JPH0747365A - 超純水製造装置 - Google Patents
超純水製造装置Info
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- JPH0747365A JPH0747365A JP5198349A JP19834993A JPH0747365A JP H0747365 A JPH0747365 A JP H0747365A JP 5198349 A JP5198349 A JP 5198349A JP 19834993 A JP19834993 A JP 19834993A JP H0747365 A JPH0747365 A JP H0747365A
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- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
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- B01D61/58—Multistep processes
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- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
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- B01D—SEPARATION
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- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/422—Electrodialysis
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
- C02F2103/04—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply for obtaining ultra-pure water
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/90—Ultra pure water, e.g. conductivity water
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解質、微粒子、有機物等を十分に除去する
ことができると共に、一価の陽イオンおよび陰イオン、
さらに二価以上の陽イオンおよび陰イオンの十分な除去
を実現した、高純度の純水を安定してかつ簡便に製造す
ることを可能にした超純水製造装置を提供する。 【構成】 一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選
択透過性膜とを用いた電気透析ユニット１を前段に、逆
浸透ユニット５を後段にして、順に直列に接続して構成
した超純水製造装置である。
ことができると共に、一価の陽イオンおよび陰イオン、
さらに二価以上の陽イオンおよび陰イオンの十分な除去
を実現した、高純度の純水を安定してかつ簡便に製造す
ることを可能にした超純水製造装置を提供する。 【構成】 一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選
択透過性膜とを用いた電気透析ユニット１を前段に、逆
浸透ユニット５を後段にして、順に直列に接続して構成
した超純水製造装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工場、原子
力発電所、医薬製造工場等で広く使用されている超純水
製造装置に関する。
力発電所、医薬製造工場等で広く使用されている超純水
製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造工場、原子力発電所、
医薬製造工場等においては、電解質、微粒子、有機物
（以下、ＴＯＣと略す）等の極めて少ない超純水が使用
されている。このような超純水の製造装置としては、主
としてイオン交換樹脂を充填したイオン交換ユニット
と、逆浸透ユニットとを組合せた装置が汎用されてい
る。しかし、このようなイオン交換ユニットを使用する
