JP6848415B2 - 超純水製造装置及び超純水製造装置の運転方法 - Google Patents
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Description
本発明は一次純水製造装置とサブシステムとを備えた超純水製造装置及びこの超純水製造装置の運転方法に関し、特にサブシステムに紫外線酸化装置と白金族金属触媒樹脂塔とを有する超純水製造装置及びこの超純水製造装置の運転方法に関する。
従来、半導体等の電子産業分野で用いられている超純水は、前処理システム、一次純水製造装置及び一次純水を処理するサブシステムで構成される超純水製造装置で原水を処理することにより製造されている。
図２に示すように従来の超純水製造装置２１は、一般に前処理装置２２、一次純水製造装置２３、及び二次純水製造装置（サブシステム）２４といった３段の装置で構成されている。このような超純水製造装置２１の前処理装置２２では、原水Ｗの濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などによる前処理が施され、主に懸濁物質が除去される。
一次純水製造装置２３は、前処理水Ｗ１のタンク２５と紫外線（ＵＶ）酸化装置２６と再生型イオン交換装置（混床式又は４床５塔式など）２７と膜式脱気装置２８とを有し、その他必要に応じてＲＯ膜分離装置や電気脱イオン装置等を有していてもよい。ここで前処理水Ｗ１中の大半の電解質、微粒子、生菌等の除去を行うとともに有機物を分解する。
サブシステム２４は、前述した一次純水製造装置２３で製造された一次純水Ｗ２を貯留するサブタンク３１とこのサブタンク３１から図示しないポンプを介して送給される一次純水Ｗ２を処理する紫外線酸化装置３２と白金族金属触媒樹脂塔３３と膜式脱気装置３４と非再生型混床式イオン交換装置３５と膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜３６とで構成され、さらに必要に応じＲＯ膜分離装置等が設けられている場合もある。このサブシステム２４では、紫外線酸化装置３２により一次純水Ｗ２中に含まれる微量の有機物（ＴＯＣ成分）を紫外線により酸化分解し、この紫外線の照射により生じた過酸化水素を白金族金属触媒樹脂塔３３で分解し、その後段の膜式脱気装置３４で混入しているＤＯ（溶存酸素）などの溶存ガスを除去する。続いて非再生型混床式イオン交換装置３５で処理することで残留した炭酸イオン、有機酸類、アニオン性物質、さらには金属イオンやカチオン性物質をイオン交換によって除去する。そして、限外濾過（ＵＦ）膜３６で微粒子を除去して超純水Ｗ３とし、これをユースポイント３７に供給して、未使用の超純水はサブタンク３１に還流する。
上述したような従来の超純水製造装置２１では、紫外線酸化装置３２におけるＴＯＣ成分の酸化分解機構は、水を酸化分解してＯＨラジカルを生成させ、このＯＨラジカルによりＴＯＣ成分を酸化分解するものであり、通常、この紫外線酸化装置３２における紫外線は水中のＴＯＣを十分に酸化分解できるように過剰量照射される。このように紫外線酸化装置３２の紫外線照射量が多いと、水の分解で生成したＯＨラジカルが過剰となるため、余剰のＯＨラジカルが会合することで過酸化水素となる。発生した過酸化水素は後段の白金族金属触媒樹脂塔３３と接触することで分解される。
しかしながら、本発明者らの検討の結果、サブシステム２４の紫外線酸化装置３２が長期間の過酸化水素の分解を行うと過酸化水素の除去能力が低下することがあることがわかった。この結果、超純水Ｗ３中に過酸化水素が残存すると水質低下の原因となるだけでなく、非再生型混床式イオン交換装置３５や後段の限外濾過（ＵＦ）膜３６を劣化させるおそれがある。さらに、過酸化水素が分解すると酸素を生成することで水中のＤＯが増加する原因ともなる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一次純水製造装置とサブシステムとを備え、このサブシステムに紫外線酸化装置と白金族金属触媒樹脂塔とを有する超純水製造装置における白金族金属触媒樹脂塔の過酸化水素除去能力の低下を抑制した超純水製造装置及びこの超純水製造装置の運転方法を提供することを目的とする。
