JP4519930B2

JP4519930B2 - 超純水製造方法及び超純水製造装置

Info

Publication number: JP4519930B2
Application number: JP2008163182A
Authority: JP
Inventors: 徹天谷; 俊和阿部; 泉里小島
Original assignee: Nomura Micro Science Co Ltd
Current assignee: Nomura Micro Science Co Ltd
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2022-08-12
Also published as: JP2008260017A

Description

本発明は、液晶や半導体素子のような電子工業製品を製造する工場、原子力発電所、医薬製造工場等で広く利用される超純水の製造装置に係り、特に、被処理水中に微量存在する有機質不純物を効率的に除去する超純水製造方法及び超純水製造装置に関する。

従来から、液晶や半導体素子（ＬＳＩ）等の製造工程において多量の超純水が用いられているが、近年、半導体素子の洗浄に使用した洗浄廃水をリサイクルして再利用する超純水製造装置のクローズドシステムが用いられるようになってきている。

このようなクローズドシステムにおいては、半導体製造工程からの洗浄廃水のみならず、超純水の原水として導入する市水、工業用水あるいは井水等を同時に処理することが要求される。

半導体プロセスにおける洗浄工程では、イソプロピルアルコールのような有機系溶剤が洗浄廃水に混入するため、大量に発生する洗浄廃水を再利用する場合には、被処理水中にこのような有機質不純物が含まれることになる。また、市水、工業用水あるいは井水等の中には、化学的に安定なトリハロメタンや腐敗した動植物や微生物に起因するフミン酸等の有機質不純物が含まれていることが多い。したがって、超純水の製造プロセスにおいては、これらの有機質不純物（ＴＯＣ）を除去する必要がある。

従来から、市水、井水あるいは洗浄廃水から超純水を製造するシステムは、前処理工程、一次純水製造工程と、二次純水製造工程( サブシステムとも呼ばれる）と３つの工程で構成されている。

前処理工程では、凝集処理、ろ過処理など、一次純水製造工程では、ろ過処理、逆浸透膜処理、限外濾過処理、イオン交換処理などを組み合わせた処理が行われている。しかし、これらの方法では上述した有機質不純物の完全な除去は困難である。

このような問題を解決する方法の一つとして、特許文献１に開示されている水処理システムが提案されている。

この方法では、被処理水から金属陽イオン成分、炭酸成分を除去したのちアルカリ添加によりｐＨを１０以上にまで上昇させて逆浸透膜装置により残存イオン成分が除去される。

この方法では、高いｐＨのため逆浸透膜へのシリカスケールの沈着が防止され、微生物も死滅するため、より純度の高い超純水を得ることができるとともに、水回収率を上げて運転することが可能である。

しかしながら、このような超純水製造装置においても、わずかの有機質不純物が除去されないで生成水中に残存することがある。

この問題を解消するため、通常、上記水処理システムの後段に紫外線照射装置とイオン交換樹脂装置とを順に配置し、上記システムによる生成水を紫外線照射装置で照射して残存する有機質不純物を有機酸及び／又は炭酸に分解し、分解生成物の有機酸と炭酸をイオン交換樹脂装置で除去している。この処理は、二次純水製造工程にのみ設置される場合もあるが、一次純水製造工程と二次純水製造工程の両方に設置される場合もある。

しかし、この方法は、一般に紫外線照射装置の効率が悪く、十分な効果を得るためランプ照射量を上げて運転が行われるため消費電力が大きくなり、ランニングコストが高くなるという問題が生じていた。また、原水の水質変動、回収水の回収割合の変化、回収水の水質の変化等の原因によって、末端水質が変動しないようにするため、紫外線照射装置の照射量を上げて運転せざるを得なかった。

なお、逆浸透膜装置への供給水のｐＨを高くすることは、特許文献１の水処理システムに限らず、シリカスケールの付着防止のために、他の水処理システムでも一般に行われており、このような高いｐＨの処理水中に微量残存する有機質不純物の除去では、同様の問題が生じていた。
特開平２０００−５１１１０９公報

