JP7347556B2 - 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法 - Google Patents

純水製造装置及び純水製造装置の運転方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7347556B2
JP7347556B2 JP2022014798A JP2022014798A JP7347556B2 JP 7347556 B2 JP7347556 B2 JP 7347556B2 JP 2022014798 A JP2022014798 A JP 2022014798A JP 2022014798 A JP2022014798 A JP 2022014798A JP 7347556 B2 JP7347556 B2 JP 7347556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
chamber
treated
reverse osmosis
electrodeionization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022014798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023112836A (ja
Inventor
麗奈 田部井
晃久 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kurita Water Industries Ltd filed Critical Kurita Water Industries Ltd
Priority to JP2022014798A priority Critical patent/JP7347556B2/ja
Priority to PCT/JP2023/003010 priority patent/WO2023149415A1/ja
Priority to TW112103383A priority patent/TW202335972A/zh
Publication of JP2023112836A publication Critical patent/JP2023112836A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7347556B2 publication Critical patent/JP7347556B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46Apparatus therefor
    • B01D61/48Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/54Controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58Multistep processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Description

本発明は、純水製造装置の運転方法に関し、特に半導体、液晶等の電子産業分野で利用される超純水を製造する超純水製造システムを構成する純水製造装置及びそ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(二次純水製造装置)で構成される超純水製造システムで原水を処理することにより製造されている。
例えば、図1に示すように超純水製造システム1は、前処理装置2と一次純水製造装置(純水製造装置)3とサブシステム4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システム1の前処理装置2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3は、前処理水W1を処理する逆浸透膜装置5と、紫外線酸化装置6と、電気脱イオン装置8と、この電気脱イオン装置8に給水を供給する給水ポンプ7とを有する。この一次純水製造装置3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して、一次純水(純水)W2を得る。
そして、サブシステム4は、サブタンク10と供給ポンプ11と紫外線酸化装置6と非再生型混床式イオン交換装置13と限外ろ過膜(UF膜)14とを有し、限外ろ過膜(UF膜)14からユースポイント15を経由してサブタンク10に還流する構成となっている。このサブシステム4では、一次純水製造装置3で製造された一次純水W2中に含まれる微量の有機物(TOC成分)を酸化分解し、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除去し、最後に限外濾過(UF)膜14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15に供給して、未使用の超純水W3はサブシステム4の前段に還流する。
