JP6697961B2 - Ultraviolet sterilizer, ultraviolet sterilization method, and ultrapure water production system - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌方法に係り、特に、純水製造装置の流路の分岐部の殺菌に用いられる紫外線殺菌装置及び紫外線殺菌方法に関する。 The present invention relates to an ultraviolet sterilizer and an ultraviolet sterilization method, and more particularly to an ultraviolet sterilizer and an ultraviolet sterilization method used for sterilizing a branch portion of a flow path of a pure water producing device.
近年、半導体素子(LSI)の集積度の向上にともない、シリコン基板等の基板表面上への超純水中の極微量物質による汚染の影響が問題となっており、イオン状物質、微粒子、有機物、金属、溶存ガス等の不純物質の極めて少ない超純水が要求されている。特に、半導体製造工程において、洗浄水中の有機物は、熱処理工程で炭化して線間短絡や絶縁不良を起こす原因となるため、全有機炭素濃度(TOC)の特に少ない超純水が求められている。 In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices (LSIs) has improved, the influence of contamination of ultrapure water on the surface of a substrate such as a silicon substrate has become a problem, and ionic substances, fine particles, and organic substances have become a problem. , Ultrapure water containing very few impurities such as metals and dissolved gases is required. In particular, in the semiconductor manufacturing process, the organic substances in the cleaning water are carbonized in the heat treatment process to cause short circuits between lines and insulation failure. Therefore, ultrapure water with a particularly low total organic carbon concentration (TOC) is required. ..
一般に、超純水製造システムは、前処理部と、一次純水製造部と、二次純水製造部とから構成されている。前処理部は、凝集・沈澱・ろ過装置などによって原水中の濁質やコロイド物質を除去して前処理水を生成する区画である。一次純水製造部は、例えば、逆浸透膜装置(RO)や2床3塔型装置等により、前処理水中の大部分のイオンなどの溶解性物質や微粒子を除去する区画である。二次純水製造部は、一次純水製造部で得られた一次純水の精密仕上げを目的とした最終段階の区画である。 In general, an ultrapure water production system is composed of a pretreatment section, a primary pure water production section, and a secondary pure water production section. The pretreatment section is a section that removes suspended solids and colloidal substances in raw water by a flocculation/precipitation/filtration device or the like to generate pretreated water. The primary pure water production section is a section for removing most of soluble substances such as ions and fine particles in pretreated water by means of a reverse osmosis membrane device (RO), a two-bed, three-column device, or the like. The secondary pure water producing section is a final stage section for the purpose of precision finishing of the primary pure water obtained in the primary pure water producing section.
このような超純水製造システムにおいては、イオン性の有機物は、イオン交換樹脂装置等によって吸着除去される。非イオン性の有機物は、紫外線酸化装置等によって、二酸化炭素と低分子量の有機酸に分解された後、生成した有機酸がイオン交換樹脂装置等によって吸着除去される。超純水の製造において除去対象となる有機物としては、原水由来の有機物の他、装置内の配管や、各装置内で生じる細菌や微生物由来の有機物がある。 In such an ultrapure water production system, ionic organic substances are adsorbed and removed by an ion exchange resin device or the like. The nonionic organic substance is decomposed into carbon dioxide and a low molecular weight organic acid by an ultraviolet oxidation device or the like, and then the generated organic acid is adsorbed and removed by an ion exchange resin device or the like. The organic substances to be removed in the production of ultrapure water include organic substances derived from raw water, as well as organic substances derived from bacteria and microorganisms generated in pipes in each device and in each device.
有機物を分解する紫外線酸化装置としては、例えば、180〜190nmあるいは250〜260nmの波長の紫外線を放射する低圧紫外線ランプを用いた装置が一般的である。また、360〜400nmの波長を含む紫外線を放射する発光ダイオードと、光触媒を用いた紫外線酸化装置も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As an ultraviolet oxidation device for decomposing organic substances, for example, a device using a low-pressure ultraviolet lamp that emits ultraviolet light having a wavelength of 180 to 190 nm or 250 to 260 nm is generally used. Further, a light emitting diode that emits ultraviolet rays having a wavelength of 360 to 400 nm and an ultraviolet oxidation device using a photocatalyst have also been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
また、光触媒を用いずに紫外線によって水の殺菌を行う方法として、加圧空間内を通流する液体又は気体に、紫外線を照射することで、大量のガスや加圧状態の液体を効率よく紫外線殺菌するための紫外線殺菌装置を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, as a method of sterilizing water by ultraviolet rays without using a photocatalyst, by irradiating a liquid or gas flowing in the pressurized space with ultraviolet rays, a large amount of gas or liquid under pressure can be efficiently emitted by ultraviolet rays. A method using an ultraviolet sterilizer for sterilization has been proposed (for example, refer to Patent Document 2).