本発明は第一に、紫外線酸化装置、再生型混床式イオン交換塔又は電気脱イオン装置及び膜式脱気装置を有する一次純水製造装置と、該一次純水製造装置から得られた一次純水を処理する紫外線酸化装置、白金族金属触媒樹脂塔及び膜式脱気装置を有するサブシステムを備える超純水製造装置において、前記サブシステムの前記白金族金属触媒樹脂塔の前段に水素ガス供給手段を設けた、超純水製造装置を提供する（発明１）。
かかる発明（発明１）によれば、サブシステムの白金族金属触媒樹脂塔の前段に水素ガス供給手段を設けることにより、白金族金属触媒樹脂塔の過酸化水素除去能力の低下を抑制することができる。これは以下のような理由による。すなわち、サブシステムの紫外線酸化装置の後段の白金族金属触媒樹脂塔の過酸化水素除去能力の低下は、被処理水中の過酸化水素に対して水素が当量未満であり、白金族金属触媒が酸化するためであると考えられる。次に過酸化水素に対して水素が不足する原因について本発明者らが検討した結果、一次純水製造装置の紫外線酸化装置において、有機物の分解に伴い過酸化水素と水素が生じ、この水素は膜式脱気装置で除去される一方、過酸化水素はサブシステムに流入することが原因であることがわかった。そこで、サブシステムの白金族金属触媒樹脂塔の前段に水素ガス供給手段を設けてサブシステムの紫外線酸化装置の被処理水中の水素が過酸化水素に対して当量以上となるようにすれば、過酸化水素の分解により生じる酸素と水素が結合することで水になるので、白金族金属触媒の酸化劣化を防止することができる。
上記発明（発明１）においては、前記サブシステムが非再生型混床式イオン交換塔を有することが好ましい（発明２）。
かかる発明（発明２）によれば、被処理水中に含まれる微量の有機物が紫外線酸化装置によって分解され、残留した炭酸イオン、有機酸類、アニオン性物質や前段より流入してくる金属イオンやカチオン性物質をイオン交換によって除去することができる。
上記発明（発明１，２）においては、前記白金族金属触媒樹脂塔における白金族金属が白金、パラジウム又は白金／パラジウム合金であることが好ましい（発明３）。
かかる発明（発明３）によれば、処理水中に含まれる微量の過酸化水素を効率的に分解除去することができる。
上記発明（発明１〜３）においては、前記白金族金属が平均粒子径１〜５０ｎｍの白金族の金属の粒子であることが好ましい（発明４）。
かかる発明（発明４）によれば、処理水中に含まれる過酸化水素を特に効率的に分解除去することができる。
本発明は第二に、紫外線酸化装置、再生型混床式イオン交換塔又は電気脱イオン装置、及び膜式脱気装置を有する一次純水製造装置と、該一次純水製造装置から得られた一次純水を処理する紫外線酸化装置、水素ガス供給手段、白金族金属触媒樹脂塔及び膜式脱気装置を有するサブシステムとを備える超純水製造装置の運転方法であって、被処理水を前記一次純水製造装置及び前記サブシステムに連続して通水して超純水を製造する、超純水製造装置の運転方法を提供する（発明５）。
かかる発明（発明５）によれば、サブシステムの白金族金属触媒樹脂塔の前段に水素ガス供給手段を設けることにより、サブシステムの紫外線酸化装置で生じる過酸化水素を分解するに際し、サブシステムの紫外線酸化装置の被処理水中の水素が過酸化水素に対して当量以上とすることで、過酸化水素の分解により生じる酸素と水素が結合することにより水になるので、白金族金属触媒の酸化劣化を防止しながら超純水を製造することができる。