上述したような超純水製造システム1の一次純水製造装置3では、逆浸透膜装置5の処理性能向上を目的に、逆浸透膜装置の給水にNaOH等のアルカリを注入してpH8.5以上とし、各種成分のイオン化を促進して処理することが行われている。
しかしながら、逆浸透膜装置5の給水にアルカリを注入すると、後段の電気脱イオン装置8への給水の水質(電気伝導率など)が増加し、電気脱イオン装置8への負荷が大きくなる、という問題点がある。特に原水水質の変動や逆浸透膜装置5の回収率の変更などにより、逆浸透膜装置5の処理水水質がさらに低下した場合においては、電気脱イオン装置8での処理水(脱塩水)の水質も低下し、これに起因して所望とする水質の純水W2が得られなくなるおそれがある、という問題点がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とを有し、逆浸透膜装置に高pHで被処理水を供給する純水製造装置における逆浸透膜装置の処理水質が変動しても安定した水質で純水を製造することが可能な純水製造装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
上記目的に鑑み、本発明は第一に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とをこの順に備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室にこの逆浸透膜装置の処理水を通水するとともに該脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水する純水製造装置であって、前記逆浸透膜装置の処理水の導電率又は比抵抗値を測定する計測手段と、前記計測手段の測定値に基づいて前記電気脱イオン装置の脱塩室に供給する水量を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記計測手段の測定値に基づく逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m未満の場合の前記脱塩室への流量を100%とした場合に、該逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら該脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御する、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、電気脱イオン装置の処理水の水質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と考えられる。すなわち、逆浸透膜装置の処理水の水質が低下した場合には、電気脱イオン装置に負荷がかかり、電気脱イオン装置の処理水(脱塩水)の水質の低下を招きやすいので、逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら、電気脱イオン装置の負荷を低減するために脱塩室流量を減少させるように制御することが考えられるが、そうすると脱塩室のイオン交換樹脂に吸着していたイオンは濃縮室に移動し、濃縮室のイオン濃度が増加することにより、濃縮室から脱塩室へのイオンの逆拡散が増加し、処理水の水質が低下する。そこで、電気脱イオン装置の脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水することにより、濃縮室下部のイオン濃度を低く維持できるので、電気脱イオン装置の処理水の水質の低下を抑制することができる。
上記発明(発明1)においては、前記逆浸透膜装置と前記電気脱イオン装置との間に紫外線酸化装置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、紫外線酸化装置で逆浸透膜処理水に残存するTOCを分解することで、得られる純水の水質をさらに向上させることができる。
上記発明(発明1,2)においては、前記電気脱イオン装置が、脱塩室の処理水の一部を該電気脱イオン装置の電極室に通水することが好ましい(発明3)。
かかる発明(発明3)によれば、逆浸透膜装置、あるいは紫外線酸化装置で処理された処理水を電気脱イオン装置の電極室に流通すると、電気脱イオン装置の電極及び電極室内のイオン交換体の劣化やスケール生成が促進される。そこで、電気脱イオン装置の脱塩室の処理水の一部を電気脱イオン装置の電極室に通水することで、電気脱イオン装置の電極及び電極室内のイオン交換体の劣化やスケール生成を抑制することができ、電気脱イオン装置を長期間安定して運転することができる。
また、本発明は第二に、逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とをこの順に備え、前記逆浸透膜装置にpH8.5以上の給水を供給し、前記電気脱イオン装置の脱塩室にこの逆浸透膜装置の処理水を通水するとともに該脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水する純水製造装置の運転方法において、前記逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m未満の場合の前記脱塩室への流量を100%とした場合に、前記逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら該脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御する、純水製造装置の運転方法を提供する(発明4)。