上述したように、逆浸透膜装置等で処理された生成水中にごく微量に存在する有機質不純物を紫外線照射とイオン交換樹脂の組合せにより除去する方法において、十分な効果を得るためには照射量を上げる必要があり、その結果、水処理のランニングコストが増加するという問題があった。

したがって、本願発明は、ｐＨ７以上の被処理水中に存在する有機質不純物を紫外線照射とイオン交換樹脂の組合せにより除去するにあたり、紫外線照射による分解の効率を上げてランニングコストを低減させた超純水製造方法及び超純水製造装置を提供することを目的とする。

本発明者は、その原因を究明すべく実験を重ねたところ、紫外線照射による有機質不純物の分解の効率は被処理水のｐＨに大きく影響されるとの知見を得た。

すなわち、この方法では、図１に示すように、ほぼｐＨ７を挟んで除去率が著しく変化し、このため被処理水のｐＨを低くすることにより有機質不純物の除去率が著しく改善されるのである（但し、図１の実験の条件は、日本フォトサイエンス社製低圧紫外線ランプ使用。ランプ出力は、０．２３ｋＷ／（ｍ³／ｈ）。有機質不純物源としてイソプロピルアルコールを用い、イソプロピルアルコールの所定量を超純水に添加した後、ＮａＯＨを添加してｐＨを調整した。）。

なお、図１以下の図面、およびその説明では、有機質不純物を「ＴＯＣ」、有機質不純物を分解処理するための紫外線照射装置を「ＴＯＣ−ＵＶ」とそれぞれ略記する。

このようなｐＨによる有機質不純物の除去率の改善は、高ｐＨの被処理水では、紫外線照射により生じたヒドロキシラジカルがヒドロキシイオン（ＯＨ^-）、炭酸イオン（ＣＯ₃）^2-、重炭酸イオン（ＨＣＯ₃ ^-）等のラジカルスカベンジャーの反応阻害を受けて有機質不純物の反応速度が低くなっていたのを、ｐＨの逓減によりこれらのアニオンの解離が抑制されて反応阻害がなくなったためであると考えられる。

本発明者は、さらに研究をすすめたところ、上述したラジカルスカベンジャーがもともと存在しない条件下や非常に低い濃度で存在する条件下であってもｐＨが紫外線照射による有機質不純物の分解の効率に影響を与え、しかも、最適の除去効率はｐＨが３〜６、好ましくは４〜６のときに得られることを発見した。

図２は、ラジカルスカベンジャーの影響を調査した結果であるが、ラジカルスカベンジャーの非常に低い濃度のときにも、ｐＨが紫外線照射による有機質不純物の分解の効率に影響を与えることがわかる（但し、図２の実験の条件は、日本フォトサイエンス社製低圧紫外線ランプ使用。ランプ出力は、０．３９ｋＷ／（ｍ³／ｈ）。被処理水として一次純水装置処理水を用い、紫外線照射装置入口にてＮａＯＨもしくはＨＣｌを添加してｐＨを調整した。）
図３は、ラジカルスカベンジャーの少ない条件でｐＨの影響を調べた結果であるが、ｐＨが３〜６、好ましくは４〜６のときに処理水のＴＯＣが低いことがわかる。（但し、図３の実験は、日本フォトサイエンス社製低圧紫外線ランプ使用し、ランプ出力０．３９ｋＷ／（ｍ³／ｈ）で行ったものである。また、被処理水として一次純水装置処理水に紫外線照射装置入口でＮａＯＨもしくはＨＣｌを添加してｐＨを調整したものを使用した。）。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、本発明の超純水製造方法は、微量の有機質不純物を含むｐＨが７以上の被処理水に、紫外線を照射して前記有機質不純物を有機酸及び／又は炭酸に分解し、しかる後前記有機酸及び／又は炭酸を除去する方法において、前記紫外線の照射に先立って前記被処理水のｐＨを７未満にすることを特徴としている。

本発明の対象となる被処理水は、ｐＨが９以上で運転される逆浸透膜装置で処理された水が代表的なものであるが、逆浸透膜装置の処理水以外の、アルカリ性廃液、アニオン交換樹脂の処理水も処理することが可能である。また、中性の水も処理可能である。

