JPH06206069A

JPH06206069A - イオンの除去方法

Info

Publication number: JPH06206069A
Application number: JP1682593A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hori; 隆博堀
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】高純度の超純水を長期間安定に供給すること
のできるイオン除去システムを提供する。【構成】同種のイオン交換基を有するイオン吸着
膜を充填したモジュール２本以上に被処理水を順次通水
するイオンの除去法。最後尾以外のいずれかのモジ
ュール通過後の被処理水の水質をモニターし、その水質
が所定の範囲外になった時に、最初に被処理水が通過す
るイオン吸着膜モジュールを取り外し、連結システムの
各イオン吸着膜モジュールを順次一つずつ前に移動さ
せ、最後尾に新規のモジュールを設置するイオンの除去
方法。【効果】長期間にわたり高純度の超純水を安定して供
給するシステムが提供でき、従来の技術の限界を越えた
新たな超純水製造プロセスを可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体産業、医薬、原
子力などの分野における超純水製造プロセスをはじめ、
特に低濃度までイオンを吸着除去する必要のあるプロセ
スに、イオン除去効率が高く、処理水の水質を長期間安
定に保証できるイオン除去システムを提供することを目
的としている。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業、医薬、原子力などの超純水
を必要とする分野において、極めて高純度の超純水が要
求される場面が出始めている。中でも、半導体分野にお
いては、目覚ましい集積度の増加に伴い、その洗浄用水
として超純水に求められる水質は、従来の技術を越えた
新たな技術が必要とされている。

【０００３】超純水製造プロセスにおいて、ユースポイ
ントに最も近い、最終部分におけるイオン除去システム
は、優れた脱イオンの能力とともに、優れた耐溶出性も
要求される。本発明者は、イオンとの接触効率、あるい
は洗浄効率において優れた中空糸状の多孔性イオン吸着
膜の開発に成功した。

【０００４】また、単位体積あたりの処理水量として、
従来のポリッシャーの数倍以上の能力を有し、従来の超
純水製造システムの能力を越えた高純度の超純水を供給
するシステムを構築することに成功した。しかし、該中
空糸状イオン吸着膜を脱イオンに使用したところ、短期
間の通水でイオンのリークが始まった。イオン交換容量
としてはまだ十分残っているにもかかわらず、被処理水
の比抵抗を理論純水に維持できないという事態が生じ
た。

【０００５】このような現象が起こると、連続通水の可
能な期間が短くなり、イオン吸着膜の交換頻度が多くな
るばかりでなく、被処理水の水質の保証も十分でなくな
ることになる。本発明では、この事態を解決し、これら
イオン吸着膜の容量を最大限に利用し、長期間安定に高
純度の超純水を提供するシステムを構築することに成功
したものである。

【０００６】

【発明が解決しようしている課題】本発明は、極低濃度
までイオンを除去した高純度の超純水を長期間安定に供
給するイオン除去システムを提供することを目的として
いる。

【０００７】

【問題を解決するための手段】本発明者は、高純度の超
純水を長期間安定に供給することのできるイオン除去シ
ステムをつくるべく鋭意努力した結果、以下のような発
明をなすに至った。すなわち、本発明は；同種のイオン交換基を有するイオン吸着膜を充填し
た２本以上のモジュールに被処理水を順次通水する、イ
オンの除去方法を提供する。また、

【０００８】のイオンの除去方法において、最後
尾以外のいずれかのモジュール通過後の被処理水の水質
をモニターし、その水質が所定の範囲外になったとき
に、該連結システムにおいて、最初に被処理水が通過す
るイオン吸着膜モジュールを取り外し、該連結システム
の各イオン吸着膜モジュールを順次一つずつ前に移動
し、最後尾に新規のモジュールを設置する、イオンの除
去方法をも提供する。

【０００９】本発明は、以上のような方法により、イオ
ン吸着膜モジュールによるシステムより供給される超純
水の水質を十分高純度のものに維持しつつ、しかも、イ
オン交換基の利用率を画期的に向上させること、すなわ
ち、イオン吸着膜に導入したイオン交換基のうち、通水
期間において目的のイオンを吸着する割合を大きく向上
させることに成功したものである。

