６３の透過水はポンプ９２により加圧されて第三ＲＯ膜分離装置６４に入り、ＲＯ膜モジュール８２により脱イオンされ、さらにポンプ９３により加圧されて第四ＲＯ膜分離装置６５に入り、ＲＯ膜モジュール８３により脱イオンされる。第三ＲＯ膜分離装置６４および第四ＲＯ膜分離装置６５では、混合原水中に含まれる塩分、イオン、低分子有機物等が除去され、これに伴ってイオン化したケイ酸イオンおよび炭酸イオンも除去される。第三ＲＯ膜分離装置６４および第四ＲＯ膜分離装置６５による濃縮液はそれぞれ濃縮液取出路８４、８５から取り出される。
【００５３】
第四ＲＯ膜分離装置６５の透過水はＵＶ酸化装置６６に入り、残留する有機物が酸化分解されたのち、膜脱気装置６７に入り、脱気処理されて空気、酸素、二酸化炭素等の気体が除去される。さらに混床式イオン交換装置６８に入り、混床式イオン交換樹脂層８８を通る間にイオン交換され、純水が純水取出路９４から得られる。
【００５４】
第一ないし第四ＲＯ膜分離装置１０、３５、６４、６５またはＭＦ膜分離装置９、３４、６３の性能が低下した場合は、逆方向に水を透過させたり、物理的または化学的に洗浄を行うなどの方法により性能を回復することができる。
【００５５】
上記の方法においては、第一ＲＯ膜分離装置１０において工業用水中の硬度成分が除去され、第二ＲＯ膜分離装置３５において半導体製造排水中のフッ素イオンが除去されるため、これらの処理水を混合してもフッ化カルシウム等の不溶性塩の生成によるスケール化が防止される。このためＭＦ膜分離装置６３ならびに第三および第四ＲＯ膜分離装置６４、６５において、スケール化による処理能力や処理水質の低下は防止される。このため脱イオン装置として第三および第四ＲＯ膜分離装置６４、６５を用いることができ、これにより混床式イオン交換装置６８におけるイオン負荷を軽減し、煩雑な再生操作を軽減することができる。このスケール防止効果は、工業用水の脱イオンのみを行う場合、あるいは半導体製造排水の脱イオンのみを行う場合よりも高い。
【００５６】
また工業用水処理系１および半導体製造排水処理系２では、ＲＯ膜分離装置１０、３５により脱イオンを行っているので、再生剤に起因する酸およびアルカリのリークはなく、また半導体洗浄排水のｐＨが変動する場合でも、その処理水のｐＨは平均化しているので、混合原水のｐＨの制御は容易であるので、安定して高水質の純水が容易に得られる。
さらに混合原水処理系４では、直列に２段に設置された第三および第四ＲＯ膜分離装置６４、６５により脱イオンを行っているので、脱イオン処理能は高く、しかも混床式イオン交換装置６８におけるイオン負荷は小さい。
【００５７】
【実施例】
実施例１
ｐＨ７．０、電導度１５０μＳ／ｃｍ、カルシウム４０ｍｇ／ｌの工業用水、およびｐＨ２．５、電導度３００μＳ／ｃｍ、フッ化物イオン２０ｍｇ／ｌ、Ｈ₂Ｏ₂１０ｍｇ／ｌの半導体製造排水を、それぞれ約５０ｍ³／ｈおよび約４０ｍ³／ｈの流量で、図１〜図２の純水製造装置を用いて純水を製造した。結果を図４に示す。
【００５８】
主な機器の仕様は、以下の通りとした。
（１）脱炭酸装置６：
直径１２０ｃｍ×高さ６１０ｃｍ
（２）活性炭処理装置７：
直径２００ｃｍ×高さ２４４ｃｍ
充填活性炭３ｍ³
（３）第一ＲＯ膜分離装置１０：
超低圧逆浸透膜、ＫＲＯＡ−２０３２（栗田工業（株）製）３６本
（４）活性炭処理装置３３：
直径１８０ｃｍ×高さ２４４ｃｍ
充填活性炭４ｍ³
（５）第二ＲＯ膜分離装置３５：
第一ＲＯ膜分離装置１０の仕様と同じ。
（６）ＵＶ殺菌装置６２：
１．２ｋｗ３基
（７）ＭＦ膜分離装置６３：
孔径０．４５μｍ３基
（８）第三ＲＯ膜分離装置６４：
超低圧逆浸透膜、ＫＲＯＡ−２０３１（栗田工業（株）製）３６本
（９）第四ＲＯ膜分離装置６５：
荷電型逆浸透膜、ＫＲＯＡ−２０２３（栗田工業（株）製）３６本
【００５９】
比較例１
実施例と同じ工業用水および半導体製造排水を同流量で、図３の純水製造装置を用いて混合装置３の混合原水を得て、この混合原水を図２の混合原水処理装置を用いて実施例１と同様に純水を製造した。結果を図４に示す。
【００６０】
主な機器の仕様は、以下の通りとした。
（１）カチオン交換装置１０８：
直径１３０ｃｍ×高さ１８０ｃｍ
充填カチオン交換樹脂１０００ liter（レバチット（バイエル社商標）ＳＰ１１２ＷＳ）
（２）アニオン交換装置１２４：
直径１６０ｃｍ×高さ３２０ｃｍ
充填アニオン交換樹脂３０００ liter（レバチット（バイエル社商標）Ｍ５００ＷＳ
なお、活性炭処理装置１０７および１２３は、活性炭処理装置７および３３とそれぞれ同仕様である。
【００６１】
図４の結果からわかるように、実施例１では高水質の純水を安定して製造することができるが、比較例１では再生剤に起因する酸およびアルカリがイオン交換処理後の工業用水および半導体製造排水中に一時的にリークし、このため混合原水のｐＨを一定に維持するために添加する酸またはアルカリの量の制御が難しく、最終的に得られる純水の比抵抗が変動するものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の純水製造装置における工業用水処理系および半導体製造排水処理系のフローシートである。
【図２】実施例の純水製造装置における混合原水処理系のフローシートである。
【図３】従来の純水製造装置のフローシートである。
【図４】実施例１および比較例１の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１工業用水処理系
２半導体製造排水処理系
３混合装置
４混合原水処理系
５、１０５工業用水路
６、１０９脱炭酸装置
７、３３、１０７、１２３活性炭処理装置
８加熱装置
９、３４、６３ＭＦ膜分離装置
１０第一ＲＯ膜分離装置
１５、１６、１７、１８、４１、４２、４３、７１、７２、７３、７４、７５、７６、１１０、１１１、１１２、１２５、１２６、１３６、１３７、１３８連絡路
１９、１１３工業用水処理水路
２１、１１６充填材層
２２送気路
２３、５１、１１４、１２８活性炭層
２４、５２、８２、８３、１４６ＲＯ膜モジュール
２５、５３、８４、８５、１４７、１４８濃縮液取出路
２６酸供給路
２７排ガス路
２８、２９、５４、５５、９１、９２、９３、１４３、１４４ポンプ
３１、１２１半導体製造排水路
３２、１０６、１２２貯水槽
３５第二ＲＯ膜分離装置
４４、１２７半導体製造排水処理水路
６０アルカリ供給路
６１、１３１混合原水路
６２ＵＶ殺菌装置
６４第三ＲＯ膜分離装置
６５第四ＲＯ膜分離装置
６６ＵＶ酸化装置
６７膜脱気装置
６８、１３５混床式イオン交換装置
８７脱気膜モジュール
８８、１４９混床式イオン交換樹脂層
９４、１５０純水取出路
１０８カチオン交換装置
１１５カチオン交換樹脂層
１２４アニオン交換装置
１２９アニオン交換樹脂層
１３２生物濾過装置
１３３ＵＦ膜分離装置
１３４ＲＯ膜分離装置
１４１生物濾過層
１４５ＵＦ膜モジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a pure water production apparatus for producing pure water using industrial water and semiconductor production waste water as raw water.And methodsIt is about.
[0002]
[Prior art]
The ultrapure water used in the semiconductor manufacturing process is generally composed of a primary pure water manufacturing process consisting of membrane separation treatment and ion exchange, and a secondary pure water manufacturing process consisting of ultraviolet oxidation, mixed bed ion exchange and ultrafiltration ( Also called a subsystem). As raw water supplied to such an ultrapure water manufacturing process, in addition to industrial water, a semiconductor manufacturing factory or the like collects semiconductor manufacturing wastewater discharged from the semiconductor manufacturing process and uses it as raw water.
[0003]