上記発明（発明５）においては、前記白金族金属触媒樹脂塔における白金族金属が白金、パラジウム又は白金／パラジウム合金であることが好ましい（発明６）。
かかる発明（発明６）によれば、処理水中に含まれる微量の過酸化水素を効率的に分解除去することができる。
上記発明（発明５, ６）においては、前記白金族金属が平均粒子径１〜５０ｎｍの白金族の金属の粒子であることが好ましい（発明７）。
かかる発明（発明７）によれば、処理水中に含まれる過酸化水素を特に効率的に分解除去することができる。
上記発明（発明５〜７）においては、前記サブシステムの前記紫外線酸化装置の処理水のＨ２Ｏ２濃度が１０〜１００μｇ／Ｌであり、該サブシステムの前記白金族金属触媒樹脂塔の処理水のＨ２Ｏ２濃度が０．１〜１０μｇ／Ｌであることが好ましい（発明８）。
かかる発明（発明８）によれば、サブシステムの紫外線酸化装置及び白金族金属触媒樹脂塔の処理水のＨ２Ｏ２濃度が上記範囲内となるように紫外線酸化装置及び白金族金属触媒樹脂塔での処理条件を制御することにより、該白金族金属触媒樹脂塔の後段の膜式脱気装置などへの悪影響を最小限に抑制するとともに、得られる超純水の過酸化水素濃度及び溶存酸素濃度を極めて低いレベルとすることができる。
本発明によれば、サブシステムの紫外線酸化装置の処理水に水素を供給することによって、紫外線酸化装置で発生した過酸化水素を白金族金属触媒樹脂塔で分解した際に生じる酸素と水素とが結合することにより水になるので、白金族金属触媒の酸化劣化を防止しながら超純水を製造することができる。
以下、本発明の一実施形態による超純水製造装置及びこの装置の運転方法について図１を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による超純水製造装置を示すフロー図であり、図１において、超純水製造装置１は、前処理装置２と一次純水製造装置３と二次純水製造装置（サブシステム）４との３段の装置で構成されていて、前処理装置２は、工水、井水、市水などの原水Ｗの濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などにより構成されている。
一次純水製造装置３は、被処理水としての前処理水Ｗ１のタンク５と紫外線（ＵＶ）酸化装置６と再生型イオン交換装置（混床式又は４床５塔式など）７と膜式脱気装置８とを有する。
サブシステム４は、前述した一次純水製造装置３で製造された一次純水Ｗ２を貯留するサブタンク１１とこのサブタンク１１から送給される一次純水を処理する紫外線酸化装置１２と白金族金属触媒樹脂塔１４と膜式脱気装置１５と非再生型混床式イオン交換装置１６と膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜１７とを備えており、白金族金属触媒樹脂塔１４の前段には水素ガス供給手段１３が設けられている。そして、限外濾過（ＵＦ）膜１７を通過した超純水Ｗ３は、ユースポイント１８に供給された後、未使用の超純水Ｗ３がサブタンク１１に還流するように構成されている。
上述したような超純水製造装置１において、白金族金属触媒樹脂塔１４に充填する白金族金属触媒樹脂は、担体樹脂に白金族金属を担持させたものである。
この白金族金属を担持させる担体樹脂としては、イオン交換樹脂を用いることができ、特にアニオン交換樹脂を好適に用いることができる。本実施形態において用いるアニオン交換樹脂は、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体とした強塩基性アニオン交換樹脂であることが好ましく、特にゲル型樹脂であることが好ましい。白金族金属は、負に帯電しているので、アニオン交換樹脂に安定に担持されて剥離しにくいものとなる。アニオン交換樹脂の交換基は、ＯＨ形であることが好ましい。ＯＨ形アニオン交換樹脂は、樹脂表面がアルカリ性となり、過酸化水素の分解を促進する。