ところで、一般的に、超純水製造システムは、被処理水の流路に分岐配管を有していることがあるが、この分岐配管の分岐部には、流速の低下や渦による水の滞留部分、いわゆる溜まり水が生じるおそれがある。このような溜まり水に細菌や微生物が滞留した場合、これらが配管壁面に付着して増殖し、やがてコロニーを形成し、さらにはバイオフィルムを生じ、洗浄によって除去することが困難になる。 By the way, generally, an ultrapure water production system may have a branch pipe in the flow path of the water to be treated. There is a possibility that a part, so-called accumulated water will be generated. When bacteria and microorganisms accumulate in such pooled water, they adhere to the wall surface of the pipes and proliferate, eventually forming colonies and further forming biofilms, which are difficult to remove by washing.
従来の紫外線殺菌装置では、このような溜まり水を確実に殺菌できていないことがあり、効果が限定的であるという難点があった。また、紫外線を発する光源の形状が限られているうえに、分岐配管の溜まり水の領域に確実に紫外線を照射するための配慮がなされていないため、分岐配管内の微細空間内の溜まり水を殺菌することが極めて困難であった。 In the conventional ultraviolet sterilizer, such accumulated water may not be surely sterilized, and there is a drawback that the effect is limited. In addition, since the shape of the light source that emits ultraviolet rays is limited and no consideration is given to reliably irradiate the area of the accumulated water of the branch pipe with ultraviolet rays, the accumulated water in the minute space in the branch pipe is It was extremely difficult to sterilize.
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、分岐配管接続部等の微細空間の溜まり水を効果的に殺菌することのできる、紫外線殺菌装置、紫外線殺菌方法及び超純水製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, it is possible to effectively sterilize the pooled water of the fine space such as branch pipe connection portion, an ultraviolet sterilizer, an ultraviolet sterilization method and ultra pure. The purpose is to provide a water production system.
本発明の紫外線殺菌装置は、被処理水の流路となる主配管と前記主配管に接続された分岐配管とを有するとともに、前記主配管の前記分岐配管の接続部の開口を臨む位置に取付け孔の形成された被処理水配管と、前記被処理水配管の前記取付け孔に水密的に取付けられたレンズと、230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線発光ダイオードを光源とする紫外線照射装置とを備え、前記紫外線発光ダイオードは、その光放出面を前記レンズ側に向けて、前記レンズの背面側に配置され、前記レンズは、前記紫外線照射装置の光源から放射された前記紫外線の所定の光量が前記分岐配管の開口内に照射されるように前記紫外線を拡散又は収束させる光学特性を有することを特徴とする。 The ultraviolet sterilizer of the present invention has a main pipe that serves as a flow path for the water to be treated and a branch pipe connected to the main pipe, and is attached to a position facing the opening of the connection portion of the branch pipe of the main pipe. The light source is a treated water pipe having a hole, a lens watertightly attached to the attachment hole of the treated water pipe, and an ultraviolet light emitting diode that emits ultraviolet rays having an emission peak wavelength in the range of 230 to 290 nm. An ultraviolet irradiation device, the ultraviolet light emitting diode is disposed on the back side of the lens, with the light emitting surface thereof facing the lens side, the lens is the ultraviolet light emitted from the light source of the ultraviolet irradiation device. It has an optical characteristic of diffusing or converging the ultraviolet rays so that the predetermined amount of light is irradiated into the opening of the branch pipe.
本発明の紫外線殺菌装置において、前記主配管に形成された取付け孔は、前記主配管と、前記分岐配管の末端部近傍の軸線とが交差する位置に形成されていることが好ましい。 In the ultraviolet sterilizer of the present invention, it is preferable that the attachment hole formed in the main pipe is formed at a position where the main pipe intersects with an axis near the end of the branch pipe.
本発明の紫外線殺菌装置は、前記分岐管内に、被処理水の抵抗率を測定する抵抗率測定セルが配置されたことが好ましい。 In the ultraviolet sterilizer of the present invention, it is preferable that a resistance measuring cell for measuring the resistivity of the water to be treated is arranged in the branch pipe.
本発明の紫外線殺菌装置において、前記分岐配管は、前記分岐配管の末端部近傍の軸線が前記主配管の軸線に対して傾斜させて前記主配管に接続されていることが好ましい。 In the ultraviolet sterilizer of the present invention, it is preferable that the branch pipe is connected to the main pipe with the axis near the end of the branch pipe being inclined with respect to the axis of the main pipe.
本発明の紫外線殺菌装置において、前記レンズは、前記紫外線発光ダイオードの放射する前記紫外線を拡散させる光学特性を有することが好ましい。また、前記レンズは、石英ガラスからなることが好ましい。 In the ultraviolet sterilizer of the present invention, it is preferable that the lens has an optical characteristic of diffusing the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode. Further, the lens is preferably made of quartz glass.