However, since both components are different, pure water is produced by different treatment methods. That is, when the semiconductor production wastewater is used as raw water, primary pure water is produced through the steps of activated carbon treatment, weak basic anion exchange, strong acid cation exchange, strong basic anion exchange, and membrane separation. On the other hand, when industrial water is used as raw water, primary pure water is produced through the steps of activated carbon treatment, strong acid cation exchange, deaeration, strong basic anion exchange, and membrane separation.
Thus, in the conventional ultrapure water production process, primary pure water is produced by a different treatment method for each raw water, so that the treatment apparatus and operation are complicated, and the production cost is increased.
[0004]
In order to improve this point, when both raw waters are mixed and processed, the scale adheres in the membrane separation device, the amount of treated water decreases, and the quality of the treated water decreases.
This is presumed to be because calcium ions and magnesium ions in industrial water react with fluorine ions in semiconductor manufacturing wastewater to produce poorly soluble calcium fluoride and magnesium fluoride.
[0005]
In order to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-39871 discloses an industrial water treatment system having a cation exchange device for decation of industrial water and a semiconductor production having an anion exchange device for deanion of semiconductor production wastewater. A pure water production apparatus is described that includes a wastewater treatment system and a mixed raw water treatment system having a deionization device that deionizes mixed raw water treated in these systems.
FIG. 3 is a flow sheet showing the pure water production apparatus described in the above publication. In the figure, 1 is an industrial water treatment system, 2 is a semiconductor manufacturing wastewater treatment system, 3 is a mixing device, and 4 is a raw raw water treatment system.
[0006]
In the industrial water treatment system 1, a water storage tank 106, an activated carbon treatment device 107, a cation exchange device 108, and a decarboxylation device 109 that communicate with the industrial water channel 105 communicate with the series via the communication channels 110 to 112, and the industrial water is supplied from the decarbonation device 109. The processing device 113 communicates with the mixing device 3. 114 is an activated carbon layer, 115 is a cation exchange resin layer, and 116 is a filler layer.
[0007]
In the semiconductor manufacturing wastewater treatment system 2, the water storage tank 122, the activated carbon treatment device 123, and the anion exchange device 124 that communicate with the semiconductor production drainage channel 121 communicate with the series via the communication channels 125 and 126, and the semiconductor production wastewater treatment from the anion exchange device 124. A water channel 127 communicates with the mixing device 3. 128 is an activated carbon layer, and 129 is an anion exchange resin layer.
[0008]
In the mixed raw water treatment system 4, a biological filtration device 132, a UF membrane separation device 133, an RO membrane separation device 134, and a mixed bed type ion exchange device 135 communicated with the mixing device 3 through a mixed raw water channel 131 are seriesd by communication channels 136 to 138. To contact. 141 is a biofiltration layer, 143 and 144 are pumps, 145 is a UF membrane module, 146 is an RO membrane module, 147 and 148 are concentrated liquid outlets, 149 is an ion exchange resin layer, and 150 is a pure water outlet.
[0009]
The pure water production method using the above pure water production apparatus is as follows. Industrial water and semiconductor manufacturing wastewater that have entered the water storage tanks 106 and 122 from the industrial water channel 105 and the semiconductor manufacturing drainage channel 121 are treated with activated carbon while passing through the activated carbon layers 114 and 128 in the activated carbon processing units 107 and 123, respectively, to form organic substances and solids. Things are removed.