かかる発明(発明4)によれば、逆浸透膜装置の処理水の水質が低下した場合には、電気脱イオン装置に負荷がかかり、電気脱イオン装置の処理水の水質の低下を招きやすいので、逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御するとともに、電気脱イオン装置の脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水することにより、電気脱イオン装置の処理水の水質の低下を抑制することができる。
上記発明(発明4)においては、前記純水製造装置が、前記逆浸透膜装置と前記電気脱イオン装置との間に紫外線酸化装置を有することが好ましい(発明5)。
かかる発明(発明5)によれば、紫外線酸化装置で逆浸透膜処理水に残存するTOCを分解することで、得られる純水の水質をさらに向上させることができる。
上記発明(発明4,5)においては、前記電気脱イオン装置の脱塩室の処理水の一部を該電気脱イオン装置の電極室に通水することが好ましい(発明6)。
かかる発明(発明6)によれば、逆浸透膜装置、あるいは紫外線酸化装置で処理された処理水を電気脱イオン装置の電極室に流通すると、電気脱イオン装置の電極及び電極室内のイオン交換体の劣化やスケール生成が促進される。そこで、電気脱イオン装置の脱塩室の処理水の一部を電気脱イオン装置の電極室に通水することで、電気脱イオン装置の電極及び電極室内のイオン交換体の劣化やスケール生成を抑制することができ、電気脱イオン装置を長期間安定して運転することができる。
本発明の純水製造装置によれば、電気脱イオン装置の脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水するとともに、逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御することができるので、水質の低下を抑制し、所定の水質の純水を安定的に製造することが可能となる。
本発明の一実施形態による純水製造装置の運転方法を適用可能な一次純水製造装置を備えた超純水製造システムを示すフロー図である。 前記実施形態よる純水製造装置の運転方法における電気脱イオン装置の構造の一例を示す概略図である。 実施例1で用いた電気脱イオン装置の構造を示す概略図である。 実施例1の純水製造装置の運転方法における電気脱イオン装置の処理水の抵抗率の変化を示すグラフである。 比較例1で用いた電気脱イオン装置の構造を示す概略図である。 比較例1の純水製造装置の運転方法における電気脱イオン装置の処理水の抵抗率の変化を示すグラフである。 実施例2の電気脱イオン装置を用いた試験装置を示す概略図である。 実施例2における電気脱イオン装置の処理水の抵抗率の変化を示すグラフである。 比較例2の電気脱イオン装置を用いた試験装置を示す概略図である。 比較例2における電気脱イオン装置の処理水の抵抗率の変化を示すグラフである。
以下、本発明の一実施形態による純水製造装置の運転方法について添付図面を参照に説明する。
[純水製造装置]
図1は本実施形態の純水製造装置の運転方法を適用可能な超純水製造システムを示すフロー図であり、逆浸透膜装置5の処理水の導電率を測定する計測手段(図示せず)と、この計測手段の測定値に基づいて電気脱イオン装置8の脱塩室に供給する水量を制御する制御手段(図示せず)とを有する以外は、前述した従来例と同じであるので、その詳細な説明を省略する。この超純水製造システム1の純水製造装置としての一次純水製造装置3では、紫外線酸化装置6の処理水を電気脱イオン装置8に通水する。
(電気脱イオン装置)
図2において、電気脱イオン装置8は、電極(陽極21、陰極22)の間に複数のアニオン交換膜23及びカチオン交換膜24を交互に配列して脱塩室25と濃縮室26とを交互に形成し、両側に陽極室27と陰極室28を形成したものであり、脱塩室25にはイオン交換樹脂、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等からなるイオン交換体(アニオン交換体及びカチオン交換体)が混合もしくは複層状に充填されている。また、濃縮室26と、陽極室27及び陰極室28にも、同様にイオン交換体が充填されている。
そして、この電気脱イオン装置8には、脱塩室25に紫外線酸化装置6で処理した被処理水W4を通水して脱塩水W5を取り出し、濃縮室26にこの脱塩水W5を分取して通水する濃縮室通水手段(図示せず)が設けられていて、脱塩水W5を脱塩室25の脱塩水W5の取り出し口に近い側から濃縮室26内に導入すると共に、脱塩室25の処理原水(被処理水W4)の入口に近い側から流出する、すなわち脱塩室25における被処理水W4の流通方向と反対方向から脱塩水W5を濃縮室26に導入して濃縮水W6を吐出する構成となっている。一方、陽極室27及び陰極室28にも脱塩水W5を分取して電極水として流通させ、それぞれ陽極排出水W7、陰極排出水W8として排出する構造となっている。