本発明の紫外線殺菌装置において、前記主配管は、超純水を製造する超純水製造システムに備えられることが好ましい。 In the ultraviolet sterilizer of the present invention, it is preferable that the main pipe is provided in an ultrapure water production system that produces ultrapure water.
本発明の紫外線殺菌方法は、被処理水の流路となる主配管と前記主配管に接続された分岐配管を有する被処理水配管の内壁面、及び前記被処理水配管内の被処理水を殺菌する紫外線殺菌方法であって、前記主配管の、前記分岐配管の接続部の開口を臨む位置に取付け孔を形成し、前記取付け孔にレンズを水密的に取付け、230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線発光ダイオードを光源として、前記光源から放射される紫外線を前記レンズによって拡散又は収束させて、前記光源から放射された前記紫外線の所定の光量を前記分岐配管の開口内に照射することを特徴とする。 The ultraviolet sterilization method of the present invention, the inner wall surface of the treated water pipe having a main pipe to be a flow path of the treated water and a branch pipe connected to the main pipe, and the treated water in the treated water pipe An ultraviolet sterilization method for sterilizing, wherein a mounting hole is formed in the main pipe at a position facing an opening of a connecting portion of the branch pipe, a lens is watertightly mounted in the mounting hole, and an emission peak wavelength is 230 to 290 nm. Using an ultraviolet light emitting diode having a light source, the ultraviolet light emitted from the light source is diffused or converged by the lens, and a predetermined amount of the ultraviolet light emitted from the light source is irradiated into the opening of the branch pipe. Characterize.
本発明の超純水製造システムは、前処理部、一次純水製造部及び二次純水製造部を備え、前記一次純水製造部及び前記二次純水製造部がそれぞれ混床式イオン交換樹脂装置を備えた超純水製造システムであって、前記混床式イオン交換樹脂装置の処理水を排出する主配管と前記主配管の少なくとも1つに接続された分岐配管とを有するとともに、前記主配管の、前記分岐配管の接続部の開口を臨む位置に取付け孔の形成された被処理水配管と、前記被処理水配管の前記取付け孔に水密的に取付けられたレンズと、230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線発光ダイオードを光源とする紫外線照射装置とを備え、前記紫外線発光ダイオードは、その光放出面を前記レンズ側に向けて、前記レンズの背面側に配置され、前記レンズは、前記紫外線照射装置の光源から放射された前記紫外線の所定の光量が前記分岐配管の開口内に照射されるように前記紫外線を拡散又は収束させる光学特性を有することを特徴とする。 The ultrapure water production system of the present invention includes a pretreatment unit, a primary pure water production unit, and a secondary pure water production unit, and the primary pure water production unit and the secondary pure water production unit are mixed-bed ion exchange systems, respectively. An ultrapure water production system equipped with a resin device, comprising: a main pipe for discharging treated water of the mixed bed ion exchange resin device; and a branch pipe connected to at least one of the main pipes, 230 to 290 nm, a treated water pipe having a mounting hole formed at a position of the main pipe facing the opening of the connection portion of the branch pipe, a lens watertightly mounted in the mounting hole of the treated water pipe, And an ultraviolet irradiation device having an ultraviolet light emitting diode that emits ultraviolet light having an emission peak wavelength as a light source, and the ultraviolet light emitting diode is disposed on the back side of the lens with its light emitting surface facing the lens side. The lens has an optical characteristic of diffusing or converging the ultraviolet light so that a predetermined amount of the ultraviolet light emitted from the light source of the ultraviolet irradiation device is irradiated into the opening of the branch pipe. ..
