JPH05309372A - 高純度水の製造装置 - Google Patents
高純度水の製造装置Info
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- JPH05309372A JPH05309372A JP4119000A JP11900092A JPH05309372A JP H05309372 A JPH05309372 A JP H05309372A JP 4119000 A JP4119000 A JP 4119000A JP 11900092 A JP11900092 A JP 11900092A JP H05309372 A JPH05309372 A JP H05309372A
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- osmosis membrane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆浸透膜を２段に設けて２段ＲＯ法により、
原水中の不純物を除去して、純水や超純水等の高純度水
を製造する際に、処理水中の溶存ガスや揮発性の不純物
を効率よく除去できる装置を提供する。 【構成】 ２段に設けたＲＯ膜装置の透過水を、加熱装
置によって加熱した後、真空脱気装置に通す装置を設け
る。この装置により、処理効率に優れ、しかも溶存ガス
や揮発性の不純物を十分に除去して高品質の高純度水を
得ることができる。
原水中の不純物を除去して、純水や超純水等の高純度水
を製造する際に、処理水中の溶存ガスや揮発性の不純物
を効率よく除去できる装置を提供する。 【構成】 ２段に設けたＲＯ膜装置の透過水を、加熱装
置によって加熱した後、真空脱気装置に通す装置を設け
る。この装置により、処理効率に優れ、しかも溶存ガス
や揮発性の不純物を十分に除去して高品質の高純度水を
得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度水を効率的かつ
経済的に得るための高純度水の製造装置、詳しくは、２
段に設けた逆浸透膜装置を通すことで例えば純水、超純
水等の高純度水を製造する装置に関する。
経済的に得るための高純度水の製造装置、詳しくは、２
段に設けた逆浸透膜装置を通すことで例えば純水、超純
水等の高純度水を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来技術】高純度水を製造する従来法の一つとして、
２段に設けた逆浸透膜（以下「ＲＯ膜」と略記する）を
通して不純物を除去する方法（２段ＲＯ法）が知られて
いる。この２段ＲＯ法は、１段目ＲＯ装置を透過した透
過水を更に２段目ＲＯ装置に通して２次透過水を得る方
法であり、１段の逆浸透膜装置とイオン交換装置を組み
合わせた処理装置に比べて、イオン交換樹脂の再生設備
が不要であるとか、再生操作が不要でなので連続採水が
可能である等の利点が得られる他、２段目ＲＯ装置の後
段にイオン交換装置を設けて更に高純度の水を製造する
といった場合でも、当該イオン交換装置を極めて小型化
できるという特徴がある。
２段に設けた逆浸透膜（以下「ＲＯ膜」と略記する）を
通して不純物を除去する方法（２段ＲＯ法）が知られて
いる。この２段ＲＯ法は、１段目ＲＯ装置を透過した透
過水を更に２段目ＲＯ装置に通して２次透過水を得る方
法であり、１段の逆浸透膜装置とイオン交換装置を組み
合わせた処理装置に比べて、イオン交換樹脂の再生設備
が不要であるとか、再生操作が不要でなので連続採水が
可能である等の利点が得られる他、２段目ＲＯ装置の後
段にイオン交換装置を設けて更に高純度の水を製造する
といった場合でも、当該イオン交換装置を極めて小型化
できるという特徴がある。
【０００３】この２段ＲＯ法では、一般に系外に排出す
る濃縮水の濃縮率を大きくして、透過水回収率を上昇さ
せることなどが望まれるが、このために原水にカルシウ
ムイオンが含まれていると膜面に炭酸カルシウムが析出
して膜面を汚染する虞れがある。そこで、原水に酸を添
加してｐＨを低下させることで炭酸カルシウムの析出を
防止する提案等もされている。
る濃縮水の濃縮率を大きくして、透過水回収率を上昇さ
せることなどが望まれるが、このために原水にカルシウ
ムイオンが含まれていると膜面に炭酸カルシウムが析出
して膜面を汚染する虞れがある。そこで、原水に酸を添
加してｐＨを低下させることで炭酸カルシウムの析出を
防止する提案等もされている。
【０００４】また純水や超純水等の理論純水に近い高純
度水では、ＣＯ2 やＯ2 の溶存ガスも可及的に除去され
る必要があり、２段ＲＯ法でもこれらの溶存ガスを除去
するための提案もされている。
度水では、ＣＯ2 やＯ2 の溶存ガスも可及的に除去され
る必要があり、２段ＲＯ法でもこれらの溶存ガスを除去
するための提案もされている。
【０００５】例えば、１段目ＲＯ膜の透過水（一次透過
水）にアルカリを添加して遊離の炭酸を膜で分離できる
イオン状に変化させ、これによって２段目ＲＯ膜でのＣ
Ｏ2の除去率を高める方法（特開昭６１−４５９１
号）、あるいは１段目ＲＯ膜を透過した一次透過水を脱
ガスした後、２段目ＲＯ膜の処理を行なう方法（特開昭
６３−３６８９０号）がある。
水）にアルカリを添加して遊離の炭酸を膜で分離できる
イオン状に変化させ、これによって２段目ＲＯ膜でのＣ
Ｏ2の除去率を高める方法（特開昭６１−４５９１
号）、あるいは１段目ＲＯ膜を透過した一次透過水を脱
ガスした後、２段目ＲＯ膜の処理を行なう方法（特開昭
６３−３６８９０号）がある。
【０００６】しかしながら、上記前者の方法は、アルカ