[純水製造装置の運転方法]
上述したような構成を有する一次純水製造装置3の運転方法について図1及び図2を参照して説明する。まず、原水Wを前処理装置2により前処理を施した前処理水W1を一次純水製造装置3に供給し、逆浸透膜(RO)装置5の給水に図示しないアルカリ添加手段からNaOH等のアルカリを注入してpH8.5以上とする。逆浸透膜(RO)装置5で塩類のほかイオン性、コロイド性のTOCを除去するとともに炭酸ガスをイオン化して除去する。そして、紫外線酸化装置6において残存する有機物を分解する。この紫外線酸化装置6で処理した被処理水W4を電気脱イオン装置8に通水して、UV酸化により分解した有機物に起因するイオン性の不純物を除去して、一次純水W2を製造する。
具体的には、図2に示すように電気脱イオン装置8の脱塩室25に紫外線酸化装置6の処理水を被処理水W4として供給する。そして、この脱塩室25を透過した脱塩水W5を分取して濃縮室26及び電極室(陽極室27、陰極室28)に供給とする。従来のように紫外線酸化装置6の処理水(被処理水W4)を電気脱イオン装置8の濃縮室26及び電極室(陽極室27、陰極室28)に流通すると、被処理水W4には過酸化水素なども含まれているので、電気脱イオン装置8の電極21,22や濃縮室26や陽極室27又は陰極室28内のイオン交換体の劣化が促進される。そこで、濃縮室26と陽極室27及び陰極室28に脱塩水W5を供給することで、電気脱イオン装置8の電極21,22や濃縮室26や陽極室27又は陰極室28内のイオン交換体の劣化を抑制することができ、電気脱イオン装置8の運転電圧の上昇を抑制し、耐用期間を長期化することができる。
特に、電気脱イオン装置8として、脱塩室25を通過した脱塩水W5の一部を被濃縮水として濃縮室26に脱塩室25の通水方向とは逆方向に向流一過式で通水し、濃縮室26から濃縮水W6を系外へ排出させているので、脱塩室25の取り出し側ほど濃縮室26の被濃縮水中のイオン濃度が低いものとなり、濃度拡散による脱塩室25への影響が小さくなるため、ホウ素などの弱イオンの除去率が向上している。
本実施形態においては、上述したような一次純水W2の製造プロセスにおいて、図示しない計測手段により逆浸透膜装置5の処理水の導電率を測定し、逆浸透膜装置5の処理水の導電率が0.3mS/m未満の場合を通常状態として、その際の電気脱イオン装置8の脱塩室25への給水量を100%として設定する。そして、逆浸透膜装置5の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら脱塩室25への被処理水W4の流量を50~100%未満に減少させるように制御する。被処理水W4の流量を50%以下としてもそれ以上の脱塩水W5の水質の安定が得られないばかりか、一次純水W2の製造量が低下する。この脱塩室25への被処理水W4の流量の制御は、逆浸透膜装置5の被処理水W4の導電率の値に対応して、連続的もしくは段階的に変動させるのが一般的であるが、固定値として設定してもよい。上述したような被処理水W4の脱塩室25への供給量は、例えば、電気脱イオン装置8の脱塩室25への被処理水W4の供給路に分岐菅を設け、この分岐菅への被処理水W4の流量を増減させることにより、脱塩室25への被処理水W4の供給量を制御すればよい。
このような制御を行うのは以下のような理由による。すなわち、逆浸透膜装置8の処理水の水質が低下した場合には、これを処理する電気脱イオン装置8に負荷がかかり、電気脱イオン装置8の脱塩室25の処理水(脱塩水)W5の水質の低下を招くおそれがある。そこで、逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら、電気脱イオン装置8の負荷を低減するために脱塩室25の流量を減少させるように制御する。この場合、脱塩室25に供給する被処理水W4と、濃縮室26に供給する濃縮水とを同じ方向に通水すると、脱塩室25のイオン交換樹脂に吸着していたイオンは濃縮室26に移動し、濃縮室26のイオン濃度が増加することにより、濃縮室26から脱塩室25へのイオンの逆拡散が増加し、処理水(脱塩水)W5の水質が低下する。これに対し、本実施形態においては、電気脱イオン装置8の脱塩室25を通過した処理水(脱塩水)W5の一部を該脱塩室25と逆方向に濃縮室26に通水することにより、濃縮室26の下部のイオン濃度を低く維持することができるので、電気脱イオン装置8の処理水(脱塩水)W5の水質の低下を抑制することができる。
このようにして一次純水W2を製造したら、サブタンク10に貯留し、この一次純水W2を供給ポンプ11により供給して処理する。サブシステム4では、紫外線酸化装置6と非再生型混床式イオン交換装置13と限外ろ過膜14とによる処理を行う。紫外線酸化装置6では、UVランプより出される波長185nmの紫外線によりTOCを有機酸さらにはCOレベルにまで分解する。分解された有機酸及びCOは後段の非再生型混床式イオン交換装置13で除去される。限外ろ過膜14では、微小粒子が除去され、非再生型混床式イオン交換装置13の流出粒子も除去され、二次純水(超純水)W3を製造することができる。そして、この超純水W3はユースポイント15に供給された後、未使用分がサブタンク10に返送することで、超純水製造システム1を運転することができる。