また、白金族金属は、超純水に対する溶出性が低くかつ触媒活性が高いため、高い通水速度で通水できるので何らかの溶出が起こったとしても溶出物濃度が抑制され、早期の水質悪化が抑制される点において好ましい。この白金族金属としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金を挙げることができる。こられの白金族金属は、１種を単独で用いることができ、２種以上を組み合わせて用いることもでき、２種以上の合金として用いることもでき、あるいは、天然に産出される混合物の精製品を単体に分離することなく用いることもできる。これらの中で白金、パラジウム、白金／パラジウム合金の単独又はこれらの２種以上の混合物は、触媒活性が高いので特に好適に用いることができる。
特に白金族金属触媒樹脂として、上述した担体樹脂に白金族の金属のナノオーダーの粒径の粒子を担持させたものを好適に用いることができる。
白金族の金属ナノ粒子を製造する方法に特に制限はなく、例えば、金属塩還元反応法、燃焼法などを挙げることができる。これらの中で、金属塩還元反応法は、金属ナノ粒子の製造が容易であり、安定した品質の金属ナノ粒子を得ることができるので好適に用いることができる。金属塩還元反応法であれば、例えば、白金などの塩化物、硝酸塩、硫酸塩、金属錯化物などの０.１〜０.４ｍｍｏｌ／Ｌ水溶液に、アルコール、クエン酸又はその塩、ギ酸、アセトン、アセトアルデヒドなどの還元剤を４〜２０当量倍添加し、１〜３時間煮沸することにより、金属ナノ粒子を製造することができる。また、例えば、ポリビニルピロリドン水溶液に、ヘキサクロロ白金酸、ヘキサクロロ白金酸カリウムなどを１〜２ｍｍｏｌ／Ｌ溶解し、エタノールなどの還元剤を加え、窒素雰囲気下で２〜３時間加熱還流することにより、白金ナノコロイド粒子を製造することもできる。
白金族の金属ナノ粒子の平均粒子径は１〜５０ｎｍが好ましく、より好ましくは１.２〜２０ｎｍであり、更に好ましくは１.４〜５ｎｍである。金属ナノ粒子の平均粒子径が５０ｎｍを超えると、ナノ粒子の比表面積が小さくなって、過酸化水素の分解除去に対する触媒活性が低下するおそれがある。一方、金属ナノ粒子の平均粒子径が１ｎｍ未満であると、過酸化水素の分解除去に対する触媒活性がかえって低下するおそれがある。
アニオン交換樹脂への白金族の金属ナノ粒子の担持量は、０.０１〜０.２重量％であることが好ましく、特に０.０４〜０.１重量％であることが好ましい。金属ナノ粒子の担持量が０.０１重量％未満であると、過酸化水素の分解除去に対する触媒活性が不足するおそれがある。金属ナノ粒子の担持量は、０.２重量％以下で過酸化水素の分解除去に対して十分な触媒活性が発現するため、通常は０.２重量％を超える金属ナノ粒子を担持させる必要はない。０.２重量％を超える金属ナノ粒子を担持させると、かえって経済的でない。また、金属ナノ粒子の担持量が増加すると、水中への金属の溶出のおそれも大きくなる。
次に上述したような構成を有する本実施形態の超純水製造装置１の運転方法について説明する。
まず、原水Ｗを前処理装置２で凝集沈殿、凝集ろ過、凝集加圧浮上などの操作により処理することで、主として原水Ｗ中の濁質を除去する。この前処理水Ｗ１は一旦タンク５に貯留され、図示しないポンプにより一次純水製造装置３に送給される。