リを添加することにより遊離の炭酸はＲＯ膜で除去し易
くなるが、炭酸ガス以外の溶存ガス（例えば酸素）を除
去するためには別の処理が必要であるという問題があ
る。
リを添加することにより遊離の炭酸はＲＯ膜で除去し易
くなるが、炭酸ガス以外の溶存ガス（例えば酸素）を除
去するためには別の処理が必要であるという問題があ
る。
【０００７】また上記後者の方法では、１段目ＲＯ膜と
２段目ＲＯ膜の間で脱ガスする方法であるため、高純度
水として回収する二次透過水だけでなく、２段目ＲＯ膜
によって不純物の濃縮側として系外に除去すべき濃縮水
も結果的には脱ガス処理対象となり、脱ガス装置の処理
量が１０〜１５％程度多くなるという問題がある。
２段目ＲＯ膜の間で脱ガスする方法であるため、高純度
水として回収する二次透過水だけでなく、２段目ＲＯ膜
によって不純物の濃縮側として系外に除去すべき濃縮水
も結果的には脱ガス処理対象となり、脱ガス装置の処理
量が１０〜１５％程度多くなるという問題がある。
【０００８】また、目的は異なるが、多段の分離膜を用
いて超純水を製造する場合に、膜電位の異なった膜素材
を組み合わせて多段膜処理することにより、超純水中の
ＴＯＣを除去するという提案（特公昭３−７８１５６
号）もされている。
いて超純水を製造する場合に、膜電位の異なった膜素材
を組み合わせて多段膜処理することにより、超純水中の
ＴＯＣを除去するという提案（特公昭３−７８１５６
号）もされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のことから、２段
ＲＯ法によって高純度水を得る従来方法の問題を解決し
て、脱ガス処理した高水質の高純度水を効率よく得る工
夫が求められている。
ＲＯ法によって高純度水を得る従来方法の問題を解決し
て、脱ガス処理した高水質の高純度水を効率よく得る工
夫が求められている。
【００１０】本発明者は、このような現状において、高
純度水を効率よく得る方法につき鋭意研究を重ねた。
純度水を効率よく得る方法につき鋭意研究を重ねた。
【００１１】その結果、２段ＲＯ法のための膜素材や脱
ガス処理のための装置等を特定の関係で組み合せた場合
に、従来にない優れた脱ガス処理を実現できることを見
い出した。また、２段ＲＯ法の脱ガス処理において従来
は注目されていなかった条件、すなわち温度条件によっ
て、脱ガスの効率が飛躍的に向上されることを見い出し
た。
ガス処理のための装置等を特定の関係で組み合せた場合
に、従来にない優れた脱ガス処理を実現できることを見
い出した。また、２段ＲＯ法の脱ガス処理において従来
は注目されていなかった条件、すなわち温度条件によっ
て、脱ガスの効率が飛躍的に向上されることを見い出し
た。
【００１２】本発明は、以上のような本発明者の知見に
基づいてなされたものであり、その目的は、２段ＲＯ法
において除去が容易でなかった不純物、特に溶存ガスや
揮発性の有機性不純物を、比較的簡単な構成で効率よく
除去できるようにした高純度水の製造装置を提供すると
ころにある。
基づいてなされたものであり、その目的は、２段ＲＯ法
において除去が容易でなかった不純物、特に溶存ガスや
揮発性の有機性不純物を、比較的簡単な構成で効率よく
除去できるようにした高純度水の製造装置を提供すると
ころにある。
【００１３】また本発明の別の目的は、溶存ガスの除去
のために熱を利用すると共に、用いた熱の回収、及び再
利用を図ることで、熱利用効率の高い装置を提供すると
ころにある。
のために熱を利用すると共に、用いた熱の回収、及び再
利用を図ることで、熱利用効率の高い装置を提供すると
ころにある。
【００１４】また更に本発明の別の目的は、上記の効率
的な熱回収によって、後段に設けたイオン交換装置に処
理水を通す場合に、処理水温度を十分に低くして、イオ
ン交換樹脂からのＴＯＣ溶出を可及的に少なく出来るよ
うにした、全体が都合よくバランスされた構成をもつ高
純度水の製造装置を提供するところにある。
的な熱回収によって、後段に設けたイオン交換装置に処
理水を通す場合に、処理水温度を十分に低くして、イオ
ン交換樹脂からのＴＯＣ溶出を可及的に少なく出来るよ
うにした、全体が都合よくバランスされた構成をもつ高
純度水の製造装置を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、以
上のような目的を達成するために、上記特許請求の範囲
の各請求項に記載した本発明を完成した。
上のような目的を達成するために、上記特許請求の範囲
の各請求項に記載した本発明を完成した。
【００１６】かかる本発明よりなる高純度水の製造装置
の特徴の一つは、凝集沈澱、凝集濾過、加圧浮上、ＭＦ
濾過、ＵＦ濾過、活性炭処理、脱炭酸塔、その他のｐＨ
調整等を、単独にあるいは組み合わせて前処理を行なっ
た原水を被処理水として１段目ＲＯ膜装置に給水し、そ
の後、この１段目ＲＯ膜装置の透過水（一次透過水）を
２段目ＲＯ膜装置に給水し、次いで、この２段目ＲＯ膜
装置の透過水（二次透過水）を脱気装置に通して脱ガス
を行なうように設けると共に、この脱気装置に通される
二次透過水を加熱するように設けた装置構成を有すると
ころにある。
の特徴の一つは、凝集沈澱、凝集濾過、加圧浮上、ＭＦ
濾過、ＵＦ濾過、活性炭処理、脱炭酸塔、その他のｐＨ
調整等を、単独にあるいは組み合わせて前処理を行なっ
た原水を被処理水として１段目ＲＯ膜装置に給水し、そ
の後、この１段目ＲＯ膜装置の透過水（一次透過水）を
２段目ＲＯ膜装置に給水し、次いで、この２段目ＲＯ膜
装置の透過水（二次透過水）を脱気装置に通して脱ガス
を行なうように設けると共に、この脱気装置に通される
二次透過水を加熱するように設けた装置構成を有すると