システムでは、イオン交換樹脂からのＴＯＣの溶出が大
きいため、後段の逆浸透ユニットでイオン交換樹脂から
溶出するＴＯＣを十分に除去することができないという
問題がある。
医薬製造工場等においては、電解質、微粒子、有機物
（以下、ＴＯＣと略す）等の極めて少ない超純水が使用
されている。このような超純水の製造装置としては、主
としてイオン交換樹脂を充填したイオン交換ユニット
と、逆浸透ユニットとを組合せた装置が汎用されてい
る。しかし、このようなイオン交換ユニットを使用する
システムでは、イオン交換樹脂からのＴＯＣの溶出が大
きいため、後段の逆浸透ユニットでイオン交換樹脂から
溶出するＴＯＣを十分に除去することができないという
問題がある。
【０００３】上述したシステムを代替する有力な手法と
して、本発明者らは先に、一価陽イオン選択透過性を有
するイオン交換膜を用いた電気透析ユニットと、逆浸透
ユニットとを組合せた超純水製造システムを提案してい
る（特願平 4-25180号）。すなわち、ＴＯＣの溶出がほ
とんどなく、特にNa+ や K+ 等の一価陽イオンを低濃度
まで除去可能な電気透析ユニットと、特に多価イオンの
除去性に優れている逆浸透膜とを組合せることで、安定
して高純度の超純水を得ることが可能となる。しかし、
上記の超純水製造システムを用いて、種々の原水水質を
処理して検討した結果、水質によっては電気透析ユニッ
トの除去性が低下することが判明した。すなわち、脱塩
が進行した場合に発生する水分裂によるイオン交換膜へ
の影響を低減するために、意図的に二価陽イオンのみを
残留させようとしたところ、結果的にはこの二価陽イオ
ン、特にCa2+、Mg2+に相対して等量に匹敵する陰イオン
の残留が認められた。原水のイオン濃度バランスやpHに
よっても異なるが、特に無機炭酸が残留する例が多かっ
た。この無機炭酸、特に HCO3 - （重炭酸イオン）は、
後段の逆浸透ユニットでは除去しにくく、結果的に上記
システムの出口水質が低下するという問題を招いてしま
う。
して、本発明者らは先に、一価陽イオン選択透過性を有
するイオン交換膜を用いた電気透析ユニットと、逆浸透
ユニットとを組合せた超純水製造システムを提案してい
る（特願平 4-25180号）。すなわち、ＴＯＣの溶出がほ
とんどなく、特にNa+ や K+ 等の一価陽イオンを低濃度
まで除去可能な電気透析ユニットと、特に多価イオンの
除去性に優れている逆浸透膜とを組合せることで、安定
して高純度の超純水を得ることが可能となる。しかし、
上記の超純水製造システムを用いて、種々の原水水質を
処理して検討した結果、水質によっては電気透析ユニッ
トの除去性が低下することが判明した。すなわち、脱塩
が進行した場合に発生する水分裂によるイオン交換膜へ
の影響を低減するために、意図的に二価陽イオンのみを
残留させようとしたところ、結果的にはこの二価陽イオ
ン、特にCa2+、Mg2+に相対して等量に匹敵する陰イオン
の残留が認められた。原水のイオン濃度バランスやpHに
よっても異なるが、特に無機炭酸が残留する例が多かっ
た。この無機炭酸、特に HCO3 - （重炭酸イオン）は、
後段の逆浸透ユニットでは除去しにくく、結果的に上記
システムの出口水質が低下するという問題を招いてしま
う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述し
た問題に鑑み、ＴＯＣの除去性が十分であり、しかも一
価の陽イオンと一価の陰イオンを前段の電気透析ユニッ
トで十分に除去すると共に、後段の逆浸透ユニットで二
価以上の陽イオンと陰イオンを除去して、高純度の超純
水が得られ、かつ従来のようにイオン交換樹脂の再生剤
(HCl、NaOH）等のメンテナンスが不要な超純水製造シス
テムを開発することを目的として検討を重ねてきた。
た問題に鑑み、ＴＯＣの除去性が十分であり、しかも一
価の陽イオンと一価の陰イオンを前段の電気透析ユニッ
トで十分に除去すると共に、後段の逆浸透ユニットで二
価以上の陽イオンと陰イオンを除去して、高純度の超純
水が得られ、かつ従来のようにイオン交換樹脂の再生剤
(HCl、NaOH）等のメンテナンスが不要な超純水製造シス
テムを開発することを目的として検討を重ねてきた。
【０００５】その結果、前述した電気透析ユニットに一
価陽イオン選択透過性膜を用いる超純水製造システムを
さらに一歩進め、一価陽イオン選択透過性膜と共に一価