一次純水製造装置３において、紫外線（ＵＶ）酸化装置６で前処理水Ｗ１中の有機物（ＴＯＣ）が酸化されて有機酸となり、さらに二酸化炭素となる。また、紫外線酸化装置６で過剰に照射された紫外線により、前処理水Ｗ１の水分の分解によりＯＨラジカルと水素とが発生し、余剰のＯＨラジカルが会合することで過酸化水素となる。この結果、紫外線酸化装置６の処理水のＨ２Ｏ２濃度は１０〜１００μｇ／Ｌとなる。水素はさらに、後述する膜式脱気装置８でも除去されるが、この結果、従来は過酸化水素濃度が高く水素が減少した処理水が、一次純水Ｗ２としてサブシステム４に供給され、従来はこれがサブシステム側の白金族金属触媒樹脂塔１４の機能の低下の原因となっていた。その後、紫外線酸化装置６の処理水は、再生型イオン交換装置（混床式又は４床５塔式など）７で前処理水Ｗ１中の大半の電解質（イオン性成分）を除去し、さらに膜式脱気装置８で溶存酸素等の溶存ガスを除去して、有機物（ＴＯＣ）２ｐｐｂ以下、Ｈ２Ｏ２濃度１０〜１００μｇ／Ｌの一次純水Ｗ２を得る。この一次純水Ｗ２は、一旦サブタンク１１に貯留されたのち、図示しないポンプによりサブシステム４に送られる。
次にサブシステム４では、紫外線（ＵＶ）酸化装置１２において一次純水Ｗ２中に残存する微量の有機物が酸化されて有機酸となり、さらに二酸化炭素となる。このとき有機物を極限まで除去するために紫外線酸化装置１２では過剰に紫外線が照射されるので、一次純水Ｗ２の水分の分解で生成したＯＨラジカルが過剰となるため、余剰のＯＨラジカルが会合することで過酸化水素が発生する。これにより紫外線酸化装置１２の処理水中のＨ２Ｏ２濃度は１０〜１００μｇ／Ｌ程度となる。ここで紫外線酸化装置１２の処理水中のＨ２Ｏ２濃度が一次純水Ｗ２よりも増加しないのは、本実施形態においては、後述するように純度の高い超純水Ｗ３をサブタンク１１に返送しているため、紫外線酸化装置１２への流入水の過酸化水素濃度が一次純水Ｗ２よりも大幅に低くなるためである。
そして、紫外線酸化装置１２の処理水に水素ガス供給手段１３から水素を注入する。この水素の供給量は、紫外線酸化装置１２の処理水中のＨ２Ｏ２に対して当量以上で水素濃度が１〜１００μｇ／Ｌとする。
続いて、水素ガスを注入した処理水を白金族金属触媒樹脂塔１４で処理することにより過酸化水素が分解し酸素が生じる。このとき処理水は水素が豊富な状態であるので、酸素と水素が結合することで水になるので、白金族金属触媒の酸化劣化を防止することができる。これにより、Ｈ２Ｏ２濃度は０．１〜１０μｇ／Ｌ以下、特に白金族の金属ナノ粒子を用いた場合には、Ｈ２Ｏ２濃度は５μｇ／Ｌ以下、特に１μｇ／Ｌ以下で、紫外線酸化装置１２の処理水よりも低下する。
さらに、膜式脱気装置１５で溶存酸素を除去する。そして、微量残留している炭酸イオン、有機酸類、アニオン性物質や前段より流入してくる金属イオンやカチオン性物質を非再生型混床式イオン交換装置１６で除去し、さらに限外濾過（ＵＦ）膜１７で微粒子を除去して超純水Ｗ３を製造することができる。この超純水Ｗ３をユースポイント１８に供給して、未使用の超純水Ｗ３はサブタンク１１に還流する。
特に、白金族金属触媒樹脂塔１４の白金族金属触媒樹脂として、白金族の金属ナノ粒子をアニオン交換樹脂に担持したものを用いた場合、この白金族の金属ナノ粒子を担持したアニオン交換樹脂は比表面積が大きいので、過酸化水素分解の反応速度が非常に速く、通水空間速度を高くすることができる。そして、触媒の量に比べて通水量が多いために、触媒から処理水に溶出する金属の影響を非常に小さくすることができる。さらに水中の過酸化水素は、アニオン交換樹脂に担持された白金族の金属ナノコロイド粒子と接触して速やかに分解し、アニオン交換樹脂に作用することがないので、アニオン交換樹脂が過酸化水素に侵されて有機体炭素（ＴＯＣ）が溶出するおそれもない。
なお、本実施形態における超純水Ｗ３は、例えば、抵抗率：１８．１ＭΩ・ｃｍ以上、微粒子：粒径５０ｎｍ以上で１０００個／Ｌ以下、生菌：１個／Ｌ以下、ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ）：１μｇ／Ｌ以下、全シリカ：０．１μｇ／Ｌ以下、金属類：１ｎｇ／Ｌ以下、イオン類：１０ｎｇ／Ｌ以下の性状を有するものである。