ころにある。
【００１７】ＲＯ膜装置への給水は、例えば、加圧ポン
プで加圧給水することができ、１段目ＲＯ膜装置、２段
目ＲＯ膜装置に別々の加圧ポンプを用いてもよいし、加
圧ポンプを共用してもよい。
プで加圧給水することができ、１段目ＲＯ膜装置、２段
目ＲＯ膜装置に別々の加圧ポンプを用いてもよいし、加
圧ポンプを共用してもよい。
【００１８】脱気装置は、真空下において充填物を用い
た充填塔内に液体を流下させながら脱気を行なうもの
や、真空中に液体をスプレーするフラッシュ塔等の真空
脱気装置、脱気膜を利用し当該脱気膜の一方の側に液体
を流し、他方の側を減圧して脱気を行なう膜脱気器等を
用いることができる。真空脱気装置あるいは膜脱気器で
発生したガスは、例えば、冷却した後真空発生手段によ
り排気すればよい。真空発生手段としては、真空ポン
プ、スチームエゼクター、あるいはＲＯ膜装置の濃縮水
を用いたアスピレーターなどを利用することができる。
真空度は特に限定されるものではないが、一般的には２
０torr〜３０torr程度とするのがよい場合が多い。
た充填塔内に液体を流下させながら脱気を行なうもの
や、真空中に液体をスプレーするフラッシュ塔等の真空
脱気装置、脱気膜を利用し当該脱気膜の一方の側に液体
を流し、他方の側を減圧して脱気を行なう膜脱気器等を
用いることができる。真空脱気装置あるいは膜脱気器で
発生したガスは、例えば、冷却した後真空発生手段によ
り排気すればよい。真空発生手段としては、真空ポン
プ、スチームエゼクター、あるいはＲＯ膜装置の濃縮水
を用いたアスピレーターなどを利用することができる。
真空度は特に限定されるものではないが、一般的には２
０torr〜３０torr程度とするのがよい場合が多い。
【００１９】脱気装置に、給水される二次透過水からの
溶存ガス及び揮発性の不純物の除去は、後述するよう
に、この二次透過水を加熱することによって極めて効率
的に行なわれる。
溶存ガス及び揮発性の不純物の除去は、後述するよう
に、この二次透過水を加熱することによって極めて効率
的に行なわれる。
【００２０】加熱手段としては、脱気装置内に設ける場
合には、例えば内部にスチーム等の熱媒を通じた管路か
らなるヒーター等を用いることができ、脱気装置への給
水系に設ける場合には、プレートアンドフレーム型の熱
交換器等公知のものを用いることができる。加熱は、特
に限定されるものではないが、二次透過水を２５〜６０
℃、好ましくは３０〜５０℃程度に加熱することがよ
い。
合には、例えば内部にスチーム等の熱媒を通じた管路か
らなるヒーター等を用いることができ、脱気装置への給
水系に設ける場合には、プレートアンドフレーム型の熱
交換器等公知のものを用いることができる。加熱は、特
に限定されるものではないが、二次透過水を２５〜６０
℃、好ましくは３０〜５０℃程度に加熱することがよ
い。
【００２１】熱交換装置を通った処理水は、更にイオン
交換装置に通して不純物の一層の除去を図るようにする
ことも好ましい。この場合に用いられるイオン交換装置
としては、アニオン交換樹脂塔、カチオン交換樹脂塔を
組み合わせて用いる場合、アニオン交換樹脂とカチオン
交換樹脂を混合した混床式のイオン交換樹脂塔、あるい
はこれらの複数を組み合わせて用いる場合のいずれの場
合であってもよい。
交換装置に通して不純物の一層の除去を図るようにする
ことも好ましい。この場合に用いられるイオン交換装置
としては、アニオン交換樹脂塔、カチオン交換樹脂塔を
組み合わせて用いる場合、アニオン交換樹脂とカチオン
交換樹脂を混合した混床式のイオン交換樹脂塔、あるい
はこれらの複数を組み合わせて用いる場合のいずれの場
合であってもよい。
【００２２】本発明の他の特徴の一つは、上記の１段目
ＲＯ膜装置と、２段目ＲＯ膜装置と、加熱手段と脱気装
置とを備えた高純度水の製造装置において、該１段目Ｒ
Ｏ膜装置及び２段目ＲＯ膜装置の少なくともいずれか一
方のＲＯ膜を、プラス荷電した膜で構成した高純度水の
製造装置を提供することにある。。
ＲＯ膜装置と、２段目ＲＯ膜装置と、加熱手段と脱気装
置とを備えた高純度水の製造装置において、該１段目Ｒ
Ｏ膜装置及び２段目ＲＯ膜装置の少なくともいずれか一
方のＲＯ膜を、プラス荷電した膜で構成した高純度水の
製造装置を提供することにある。。
【００２３】本発明者等の研究によれば、このようなプ
ラス荷電したＲＯ膜の使用によってナトリウムやカリウ
ム等の陽イオン性の不純物の除去効率が向上し、より高
純度の水が得られることが判明した。
ラス荷電したＲＯ膜の使用によってナトリウムやカリウ
ム等の陽イオン性の不純物の除去効率が向上し、より高
純度の水が得られることが判明した。
【００２４】上記においてプラス荷電したＲＯ膜とは、
例えば図４に示す装置において、ＫＣｌ水溶液の濃度が
低濃度側１０-3モル／ｌ，高濃度側４×１０-3モル／ｌ
として、電位差計により測定される膜電位がマイナスを
示すものをいう。
例えば図４に示す装置において、ＫＣｌ水溶液の濃度が
低濃度側１０-3モル／ｌ，高濃度側４×１０-3モル／ｌ
として、電位差計により測定される膜電位がマイナスを
示すものをいう。
【００２５】具体的には、１段目ＲＯ膜及び２段目ＲＯ
膜の少なくともいずれか一方に３級アミン，４級アミン
をもつプラス荷電したＲＯ膜を用いるが、プラス荷電し
たＲＯ膜は、プラス荷電していないＲＯ膜に比べて被処
理水中の不純物による膜汚染を受け易いので、１段目Ｒ
Ｏ膜としてプラス荷電膜していないＲＯ膜を用い、２段
目ＲＯ膜としてプラス荷電したＲＯ膜を用いるのが好ま
しい場合が多い。
膜の少なくともいずれか一方に３級アミン，４級アミン