陰イオン選択透過性膜を使用することで、上記の目的を
達成できることを見出し、本発明を提案するに至った。
価陽イオン選択透過性膜を用いる超純水製造システムを
さらに一歩進め、一価陽イオン選択透過性膜と共に一価
陰イオン選択透過性膜を使用することで、上記の目的を
達成できることを見出し、本発明を提案するに至った。
【０００６】本発明は、上述した知見に基くものであ
り、電解質、微粒子、有機物等を十分に除去することが
できると共に、一価の陽イオンおよび陰イオン、さらに
二価以上の陽イオンおよび陰イオンの十分な除去を実現
した、高純度の純水を安定してかつ簡便に製造すること
ができる超純水製造装置を提供することを目的としてい
る。
り、電解質、微粒子、有機物等を十分に除去することが
できると共に、一価の陽イオンおよび陰イオン、さらに
二価以上の陽イオンおよび陰イオンの十分な除去を実現
した、高純度の純水を安定してかつ簡便に製造すること
ができる超純水製造装置を提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の超純
水製造装置は、一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオ
ン選択透過性膜とを用いた電気透析ユニットと、逆浸透
ユニットとを、前記電気透析ユニットを前段に、前記逆
浸透ユニットを後段にして順に直列に接続して構成した
ことを特徴としている。また、上記超純水製造装置にお
いて、前記電気透析ユニットの前段に、酸添加装置を含
む脱炭酸装置を設置したことを特徴としている。
水製造装置は、一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオ
ン選択透過性膜とを用いた電気透析ユニットと、逆浸透
ユニットとを、前記電気透析ユニットを前段に、前記逆
浸透ユニットを後段にして順に直列に接続して構成した
ことを特徴としている。また、上記超純水製造装置にお
いて、前記電気透析ユニットの前段に、酸添加装置を含
む脱炭酸装置を設置したことを特徴としている。
【０００８】本発明の超純水製造装置における電気透析
ユニットでは、一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオ
ン選択透過性膜とを併用している。一価陽イオン選択透
過性膜としては、公知のものを何等制限なく採用するこ
とができ、特に一価陽イオンとして代表的なナトリウム
イオンと二価陽イオンとして代表的なカルシウムイオン
との選択透過係数（ＰCa Na）が 0.5未満、さらに 0.2未
満の一価陽イオン選択透過性膜を好適に使用することが
できる。
ユニットでは、一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオ
ン選択透過性膜とを併用している。一価陽イオン選択透
過性膜としては、公知のものを何等制限なく採用するこ
とができ、特に一価陽イオンとして代表的なナトリウム
イオンと二価陽イオンとして代表的なカルシウムイオン
との選択透過係数（ＰCa Na）が 0.5未満、さらに 0.2未
満の一価陽イオン選択透過性膜を好適に使用することが
できる。
【０００９】このような一価陽イオン選択透過性膜とし
ては、例えば特開昭 62-205135号公報に記載された膜、
すなわち第四級アンモニウム塩基と 3個以上のビニルベ
ンジル基を有するビニル化合物との重合体を、陽イオン
交換膜の少なくとも一方の表面に存在させた膜が例示さ
れる。 3個以上のビニルベンジル基を有するビニル化合
物としては、メチルアミンやエチルアミン等の一級アミ
ンと 3個以上のビニルベンジルハライドとを反応させた
化合物を用いることができる。この一価陽イオン選択透
過性膜は、上記選択透過係数が 0.2未満であり、本発明
において特に好適に使用することができる。
ては、例えば特開昭 62-205135号公報に記載された膜、
すなわち第四級アンモニウム塩基と 3個以上のビニルベ
ンジル基を有するビニル化合物との重合体を、陽イオン
交換膜の少なくとも一方の表面に存在させた膜が例示さ
れる。 3個以上のビニルベンジル基を有するビニル化合
物としては、メチルアミンやエチルアミン等の一級アミ
ンと 3個以上のビニルベンジルハライドとを反応させた
化合物を用いることができる。この一価陽イオン選択透
過性膜は、上記選択透過係数が 0.2未満であり、本発明