[0010]
The industrial water treated with activated carbon is subjected to cation exchange while passing through the cation exchange resin layer 115 in the cation exchange device 108, and cations including calcium ions and magnesium ions are removed. Acidic water having a pH of 3.5 to 4.5 generated thereby is decarboxylated by contact with air and gas-liquid while passing through the filler layer 116 in the decarboxylation device 109, and enters the mixing device 3 as industrial water treated water. .
[0011]
While the activated carbon-treated semiconductor production wastewater passes through the anion exchange resin layer 129 in the anion exchange device 124, the anion (acid) containing fluorine is removed. As a result, the pH increases and the pH fluctuation range also decreases. The semiconductor manufacturing wastewater treated water having a pH of 9 to 10 enters the mixing device 3 and is mixed with industrial water treated water. As a result, mixed raw water having a pH of 5 to 7 is obtained. However, insoluble salts are not generated because the hardness component in industrial water and the fluorine ions in the semiconductor cleaning wastewater are removed.
[0012]
The mixed raw water is adjusted to pH by adding an alkali, if necessary, and then supplied to the biological filtration device 132. By passing through the biological filtration layer 141 under aerobic condition, the organic matter is biodegraded, and the solid matter is removed. The biological filtered water is supplied to the UF membrane separation device 133 by the pump 143, and solid matter and organic matter such as biological sludge are separated by UF membrane separation. Then, the concentrate by membrane separation is taken out from the concentrate takeout path 147, and the permeate is taken out from the communication path 137.
[0013]
The permeate of the UF membrane separator 133 is supplied to the RO membrane separator 134 by the pump 144, deionized by membrane separation, the concentrate is taken out from the concentrate outlet 148, and the permeate is taken out from the communication path 138. The permeated liquid of the RO membrane separation device 134 is supplied from the communication path 138 to the mixed bed ion exchange device 135 and is deionized by the cation exchange resin and the anion exchange resin while passing through the ion exchange resin layer 149. It is obtained from the pure water outlet 150.
The cation exchange resin of the cation exchange device 108 is regenerated by passing an acid, and the anion exchange resin of the anion exchange device 124 is regenerated by passing an alkali.
[0014]
In the above conventional method, the hardness component in the industrial water is removed in the cation exchange device 108, and the fluorine ions in the semiconductor manufacturing waste water are removed in the anion exchange device 124, so that the insoluble salt such as calcium fluoride is generated. Scaling is prevented. For this reason, in the UF membrane separation apparatus 133 and the RO membrane separation apparatus 134, the reduction of the processing capacity and the quality of the treated water due to the scaling is prevented.
[0015]
In addition, deionized low-pH industrial water is mixed with deanionized semiconductor manufacturing wastewater with increased pH, so that the amount of alkali used for neutralization can be reduced and the fluctuation range of pH is also reduced. . For this reason, the influence on the membrane permeation apparatus is reduced. Even in the case of further neutralization, the amount of neutralizing agent added is reduced and the pH fluctuation range is small, so that the amount added can be easily controlled.
[0016]
However, in the conventional pure water production apparatus of FIG. 3, the cation exchange resin of the cation exchange device 108 is regenerated by passing acid, and the anion exchange resin of the anion exchange device 124 is regenerated by passing alkali. The acid and alkali caused by the chemical agent temporarily leak into the industrial water and semiconductor manufacturing wastewater after the ion exchange treatment, so that the amount of acid or alkali added to maintain the pH of the mixed raw water constant can be controlled. It is difficult, and there is a problem that the quality of pure water may change temporarily, for example, the conductivity of pure water finally obtained may change.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to provide a pure water production apparatus capable of producing high quality pure water stably and efficiently.And methodsIs to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides the following pure water production apparatusAnd methodsIt is.
  (1) A pure water production apparatus for producing primary pure water using industrial water containing hardness components and semiconductor production waste water containing fluorine ions as raw water,
  (A) A decarboxylation device that removes liberated carbon dioxide by adding an acid from an acid supply path to industrial water,
  A heating device for heating decarbonated water to 20-30 ° C., and
  Got out of the heating deviceAn industrial water treatment system having a first reverse osmosis membrane separation device for deionizing ions containing hardness components from water, and having no ion exchange device;
  (B)A semiconductor production wastewater treatment system having a second reverse osmosis membrane separation device for deionizing ions containing fluorine ions from semiconductor production wastewater, and having no ion exchange device;
  (C) Industrial water treatment channel, semiconductor manufacturing wastewater treatment channel and alkali supply channel communicated,
  Treated water of the industrial water treatment system and semiconductor manufacturing wastewater treatment systemAs well as introducing alkaliMixedPH 8-10A mixing device for mixing raw water;
  (D)Deionize the mixed raw waterConsisting of reverse osmosis membrane separator and ion exchangerA mixed raw water treatment system having a deionization device for producing primary pure water;
  Including pure water production equipment.
  (2)The mixed raw water treatment system reverse osmosis membrane separation device is a multistage reverse osmosis membrane separation device installed in two or more stages in series.The pure water manufacturing apparatus according to (1) above.
  (3)A pure water production method for producing primary pure water by using industrial water containing hardness components and semiconductor production waste water containing fluorine ions as raw water,
  (A) Add acid to industrial water and adjust to pH 5.5-6.5 to remove liberated carbon dioxide,
  Decarbonated water is heated to 20-30 ° C.,
  An industrial water treatment process in which ions containing hardness components are deionized from the heated water using a first reverse osmosis membrane separator and no ion exchange is performed.
