JP4480061B2

JP4480061B2 - Ultrapure water production apparatus and cleaning method for ultrapure water production and supply system in the apparatus

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Publication number: JP4480061B2
Application number: JP2002291136A
Authority: JP
Inventors: 広菅原; 和彦川田
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2004122020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、シリコンウエハ、プリント基板等の電子部品製造工場、原子力発電所或いは医薬品製造工場で広く利用されている超純水を製造するための超純水製造装置に関し、更には該装置における超純水製造供給システムの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、シリコンウエハ、プリント基板等の電子部品製造工程或いは原子力発電所における発電工程更には医薬品製造工程においては、イオン状物質、微粒子、有機物、溶存ガス及び生菌等の不純物含有量が極めて少ない超純水が使用されている。特に、半導体デバイスをはじめとする電子部品の製造工程においては、多量の超純水が使用されており、近年、半導体デバイスの集積度の向上に伴って超純水に対する要求水質は益々厳しくなってきている。
【０００３】
例えば、半導体製造に用いられる超純水としては下記の表１に示す水質が要求され、このような水質の超純水を用いるすすぎ工程においては、超純水由来の汚染物質が半導体基板表面に付着することはないとされている。
【０００４】
【表１】

【０００５】
超純水製造装置は、原水を凝集沈殿装置、砂濾過装置、活性炭濾過装置、除濁膜装置、浸透膜装置、２床３塔式イオン交換装置、混床式イオン交換装置、精密濾過装置、電気再生式イオン交換装置、真空脱気装置、膜脱気装置等で処理して一次純水を得る一次系純水製造装置と、一次純水を純水貯槽に貯留すると共に、該純水貯槽から供給される一次純水を、紫外線殺菌や紫外線酸化を含む紫外線照射装置、イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）、精密濾過膜装置や限外濾過膜装置や逆浸透膜装置のような膜処理装置等で処理して二次純水を得る二次系純水製造装置とから構成される。一次純水を二次処理することによって、一次純水中に残留する微粒子、コロイダル物質、有機物、金属、陰イオン等を可及的に取り除いて超純水を得る。
【０００６】
得られた超純水はユースポイント（使用場所）に送られ、各種の用途に供されると共に、残余の超純水はリターン配管を通って純水貯槽に返送される。このように、一般に超純水製造装置は純水貯槽から供給される一次純水を処理して得られる超純水をユースポイントに送る配管と、ユースポイントで使用されなかった残余の超純水を純水貯槽に戻す配管とからなる循環系の配管構造を有している。
【０００７】
ここにおいて、超純水製造装置を新規に設置するため装置組み立て作業を行う際に系内に微粒子、生菌等が混入する問題があり、また既存装置であってもその通常運転後、一定期間休止状態においたときに系内に微粒子、生菌等が発生するという問題がある。即ち、装置の新規起動時や既存装置の運転再開時にシステム循環系内での微粒子の混入、発生や、生菌の混入、発生更には配管等の接液部材からの金属の溶出，ＴＯＣの発生、増加等の問題が生じており、これに対する対策として通常運転に先立ちシステム循環系を予め洗浄することが行われている。
【０００８】
この新規起動時や運転再開時にシステム循環系を洗浄することに関し、特開平７−１９５０７３号公報はイソプロピルアルコール等のアルコール洗浄液を用いてシステム循環系を洗浄することを開示している（特許文献１参照）。
【０００９】
また特開２０００−３１７４１３号公報はテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液等の塩基性洗浄液を用いてシステム循環系の洗浄を行うことを開示している（特許文献２参照）。
【００１０】
更に特開２００２−５２３２２号公報には、微粒子の表面電位を変化させる洗浄液、例えば前記した塩基性洗浄液や界面活性剤等を用いてシステム循環系の洗浄を行うことが記載されている（特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−１９５０７３号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２０００−３１７４１３号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開２００２−５２３２２号公報（第２頁）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１においては、比較的高濃度のアルコール洗浄液を用いるので、微粒子等の洗浄除去処理後、システム内の残留アルコールを除去するための洗浄に時間がかかるという問題がある。
【００１３】
また特許文献２及び特許文献３においては、塩基性洗浄液を用いる場合、比較的低濃度の洗浄液を用いることができるが、微粒子等の洗浄除去処理後の塩基性洗浄液除去に同様に時間がかかるという問題がある。
【００１４】
即ち、洗浄液を使用する場合には、洗浄処理後に系内に洗浄液成分が残留しないように充分に押出洗浄及びすすぎ洗浄を行なう必要があり、従来はこの押出、すすぎ洗浄に相当の時間を要していた。押出、すすぎ洗浄工程を安全で確実に行うためには、薬品の取り扱い、機器・バルブ操作のタイミング（浸漬、循環、ブロー、押出し、循環通水（通常復帰）等の各操作のタイミング）において作業員の充分な注意と経験、判断が必要であり、作業員に対する負荷が多い。特に、ブロー、押出し、循環通水のタイミングは、排出液（洗浄液薬品）の取り扱いに注意しながら且つ水質を確認しながら行わなければならず、作業員の経験と勘に頼る要素が多分にあり、そのため作業の非能率さ、不正確さは避けることができず、その結果、系内洗浄後、通常運転に復帰するまでの時間に長時間を要し、新規運転時の立ち上げ時間、或いは運転再開時の立ち上げ時間が長くなるという問題点を生じる。
【００１５】
また、系内洗浄後、通常運転に復帰するまでの時間に長時間を要するということは、押出、すすぎ洗浄に用いる純水の消費量も多大となることを意味し、水回収率の低下を招き、経済性が低下する。
【００１６】
一方、通常運転時であっても次のような問題が生じる。即ち、前記したようにユースポイントで使われなかった残余の超純水はリターン配管を通して純水貯槽に戻され循環使用されるが、このユースポイントから純水貯槽に至るリターン配管の長さは一般に長大であり、この配管の長さに起因する水質の低下という問題がある。
【００１７】
つまり、リターン配管の長さが長いために管体、継ぎ手、弁類の数も多く、微粒子、生菌、ＴＯＣ等が超純水に混入したり、金属が超純水に溶出したりする虞があり、しかも移送される超純水が管内壁に接触している時間が長いため、その分、微粒子、生菌、ＴＯＣ、金属等の混入、溶出の確率も高くなる。その結果、水質の低下した超純水が純水貯槽に戻されることになり、純水貯槽からユースポイントに超純水を供給するに当たり、その供給ライン上の各種処理装置、特にイオン交換処理装置（カートリッジポリシャー）の負荷が増大するという問題点を生じる。
【００１８】
本発明は上記した種々の問題点を解決するためなされたもので、超純水製造装置の新規起動時や既存装置の運転再開時にシステム循環系を効率よく洗浄でき且つ洗浄に要する時間や装置立ち上げに要する時間を大幅に短縮できる機構を備えた超純水製造装置及び該装置における超純水製造供給システムの洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１９】
また本発明はリターン配管内を流れる超純水に微粒子、生菌、ＴＯＣ、金属等が混入、溶出するのを防止して、常に水質良好な超純水を純水貯槽に循環するようにした超純水製造装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一次純水を処理して超純水を製造する二次処理装置と、超純水をユースポイントに送水する供給ラインと、ユースポイントにおける残余の超純水を前記二次処理装置の前段に戻す返送ラインとを備えた超純水製造装置において、返送ラインに不純物除去装置を設けたことを特徴とする超純水製造装置である。
【００２１】
不純物除去装置としては、イオン交換処理装置、膜処理装置、活性炭処理装置が挙げられ、これらのうちの１つを用いても或いは２つ以上組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
また、本発明は、一次純水を処理して超純水を製造する二次処理装置と、超純水をユースポイントに送水する供給ラインと、ユースポイントにおける残余の超純水を前記二次処理装置の前段に戻す返送ラインとを備えた超純水製造装置における超純水製造供給システムを洗浄する方法であって、システム系内に洗浄液を供給して該システム系内を洗浄する工程と、洗浄液を返送ラインに設けた不純物除去装置により処理を行う工程とからなり、洗浄液が、塩基性水溶液、酸性水溶液のいずれかであり、不純物除去装置による処理が、イオン交換処理、逆浸透膜装置による膜処理のいずれかを含む、ことを特徴とする超純水製造供給システムの洗浄方法である。
【００２３】
本発明は、一次純水を処理して超純水を製造する二次処理装置と、超純水をユースポイントに送水する供給ラインと、ユースポイントにおける残余の超純水を前記二次処理装置の前段に戻す返送ラインとを備えた超純水製造装置における超純水製造供給システムを洗浄する方法であって、システム系内に洗浄液を供給して該システム系内を洗浄する工程と、洗浄液を返送ラインに設けた不純物除去装置により処理を行う工程とからなり、洗浄液が、界面活性剤水溶液であり、不純物除去装置による処理が、イオン交換処理、逆浸透膜装置による膜処理、活性炭処理のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする超純水製造供給システムの洗浄方法であってもよい。
【００２４】