において特に好適に使用することができる。
【００１０】また、一価陰イオン選択透過性膜として
は、公知のものを何等制限なく採用できるが、特に一価
陰イオンとして代表的な塩素イオンと二価陰イオンとし
て代表的な硫酸イオンとの選択透過係数（ＰSO4 Cl）が
0.5未満、さらには 0.2未満の一価陰イオン選択透過性
膜を好適に使用することができる。
は、公知のものを何等制限なく採用できるが、特に一価
陰イオンとして代表的な塩素イオンと二価陰イオンとし
て代表的な硫酸イオンとの選択透過係数（ＰSO4 Cl）が
0.5未満、さらには 0.2未満の一価陰イオン選択透過性
膜を好適に使用することができる。
【００１１】このような一価陰イオン選択透過性膜とし
ては、例えば陰イオン交換膜の表面に、芳香核に 1以上
のアミノ基を有し、アルデヒド基、メチロール基と縮合
して架橋結合の発達した樹脂を形成し得る化合物と、ア
ルデヒド類との縮合物の薄層を形成させてなる膜（特公
昭36-15258号公報参照）、陰イオン交換膜の表面に、陽
イオン交換基を有する有機低分子電解質、または架橋し
ていない線状高分子電解質の薄膜を有する膜（特開昭45
-19980号公報参照）、強塩基性陰イオン交換基に変換し
得る官能基の一部を予め四級アミノ処理に対して不活性
化したイオン交換膜母体を、四級アミノ化処理した後に
過酸化物溶液と接触させるか、過酸化物溶液と接触させ
た後に四級アミノ化した膜（特公昭56-47213号公報参
照）等が挙げられる。
ては、例えば陰イオン交換膜の表面に、芳香核に 1以上
のアミノ基を有し、アルデヒド基、メチロール基と縮合
して架橋結合の発達した樹脂を形成し得る化合物と、ア
ルデヒド類との縮合物の薄層を形成させてなる膜（特公
昭36-15258号公報参照）、陰イオン交換膜の表面に、陽
イオン交換基を有する有機低分子電解質、または架橋し
ていない線状高分子電解質の薄膜を有する膜（特開昭45
-19980号公報参照）、強塩基性陰イオン交換基に変換し
得る官能基の一部を予め四級アミノ処理に対して不活性
化したイオン交換膜母体を、四級アミノ化処理した後に
過酸化物溶液と接触させるか、過酸化物溶液と接触させ
た後に四級アミノ化した膜（特公昭56-47213号公報参
照）等が挙げられる。
【００１２】本発明における電気透析ユニットは、上記
した一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選択透過
性膜とを交互に配列した電気透析槽が使用される。そし
て、脱塩室に原水を提供し、濃縮室に濃縮液を提供する
ことによって、原水中の陽イオンおよび陰イオンを除去
することができる。
した一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選択透過
性膜とを交互に配列した電気透析槽が使用される。そし
て、脱塩室に原水を提供し、濃縮室に濃縮液を提供する
ことによって、原水中の陽イオンおよび陰イオンを除去
することができる。
【００１３】上述したようなイオン交換膜を有する電気
透析ユニットの運転時間は、長時間であるほどイオンの
除去率は上昇するが、単位時間あたりの超純水の生産量
が低くなるため、超純水のイオン除去率と製造量との両
者を勘案して、適宜決定すればよい。
透析ユニットの運転時間は、長時間であるほどイオンの
除去率は上昇するが、単位時間あたりの超純水の生産量
が低くなるため、超純水のイオン除去率と製造量との両
者を勘案して、適宜決定すればよい。
【００１４】また、本発明の超純水製造装置における逆
浸透ユニットは、公知のものを何等制限なく使用するこ
とができる。例えば、逆浸透膜としては、公知のポリア
ミド系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系等
の膜を使用することができる。また構造的には、スパイ
ルラル、ホロファイバー等の膜を使用することができ
る。逆浸透ユニットの運転条件は特に制限されず、公知
の条件をそのまま採用することができる。例えば、 5〜
30kgf/cm2 程度の圧力で運転すればよい。
浸透ユニットは、公知のものを何等制限なく使用するこ
とができる。例えば、逆浸透膜としては、公知のポリア
ミド系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系等
の膜を使用することができる。また構造的には、スパイ