  (B) a semiconductor production wastewater treatment process in which ions containing fluorine ions are deionized from the semiconductor production wastewater with a second reverse osmosis membrane separation device and no ion exchange is performed;
  (C) From industrial water treatment channels, semiconductor manufacturing wastewater treatment channels and alkali supply channels,
  A process of mixing the industrial water treatment system and the treated water of the semiconductor manufacturing wastewater treatment system and alkali into a mixing device and mixing the mixture into raw raw water having a pH of 8 to 10;
  (D) A mixed raw water treatment step for producing primary pure water by deionizing the mixed raw water with a deionization apparatus comprising a reverse osmosis membrane separation device and an ion exchange device;
A method for producing pure water.
[0019]
  In the present invention,The industrial water treatment system has a first reverse osmosis membrane separation device and does not have an ion exchange device.The first reverse osmosis (RO) membrane separation apparatus provided in the industrial water treatment system is intended to remove hardness components such as calcium ions and magnesium ions, but impurities such as other ions are also removed. As the first RO membrane separation device, a known RO membrane separation device including any type of RO membrane module such as a spiral type, a tubular type, or a hollow fiber type can be used.
[0020]
  Decarbonation equipment for industrial water treatment systemsAnd a heating device is provided. In addition to thisActivated carbon treatment device: It is preferable to provide a pretreatment device such as a membrane separation device such as a Millipore filter (MF) or an ultrafiltration (UF). These pretreatment devices can be provided alone or in combination with a plurality of devices. The decarboxylation device is a device that removes carbonic acid under acidic conditions, and any type such as a gas-liquid contact type or a vacuum type can be used. If carbon dioxide is contained in the raw water (industrial water), when calcium ions and magnesium ions are concentrated in the first RO membrane separator, they are deposited on the membrane surface as carbonates, causing clogging. Therefore, clogging can be prevented by decarboxylation in the pretreatment.
[0021]
  The activated carbon treatment apparatus is an apparatus that adsorbs and removes organic substances, solids, and the like on activated carbon, and can use any type such as a form that allows water to be adsorbed by passing through an activated carbon layer. The water flow rate of the activated carbon treatment device is 5 to 20 hr.^-1The degree is preferred. Membrane separation apparatuses such as MF and UF are apparatuses for filtering and removing organic substances and solid substances, and known apparatus can be used. When the amount of carbon dioxide dissolved in the treated water of the industrial water treatment system is large, the load on the deionizer provided in the mixed raw water treatment system becomes large. apparatusIs provided.
[0022]
  In the present invention, the semiconductor production wastewater treatment system has a second reverse osmosis membrane separation device and does not have an ion exchange device.The second reverse osmosis (RO) membrane separator installed in the semiconductor manufacturing wastewater treatment system is intended to remove fluorine ions and other anions (acids), but also removes acids and other impurities contained in the wastewater. Is done. As the second RO membrane separation device, a known RO membrane separation device including an RO membrane module of an arbitrary type such as a spiral type, a tubular type, or a hollow fiber type can be used. The second RO membrane separation device may be the same as or different from the first RO membrane separation device.
[0023]
The semiconductor manufacturing wastewater treatment system is preferably provided with a pretreatment device such as an activated carbon treatment device; a membrane separation device such as MF or UF. As these pretreatment apparatuses, the same apparatus as the pretreatment apparatus described in the industrial water treatment system can be used.
[0024]
  The mixing apparatus in the present invention mixes the treated water of the industrial water treatment system and the treated water of the semiconductor manufacturing wastewater treatment system.And add alkali from the alkali supply pathA mixed water tank is generally used as long as it can be used, but a pipe may be simply connected. Moreover, a decarboxylation apparatus can also be used, and the water tank from which decarbonated water is obtained can be used as the mixing apparatus.
[0025]
  The mixed raw water treatment system is used as a primary pure water production system, and as a deionizer for deionizing mixed raw water provided therein, a membrane separation device such as a reverse osmosis (RO) membrane separation device is used.WhenIon exchange equipmentSetA combination can be used. PreferablyStraightIt consists of a combination of a multistage reverse osmosis membrane separation device and an ion exchange device installed in two or more stages in a row. Employing a multistage reverse osmosis membrane separation apparatus installed in two or more stages in series as a deionization apparatus, high-quality pure water can be stably obtained. MaTaThe load on the on-exchange apparatus is reduced, and therefore the frequency of regeneration of the ion exchange resin can be reduced.
[0026]
In the present invention, industrial water is deionized by the first RO membrane separation device to remove the hardness component, and fluorine ions are removed from the semiconductor manufacturing wastewater by the second RO membrane separation device. Generation of calcium fluoride and the like in the raw water is prevented, and therefore performance degradation due to scaling is small even when a membrane separation apparatus is used in the mixed raw water treatment system. In this case, in the industrial water treatment system, a decarboxylation device is provided as a pretreatment for the first RO membrane separation device, and carbon dioxide gas is removed in advance, thereby preventing performance degradation due to scaling of the first RO membrane separation device. be able to. In addition, since the semiconductor manufacturing wastewater treatment system does not contain ions that insolubilize fluorine ions, scaling does not occur.
[0027]
Examples of the deionization membrane separation apparatus provided in the mixed raw water treatment system include an RO apparatus that separates ions by membrane separation using an RO membrane. As such a membrane separation apparatus, a known apparatus including an RO membrane module of any type such as a spiral type, a tubular type, or a hollow fiber type can be used. The RO membrane separation device provided in the mixed raw water treatment system may be the same as or different from the first and / or second RO membrane separation devices.
[0028]
The ion exchange apparatus provided in the mixed raw water treatment system is an apparatus for decation and deanion using a cation exchange resin and an anion exchange resin. A strong acidic cation exchange resin is used as the cation exchange resin, and a strong basic anion exchange resin is used as the anion exchange resin, but in some cases, a weak acid or weak base resin can be used in combination. These ion exchange resins may be either gel type or porous type. As the ion exchange apparatus, any system such as a two-column system, a double bed system, and a mixed bed system can be adopted.
