JPH0471680A - 紫外線照射による超純水の製造法とその装置 - 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】 ４１発明の目的 〈産業上の利用分野〉 本発明は、紫外線照射を用いた超純水の製造法とその装
置に関するもので、特にＬＳＩ等の半導体を製造する際
に、半導体の洗浄水として使用する超純水を、紫外線照
射によって製造する方法とその装置に関するものである
。

〈従来の技術〉 従来、例えばＬＳＩ等の半導体を製造する際に、その半
導体の洗浄水として超純水が使用されているが、この超
純水は、紫外線照射装置、イオン交換装置、超ろ過膜装
置、逆浸透膜装置等を適宜組み合わせた超純水製造シス
テムによって製造される。

この超純水製造システムの前処理装置として、有機物の
酸化分解を行う１８５ｎｍの紫外線酸化分解装置が広く
用いられている。

この紫外線酸化分解装置においては、超純水の原水、例
えば−次純水、に含まれている有機物を酢酸等の有機酸
、二酸化炭素等に酸化分解処理し、この処理水に含まれ
ている有機酸、二酸化炭素等を、後処理装置であるイオ
ン交換装置、超ろ過膜装置、逆浸透膜装置等で除去して
超純水を製造している。

しかし、原水中に細菌が含まれていると、１８５ｎｍの
紫外線酸化分解装置によっては、原水中の細菌の殺菌は
あまり期待できず、細菌によって後処理装置のイオン交
換樹脂、超ろ過膜、逆浸透膜等が細菌で汚染される欠点
があった。

従って、原水中に細菌が存在する場合には、殺菌を行う
ために、種々の殺菌装置を別途に設置しなければならな
ず、前述の場合と同様に、装置コストが高くなるという
不都合があった。

さらに、紫外線照射による有機物の酸化分解の際に、原
水中の溶存酸素濃度が低い場合は問題はないが、溶存酸
素濃度が高い（１０〜１０１００ｐｐ場合は、その処理
水中にオゾンが発生して後処理装置のイオン交換樹脂、
超ろ過膜、逆浸透膜等がオゾンによって劣化、破損する
欠点があった。

従って、原水中の溶存酸素濃度が高い場合には、溶存酸
素の除去を行うために、真空脱気装置、窒素ガスバブリ
ング装置等の溶存酸素除去装置を別途に設置しなければ
ならなず、装置コストが高くなるという不都合があった
。

また、原水中に有機物等の不純物とともに最初からオゾ
ンが含まれていることもあるが、この場合は、１８５ｎ
ｍの紫外線を照射する有機物分解装置によって処理して
も、オゾンは酸化分解されずに処理水中に流出し、後処
理装置のイオン交換樹脂、超ろ過膜、逆浸透膜等がオゾ
ンによって劣化、破損することには変りない。

さらに、２５４ｎｍの紫外線を、細菌を含む原水に照射
して細菌を殺菌する紫外線殺菌装置も使用されているが
、この装置は殺菌目的のみに使用されているに過ぎなか
った。

く本発明が解決しようとする課題〉 本発明は、前述した前処理装置としての１８５ｎｍの紫
外線照射装置を用いた超純水の製造法とその装置の欠点
を解決するものであり、紫外線照射装置の後処理装置の
イオン交換樹脂、超ろ過膜、逆浸透膜等の細菌による汚
染、オゾンによる劣化、破損を防止することに目的があ
る。

また本発明の他の目的は、従来のように殺菌装置や溶存
酸素除去装置を別途に設置することはせずに、超純水製
造システムの装置のイニシャル及びランニンイグ・コス
トを低減することにある。

口１発明の構成 く課題を解決するための手段〉 超純水製造システムにおける殺菌、オゾン分解ついて種
々研究を重ねた結果、紫外線照射によって細菌、オゾン
をさらに効率よく殺菌、オゾン分解するには、２５４ｎ
ｍの紫外線を照射するとよく、場合によっては、１８５
ｎｍの紫外線照射と２５４ｎｍの紫外線照射とを併用す
ると、細菌、オゾンは格段に効率よく殺菌、オゾン分解
でき、さらに有機物、溶存酸素をも除去でき、高純度の
超純水を得られることを知見し、本発明を構成するに至
った。

すなわち、本発明は、紫外線照射装置、イオン交換装置
、超ろ過膜装置、逆浸透膜装置等を適宜組み合わせて超
純水を製造するについて、紫外線照射装置の紫外線とし
て、２５４ｎｍの紫外線を、細菌、オゾン等を含む原水
に照射することによって、原水中の細菌の殺菌及びオゾ
ン分解の処理を行う超純水の製造法に関するものである
。

さらに、本発明は、紫外線照射装置の紫外線として、１
８５ｎｍの紫外線を、有機物、細菌、溶存酸素等を含む
原水に照射することによって、有機物の酸化分解の処理
を行い、そのｆ＆２５４ｎｍの紫外線を、前記の殺菌及
びオゾンを含む処理水に照射することによって、処理水
中の細菌の殺菌及びオゾン分解の処理を行う超純水の製
造法に関するものである。