ルラル、ホロファイバー等の膜を使用することができ
る。逆浸透ユニットの運転条件は特に制限されず、公知
の条件をそのまま採用することができる。例えば、 5〜
30kgf/cm2 程度の圧力で運転すればよい。
【００１５】本発明の超純水製造装置は、上述した電気
透析ユニットを前段に、逆浸透ユニットを後段にして順
に直列に接続して構成したものである。また、原水の無
機炭酸塩の濃度が高い場合（例えば 50ppmCaCO3 換算以
上）には、電気透析ユニットの前段として、酸添加装置
を含む脱炭酸装置を設置することが好ましい。このよう
な脱炭酸装置としては、例えば充填物を内蔵した分散
塔、あるいは不活性ガスをばっ気して脱炭酸する装置等
が好適に使用することができる。
透析ユニットを前段に、逆浸透ユニットを後段にして順
に直列に接続して構成したものである。また、原水の無
機炭酸塩の濃度が高い場合（例えば 50ppmCaCO3 換算以
上）には、電気透析ユニットの前段として、酸添加装置
を含む脱炭酸装置を設置することが好ましい。このよう
な脱炭酸装置としては、例えば充填物を内蔵した分散
塔、あるいは不活性ガスをばっ気して脱炭酸する装置等
が好適に使用することができる。
【００１６】また原水は、例えば 1μm 程度のカートリ
ッジフィルタで濾過することが好ましい。さらに、必要
に応じて、原水にアルカリ性水溶液を添加し、原水のpH
を8.0〜 9.0程度に調整してもよい。これにより、原水
中に存在する炭酸ガスを重炭酸塩とし、電気透析ユニッ
トにて重炭酸塩として除去することが可能となる。
ッジフィルタで濾過することが好ましい。さらに、必要
に応じて、原水にアルカリ性水溶液を添加し、原水のpH
を8.0〜 9.0程度に調整してもよい。これにより、原水
中に存在する炭酸ガスを重炭酸塩とし、電気透析ユニッ
トにて重炭酸塩として除去することが可能となる。
【００１７】
【作用】本発明の超純水製造装置においては、電気透析
ユニットで一価陽イオン選択透過性膜と共に、一価陰イ
オン選択透過性膜を使用しているため、例えば脱塩が進
行した場合に発生する水分裂によるイオン交換膜への影
響を低減するために、意図的に二価陽イオンのみを残留
させる場合においても、逆浸透ユニット側への一価陰イ
オン、例えば HCO3 - 等の流出を防止することができ
る。そして、二価以上の陽イオンおよび陰イオンは、逆
浸透ユニットで除去することができる。
ユニットで一価陽イオン選択透過性膜と共に、一価陰イ
オン選択透過性膜を使用しているため、例えば脱塩が進
行した場合に発生する水分裂によるイオン交換膜への影
響を低減するために、意図的に二価陽イオンのみを残留
させる場合においても、逆浸透ユニット側への一価陰イ
オン、例えば HCO3 - 等の流出を防止することができ
る。そして、二価以上の陽イオンおよび陰イオンは、逆
浸透ユニットで除去することができる。
【００１８】また、電気透析ユニットと逆浸透ユニット
とを組合せて用いることで、電解質、微粒子、有機物等
を十分に除去することができる。これらにより、高純度
の超純水を安定して製造することが可能となる。
とを組合せて用いることで、電解質、微粒子、有機物等
を十分に除去することができる。これらにより、高純度
の超純水を安定して製造することが可能となる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】図１は、本発明の一実施例による超純水製
造装置の概略構成を示す図である。同図において、１は
一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選択透過性膜
とを用いた電気透析ユニットであり、この電気透析ユニ
ット１には原水供給配管２が接続されている。なお、原
水としては、前述したように、 1μm 程度のカートリッ
ジフィルタで濾過したもの、酸添加装置を含む脱炭酸装
置で処理したもの、アルカリ性水溶液でpHを 8.0〜 9.0
程度に調整したもの等も用いることができる。上記電気
透析ユニット１で処理された処理水は、処理水槽３に貯
蔵された後、ポンプ４により逆浸透ユニット５に送られ
て処理される。そして、電気透析ユニット１と逆浸透ユ
ニット５の二段の処理によって得られた超純水は、超純
水貯槽６に送られる。また、逆浸透ユニット５から排出
される濃縮水は、濃縮廃水排出配管７を介して、前段の