【００１０】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。イオン吸着膜とは、イオン交換機能を有する多孔膜
であり、被処理水が膜の細孔内を流通する間に、被処理
水中のイオンが、細孔内に存在するイオン交換基によっ
て捕捉される機能を持った膜を指す。

【００１１】イオン吸着膜の有する同種のイオン交換基
とは、アニオン交換基あるいはカチオン交換基という意
味で同種であることをいう。従って、スチレン系Ｉ型の
アニオン交換基を有するアニオン吸着膜と、ピリジンを
４級化したアニオン交換基を有するアニオン吸着膜を連
結した場合も当てはまる。

【００１２】また、超純水製造システムにおいて、同種
のイオン交換基を有するイオン吸着膜を充填した２本以
上のモジュールが必ずしも直接接続されている必要はな
い。例えば、アニオン吸着膜モジュールの後にカチオン
吸着膜モジュールを接続して、さらにアニオン吸着膜モ
ジュールを連結する場合、或いはイオン交換樹脂ポリッ
シャーとイオン吸着膜モジュールを組み合わせて用いる
場合など様々なシステムが考えられる。

【００１３】超純水の水質のモニターの方法は、比抵
抗、ＴＯＣ濃度、シリカ濃度などの各種考えられるが、
脱イオンの目的に適い、しかもリアルタイムで測定でき
る方法として、比抵抗によるモニターが望ましい。な
お、アニオン吸着膜、カチオン吸着膜及び他のユニット
プロセスを組み合わせた場合、アニオン吸着膜及びカチ
オン吸着膜の連結システムの管理及び交換はそれぞれ独
立して行うものとする。

【００１４】例えば、図１に示したラインを考える。ア
ニオン吸着膜、カチオン吸着膜それぞれの連結システム
を組み合わせた形となっており、比抵抗によるモニター
を用いる場合、以下に示すような管理方法が考えられ
る。

【００１５】本システムの特徴は、最終的に得られる水
の純度を保証しつつ、しかもイオイオン吸着膜の容量を
最大限に利用することが可能な点である。従って、最終
的に得られる水の純度が維持されている限り、出来るだ
け長期間運転を継続することが望ましく、そのために、
最終的に得られる水の純度が低下する直前の時期を判断
し、モジュール交換を行なうこが必要である。

【００１６】最終的に得られる水に最も近い位置、すな
わち最後尾のモジュールの直前で水質をモニターし、上
記の時期を判断することが望ましい。例えば、図１にお
けるアニオン吸着膜システムではＭ４、カチオン吸着膜
システムではＭ３で水質をモニターすると、交換時期の
判断は下記表１に示したようになる。

【００１７】

【表１】Ｍ１、Ｍ２でモニターすることによって、上記の時期の
判断をする場合、交換時期の判断の精度が低下し、水質
保証のため、交換時期を速くせざるを得ない場合が考え
られる。

【００１８】しかし、ユースポイントに近いＭ３、Ｍ４
の部分で、例えばデットスペースを出来るだけ少なくす
ることを意図して、測定器は取り付けないと言う場合
に、Ｍ１、Ｍ２の位置で交換時期を判断することにな
る。この場合、例えば下記表２に示したようになる。

【００１９】

【表２】

【００２０】なお、キレート型イオン吸着膜の連結シス
テムを導入した場合、対象となる金属イオン濃度が低す
ぎて、比抵抗では検出できず、モニターできない場合が
考えられる。その場合は、定期的にサンプリングして原
子吸光で測定するなどの工夫が必要となる。

【００２１】以上のように、イオン吸着膜の交換時期の
判定基準は、イオン吸着膜そのものの性能、モジュール
段数を含めたシステムの仕様、あるいは、要求最低水質
やモニターの位置によって決定されるものである。

【００２２】個々のシステムにおいて、モニター値が交
換を要する基準値に達したとき、システムからの得られ
る水は、要求水質を十分に維持しており、しかも、最前
部のモジュールにおいては、イオン吸着膜の容量を最大
に利用した状態となっている。