をもつプラス荷電したＲＯ膜を用いるが、プラス荷電し
たＲＯ膜は、プラス荷電していないＲＯ膜に比べて被処
理水中の不純物による膜汚染を受け易いので、１段目Ｒ
Ｏ膜としてプラス荷電膜していないＲＯ膜を用い、２段
目ＲＯ膜としてプラス荷電したＲＯ膜を用いるのが好ま
しい場合が多い。
【００２６】プラス荷電膜を用いてＲＯ膜装置を構成す
る場合にも、熱交換装置を通った処理水を上記のように
イオン交換装置に通して不純物の一層の除去を図ること
も好ましい。
る場合にも、熱交換装置を通った処理水を上記のように
イオン交換装置に通して不純物の一層の除去を図ること
も好ましい。
【００２７】本発明は、以上の構成に加え、１段目ＲＯ
膜装置への給水系、２段目ＲＯ膜装置への給水系、特に
は、脱気装置への給水系の配管に、熱交換装置を設け、
上記加熱状態で脱気装置を通った処理水を、これらの熱
交換装置の高温側熱媒体として通水する構成を採用でき
る。
膜装置への給水系、２段目ＲＯ膜装置への給水系、特に
は、脱気装置への給水系の配管に、熱交換装置を設け、
上記加熱状態で脱気装置を通った処理水を、これらの熱
交換装置の高温側熱媒体として通水する構成を採用でき
る。
【００２８】このような熱交換装置の構成を採用するこ
とにより、ＲＯ膜装置への給水の温度コントロール、脱
気装置に給水する二次透過水の予備加熱が行なわれて、
加熱手段の負担が軽減され、熱利用効率が向上する。ま
た、脱気装置の後段にイオン交換装置を設ける場合に
は、熱交換装置を通し温度を低下させた処理水をこのイ
オン交換装置に通すことになるため、高温水をそのまま
通水した時に溶出が多くなるＴＯＣを低減させることが
できる。
とにより、ＲＯ膜装置への給水の温度コントロール、脱
気装置に給水する二次透過水の予備加熱が行なわれて、
加熱手段の負担が軽減され、熱利用効率が向上する。ま
た、脱気装置の後段にイオン交換装置を設ける場合に
は、熱交換装置を通し温度を低下させた処理水をこのイ
オン交換装置に通すことになるため、高温水をそのまま
通水した時に溶出が多くなるＴＯＣを低減させることが
できる。
【００２９】なお、本発明において１段目ＲＯ膜装置へ
の給水（原水）、あるいは２段目ＲＯ膜装置の給水（一
次透過水）にＮａＯＨ水溶液等のアルカリを添加する構
成を付加してもよく、その場合はＲＯ膜装置での遊離炭
酸の除去率が向上し、その結果、後段の脱気装置に対す
る負荷の軽減が図れる。
の給水（原水）、あるいは２段目ＲＯ膜装置の給水（一
次透過水）にＮａＯＨ水溶液等のアルカリを添加する構
成を付加してもよく、その場合はＲＯ膜装置での遊離炭
酸の除去率が向上し、その結果、後段の脱気装置に対す
る負荷の軽減が図れる。
【００３０】
【実施例】以下本発明を図面に示す代表的な実施例に基
づいて更に詳細に説明する。
づいて更に詳細に説明する。
【００３１】実施例１ 図１において、原水１は、前処理装置２により所定の前
処理が行なわれた後、図示しない加圧ポンプにより、原
水給水系の配管２−１から１段目ＲＯ膜装置４に給水さ
れる。
処理が行なわれた後、図示しない加圧ポンプにより、原
水給水系の配管２−１から１段目ＲＯ膜装置４に給水さ
れる。
【００３２】この１段目ＲＯ膜装置４では、ＲＯ膜によ
り不純物を除去し、透過側である一次透過水は、図示し
ない加圧ポンプにより一次透過水給水系の配管４−１を
通して２段目ＲＯ膜装置５に給水される。他方、濃縮側
は濃縮水排出配管４−２を介して系外に廃棄される。
り不純物を除去し、透過側である一次透過水は、図示し
ない加圧ポンプにより一次透過水給水系の配管４−１を
通して２段目ＲＯ膜装置５に給水される。他方、濃縮側
は濃縮水排出配管４−２を介して系外に廃棄される。
【００３３】２段目ＲＯ膜装置ではＲＯ膜により上記一
次透過水中の残留不純物を除去し、透過側である二次透
過水は、図示しないポンプにより二次透過水給水系の配
管５−１を介し、途中熱交換器７で加熱された後真空脱
気装置８に給水される。他方、濃縮側は濃縮水排出配管
５−２を介して前処理装置２に戻される。なお熱交換器
７は、図示しない系外の加熱装置との間で熱媒が循環さ
れて、真空脱気装置８に給水する二次透過水を所定の温
度となるようにコントロールするように設けられてい
る。
次透過水中の残留不純物を除去し、透過側である二次透
過水は、図示しないポンプにより二次透過水給水系の配
管５−１を介し、途中熱交換器７で加熱された後真空脱
気装置８に給水される。他方、濃縮側は濃縮水排出配管
５−２を介して前処理装置２に戻される。なお熱交換器
７は、図示しない系外の加熱装置との間で熱媒が循環さ
れて、真空脱気装置８に給水する二次透過水を所定の温
度となるようにコントロールするように設けられてい
る。
【００３４】また本例では、真空脱気装置８で溶存ガス
等の不純物が除去された処理水（脱気水）は、処理水通
水系の配管８−１，８−２を通してイオン交換装置９に
送られ、イオン性の不純物除去が行なわれるようにして
いるが、この通水系の配管８−１，８−２は、途中にお
いて、上記の二次透過水給水系の配管５−１及び原水給
水系の配管２−１との間で熱交換器６，３を形成し、脱
気水を高温側として、原水又は二次透過水と熱交換を行
なうように設けられている。なお、真空脱気装置８で発
生したガスは熱交換器１０で冷却され、真空発生手段１
１を介して系外に排気される。
等の不純物が除去された処理水（脱気水）は、処理水通
水系の配管８−１，８−２を通してイオン交換装置９に
送られ、イオン性の不純物除去が行なわれるようにして
いるが、この通水系の配管８−１，８−２は、途中にお
いて、上記の二次透過水給水系の配管５−１及び原水給
水系の配管２−１との間で熱交換器６，３を形成し、脱