一般的にいえば、本発明で処理対象とする水は、有機質不純物が１ｐｐｂ〜１０ｐｐｍ、ｐＨが７以上の水である。

本発明における紫外線の照射装置としては、低圧水銀ランプ又は中圧水銀ランプが適している。

有機酸の除去装置としては、イオン交換樹脂装置、イオンの吸着と再生を連続的に行う電気式イオン交換樹脂装置、逆浸透膜装置等が適している。

炭酸除去装置としては、真空脱気装置、微量の不活性ガスをリークさせながら真空脱気を行う装置、アニオン交換樹脂装置等が適している。

被処理水のｐＨを７未満にするには、塩酸、硫酸のような酸を添加したり、Ｈ型の強酸性カチオン交換樹脂で処理して、カチオンをイオン交換することにより強酸性カチオン交換樹脂から放出される水素イオンを利用する方法等が挙げられる。

本発明の好ましい態様の超純水製造方法は、前記被処理体のｐＨを３〜６にすることを特徴としている。

前述した通り、炭酸イオンのようなラジカルスカベンジャーが存在しない条件下や存在しても非常に低い濃度であってもｐＨは紫外線照射による有機質不純物の分解の効率に大きく影響を与え、しかも最適の除去効率はｐＨが３〜６、好ましくは４〜６のときに良好な結果が得られる。この発明は、被処理水にラジカルスカベンジャーが存在しない条件下や存在しても非常に低い濃度の場合にも適用される。

本発明の好ましい態様の発明は、被処理水のｐＨを７未満にするｐＨ低減手段と、前記ｐＨ低減手段の処理水に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段の処理水から有機酸及び／又は炭酸を除去する手段と、を有することを特徴としている。

本発明の超純水製造装置は、被処理水のｐＨを９以上にするｐＨ上昇手段と、前記ｐＨ上昇手段の処理水を処理する逆浸透膜手段と、前記逆浸透膜手段の処理水のｐＨを７未満にするｐＨ低減手段と、前記ｐＨ低減手段の処理水に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段の処理水から有機酸及び／又は炭酸を除去する手段と有することを特徴とする。

さらに、本発明の好ましい態様の発明は、ｐＨ低減手段が、処理水のｐＨを３〜６にするものであることを特徴としている。

本発明の好ましい態様の発明は、ｐＨ低減手段が、強酸性カチオン交換樹脂装置又は酸添加手段であることを特徴とするものである。

本発明の好ましい態様の発明は、有機酸を除去する手段が、アニオン交換樹脂装置もしくはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合型装置であることを特徴とするものである。

本発明の好ましい態様の発明は、炭酸を除去する手段が、脱気装置であることを特徴とするものである。

本発明の好ましい態様の発明は、ｐＨ低減手段が、処理水のｐＨを断続的又は連続的に３〜６にするものであることを特徴としている。

本発明の好ましい態様の発明は、前記ｐＨ低減手段が、水の有機不純物濃度、導電率、比抵抗および過酸化水素濃度の少なくとも一つを測定する測定手段を備え、前記紫外線照射装置によって紫外線照射を行う被処理水、紫外線照射を行った処理水、有機酸及び／又は炭酸の除去を行った処理水について、有機不純物濃度、導電率、比抵抗および過酸化水素濃度の少なくとも一つを流路の任意の１ヵ所又は複数ヵ所で測定し、その測定結果に基づいて前記被処理水のｐＨを３〜６にするべく動作するものであることを特徴としている。

導電率、比抵抗、過酸化水素濃度は、いずれも紫外線照射装置による有機不純物の分解率と密接な関係があるため、これらの測定によって、有機不純物濃度を推定できる。

本発明におけるｐＨ調整は、常時行なうことも可能であるが、前記のような方法で、断続的にｐＨ調整することも可能である。酸を添加して常時ｐＨを調整する場合、酸はイオン交換樹脂装置への負荷になるので、イオン交換樹脂装置のサービスタイムが減少する。一方、断続的にｐＨ調整をする場合には、イオン交換樹脂装置への負荷を減らすことが可能となり、イオン交換樹脂装置のサービスタイムを短くすることがない。