本発明の紫外線殺菌装置、紫外線殺菌方法及び超純水製造システムによれば、分岐配管接続部等の微細空間の溜まり水を効果的に殺菌することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ultraviolet sterilization apparatus, the ultraviolet sterilization method, and the ultrapure water production system of the present invention, it is possible to effectively sterilize the accumulated water in the microscopic space such as the branch pipe connection portion.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る紫外線殺菌装置1を概略的に示す図である。紫外線殺菌装置1は、例えば、超純水製造システムにおいて、被処理水の流路となる主配管13aと、主配管13aに分岐して設けられた分岐配管13bとを有する被処理水配管13に備えられる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an
主配管13aと分岐配管13bの接続部の配管内に溜まり水が生じた場合、この溜まり水に細菌類18が滞留し、配管壁面に付着して増殖するおそれがある。紫外線殺菌装置1は、紫外線発光ダイオードからの紫外線によってこの溜まり水中に混入する細菌類18を分解、死滅させて、被処理水及び配管内壁面を殺菌するものである。
When accumulated water is generated in the pipe at the connecting portion between the
紫外線殺菌装置1は、波長230〜290nmの発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線発光ダイオード11を光源とする紫外線照射装置と、レンズ12とを備えている。紫外線照射装置は、紫外線発光ダイオード11を駆動させる電源装置15を備えている。
The
紫外線発光ダイオード11は、光放出面11aが、主配管13a内に露出するように、主配管13aの壁面に設けられる。紫外線発光ダイオード11は、主配管13aと、分岐配管13bの接続部に紫外線を照射するように配置される。
The ultraviolet light emitting diode 11 is provided on the wall surface of the
紫外線発光ダイオード11は、電源装置15によって電力が供給されて紫外線を放射するものである。細菌類は、230〜290nmの紫外線により分解あるいは死滅させることができる。そのため、紫外線発光ダイオード11は、230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射するものであればよい。紫外線発光ダイオード11は、250〜260nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射することが好ましい。また、紫外線発光ダイオード11は、上記波長の紫外線以外にも、200nm付近に発光ピーク波長を有する紫外線を放射してもよい。
The ultraviolet light emitting diode 11 is supplied with electric power by the
紫外線発光ダイオード11は、例えば、紫外線を発光する半導体素子と、当該半導体素子を内包する透明封止樹脂を有している。この、透明封止樹脂の外表面が、光放出面11aを構成する。光放出面11aの形状は特に限定されず、略平面状であってもよく、ドーム状等の曲率を有する形状であってもよい。紫外線発光ダイオード11は、チップ型、砲弾型のいずれであってもよいが、砲弾型であると、主配管13aに設置し易い。紫外線発光ダイオード11の大きさは、例えば、光放出面11aの大きさが、4〜16mm2程度である。光放出面11aの大きさが、上記範囲であると、主配管13aに設置し易く、また、発光ダイオード11の放射する紫外線を照射領域外に拡散させずに、そのほとんどを、照射領域に向けて照射することができ、効率的である。
The ultraviolet light emitting diode 11 has, for example, a semiconductor element that emits ultraviolet rays and a transparent sealing resin that encloses the semiconductor element. The outer surface of this transparent sealing resin constitutes the light emitting surface 11a. The shape of the light emitting surface 11a is not particularly limited and may be a substantially flat shape or a shape having a curvature such as a dome shape. The ultraviolet light emitting diode 11 may be of a chip type or a bullet type, but if it is a bullet type, it can be easily installed in the
紫外線発光ダイオード11の放射する紫外線は直進性が高い、すなわち、紫外線の広がり角が小さい方が好ましい。紫外線の直進性が高い方が、単位面積当たりの紫外線照射量を大きくして、殺菌効率を高めることができるためである。また、紫外線発光ダイオード11の放射する紫外線の直進性が高いほど、後述のレンズ12による光量及び照射領域の調節がし易くなる。紫外線発光ダイオード11の放射する紫外線の広がり角は、紫外線を、照射領域に効率的に照射するために、例えば、4〜20°とすることが好ましい。