以上、本発明について前記実施形態に基づき説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変更実施が可能である。例えば、本発明において適用可能な超純水製造システム1としては、一次純水製造装置3が逆浸透膜装置5の処理水を電気脱イオン装置8で処理する構成であれば、紫外線酸化装置6を必ずしも有する必要はなく、その他種々の構成のものに適用可能である。またサブシステム4の構成も特に制限はなく、汎用的な種々の構成を適用可能である。
以下の具体的実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例1〕
図3及び表1に示す構造の試験用の電気脱イオン装置に表2に示す通水条件で表3に示す給水(被処理水)を脱塩室25に通水し、電気脱イオン装置は定電流運転とした。そして、給水(被処理水)にNaOHを添加して、pH10.5とした後の処理水の抵抗率を測定した。結果を図4に示す。なお、給水の初期導電率は0.25mS/mであり、NaOHを添加後の給水の導電率は、6.8mS/mであった。
Figure 0007347556000001
Figure 0007347556000002
Figure 0007347556000003
〔比較例1〕
実施例1において、試験用の電気脱イオン装置として、図5に示すように被処理水W4を並行して、脱塩室25及び濃縮室26に供給する構造とした以外は同様にして、NaOHを添加後の処理水の抵抗率を測定した。結果を図6に示す。
図4及び図6から明らかなとおり、実施例1においては、NaOHの添加により電気脱イオン装置の処理水(脱塩水)の抵抗率の変化はほとんどなかった。これは、処理水(脱塩水)を濃縮室26に通水することにより、濃縮室26から脱塩室25へのイオンの拡散が防止されたためであると考えられる。これに対し、比較例1ではNaOHの添加により電気脱イオン装置の処理水(脱塩水)の抵抗率が大きく低下した。これは、濃縮室26のNa濃度が増加したことにより、濃縮室26から脱塩室へのイオンの拡散が起こったためであると考えられる。
〔実施例2〕
図7に示す電気脱イオン装置の制御用の試験装置を用意した。この試験装置51は、超純水(UPW)流路52と、電気脱イオン装置53と、脱塩水流路54と、濃縮水流路55と、超純水(UPW)流路52の分岐管56とを有し、脱塩水流路54には、流量計58Aと比抵抗値計59がそれぞれ接続されている。また、濃縮水流路55には、流量計58Bと導電率計57Aとがそれぞれ接続されている。さらに、分岐管56には、流量計58Cと導電率計57Bとがそれぞれ接続されている。そして、超純水流路52にはシリカ(SiO)源としてケイ酸ナトリウム(NaSiO)溶液タンク61と、炭酸ナトリウ(NaHCO)溶液タンク62と、ホウ素源として水酸化ホウ素(B(OH))溶液タンク63とがそれぞれ薬液ポンプ61A,62A,63Aを介して接続した構成を有する。なお、電気脱イオン装置53としては、IP-LXMX4-4(Evoqua社製)を用いて、濃縮室には脱塩室の処理水(脱塩水)を逆方向に通水する構成とした。
上述したような試験装置において、電気脱イオン装置53に、表4に示す通水条件及び表5に示す給水条件において、電気脱イオン装置53を定電流運転し、脱塩室流量を100%(4.7L/分)から60%(2,4L/分)に減少させ、再度100%(4.7L/分)に変化させたときの処理水(脱塩水)の抵抗率を測定した。結果を図8に示す。
Figure 0007347556000004
Figure 0007347556000005
〔比較例2〕
図9に示す電気脱イオン装置の制御用の試験装置を用意した。この試験装置51Aは、前述した実施例2の試験装置において、電気脱イオン装置53の脱塩室と濃縮室に給水を並行方向に供給する構造を有する以外、基本的に同じ構成を有する。
この試験装置において、電気脱イオン装置53に、表4に示す通水条件及び表5に示す給水条件において、電気脱イオン装置53を定電流運転し、脱塩室流量を100%(4.7L/分)から60%(2,4L/分)に減少させ、再度100%(4.7L/分)に変化させたときの処理水(脱塩水)の抵抗率を測定した。結果を図10に示す。
Figure 0007347556000006
図8及び図10から明らかなように、実施例2によれば、脱塩室への流量を60%に減少させると処理水の抵抗率が増加し水質が向上し、再度流量を増加させてもほとんど水質の低下が起こっていないことがわかる。これに対し、比較例2では、脱塩室への流量を低下させることにより、処理水の抵抗率が増加することはないばかりか、流量減少直後には一時的に、抵抗率が減少し、水質低下が発生することがわかる。
これは、比較例2においては、脱塩室流量が減少すると、脱塩室の吸着帯が短縮する。そうすると、脱塩室のイオン交換樹脂に吸着していたイオンは濃縮室に移動する。そのため、濃縮室のイオン濃度が増加する。これにより、濃縮室から脱塩室へのイオンの逆拡散が増加し、処理水の抵抗率が減少する。これに対し、実施例2では処理水カウンターフローとしているので、処理水を濃縮室に通水することにより、濃縮室下部のイオン濃度が低く保たれるため、比較例2のような現象が起こらなかったと考えられる。