次に本発明の超純水製造装置を構成する各装置について説明する。本発明に使用される逆浸透装置は、逆浸透膜として例えば酢酸セルロース、脂肪族ポリアミド系あるいは芳香族ポリアミド系またはこれらの複合系からなる各種有機高分子膜あるいはセラミック膜等が使用でき、低圧または中圧逆浸透膜のいずれも適用可能であるが、特にこれらに限定はされない。また、膜モジュールの形式としては、中空糸型モジュール、管状型モジュール、スパイラル型モジュールあるいは平膜型モジュールが適用できるが、特にこれらに限定はされない。逆浸透装置へは、ｐＨ７付近で通水される場合もあるが、逆浸透装置内での沈殿物の析出を確実に防止し、長期にわたる処理能力の維持を可能とするために、ｐＨ９以上が有効とされ、ファウリング防止の目的で生菌を殺菌する場合には、１０以上、場合によっては１１以上とされる。逆浸透装置へ供給する被処理水のｐＨ上昇手段としては、通常、アニオン交換装置に予め被処理水を通水する手段、水酸化ナトリウムあるいはアンモニア水等のアルカリを添加する手段、あるいはこれらの方法を併用する手段が採られる。逆浸透装置は、被処理水のＴＯＣ濃度に応じて２段以上とされる。例えば、ＴＯＣ濃度が０．５ｐｐｍ〜３ｐｐｍの場合には、逆浸透装置を２段に設けることが好ましい。

紫外線照射手段に供給する被処理水のｐＨを７未満に低減させるｐＨ低減手段としては、カチオン交換装置に予め被処理水を通水する手段、塩酸あるいは硫酸等の酸を添加する手段、あるいはこれらの手段を併用した手段があるが、特にこれらに限定はされない。

本発明に使用される紫外線照射装置としては、主ピークがほぼ１８５ｎｍにある紫外線を照射可能な低圧あるいは中圧水銀ランプのような紫外線照射装置が用いられる。この紫外線の有機質不純物に対する反応は、有機質不純物の紫外線による直接分解と、ほぼ１８５ｎｍの紫外線により水から発生したヒドロキシラジカルが酸化剤として有機質不純物に作用し有機質不純物が酸化分解される間接分解とからなっている。

本発明のイオン交換装置としては、被処理水中の二酸化炭素、有機酸あるいは他のイオン成分を除去するための強塩基性アニオン交換樹脂を充填した再生型または非再生型の単床式イオン交換装置あるいは強塩基性アニオン交換樹脂およびカチオン交換樹脂を充填した再生型または非再生型の混床式イオン交換装置のいずれでもよく、これに用いるイオン交換樹脂としては、新品もしくはそれに類する破砕が無く、イオン交換性能が高く、また溶出のないものが望ましい。

本発明に使用される脱気装置としては、常圧脱気装置又は真空脱気装置が用いられる。常圧脱気装置としては、テラレットやラシヒリング等の充填材を充填した充填層の上部より被処理水を供給し、底部より大気を導入する常圧脱気装置を用いることができるが、特に限定されるものではない。本発明において、真空脱気装置は、真空度３５トール以下において不活性ガスを被処理水の体積基準にして０．００１〜１．０、好ましくは０．０１〜０．０５の体積流量比で送入しながら真空脱気する不活性ガス添加式真空脱気装置の使用が望ましいが、特に限定されるものではない。不活性ガスとしては、アルゴンガス等の使用も可能であるが、窒素ガスの使用がより好ましい。

なお、本発明の装置は単独でも使用されるが、例えば一次純水システム、二次純水システム等の他のシステムの一部としても使用することができる。

本発明によれば、紫外線照射装置への供給水のｐＨを７以下とすることにより、紫外線照射装置の分解効率を高めることができる。これによって、電力消費量を低減させて運用コストを安くすることが可能となる。特に、紫外線照射装置への供給水のｐＨを５以下とすることにより、紫外線照射装置の分解効率を高めることができる。これによって、電力消費量を４０％削減することができる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各種の用途に適用することが可能である。