It is preferable that the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 11 has a high straightness, that is, the spread angle of the ultraviolet light is small. This is because the higher the straightness of ultraviolet rays, the greater the amount of ultraviolet rays irradiated per unit area and the higher the sterilization efficiency. Further, the higher the straightness of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 11, the easier the adjustment of the light amount and the irradiation area by the
紫外線発光ダイオード11の紫外線放射量は、照射領域において細菌類を殺菌するのに必要な光量を得られる出力に調整することができる。照射領域における細菌類の増殖を防止するように、例えば、細菌類が2倍に増殖する時間内に、細菌類が死滅する光量の紫外線を照射できるように紫外線発光ダイオード11の紫外線放射量を調整する。このとき、例えば、レンズ12及び被処理水配管13内の水による紫外線の減衰や散乱による光量の損失は40〜60%に設定することができる。紫外線発光ダイオード11の紫外線放射量は、紫外線殺菌装置1の設置個所や、主配管13a、分岐配管13bの内径、被処理水の流量等にもよるが、照射領域における後述の光量を得るために、例えば、1mW〜30mWである。
The amount of ultraviolet radiation of the ultraviolet light emitting diode 11 can be adjusted to an output that can obtain the amount of light necessary for sterilizing bacteria in the irradiation region. In order to prevent the growth of bacteria in the irradiation area, for example, the ultraviolet radiation amount of the ultraviolet light emitting diode 11 is adjusted so that the bacteria can be irradiated with the amount of ultraviolet light that kills the bacteria within a time period in which the bacteria multiply twice. To do. At this time, for example, the loss of the amount of light due to the attenuation and scattering of ultraviolet rays due to the water in the
レンズ12は、紫外線発光ダイオード11から放射される紫外線を収束又は発散させる光学特性を有する。これにより、レンズ12は、紫外線発光ダイオード11から放射される紫外線を所定の照射領域に所定の光量で照射する。照射領域は、細菌類の付着し易い領域であり、具体的には、分岐配管13bの主配管13aとの接続部の開口内、及び当該開口の近傍である。レンズ12により照射領域に照射される紫外線の光量は、照射領域に存在する細菌類を殺菌できる光量であり、例えば、5000μW・sec/cm2〜500000μW・sec/cm2である。照射領域に照射される紫外線の光量は、小さすぎると、殺菌効果が不十分となることがあり、大きすぎると紫外線が照射される配管が劣化するおそれがある。
The
レンズ12は、紫外線発光ダイオード11の光放出面11a上に配置されて、主配管13a内に露出した光放出面11aを水密的に封止する。レンズ12の材質は、耐水性を有し、かつ、紫外線発光ダイオード11の放射する230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を透過するものであり、例えば、天然石英ガラス、合成石英ガラス等の石英ガラスである。
The
レンズ12の形状は、上記光学特性を有する形状であり、紫外線を照射しようとする照射領域の範囲や位置、照射領域に照射する紫外線の光量に応じて、適宜設計することができる。
The shape of the
レンズ12の形状は、例えば、両主面を球面にしたレンズ、主面の一方を球面、他方を平面としたレンズ、主面の一方又は両者を球面及び平面以外の形状とした非球面レンズ等であるが、これに限定されない。例えば、レンズ12は、紫外線発光ダイオード11の放射する紫外線を収束させる凸レンズ、紫外線を発散させる凹レンズ等である。例えば、より直進性の高い紫外線発光ダイオード11を用いる場合、紫外線発光ダイオード11の放射する紫外線が、照射領域の全体に照射されるように、紫外線を発散させる凹レンズが使用可能である。
The shape of the
また、レンズ12は、紫外線発光ダイオード11から放射された紫外線の所定の光量が照射領域に照射されるように、厚みや大きさが設計される。
The thickness and size of the
紫外線殺菌装置1は、例えば、被処理水配管13の、分岐配管13bの接続部の開口を臨む位置に取付け孔を設け、当該取付け孔にレンズ12をはめ込み固定して、さらに、レンズ12を介して紫外線が照射されるように、紫外線発光ダイオード11を配置、固定することで設置される。
The
取付け孔は、主配管13aと、分岐配管13bの末端部近傍の軸線Lbが交差する位置に形成されることが好ましい。これにより、紫外線殺菌装置1は、分岐配管13bの軸線Lbと略平行方向に紫外線を照射するため、照射領域に、より大きな照射量の紫外線を照射することができる。
Mounting hole is mainly a
被処理水配管13に設置される紫外線殺菌装置1の数は1つであっても2つ以上であってもよい。2つ以上の紫外線殺菌装置1を設置する場合には、所望の照射領域に集中して紫外線が照射されるように、各々レンズ12の形状を設計する。2つ以上の紫外線殺菌装置1を用いることで、照射領域に照射される光量を増やすことができるので、殺菌効果の向上を得ることができる。