[0029]
When a membrane separation device or an ion exchange device is employed alone as the deionization device, it is preferable to connect to a multistage series. When combining the two, if the membrane separation device is arranged in front, the ion load in the subsequent stage can be reduced and the regeneration frequency can be reduced. Even when only an ion exchange device is provided as a deionization device, it is preferable to provide a membrane separation device such as a Millipore filter (MF) or an ultrafiltration (UF) as a pretreatment because the performance deterioration of the ion exchange resin can be prevented.
[0030]
When industrial water and / or semiconductor production wastewater contains impurities such as organic matter and suspension, it is preferable to provide a pretreatment device to remove these impurities before deionizing the mixed raw water. As such a pretreatment device, a membrane separation device using a MF membrane, a UF membrane or the like, a biological filtration device, an ultraviolet (UV) oxidation device, an activated carbon treatment device, or the like can be used. When providing a biological filtration device, it is preferable to use a membrane separation device using ion corrugated plate spacers as a deionization device.
[0031]
When a biological filtration device is used in combination before the membrane separation device, an RO membrane separation device including a spiral module in which the RO membrane is wound around the outer periphery of the water collecting pipe via a corrugated plate spacer is preferable. A membrane separation apparatus using such a corrugated plate spacer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-47404 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-51105. A structure in which a separation membrane such as a membrane is wound spirally, and the spacer has a continuous water channel formed by corrugations in a direction crossing the winding direction, and the water channel to be processed meanders in the extending direction. It is preferable that it becomes a flow path, or a turbulent flow is generated by the uneven part so that solid matter does not accumulate and block in the liquid flow path.
[0032]
The biofiltration device is a mixture of raw water in an aerobic state in a filtration tank in which biological sludge is attached to a granular carrier forming a fixed bed or a fluidized bed or a filler having a high porosity, or the biological sludge is held in a floating state. And is configured to biodegrade organic matter and trap suspensions.
[0033]
The membrane separation device combined with the biological filtration device may be combined with a membrane separation device using an RO membrane as a deionization device, but using a membrane separation device using an MF membrane or UF membrane, bacteria and organic substances It is preferable to remove solids and the like. Even in this case, a membrane separator can be employed as the deionizer.
[0034]
In the mixed raw water treatment system, an MF membrane separation device, a UF membrane separation device, a UV sterilization device, a UV oxidation device, a degassing device, etc. are provided after the deionization device or between the deionization device and the deionization device. These devices can be provided alone or in combination. As the degassing device, a known degassing device such as a degassing device filled with a filler and brought into countercurrent contact with a gas such as nitrogen, a vacuum degassing device, or a membrane degassing device can be used.
[0035]
As industrial water used as raw water in the present invention, tap water, ground water, river water and the like, which are generally used as raw water for producing pure water, can be used as they are. This industrial water can be subjected to a pretreatment such as a coagulation sedimentation treatment for the treatment of the present invention. Such industrial water usually contains cations such as calcium ions and magnesium ions.
[0036]
The semiconductor manufacturing wastewater used as the other raw water is cleaning wastewater or other wastewater discharged from the semiconductor manufacturing process, and is wastewater containing fluorine ions. The semiconductor production waste water can be subjected to a pretreatment such as activated carbon treatment in advance and used for the treatment of the present invention. Such semiconductor manufacturing wastewater contains normal anions (acids) in addition to fluorine ions.
[0037]
[Action]
When such industrial water and semiconductor manufacturing wastewater are mixed, calcium ions and magnesium ions in industrial water react with fluorine ions in semiconductor manufacturing wastewater to produce colloids such as calcium fluoride, which are scaled in a membrane separator. Turn into. When calcium fluoride or the like adheres to the separation membrane, performance is not easily recovered even when chemical cleaning is performed, the amount of treated water is reduced, and the amount of adhered water is eluted little by little to deteriorate the quality of treated water.
[0038]
In the present invention, industrial water is supplied to an industrial water treatment system and hardness components such as calcium ions are removed by the first RO membrane separation device in order to prevent the formation of such scales as calcium fluoride. In addition, semiconductor manufacturing wastewater is introduced into the semiconductor manufacturing wastewater treatment system, and membrane separation is performed by the second RO membrane separator to remove fluorine ions and other anions (acids). For this reason, even if the industrial water treatment system treatment water and the semiconductor manufacturing wastewater treatment system treatment water are mixed in the mixing device, colloids such as calcium fluoride are prevented from being generated. Therefore, membrane separation in the mixed raw water treatment system Scaling in the device is prevented. Therefore, a decrease in the amount of treated water and a deterioration in the quality of treated water caused by calcium fluoride or the like adhering to the separation membrane are prevented.
[0039]
In addition, the pH of semiconductor manufacturing wastewater usually varies between 3 and 7. By removing the anion (acid) by membrane separation with the second RO membrane separation device, the pH is averaged and the semiconductor manufacturing is close to neutrality. Wastewater treatment water can be obtained. Since the treated water of the industrial water treatment system is the same, the pH of these mixed raw waters is averaged, and the control is easy.
[0040]
Furthermore, in industrial water treatment systems and semiconductor manufacturing wastewater treatment systems, deionization is performed using an RO membrane separation device, so there is no leakage of regenerant as in the case of using ion exchange resins, and stable and high water quality. Pure water is produced efficiently. In the mixed raw water treatment system, deionization is performed in a membrane separation device, an ion exchange device or the like to produce pure water. When an RO membrane separator is used as the membrane separator, deionization is performed, so that the ion load of the ion exchange device is reduced. The pure water produced in this manner can be further subjected to treatments such as ultraviolet oxidation, mixed bed ion exchange, and UF membrane separation in the secondary pure water production process to produce ultrapure water.