（実施例１）
図４は、本発明の超純水製造装置の一実施例を示した図である。同図に示すように、この装置は、アルカリ添加装置１、逆浸透膜装置（ＲＯ）（日東電工（株）、ＮＴＲ−７５９・ＵＰ）２、強酸性カチオン交換樹脂装置３、紫外線照射装置（ＵＶ）（低圧紫外線ランプ（日本フォトサイエンス（株）、ＡＵＶ−８０００ＴＯＣ、照射量０．２５ｋＷ／（ｍ³／ｈ）、ピーク波長２５４ｎｍ、１８５ｎｍ）４、混床式イオン交換樹脂装置（ＭＢ）・（アニオン交換樹脂：強塩基性アニオン交換樹脂デュオライトＡ−１１３ｐｌｕｓ（ローム＆ハース社）３３リットル、カチオン交換樹脂：強酸性カチオン交換樹脂デュオライトＣ−２０（ローム＆ハース社）２３リットル、これらを予め再生してＨ型とＯＨ型に変換した後に混合充填したもの、イオン交換容量：０．９当量／リットル−Resin ）５から構成されている。

この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で、ＴＯＣ（イソプロピルアルコール）濃度８５０ｐｐｂの原水にアルカリ注入装置１によりアルカリを添加してｐＨを１１．５にして逆浸透膜装置２で処理し、処理水を強酸性カチオン交換樹脂装置３で処理した。この処理水のｐＨは、６．５であった。この処理水を紫外線照射装置４で処理し、次いで混床式イオン交換樹脂装置５で処理してＴＯＣ濃度３５ｐｐｂの超純水を得た。上記装置の各部でのＴＯＣ濃度及びｐＨ値を表１に示す。

（実施例２）
図５は、本発明の超純水製造装置の一実施例を示した図であり、実施例１の強酸性カチオン交換樹脂装置３に代えて酸注入装置６を用いた点を除いて実施例１の超純水製造装置と同一構成とされている。

この装置を用いて、実施例１と同一の条件で、ＴＯＣ濃度８５０ｐｐｂの原水を処理してＴＯＣ濃度３８ｐｐｂの超純水を得た。上記装置の各部でのＴＯＣ濃度及びｐＨ値を表１に示す。

（比較例１）
図６は、比較例の超純水製造装置を示した図であり、逆浸透膜装置２の処理水をそのまま紫外線照射装置４に供給している点を除いて実施例１の超純水製造装置と同一構成とされている。

この装置を用いて、実施例１と同一の条件で、ＴＯＣ濃度８５０ｐｐｂの原水を処理したところ、処理水のＴＯＣ濃度は６３ｐｐｂであった。１０ｍ³／ｈｒの流量で、ＴＯＣ濃度８５０ｐｐｂの原水にアルカリ添加装置１によりアルカリを添加してｐＨを１１．５にして逆浸透膜装置２で処理し、処理水を強酸性カチオン交換樹脂装置３で処理した。この処理水のｐＨは、９．３であった。この処理水を紫外線照射装置４で処理し、次いで混床式イオン交換樹脂装置５で処理してＴＯＣ濃度６３ｐｐｂの超純水を得た。

（実施例３）
図７は、本発明の超純水製造装置の一実施例を示した図である。同図に示すように、この装置は、前処理装置１１、逆浸透膜装置（ＲＯ）（日東電工（株）、ＮＴＲ−７５９・ＵＰ）１２、強酸性カチオン交換樹脂装置（ＣＥ）１３、紫外線照射装置（ＵＶ）（低圧紫外線ランプ（日本フォトサイエンス（株）、ＡＵＶ−８０００ＴＯＣ、照射量０．２５ｋＷ／（ｍ³／ｈ）、ピーク波長２５４ｎｍ、１８５ｎｍ）１４、混床式イオン交換樹脂装置（ＭＢ）・（アニオン交換樹脂：強塩基性アニオン交換樹脂デュオライトＡ−１１３ｐｌｕｓ（ローム＆ハース社）３３リットル、カチオン交換樹脂：強酸性カチオン交換樹脂デュオライトＣ−２０（ローム＆ハース社）２３リットル、これらを予め再生してＨ型とＯＨ型に変換した後に混合充填したもの、イオン交換容量：０．９当量／リットル−Resin）１５から構成されている。