The number of the
また、被処理水配管13に2つ以上の紫外線殺菌装置1を設置する場合には、これらの紫外線殺菌装置1は、例えば、主配管13aの外周に沿って配置してもよいし、主配管13aの軸線Laと平行に配置してもよい。また、2つ以上の紫外線殺菌装置1を設置する場合には、これら2つ以上の紫外線殺菌装置の紫外線放射量が上記好ましい範囲になるように設計する。
When two or more
被処理水配管13の主配管13a及び分岐配管13bは、超純水中への成分の溶出の少ない材料で構成される。このような材料は、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、繊維強化プラスチック(FRP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ステンレス鋼等であるが、これらに限定されない。
The
分岐配管13bは、例えば、主配管13aに設けられた接続口に、継手等によって接続される。また、上記材料によって、主配管13aと分岐配管13bを有する形状の被処理水配管13を作成して、使用してもよい。
The
被処理水配管13において、分岐配管13bには必要に応じて被処理水が通流されるように、バルブなどが介挿される。このバルブは例えば、水質を測定するためのサンプル水を採取するサンプリングバルブである。また、被処理水の水質を測定するために、分岐配管13bに抵抗率計、導電率計、温度計等の水質測定機器が挿入されることもある。水質測定用のサンプル水に細菌類が混入した場合、水質を正確に測定できない。そのため、本実施形態の紫外線殺菌装置1は、水質測定用のサンプル水を採取する箇所や、主配管13aの、水質を測定する箇所に設置すると効果的である。
In the treated
主配管13aと分岐配管13bの接続態様は、例えば、分岐配管13bの末端近傍の軸線Lbが主配管13aの軸線Laに対して略垂直の配置、分岐配管13bの末端近傍の軸線Lbが主配管13aの軸線Laに対して傾斜させて接続された配置等であり、特に限定されない。
Connection mode of the
主配管13a及び分岐配管13bの内径は、主配管13aを設置する装置の構造に応じて適宜設定される。例えば、超純水製造装置では、主配管13aの内径は例えば10〜200mmである。分岐配管13bの内径は主配管13aより小さいと、溜まり水を生じやすいため、多大な効果が得られる。分岐配管13bの内径は、例えば、5〜50mmである。
The inner diameters of the
本実施形態の紫外線殺菌装置1によれば、主配管13aと分岐配管13bの接続部分の溜まり水等を効果的に殺菌することができる。そのため、溜まり水での細菌や微生物の滞殖を防ぐことができる。また、紫外線の光源として、低圧紫外線ランプ等に比べて極めて小型の紫外線発光ダイオードを用いるため、設置個所や設置方法の自由度が高く、所望の照射領域を効果的に殺菌することができる。
According to the
図2に、抵抗率計等の水質測定器機の測定セルが分岐配管13b内に挿入された被処理水配管13に設置される紫外線殺菌装置2を概略的に示す図である。図2において、図1に示す紫外線殺菌装置1と同様の機能を奏する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the
紫外線殺菌装置2の設置される被処理水配管131では、分岐配管131bの末端近傍の軸線Lcが主配管131aの軸線Ldに対して傾斜して接続されている。分岐配管131bには抵抗率計19が配置されている。
In the treated
抵抗率計19は、被処理水と接触して抵抗率を測定する測定セル19aを備えており、測定セル19aが、分岐配管131b内に挿入されて配置される。測定セル19aの近傍で細菌類が発生、増殖した場合、水質を正確に測定できなくなる。実施形態の紫外線殺菌装置2を設置することで、このような懸念を解消することができる。また、紫外線殺菌装置2は、紫外線発光ダイオード11を光源としているため、小型化が容易であり、消費電力も小さい。そのため、分岐配管接続部等の微細空間の溜まり水を効率的かつ効果的に、殺菌することができる。
The
(超純水製造システム)
図3は、第1の実施形態の紫外線殺菌装置1を備えた超純水製造システム3を概略的に示す図である。超純水製造システム3は、前処理部31、一次純水製造部41、二次純水製造部51を備えている。
(Ultrapure water production system)
FIG. 3 is a diagram schematically showing an ultrapure water production system 3 including the
前処理部31は、凝集・ろ過・沈殿装置等を備えて、原水中の濁質分等を除去し、前処理水を生成するものである。原水は、市水、井水、工業用水等や、半導体製造工場で使用された超純水を回収して処理した使用済み超純水であるが、これらに限定されない。
The
一次純水製造部41は、前処理水中のほとんどのイオン成分及び非イオン成分を除去して、一次純水を生成する。一次純水製造部41は、陽イオン交換樹脂装置、脱炭酸塔及び陰イオン交換樹脂装置からなる2床3塔型装置(2B3T)42、逆浸透膜装置(RO)43、紫外線酸化装置(TOC−UV)44、混床式イオン交換樹脂装置(MB)45を備えている。一次純水製造部41において、2床3塔型装置(2B3T)42に代えて逆浸透膜装置(RO)を配置した、2段RO装置を用いてもよい。紫外線酸化装置44は、例えば、被処理水に、低圧紫外線ランプ又は発光ダイオードによって、波長180〜190nmにピーク波長を有する紫外線を照射して有機物を分解するものである。一次純水製造部41で製造された一次純水はタンク46に貯留される。
The primary pure
二次純水製造部51は、タンク46内の一次純水を供給して、該一次純水中の微量有機物や微量微粒子を除去する。二次純水製造部51は、紫外線酸化装置(TOC−UV)52、膜脱気装置(MDG)53、非再生型混床式イオン交換樹脂装置(Polisher)54、限外ろ過装置(UF)55を組み合わせて構成される。二次純水製造部51で得られた超純水は使用場所であるユースポイント(POU)56に供給される。二次純水製造部51で得られる超純水は、例えば、TOC濃度が5μgC/L以下、抵抗率が17.5MΩ・cm以上である。