【００２３】この状態で、最前部のイオン吸着膜を取り
外し、順次イオン吸着膜を前に移動し、最後尾に新規の
イオン吸着膜を取り付け、運転を継続することになる。
イオン吸着膜モジュールの交換の操作において、パイプ
の付け替えをできるかぎり少なくし、しかも、デッドボ
リュームを極力なくしたパイピングシステムが求められ
る。

【００２４】たとえば、図２、３に示したシステムが考
えられる。図２はバルブ操作によるシステムの例であ
る。新規のモジュール４を設置し、４連結の状態にした
後、バルブ操作によりモジュール１をバイパスする形に
し、モジュール１を取り外す。さらに、その次のモジュ
ール交換の際には、モジュール１の位置に新規モジュー
ルを設置し、モジュール２を取り外す。

【００２５】以下、順次モジュール交換を繰り返すこと
になる。なお、図２に示したシステムでは逆洗を行うこ
とも可能である。図３は、カートリッジタイプのイオン
吸着膜によるシステムである。

【００２６】各モジュール内のイオン吸着膜を順次取り
替えることにより、運転を継続することができる。該イ
オン吸着膜は、吸着膜単位体積当りできるだけ多くの液
を処理することができ、しかも、流通する被処理水はで
きるだけ多くのイオン交換基と接触する必要がある。

【００２７】従って、形状は、平膜状、繊維状、中空糸
状などの中で、中空糸状が望ましい。また、ミクロ構造
としては、膜単位体積当りの比表面積が大きく、孔径に
ついては大きさが揃っており、三次元的に均一に分布し
ていることが望ましい。

【００２８】以上の要求を満たすイオン吸着膜として、
たとえば、特開昭６１−２２０７０５号公報、特開平２
−１３２１３２号公報、特開平２−１６０８４５号公報
に記載のアニオン吸着膜およびカチオン吸着膜などが適
当である。また、特開平０２−１８７１３６号公報に記
載のキレート形成基を導入した膜にも同様のシステムが
応用できる。

【００２９】なお、モジュール内に充填するイオン吸着
膜は、１ｇ当り０．１ミリ当量以上のイオン交換基が結
合した多孔膜が望ましい。イオン交換容量が少ないと、
短期間で破過してしまうため、イオン吸着膜の交換頻度
を少なくするという本発明のメリットが生かせなくな
る。また、イオン交換基の密度が低いとイオン除去効率
が低くなり、出口における液中イオン濃度を十分に下げ
ることができなくなり、やはり好ましくない。

【００３０】なお、ここでいうイオン吸着膜１ｇ当りと
は、イオン吸着膜のかなりマクロ的な重量を基準にした
値のことであって、イオン吸着膜全体に導入されたイオ
ン交換基量を単純にそのイオン吸着膜の重量で除したも
のである。

【００３１】イオン吸着膜に導入されたイオン交換基の
量は、対象となるイオンを含有する溶液を十分量通水
し、引き続いて、吸着したイオンを脱着し、イオンの吸
着量を測定し、求める。アニオン吸着膜およびカチオン
吸着膜については、ＮａＣｌ水溶液を十分量通水し、そ
れぞれＣｌ^-イオン、Ｎａ⁺イオンの吸着量として求め
る。キレート型イオン吸着膜の場合も、例えば、硫酸銅
の溶液を用いて、同様に吸着量からキレート形成基の導
入量を求めることができる。

【００３２】本発明は、イオン吸着膜モジュールを設置
し、通水を開始した後、イオン交換基の一部にしかイオ
ンが吸着されていない状態で破過が起こり、得られる処
理水の水質を維持できなくなるという現象を克服するこ
とを目的としてなされたものである。

【００３３】上記現象の原因について、およそ以下のよ
うな予想を立てた。内容を図４に示す。被処理水がイオ
ン吸着膜の細孔内を流通する間に、水中のイオンは、細
孔内表面のイオン交換基の層内に入り、イオン交換が行
われる。イオン交換基のうちイオンを捕捉した割合、す
なわちイオン交換基占有率と水中のイオン濃度とは平衡
関係にある。