1 超純水製造システム
2 前処理装置
3 一次純水製造装置(純水製造装置)
4 サブシステム
5 逆浸透膜装置
6 紫外線酸化装置
7 給水ポンプ
8 電気脱イオン装置
10 サブタンク
11 供給ポンプ
12 紫外線酸化装置
13 非再生型混床式イオン交換装置
14 限外ろ過膜(UF膜)
15 ユースポイント
21 陽極(電極)
22 陰極(電極)
23 アニオン交換膜
24 カチオン交換膜
25 脱塩室
26 濃縮室
27 陽極室
28 陰極室
W 原水
W1 前処理水
W2 一次純水(純水)
W3 超純水
W4 被処理水
W5 脱塩水
W6 濃縮水
W7 陽極排出水
W8 陰極排出水

Claims (6)

  1. 逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とをこの順に備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室にこの逆浸透膜装置の処理水を通水するとともに該脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水する純水製造装置であって、
    前記逆浸透膜装置の処理水の導電率又は比抵抗値を測定する計測手段と、前記計測手段の測定値に基づいて前記電気脱イオン装置の脱塩室に供給する水量を制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、前記計測手段の測定値に基づく逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m未満の場合の前記脱塩室への流量を100%とした場合に、該逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら該脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御する、純水製造装置。
  2. 前記逆浸透膜装置と前記電気脱イオン装置との間に紫外線酸化装置を有する、請求項1に記載の純水製造装置。
  3. 前記電気脱イオン装置が、前記脱塩室を通過した処理水の一部を該電気脱イオン装置の電極室に通水する、請求項1又は2に記載の純水製造装置。
  4. 逆浸透膜装置と電気脱イオン装置とをこの順に備え、前記逆浸透膜装置にpH8.5以上の給水を供給し、前記電気脱イオン装置の脱塩室にこの逆浸透膜装置の処理水を通水するとともに該脱塩室を通過した処理水の一部を前記脱塩室と逆方向に濃縮室に通水する純水製造装置の運転方法であって、
    前記逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m未満の場合の前記脱塩室への流量を100%とした場合に、前記逆浸透膜装置の処理水の導電率が0.3mS/m以上となったら該脱塩室流量を50~100%未満に減少させるように制御する、純水製造装置の運転方法。
  5. 前記純水製造装置が、前記逆浸透膜装置と前記電気脱イオン装置との間に紫外線酸化装置を有する、請求項4に記載の純水製造装置の運転方法。
  6. 前記電気脱イオン装置の前記脱塩室を通過した処理水の一部を該電気脱イオン装置の電極室に通水する、請求項4又は5に記載の純水製造装置の運転方法。
JP2022014798A 2022-02-02 2022-02-02 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法 Active JP7347556B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022014798A JP7347556B2 (ja) 2022-02-02 2022-02-02 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法
PCT/JP2023/003010 WO2023149415A1 (ja) 2022-02-02 2023-01-31 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法
TW112103383A TW202335972A (zh) 2022-02-02 2023-02-01 純水製造裝置及純水製造裝置的運轉方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022014798A JP7347556B2 (ja) 2022-02-02 2022-02-02 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023112836A JP2023112836A (ja) 2023-08-15
JP7347556B2 true JP7347556B2 (ja) 2023-09-20

Family

ID=87552410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022014798A Active JP7347556B2 (ja) 2022-02-02 2022-02-02 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7347556B2 (ja)