The secondary pure
超純水製造システム3は、一次純水製造部41の混床式イオン交換樹脂装置(MB)45の後段と、二次純水製造部51の、非再生型混床式イオン交換樹脂装置(Polisher)54の後段に、抵抗率計19を備えている。混床式イオン交換樹脂装置(MB)45の処理水の排出管(主配管13a)及び非再生型混床式イオン交換樹脂装置(Polisher)54の処理水の排出管(主配管13a)に、分岐配管13bが接続され、分岐配管13bにそれぞれ、測定セル19aが挿入されることで、抵抗率計19が設置されている。
The ultrapure water production system 3 includes a non-regeneration type mixed-bed ion exchange resin device (in the secondary pure
また、超純水製造システム3は、上記実施形態の紫外線殺菌装置1を備えている。紫外線殺菌装置1は、主配管13aの、分岐配管13bの接続口と対向する壁面に、紫外線発光ダイオード11の光放出面11aが位置するように設置されている。
Further, the ultrapure water production system 3 includes the
超純水製造システム3における水質の測定に際して、測定セル19aの近傍で細菌類が発生、増殖した場合、水質を正確に測定できない。実施形態の紫外線殺菌装置1を設置することで、このような懸念を解消することができ、効果的である。また、紫外線殺菌装置1は、紫外線発光ダイオード11を光源としているため、小型化が容易であり、消費電力も小さい。特に、極めて純度の高い超純水を製造する場合、分岐配管接続部等の微細空間の溜まり水を効果的に殺菌することで、水質向上効果も得られる。また、純度の高い超純水を製造する場合には、超純水製造システムのユニット数が多くなるが、実施形態の紫外線殺菌装置1によれば、設置態様の自由度が高く、設置スペースも小さくできるので、このような大型の超純水製造システムにも適している。
When measuring the water quality in the ultrapure water production system 3, if bacteria are generated and proliferated in the vicinity of the
なお、超純水製造システム3では、混床式イオン交換樹脂装置(MB)45の後段と、非再生型混床式イオン交換樹脂装置(Polisher)54の後段に、抵抗率計19を設けた態様を示したが、抵抗率計19の設置個所はこれに限られず、限外ろ過装置55の後段に配置されてもよい。また、超純水製造システム3における抵抗率計19の設置台数は、1台でもよく、2台以上であってもよい。抵抗率計19の設置台数は、必要に応じて適宜設定される。また、必要に応じて、紫外線殺菌装置1の設置台数も適宜変更することができる。
In the ultrapure water production system 3, the
また、超純水製造システム3では、抵抗率計19の配置個所に紫外線殺菌装置1を設置する態様を示したが、例えば、水質測定機器として、導電率計を使用する場合には、逆浸透膜装置43の後段等に、導電率計と紫外線殺菌装置1を組み合わせて設置される。水質測定機器として、温度計を使用する場合には、例えば、タンク46の後段に設置される熱交換器(図示せず)の後段等に、温度計と紫外線殺菌装置1を組み合わせて設置される。これらの場合も、上記抵抗率計19と紫外線殺菌装置1を組み合わせて用いた場合と同様の効果が得られる。
Further, in the ultrapure water production system 3, the mode in which the
1,2…紫外線殺菌装置、3…超純水製造システム、11…紫外線発光ダイオード、11a…光放出面、12…レンズ、13,131…被処理水配管、13a,131a…主配管、13b,131b…分岐配管、15…電源装置、18…細菌類、19…抵抗率計、19a…測定セル、31…前処理部、41…一次純水製造部、42…2床3塔型装置装置(2B3T)、43…逆浸透膜装置(RO)、44…紫外線酸化装置(TOC−UV)、45…混床式イオン交換樹脂装置、46…タンク、51…二次純水製造部、52…紫外線酸化装置(TOC−UV)、53…膜脱気装置(MDG)、54…非再生型混床式イオン交換樹脂装置(Polisher)、55…限外ろ過装置(UF)、56…ユースポイント(POU)。 1, 2... Ultraviolet sterilizer, 3... Ultrapure water production system, 11... Ultraviolet light emitting diode, 11a... Light emitting surface, 12... Lens, 13, 131... Treated water pipe, 13a, 131a... Main pipe, 13b, 131b... Branch pipe, 15... Power supply device, 18... Bacteria, 19... Resistivity meter, 19a... Measuring cell, 31... Pretreatment unit, 41... Primary pure water production unit, 42... Two-bed, three-tower type device device ( 2B3T), 43... Reverse osmosis membrane device (RO), 44... Ultraviolet oxidation device (TOC-UV), 45... Mixed bed type ion exchange resin device, 46... Tank, 51... Secondary pure water production section, 52... UV ray Oxidizer (TOC-UV), 53... Membrane deaerator (MDG), 54... Non-regenerative mixed bed type ion exchange resin device (Polisher), 55... Ultrafiltration device (UF), 56... Use point (POU) ).