気水を高温側として、原水又は二次透過水と熱交換を行
なうように設けられている。なお、真空脱気装置８で発
生したガスは熱交換器１０で冷却され、真空発生手段１
１を介して系外に排気される。
【００３５】以上のような構成の２段ＲＯ膜装置を有す
る高純度水の製造装置によれば、２段のＲＯ膜装置４，
５により不純物を除去できると共に、真空脱気装置８の
前段で二次透過水を加熱することにより、二次透過水に
含まれる溶存ガスや揮発性の有機性不純物などを真空脱
気装置８により比較的容易に除去することができるとい
う効果があり、また、真空脱気装置８を通った加熱脱気
水を用いて、原水や二次透過水を熱交換器で加熱すると
共に、脱気水自体はこれにより温度が低下されるため、
イオン交換装置９におけるＴＯＣ溶出等の影響が低減さ
れるという効果もある。
る高純度水の製造装置によれば、２段のＲＯ膜装置４，
５により不純物を除去できると共に、真空脱気装置８の
前段で二次透過水を加熱することにより、二次透過水に
含まれる溶存ガスや揮発性の有機性不純物などを真空脱
気装置８により比較的容易に除去することができるとい
う効果があり、また、真空脱気装置８を通った加熱脱気
水を用いて、原水や二次透過水を熱交換器で加熱すると
共に、脱気水自体はこれにより温度が低下されるため、
イオン交換装置９におけるＴＯＣ溶出等の影響が低減さ
れるという効果もある。
【００３６】試験例１ イオン交換装置を除いて、以下に示すＲＯ膜装置と、真
空脱気装置、加熱装置を用いて図１の装置を構成し、以
下の条件で原水を流して高純度水の製造を行なった。
空脱気装置、加熱装置を用いて図１の装置を構成し、以
下の条件で原水を流して高純度水の製造を行なった。
【００３７】真空脱気装置８に通す二次透過水の温度
は、加熱を行なわない状態から５０℃まで加熱した状態
で夫々高純度水製造試験を行ない、加熱の有無による相
違を下記表１、ならびに図２に示した。
は、加熱を行なわない状態から５０℃まで加熱した状態
で夫々高純度水製造試験を行ない、加熱の有無による相
違を下記表１、ならびに図２に示した。
【００３８】すなわち、１段目ＲＯ膜装置及び２段目Ｒ
Ｏ膜装置としてプラス荷電の膜でない逆浸透膜ＳＵ−７
１０（東レ製）を装着したＲＯ膜装置を用い、真空脱気
装置としては、塔の内部に充填物を充填した公知の真空
脱気装置を用いた。なお、真空脱気装置は真空度２５ｔ
ｏｒｒの条件で運転した。
Ｏ膜装置としてプラス荷電の膜でない逆浸透膜ＳＵ−７
１０（東レ製）を装着したＲＯ膜装置を用い、真空脱気
装置としては、塔の内部に充填物を充填した公知の真空
脱気装置を用いた。なお、真空脱気装置は真空度２５ｔ
ｏｒｒの条件で運転した。
【００３９】また、加熱装置としては、熱水を熱媒体と
したプレートアンドフレーム型の熱交換器を用いた。
したプレートアンドフレーム型の熱交換器を用いた。
【００４０】原水としては、前処理として凝集濾過処理
をした温度１５℃の工業用水を用いた。
をした温度１５℃の工業用水を用いた。
【００４１】
【表１】
【００４２】この結果から、真空脱気装置の前段で給水
（二次透過水）を加熱することにより、ＣＯ2 やＯ2 等
の溶存ガスや揮発性の有機性不純物を除去し易くなり、
よって給水温度が高くなる程、抵抗率（ＭΩ・ｃｍ）の
高い、高純度の水が得られることが分かる。
（二次透過水）を加熱することにより、ＣＯ2 やＯ2 等
の溶存ガスや揮発性の有機性不純物を除去し易くなり、
よって給水温度が高くなる程、抵抗率（ＭΩ・ｃｍ）の
高い、高純度の水が得られることが分かる。
【００４３】試験例２ 図１の装置を用い、試験例１に比べ、２段目ＲＯ膜装置
にプラス荷電タイプの逆浸透膜（ＳＵ−９１０：東レ
製）を用いた他は、試験例１と同様の試験を行ない、そ
の結果を下記表２ならびに図３に示した。
にプラス荷電タイプの逆浸透膜（ＳＵ−９１０：東レ
製）を用いた他は、試験例１と同様の試験を行ない、そ
の結果を下記表２ならびに図３に示した。
【００４４】
【表２】
【００４５】この結果から、２段目ＲＯ膜装置にプラス
荷電したＲＯ膜を用いることにより、上記試験例１に比
べて更に高純度の水が得られることが分かる。
荷電したＲＯ膜を用いることにより、上記試験例１に比
べて更に高純度の水が得られることが分かる。
【００４６】参考試験例１ 試験例１における真空脱気の効果を確認するために、真
空脱気を行なわない他は、試験例１と同様の条件で試験
を行ないその結果を下記表３に示した。
空脱気を行なわない他は、試験例１と同様の条件で試験
を行ないその結果を下記表３に示した。
【００４７】
【表３】
【００４８】この表３の結果から明らかであるように、
真空脱気を行なわずに給水を単に加熱したのみでは、得
られた処理水の抵抗率は、加熱の程度によらず殆ど変化
しなかった。
真空脱気を行なわずに給水を単に加熱したのみでは、得
られた処理水の抵抗率は、加熱の程度によらず殆ど変化
しなかった。
【００４９】試験例３ 試験例２に用いた装置の脱気水の通水系の後段に、Ｈ形
の強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩＲ−１２
４）とＯＨ形の強塩基性陰イオン交換樹脂（アンバーラ
イトＩＲＡ−４００）とを１：１（容量比）で混合して
充填してなるイオン交換装置を接続し、このイオン交換
装置を通った処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果
を下記表４に示した。なお、この時、真空脱気装置入口
の給水温度を５０℃に、またイオン交換樹脂装置入口の
給水温度を２０℃に設定した。