本発明は、一次純水を処理して超純水を製造する二次処理装置と、超純水をユースポイントに送水する供給ラインと、ユースポイントにおける残余の超純水を前記二次処理装置の前段に戻す返送ラインとを備えた超純水製造装置における超純水製造供給システムを洗浄する方法であって、システム系内に洗浄液を供給して該システム系内を洗浄する工程と、洗浄液を返送ラインに設けた不純物除去装置により処理を行う工程とからなり、洗浄液が、過酸化水素水溶液であり、不純物除去装置による処理が、活性炭処理を含む、ことを特徴とする超純水製造供給システムの洗浄方法であってもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明装置の実施態様を示す略図であり、１は原水槽、２は前処理装置、３は前段貯槽、４は一次純水装置、５は純水貯槽である。６は供給ラインで、この供給ライン６は純水貯槽５とユースポイント７の間を繋ぎ、超純水をユースポイント７に送水するものである。この供給ライン６には純水貯槽５から送水される一次純水を処理して超純水を製造する二次処理装置が設置されている。この二次処理装置として、紫外線酸化装置１０、イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１、膜処理装置１２が順次設けられている。８はポンプ、９は熱交換器である。
【００２６】
イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１は強酸性及び強塩基性イオン交換樹脂を混合充填してカートリッジ構造としたものである。また膜処理装置１２としては、限外濾過膜装置、精密濾過膜装置、逆浸透膜装置等が用いられる。１３はイオン交換処理装置１１への通水を回避するためのバイパス配管、１４は純水貯槽５に洗浄剤を供給する洗浄剤槽である。
【００２７】
１５はユースポイント７と純水貯槽５の間を繋ぎ、残余の超純水を純水貯槽５に戻すリターン配管としての返送ラインであり、この返送ライン１５と前記供給ライン６とで超純水の循環系が構成されている。
【００２８】
返送ライン１５には不純物除去装置１６が設けられている。この不純物除去装置１６としては、イオン交換処理装置、膜処理装置、活性炭処理装置等、種々の処理装置を用いることができ、またそれらの処理装置のうちの１つを用いても或いは２つ以上を組み合わせて用いてもよい。どの処理装置を用いるか、どのような処理装置の組み合わせにするかは、使用する洗浄液自体の成分や、洗浄時に洗浄液に溶解或いは混入される他の成分、または通常運転（循環通水）時に残余の超純水に溶解或いは混入してくる他の成分等によって決定される。イオン交換処理装置はイオン性物質を、膜処理装置は微粒子や生菌を、活性炭処理装置は過酸化水素等をそれぞれ除去する。
【００２９】
前記したように、使用する洗浄液自体の成分等によってどの処理装置を用いるかが決定されるが、例えば、洗浄液がテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド（ＴＭＡＨ）である場合には、不純物除去装置１６としてイオン交換処理装置又は膜処理装置が用いられ、また洗浄液が塩酸水溶液等の酸性水溶液である場合には、不純物除去装置１６としてイオン交換処理装置（アニオン交換樹脂装置）又は膜処理装置が用いられる。更に洗浄液が界面活性剤水溶液である場合には、不純物除去装置１６としてイオン交換処理装置、膜処理装置又は活性炭処理装置が用いられ、また洗浄液が過酸化水素水溶液である場合には、不純物除去装置１６として活性炭処理装置が用いられる。
【００３０】
イオン交換処理装置に使用されるイオン交換体としては、強酸性、弱酸性の陽イオン交換樹脂、強塩基性、弱塩基性の陰イオン交換樹脂等の公知のものを用いることができる。陽イオン交換樹脂はＨ形、陰イオン交換樹脂はＯＨ形として使用することが好ましい。
【００３１】
前記したように、イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１が供給ライン６に設置され、ここで精度の高い脱イオン処理が行われるので、不純物除去装置１６として用いられるイオン交換処理装置としては、イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１で使用されるような高品質のイオン交換樹脂を必ずしも用いる必要はない。
【００３２】
不純物除去装置１６として用いられる膜処理装置としては、精密濾過膜装置、限外濾過膜装置、逆浸透膜装置等が挙げられる。精密濾過膜装置は微粒子を、限外濾過膜装置は微粒子、生菌を、逆浸透膜装置は微粒子、生菌の他、イオン成分をそれぞれ除去できる。
【００３３】
不純物除去装置１６として用いられる活性炭処理装置も公知のものを用いることができ、該活性炭処理装置は過酸化水素の他、界面活性剤等の有機物を除去することができる。更に活性炭処理装置はオゾンや次亜塩素酸等の酸化性物質を除去することができる。ここにおいて活性炭処理装置とは、活性炭を用いるものに限定されず、合成炭素系粒状吸着剤を用いるものも含まれる概念である。合成炭素系粒状吸着剤としては、ロームアンドハース社製のアンバーソープ（商品名）を好適に用いることができる。アンバーソープは、巨大網目構造を有するスチレン−ジビニルベンゼンタイプのスルホン酸型イオン交換樹脂の熱分解物である。アンバーソープの中では、グレード５７２が特に好ましい。
【００３４】
尚、不純物除去装置１６として、上記したイオン交換処理装置、膜処理装置、活性炭処理装置の他、紫外線照射装置、脱気装置等を単独或いは適宜組み合わせて用いることもできる。
【００３５】
１７は不純物除去装置１６への通水を回避するために設けられたバイパス配管である。
【００３６】
返送ライン１５は二次処理装置の前段である純水貯槽５に連結される他、途中で分岐して前段貯槽３に連結される配管１８及び原水槽１に連結される配管１９がそれぞれ設けられている。２０はブロー配管である。
【００３７】
上記の如く構成される超純水製造装置において、超純水の製造工程は以下の通りである。
【００３８】
即ち、原水槽１から供給される原水を前処理装置２によって処理し、処理水を一旦、前段貯槽３に入れ、次いで一次純水装置４によって濾過処理、逆浸透膜処理、イオン交換処理、フィルター処理等を行い一次純水を得る。
【００３９】
得られた一次純水は純水貯槽５に貯留され、以後の工程において二次処理が行われる。即ち、純水貯槽５に貯留されている一次純水はポンプ８により熱交換器９に送られ、ここで水温を調節したのち、紫外線酸化装置１０に送られ、ここで有機物が分解される。次いで、イオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１でイオン性不純物が除去され、更に膜処理装置１２で微粒子等が除去され、これにより超純水が得られる。
【００４０】
得られた超純水はユースポイント７に送られ、各種の用途に供されると共に、残余の超純水はリターン配管としての返送ライン１５を通り、少なくともその一部は返送ライン１５に設けられた不純物除去装置１６を通って純水貯槽５や前段貯槽３や原水槽１に戻される。
【００４１】
次に、装置の新規起動時におけるシステム系内の洗浄或いは所定期間運転休止後、運転を再開する時におけるシステム系内の洗浄について以下説明する。
【００４２】
洗浄剤槽１４より純水貯槽５に洗浄剤が供給され、純水に洗浄剤を所定濃度で溶解してなる洗浄液が調製され、この洗浄液はポンプ８によって供給ライン６に送り出される。
【００４３】
洗浄液としては、ｐＨ８以上の塩基性水溶液、ｐＨ６以下の酸性水溶液（例えば、塩酸水溶液）、濃度１mg／Ｌ以上の界面活性剤水溶液、濃度１０００mg／Ｌ以上の過酸化水素水溶液等を用いることができる。
【００４４】
上記塩基性水溶液としては、アンモニア水、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、ホウ酸ナトリウム水溶液等を用いることができるが、特にＴＭＡＨ水溶液を用いることが好ましい。ＴＭＡＨ水溶液を用いる場合、その添加量はＴＭＡＨ濃度１〜１０００mg／Ｌとなるように添加することが好ましい。ＴＭＡＨ濃度が１mg／Ｌ未満であると洗浄力（微粒子及び有機物の除去能力）が低下し充分でなく、一方、ＴＭＡＨ濃度が１０００mg／Ｌを超える高濃度となると洗浄力はそれ以上増大せず、むしろ洗浄後にＴＭＡＨが多量に残留する虞があり好ましくない。ＴＭＡＨの濃度は３〜３００mg／Ｌが好ましく、より好ましくは１０〜１００mg／Ｌである。
【００４５】
上記酸性水溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸等の無機酸の水溶液、酢酸、クエン酸、シュウ酸等の有機酸の水溶液、また弱塩基と強酸の塩からなる水溶液（例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム等の水溶液）を用いることができる。洗浄効果を高めるには、pH４以下にすることが好ましく、例えば、塩酸を用いる場合、HCl濃度を約５mg／L以上とする。
【００４６】
上記界面活性剤水溶液としては、アルキルアミンの無機酸、有機酸及び、第四級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の陽イオン界面活性剤、ポリオキシエチレン付加型等の非イオン界面活性剤、アミノ酢酸基等の両性イオン基を持つ両性界面活性剤を用いることができる。界面活性剤の濃度は１〜１０００mg／Lで、好ましくは１０〜１００mg／Lとする。
【００４７】
上記過酸化水素水溶液は、常温では１〜５％、好ましくは１〜３％で使用する。また、４０℃程度に加温して用いる場合は、１０００〜５０００mg／L程度で洗浄効果が得られる。
【００４８】
供給ライン６に送り出された洗浄液は熱交換器９によって温度調節される。洗浄液の温度はシステムを構成する機器類や部材類、配管等の耐熱温度を超えない範囲であればよい。一般には温度が高い程洗浄効果が高くなるので、器材の耐熱温度を超えない範囲で高温とすることが好ましい。
【００４９】
温度調節後、洗浄液は紫外線酸化装置１０を通り、バイパス配管１３を経由して膜処理装置１２を通ると共に、供給ライン６から連続して返送ライン１５に流れ、バイパス配管１７を経由して純水貯槽５に戻される。このように、供給ライン６と返送ライン１５とからなる循環系に洗浄液を繰り返し循環流通させ、超純水製造供給システムを洗浄する。
【００５０】
上記洗浄液の流通循環過程において、イオン交換処理装置１１に通液せずにバイパス配管１３を通すようにしたのは、洗浄液成分が除去されるのを防止するためである。例えば、洗浄液としてＴＭＡＨ水溶液を用いる場合、洗浄液をイオン交換処理装置１１に通すと脱イオン処理によりＴＭＡＨ成分が除去されてしまうのでこれを防ぐためである。またＴＭＡＨで脱着された汚染物質がイオン交換樹脂に吸着して逆汚染することもあるので、この理由からも洗浄液をイオン交換処理装置１１に通液しないようにすることが好ましい。
【００５１】
不純物除去装置１６に通液せずにバイパス配管１７を通すようにしたのも同様の理由であり、不純物除去装置１６としてイオン交換処理装置を含む場合は同様に、ＴＭＡＨ成分が脱イオンされてしまうのでこれを防ぐためバイパス配管１７を通すようにしたものである。但し、不純物除去装置１６として膜処理装置を用いる場合において、該膜処理装置として精密濾過膜や限外濾過膜を使用した場合で洗浄液の成分濃度が実質的に低下しないときはバイパス配管１７に通液せずに不純物除去装置１６に通液してもよい。
【００５２】