Claims (9)
前記被処理水配管の前記取付け孔に水密的に取付けられたレンズと、
230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線発光ダイオードを光源とする紫外線照射装置とを備え、
前記紫外線発光ダイオードは、その光放出面を前記レンズ側に向けて、前記レンズの背面側に配置され、
前記レンズは、前記紫外線発光ダイオードから放射された前記紫外線を拡散又は収束させる光学特性を有し、かつ、前記紫外線の所定の光量が前記分岐配管の開口内に照射されるように配置され、
前記分岐配管に、前記被処理水の水質測定を行うための水質測定器が配置されていることを特徴とする紫外線殺菌装置。 While having a main pipe that serves as a flow path for the water to be treated and a branch pipe connected to the main pipe, in the main pipe, a mounting hole is provided at a position facing an opening of a connecting portion between the branch pipe and the main pipe. The treated water pipe formed,
A lens watertightly mounted in the mounting hole of the water pipe to be treated,
An ultraviolet irradiation device using an ultraviolet light emitting diode that emits ultraviolet light having an emission peak wavelength of 230 to 290 nm as a light source,
The ultraviolet light emitting diode is arranged on the back side of the lens, with its light emitting surface facing the lens side,
The lens has an optical characteristic of diffusing or converging the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode, and is arranged so that a predetermined amount of the ultraviolet light is irradiated into the opening of the branch pipe,
The branch piping, the ultraviolet sterilizer, characterized in that the water quality measuring device is arranged for performing quality measurements of the water to be treated.
前記主配管において、前記分岐配管と前記主配管との接続部の開口を臨む位置に取付け孔が形成され、前記取付け孔にレンズが水密的に取付けられており、
230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線発光ダイオードを光源として、前記光源から紫外線を放射し、
前記放射された紫外線を前記レンズによって拡散又は収束させて、前記紫外線の所定の光量を前記分岐配管の開口内に照射し、
前記分岐配管内に配置された、前記被処理水の水質測定を行うための水質測定器を用い、前記被処理水の水質を測定することを特徴とする紫外線殺菌方法。 An inner wall surface of a treated water pipe having a main pipe that is a flow path of the treated water and a branch pipe connected to the main pipe, and an ultraviolet sterilization method for sterilizing the treated water in the treated water pipe. ,
In the main pipe, a mounting hole is formed at a position facing an opening of a connecting portion between the branch pipe and the main pipe, and a lens is watertightly mounted in the mounting hole.
Using an ultraviolet light emitting diode having an emission peak wavelength in the range of 230 to 290 nm as a light source, emitting ultraviolet light from the light source,
The emitted ultraviolet rays are diffused or converged by the lens, and a predetermined amount of the ultraviolet rays is irradiated into the opening of the branch pipe,
Wherein disposed in the branch pipe, the use of a water quality measuring instrument for performing quality measurements of the water to be treated, prior Symbol ultraviolet sterilization method characterized by measuring the water quality of the water to be treated.
前記一次純水製造部及び前記二次純水製造部がそれぞれ混床式イオン交換樹脂装置を備えた超純水製造システムであって、
前記混床式イオン交換樹脂装置で処理された処理水の流路となる主配管と前記主配管の少なくとも1つに接続された分岐配管とを有するとともに、前記主配管において、前記分岐配管と前記主配管との接続部の開口を臨む位置に取付け孔が形成された被処理水配管と、
前記被処理水配管の前記取付け孔に水密的に取付けられたレンズと、
230〜290nmに発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線発光ダイオードを光源とする紫外線照射装置とを備え、
前記紫外線発光ダイオードは、その光放出面を前記レンズ側に向けて、前記レンズの背面側に配置され、
前記レンズは、前記紫外線発光ダイオードから放射された前記紫外線を拡散又は収束させる光学特性を有し、かつ、前記紫外線の所定の光量が前記分岐配管の開口内に照射されるように配置され、
前記分岐配管内に、前記被処理水の水質測定を行うための水質測定器が配置されていることを特徴とする超純水製造システム。 A pretreatment unit, a primary pure water production unit and a secondary pure water production unit are provided.
The primary pure water production section and the secondary pure water production section are ultra pure water production systems each equipped with a mixed bed type ion exchange resin device,
While having a main pipe serving as a flow path of treated water treated by the mixed bed ion exchange resin device and a branch pipe connected to at least one of the main pipes, in the main pipe, the branch pipe and the A treated water pipe in which a mounting hole is formed at a position facing the opening of the connection portion with the main pipe;
A lens watertightly mounted in the mounting hole of the water pipe to be treated,
An ultraviolet irradiation device using an ultraviolet light emitting diode that emits ultraviolet light having an emission peak wavelength of 230 to 290 nm as a light source,
The ultraviolet light emitting diode is arranged on the back side of the lens, with its light emitting surface facing the lens side,
The lens has an optical characteristic of diffusing or converging the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode, and is arranged so that a predetermined amount of the ultraviolet light is irradiated into the opening of the branch pipe,
The branch in the piping, the ultrapure water production system, characterized in that the water quality measuring device for performing quality measurements of the water to be treated is arranged.
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