また、本発明は、１８５ｎｍの紫外線を照射する紫外線
ランプと２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプと
を、一つの処理装置内に、分離した状態で配置した超純
水製造用の二段紫外線照射装置に関するものである。

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。

第１図は、原水中に細菌、オゾンは存在するが、有機物
は存在しない場合の超純水製造法であって、図中１は、
２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプ２を配設し
た紫外線照射装置であり、この紫外線照射装置１の後段
にイオン交換装置、超ろ過膜装置、逆浸透膜装置等の後
処理装置３を適宜組み合わせて設置する。

紫外線ランプ２は、通常、石英ガラス、テフロン等の紫
外線透過性を有する物質よりなる透過管４に内臓して紫
外線照射装置１内に配設し、同装置１内において原水に
紫外線を照射して細菌の殺菌を行うように構成した内照
式ものが多いが、この他にも、紫外線照射装置１内に、
石英ガラス、テフロン等の紫外線透過性を有する物質よ
りなる通水管を配設し、この通水筒の外面に近接させて
紫外線ランプ２を設け、通水筒内を通過する原水に紫外
線を照射して細菌の殺菌を行うように構成した、いわゆ
る外照式のものであってもよい。

なお紫外線照射装置１と後処理装置３の間に各種の水処
理装置を付設してもかまわない。

第２図は、原水中に有機物、溶存酸素、細菌等が存在す
る場合の超純水製造法に関するものであって、紫外線照
射装置１には、２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ラ
ンプ２を配設し、かつ紫外線照射装置１の後段にイオン
交換装置、超ろ過膜装置等の後処理装置３を適宜設置す
ることは、第１図の場合と同様であるが、紫外線照射装
置１の前段に１８５ｎｍの紫外線を照射する紫外線ラン
プ４を配設した紫外線照射装置１−を設置することが異
なる点である。なお紫外線照射装置１−と紫外線照射装
置１の間、及び紫外線照射装置１と後処理装置３の間に
各種の水処理装置を付設してもかまわない。

第３図は、石英ガラス、テフロン等の紫外線透過性を有
する材質よりなる原水の通水管７を設けた外照式の二段
紫外線照射装置６であって、同装置６内の一方の空間、
例えば、原水の流入側に、１８５ｎｍの紫外線を照射す
る紫外線ランプ５を配設して支持体８で固定し、かつ紫
外線照射装置６内の他方の空間、例えば原水（処理水）
の流出側に、２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ラン
プ２を配設して支持体８で固定した構造を有するもので
、一つの紫外線照射装置内において、１８５ｎｍの紫外
線を照射と２５４ｎｍの紫外線を照射とを順次行うこと
を特徴とするものであり、この二段紫外線照射装置６の
後段にイオン交換装置、超ろ過膜装置等の後処理装置を
適宜設置する。

く作用〉 実施例　１ 純水製造装置の一次純水を原水とし、この原水を測定し
たところ、原水中の細菌は１００〜１０００個／　１０
０　ｃ　ｃ　、オゾンは０．１〜０−２１）Ｉ）論であ
った。

この原水を２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線照射装
置、すなわち６２ｗ低圧水銀ランプ（日本フォトサイエ
ンス製ＡＺ−５＞を石英ガラス製の透過管に収め、この
透過管１２本を配設した紫外線照射装置で処理した。

その結果、処理水中の細菌は殺菌されて１個／１００ｃ
ｃ、オゾンはオゾン分解されて０．０１〜０．０２１）
ｐＨまで減少し、後処理装置である温床式イオン交換装
置の強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹
脂は、細菌によってほとんど汚染されることはなく、ま
たオゾンによってあまり破損、劣化することはなく、本
発明の方法は、２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線照
射装置を付設しない場合に比較して、温床式イオン交換
装置の運転時間を３０〜５０％延長することができた。

実施例　２ 純水製造装置の一次純水を原水とし、この原水を測定し
たところ、原水中の有機物は５ｏｐｐｂ、溶存酸素は３
０ｐｐｂ、細菌は１００〜１０００個／　１００　ｃ　
ｃであった。

この原水を１８５ｎｍの紫外線を照射する紫外線照射装
置、すなわち５３ｗ低圧水銀ランプ（日本フォトサイエ
ンス製ＡＺ−３）を石英ガラス製の透過管に収め、この
透過管２０本を配設した紫外線照射装置で処理した。

その結果、処理水中の有機物は酸化分解されて５　ｐｐ
ｂ、溶存酸素は酸化分解されて１０ｐｌ）ｂに減少した
が、オゾンが００−０５ｐｌ発生し、細菌は殺菌されて
１０〜３０個／　１００　ｃ　ｃとなった。