本発明において、システム系内に洗浄液を供給して該システム系内を洗浄するとは、上記した如きシステム系内に洗浄液を流通循環させて洗浄することに限定されるものではなく、システム系内に洗浄液を供給してシステム系内を洗浄液で満たし、その後そのまま静置して浸漬状態で洗浄するいわゆる浸漬洗浄であってもよい。またシステム系の全部を洗浄することに限定されず、その一部を洗浄するようにしてもよい。従って例えば、紫外線酸化装置１０、膜処理装置１２等の処理装置のみ或いは供給ライン６、返送ライン１５のみを洗浄することもできる。
【００５３】
洗浄終了後、洗浄液処理工程に移る。この工程においては、洗浄液を循環系に循環送液する際、不純物除去装置１６に通液させる。しかし、ここにおいても洗浄液はイオン交換処理装置１１に通さず、バイパス配管１３を通すようにする。洗浄液をイオン交換処理装置１１に通すと、該装置の負荷が大きくなり、また汚染物質が吸着するので、これを避けるためである。
【００５４】
供給ライン６から返送ライン１５へと洗浄液を流通させるが、この工程の初期において洗浄液濃度が高く、不純物除去装置１６の負荷が高くなるので、これを軽減するため洗浄液を該装置１６に通さずにバイパス配管１７に通し、洗浄液を返送ライン１５から純水貯槽５に戻さずにブロー配管２０に通して該洗浄液を適当量ブローすることが好ましい。ブローした排水は適宜排水処理した後、系外に放流する。
【００５５】
適当量、ブローした後、洗浄液は不純物除去装置１６によって処理される。例えば、不純物除去装置１６がイオン交換処理装置である場合は洗浄液中のイオン成分、例えば洗浄剤がＴＭＡＨである場合のＴＭＡＨイオン、洗浄剤が塩酸である場合の塩化物イオン、洗浄剤が界面活性剤である場合の界面活性剤成分を除去し、また不純物除去装置１６が逆浸透膜装置である場合は同様にＴＭＡＨ成分、酸成分、界面活性剤成分を除去し、更に不純物除去装置１６が活性炭処理装置である場合は界面活性剤成分や過酸化水素成分（洗浄剤が過酸化水素である場合）を除去する。また不純物除去装置１６が限外濾過膜装置や精密濾過膜装置の場合は、洗浄液で洗い出された微粒子や菌を除去する。
【００５６】
不純物除去装置１６によって処理された洗浄液は純水貯槽５に戻されるが、洗浄液の純度が低い場合は純水貯槽５に戻さずに、配管１８を通して前段貯槽３に戻すようにする。不純物除去装置１６としてイオン交換処理装置を用いる場合、イオン交換樹脂から初期溶出物が流出するので、この場合も洗浄液を前段貯槽３に戻すようにすることが好ましい。前段貯槽３に戻された洗浄液は一次純水装置４によって処理され、純水貯槽５に戻され、一次純水として補給される。もし、洗浄液の純度が更に低い場合には、配管１９を通して原水槽１に戻し、前処理装置２等による処理を順次行って純水貯槽５に戻し、一次純水として補給するようにする。
【００５７】
洗浄液を不純物除去装置１６に通すに当たり、洗浄液の全量を通さずに一部を通し、残りの一部をバイパス配管１７に通すようにしてもよい。
【００５８】
洗浄液を不純物除去装置１６に通して処理を行い、その処理された処理水を純水貯槽５に戻し、これを再び供給ライン６に送って循環させ、不純物除去装置１６に通す工程を繰り返し行い、それによりシステム系内の洗浄液濃度を低下させ、処理水の純度を向上させる。
【００５９】
洗浄液処理終了後、純水貯槽５より送り出される純度の高い処理水を紫外線酸化装置１０、イオン交換処理装置１１、膜処理装置１２に順次通液して処理を行い、二次純水を製造する。この時点で通常運転に切り換える。この場合、供給ライン６と返送ライン１５とからなる循環系を二次純水が循環して流れるが、繰り返し循環流通している間に二次純水の純度が更に向上し、ある時点で要求水質に到達する。通常、この要求水質に到達した時点でユースポイント７において超純水が使用される。
【００６０】
このように、本発明は洗浄工程終了後に、洗浄液を不純物除去装置１６に通して処理を行うので、システム系内の洗浄液の水質を短時間で良好なものとすることができ、洗浄を効率的に行うことができる。その結果、洗浄時間を大幅に短縮でき、通常運転に切り換えるための立ち上げ時間を短縮することが可能となる。
【００６１】
本発明は上記の如くＴＭＡＨ等の洗浄剤を一次純水に溶解してなる洗浄液を用いてシステム洗浄を行う場合に限られず、純水又は超純水を用いてシステム洗浄を行ってもよい。この場合、比抵抗値が１ＭΩcm以上の純水又は超純水を用いることが好ましい。
【００６２】
通常運転に切り換えた後、超純水は供給ライン６と返送ライン１５とからなる循環系を循環して流れる。即ち、供給ライン６を通して超純水がユースポイント７に供給され、このユースポイント７において使用されなかった残余の超純水は返送ライン１５を通り純水貯槽５に戻される。一般に返送ライン１５の長さが長大であると超純水への微粒子、生菌、ＴＯＣ等の混入或いは金属の溶出という問題が生じるが、本発明においては、返送ライン１５に不純物除去装置１６を設置したので、仮に前記した微粒子、生菌、ＴＯＣ等の混入或いは金属の溶出が生じたとしても、超純水が不純物除去装置１６により処理されることによって、それらの微粒子、生菌、ＴＯＣ、金属等は確実に除去される。その結果、常に水質良好な超純水を純水貯槽５に戻すことができ、循環系におけるイオン交換処理装置（カートリッジポリッシャー）１１等の二次処理装置の負荷を低減することができる。
【００６３】
このように不純物除去装置１６は、システム洗浄の際の洗浄液の処理という機能の他に、通常運転時においてリターン配管（返送ライン１５）を流れる超純水の処理という機能をも有しており、同時に２つの機能を併有するものである。リターン配管（返送ライン１５）を流れる超純水の処理は、リターン配管（返送ライン１５）の長さが長いということに起因して微粒子、生菌、ＴＯＣ、金属等が混入、溶出した超純水に対する処理を行うものであるから、この処理の目的に照らせば不純物除去装置１６は、できるだけ純水貯槽５に近い位置に設置することが好ましい。
【００６４】
図２は本発明の別の実施態様を示すもので、機能水供給ラインを併設した超純水製造装置を示す。図２は構造的には、図１の超純水製造装置に機能水供給機構を付加したもので、図中、図１と同一の構成を示すものは同一符号をもって示す。供給ライン６から分岐して機能水供給ライン２１が設けられ、この機能水供給ライン２１に機能水製造装置２２が設置されている。
【００６５】
本発明において、機能水としては水素水、オゾン水等が挙げられ、またそれらは酸、アルカリ添加によってｐＨを調節したものであってもよい。水素水やオゾン水はガス溶解装置により水素ガスやオゾンガスを超純水に溶解して製造される。ガス溶解装置としては例えば中空糸膜等のガス透過膜を備えた構造のものが用いられる。
【００６６】
供給ライン６より分岐して機能水製造装置２２に超純水が供給され、ここで水素ガスやオゾンガスが超純水に溶解され、機能水が製造される。該装置２２によって製造された機能水は機能水供給ライン２１を通り、ユースポイント７に供給され、各種用途に利用される。機能水が水素水である場合、例えば半導体ウエハ製造工程において、微粒子の除去処理に用いられ、また機能水がオゾン水である場合、同工程における金属除去処理或いは有機物除去処理に用いられる。
【００６７】
機能水供給ライン２１には返送ライン２３が連続して設けられており、該返送ライン２３には不純物除去装置２４が設置されている。２５はバイパス配管である。
【００６８】
不純物除去装置２４はシステム洗浄における洗浄工程終了後に洗浄液の処理を行なう機能と、機能水成分である水素やオゾン等を除去する機能とがある。前者の機能のためには図１の実施態様の説明で述べたように、不純物除去装置２４としてイオン交換処理装置、膜処理装置、活性炭処理装置等を用いることができ、具体的にはそれらのうちの１つの装置或いはそれらの２つ以上の装置を組み合わせて用いることができる。
【００６９】
また後者の機能のためには、脱気装置が用いられ、更に機能水が酸、アルカリ添加によりｐＨ調節されたものである場合にはイオン交換処理装置も用いられる。脱気装置は例えば、ガス透過膜を備えた公知の膜脱気装置等を用いることができる。尚、機能水がオゾン水である場合、前記脱気装置以外に活性炭処理装置（ここにいう活性炭の概念には上記したように、合成炭素系粒状吸着剤を含むものである）や紫外線照射装置を用いることもでき更には過酸化水素と接触させてオゾンを分解する装置を用いることもできる。
【００７０】
返送ライン２３は純水貯槽５に接続され、不純物除去装置２４で処理された処理水を純水貯槽５に戻す。純水貯槽５に戻された処理水は超純水製造用として或いは機能水製造用として再び系内に送られる。
【００７１】
返送ライン２３には、洗浄工程終了後の洗浄液をブローするためのブロー配管２６、洗浄液を原水槽１に戻すための配管２７、洗浄液を前段貯槽３に戻すための配管２８がそれぞれ分岐状に設けられている。
【００７２】
２９はユースポイントから排出された薬液濃度の比較的薄い排水を貯留するための回収水槽、３０は回収水槽２９より送り出される排水を処理する回収処理装置であり、回収処理装置３０によって処理された処理水は原水槽１に戻され再利用される。
【００７３】
３１はユースポイントから排出された薬液濃度の比較的濃い排水を貯留するための排水槽、３２は排水槽３１より送り出される排水を処理する排水処理装置であり、排水処理装置３２によって処理された処理水は系外に放流される。
【００７４】
ブロー配管２０及び／又はブロー配管２６から排出された排水は、その純度（薬液濃度）に応じて回収水槽２９又は排水槽３1に送られて回収又は排水処理が行なわれる。
【００７５】
上記の如く構成される機能水供給ラインを併設した超純水製造装置において、装置の新規起動時や運転休止後の運転再開時に系内の微粒子、生菌、ＴＯＣ、金属等を除去するため図１に示す実施態様において説明したと同様、システムの洗浄を行う必要がある。洗浄方法は前記実施態様において説明した方法と同様である。
【００７６】
即ち、供給ライン６と返送ライン１５とからなる循環系と、機能水供給ライン２１と返送ライン２３とからなる循環系との２つの循環系に洗浄液を流して繰り返し循環させて洗浄を行う。或いは２つの循環系に洗浄液を満たして一定時間静置させて洗浄することもできる。洗浄液は前記実施態様の場合と同様な洗浄液を用いることができる。
【００７７】
上記洗浄工程において、イオン交換処理装置１１、不純物除去装置１６及び不純物除去装置２４には洗浄液を通さず、それぞれバイパス配管１３、１７、２５に洗浄液を通すようにする。
【００７８】
洗浄工程終了後、洗浄液処理工程に移るが、この洗浄液処理工程において、初期の薬液濃度の高い洗浄液はブロー配管２０、２６からブローして排出する。次いで、不純物除去装置１６、２４に洗浄液を通して該装置１６、２４によりＴＭＡＨ等の洗浄剤成分の除去を行う。この不純物除去処理の行われた洗浄液は純水貯槽５に戻され、再度システム系に送られ繰り返し洗浄液処理が行われる（この間、洗浄液はイオン交換処理装置１１には通さず、バイパス配管１３に通すようにする）。比較的純度の低い洗浄液は純水貯槽５に戻さず、原水槽１或いは前段貯槽３に戻すようにする。