TW (1) TW202335972A (ja)
WO (1) WO2023149415A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7477009B1 (ja) 2023-03-30 2024-05-01 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置の運転方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286738A (ja) 2000-04-05 2001-10-16 Kurita Water Ind Ltd 純水製造装置
JP2003001258A (ja) 2001-06-15 2003-01-07 Kurita Water Ind Ltd 電気脱イオン装置
JP2013188684A (ja) 2012-03-13 2013-09-26 Miura Co Ltd 水処理システム
JP2019177328A (ja) 2018-03-30 2019-10-17 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置の運転方法
JP2021102206A (ja) 2019-12-25 2021-07-15 栗田工業株式会社 超純水製造装置の制御方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644759B2 (ja) * 1995-05-10 2005-05-11 日本錬水株式会社 電気再生式純水製造方法及び純水製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286738A (ja) 2000-04-05 2001-10-16 Kurita Water Ind Ltd 純水製造装置
JP2003001258A (ja) 2001-06-15 2003-01-07 Kurita Water Ind Ltd 電気脱イオン装置
JP2013188684A (ja) 2012-03-13 2013-09-26 Miura Co Ltd 水処理システム
JP2019177328A (ja) 2018-03-30 2019-10-17 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置の運転方法
JP2021102206A (ja) 2019-12-25 2021-07-15 栗田工業株式会社 超純水製造装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023112836A (ja) 2023-08-15
TW202335972A (zh) 2023-09-16
WO2023149415A1 (ja) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102602540B1 (ko) 초순수 제조 장치 및 초순수 제조 장치의 운전 방법
KR20100053571A (ko) 순수 제조장치 및 순수 제조방법
WO2023149415A1 (ja) 純水製造装置及び純水製造装置の運転方法
US20230331586A1 (en) Control method for ultrapure water producing apparatus
JP4439674B2 (ja) 脱イオン水製造装置
JP3952127B2 (ja) 電気脱イオン化処理方法
TW202140384A (zh) 純水製造方法、純水製造系統、超純水製造方法及超純水製造系統
JP7183208B2 (ja) 超純水製造装置及び超純水製造方法
JP7192519B2 (ja) ホウ素超高純度除去型超純水製造装置及びホウ素超高純度除去超純水の製造方法
JP7205576B1 (ja) 純水製造システムの運転方法
JP2007063617A (ja) 硫酸イオンを含むメッキ液の再生装置及び硫酸イオン除去方法
JP7477009B1 (ja) 電気脱イオン装置の運転方法
KR20230160780A (ko) 전기 탈이온 장치의 제어 방법
JP7460729B1 (ja) 純水製造方法、純水製造装置及び超純水製造システム
WO2024090356A1 (ja) 純水製造方法、純水製造装置及び超純水製造システム
WO2024075731A1 (ja) ホウ素除去された純水の製造方法、純水製造装置、超純水製造システム
TW202239463A (zh) 電去離子系統及電去離子系統的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230328

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230821

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7347556

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150