この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で、通水した結果を表２に示す。また、連続的に運転した結果を図８に示す。

（実施例４）
図９は、実施例３の強酸性カチオン交換樹脂装置に代えて酸添加装置１６を用いた点を除いて実施例３の超純水製造装置と同一構成とされている。この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で、通水した結果を表２に示す。

（参考例１）
図１０は、被処理水として一次純水装置１７の出口水を用いた例である。一次純水装置１７中に真空脱気装置（図示せず）が設置されているため、被処理水として炭酸イオン等のラジカルスカベンジャーが少ないものを用いた実施例となっている。同図に示すように、この装置では、一次純水装置１７の出口水が、強酸性カチオン交換樹脂装置１４、紫外線照射装置（ＵＶ）（低圧紫外線ランプ（日本フォトサイエンス（株）、ＡＵＶ−８０００ＴＯＣ、照射量０．２３ｋＷ／（ｍ³／ｈ）、ピーク波長２５４ｎｍ、１８５ｎｍ）１５、混床式イオン交換樹脂装置（ＭＢ）・（アニオン交換樹脂：強塩基性アニオン交換樹脂デュオライトＡ−１１３ｐｌｕｓ（ローム＆ハース社）３３リットル、カチオン交換樹脂：強酸性カチオン交換樹脂デュオライトＣ−２０（ローム＆ハース社）２３リットル、これらを予め再生してＨ型とＯＨ型に変換した後に混合充填したもの、イオン交換容量：０．９当量／リットル−Resin ）１５で順に処理される。この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で、通水した結果を表２に示す。

（実施例５）
図１１は、実施例４の超純水製造装置と同一構成の装置において、混床式イオン交換樹脂装置１５の後段にＴＯＣ測定装置（ＡｎａｔｅｌＡ１０００ＸＰ）１７を配設し、ここのＴＯＣ濃度が３ｐｐｂを越えた時にのみ酸添加するように設定した。この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で通水した。連続的に運転した結果を図１２に示す。

（比較例２）
図１３は、比較例２の超純水製造装置を示した図であり、逆浸透膜装置１の処理水をそのまま紫外線照射装置１４に供給している点及び紫外線照射装置１４の照射量が０．４ｋＷ／（ｍ³／ｈ）である点を除いて実施例３の超純水製造装置と同一構成とされている。この装置を用いて、１０ｍ³／ｈｒの流量で、通水した結果を表２に示す。また、連続的に運転した結果を図１４に示す。

（比較例３）
図１５は、比較例３の超純水製造装置を示した図であり、紫外線照射装置１４の照射量が、０．４ｋＷ／（ｍ³／ｈ）である点及び一次純水をそのまま紫外線照射装置１４に供給している点を除いて参考例１と同一構成とされている。通水した結果は表３に示す。

表２、表３において、それぞれ実施例の方が紫外線照射装置の照射量が低いにもかかわらず、ＭＢ出口ＴＯＣが低く、ＴＯＣ除去効率が高いことがわかる。したがって、照射量が42％低減することができたことがわかる。

表２は、炭酸濃度が高く、ラジカルスカベンジャーが多い時の結果である。また、表３は、炭酸濃度が低く、ラジカルスカベンジャーが少ない時の結果である。共に、紫外線照射装置の入口水のｐＨが低い実施例の方がＴＯＣ除去効率が向上していることがわかる。

図８、図１４を比較すると、比較例２では、処理水のＴＯＣ濃度が設定した基準値３ｐｐｂを越えることがあるが、実施例３では、そのようなことは無い。また、図１２、図１４を比較すると、実施例５では、基準値を越えた時点で酸を添加することにより、ＭＢ出口水ＴＯＣが基準値を大幅に越えることはないことがわかる。いずれの実施例も比較例より照射量が低く、これらの方法で、処理水のＴＯＣを低くし、かつ照射量を低下できることがわかる。

