JPH0440292A - 有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ０発明の目的 〈産業上の利用分野〉 本発明、紫外線照射装置によって原水に含まれている有
機物、溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもので
、特に近年において、超ＬＳＩ等の半導体を製造する際
に使用する洗浄水や原子力発電所て電力を製造する際に
使用する冷却水等に超純水や純水〈以下純水という）を
使用しているが、本発明は、この洗浄水や冷却水等使用
する純水を製造するについて、その原水に含まれている
有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 従来、例えは半導体製造における超ＬＳＩの洗浄水とし
て、また原子力発電所における冷却水として、純水を使
用している。

この洗浄水、冷却水を原水とし、この原水に含まれてい
る有機物と溶存酸素とを低減する方法としては、まず有
機物については、原水を紫外線照射装置に通水し、紫外
線を照射して有機物を酢酸等の有機酸、二酸化炭素等に
酸化分解し、さらにこの処理水に含まれている有機酸、
二酸化炭素等をイオン交換装置で吸着して有機物濃度を
低減している。

次に、溶存酸素については、原水を真空脱気装置、窒素
カスバブリンク装置、膜脱気装置、パラジウム触媒装置
等の溶存酸素除去装置で処理することによって、溶存酸
素濃度を低減している。

以上述べたように、従来においては有機物と溶存酸素と
を別々の方法で低減しており、単一の処理手段によって
同時に両者を低減することはなく、非効率的であった。

特に紫外線照射装置で原水の有機物を酸化分解する前に
、前記の溶存酸素除去装置を組み合わせて、例えは、真
空脱気装置と窒素ガスバブリング装置、膜脱気装置、パ
ラジウム触媒装置のいずれかの装置を組み合わせて原水
を処理して溶存酸素濃度を極力低減している場合には、
この傾向が強かった。

〈本発明が解決しようとする課題〉 近年、半導体製造の際の洗浄水や原子力発電所の冷却水
として、有機物濃度、溶存酸素濃度を極力低減した純水
を使用することが求められており、特に、純水の有機物
濃度の一段の低減が要望されている。

本発明は、紫外線照射装置のみによって、原水中の有機
物を効果的に低減にすると同時に、溶存酸素をも効率的
に低減することを主たる目的とし、ひいては処理水であ
る純水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を極限まで低減さ
せることを目的とするものである。

また本発明の目的とするところは、従来のように溶存酸
素除去装置を過剰に付設することなく、溶存酸素除去装
置の設置数の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等に
よって、純水製造システムのイシャル及びランニング・
コストを安価にすることにある 口８発明の構成 く課題を解決するための手段〉 原水中の有機物濃度の低減、特に純水製造システムにお
ける有機物濃度の低減ついて、種々研究、検討した結果
、紫外線照射装置による有機物をさらに効率よく酸化分
解するについては、この酸化分解を行う前の原水に、あ
る程度の濃度の溶存酸素が存在した方か、すなわち原水
中に溶存酸素濃度と有機物濃度とか、ある特定の比率に
ある場合に、有機物の酸化分解効率が格段によくなるこ
とを知見し、本発明を構成することになった。

本発明は、紫外線照射装置の被処理対象水である原水に
含まれている有機物、溶存酸素とを酸化分解するについ
て、原水中の有機物濃度、溶存酸素濃度を測定し、その
測定結果に基ついて、原水の有ｉ物濃度、例えばＴＯＣ
（ａＳ　Ｃ）を１０〜１００ｐｐｂ、溶存酸素濃度（ａ
ｓｈ２）を１０〜１００ｐｐｂノ範囲に調整、すなわち
原水中の有機物と溶存酸素との濃度比率を、１・１０〜
１０・１の範囲に入るように調整することに最大の特徴
かある。

換言するならば、原水中に溶存酸素と有機物とを、ある
特定の比率で共存させた状態で紫外線照射による酸化分
解を行い、原水中の有機物と溶存酸素とを同時に効率よ
く低減する方法に関するものである。

なお、本発明において、原水中に溶存酸素と有機物とが
特定の割合で共存すると、有機物の酸化分解効率が顕著
によくなる理由は以下の点にある。

すなわち、原水中の有機物を酸化分解するには酸素（０
）を必要としており、従来のように紫外線照射によって
水（）１２０）から生成したＯＨラジカル（、ＯＨ）に
よって有機物の光酸化分解をするよりは、溶存酸素を原
水中に所定量存在させて光酸化分解させた方か反応が一
段と促進されるためである。

以下に本発明の実施態様の一例を、図面に従って説明を
する。

図中１は紫外線ランプ２を内臓させた周知の構造の紫外
線照射装置であって、酸化分解を行う流路を形成した処
理筒内に石英ガラスの透過筒を配設し、この透過筒内に
紫外線ランプ２を内臓させた通常の紫外線照射装置１を
用いることが多いが、場合によっては処理筒内に石英カ
ラスよりなる通水筒を配設し、この通水筒の外部に紫外
線ランプ２を設け、通水筒内を通過する原水に紫外線を
照射する、いわゆる性態式の紫外線照射装置であっても
よい。

