JP4691998B2 - 純水製造装置 - Google Patents

Description

本発明は純水製造装置に係り、特に原水を逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とによって処理するようにした純水製造装置に関する。

工水、市水、井水或いは半導体製造工程等からの回収水を処理して純水を製造するシステムとして、原水を活性炭濾過装置で濾過処理した後、逆浸透膜装置で処理し、次いで電気脱イオン装置で処理する装置が周知である（例えば下記特許文献１）。
特開２０００−３１７４５７号公報

原水を活性炭濾過装置で濾過処理した後、逆浸透膜装置及び電気脱イオン装置によって処理して純水を製造する従来の純水製造装置においては、活性炭濾過装置として、粒状活性炭をハウジング内に収容したものを採用しているが、この活性炭濾過装置は嵩高であり、純水製造装置全体も嵩高になっていた。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、全体としてコンパクト化された純水製造装置を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の純水製造装置は、原水を活性炭濾過装置で濾過処理した後、逆浸透膜装置で処理し、次いで電気脱イオン装置で処理して純水を製造する純水製造装置において、該活性炭濾過装置は、繊維状活性炭フィルタを筒状ハウジング内に収容したものであり、該純水製造装置の各機器は、マシンケース内に収容されており、該活性炭濾過装置の該筒状ハウジングは支柱とした該マシンケースの外側に配置されていることを特徴とするものである。

請求項２の純水製造装置は、請求項１において、該逆浸透膜装置は、筒状ベッセル内にモジュールを収容したものであり、該マシンケースの外側に支柱として配置されていることを特徴とするものである。

本発明の純水製造装置は、活性炭濾過装置として、繊維状活性炭フィルタを筒状ハウジング内に収容したものを用いており、これは従来の粒状活性炭濾過装置に比べコンパクトである。

本発明では、この筒状ハウジングを有した活性炭濾過装置を支柱として外側に配置したマシンケース内に電気脱イオン装置を収容しており、マシンケースの支柱が節約され、純水製造装置の構成がコンパクトなものとなっている。

本発明では、逆浸透膜装置も筒状とし、これを支柱としてマシンケースの外側に配置することにより、純水製造装置の構成がさらにコンパクトなものとなる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る純水製造装置の系統図、図２（ａ）はこの純水製造装置の前方からの斜視図、同（ｂ）は後方からの斜視図である。

図１の通り、原水は、精密濾過膜（ＭＦ）などの膜濾過装置２０で膜濾過処理され、次いで活性炭濾過装置１によって濾過された後、逆浸透膜装置（図１中ではＲＯと記載されている。）用給水ポンプ２を経て逆浸透膜装置３へ送られ、脱塩処理される。逆浸透膜装置３で脱塩処理された水は、水温センサ４ａを備えた水質センサ４と接触した後、電気脱イオン装置５へ送られ、電気脱イオン処理される。この電気脱イオン処理水は、水温センサ６ａを有した水質センサ６と接触した後、処理水（純水）として取り出される。

上記の水温センサ４ａの検知信号は、ポンプ制御回路７に入力され、水質センサ４の検知水質（例えば導電率又は比抵抗）が一定となるように、ポンプ２の吐出量を制御する。

また、上記水温センサ６ａの検知信号は、電気脱イオン装置通電制御回路８に入力され、電気脱イオン装置５からの処理水の導電率又は比抵抗が一定となるように、電気脱イオン装置５への印加電圧及び／又は通電電流を制御する。

上記の活性炭濾過装置１は、筒状のハウジング内に繊維状活性炭フィルタを充填したものである。この繊維状活性炭フィルタを内蔵した活性炭濾過装置は、従来の粒状活性炭を内蔵した活性炭濾過装置に比べコンパクトである。また、この繊維状活性炭フィルタを用いた活性炭濾過装置は、粒状活性炭に比べて活性炭エレメントの交換が容易である。

この実施の形態では、逆浸透膜装置はスパイラル型逆浸透膜モジュールを円筒状ベッセル内に収容したものである。それぞれ複数本（この実施の形態では３本）ずつの筒状の活性炭濾過装置１及び逆浸透膜装置３が支柱とされ、マシンケース１０の両側面の外側に立設配置されている。このマシンケース１０内に電気脱イオン装置５、センサ４，６、制御回路７，８等の機器が設置されることにより純水製造装置が構成されている。

なお、活性炭濾過装置１及び逆浸透膜装置３は、それぞれ上部がアッパーケース１１によって連結され、下部がロワーケース１２によって連結されている。これらのケース１１，１２はコ字形である。ロワーケース１２にはベースプレート１２ａが設けられ、該ベースプレート１２ａ上にマシンケース１０が設置されている。なお、ロワーケース１２は、方形のベースプレート１２ａの３辺に沿って配置されている。