【００７９】
洗浄液処理終了後、純水貯槽５より送り出される純度の高い処理水を紫外線酸化装置１０、イオン交換処理装置１１、膜処理装置１２に順次通液して処理を行い、二次純水を製造する。この時点で通常運転に切り換える。かくしてユースポイント７において超純水の利用が可能となる。
【００８０】
このように、図２に示す実施態様において、洗浄工程終了後に洗浄液を不純物除去装置１６、２４に通して処理を行うので、システム系内の洗浄液の水質を短時間で良好なものとすることができ、洗浄を効率的に行うことができる。その結果、洗浄時間を短縮できることにより、通常運転復帰までの立ち上げ時間を大幅に短縮することができる。
【００８１】
以下、実施例、比較例を示す。
実施例
図１に示す超純水製造装置を用いて下記工程からなる処理を行った。
工程１：超純水製造装置を１ヶ月間運転した後、ユースポイントでの超純水の使用を中止し、装置の運転を停止した。
工程２：運転停止から２日後、洗浄剤槽１４より純水貯槽５にＴＭＡＨを供給し、純水貯槽５内の純水がｐＨ１０になるようにＴＭＡＨを添加し（約２０mg／Ｌ）、洗浄液を調製した。
工程３：ポンプ８を起動し、熱交換器９で２３℃に温度調節した洗浄液をシステム系内に送り、１時間系内を循環させて洗浄を行った。このときイオン交換処理装置１１及び不純物除去装置１６（Ｈ形の強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ形の強塩基性陰イオン交換樹脂の混床）には洗浄液を通さず、それぞれバイパス配管１３、１７に洗浄液を通した。
工程４：洗浄液を不純物除去装置１６に通水し、この処理水を前段貯槽３に戻した。同時に一次純水装置４から純水貯槽５に純水を補給して系内に送り、洗浄液の処理を行った。
工程５：洗浄液処理を１時間行った後、不純物除去装置１６からの処理水を純水貯槽５に戻し、この純水貯槽５から供給ライン６に送られる純水を紫外線酸化装置１０、イオン交換処理装置１１（即ち、バイパス配管１３に通さずにイオン交換処理装置１１に通すようにする）、膜処理装置１２に順次送って処理を行い、通常運転に復帰させた。
【００８２】
上記処理において、装置立ち上げ作業開始から通常運転復帰までの時間及び要求水質に到達するまでの時間を測定し、且つ通常運転に復帰してから要求水質に到達するまでの水質（微粒子数）の変化を測定した。結果を図４に示す。
【００８３】
比較例
図３に示す超純水製造装置を用いた。図中、４０は原水槽、４１は前処理装置、４２は前段貯槽、４３は一次純水装置、４４は純水貯槽、４５は洗浄剤槽、４６はポンプ、４７は熱交換器、４８は紫外線酸化装置、４９はイオン交換処理装置、５０はバイパス配管、５１は膜処理装置、５２は供給ライン、５３はユースポイント、５４は返送ライン、５５はブロー配管である。この比較例における装置は図１に示す実施例の装置と異なり、返送ライン５４に不純物除去装置を設置しておらず、且つ洗浄液を原水槽４０や前段貯槽４２に戻す配管を備えていない。
【００８４】
上記超純水製造装置を用いて下記工程からなる処理を行った。
工程１：超純水製造装置を１ヶ月間運転した後、ユースポイントでの超純水の使用を中止し、装置の運転を停止した。
工程２：運転停止から２日後、洗浄剤槽４５より純水貯槽４４にＴＭＡＨを供給し、純水貯槽４４内の純水がｐＨ１０になるようにＴＭＡＨを添加し（約２０mg／Ｌ）、洗浄液を調製した。
工程３：ポンプ４６を起動し、熱交換器４７で２３℃に温度調節した洗浄液をシステム系内に送り、１時間系内を循環させて洗浄を行った。このときイオン交換処理装置４９には洗浄液を通さず、バイパス配管５０に洗浄液を通した。
工程４：洗浄液をブロー配管５５より排出した。同時に一次純水装置４３から純水貯槽４４に純水を補給して系内に送り、押出洗浄を行った。排出された排水を弱酸性の陽イオン交換樹脂により脱イオン処理を行った。
工程５：洗浄液のＴＭＡＨ濃度が充分に低減されたことを確認してから、純水貯槽４４から供給ライン５２に送られる純水を紫外線酸化装置４８、イオン交換処理装置４９（即ち、バイパス配管５０に通さずにイオン交換処理装置４９に通すようにする）、膜処理装置５１に順次送って処理を行い、通常運転に復帰させた。
【００８５】
上記処理において、装置立ち上げ作業開始から通常運転復帰までの時間及び要求水質に到達するまでの時間を測定し、且つ通常運転に復帰してから要求水質に到達するまでの水質（微粒子数）の変化を測定した。同様に結果を図４に示す。
【００８６】
図４において、Ｔ_０、Ｔ_１、Ｔ_２、ｔ_１、ｔ_２はそれぞれ下記内容を示している。
【００８７】
Ｔ_０：装置立ち上げ作業開始時間
Ｔ_１：実施例における装置の通常運転復帰時間
Ｔ_２：実施例における装置の要求水質到達時間
ｔ_１：比較例における装置の通常運転復帰時間
ｔ_２：比較例における装置の要求水質到達時間
実施例の工程２〜工程５までに要した時間（即ち、図４のＴ_０からＴ_１までの時間）は４時間であり、比較例の工程２〜工程５までに要した時間（即ち、図４のＴ_０からｔ_１までの時間）は１２時間であった。従って、通常運転に復帰するまでの装置の立ち上げ時間が実施例においては比較例に比べて３分の１に短縮されることが判った。
【００８８】
その結果、実施例における装置立ち上げ作業開始から微粒子に関する水質が要求水質（０．０５μｍ以上の微粒子が１個／mL以下）に到達するまでの時間（Ｔ_２）は１４．５時間であり、一方、比較例における当該時間（ｔ_２）は２４時間であり、実施例においては比較例に比べて上記時間が大幅に短縮された。また比抵抗，ＴＯＣ、金属等の場合も同様な傾向が得られた。
【００８９】
【発明の効果】
本発明は、ユースポイントにおける残余の超純水を二次処理装置の前段に戻す返送ラインに不純物除去装置を設け、洗浄工程終了後、洗浄液を不純物除去装置に通水して処理を行うようにしたものであるから、洗浄液に含まれる洗浄剤成分を効率よく除去でき、従来のように作業者の経験と勘に頼る必要はなくなり、洗浄に要する時間を大幅に短縮できる。その結果、装置の新規起動時や運転休止後の運転再開時において行われるシステム洗浄を短時間で行うことができ、通常運転に復帰するまでの装置の立ち上げ時間を従来に比べ著しく短縮でき、操業効率を高める効果がある。
【００９０】
本発明によれば、洗浄液を不純物除去装置により処理しながら循環系内を循環させることにより、効率よく洗浄剤成分の濃度を低下できるので押出洗浄が不要であるか或いは押出洗浄するとしても工程の初期にのみ行えばよく、従って余分な水を消費することがなく、水資源の有効利用が可能となり、またエネルギーの浪費を防止できる。
【００９１】
また本発明によれば、リターン配管（返送ライン）内を流れる超純水を不純物除去装置により処理するので、仮に該超純水に微粒子、生菌，ＴＯＣ、金属等が混入、溶出したとしても、それら微粒子等を確実に除去でき、従って、たとえリターン配管の長さが長大なものであっても、常に水質良好な超純水を二次処理装置の前段に循環でき、二次処理装置におけるイオン交換処理装置の負荷を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１の実施態様を示す略図である。
【図２】本発明装置の第２の実施態様を示す略図である。
【図３】従来装置を示す略図である。
【図４】装置立ち上げ時間と水質の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
５純水貯槽
６供給ライン
７ユースポイント
１５返送ライン
１６不純物除去装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrapure water production apparatus for producing ultrapure water widely used in a semiconductor device, a liquid crystal display, a silicon wafer, a printed circuit board and other electronic component manufacturing factory, a nuclear power plant or a pharmaceutical manufacturing factory, Furthermore, the present invention relates to a method for cleaning an ultrapure water production and supply system in the apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the manufacturing process of electronic parts such as semiconductor devices, liquid crystal displays, silicon wafers, printed circuit boards, etc., or in the power generation process in nuclear power plants, and in the pharmaceutical manufacturing process, ionic substances, fine particles, organic substances, dissolved gases, viable bacteria, etc. Ultrapure water with extremely low impurity content is used. In particular, a large amount of ultrapure water is used in the manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices, and in recent years, the required water quality for ultrapure water has become increasingly severe as the degree of integration of semiconductor devices has improved. ing.
[0003]
For example, the ultrapure water used in semiconductor manufacturing requires the water quality shown in Table 1 below, and in the rinsing process using such ultrapure water, contaminants derived from ultrapure water are present on the surface of the semiconductor substrate. It is said that it will not adhere.
[0004]
[Table 1]