なお紫外線照射装置１の前段の原水の流入管４には、必
要に応じて後述する溶存酸素濃度調整手段８を付設し、
さらに紫外線照射装置１の後段の処理水の流出管９には
公知のイオン交換装置３を付設してもよい。

紫外線照射装置１の原水の流入管４には有機物測定器５
と溶存酸素測定器６ととを付設し、原水中の有機物と溶
存酸素との濃度を測定する。

有機物測定器５としては、例えばＴＯＣ計、ＢＯＤ計、
ＣＯＤ計等を用い、また溶存酸素測定器６としては、例
えば、Ｄｏ計等を用いる。

さらに紫外線照射装置ｌの原水の流入管４には、必要に
応じて、有機物濃度調整手段７と溶存酸素濃度調整手段
８とを付設する。

有機物濃度調整手段７としては、例えばエタノール等の
有機物注入装置や純水添加槽等の有機物希釈装置を用い
、また溶存酸素濃度調整手段８としては、例えば酸素ガ
ス注入装置や前述の溶存酸素除去装置を用いる 本発明においては、液体紫外線照射装置１に流入する原
水の有機物濃度を有機物測定器５で測定するとともに原
水中の溶存酸素濃度を溶存酸素測定器６で測定して、そ
の測定結果に基づいて原水の溶存酸素濃度と原水中の有
機物濃度とを所定濃度比率になるように適宜調整する。

紫外線照射装置１の原水が、例えは半導体製造において
使用する洗浄水である場合、これら原水中の有機物濃度
は通常５〜５０１）Ｉ）ｂの範囲であり、溶存酸素濃度
は通常２０〜ｓｏ　Ｉ）Ｉ）ｂの範囲であるが、本発明
においては、まず原水中の有機物濃度を測定して有機物
濃度を　１０〜１００　ｐｐｂの範囲に入るように調整
する必要かある。

調整方法としては、有機物濃度が低い時は、例えば有機
物注入装置等の有機物濃度調整手段７よりエタノール等
の有機物を原水に注入して有機物濃度を上げればよく、
有機物濃度が高い時は、例えば純水添加槽等の有機物濃
度調整手段７より希釈水を原水に注入して有機物濃度を
下げればよい。

一方、原水中の溶存酸素濃度についても同様に、紫外線
照射装置１に流入させる前に原水中の溶存酸素濃度を測
定し、溶存酸素濃度を　１０〜１００１）ｐｂの範囲に
入るように調整する必要がある。

調整方法としては、溶存酸素濃度が低い時は、例えは酸
素カス注入装置等の溶存酸素濃度調整手段８より酸素ガ
スを原水に注入して溶存酸素濃度を上番ヂれはよく、溶
存酸素濃度か高い時は溶存酸素除去装置等の溶存酸素濃
度調整手段８によって溶存酸素を除去して溶存酸素濃度
を下ければよい。

なお、通常の場合においては、原水の溶存酸素濃度８０
００〜１００００１）ｌｌｂの範囲のことが多く、この
原水の溶存酸素を除去するには、真空脱気装置で処理す
るたけで、溶存酸素濃度を約５０１）Ｉ）ｂまで低減す
ることができ、また真空脱気装置と窒素ガスバブリング
装置、膜脱気装置、パラジウム触媒装置のいずれかの装
置を組み合わせたもので原水を処理すると、溶存酸素濃
度を約５〜１０　ｐｐｂ才で低減することができる。

本発明においては、原水の有機物濃度と溶存酸素濃度と
の濃度比率を、有機物濃度、例えばＴ。

Ｃ（ａｓ　Ｃ）　１０〜１００　ｐｐｂ　、溶存酸素濃
度（ａｓｈ）１０〜１００　ｐｐｂの範囲に調整する必
要があるが、最も望才しい濃度比率は、有機物濃度５０
　ｕｂ　ｉｉｒ後、溶存酸素濃度５０　ｐｐｂ　ｉｉｉ
後である。

有機物濃度を１０〜１００　ｐｐｂの範囲に調整するの
は、１０　ｐｐｂ　　未満であると、本発明の有機物と
の共存による相乗効果か期待できす、また１００　ｐｐ
ｂを超えると、有機物が過剰になって酸化分解効果か悪
化するおそれがあるためである。