本発明の効果を示すグラフ。本発明の効果を示すグラフ。本発明の効果を示すグラフ。本発明の実施例１のシステム構成を示すブロック図。本発明の実施例２のシステム構成を示すブロック図。比較例１のシステム構成を示すブロック図。本発明の実施例３のシステム構成を示すブロック図。本発明の実施例３の結果を示すグラフ。本発明の実施例４のシステム構成を示すブロック図。本発明の参考例１のシステム構成を示すブロック図。本発明の実施例５のシステム構成を示すブロック図。本発明の実施例５の結果を示すグラフ。本発明の比較例２のシステム構成を示すブロック図。本発明の比較例２の結果を示すグラフ。本発明の比較例３のシステム構成を示すブロック図。

符号の説明

１……アルカリ添加装置、２，１２……逆浸透膜装置、３，１３……強酸性カチオン交換樹脂装置、４，１４……紫外線照射装置、５，１５……混床式イオン交換樹脂装置、６，１６……酸添加装置、１１……前処理装置、１７……一次純水装置

Claims

被処理水を逆浸透膜手段に通水し、次いで主ピークが１８５ｎｍにある紫外線を照射して前記有機質不純物を有機酸及び／又は炭酸に分解し、しかる後前記有機酸及び／又は炭酸を除去する方法において、前記逆浸透膜手段の通水に先立って前記被処理水のｐＨを９以上とし、かつ、前記紫外線の照射に先立って前記逆浸透膜手段を通水して得られた被処理水のｐＨを７未満にすることを特徴とする超純水製造方法。
前記紫外線の照射に先立って前記被処理水のｐＨを３〜６にするものであることを特徴とする請求項１記載の超純水製造方法。
前記有機酸を、アニオン交換樹脂装置もしくはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合型装置で除去することを特徴とする請求項１又は２記載の超純水製造方法。
前記炭酸を、脱気装置で除去することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の超純水製造方法。
前記被処理水のｐＨを、断続的又は連続的に酸添加により調整するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の超純水製造方法。
前記被処理水のｐＨを、前記紫外線照射を行う被処理水、紫外線照射を行った処理水、有機酸及び／又は炭酸の除去を行った処理水について、有機不純物濃度、導電率、比抵抗及び過酸化水素濃度の少なくとも一つを流路の任意の１ヵ所又は複数ヵ所で測定し、その測定結果に基づいて前記被処理水のｐＨを酸添加により調整するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の超純水製造方法。
被処理水のｐＨを９以上にするｐＨ上昇手段と、前記ｐＨ上昇手段で処理された処理水を処理する逆浸透膜手段と、前記逆浸透膜手段で処理された処理水のｐＨを７未満にするｐＨ低減手段と、前記ｐＨ低減手段で処理された処理水に主ピークが１８５ｎｍにある紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段で処理された処理水から有機酸及び／又は炭酸を除去する手段とを有することを特徴とする超純水製造装置。
ｐＨ低減手段が、処理水のｐＨを３〜６にするものであることを特徴とする請求項７記載の超純水製造装置。
ｐＨ低減手段が、強酸性カチオン交換樹脂装置又は酸添加手段であることを特徴とする請求項７又は８記載の超純水製造装置。
有機酸を除去する手段が、アニオン交換樹脂装置もしくはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合型装置であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項記載の超純水製造装置。
炭酸を除去する手段が、脱気装置であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項記載の超純水製造装置。
ｐＨ低減手段が酸添加手段であり、処理水のｐＨを断続的又は連続的に３〜６にするものであることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項記載の超純水製造装置。
前記ｐＨ低減手段が酸添加手段であり、水の有機不純物濃度、導電率、比抵抗及び過酸化水素濃度の少なくとも一つを測定する測定手段を備え、前記紫外線照射装置によって紫外線照射を行う被処理水、紫外線照射を行った処理水、有機酸及び／又は炭酸の除去を行った処理水について、有機不純物濃度、導電率、比抵抗及び過酸化水素濃度の少なくとも一つを流路の任意の１ヵ所又は複数ヵ所で測定し、その測定結果に基づいて前記被処理水のｐＨを３〜６にするべく動作するものであることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項記載の超純水製造装置。