[0005]
Ultrapure water production equipment consists of raw water coagulation sedimentation equipment, sand filtration equipment, activated carbon filtration equipment, turbidity membrane equipment, osmosis membrane equipment, 2 bed 3 tower type ion exchange equipment, mixed bed type ion exchange equipment, precision filtration equipment, A primary pure water production device that obtains primary pure water by processing with an electric regenerative ion exchange device, vacuum deaeration device, membrane deaeration device, etc., and the primary pure water is stored in the pure water storage tank, and the pure water storage tank The primary pure water supplied from the UV treatment equipment such as UV sterilization and UV oxidation, ion exchange treatment equipment (cartridge polisher), microfiltration membrane equipment, ultrafiltration membrane equipment and reverse osmosis membrane equipment And a secondary pure water production apparatus that obtains secondary pure water by treating with the above. By subjecting the primary pure water to secondary treatment, ultra fine water is obtained by removing as much as possible fine particles, colloidal substances, organic substances, metals, anions, etc. remaining in the primary pure water.
[0006]
The obtained ultrapure water is sent to a use point (use place) for various uses, and the remaining ultrapure water is returned to a pure water storage tank through a return pipe. As described above, in general, an ultrapure water production apparatus generally has a pipe that sends ultrapure water obtained by processing primary pure water supplied from a deionized water storage tank to a use point, and residual ultrapure water that has not been used at the use point. Has a circulation system piping structure including piping for returning the water to the pure water storage tank.
[0007]
Here, there is a problem that fine particles, viable bacteria, etc. are mixed in the system when performing assembly work for newly installing an ultrapure water production device, and even for existing devices, after a normal operation, for a certain period of time There is a problem in that fine particles, viable bacteria, etc. are generated in the system when placed in a resting state. That is, at the time of new start-up of the device or resumption of operation of the existing device, mixing and generation of fine particles in the system circulation system, mixing and generation of viable bacteria, elution of metal from wetted members such as piping, generation of TOC As a countermeasure against this, the system circulation system is previously cleaned prior to normal operation.
[0008]
Regarding the cleaning of the system circulation system at the time of new start-up or resumption of operation, JP-A-7-195073 discloses the cleaning of the system circulation system using an alcohol cleaning liquid such as isopropyl alcohol (Patent Document 1). reference).
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-317413 discloses that the system circulation system is cleaned using a basic cleaning solution such as an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution (see Patent Document 2).
[0010]
Further, JP-A-2002-52322 describes that the system circulation system is cleaned using a cleaning liquid that changes the surface potential of the fine particles, for example, the basic cleaning liquid or the surfactant described above (Patent Document). 3).
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-195073 (page 2)
[Patent Document 2]
JP 2000-317413 A (2nd page)
[Patent Document 3]
JP 2002-52322 A (page 2)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1, since a relatively high concentration alcohol cleaning solution is used, there is a problem that it takes time for cleaning to remove residual alcohol in the system after cleaning and removing the fine particles and the like.
[0013]
Further, in Patent Document 2 and Patent Document 3, when a basic cleaning liquid is used, a relatively low concentration cleaning liquid can be used, but it takes time to remove the basic cleaning liquid after cleaning and removing the fine particles and the like. There's a problem.
[0014]
That is, when a cleaning solution is used, it is necessary to sufficiently perform extrusion cleaning and rinsing cleaning so that no components of the cleaning solution remain in the system after the cleaning process. Conventionally, this extrusion and rinsing cleaning require a considerable time. It was. In order to perform the extrusion and rinsing washing process safely and reliably, work in chemical handling, equipment / valve operation timing (timing of each operation such as immersion, circulation, blow, extrusion, circulation water flow (normal return) etc.) It requires careful attention, experience, and judgment, and there is a heavy load on workers. In particular, the timing of blowing, extruding, and circulating water flow must be performed while paying attention to the handling of discharged liquid (cleaning liquid chemicals) and checking the water quality, and there are many factors that depend on the experience and intuition of workers. Therefore, inefficiency and inaccuracy of work cannot be avoided, and as a result, it takes a long time to return to normal operation after cleaning the system, start-up time in new operation, or There is a problem that the start-up time when restarting operation becomes long.
[0015]
In addition, the fact that it takes a long time to return to normal operation after in-system cleaning means that the consumption of pure water used for extrusion and rinsing cleaning also increases, and the water recovery rate is reduced. Invited, economic efficiency is reduced.
[0016]
On the other hand, the following problems occur even during normal operation. That is, as described above, the remaining ultrapure water that has not been used at the point of use is returned to the pure water storage tank through the return pipe and circulated, but the length of the return pipe from this point of use to the pure water storage tank is generally There is a problem that the water quality is lowered due to the length of the pipe.
[0017]
In other words, since the return pipe is long, the number of pipes, joints, and valves is large, and there is a possibility that fine particles, viable bacteria, TOC, etc. may be mixed in ultrapure water, or metal may be eluted in ultrapure water. In addition, since the ultrapure water to be transferred is in contact with the inner wall of the pipe for a long time, the probability of mixing and elution of fine particles, viable bacteria, TOC, metal, etc. is increased accordingly. As a result, the ultrapure water with reduced water quality is returned to the pure water storage tank, and when supplying the ultrapure water from the pure water storage tank to the point of use, various processing devices on the supply line, especially the ion exchange processing device This causes a problem that the load on the (cartridge polisher) increases.
[0018]
The present invention has been made to solve the above-mentioned various problems. The system circulation system can be efficiently cleaned when the ultrapure water production apparatus is newly started or when the existing apparatus is restarted. It is an object of the present invention to provide an ultrapure water production apparatus having a mechanism capable of greatly shortening the time required for raising, and a method for cleaning an ultrapure water production and supply system in the apparatus.
[0019]
In addition, the present invention prevents ultra-pure water flowing through the return pipe from being mixed and eluted with fine particles, viable bacteria, TOC, metal, etc., and always circulates ultra-pure water with good water quality to the pure water storage tank. An object is to provide an ultrapure water production apparatus.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a secondary treatment device for treating primary pure water to produce ultrapure water, a supply line for feeding ultrapure water to a use point, and the remaining ultrapure water at the use point to the secondary treatment device. In the ultrapure water production apparatus provided with a return line that returns to the previous stage, an impurity removal device is provided in the return line.
[0021]
Examples of the impurity removal device include an ion exchange treatment device, a membrane treatment device, and an activated carbon treatment device, and one of these may be used, or two or more may be used in combination.
[0022]
Further, the present invention provides a secondary treatment apparatus for treating primary pure water to produce ultrapure water, a supply line for sending ultrapure water to a use point, and the remaining ultrapure water at the use point for the secondary water. A method of cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus comprising a return line that returns to the previous stage of a treatment apparatus, the method comprising supplying a cleaning liquid into the system system and cleaning the system system; , And a process of processing the cleaning liquid with an impurity removing device provided in the return line,The cleaning liquid is either a basic aqueous solution or an acidic aqueous solution, and the treatment by the impurity removal device includes any of ion exchange treatment and membrane treatment by a reverse osmosis membrane device,This is a method for cleaning an ultrapure water production and supply system.
[0023]
The present invention relates to a secondary treatment device for treating primary pure water to produce ultrapure water, a supply line for feeding ultrapure water to a use point, and the remaining ultrapure water at the use point to the secondary treatment device. A method for cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus having a return line that is returned to the previous stage, the step of supplying the cleaning liquid into the system system and cleaning the system system, and the cleaning liquid The cleaning liquid is a surfactant aqueous solution, and the treatment by the impurity removal device is an ion exchange treatment, a membrane treatment by a reverse osmosis membrane device, an activated carbon treatment. It may be a method for cleaning an ultrapure water production and supply system including at least one of them.
[0024]
The present invention relates to a secondary treatment device for treating primary pure water to produce ultrapure water, a supply line for feeding ultrapure water to a use point, and the remaining ultrapure water at the use point to the secondary treatment device. A method for cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus having a return line that is returned to the previous stage, the step of supplying the cleaning liquid into the system system and cleaning the system system, and the cleaning liquid And the process of performing the treatment by the impurity removing device provided in the return line, the cleaning liquid is an aqueous hydrogen peroxide solution, and the treatment by the impurity removing device includes activated carbon treatment It may be a system cleaning method.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the apparatus of the present invention, wherein 1 is a raw water tank, 2 is a pretreatment device, 3 is a pre-stage storage tank, 4 is a primary pure water apparatus, and 5 is a pure water storage tank. Reference numeral 6 denotes a supply line. The supply line 6 connects the pure water storage tank 5 and the use point 7 and supplies ultrapure water to the use point 7. The supply line 6 is provided with a secondary processing device for processing the primary pure water sent from the pure water storage tank 5 to produce ultrapure water. As the secondary processing apparatus, an ultraviolet oxidation apparatus 10, an ion exchange processing apparatus (cartridge polisher) 11, and a membrane processing apparatus 12 are sequentially provided. 8 is a pump and 9 is a heat exchanger.
[0026]
The ion exchange processing device (cartridge polisher) 11 has a cartridge structure by mixing and filling strongly acidic and strongly basic ion exchange resins. As the membrane treatment device 12, an ultrafiltration membrane device, a microfiltration membrane device, a reverse osmosis membrane device or the like is used. Reference numeral 13 denotes a bypass pipe for avoiding water flow to the ion exchange treatment apparatus 11, and reference numeral 14 denotes a cleaning agent tank that supplies the cleaning agent to the pure water storage tank 5.
[0027]
Reference numeral 15 denotes a return line as a return pipe that connects between the use point 7 and the pure water storage tank 5 and returns the remaining ultrapure water to the pure water storage tank 5. The return line 15 and the supply line 6 provide ultrapure water. The circulatory system is configured.