次ぎに、上述の処理水を２５４ｎｍの紫外線を照射する
紫外線照射装置、すなわち６２ｗ低圧水銀ランプ（日本
フォトサイエンス製ＡＺ−５）を石英ガラス製の透過管
に収め、この透過管１２本を配設した紫外線照射装置で
処理した。

その結果、処理水中の細菌は殺菌されて１個／１００ｃ
ｃに、オゾンはオゾン分解されて０−０１１）ｐ−まで
減少し、後処理装置である温床式イオン交換装置の強酸
性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂は、細
菌によってほとんど汚染されることはなく、またオゾン
によってあまり破損、劣化することはなく、さらに後処
理装置である超ろ過膜装置の超ろ過膜も同様に汚染、破
損、劣化されなかった。

このように本発明によると、１８５．２５４ｎｍの紫外
線を照射する紫外線照射装置を付設しない場合に比較し
て、温床式イオン交換装置の運転時間を３０〜５０％延
長することができ、超ろ過膜装置の運転時間も３０〜５
０％延長することができた。

実施例　３ 紫外線照射装置の内部を流入側と流出側に二分割し、そ
の流入側に、１８５ｎｍの紫外線を照射する紫外線ラン
プ、すなわち５３ｗ低圧水銀ランプ（日本フォトサイエ
ンス製ＡＺ−３）を３４本を配設し、さらに、その流出
側に、２５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプ、す
なわち６２ｗ低圧水銀ランプ（日本フォトサイエンス１
４ＡＺ＝５）を４本を配設した紫外線照射装置で、実施
例２の原水を処理しな。

その結果、処理水中の有機物は酸化分解されて１　　ｐ
ｐｂ以下に減少し、細菌は殺菌されて１個／１００ｃｃ
に減少し、オゾンはオゾン分解されて０゜０１　ｐｐｂ
まで減少し、後処理装置である温床式イオン交換装置の
強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂は
、細菌によってほとんど汚染されることはなく、またオ
ゾンによってあまり破損、劣化することはなく、１８５
．２５４　ｎｍの紫外線を照射する紫外線照射装置を付
設しない場合に比較して、後処理装置として設置した温
床式イオン交換装置の運転時間を５０〜１００％延長す
ることができた。

ハ０発明の効果 以上述べたように、本発明によると、紫外線照射装置の
後処理装置のイオン交換樹脂、超ろ過膜、逆浸透膜等の
細菌による汚染、オゾンによる劣化、破損を防止でき、
従来に比較して、これらの後処理装置の運転時間を、実
施例で示したように、長時間延長することができた。

また本発明によると、従来のように殺菌装置や溶存酸素
除去装置を別途に設置する必要はないので、従来に比較
して、純水製造システムの装置のイニシャルを１０〜３
０％低減することができ、さらにランニンイグ・コスト
を３０−５０％低減することができた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は２５４ｎ
ｍの紫外線を照射する紫外線ランプを配設した紫外線照
射装置の後段にイオン交換装置を後処理装置として設置
した状態を示す説明図、第２図は２５４ｎｍの紫外線を
照射する紫外線ランプを配設した紫外線照射装置の前段
に１８５ｎｍの紫外線を照射する一紫外線ランプを配設
し、これらの紫外線照射装置の後段にイオン交換装置を
後処理装置として設置した状態を示す説明図、第３図は
原水の通過する通水管を設けた紫外線照射装置の内部を
流入側と流出側とに分割し、流入側に１８５ｎｍの紫外
線を照射する紫外線ランプを配設し、さらに流出側に２
５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプを配設しな外
照式の二段紫外線照射装置の断面図である。 １．１−紫外線照射装置　６　二段紫外線２　２５４ｎ
ｏ＋紫外線ランプ　　　　　照射装置３　後処理装置　
　　　　７　通水管 ４　透過管 ５　１８５ｎｍ紫外線ランプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線照射装置、イオン交換装置、超ろ過膜装置
   、逆浸透膜装置等を適宜組み合わせて超純水を製造する
   について、紫外線照射装置の紫外線として、２５４ｎｍ
   の紫外線を、細菌、オゾン等を含む原水に照射すること
   によって、、原水中の細菌の殺菌及びオゾン分解の処理
   を行う超純水の製造法。
2. （２）紫外線照射装置、イオン交換装置、超ろ過膜装置
   、逆浸透膜装置等を適宜組み合わせて超純水を製造する
   について、紫外線照射装置の紫外線として、１８５ｎｍ
   の紫外線を、有機物、細菌、溶存酸素等を含む原水に照
   射することによつて、原水中の有機物の酸化分解の処理
   を行い、その後２５４ｎｍの紫外線を、前記の殺菌及び
   オゾンを含む処理水に照射することによって、処理水中
   の細菌の殺菌及びオゾン分解の処理を行う超純水の製造
   法。
3. （３）１８５ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプと２
   ５４ｎｍの紫外線を照射する紫外線ランプとを、一つの
   処理装置内に分離した状態で配置した超純水製造用の二
   段紫外線照射装置。