マシンケース１０の背後側には、活性炭濾過装置１で濾過された水を貯留するタンク１３が設置され、その上にポンプ２が設置されている。また、ポンプ２とアッパーケース１１との間に膜濾過装置２０が設置されている。この膜濾過装置２０は、アッパーケース１１に吊支されてもよく、タンク１３上に設置されてもよい。

原水は、活性炭濾過装置１を通過した後、一旦、タンク１３に流入し、そこからポンプ２によって逆浸透膜装置３に通水される。

このように、活性炭濾過装置１及び逆浸透膜装置３を支柱として利用するので、支柱専用部材の数を少なくしたり、皆無とすることができ、純水製造装置がコンパクト化される。

なお、この実施の形態では、逆浸透膜装置３からの脱塩水の水温を水温センサ４ａで検知し、これに基づいてポンプ２の吐出量を制御して脱塩水水質変動を防止するようにしており、脱塩水の水質変動も熱交換器を用いることなく防止されるので、得られる純水の水質変動が確実に防止されると共に、純水製造装置の設備コストも低廉である。

また、水温センサ６ａの検知水温に基づいて、電気脱イオン装置５への印加電圧及び／又は通電電流を制御して電気脱イオン装置５の処理水の水質変動を防止するので、電気脱イオン装置５の前段側に熱交換器を設けることが不要となり、純水製造装置の設備コストが低減される。

加えて、この実施の形態では、水温センサとして水質センサ４，６の温度補正用の水温センサ４ａ，６ａを利用しているので、水温センサを新設する必要がなく、これによっても純水製造装置の設備コストが一層低廉化される。

本発明において、処理対象となる原水は、工水、市水、井水又は製造プロセス回収水、例えば半導体又は液晶等の製造プロセスの洗浄排水等であり、これらの２種以上を混合して原水としても良い。半導体製造回収水のような製造プロセス回収水を原水とする場合であって、当該回収水の有機物（ＴＯＣ）濃度が高い場合には、生物処理手段、加熱手段、触媒による分解手段等のＴＯＣ除去装置で予め処理してもよい。

原水又はその活性炭濾過処理水は、ＨＣｌ，Ｈ_２ＳＯ_４等の鉱酸を添加してｐＨ４〜６に調整した後、脱酸素装置で処理してもよい。

ここで、調整ｐＨは酸素と共に炭酸ガスを除去するために行うものであり、後段の脱塩装置の負荷を軽減させる。この脱酸素装置としては、膜脱気装置、真空脱気装置、空気ガス脱気装置等を用いることができる。ｐＨを酸性として脱酸素装置で脱酸素処理した場合は、その後、ＮａＯＨ等のアルカリを添加してｐＨ７〜８に調整する。このような脱酸素装置もマシンケース１０内に収容される。

逆浸透膜装置の膜としては特に制限はなく、ポリスルホン、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル等の膜を用いることができる。

電気脱イオン装置５としては、陽極を備える陽極室と陰極を備える陰極室との間に、複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を交互に配列して濃縮室と脱塩室とを交互に形成し、脱塩室にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合樹脂やイオン交換繊維等のイオン交換体を充填したもの等を使用することができる。

電気脱イオン装置５の脱イオン水は、必要に応じ、第２の逆浸透膜装置や、限外濾過膜装置（図示略）で処理して、更に残留する微量のＴＯＣやシリカ等を除去して純度を高めてもよい。これらの追加的機器もマシンケース１０内に収容される。

なお、本発明においては、電気脱イオン装置５の濃縮水を逆浸透膜装置３の入口側に返送して循環処理するのが水回収率の向上の面で好ましい。この場合においても、電気脱イオン装置５への給水は、逆浸透膜装置３による処理で十分に水質が高められているため、電気脱イオン装置濃縮水を逆浸透膜装置３の入口側に返送することによる処理水水質の低下の問題はない。

本発明の純水製造装置の実施の形態を示す系統図である。 本発明の純水製造装置の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 活性炭濾過装置
３ 逆浸透膜装置
５ 電気脱イオン装置
７ ポンプ制御回路
８ 電気脱イオン装置通電制御回路
１０ マシンケース

Claims (2)

1. 原水を活性炭濾過装置で濾過処理した後、逆浸透膜装置で処理し、次いで電気脱イオン装置で処理して純水を製造する純水製造装置において、
   該活性炭濾過装置は、繊維状活性炭フィルタを筒状ハウジング内に収容したものであり、
   該電気脱イオン装置は、マシンケース内に収容されており、
   該活性炭濾過装置の該筒状ハウジングは支柱として該マシンケースの外側に配置されていることを特徴とする純水製造装置。
2. 請求項１において、該逆浸透膜装置は、筒状ベッセル内にモジュールを収容したものであり、該マシンケースの外側に支柱として配置されていることを特徴とする純水製造装置。

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