の強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩＲ−１２
４）とＯＨ形の強塩基性陰イオン交換樹脂（アンバーラ
イトＩＲＡ−４００）とを１：１（容量比）で混合して
充填してなるイオン交換装置を接続し、このイオン交換
装置を通った処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果
を下記表４に示した。なお、この時、真空脱気装置入口
の給水温度を５０℃に、またイオン交換樹脂装置入口の
給水温度を２０℃に設定した。
【００５０】また比較のために、真空脱気装置入口の給
水温度を上述の場合と同じく５０℃に加熱すると共に、
当該真空脱気装置からの脱気水を熱交換を行なうことな
くそのままの温度でイオン交換装置に通し、そのときの
処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果を下記表４に
示した。なお真空脱気装置を通った脱気水の条件を同じ
くするために、熱交換器３，６は外部の熱媒を用いて加
熱した。
水温度を上述の場合と同じく５０℃に加熱すると共に、
当該真空脱気装置からの脱気水を熱交換を行なうことな
くそのままの温度でイオン交換装置に通し、そのときの
処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果を下記表４に
示した。なお真空脱気装置を通った脱気水の条件を同じ
くするために、熱交換器３，６は外部の熱媒を用いて加
熱した。
【００５１】
【表４】
【００５２】この表４の結果から分かるように、脱気水
を熱交換してその温度を低下させてからイオン交換装置
に通水した方が、熱交換せずに高い温度のまま通水した
場合に比べて、イオン交換後に得られる処理水のＴＯＣ
濃度は明らかに低かった。
を熱交換してその温度を低下させてからイオン交換装置
に通水した方が、熱交換せずに高い温度のまま通水した
場合に比べて、イオン交換後に得られる処理水のＴＯＣ
濃度は明らかに低かった。
【００５３】
【発明の効果】本発明の高純度水の製造装置によれば、
従来の２段ＲＯ法を実施する装置において除去が容易で
なかった不純物、特にＣＯ2 ，Ｏ2 等の溶存ガスや揮発
性の不純物を、２段目ＲＯ膜装置を通った二次透過水を
加熱して脱気するという比較的簡単な構成で効率よく除
去でき、高品質の高純度水を製造できるという効果があ
ると共に、しかも２段目ＲＯ膜装置の二次透過水のみ脱
気するので、１段目ＲＯ膜装置と２段目ＲＯ膜装置との
間で脱ガスする従来装置に比べて、処理効率が経済的か
つ合理的であり、脱気装置の小型化、処理効率の向上等
を図ることができるという効果がある。
従来の２段ＲＯ法を実施する装置において除去が容易で
なかった不純物、特にＣＯ2 ，Ｏ2 等の溶存ガスや揮発
性の不純物を、２段目ＲＯ膜装置を通った二次透過水を
加熱して脱気するという比較的簡単な構成で効率よく除
去でき、高品質の高純度水を製造できるという効果があ
ると共に、しかも２段目ＲＯ膜装置の二次透過水のみ脱
気するので、１段目ＲＯ膜装置と２段目ＲＯ膜装置との
間で脱ガスする従来装置に比べて、処理効率が経済的か
つ合理的であり、脱気装置の小型化、処理効率の向上等
を図ることができるという効果がある。
【００５４】すなわち、当該従来装置においては、高純
度水として回収する二次透過水だけでなく、不純物の濃
縮側として１段目ＲＯ膜装置の入口側に戻す濃縮水まで
脱気対象となり、その分、脱気装置の処理量が多くなっ
て不経済であるが、本発明装置においては高純度水とし
て回収する二次透過水のみを脱気するので極めて経済的
かつ合理的となるからである。
度水として回収する二次透過水だけでなく、不純物の濃
縮側として１段目ＲＯ膜装置の入口側に戻す濃縮水まで
脱気対象となり、その分、脱気装置の処理量が多くなっ
て不経済であるが、本発明装置においては高純度水とし
て回収する二次透過水のみを脱気するので極めて経済的
かつ合理的となるからである。
【００５５】また、溶存ガスの除去のために加熱した二
次透過水の熱の回収及び再利用を図ることで、装置全体
での熱利用効率が高く、製造コストの増大を抑制できる
という効果もある。
次透過水の熱の回収及び再利用を図ることで、装置全体
での熱利用効率が高く、製造コストの増大を抑制できる
という効果もある。
【００５６】また更に、脱気水（処理水）から更に不純
物を除去するためのイオン交換装置にこの脱気水を通す
場合に、上記の効率的な熱回収，再利用によって、該処
理水の温度を低下させることができ、イオン交換樹脂か
らのＴＯＣの溶出を都合よく抑制でき、装置全体で熱回
収，再利用のバランスに優れた高純度水の製造装置を提
供できるという効果がある。
物を除去するためのイオン交換装置にこの脱気水を通す
場合に、上記の効率的な熱回収，再利用によって、該処
理水の温度を低下させることができ、イオン交換樹脂か
らのＴＯＣの溶出を都合よく抑制でき、装置全体で熱回
収，再利用のバランスに優れた高純度水の製造装置を提
供できるという効果がある。
【００５７】更に、２段のＲＯ膜装置のいずれかをプラ
ス荷電したＲＯ膜を用いて構成することでナトリウムや
カリウム等の陽イオンを効率的に除去することができ、
高品質の高純度水を一層効率的に製造できるという効果
がある。
ス荷電したＲＯ膜を用いて構成することでナトリウムや
カリウム等の陽イオンを効率的に除去することができ、
高品質の高純度水を一層効率的に製造できるという効果
がある。
【図１】本発明の実施例１の高純度水製造装置の構成概
要を示した図、
要を示した図、
【図２】試験例１の結果を示した図、
【図３】試験例２の結果を示した図、