電気透析ユニット１の濃縮室に送られて、濃縮液として
利用される。このようにすることによって、本装置から
排出する排水の量を減少させることができる。
造装置の概略構成を示す図である。同図において、１は
一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオン選択透過性膜
とを用いた電気透析ユニットであり、この電気透析ユニ
ット１には原水供給配管２が接続されている。なお、原
水としては、前述したように、 1μm 程度のカートリッ
ジフィルタで濾過したもの、酸添加装置を含む脱炭酸装
置で処理したもの、アルカリ性水溶液でpHを 8.0〜 9.0
程度に調整したもの等も用いることができる。上記電気
透析ユニット１で処理された処理水は、処理水槽３に貯
蔵された後、ポンプ４により逆浸透ユニット５に送られ
て処理される。そして、電気透析ユニット１と逆浸透ユ
ニット５の二段の処理によって得られた超純水は、超純
水貯槽６に送られる。また、逆浸透ユニット５から排出
される濃縮水は、濃縮廃水排出配管７を介して、前段の
電気透析ユニット１の濃縮室に送られて、濃縮液として
利用される。このようにすることによって、本装置から
排出する排水の量を減少させることができる。
【００２１】次に、上記構成の超純水製造装置を用い
て、以下に示すように超純水を製造した。まず、電気透
析ユニットとしては、メチルアミンとビニルベンジルク
ロライドとを反応させて得た第四級アンモニウム塩基と
3個のビニルベンジル基を有するビニル化合物の重合体
とを陽イオン交換膜の一方の表面に存在させた一価陽イ
オン選択透過性膜（選択透過係数ＰCa Na=0.2) と、母体
となる一価陰イオン選択透過性膜をジメチルアミン水溶
液中で反応させた後、トリメチルアミンで処理した陰イ
オン交換膜（選択透過係数ＰSO4 Cl=0.07)とを、交互に
10対配列した電気透析槽（膜面積:2dm2 ／枚）を使用し
た。また、逆浸透膜は、ポリアミド系複合膜を使用し
た。
て、以下に示すように超純水を製造した。まず、電気透
析ユニットとしては、メチルアミンとビニルベンジルク
ロライドとを反応させて得た第四級アンモニウム塩基と
3個のビニルベンジル基を有するビニル化合物の重合体
とを陽イオン交換膜の一方の表面に存在させた一価陽イ
オン選択透過性膜（選択透過係数ＰCa Na=0.2) と、母体
となる一価陰イオン選択透過性膜をジメチルアミン水溶
液中で反応させた後、トリメチルアミンで処理した陰イ
オン交換膜（選択透過係数ＰSO4 Cl=0.07)とを、交互に
10対配列した電気透析槽（膜面積:2dm2 ／枚）を使用し
た。また、逆浸透膜は、ポリアミド系複合膜を使用し
た。
【００２２】なお、上記の選択透過係数ＰCa Naは、次に
ようにして求めた値である。すなわち、 0.25NのNaClと
CaCl2 の 1:1の混合溶液を陽イオン交換膜の両側に置
き、 2A/dm2 で40分間の電気透析を実施して、陽イオン
交換膜中を透過して反対側へ移動したNaイオンおよびCa
イオンの量から次式によって求めた。
ようにして求めた値である。すなわち、 0.25NのNaClと
CaCl2 の 1:1の混合溶液を陽イオン交換膜の両側に置
き、 2A/dm2 で40分間の電気透析を実施して、陽イオン
交換膜中を透過して反対側へ移動したNaイオンおよびCa
イオンの量から次式によって求めた。
【００２３】ＰCa Na＝ｔCa・ＣNa／ｔNa・ＣCa （式中、ｔCaは陽イオン交換膜中のCaイオンの輸率を、
ｔNaは陽イオン交換膜中のNaイオンの輸率を、ＣCaは電
気透析前のCaイオンの濃度を、ＣNaは電気透析前のNaイ
オンの濃度を示す）また、上記の選択透過係数ＰSO4 Cl
は、次にようにして求めた値である。すなわち、0.1Nの
NaClとNa2 SO4 の 1:1の混合溶液を陰イオン交換膜の両
側に置き、2A/dm2 で40分間の電気透析を実施して、陰
イオン交換膜中を透過して反対側へ移動したClイオンお
よびSO4 イオンの量から次式によって求めた。
ｔNaは陽イオン交換膜中のNaイオンの輸率を、ＣCaは電
気透析前のCaイオンの濃度を、ＣNaは電気透析前のNaイ
オンの濃度を示す）また、上記の選択透過係数ＰSO4 Cl
は、次にようにして求めた値である。すなわち、0.1Nの
NaClとNa2 SO4 の 1:1の混合溶液を陰イオン交換膜の両
側に置き、2A/dm2 で40分間の電気透析を実施して、陰