【００３４】ところが、イオン交換基に捕捉されたイオ
ンがイオン交換基の層内をイオン交換基占有率の低い
方、すなわち、細孔の出口に向かって拡散し、やがて、
膜の表面に到達する。細孔出口から流出する膜処理水中
のイオン濃度は、膜表面におけるイオン交換基占有率と
平衡関係にある。すなわち、その平衡濃度に相当する濃
度のイオンがリークすると考えられる。

【００３５】以上のようなイオン交換基の層内のイオン
の拡散現象を膜内拡散と呼ぶことにする。膜内拡散の現
象は、キレート形成基を有する膜状イオン吸着膜におい
て確認された。その概要を図５に示す。キレート膜に一
定量の銅イオンを吸着させた後、通水を止め、静置し
た。図のＡは通水直後、図のＢは静置後１週間の膜内の
銅イオンの分布をＸ線マイクロアナライザーにより測定
した結果である。細孔の入り口付近に集中していた銅イ
オンが拡散し細孔出口にまで達している様子が分る。

【００３６】本発明者は、上記問題を解決するため、シ
ミュレーションによる考察を行った。モデルにおいて、
膜内拡散を無限大とおいた。すなわち、細孔の入り口に
おいて、イオン吸着膜に捕捉されたイオンは直ちに膜内
を拡散し、細孔内の入り口から出口までイオン交換基占
有率が瞬間的に均一になるというモデルである。単純、
極端、かつイオン吸着膜としては、最悪の事態を想定し
たモデルである。

【００３７】イオン交換基占有率と水中イオン濃度は常
に平衡関係にあるとし、関係式として、「化学工学便
覧、改訂５版」ｐ．６１４に定義されている選択係数を
用いた。アニオン吸着膜による有機酸の吸着を想定し、
スチレン系Ｉ型のアニオン交換基の酢酸に対する選択係
数として記載されている３．２という値を用いた。

【００３８】以上の関係を式（１）に示す。なお、有機
酸は十分低濃度とし、１００％解離しているものとし
た。また、水中には有機酸、水素イオン、水酸化物イオ
ン以外のイオンはないものとし、（２），（３）式が成
り立つとした。

【００３９】

【数１】（〔Ｒ−Ａ〕／〔Ｒ−ＯＨ〕）（〔ＯＨ^-〕／〔Ａ^-〕）＝３．２（１）〔ＯＨ^-〕＋〔Ａ^-〕＝〔Ｈ⁺〕（２）〔Ｈ⁺〕〔ＯＨ^-〕＝１０^{- 14} （３）〔Ｒ−Ａ〕：有機酸によるイオン交換基占有率〔Ｒ−ＯＨ〕：有機酸を捕捉していないイオン交換基の
割合〔Ａ^-〕：水中有機酸濃度〔Ｈ⁺〕：水中水素イオン濃度〔ＯＨ^-〕：水中水酸化物イオン濃度

【００４０】シミュレーションの結果、以下のような重
要な点を見出した。まず、図６において、イオン交換基
占有率とそれに平衡な水中のイオン濃度および比抵抗と
の関係を示す。イオン交換基占有率が２５％を越える
と、水中のイオン濃度が１０^-8ｍｏｌ／Ｌを越え、比抵
抗１８．１ΜΩ・ｃｍ以上を維持できなくなる。

【００４１】しかし、イオン交換基占有率が９０％のと
きにおいても、水中イオン濃度は２×１０^{- 7}ｍｏｌ／
Ｌである。イオン吸着膜に供給される水は、一次純水に
低圧ＵＶを照射し、有機酸を生成させたものとすると、
比抵抗が５〜１０ΜΩ・ｃｍ、有機酸濃度は、５×１０
^-7ｍｏｌ／Ｌ程度が予想される。これを、イオン交換基
占有率が９０％のイオン吸着膜に供給し、通水を行う
と、処理水中のイオン濃度は、２×１０^-7ｍｏｌ／Ｌと
なることが予想され、６０％のイオン除去効果が期待で
きることになる。