【図４】ＲＯ膜装置に用いるＲＯ膜がプラス荷電の膜で
あることを確認するための装置の構成概要図である。
あることを確認するための装置の構成概要図である。
１・・・原水、２・・・前処理装置、３・・・熱交換
器、４・・・１段目ＲＯ膜装置、５・・・２段目ＲＯ膜
装置、６・・・熱交換器、７・・・熱交換器、８・・・
真空脱気装置、９・・・イオン交換装置、１０・・・熱
交換器、１１・・・真空発生装置。
器、４・・・１段目ＲＯ膜装置、５・・・２段目ＲＯ膜
装置、６・・・熱交換器、７・・・熱交換器、８・・・
真空脱気装置、９・・・イオン交換装置、１０・・・熱
交換器、１１・・・真空発生装置。
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来技術】高純度水を製造する従来法の一つとして、
２段に設けた逆浸透膜（以下「ＲＯ膜」と略記する）を
通して不純物を除去する方法（２段ＲＯ法）が知られて
いる。この２段ＲＯ法は、１段目ＲＯ装置を透過した透
過水を更に２段目ＲＯ装置に通して２次透過水を得る方
法であり、１段の逆浸透膜装置とイオン交換装置を組み
合わせた処理装置に比べて、イオン交換樹脂の再生設備
が不要であるとか、再生操作が不要なので連続採水が可
能である等の利点が得られる他、２段目ＲＯ装置の後段
にイオン交換装置を設けて更に高純度の水を製造すると
いった場合でも、当該イオン交換装置を極めて小型化で
きるという特徴がある。
２段に設けた逆浸透膜（以下「ＲＯ膜」と略記する）を
通して不純物を除去する方法（２段ＲＯ法）が知られて
いる。この２段ＲＯ法は、１段目ＲＯ装置を透過した透
過水を更に２段目ＲＯ装置に通して２次透過水を得る方
法であり、１段の逆浸透膜装置とイオン交換装置を組み
合わせた処理装置に比べて、イオン交換樹脂の再生設備
が不要であるとか、再生操作が不要なので連続採水が可
能である等の利点が得られる他、２段目ＲＯ装置の後段
にイオン交換装置を設けて更に高純度の水を製造すると
いった場合でも、当該イオン交換装置を極めて小型化で
きるという特徴がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】具体的には、１段目ＲＯ膜及び２段目ＲＯ
膜の少なくともいずれか一方に３級アミン，４級アミン
をもつプラス荷電したＲＯ膜を用いるが、プラス荷電し
たＲＯ膜は、プラス荷電していないＲＯ膜に比べて被処
理水中の不純物による膜汚染を受け易いので、１段目Ｒ
Ｏ膜としてプラス荷電していないＲＯ膜を用い、２段目
ＲＯ膜としてプラス荷電したＲＯ膜を用いるのが好まし
い場合が多い。
膜の少なくともいずれか一方に３級アミン，４級アミン
をもつプラス荷電したＲＯ膜を用いるが、プラス荷電し
たＲＯ膜は、プラス荷電していないＲＯ膜に比べて被処
理水中の不純物による膜汚染を受け易いので、１段目Ｒ
Ｏ膜としてプラス荷電していないＲＯ膜を用い、２段目
ＲＯ膜としてプラス荷電したＲＯ膜を用いるのが好まし
い場合が多い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】２段目ＲＯ膜装置ではＲＯ膜により上記一
次透過水中の残留不純物を除去し、透過側である二次透
過水は、二次透過水給水系の配管５−１を介し、途中熱
交換器７で加熱された後真空脱気装置８に給水される。
他方、濃縮側は濃縮水排出配管５−２を介して前処理装
置２に戻される。なお熱交換器７は、図示しない系外の
加熱装置との間で熱媒が循環されて、真空脱気装置８に
給水する二次透過水を所定の温度となるようにコントロ
ールするように設けられている。
次透過水中の残留不純物を除去し、透過側である二次透
過水は、二次透過水給水系の配管５−１を介し、途中熱
交換器７で加熱された後真空脱気装置８に給水される。
他方、濃縮側は濃縮水排出配管５−２を介して前処理装
置２に戻される。なお熱交換器７は、図示しない系外の
加熱装置との間で熱媒が循環されて、真空脱気装置８に
給水する二次透過水を所定の温度となるようにコントロ
ールするように設けられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】試験例３ 試験例２に用いた装置の脱気水の通水系の後段に、Ｈ形
の強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩＲ−１２
４）とＯＨ形の強塩基性陰イオン交換樹脂（アンバーラ
イトＩＲＡ−４００）とを１：２（容量比）で混合して
充填してなるイオン交換装置を接続し、このイオン交換
装置を通った処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果
を下記表４に示した。なお、この時、真空脱気装置入口
の給水温度を５０℃に、またイオン交換樹脂装置入口の
給水温度を２０℃に設定した。
の強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩＲ−１２
４）とＯＨ形の強塩基性陰イオン交換樹脂（アンバーラ
イトＩＲＡ−４００）とを１：２（容量比）で混合して
充填してなるイオン交換装置を接続し、このイオン交換
装置を通った処理水中のＴＯＣ濃度を測定し、その結果
を下記表４に示した。なお、この時、真空脱気装置入口
の給水温度を５０℃に、またイオン交換樹脂装置入口の
給水温度を２０℃に設定した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/58 Ｔ 9/00 Ｚ 8515−4Ｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 被処理水が給水される１段目逆浸透膜装