以上、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、サブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の前段に水素ガス供給手段１３を設ければよく、種々の変形実施が可能である。例えば、一次純水製造装置３及びサブシステム４には必要に応じＲＯ膜分離装置や電気脱イオン装置等の脱塩手段や他の各種エレメントを設けてもよいし、一次純水製造装置３の前段にさらに純水製造装置を設けて純水製造装置を３段構成としてもよい。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
平均粒子径３.５ｎｍの白金ナノコロイド粒子を、０.０７重量％の担持量で強塩基性ゲル型アニオン交換樹脂に担持させ、白金族金属触媒樹脂として、白金族の金属ナノ粒子を担持したアニオン交換樹脂を調製した。
平均粒子径３.５ｎｍの白金ナノコロイド粒子を、０.０７重量％の担持量で強塩基性ゲル型アニオン交換樹脂に担持させ、白金族金属触媒樹脂として、白金族の金属ナノ粒子を担持したアニオン交換樹脂を調製した。
図１に示す装置構成の超純水製造装置１において、上述した白金族金属触媒樹脂を用いて白金族金属触媒樹脂塔１４を構成して超純水Ｗ３を製造した。このとき、水素ガス供給手段１３から水素濃度約１０μｇ／Ｌとなるように水素を供給した。この超純水Ｗ３の製造工程におけるサブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の入口水及び出口水の過酸化水素濃度（初期）を測定した。結果を表１に示す。また、この超純水製造装置１の運転を長期間継続した後の白金族金属触媒樹脂塔１４の出口水の過酸化水素濃度（末期）を測定した。結果を表１にあわせて示す。なお、過酸化水素濃度は、フェノールフタレイン４.８ｍｇ、硫酸銅(無水)８ｍｇ及び水酸化ナトリウム４８ｍｇに硫酸ナトリウム(無水)を添加して１０ｇとして、微量過酸化水素濃度定量用試薬を調製し、試験水１０ｍＬに該試薬０.５ｇを添加、溶解し、室温で１０分間静置した後の５５２ｎｍにおける吸光度の測定値に基づき算定した。
［比較例１］
実施例１において、水素ガス供給手段１３を設けなかった以外は同様にして超純水製造装置１を構成して超純水Ｗ３を製造した。サブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の入口水及び出口水の過酸化水素濃度（初期）を測定した結果を表１に示す。また、この超純水製造装置１の運転を長期間継続した後の白金族金属触媒樹脂塔１４の出口水の過酸化水素濃度（末期）を測定した。結果を表１にあわせて示す。
実施例１において、水素ガス供給手段１３を設けなかった以外は同様にして超純水製造装置１を構成して超純水Ｗ３を製造した。サブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の入口水及び出口水の過酸化水素濃度（初期）を測定した結果を表１に示す。また、この超純水製造装置１の運転を長期間継続した後の白金族金属触媒樹脂塔１４の出口水の過酸化水素濃度（末期）を測定した。結果を表１にあわせて示す。
表１から明らかな通り、白金族金属触媒樹脂塔１４の前段で水素を添加しなかった比較例１では長期間運転後の超純水Ｗ３の過酸化水素濃度の上昇が顕著であるのに対し、実施例１ではほとんど変化がなかった。
［比較例２、３及び参考例］
比較例１において、サブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の樹脂を表層部、中部、下部の３領域に分別して取り出し、表層部及び中部の樹脂をそれぞれの試験用のカラムに充填し、試験用の白金族金属触媒樹脂塔とした。また、参考例として新品の樹脂を同様に試験用のカラムに充填し、白金族金属触媒樹脂塔とした。