【００４２】従って、イオン交換基占有率が２５％を越
え、１８．１ΜΩ・ｃｍ以上の比抵抗を維持できなくな
ったイオン吸着膜の後に新規のイオン吸着膜を連結する
と、連結したイオン吸着膜への容量的負担は小さく、１
本目のイオン吸着膜の交換容量を十分に利用しつつ、し
かも連結システムより得られる純水の水質を十分高純度
に維持することができる。

【００４３】３連結システムによりモデル計算を行った
結果を図７に示す。イオン交換基占有率が、１本目のイ
オン吸着膜モジュールについて２５％、２本目は１％、
３本目は新規のモジュールとして通水を行うと、２本目
のモジュールのイオン交換基占有率が２５％を越えたと
き、１本目のモジュールのイオン交換基占有率は９５％
を越えており、イオン吸着膜内のイオン交換基を十分に
利用していること、また、３本目のモジュールのイオン
交換基占有率は１％以下であり、３本目のモジュールよ
り得られる純水中のイオン濃度が１０^{- 10}ｍｏｌ／Ｌ以
下であって、比抵抗として十分に１８．１ΜΩ・ｃｍ以
上を維持していることが計算結果として得られた。

【００４４】この後、１本目のモジュールを取り外し、
２本目を１本目の位置へ、３本目を２本目の位置へそれ
ぞれ移動し、３本目の位置に新規のモジュールを設置す
ることにより初期状態に戻ることができ、運転を継続す
ることができる。以上のシステムは、アニオン吸着膜、
カチオン吸着膜および重金属を吸着除去するキレート型
イオン吸着膜のシステムとして利用可能である。

【００４５】また、本発明は、超純水以外のあらゆる脱
イオンプロセスに応用することが可能である。各種廃液
処理や、液の精製における脱イオンプロセスにおいて、
イオン吸着膜の利用効率を上げ、しかも、得られる液の
精製度を上げるために有効な方法である。

【００４６】

【実施例】以下に実施例によって本発明の詳細な説明を
行うが、これらは本発明の範囲を限定しない。（膜合成）ポリエチレン製の多孔性中空糸膜に放射線グ
ラフト重合法によりアニオン交換基を導入した。基材と
して、ポリエチレン製の中空糸状多孔膜を用いた。該中
空糸状多孔膜は三次元網目構造を有し、内径２ｍｍ、外
径３ｍｍ、平均孔径０．２μｍのものである。

【００４７】基材膜は公知の方法で製造した。すなわ
ち、微粉ケイ酸（ニプシルＶＮ３ＬＰ）２２．１重量
部、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）５５．４重量部、
ポリエチレン樹脂粉末〔旭化成ＳＨ−８００グレード〕
２２．５重量部の組成物を予備混合した後、３０ミリ２
軸押出機内で内径２ｍｍ、外径３ｍｍの中空糸状に押出
した後、１，１，１−トリクロロエタン中に６０分間浸
漬し、ＤＯＰを抽出した。さらに、温度６０℃の苛成ソ
ーダ４０％水溶液中に約２０分間浸漬して、微粉ケイ酸
を抽出した後、水洗、乾燥させることにより合成した。

【００４８】（膜状アニオン吸着膜合成）モノマーとし
てはクロロメチルスチレンを用い、ジビニルベンゼンに
より架橋共重合を行った。基材膜に１００ｋＧｙのγ線
を照射し、１ｍｍＨｇ以下の減圧下におき、クロロメチ
ルスチレンモノマーおよびジビニルベンゼンモノマーを
気相で接触させた。

【００４９】１ｇの基材に対し、２ｇのクロロメチルス
チレンおよび０．２ｇのジビニルベンゼンをリアクター
に導入し、反応させた。該クロロメチルスチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合膜をトリメチルアミン１５％を含む
水、アセトンの１対１混合溶液に浸漬し、４級化反応を
行った。