[0028]
An impurity removal device 16 is provided in the return line 15. As this impurity removal apparatus 16, various processing apparatuses, such as an ion exchange processing apparatus, a membrane processing apparatus, and an activated carbon processing apparatus, can be used, and one or two or more of these processing apparatuses can be used. May be used in combination. Which treatment equipment to use and what kind of treatment equipment to combine depends on the components of the cleaning liquid used, other components dissolved or mixed in the cleaning liquid during cleaning, or the remaining during normal operation (circulating water flow) It is determined by other components dissolved or mixed in the ultrapure water. The ion exchange treatment device removes ionic substances, the membrane treatment device removes fine particles and viable bacteria, and the activated carbon treatment device removes hydrogen peroxide and the like.
[0029]
As described above, which processing apparatus is used is determined depending on the components of the cleaning liquid itself to be used. For example, when the cleaning liquid is tetramethylammonium hydroxide (TMAH), ion exchange is performed as the impurity removal apparatus 16. A treatment device or a membrane treatment device is used, and when the cleaning liquid is an acidic aqueous solution such as an aqueous hydrochloric acid solution, an ion exchange treatment device (anion exchange resin device) or a membrane treatment device is used as the impurity removal device 16. Further, when the cleaning solution is a surfactant aqueous solution, an ion exchange treatment device, a membrane treatment device or an activated carbon treatment device is used as the impurity removal device 16, and when the cleaning solution is a hydrogen peroxide solution, the impurity removal device. An activated carbon treatment apparatus is used as 16.
[0030]
As the ion exchanger used in the ion exchange treatment apparatus, known ones such as strongly acidic and weakly acidic cation exchange resins, strongly basic and weakly basic anion exchange resins can be used. The cation exchange resin is preferably used in the H form, and the anion exchange resin is preferably used in the OH form.
[0031]
As described above, since the ion exchange processing device (cartridge polisher) 11 is installed in the supply line 6 and highly accurate deionization processing is performed here, an ion exchange processing device used as the impurity removing device 16 is an ion exchange processing device. It is not always necessary to use a high quality ion exchange resin as used in the exchange processing device (cartridge polisher) 11.
[0032]
Examples of the membrane treatment device used as the impurity removal device 16 include a microfiltration membrane device, an ultrafiltration membrane device, and a reverse osmosis membrane device. The microfiltration membrane device can remove fine particles, the ultrafiltration membrane device can remove fine particles and viable bacteria, and the reverse osmosis membrane device can remove fine particles and viable bacteria as well as ionic components.
[0033]
As the activated carbon treatment apparatus used as the impurity removal apparatus 16, a known apparatus can be used. The activated carbon treatment apparatus can remove organic substances such as a surfactant in addition to hydrogen peroxide. Furthermore, the activated carbon treatment apparatus can remove oxidizing substances such as ozone and hypochlorous acid. Here, the activated carbon treatment apparatus is not limited to the one using activated carbon, but is a concept including one using a synthetic carbon-based granular adsorbent. As the synthetic carbon-based particulate adsorbent, Amber Soap (trade name) manufactured by Rohm and Haas can be suitably used. Amber soap is a thermal decomposition product of a styrene-divinylbenzene type sulfonic acid type ion exchange resin having a huge network structure. Of the amber soaps, grade 572 is particularly preferred.
[0034]
As the impurity removing device 16, in addition to the ion exchange treatment device, the membrane treatment device, and the activated carbon treatment device, an ultraviolet irradiation device, a deaeration device, and the like can be used alone or in appropriate combination.
[0035]
Reference numeral 17 denotes a bypass pipe provided to avoid water flow to the impurity removing device 16.
[0036]
The return line 15 is connected to the pure water storage tank 5 that is the previous stage of the secondary processing apparatus, and is provided with a pipe 18 that is branched in the middle and connected to the previous stage storage tank 3 and a pipe 19 that is connected to the raw water tank 1. ing. 20 is a blow pipe.
[0037]
In the ultrapure water production apparatus configured as described above, the production process of ultrapure water is as follows.
[0038]
That is, the raw water supplied from the raw water tank 1 is processed by the pretreatment device 2, and the treated water is once put in the upstream storage tank 3, and then filtered, reverse osmosis membrane treatment, ion exchange treatment, filter by the primary pure water device 4. Treatment is performed to obtain primary pure water.
[0039]
The obtained primary pure water is stored in the pure water storage tank 5, and a secondary treatment is performed in the subsequent steps. That is, the primary pure water stored in the pure water storage tank 5 is sent to the heat exchanger 9 by the pump 8, and after adjusting the water temperature here, it is sent to the ultraviolet oxidizer 10 where organic substances are decomposed. Next, ionic impurities are removed by an ion exchange treatment device (cartridge polisher) 11, and fine particles and the like are removed by a membrane treatment device 12, thereby obtaining ultrapure water.
[0040]
The obtained ultrapure water is sent to the use point 7 for various uses, and the remaining ultrapure water passes through a return line 15 as a return pipe, and at least a part of it is provided in the return line 15. The pure water storage tank 5, the pre-stage storage tank 3, and the raw water tank 1 are returned through the impurity removal device 16.
[0041]
Next, cleaning in the system system at the time of newly starting the apparatus or cleaning in the system system when the operation is resumed after the operation is stopped for a predetermined period will be described below.
[0042]
A cleaning agent is supplied from the cleaning agent tank 14 to the pure water storage tank 5, and a cleaning liquid prepared by dissolving the cleaning agent in pure water at a predetermined concentration is prepared, and this cleaning liquid is sent to the supply line 6 by the pump 8.
[0043]
As the cleaning liquid, a basic aqueous solution having a pH of 8 or higher, an acidic aqueous solution having a pH of 6 or lower (for example, a hydrochloric acid aqueous solution), a surfactant aqueous solution having a concentration of 1 mg / L or higher, a hydrogen peroxide aqueous solution having a concentration of 1000 mg / L or higher can be used. .
[0044]
As the basic aqueous solution, ammonia water, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, sodium hydrogen carbonate aqueous solution, sodium borate aqueous solution and the like can be used. It is preferable to use it. When using TMAH aqueous solution, it is preferable to add so that it may become the TMAH density | concentration of 1-1000 mg / L. If the TMAH concentration is less than 1 mg / L, the detergency (removability of fine particles and organic substances) is insufficient and insufficient. On the other hand, if the TMAH concentration exceeds 1000 mg / L, the detergency does not increase further. Rather, a large amount of TMAH may remain after washing, which is not preferable. The concentration of TMAH is preferably 3 to 300 mg / L, more preferably 10 to 100 mg / L.
[0045]
Examples of the acidic aqueous solution include an aqueous solution of an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and carbonic acid, an aqueous solution of an organic acid such as acetic acid, citric acid, and oxalic acid, and an aqueous solution composed of a salt of a weak base and a strong acid (for example, An aqueous solution of ammonium chloride, ammonium sulfate, or the like can be used. In order to enhance the cleaning effect, the pH is preferably 4 or less. For example, when hydrochloric acid is used, the HCl concentration is about 5 mg / L or more.
[0046]
Examples of the surfactant aqueous solution include inorganic acids and organic acids of alkylamines, cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, cationic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, and polyoxyethylene addition type. Nonionic surfactants and amphoteric surfactants having zwitterionic groups such as aminoacetic acid groups can be used. The concentration of the surfactant is 1-1000 mg / L, preferably 10-100 mg / L.
[0047]
The aqueous hydrogen peroxide solution is used at 1 to 5%, preferably 1 to 3% at room temperature. Moreover, when heating and using at about 40 degreeC, a cleaning effect is acquired at about 1000-5000 mg / L.
[0048]
The temperature of the cleaning liquid sent to the supply line 6 is adjusted by the heat exchanger 9. The temperature of the cleaning liquid may be in a range that does not exceed the heat resistance temperature of devices, members, piping, etc. constituting the system. In general, the higher the temperature, the higher the cleaning effect. Therefore, the temperature is preferably set within a range not exceeding the heat resistance temperature of the equipment.
[0049]
After the temperature adjustment, the cleaning solution passes through the ultraviolet oxidation device 10, passes through the membrane treatment device 12 through the bypass pipe 13, flows continuously from the supply line 6 to the return line 15, and passes through the bypass pipe 17 to obtain pure water. Returned to storage tank 5. In this way, the cleaning liquid is repeatedly circulated and circulated through the circulation system including the supply line 6 and the return line 15 to clean the ultrapure water production and supply system.
[0050]
The reason why the bypass pipe 13 is not passed through the ion exchange treatment device 11 in the circulation process of the cleaning liquid is to prevent the cleaning liquid component from being removed. For example, in the case of using a TMAH aqueous solution as the cleaning liquid, if the cleaning liquid is passed through the ion exchange processing apparatus 11, the TMAH component is removed by the deionization process to prevent this. In addition, since the contaminants desorbed by TMAH may be adsorbed on the ion exchange resin and back-contaminated, it is preferable to prevent the cleaning liquid from passing through the ion exchange treatment apparatus 11 for this reason.
[0051]
For the same reason, the bypass pipe 17 is passed through without passing through the impurity removing device 16, and when the ion removing treatment device is included as the impurity removing device 16, the TMAH component is similarly deionized. Therefore, in order to prevent this, the bypass pipe 17 is passed. However, when a membrane treatment device is used as the impurity removal device 16, when a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane is used as the membrane treatment device and the component concentration of the cleaning liquid does not substantially decrease, the membrane treatment device is passed through the bypass pipe 17. The liquid may be passed through the impurity removing device 16 without liquid.
[0052]
In the present invention, supplying the cleaning liquid into the system system to clean the inside of the system system is not limited to cleaning by circulating the cleaning liquid in the system system as described above. It may be so-called immersion cleaning in which a cleaning liquid is supplied to fill the system system with the cleaning liquid, and then left as it is and cleaned in an immersion state. Moreover, it is not limited to washing | cleaning the whole system system, You may make it wash | clean the one part. Therefore, for example, only the processing apparatus such as the ultraviolet oxidation apparatus 10 and the film processing apparatus 12, or only the supply line 6 and the return line 15 can be cleaned.
[0053]
After cleaning is completed, the process proceeds to the cleaning liquid processing step. In this step, when the cleaning liquid is circulated and sent to the circulation system, it is passed through the impurity removing device 16. However, also here, the cleaning liquid does not pass through the ion exchange treatment device 11 but passes through the bypass pipe 13. If the cleaning liquid is passed through the ion exchange processing device 11, the load on the device increases, and contaminants are adsorbed.