[0041]
【The invention's effect】
  The present inventionAccording to the present invention, by adding acid to industrial water, removing the liberated carbon dioxide gas, heating the decarbonated water, and deionizing the ions containing the hardness component with the first reverse osmosis membrane separator, Industrial water treatment without replacement, and semiconductor production wastewater treatment without ion exchange by deionizing ions containing fluorine ions from the semiconductor production wastewater with the second reverse osmosis membrane separator The treated water and alkali of the industrial water treatment system and semiconductor manufacturing wastewater treatment system are introduced into the mixing device and mixed to obtain a mixed raw water having a pH of 8 to 10, and this mixed raw water is removed from the reverse osmosis membrane separation device and the ion exchange device. Deionized with ion equipment to produce primary pure waterTherefore, there is no leakage of acid or alkali due to the regenerant as in the case of adopting an ion exchange device, so that high quality pure water can be produced stably and efficiently.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 are flow sheets showing the pure water production apparatus of the embodiment, FIG. 1 shows an industrial water treatment system and a semiconductor production waste water treatment system, and FIG. 2 shows a mixed raw water treatment system. In the figure, 1 is an industrial water treatment system, 2 is a semiconductor manufacturing wastewater treatment system, 3 is a mixing device, and 4 is a raw raw water treatment system.
[0043]
In the industrial water treatment system 1, the decarbonation device 6, the activated carbon treatment device 7, the heating device 8, the MF membrane separation device 9, and the first RO membrane separation device 10 that communicate with the industrial water channel 5 communicate with the series via communication channels 15 to 18. The first RO membrane separation device 10 communicates with the mixing device 3 through the industrial water treatment water channel 19. 21 is a filler layer, 22 is an air supply path, 23 is an activated carbon layer, 24 is an RO membrane module, 25 is a concentrate extraction path, 26 is an acid supply path, 27 is an exhaust gas path, and 28 and 29 are pumps.
[0044]
In the semiconductor manufacturing wastewater treatment system 2, a water storage tank 32, an activated carbon treatment device 33, an MF membrane separation device 34, and a second RO membrane separation device 35 that communicate with the semiconductor production drainage channel 31 communicate with the series via communication channels 41 to 43. A semiconductor manufacturing wastewater treatment channel 44 communicates with the mixing device 3 from the second RO membrane separation device 35. 51 is an activated carbon layer, 52 is an RO membrane module, 53 is a concentrate outlet, and 54 and 55 are pumps.
[0045]
The mixing device 3 communicates with an industrial water treatment water channel 19 communicated from the industrial water treatment system 1, a semiconductor production waste water treatment channel 44 communicated from the semiconductor production waste water treatment system 2, an alkali supply channel 60, and a mixed raw water treatment system 4. A mixed raw water channel 61 is connected.
[0046]
The mixed raw water treatment system 4 includes a UV sterilization device 62, an MF membrane separation device 63, a third RO membrane separation device 64, a fourth RO membrane separation device 65, a UV oxidation device 66, which communicate with the mixing device 3 through a mixed raw water channel 61. A membrane deaerator 67 and a mixed bed ion exchanger 68 communicate with the series via communication paths 71-76. 82 and 83 are RO membrane modules, 84 and 85 are concentrate outlets, 87 is a degassing membrane module, 88 is a mixed bed ion exchange resin layer, 91, 92 and 93 are pumps, and 94 is a pure water outlet. . The UV sterilization device 62 and the MF membrane separation device 63 constitute a pretreatment device, and the third RO membrane separation device 64, the fourth RO membrane separation device 65 and the mixed bed ion exchange device 68 constitute a deionization device. . The membrane deaerator 67 is a device that removes gas by allowing gas to pass through the water-repellent membrane under pressure or reduced pressure. As the water repellent film, a conventionally used film such as a flat film made of a material such as polypropylene, a spiral film, a tubular film or a hollow fiber film can be used. The mixed bed type ion exchange device 68 incorporates a mixed bed type ion exchange resin layer 88 made of a mixed bed of cation exchange resin and anion exchange resin. As the mixed bed ion exchange device 68, a regenerative mixed bed ion exchange device or a non-regenerative mixed bed ion exchange device can be used.
[0047]
The pure water production method using the above pure water production apparatus is as follows. An acid is added from the acid supply path 26 to the industrial water entering the industrial water treatment system 1 from the industrial water path 5, and the pH is adjusted to about 5.5 to 6.5, preferably about pH 6. Thereby, carbonate ions and bicarbonate ions in industrial water are partially liberated as carbon dioxide gas. The industrial water whose pH has been adjusted enters the decarbonation device 6 from the industrial water channel 5, is sprayed on the filler layer 21, and passes through the filler layer 21 in a downward flow. During this time, free carbon dioxide in the industrial water is removed by bringing it into contact with an upward air flow supplied from the air supply passage 22 or by suctioning it from the exhaust gas passage 27 to make a vacuum.
[0048]
This decarbonated water is introduced into the activated carbon treatment device 7 by the pump 28 and is treated with activated carbon while passing through the activated carbon layer 23 to remove organic matter and solid matter. The activated carbon-treated water is heated to 20 to 30 ° C., preferably around 25 ° C. by the heating device 8, and then enters the MF membrane separation device 9 to remove the remaining solid matter. The permeated water of the MF membrane separator 9 is pressurized by the pump 29 and enters the first RO membrane separator 10 and is deionized by the RO membrane module 24. Here, salts, low molecular weight organic substances and other impurities are removed, and along with this, hardness components such as calcium ions and magnesium ions are also removed. The concentrate by the first RO membrane separation device 10 is taken out from the concentrate take-out passage 25, and the permeate is taken out from the industrial water treatment water passage 19 and enters the mixing device 3 as industrial water treatment water. Usually, the pH of this industrial water treatment water is 4.5-5.5.