イオン交換膜中を透過して反対側へ移動したClイオンお
よびSO4 イオンの量から次式によって求めた。
【００２４】ＰSO4 Cl＝ｔSO4 ・ＣCl／ｔCl・ＣSO4 （式中、ｔSO4 は陰イオン交換膜中のSO4 イオンの輸率
を、ｔClは陰イオン交換膜中のClイオンの輸率を、Ｃ
SO4 は電気透析前のSO4 イオンの濃度を、ＣClは電気透
析前のClイオンの濃度を示す）そして、まず表１に示す
原水を、上記電気透析ユニット１の希釈室に循環して、
70分間電流密度0.01A/dm2 で電気透析を行った。次い
で、この処理水を逆浸透ユニット５に供給して処理し
た。電気透析ユニット１による処理水、および逆浸透ユ
ニット５による処理水（超純水）中のイオン濃度を表１
に示す。なお、逆浸透ユニット５の濃縮液は、 15%を電
気透析ユニット１の濃縮室に供給し、排水の再利用を行
った。
を、ｔClは陰イオン交換膜中のClイオンの輸率を、Ｃ
SO4 は電気透析前のSO4 イオンの濃度を、ＣClは電気透
析前のClイオンの濃度を示す）そして、まず表１に示す
原水を、上記電気透析ユニット１の希釈室に循環して、
70分間電流密度0.01A/dm2 で電気透析を行った。次い
で、この処理水を逆浸透ユニット５に供給して処理し
た。電気透析ユニット１による処理水、および逆浸透ユ
ニット５による処理水（超純水）中のイオン濃度を表１
に示す。なお、逆浸透ユニット５の濃縮液は、 15%を電
気透析ユニット１の濃縮室に供給し、排水の再利用を行
った。
【００２５】また、本発明との比較として、上記実施例
と同一の一価陽イオン選択透過性膜と、選択透過性のな
い陰イオン透過性膜とを用いた電気透析ユニットを使用
する以外は、上記実施例と同様にして超純水を製造し
た。この比較例による処理水中のイオン濃度を表１に併
せて示す。
と同一の一価陽イオン選択透過性膜と、選択透過性のな
い陰イオン透過性膜とを用いた電気透析ユニットを使用
する以外は、上記実施例と同様にして超純水を製造し
た。この比較例による処理水中のイオン濃度を表１に併
せて示す。
【００２６】
【表１】 表１から明らかなように、電気透析ユニットの陰イオン
交換膜として一価陰イオン選択透過性膜を用い、電気透
析ユニットで一価の陰イオンを選択的に除去すると共
に、逆浸透ユニットで二価以上の陰イオンを除去するこ
とにより、陰イオン濃度および陽イオン濃度を共に極め
て減少させた超純水を得ることが可能となる。これに対
して、電気透析ユニットで選択透過性のない陰イオン交
換膜を用いると、電気透析ユニットによる処理水中の一
価陰イオンの濃度が増加し、その後逆浸透ユニットで処
理しても、一価陰イオン濃度を十分に低くすることがで
きないことが分かる。なお、超純水中のＴＯＣは、いず
れも30μgC/l以下であった。また表１において、陽イオ
ンは原子吸光光度法で、陰イオンはイオンクロマトグラ
フ法で求めた。
交換膜として一価陰イオン選択透過性膜を用い、電気透
析ユニットで一価の陰イオンを選択的に除去すると共
に、逆浸透ユニットで二価以上の陰イオンを除去するこ
とにより、陰イオン濃度および陽イオン濃度を共に極め
て減少させた超純水を得ることが可能となる。これに対
して、電気透析ユニットで選択透過性のない陰イオン交
換膜を用いると、電気透析ユニットによる処理水中の一
価陰イオンの濃度が増加し、その後逆浸透ユニットで処
理しても、一価陰イオン濃度を十分に低くすることがで
きないことが分かる。なお、超純水中のＴＯＣは、いず
れも30μgC/l以下であった。また表１において、陽イオ
ンは原子吸光光度法で、陰イオンはイオンクロマトグラ
フ法で求めた。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超純水製
造装置によれば、前段の電気透析ユニットで一価陽イオ
ン選択透過性膜および一価陰イオン選択透過性膜を使用
しているため、原水中の一価陽イオンと一価陰イオンが
選択的に除去され、また二価以上の陽イオンと陰イオン
は逆浸透ユニットで除去することができる。従って、本
発明の超純水製造装置を使用すれば、陽イオン濃度およ
び陰イオン濃度共に 0.1ppm 以下の超純水を安定して得
ることが可能となる。しかも、本発明によれば、電解
質、微粒子、有機物等の除去が十分な超純水を、再生剤
等のメンテナンスを不要とした上で得ることができる。
