JP7460729B1 - 純水製造方法、純水製造装置及び超純水製造システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本明細書において「~」の符号は、符号の左の値以上右の値以下の数値範囲を表す。
本発明の超純水製造システムによれば、前段側で3段の逆浸透膜装置を用いる純水製造装置における薬剤使用量を低減することができるので、効率よく高水質の超純水を製造することができる。
pH:電極法
ホウ素濃度:ICP(高周波誘導結合プラズマ)発光分光法又はICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析)法
硬度成分:ICP-MS法
溶存炭酸ガス(炭酸カルシウム換算):SUEZ社製 Sievers M9e
シリカ(Si):原子吸光光度法・吸光光度法
塩素(Cl換算):DPD(ジエチルパラフェニレンジアミン)法
導電率:導電率計(堀場製作所製 HE-960CW)
抵抗率(比抵抗):抵抗率計(堀場製作所製 HE-960RW)
全有機炭素(TOC)濃度:TOC計(超純水以外:SUEZ社製 Sievers M9e、超純水:BECKMAN COULTER社製 Anatel A―1000XP)
0.05μm以上の微粒子数:パーティクルカウンター(Particle Measuring Systems社製 UDI―50)
図7に示される純水製造システム7を用いて、純水を製造した。図7に示される純水製造システム7は、図5に示される前処理装置310と純水製造装置300を組み合わせて成る。厚木市水を活性炭処理し、その後、前処理装置310に供給した。前処理装置310で処理されて生成する前処理水W1(pH=7.2、ホウ素濃度150ppb、炭酸濃度30ppmの原水)を、逆浸透膜装置201、202、303で順に逆浸透膜処理した。逆浸透膜装置202の供給水には、そのpHが9.5になるように、アルカリ調整機構204によって水酸化ナトリウム水溶液を添加した。逆浸透膜装置202、303の濃縮水は、タンクTKに還流させた。
図7に示される純水製造システム7を用いて、純水を製造した。前処理装置310で前処理水(pH=7.2、ホウ素濃度50ppb、炭酸濃度15ppmの原水)を製造し、得られた前処理水を、逆浸透膜装置201、202、303で順に逆浸透膜処理した。逆浸透膜装置202の供給水には、そのpHが9.5になるように、アルカリ調整機構204によって水酸化ナトリウム水溶液を添加した。逆浸透膜装置202、303の濃縮水は、タンクTKに還流させた。
実施例1と同様に前処理水W1を得て、前処理水W1を、逆浸透膜装置201、202、303で順に逆浸透膜処理した。逆浸透膜装置202の供給水には、そのpHが9.0になるように、アルカリ調整機構204によって水酸化ナトリウム水溶液を添加した。逆浸透膜装置303の供給水には、そのpHが6.5になるように、スルファミン酸水溶液を添加した。逆浸透膜装置202、303の濃縮水は、タンクTKに還流させた。
実施例1と同様に前処理水W1を得て、前処理水W1を、2段の逆浸透膜装置(図7の逆浸透膜装置201、202に相当)で順に逆浸透膜処理した。2段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが9.5になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した。2段目の逆浸透膜装置の濃縮水は、実施例1と同様に、タンクTKに還流させた。
実施例1と同様に前処理水W1を得て、前処理水W1を、3段の逆浸透膜装置(図7の逆浸透膜装置201、202、303に相当)で順に逆浸透膜処理した。1段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが6.0になるように、硫酸を添加した。また、2段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが9.0になるように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。3段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが4.7になるように、スルファミン酸水溶液を添加した。2段目と3段目の逆浸透膜装置の濃縮水は、実施例1と同様に、タンクTKに還流させた。
実施例1の同様に前処理水W1を得て、前処理水W1に酸を添加した後、図示しない脱気塔で処理して脱気水を得た。脱気水を原水として、3段の逆浸透膜装置(図7の逆浸透膜装置201、202、303に相当)で順に逆浸透膜処理した。2段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが9.0になるように、水酸化ナトリウム水溶液を添加した。また、3段目の逆浸透膜装置の供給水には、そのpHが4.7になるように硫酸を添加した。2段目と3段目の逆浸透膜装置の濃縮水は、実施例1と同様に、タンクTKに還流させた。