比較例１において、サブシステム４の白金族金属触媒樹脂塔１４の樹脂を表層部、中部、下部の３領域に分別して取り出し、表層部及び中部の樹脂をそれぞれの試験用のカラムに充填し、試験用の白金族金属触媒樹脂塔とした。また、参考例として新品の樹脂を同様に試験用のカラムに充填し、白金族金属触媒樹脂塔とした。
超純水（過酸化水素１μｇ／L未満）に過酸化水素をそれぞれ３００μｇ／L及び１０００μｇ／L添加して試験用入口水を調製し、この試験用入口水を上述した試験用カラムに通水速度（ＳＶ） ３００ｈｒ−１で下向流通水した後の出口水の過酸化水素濃度を測定した。結果を表２に示す。
表２から明らかなとおり、長期間運転後の白金族金属触媒樹脂塔１４の表層部の樹脂をカラムに充填した比較例２の方が、中部の樹脂をカラムに充填した比較例３よりも処理水の過酸化水素の濃度が低かった。これにより中部の樹脂の方が過酸化水素分解能の低下が大きいことがわかる。白金族金属触媒樹脂塔１４に下向流で通水した場合には、表層部から下方に行くに従い過酸化水素濃度は低くなる一方、溶存水素濃度は低減していくことから、過酸化水素分解能の低下は、水素不足に起因する酸化劣化によるものと推測される。
１ 超純水製造装置
３ 一次純水製造装置
４ サブシステム（二次純水製造装置）
６ 紫外線酸化装置
７ 再生型イオン交換装置
８ 膜式脱気装置
１２ 紫外線酸化装置
１３ 水素ガス供給手段
１４ 白金族金属触媒樹脂塔
１５ 膜式脱気装置
１６ 非再生型混床式イオン交換装置
１７ 限外濾過膜
Ｗ 原水
Ｗ１ 前処理水
Ｗ２ 一次純水
Ｗ３ 超純水（二次純水）
３ 一次純水製造装置
４ サブシステム（二次純水製造装置）
６ 紫外線酸化装置
７ 再生型イオン交換装置
８ 膜式脱気装置
１２ 紫外線酸化装置
１３ 水素ガス供給手段
１４ 白金族金属触媒樹脂塔
１５ 膜式脱気装置
１６ 非再生型混床式イオン交換装置
１７ 限外濾過膜
Ｗ 原水
Ｗ１ 前処理水
Ｗ２ 一次純水
Ｗ３ 超純水（二次純水）
Claims (8)
- 紫外線酸化装置、再生型混床式イオン交換塔又は電気脱イオン装置及び膜式脱気装置を有する一次純水製造装置と、該一次純水製造装置から得られた一次純水を処理する紫外線酸化装置、白金族金属触媒樹脂塔及び膜式脱気装置をこの順で有するサブシステムを備える超純水製造装置において、
前記サブシステムの前記紫外線酸化装置と前記白金族金属触媒樹脂塔との間に、水素ガス供給手段を設けた、超純水製造装置。 - 前記サブシステムが非再生型混床式イオン交換塔を有する、請求項１に記載の超純水製造装置。
- 前記白金族金属触媒樹脂塔における白金族金属が白金、パラジウム又は白金／パラジウム合金である、請求項１又は２に記載の超純水製造装置。
- 前記白金族金属が平均粒子径１〜５０ｎｍの白金族の金属の粒子である、請求項１〜３のいずれかに記載の超純水製造装置。
- 紫外線酸化装置、再生型混床式イオン交換塔又は電気脱イオン装置、及び膜式脱気装置を有する一次純水製造装置と、該一次純水製造装置から得られた一次純水を処理する紫外線酸化装置、水素ガス供給手段、白金族金属触媒樹脂塔及び膜式脱気装置をこの順で有するサブシステムとを備える超純水製造装置の運転方法であって、被処理水を前記一次純水製造装置及び前記サブシステムに連続して通水して超純水を製造する、超純水製造装置の運転方法。
- 前記白金族金属触媒樹脂塔における白金族金属が白金、パラジウム又は白金／パラジウム合金である、請求項５に記載の超純水製造装置の運転方法。
- 前記白金族金属が平均粒子径１〜５０ｎｍの白金族の金属の粒子である、請求項５又は６に記載の超純水製造装置の運転方法。
- 前記サブシステムの前記紫外線酸化装置の処理水のＨ２Ｏ２濃度が１０〜１００μｇ／Ｌであり、該サブシステムの前記白金族金属触媒樹脂塔の処理水のＨ２Ｏ２濃度が０．１〜１０μｇ／Ｌである、請求項５〜７のいずれかに記載の超純水製造装置の運転方法。
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