造装置によれば、前段の電気透析ユニットで一価陽イオ
ン選択透過性膜および一価陰イオン選択透過性膜を使用
しているため、原水中の一価陽イオンと一価陰イオンが
選択的に除去され、また二価以上の陽イオンと陰イオン
は逆浸透ユニットで除去することができる。従って、本
発明の超純水製造装置を使用すれば、陽イオン濃度およ
び陰イオン濃度共に 0.1ppm 以下の超純水を安定して得
ることが可能となる。しかも、本発明によれば、電解
質、微粒子、有機物等の除去が十分な超純水を、再生剤
等のメンテナンスを不要とした上で得ることができる。
【図１】 本発明の一実施例の超純水製造装置の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
１……電気透析ユニット ２……原水供給配管 ５……逆浸透ユニット ６……超純水貯槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 9/00 Ｋ 7446−4Ｄ ５０３ Ｂ 7446−4Ｄ ５０４ Ｂ 7446−4Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】 一価陽イオン選択透過性膜と一価陰イオ
ン選択透過性膜とを用いた電気透析ユニットと、逆浸透
ユニットとを、前記電気透析ユニットを前段に、前記逆
浸透ユニットを後段にして順に直列に接続して構成した
ことを特徴とする超純水製造装置。 - 【請求項２】 前記電気透析ユニットの前段に、酸添加
装置を含む脱炭酸装置を設置したことを特徴とする、請
求項１記載の超純水製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19834993A JP3184015B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 超純水製造装置 |
| US08/718,440 US6187201B1 (en) | 1993-08-10 | 1996-11-04 | System for producing ultra-pure water |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19834993A JP3184015B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 超純水製造装置 |
| US08/718,440 US6187201B1 (en) | 1993-08-10 | 1996-11-04 | System for producing ultra-pure water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0747365A true JPH0747365A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3184015B2 JP3184015B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=26510934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19834993A Expired - Fee Related JP3184015B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 超純水製造装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US6187201B1 (ja) |
| JP (1) | JP3184015B2 (ja) |
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1993
- 1993-08-10 JP JP19834993A patent/JP3184015B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-04 US US08/718,440 patent/US6187201B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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