[0054]
Although the cleaning liquid is circulated from the supply line 6 to the return line 15, since the concentration of the cleaning liquid is high at the initial stage of this process and the load on the impurity removing device 16 is increased, the cleaning liquid is not passed through the device 16 in order to reduce this. It is preferable to pass an appropriate amount of the cleaning liquid through the bypass pipe 17 and through the blow pipe 20 without returning the cleaning liquid from the return line 15 to the pure water storage tank 5. The blown waste water is appropriately drained and then discharged out of the system.
[0055]
After blowing an appropriate amount, the cleaning liquid is processed by the impurity removing device 16. For example, when the impurity removing device 16 is an ion exchange treatment device, ion components in the cleaning liquid, for example, TMAH ions when the cleaning agent is TMAH, chloride ions when the cleaning agent is hydrochloric acid, and the cleaning agent are surface active. If the surfactant component is a reverse osmosis membrane device, the TMAH component, the acid component, and the surfactant component are similarly removed, and the impurity removal device 16 is activated carbon. In the case of a processing apparatus, the surfactant component and the hydrogen peroxide component (when the cleaning agent is hydrogen peroxide) are removed. When the impurity removing device 16 is an ultrafiltration membrane device or a microfiltration membrane device, the fine particles and bacteria washed out with the cleaning liquid are removed.
[0056]
The cleaning liquid processed by the impurity removing device 16 is returned to the pure water storage tank 5, but when the purity of the cleaning liquid is low, the cleaning liquid is not returned to the pure water storage tank 5 but is returned to the preceding storage tank 3 through the pipe 18. When an ion exchange treatment device is used as the impurity removal device 16, the initial eluate flows out from the ion exchange resin. In this case as well, it is preferable to return the cleaning liquid to the upstream storage tank 3. The cleaning liquid returned to the upstream storage tank 3 is processed by the primary pure water device 4, returned to the pure water storage tank 5, and replenished as primary pure water. If the purity of the cleaning liquid is even lower, the cleaning liquid is returned to the raw water tank 1 through the pipe 19, and the processing by the pretreatment device 2 or the like is sequentially performed and returned to the pure water storage tank 5 to be replenished as primary pure water.
[0057]
In passing the cleaning liquid through the impurity removing device 16, a part of the cleaning liquid may be passed through without passing through the entire quantity, and the remaining part may be passed through the bypass pipe 17.
[0058]
The cleaning liquid is processed through the impurity removing device 16, the treated water is returned to the pure water storage tank 5, this is sent again to the supply line 6 and circulated, and the process of passing through the impurity removing device 16 is repeated. Thereby, the concentration of the cleaning liquid in the system system is reduced, and the purity of the treated water is improved.
[0059]
After the cleaning liquid treatment is completed, high-purity treated water sent out from the pure water storage tank 5 is sequentially passed through the ultraviolet oxidizer 10, the ion exchange treatment device 11, and the membrane treatment device 12 to perform treatment, thereby producing secondary pure water. . At this point, switch to normal operation. In this case, the secondary pure water circulates and flows through the circulation system composed of the supply line 6 and the return line 15, but the purity of the secondary pure water further improves during repeated circulation and is required at a certain point. Reach water quality. Normally, ultrapure water is used at the use point 7 when the required water quality is reached.
[0060]
As described above, since the present invention performs processing by passing the cleaning liquid through the impurity removing device 16 after the cleaning process is completed, the water quality of the cleaning liquid in the system system can be improved in a short time, and the cleaning is efficiently performed. Can be done. As a result, the cleaning time can be greatly shortened, and the startup time for switching to normal operation can be shortened.
[0061]
The present invention is not limited to the case where system cleaning is performed using a cleaning liquid obtained by dissolving a cleaning agent such as TMAH in primary pure water as described above, and system cleaning may be performed using pure water or ultrapure water. In this case, it is preferable to use pure water or ultrapure water having a specific resistance value of 1 MΩcm or more.
[0062]
After switching to normal operation, the ultrapure water flows through the circulation system composed of the supply line 6 and the return line 15. That is, ultrapure water is supplied to the use point 7 through the supply line 6, and the remaining ultrapure water not used at the use point 7 is returned to the pure water storage tank 5 through the return line 15. In general, if the length of the return line 15 is long, there arises a problem of mixing fine particles, viable bacteria, TOC, etc. into ultrapure water, or metal elution. In the present invention, an impurity removing device 16 is provided in the return line 15. Even if mixing of the above-mentioned fine particles, viable bacteria, TOC, etc. or elution of metal occurs, the ultrapure water is processed by the impurity removing device 16 so that the fine particles, viable bacteria, TOC, Metals and the like are reliably removed. As a result, it is possible to always return the ultrapure water having good water quality to the pure water storage tank 5, and to reduce the load on the secondary processing apparatus such as the ion exchange processing apparatus (cartridge polisher) 11 in the circulation system.
[0063]
As described above, the impurity removing device 16 has a function of processing ultrapure water flowing through the return pipe (return line 15) during normal operation, in addition to the function of processing the cleaning liquid at the time of system cleaning. It has two functions at the same time. The treatment of ultrapure water flowing through the return pipe (return line 15) is due to the long length of the return pipe (return line 15), and the ultrapure water in which fine particles, viable bacteria, TOC, metal, etc. are mixed and eluted. Since the treatment is performed on water, the impurity removing device 16 is preferably installed as close to the pure water storage tank 5 as possible in view of the purpose of this treatment.
[0064]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, and shows an ultrapure water production apparatus provided with a functional water supply line. FIG. 2 is structurally obtained by adding a functional water supply mechanism to the ultrapure water production apparatus of FIG. 1. In FIG. 2, components having the same configuration as in FIG. A functional water supply line 21 is provided branching from the supply line 6, and a functional water production device 22 is installed in the functional water supply line 21.
[0065]
In the present invention, functional water includes hydrogen water, ozone water, and the like, and these may have pH adjusted by addition of acid or alkali. Hydrogen water or ozone water is produced by dissolving hydrogen gas or ozone gas in ultrapure water using a gas dissolving device. As the gas dissolving device, for example, a device having a gas permeable membrane such as a hollow fiber membrane is used.
[0066]
Branching from the supply line 6, ultrapure water is supplied to the functional water production apparatus 22, where hydrogen gas and ozone gas are dissolved in the ultrapure water to produce functional water. The functional water produced by the apparatus 22 is supplied to the use point 7 through the functional water supply line 21 and used for various purposes. When the functional water is hydrogen water, for example, it is used for the removal process of fine particles in the semiconductor wafer manufacturing process, and when the functional water is ozone water, it is used for the metal removal process or the organic substance removal process in the same process.
[0067]
A return line 23 is continuously provided in the functional water supply line 21, and an impurity removing device 24 is installed in the return line 23. Reference numeral 25 denotes a bypass pipe.
[0068]
The impurity removing device 24 has a function of processing the cleaning liquid after completion of the cleaning process in the system cleaning and a function of removing hydrogen, ozone, and the like, which are functional water components. For the former function, as described in the description of the embodiment of FIG. 1, an ion exchange treatment device, a membrane treatment device, an activated carbon treatment device or the like can be used as the impurity removal device 24. One of these devices or a combination of two or more of them can be used.
[0069]
Further, for the latter function, a deaeration device is used, and further, an ion exchange treatment device is used when the functional water is adjusted to pH by addition of acid or alkali. As the deaerator, for example, a known membrane deaerator provided with a gas permeable membrane can be used. When the functional water is ozone water, in addition to the deaeration device, an activated carbon treatment device (the concept of activated carbon includes a synthetic carbon-based granular adsorbent as described above) or an ultraviolet irradiation device is used. It is also possible to use an apparatus that decomposes ozone by contacting with hydrogen peroxide.
[0070]
The return line 23 is connected to the pure water storage tank 5, and returns the treated water treated by the impurity removing device 24 to the pure water storage tank 5. The treated water returned to the pure water storage tank 5 is sent again into the system for producing ultrapure water or for producing functional water.
[0071]
The return line 23 is provided with a blow pipe 26 for blowing the cleaning liquid after the completion of the cleaning process, a pipe 27 for returning the cleaning liquid to the raw water tank 1, and a pipe 28 for returning the cleaning liquid to the preceding storage tank 3 in a branched shape. It has been.
[0072]
Reference numeral 29 denotes a recovery water tank for storing waste water having a relatively low concentration of chemicals discharged from the use point, and 30 denotes a recovery processing device for processing waste water sent out from the recovery water tank 29. The water is returned to the raw water tank 1 and reused.
[0073]
31 is a drainage tank for storing wastewater with a relatively high concentration of chemicals discharged from the use point, and 32 is a wastewater treatment apparatus for treating the wastewater sent out from the drainage tank 31, which is treated by the wastewater treatment apparatus 32. Water is discharged out of the system.
[0074]
The drainage discharged from the blow pipe 20 and / or the blow pipe 26 is sent to the recovery water tank 29 or the drain tank 31 according to its purity (chemical solution concentration) to be recovered or drained.
[0075]
In an ultrapure water production apparatus equipped with a functional water supply line configured as described above, a diagram for removing fine particles, viable bacteria, TOC, metals, etc. in the system when the apparatus is newly started or when operation is resumed after operation is stopped. As described in the embodiment shown in FIG. 1, the system needs to be cleaned. The cleaning method is the same as the method described in the above embodiment.
[0076]
That is, cleaning is performed by flowing the cleaning liquid repeatedly through two circulation systems including the supply line 6 and the return line 15 and the circulation system including the functional water supply line 21 and the return line 23. Alternatively, the two circulation systems can be filled with a cleaning solution and allowed to stand for a certain time for cleaning. As the cleaning liquid, the same cleaning liquid as in the above embodiment can be used.
[0077]
In the cleaning step, the cleaning liquid is not passed through the ion exchange processing apparatus 11, the impurity removing apparatus 16, and the impurity removing apparatus 24, but the cleaning liquid is passed through the

