JPH08197048A - 水処理方法及び装置 - Google Patents

水処理方法及び装置

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JPH08197048A
JPH08197048A JP1409295A JP1409295A JPH08197048A JP H08197048 A JPH08197048 A JP H08197048A JP 1409295 A JP1409295 A JP 1409295A JP 1409295 A JP1409295 A JP 1409295A JP H08197048 A JPH08197048 A JP H08197048A
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JP
Japan
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water
ion
treated
ions
exchange resin
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JP1409295A
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English (en)
Inventor
Tsugi Abe
嗣 阿部
Naomichi Yonekawa
直道 米川
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Nomura Micro Science Co Ltd
Original Assignee
Nomura Micro Science Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】陽極電解イオン水を添加しつつ紫外線を照射
し、被処理水中の有機物を酸化分解する際に副生成物と
して生成する過酸化水素を、活性炭を用いることなく、
効率よく分解除去するようにした水処理方法を提供す
る。 【構成】OH- イオンを含む電解イオン水発生装置の陽
極側水を添加し、少なくとも紫外線照射装置直前、また
は紫外線照射装置内で被処理水をpH8〜9のアルカリ
条件にした後に紫外線照射を行い、被処理水中の有機物
を有機酸または炭酸に酸化分解し、バイポーラ膜を用い
た電解イオン水発生装置でOH- イオンを発生する際に
陰極から生成するH+ イオンを紫外線照射装置後段で添
加して、過酸化水素と反応させるとともに被処理水の液
性を中性領域付近に戻し、イオン交換樹脂塔で有機酸と
ともに残留したH+ イオンとOH- イオンを完全に除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中の有機物(TOC)
を除去するための水処理方法および装置に係わり、特に
純水または超純水を製造するために、被処理水をアルカ
リ調整するとともに紫外線照射による溶存有機物の分解
効率を高めるためにOH- イオンを含有する陽極側電解
イオン水を紫外線照射に先立って被処理水に添加し、被
処理水をイオン交換樹脂塔で処理して分解生成物の有機
酸および炭酸を除去する方法において、紫外線照射によ
り副生成物として発生する過酸化水素を除去するための
方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造においては、洗浄工程
で著しく純度の高い純水や超純水が必要とされ、この純
水や超純水を製造するための多くの提案がなされている
が、近年、特に純水や超純水中に溶存する有機物の除去
問題が大きく取り上げられている。
【0003】すなわち、純水または超純水の原水として
一般に使用される市水または井水中には腐敗した動植物
や微生物に起因する有機物が含まれていることが多いた
め、純水または超純水の製造プロセスにおいて、これら
の有機物を除去する必要がある。また、半導体プロセス
における洗浄工程では、イソプロピルアルコールのよう
な有機系洗浄剤が洗浄廃水に混入するが、大量に発生す
る洗浄廃水を再利用する場合には、廃水中の有機物を除
去する必要がある。
【0004】従来から、市水、井水あるいは洗浄廃水か
ら純水や超純水を製造する方法として、凝集ろ過、逆浸
透膜処理、イオン交換処理、限外ろ過膜処理などを組み
合わせて処理が行われているが、これらの方法によって
は有機物の完全な除去は困難である。
【0005】近年、このように被処理水中に微量残存す
る有機物濃度を減少させるために、被処理水に紫外線を
照射して水中の有機物を有機酸または炭酸に酸化分解
し、酸化分解により生成した有機酸または炭酸を後段に
設置したイオン交換樹脂塔で除去する方法が用いられる
ようになってきている。しかしながらこの方法では、紫
外線照射だけで有機物を完全に分解するためには多量の