実施例1と同様に前処理水W1を得て、前処理水W1を、高圧型の逆浸透膜装置を用いて逆浸透膜処理した。比較例において、ポンプP1の吐出圧は1.6MPaとし、逆浸透膜装置としては、高圧型の逆浸透膜であるTM820K-400(東レ株式会社製)を使用した。
pH:堀場製作所社製HP―200
ホウ素濃度:ICP(高周波誘導結合プラズマ)発光分光法
炭酸濃度:SUEZ社製 Sievers M9e
また、図9に示されるように、実施例1の方法では、2段目の逆浸透膜装置において、大部分のホウ素が除去され、ホウ素の一部が3段目の逆浸透膜装置において除去されている。これに対し、比較例3の方法では、ホウ素のほとんどが、2段目の逆浸透膜において除去されている。
さらに、図10に示されるように、実施例1の方法では、1段目から3段目の逆浸透膜装置を通じて、導電性の成分(イオン成分など)が除去されている。これに対し、比較例3の方法では、脱気塔と1段目の逆浸透膜装置において、導電性の成分(イオン成分など)のほとんどが除去されている。
Claims (9)
- 原水を、少なくとも3段の、運転圧力が0.4MPa~1.1MPaの超低圧型の逆浸透膜装置で処理して原水中のホウ素を除去する純水製造方法であって、
前記3段の逆浸透膜装置に備えられる逆浸透膜は、いずれも、架橋芳香族ポリアミドからなるスキン層を有する負電荷膜であり、
前記原水が、炭酸を1mg/L以上100mg/L以下、ホウ素を150μg/L以下含有し、
前記原水を第1段目の逆浸透膜装置で処理して第1の透過水を得る工程と、
前記第1の透過水をアルカリ性に調整してアルカリ性の被処理水を得る工程と、
前記アルカリ性の被処理水を第2段目の逆浸透膜装置で処理して第2の透過水を得る工程と、
前記第2の透過水を第3段目の逆浸透膜装置で処理して、ホウ素濃度が3μg/L以上20μg/L以下、導電率が、0.3μS/cm以上40μS/cm以下の純水を得る工程と、
を有することを特徴とする、純水製造方法。 - 前記アルカリ性の被処理水のpHは、9.0以上10.0以下である、請求項1に記載の純水製造方法。
- さらに、前記第2の透過水に酸を添加して第2の被処理水を得る工程を有し、前記第2の被処理水を第3段目の逆浸透膜装置で処理する請求項1又は2に記載の純水製造方法。
- 前記原水が塩素を含有し、
前記第2の被処理水を得る工程において、第2の透過水に、スルファミン酸が添加され、
前記第3段目の逆浸透膜装置の濃縮水が、原水に混合されて前記第1段目の逆浸透膜装置で処理される、請求項3に記載の純水製造方法。 - 前記第2の被処理水のpHは、5.5以上7.5以下である、請求項3に記載の純水製造方法。
- 前記第3段目の逆浸透膜装置の透過水として得られた前記純水をさらに、電気式脱イオン装置で処理する、請求項1又は2に記載の純水製造方法。
- 直列に接続された第1の逆浸透膜装置、第2の逆浸透膜装置及び第3の逆浸透膜装置を有し、ホウ素を除去するための純水製造装置であって、
前記第1の逆浸透膜装置、第2の逆浸透膜装置及び第3の逆浸透膜装置は、運転圧力が0.4MPa~1.1MPaの超低圧型の逆浸透膜装置であり、
前記第1の逆浸透膜装置、第2の逆浸透膜装置及び第3の逆浸透膜装置に備えられる逆浸透膜は、架橋芳香族ポリアミドからなるスキン層を有する負電荷膜であり、
炭酸を1mg/L以上100mg/L以下、ホウ素を150μg/L以下含有する原水を第1の逆浸透膜装置に供給する原水供給機構と、
前記第1の逆浸透膜装置の透過水を前記第2の逆浸透膜装置に送る第1の供給管と、
前記第1の供給管の経路に設けられ、前記第1の供給管内を通流する被処理水をアルカリ性に調整するアルカリ調整機構と、
前記第2の逆浸透膜装置の透過水を前記第3の逆浸透膜装置に送る第2の供給管と、を有し、前記第3の逆浸透膜装置の透過水として、ホウ素濃度が3μg/L以上20μg/L以下、導電率が0.3μS/cm以上40μS/cm以下の純水を得ることを特徴とする、純水製造装置。 - 前記第3の逆浸透膜装置の後段に電気式脱イオン装置を有する、請求項7に記載の純水製造装置。
- 一次純水装置と二次純水装置をこの順に備える超純水製造システムであって、
前記一次純水装置は、請求項7又は8に記載の純水製造装置と、前記純水製造装置の後段に配置される電気式脱イオン装置とを備え、
前記二次純水装置は、紫外線酸化装置、非再生式ポリッシャー、膜脱気装置及び限外ろ過装置をこの順に備え、
ホウ素濃度が0.1μg/L以下の超純水を製造する、
超純水製造システム。
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