bypass pipes

13, 17, and 25, respectively.
[0078]
After the cleaning process, the process proceeds to the cleaning liquid processing process. In this cleaning liquid processing process, the initial cleaning liquid having a high chemical concentration is blown from the

blow pipes

20 and 26 and discharged. Next, the cleaning liquid such as TMAH is removed by the apparatus 16, 24 through the cleaning liquid through the impurity removing apparatuses 16, 24. The cleaning liquid that has been subjected to the impurity removal processing is returned to the pure water storage tank 5 and sent again to the system system to be repeatedly subjected to the cleaning liquid processing (during this time, the cleaning liquid does not pass through the ion exchange processing device 11 but passes through the bypass pipe 13. ). The cleaning solution having a relatively low purity is not returned to the pure water storage tank 5 but returned to the raw water tank 1 or the upstream storage tank 3.
[0079]
After the cleaning liquid treatment is completed, high-purity treated water sent out from the pure water storage tank 5 is sequentially passed through the ultraviolet oxidizer 10, the ion exchange treatment device 11, and the membrane treatment device 12 to perform treatment, thereby producing secondary pure water. . At this point, switch to normal operation. Thus, ultrapure water can be used at the use point 7.
[0080]
As described above, in the embodiment shown in FIG. 2, since the cleaning liquid is processed through the impurity removing devices 16 and 24 after the cleaning process is completed, the quality of the cleaning liquid in the system system can be improved in a short time. And cleaning can be performed efficiently. As a result, since the cleaning time can be shortened, the startup time until the normal operation is restored can be greatly shortened.
[0081]
Examples and comparative examples are shown below.
Example
The process which consists of the following process was performed using the ultrapure water manufacturing apparatus shown in FIG.
Step 1: After operating the ultrapure water production apparatus for one month, the use of ultrapure water at the use point was stopped, and the operation of the apparatus was stopped.
Step 2: Two days after the shutdown, TMAH is supplied from the cleaning agent tank 14 to the pure water storage tank 5, and TMAH is added so that the pure water in the pure water storage tank 5 has a pH of 10 (about 20 mg / L). Was prepared.
Process 3: The pump 8 was started, the cleaning liquid whose temperature was adjusted to 23 ° C. by the heat exchanger 9 was sent into the system system, and the system was circulated in the system for 1 hour for cleaning. At this time, the cleaning solution is not passed through the ion exchange treatment device 11 and the impurity removal device 16 (mixed bed of H-type strongly acidic cation exchange resin and OH-type strongly basic anion exchange resin), and

bypass pipes

13 and 17 are respectively used. The washing solution was passed through.
Step 4: The cleaning liquid was passed through the impurity removing device 16, and the treated water was returned to the upstream storage tank 3. At the same time, pure water was replenished from the primary pure water device 4 to the pure water storage tank 5 and sent into the system to treat the cleaning liquid.
Step 5: After performing the cleaning liquid treatment for 1 hour, the treated water from the impurity removing device 16 is returned to the pure water storage tank 5, and the pure water sent from the pure water storage tank 5 to the supply line 6 is converted into the ultraviolet oxidation apparatus 10 and ion exchange. The treatment device 11 (that is, not through the bypass pipe 13 but through the ion exchange treatment device 11) and the membrane treatment device 12 were sequentially sent to perform treatment, and the normal operation was resumed.
[0082]
In the above processing, the time from the start of the apparatus start-up operation to the return to normal operation and the time to reach the required water quality are measured, and the water quality (the number of fine particles) from the return to normal operation until the required water quality is reached. Changes were measured. The results are shown in FIG.
[0083]
Comparative example
The ultrapure water production apparatus shown in FIG. 3 was used. In the figure, 40 is a raw water tank, 41 is a pretreatment device, 42 is a pre-stage storage tank, 43 is a primary pure water device, 44 is a pure water storage tank, 45 is a cleaning agent tank, 46 is a pump, 47 is a heat exchanger, and 48 is An ultraviolet oxidation apparatus, 49 is an ion exchange processing apparatus, 50 is a bypass pipe, 51 is a membrane processing apparatus, 52 is a supply line, 53 is a use point, 54 is a return line, and 55 is a blow pipe. The apparatus in this comparative example is different from the apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 in that no impurity removing device is installed in the return line 54 and no piping for returning the cleaning liquid to the raw water tank 40 or the upstream storage tank 42 is provided.
[0084]
The process which consists of the following process was performed using the said ultrapure water manufacturing apparatus.
Step 1: After operating the ultrapure water production apparatus for one month, the use of ultrapure water at the use point was stopped, and the operation of the apparatus was stopped.
Step 2: Two days after the operation is stopped, TMAH is supplied from the cleaning agent tank 45 to the pure water storage tank 44, and TMAH is added so that the pure water in the pure water storage tank 44 has a pH of 10 (about 20 mg / L). Was prepared.
Process 3: The pump 46 was started, the cleaning liquid whose temperature was adjusted to 23 ° C. by the heat exchanger 47 was sent into the system system, and the system was circulated in the system for 1 hour for cleaning. At this time, the cleaning liquid was not passed through the ion exchange processing device 49, but the cleaning liquid was passed through the bypass pipe 50.
Step 4: The cleaning liquid was discharged from the blow pipe 55. Simultaneously, pure water was replenished from the primary pure water device 43 to the pure water storage tank 44 and sent into the system for extrusion cleaning. The discharged waste water was deionized with a weakly acidic cation exchange resin.
Step 5: After confirming that the TMAH concentration of the cleaning liquid has been sufficiently reduced, pure water sent from the pure water storage tank 44 to the supply line 52 is converted into the ultraviolet oxidation device 48 and the ion exchange treatment device 49 (that is, the bypass pipe 50). The ion exchange treatment device 49 is passed through without being passed through, and the membrane treatment device 51 is sequentially sent to perform the treatment, and the normal operation is resumed.
[0085]
In the above processing, the time from the start of the apparatus start-up operation to the return to normal operation and the time to reach the required water quality are measured, and the water quality (the number of fine particles) from the return to normal operation until the required water quality is reached. Changes were measured. Similarly, the results are shown in FIG.
[0086]
In FIG.₀, T₁, T₂, T₁, T₂Indicates the following.
[0087]
T₀: Device startup work start time
T₁: Normal operation return time of the device in the example
T₂: Required water quality arrival time of the equipment in the example
t₁: Normal operation recovery time of the device in the comparative example
t₂: Required water quality arrival time of the device in the comparative example
Time required from Step 2 to Step 5 of the embodiment (that is, T in FIG. 4)₀To T₁4 hours, and the time required from Step 2 to Step 5 of the comparative example (that is, T in FIG. 4).₀To t₁Time) was 12 hours. Accordingly, it has been found that the startup time of the apparatus until returning to normal operation is shortened to one third in the embodiment compared to the comparative example.
[0088]
As a result, the time until the water quality related to the fine particles reaches the required water quality (the fine particles of 0.05 μm or more are 1 / mL or less) from the start of the apparatus start-up operation in the embodiment (T₂) Is 14.5 hours, while the time (t in the comparative example)₂) Was 24 hours, and in the examples, the above time was significantly shortened compared to the comparative example. The same tendency was obtained for specific resistance, TOC, metal, and the like.
[0089]
【The invention's effect】
In the present invention, an impurity removing device is provided in a return line for returning the remaining ultrapure water at the point of use to the front stage of the secondary processing device, and after the cleaning process is completed, the cleaning liquid is passed through the impurity removing device to perform the treatment. Therefore, it is possible to efficiently remove the cleaning agent component contained in the cleaning liquid, and it is no longer necessary to rely on the experience and intuition of the operator as in the prior art, and the time required for cleaning can be greatly shortened. As a result, system cleaning performed at the time of new startup of the device or at the time of restarting operation after operation stop can be performed in a short time, and the startup time of the device until returning to normal operation can be significantly shortened compared to the conventional one, It has the effect of increasing operational efficiency.
[0090]
According to the present invention, the concentration of the cleaning agent component can be reduced efficiently by circulating the cleaning liquid through the circulation system while treating the cleaning liquid with the impurity removing device. Therefore, it is only necessary to perform the process only at the initial stage, and therefore, it is possible to effectively use water resources without consuming excess water, and to prevent waste of energy.
[0091]
Further, according to the present invention, since the ultrapure water flowing in the return pipe (return line) is processed by the impurity removing device, even if fine particles, viable bacteria, TOC, metal, etc. are mixed and eluted in the ultrapure water. These fine particles can be removed reliably, so even if the length of the return pipe is long, ultrapure water with good water quality can always be circulated to the front stage of the secondary treatment device. There exists an effect which can reduce the load of an ion exchange processing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional apparatus.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between apparatus start-up time and water quality.
[Explanation of symbols]
5 Pure water storage tank
6 Supply line
7 Use points
15 Return line
16 Impurity removal device

Claims

A secondary treatment device that processes primary pure water to produce ultrapure water, a supply line that sends ultrapure water to the use point, and the remaining ultrapure water at the use point is returned to the previous stage of the secondary treatment device. An ultrapure water production apparatus comprising a return line, wherein the return line is provided with an impurity removing device.

2. The apparatus for producing ultrapure water according to claim 1, wherein the impurity removing device comprises one or a combination of two or more of an ion exchange treatment device, a membrane treatment device, and an activated carbon treatment device.

A secondary treatment device that processes primary pure water to produce ultrapure water, a supply line that sends ultrapure water to the use point, and the remaining ultrapure water at the use point is returned to the previous stage of the secondary treatment device. A method for cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus comprising a return line,
It comprises a process of supplying a cleaning liquid into the system system and cleaning the system system, and a process of processing the cleaning liquid with an impurity removing device provided in a return line,
The cleaning liquid is either a basic aqueous solution or an acidic aqueous solution,
A method for cleaning an ultrapure water production and supply system, characterized in that the treatment by the impurity removal device includes any one of ion exchange treatment and membrane treatment by a reverse osmosis membrane device .

  A secondary treatment device that processes primary pure water to produce ultrapure water, a supply line that sends ultrapure water to the use point, and the remaining ultrapure water at the use point is returned to the previous stage of the secondary treatment device. A method for cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus comprising a return line,
  It comprises a process of supplying a cleaning liquid into the system system and cleaning the system system, and a process of processing the cleaning liquid with an impurity removing device provided in a return line,
  The cleaning liquid is a surfactant aqueous solution,
  The method for cleaning an ultrapure water production and supply system, wherein the treatment by the impurity removal device includes at least one of ion exchange treatment, membrane treatment by a reverse osmosis membrane device, and activated carbon treatment.

  A secondary treatment device that processes primary pure water to produce ultrapure water, a supply line that sends ultrapure water to the use point, and the remaining ultrapure water at the use point is returned to the previous stage of the secondary treatment device. A method for cleaning an ultrapure water production and supply system in an ultrapure water production apparatus comprising a return line,
  It comprises a process of supplying a cleaning liquid into the system system and cleaning the system system, and a process of processing the cleaning liquid with an impurity removing device provided in a return line,
  The cleaning solution is an aqueous hydrogen peroxide solution,
  A method for cleaning an ultrapure water production and supply system, characterized in that the treatment by the impurity removing device includes activated carbon treatment.