[0049]
The semiconductor manufacturing wastewater that has entered the water storage tank 32 from the semiconductor manufacturing drainage channel 31 is introduced into the activated carbon treatment device 33 by the pump 54 and is treated with activated carbon while passing through the activated carbon layer 51 to remove organic substances and solids. The activated carbon-treated water removes the remaining solid matter in the MF membrane separation device 34. The permeated water of the MF membrane separator 34 is pressurized by the pump 55 and enters the second RO membrane separator 35 and is deionized by the RO membrane module 52. Here, impurities such as ions and low molecular weight organic substances contained in the semiconductor manufacturing waste water are removed, and accordingly, fluorine ions and anions (acids) are also removed. The concentrate by the second RO membrane separation device 35 is taken out from the concentrate take-out channel 53, and the permeate is taken out from the semiconductor production waste water treatment channel 44 and enters the mixing device 3 as semiconductor production waste water treatment water. Usually, the pH of this semiconductor manufacturing waste water is 4.5 to 5.5.
[0050]
In the mixing device 3, industrial water treated water and semiconductor manufacturing waste water treated water are mixed to obtain mixed raw water. However, since the hardness component in industrial water and fluorine ions in the semiconductor cleaning waste water are removed, the insoluble salt is Do not generate. Further, since anions in the semiconductor cleaning wastewater are also removed, treated water having an averaged pH can be obtained even if the pH of the semiconductor cleaning wastewater fluctuates.
[0051]
Alkali is added to the mixed raw water from the alkali supply path 60, and the pH is adjusted to 8 to 10, preferably 8.5 to 9.5. In this case, since the carbon dioxide gas is removed in the decarbonation device 6, the amount of alkali added is small. Even when the pH of the semiconductor cleaning wastewater fluctuates, the pH of the treated water is averaged, so that the control of the pH of the mixed raw water is easy.
By adjusting to the above pH, the silica in the mixed raw water is ionized as silicate ions and the remaining carbon dioxide gas is ionized as carbonate ions, and separation by the third RO membrane separation device 64 and the fourth RO membrane separation device 65 is easy. To.
[0052]
After the pH-adjusted mixed raw water is introduced into the UV sterilizer 62 by the pump 91 and sterilized, the solid content is removed by the MF membrane separator 63. The permeated water of the MF membrane separator 63 is pressurized by the pump 92 and enters the third RO membrane separator 64, deionized by the RO membrane module 82, and further pressurized by the pump 93 to be the fourth RO membrane separator 65. And deionized by the RO membrane module 83. In the third RO membrane separation device 64 and the fourth RO membrane separation device 65, salt, ions, low molecular organic substances, etc. contained in the mixed raw water are removed, and ionized silicate ions and carbonate ions are also removed accordingly. The The concentrates by the third RO membrane separator 64 and the fourth RO membrane separator 65 are taken out from the concentrate outlets 84 and 85, respectively.
[0053]
The permeated water of the fourth RO membrane separation device 65 enters the UV oxidation device 66, and the remaining organic matter is oxidatively decomposed, and then enters the membrane degassing device 67 where it is degassed and gas such as air, oxygen, carbon dioxide, etc. Is removed. Furthermore, ion exchange is performed while entering the mixed bed type ion exchange device 68 and passing through the mixed bed type ion exchange resin layer 88, and pure water is obtained from the pure water outlet 94.
[0054]
When the performance of the first to fourth RO membrane separators 10, 35, 64, 65 or the MF membrane separators 9, 34, 63 deteriorates, water is permeated in the opposite direction, or is washed physically or chemically. The performance can be recovered by a method such as
[0055]
In the above method, the hardness component in the industrial water is removed in the first RO membrane separation device 10 and the fluorine ions in the semiconductor manufacturing waste water are removed in the second RO membrane separation device 35. Even when mixed, scaling due to the formation of insoluble salts such as calcium fluoride is prevented. For this reason, in the MF membrane separation device 63 and the third and fourth RO membrane separation devices 64 and 65, a reduction in treatment capacity and treated water quality due to scaling is prevented. For this reason, the 3rd and 4th RO membrane separation apparatuses 64 and 65 can be used as a deionization apparatus, Thereby, the ion load in the mixed bed type ion exchange apparatus 68 can be reduced, and complicated regeneration operation can be reduced. . This scale prevention effect is higher than when only deionizing industrial water or only deionizing semiconductor manufacturing wastewater.
[0056]
Further, in the industrial water treatment system 1 and the semiconductor manufacturing wastewater treatment system 2, since deionization is performed by the RO membrane separation devices 10 and 35, there is no leakage of acid and alkali due to the regenerant, and the pH of the semiconductor cleaning wastewater Even if fluctuates, since the pH of the treated water is averaged, it is easy to control the pH of the mixed raw water, so that pure water with high quality can be obtained stably and easily.
Furthermore, in the mixed raw water treatment system 4, deionization is performed by the third and fourth RO membrane separation devices 64 and 65 installed in two stages in series, so that the deionization ability is high and the mixed bed type ion exchange is performed. The ion load in device 68 is small.
[0057]
【Example】
Example 1
Industrial water with pH 7.0, conductivity 150 μS / cm, calcium 40 mg / l, and pH 2.5, conductivity 300 μS / cm, fluoride ion 20 mg / l, H₂O₂About 50m each of 10mg / l semiconductor manufacturing wastewater^Three/ H and about 40m^ThreePure water was produced at a flow rate of / h using the pure water production apparatus of FIGS. The results are shown in FIG.
[0058]
The main equipment specifications are as follows.
(1) Decarbonation device 6:
Diameter 120cm x Height 610cm
(2) Activated carbon treatment device 7:
Diameter 200cm x Height 244cm
Filled activated carbon 3m^Three
(3) First RO membrane separator 10:
36 ultra-low pressure reverse osmosis membranes, KROA-2032 (Kurita Kogyo Co., Ltd.)
(4) Activated carbon treatment device 33:
180cm diameter x 244cm height
Filled activated carbon 4m^Three
(5) Second RO membrane separator 35:
Same as the specification of the first RO membrane separation device 10.
(6) UV sterilizer 62:
1.2 kW 3 units
(7) MF membrane separator 63:
Pore diameter 0.45μm 3 units
(8) Third RO membrane separator 64:
36 ultra-low pressure reverse osmosis membranes, KROA-2031 (Kurita Kogyo Co., Ltd.)