また溶存酸素濃度を１０〜ｉｏｏ　ＤＩ）ｂの範囲に調
整するのは、ｉｏ　ｐｐｂ　　未満であると、本発明の
溶存酸素との共存による相乗効果が期待てきす、また１
００　ｐｐｂを超えると、相乗効果が期待てきすに有ａ
！物の酸化分解効果にも悪影響が生ずる可能性があるば
かりが溶存酸素が過剰になって、後段に溶存酸素除去装
置を設ける必要があるなどの不都合を生ずるためである 〈作用〉 実施例　１ 溶存酸１（Ｄｏ）濃度（ａｓ　Ｏ）　９０００　ｐｐｂ
　（１）某市水を、通常用いられている円筒型真空脱気
装置と向流接触型窒素ガスバブリング装置とで処理し、
この脱酸素水の溶存酸素濃度を紫外線照射装置の流入管
に付設した溶存酸素測定器であるＤＯ計（電気化学計器
社製）で測定したところ５ρρｂであった。

次ぎに、原水として、この脱酸素水と脱酸素水の一部に
前記の原水を混合して溶存酸素濃度を高めたものを、下
記の表のように調整した。

さらに、前述の脱酸素水のＴＯＣ濃度（ａｓ　Ｃ）を、
紫外線照射装置の流入管に付設したをＴＯＣ計（トキコ
社製ＴＯＣ−７０００）で測定しなところ、Ｔ○Ｃ濃度
は５ｐｐｂあった。

次ぎに、原水として、この脱酸素水と脱酸素水の一部に
有機物としてエタノールを添加して有機物濃度を高めた
ものを、下記の表のように調整した。

以上のように溶存酸素濃度と有機物濃度とを調整したも
のを、本発明針の原水及び従来例の原水として、これを
　１００Ｗの低圧紫外線ランプ４本をそれぞれの石英ガ
ラスの透過管に収めた紫外線照射装置く日本フォトサイ
エンス社製し−４）に流入させ、それぞれ所定濃度の有
機物と溶存酸素とを共存させた状態において、紫外線ラ
ンプによる紫外線（ＵＶ）照射処理を行い、有機物の酸
化分解と溶存酸素との同時に低減したところ、その相乗
作用によって以下のような本発明の効果が達成された。

なお、有機物と溶存酸素を低減した紫外線照射処理水を
、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを充填した公
知の温床式イオン交換装置で処理した結果も併せて以下
の表に示す。

表 本発明例（ｐｐｂ） （ＪＶ処理前　　［ＪＶ処理後　　イオン交換処理後 ＴＯＣＤＯＴＯＣＤｏ　　　ＴＯＣＤＯ比較例（＋ｏ＋
ｂ） １５０１５０　　　６０　　　ｆｌｌｏ　　　　３０　
　８０上記の表に示したように、原水中の有機物濃度と
溶存酸素濃度を　１０〜１００　ＤＤｂの範囲に調整し
、特定の比率で溶存酸素と有機物とを共存させた状態で
紫外線照射による酸化分解を行なった本発明例の方が、
比較例に対して、有機物、溶存酸素の酸化分解効率よく
、がつイオン交換処理による有機物、溶存酸素の除去効
果も優れていることが分かる。

ハ０発明の効果 以上述べたように、本発明は紫外線照射を行うだけて、
原水中の有機物を効果的に低減にすると同時に、溶存酸
素をも効率的に低減することかでき、ひいてはイオン交
換処理と組み合わせて処理水である純水中の有機物濃度
、溶存酸素濃度を極限まで低減させることが可能である
。

また本発明によれば、従来のように、溶存酸素除去装置
を過剰に付設することなく、溶存酸素除去装置の設置数
の削減、溶存酸素除去装置の規模の減少等によって、純
水製造システムのイシャル及びランニング　コストを安
価にできるメリットもある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の有機物と溶存酸素とを同時に除去する方
法の実施例のを示すもので、紫外線ランプを内臓させた
紫外線照射装置の流入管に有機物測定器と溶存酸素測定
器とを付設し、さらに流入管に有機物濃度調整手段と溶
存酸素濃度調整手段とを付設し、また紫外線照射装置の
流出管にイオン交換装置を付設したフロー図である。 １　紫外線照射装置　５　有機物測定器紫外線ランプ 溶存酸素測定器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線照射装置によって原水に含まれている有機
   物を酸化分解するについて、原水中の有機物濃度ととも
   に溶存酸素濃度を測定し、原水中の有機物濃度を１０〜
   １００ｐｐｂ、溶存酸素濃度を１０〜１００ｐｐｂの範
   囲に入るように調整して紫外線照射による酸化分解を行
   い、原水から有機物と溶存酸素とを同時に除去する方法
   。
2. （２）紫外線照射装置の前段に有機物濃度調整手段又は
   溶存酸素濃度調整手段の一方、あるいは両方を付設した
   第一請求項記載の有機物と溶存酸素とを同時に除去する
   方法
3. （３）紫外線照射装置の後段に、溶存酸素除去装置又は
   イオン交換装置の一方、あるいは両方を付設した第一請
   求項又は第二請求項記載の有機物と溶存酸素とを同時に
   除去する方法。