【００５０】導入したアニオン交換基量は中性塩分解能
によって求めた。膜に対し０．１ＮのＮａＯＨ水溶液を
通水しＯＨ型にした後、１ＮのＮａＣｌ水溶液を通水し
た。続いて、１ＮのＮａＯＨ水溶液中に２４時間浸漬
し、Ｃｌ^-イオンを脱着し、硝酸銀による沈殿滴定によ
りＣｌ^-イオンの吸着量を求めた。膜１ｍあたり〜８．
０ｍｍｏｌのイオン交換基を導入することができた。

【００５１】（イオン吸着能力の評価）単糸を束ねてモ
ジュール化したものによる評価を行った。直径４ｃｍの
モジュールに、３０ｃｍの長さの中空糸を１００本固定
したものを用いた。０．１ＮのＮａＯＨ透水によりＯＨ
型にし、超純水ラインに導入して、実験に用いた。

【００５２】図８に、評価に用いた超純水ラインの図を
示す。タンク１に一次純水が供給される。一次純水の比
抵抗は１５ΜΩ・ｃｍ以上でるある。タンク１よりポン
プ２によってラインに純水が供給される。純水はＵＦ３
によって濾過され、低圧ＵＶ照射装置４によって紫外線
を照射される。低圧ＵＶ照射装置は野村マイクロサイエ
ンス社製のＴＯＣ−ＵＶを用いた。殆どの純水はそのま
まタンクに戻るが、一部試験ラインに供給される。

【００５３】（イオン吸着能力の測定）図８に示した超
純水ラインにおいて、試験ラインにモジュールシステム
を設置する。処理水について比抵抗およびＴＯＣ濃度を
測定する。比抵抗は電気化学計器社製のＡＱ−１１型に
より行い、ＴＯＣ濃度はＡＮＡＴＥＬ社製１００ＰＳＥ
により測定する。

【００５４】（予備実験）予備実験として、新規のアニ
オン吸着膜モジュールを２本連結し、試験ラインに設置
した。アニオン吸着膜モジュールの仕様および吸着膜シ
ステムへの供給水の水質を表３、４に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】１時間当りモジュール容積の１，０００倍
の純水を通水した（ＳＶ＝１０００Ｌ／Ｌ・ｈｒ）。膜
処理水の水質測定結果をグラフにより図９に示す。図中
のＡ、Ｂは、それぞれアニオン吸着膜モジュールＡ、Ｂ
通過直後の比抵抗およびＴＯＣ濃度を示している。通水
初期においては、１本目のモジュールＡ通過後の被処理
水の比抵抗は、１８．１ΜΩ・ｃｍ以上を維持してい
る。

【００５８】しかし、通水後１１日目で比抵抗はわずか
に低下する。さらに通水を続けると、その後、５２日で
比抵抗は急激に低下し、ＴＯＣ濃度の上昇が認められ
る。さらに、６０日で１０ΜΩ・ｃｍ以下となる。

【００５９】このような処理水の水質の変化は、図６に
示した比抵抗の変化とよく似た傾向となっている。な
お、この間、２本目のモジュールＢの処理水について
は、比抵抗は１８．１ΜΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ濃度は
０．５ｐｐｂ以下を維持している。モジュールＢの処理
水の比抵抗は６５日目でわずかに低下する。

【００６０】以上予備実験の結果より、アニオン吸着膜
２連結システムにおいて、１本目モジュール通過後の被
処理水の比抵抗が１０ΜΩ・ｃｍ以下になったときに、
モジュール交換を行うことにより、システムより得られ
る純水の水質を１８．１ΜΩ・ｃｍ以上に維持し、しか
も１本目モジュールにおいて、十分高いイオン交換基利
用率を得ることができる。

【００６１】（実施例１）以上の結果を踏まえて、アニ
オン吸着膜モジュール２本の連結システムによる実験を
行った。図８に内容を示した。予備実験に用いたシステ
ムと同様であるが、１本目のモジュールとして、予備実
験で使用した２本目のモジュールＢを用いている。２本
目には、新規のモジュールＣを設置した。