(9) Fourth RO membrane separator 65:
36 charged reverse osmosis membranes, 36 KROA-2023 (Kurita Kogyo Co., Ltd.)
[0059]
Comparative Example 1
The same raw water for industrial use and semiconductor manufacturing wastewater as in the embodiment is obtained at the same flow rate, and the raw mixed water of the mixing device 3 is obtained using the pure water manufacturing device of FIG. 3, and this mixed raw water is carried out using the mixed raw water treatment device of FIG. Pure water was produced in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
[0060]
The main equipment specifications are as follows.
(1) Cation exchange device 108:
Diameter 130cm x Height 180cm
Filled cation exchange resin 1000 liter (Levacit (trade name of Bayer) SP112WS)
(2) Anion exchange device 124:
Diameter 160cm x Height 320cm
Filled anion exchange resin 3000 liter (Levacit (trade name of Bayer) M500WS
The activated carbon treatment devices 107 and 123 have the same specifications as the activated carbon treatment devices 7 and 33, respectively.
[0061]
As can be seen from the results of FIG. 4, high-quality pure water can be stably produced in Example 1, but in Comparative Example 1, the acid and alkali caused by the regenerant are used as industrial water after ion exchange treatment and Leaks temporarily in semiconductor manufacturing wastewater, so it is difficult to control the amount of acid or alkali added to keep the pH of the mixed raw water constant, and the specific resistance of the pure water finally obtained varies I think that the.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet of an industrial water treatment system and a semiconductor production wastewater treatment system in a pure water production apparatus of an example.
FIG. 2 is a flow sheet of the mixed raw water treatment system in the pure water production apparatus of the example.
FIG. 3 is a flow sheet of a conventional pure water production apparatus.
4 is a graph showing the results of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Industrial water treatment system
2 Semiconductor manufacturing wastewater treatment system
3 Mixing device
4 Mixed raw water treatment system
5, 105 Industrial channel
6,109 Decarbonizer
7, 33, 107, 123 Activated carbon treatment equipment
8 Heating device
9, 34, 63 MF membrane separator
10 First RO membrane separator
15, 16, 17, 18, 41, 42, 43, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 110, 111, 112, 125, 126, 136, 137, 138
19, 113 Industrial water treatment channel
21, 116 Filler layer
22 Airway
23, 51, 114, 128 Activated carbon layer
24, 52, 82, 83, 146 RO membrane module
25, 53, 84, 85, 147, 148 Concentrated liquid outlet
26 Acid supply path
27 Exhaust gas passage
28, 29, 54, 55, 91, 92, 93, 143, 144 Pump
31, 121 Semiconductor manufacturing drainage channel
32, 106, 122 water tank
35 Second RO membrane separator
44, 127 Semiconductor manufacturing wastewater treatment channel
60 Alkaline supply path
61, 131 Mixed raw waterway
62 UV sterilizer
64 Third RO membrane separator
65 Fourth RO membrane separator
66 UV oxidation equipment
67 Membrane deaerator
68,135 Mixed bed type ion exchanger
87 Degassing membrane module
88, 149 Mixed bed type ion exchange resin layer
94, 150 Pure water outlet
108 Cation exchanger
115 Cation exchange resin layer
124 Anion exchanger
129 anion exchange resin layer
132 Biological filtration device
133 UF membrane separator
134 RO membrane separator
141 Biofiltration layer
145 UF membrane module

Claims

A pure water production apparatus for producing primary pure water using industrial water containing hardness components and semiconductor production waste water containing fluorine ions as raw water,
(A) A decarboxylation device that removes liberated carbon dioxide by adding an acid from an acid supply path to industrial water,
A heating device for heating decarbonated water to 20-30 ° C., and
An industrial water treatment system having a first reverse osmosis membrane separation device for deionizing ions containing hardness components from water exiting the heating device, and having no ion exchange device;
(B) a semiconductor production wastewater treatment system having a second reverse osmosis membrane separation device for deionizing ions containing fluorine ions from semiconductor production wastewater, and having no ion exchange device;
(C) Industrial water treatment channel, semiconductor manufacturing wastewater treatment channel and alkali supply channel communicated,
A mixing device that introduces and mixes treated water and alkali of the industrial water treatment system and semiconductor manufacturing wastewater treatment system, and makes mixed raw water of pH 8 to 10;
(D) A pure water production apparatus comprising a reverse osmosis membrane separation device and an ion exchange device for deionizing the mixed raw water, and a mixed raw water treatment system having a deionization device for producing primary pure water.

The pure water production apparatus according to claim 1 , wherein the reverse osmosis membrane separation device of the mixed raw water treatment system is a multistage reverse osmosis membrane separation device installed in two or more stages in series .

A pure water production method for producing primary pure water using industrial water containing hardness components and semiconductor production waste water containing fluorine ions as raw water,
(A) Add acid to industrial water and adjust to pH 5.5-6.5 to remove liberated carbon dioxide,
Decarbonated water is heated to 20-30 ° C.,
An industrial water treatment process in which ions containing hardness components are deionized from the heated water with the first reverse osmosis membrane separator and no ion exchange is performed.
(B) a semiconductor production wastewater treatment process in which ions containing fluorine ions are deionized from the semiconductor production wastewater by a second reverse osmosis membrane separation device and no ion exchange is performed;
(C) From industrial water treatment channels, semiconductor manufacturing wastewater treatment channels and alkali supply channels,
A process of mixing the industrial water treatment system and the semiconductor production wastewater treatment system with the treated water and alkali into a mixing device, and mixing the raw water with a pH of 8 to 10;
(D) a mixed raw water treatment step for producing primary pure water by deionizing the mixed raw water with a deionization device comprising a reverse osmosis membrane separation device and an ion exchange device;
A method for producing pure water.