置と、この１段目逆浸透膜装置を透過した一次透過水が
給水される２段目逆浸透膜装置と、この２段目逆浸透膜
装置を透過した二次透過水が給水される脱気装置と、こ
の脱気装置内又は脱気装置前段の給水系に設けられて上
記二次透過水を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴
とする高純度水の製造装置。 - 【請求項２】 請求項１において、１段目逆浸透膜装置
への給水系、２段目逆浸透膜装置への給水系、脱気装置
への給水系の少なくともいずれか一つの配管に、熱交換
装置を設け、脱気装置を通った処理水を、該熱交換装置
の高温側熱媒体として通水するように構成したことを特
徴とする高純度水の製造装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、１段目逆浸透
膜装置及び２段目逆浸透膜装置の少なくともいずれか一
方の逆浸透膜をプラス荷電した膜で構成したことを特徴
とする高純度水の製造装置。 - 【請求項４】 請求項２において、熱交換装置を通った
処理水の通水系後段にイオン交換装置を設けたことを特
徴とする高純度水の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119000A JPH05309372A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 高純度水の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119000A JPH05309372A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 高純度水の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05309372A true JPH05309372A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14750521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119000A Pending JPH05309372A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | 高純度水の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05309372A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001069A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-08 | Kurita Water Ind Ltd | 純水製造方法 |
| JP2005279462A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Miura Co Ltd | 水処理装置及び水処理方法 |
| JP2005279463A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Miura Co Ltd | 水処理方法 |
| JP2006305498A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Miura Co Ltd | 膜濾過システムの運転方法 |
| JP2012223468A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Nipro Corp | 血液透析治療現場で発生するガス・粉塵の処理方法および処理装置 |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4119000A patent/JPH05309372A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001069A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-08 | Kurita Water Ind Ltd | 純水製造方法 |
| JP2005279462A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Miura Co Ltd | 水処理装置及び水処理方法 |
| JP2005279463A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Miura Co Ltd | 水処理方法 |
| JP2006305498A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Miura Co Ltd | 膜濾過システムの運転方法 |
| JP4544020B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2010-09-15 | 三浦工業株式会社 | 膜濾過システムの運転方法 |
| JP2012223468A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Nipro Corp | 血液透析治療現場で発生するガス・粉塵の処理方法および処理装置 |
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