【００６２】実験結果を図１０に示す。ＳＶ＝１０００
で通水した。通水開始後４３日で、モジュールＢ処理水
について、比抵抗の急激な低下およびＴＯＣ濃度の上昇
が始まり、５１日で、比抵抗は１０ΜΩ・ｃｍ以下とな
り、モジュール交換の時期に至った。この時点における
２本目モジュールＣ通過後の水質については、比抵抗
は、１８．１ΜΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ濃度は、０．５ｐ
ｐｂ以下をそれぞれ維持している。

【００６３】（実施例２）実施例１の実験終了後１本目
モジュールＢを外し、モジュールＣの後に新規モジュー
ルＤを取り付け、モジュールＣ、Ｄによる２連結システ
ムとして再び通水を開始した。その結果を図１１に示
す。

【００６４】１本目モジュールＣ通過後の純水の比抵抗
が１０ΜΩ・ｃｍを切ったのは、５４日後であり、その
ときモジュールＤ通過後の純水の比抵抗は１８．１ΜΩ
・ｃｍ以上、ＴＯＣ濃度は０．５ｐｐｂ以下であった。
以上、実施例の結果より以下のことが分る。

【００６５】予備実験における、１本目のモジュールＡ
による処理水の水質の経過が比較例となる。モジュール
１本では、１０日程度で被処理水の比抵抗が１８．１Μ
Ω・ｃｍ以上を維持できなくなるが、２本連結すること
によって、５０日以上の連続通水が可能となり、イオン
吸着膜内のイオン交換基利用率を大幅に向上させること
ができることが示された。

【００６６】なお、今回行った実験は、ＳＶ＝１０００
で行っており、これは通常のポリッシャーに比べ、単位
容積あたりの処理水量としては、１桁高い値である。実
際に用いる場合には、ＳＶを下げることによって連続通
水をさらに長期化することができる。

【００６７】また、今回行った実験は２本の連結システ
ムであるが、さらに３本目にモジュールを連結すること
により、得られる純水の水質の信頼度がさらに高まるこ
とはいうまでもない。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、長期間にわたり高純度の超純
水を安定して供給するシステムを提供するものである。
本発明により、イオン交換樹脂の限界を越えた新たな超
純水製造プロセスを構築することが可能となる。超純水
製造プロセスに多大な効果を与えるものと期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】多連結システムにおける、管理方法を示す模式
図である。

【図２】バルブ操作によるイオン吸着膜連結システムの
パイピングシステム１を示す模式図である。

【図３】カートリッジタイプのイオン吸着膜によるシス
テムのパイピングシステム２を示す模式図である。

【図４】イオンリークを示す概念図である。

【図５】キレート膜内の拡散現象を示す関係図である。

【図６】イオン交換基占有率と水中イオン濃度および比
抵抗の関係を示すグラフである。

【図７】３連結システムのシミュレーション結果を示す
模式図である。

【図８】イオン吸着膜の実験装置による超純水ラインを
示す模式図である。

【図９】予備実験の結果であって、比抵抗およびＴＯＣ
濃度の変化を示すグラフである。

【図１０】実施例１の実験結果であって、比抵抗および
ＴＯＣ濃度の変化を示すグラフである。

【図１１】実施例２の実験結果であって、比抵抗および
ＴＯＣ濃度の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１〜４モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同種のイオン交換基を有するイオン吸着
膜を充填した２本以上のモジュールに被処理水を順次通
水することを特徴とする、イオンの除去方法。
【請求項２】請求項１記載のイオンの除去方法におい
て、最後尾以外のいずれかのモジュール通過後の被処理
水の水質をモニターし、その水質が所定の範囲外になっ
たときに、該連結システムにおいて、最初に被処理水が
通過するイオン吸着膜モジュールを取り外し、該連結シ
ステムの各イオン吸着膜モジュールを順次一つずつ前に
移動させ、最後尾に新規のモジュールを設置することを
特徴とする、イオンの除去方法。