電力消費を必要とし、このため処理コストが高くつくと
いう問題点があった。
【0006】この問題を解決する方法として、紫外線照
射にあたって有機物を効率よく酸化させるために被処理
水中にオゾンを添加し、オゾン添加後の被処理水に紫外
線照射を行って、被処理水中の有機物を効率よく酸化分
解させる方法が考案されている。
【0007】この方法によれば、オゾンと水の光反応が
行われて酸化力の強い・OHラジカルが生成され、効果
的に有機物の酸化分解が行われる。
【0008】しかしながら、この方法では、オゾンと水
との反応により過酸化水素が発生し後段に設置されてい
るイオン交換樹脂を酸化劣化させたり、配管を腐食させ
るといつた新たな問題が生じている。
【0009】従来、このような過酸化水素を除去するた
めに、後段に活性炭塔を設置して過酸化水素を接触分解
する方法がとられていたが、この方法においては活性炭
塔内で微生物が増殖し、微生物から生成した有機物の一
部が活性炭に吸着されて再溶出して水質に大きな影響を
与えるという問題があった。また、活性炭塔内で微生物
が増殖すると、後段のイオン交換樹脂塔もその影響を受
けて通水性が低下するようになるが、このような状態に
なるとイオン交換塔は分解洗浄などのメンテナンスが必
要となり運用コストが上昇し管理上も繁雑になるという
問題もあった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、純水
または超純水の製造システムにおいて、被処理水中に微
量残存する有機物濃度を減少させるために、紫外線照射
とイオン交換樹脂塔により分解生成物を除去する方法で
は、多量の電力消費を必要とし、処理コストが高くつく
という問題があり、また、被処理水中にオゾンを添加し
て紫外線照射を行うことにより有機物を効率よく酸化分
解させる方法では、オゾンと水との反応により過酸化水
素が発生し、この過酸化水素によりイオン交換樹脂が酸
化劣化したり、配管が腐食するという問題があり、さら
に後段に活性炭塔を配置して発生した過酸化水素を接触
分解する方法では、活性炭塔内で微生物が増殖し、微生
物から生成した有機物の一部が活性炭に吸着されて再溶
出したり、後段のイオン交換樹脂塔の通水性を低下させ
て分解洗浄などのメンテナンスが必要となり、運用コス
トが上昇し管理上も繁雑になるという問題もあった。
【0011】本発明は、かかる従来の問題を解決すべく
なされたもので、多量の電力消費を必要とせず、また、
紫外線照射により副生した過酸化水素を活性炭塔を使用
することなく除去することができ、したがって、活性炭
塔内での微生物の増殖や、有機物の再溶出の問題がな
く、運用コストの安い水処理方法および水処理装置を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の問題を解決すべくなされたもので、OH- イオン及
びH+ イオンを生成する機構を持ったバイポーライオン
交換膜を用いた電解イオン水発生装置で生成されたOH
- イオンを含む陽極側電解イオン水を添加する工程と、
アルカリ条件に調整された被処理水に紫外線を照射して
有機物を分解する工程と、前記有機物が分解された被処
理水に前記電解イオン水発生装置で生成されたH+ イオ
ンを含有する陰極側電解イオン水を添加する工程と、前
記H+ イオンを含有する陰極側電解イオン水が添加され
た被処理水をイオン交換樹脂塔で処理する工程とを有す
ることを特徴としており、また、本発明の水処理装置
は、被処理水に有機物を分解する紫外線を照射する紫外
線照射装置と、この紫外線照射装置による処理水を入口
水とするイオン交換樹脂塔と、前記紫外線照射装置の入
口水にOH- イオンを含有する陽極側電解イオン水を供
給するとともに前記イオン交換樹脂塔の入口水にH+
オンを含有する陰極側電解イオン水を供給する電解イオ
ン水発生装置有することを特徴としている。
【0013】OH- イオン及びH+ イオンを生成する機
構としては、電解式オゾン発生電極に前記バイポーライ
オン交換膜を組み合わせた装置に被処理水の少なくとも
一部を導入し、電解して前記紫外線照射装置と前記イオ
ン交換樹脂塔の前段に供給してもよい。
【0014】本発明における紫外線照射装置としては、
低圧あるいは中圧水銀ランプが使用され、チャンバー内
は耐薬品性のある樹脂ライニングを行うかあるいはステ
ンレス鋼を用いることが好ましい。樹脂ライニングの材
質としては、耐薬品性の強いPFA等のフッ素系樹脂が
例示され、ステンレス鋼としては電解研磨や複合電解研
磨などの耐薬品・耐腐食処理を施したものがより好まし
い。
【0015】OH- イオンを含有する陽極側電解イオン
水の供給によるアルカリ調整条件としては、pHで8〜
9程度が適している。
【0016】紫外線照射装置の後段に設置されるイオン
交換樹脂塔に充填されるイオン交換樹脂は、新品もしく
はそれに類する破砕のないものが好ましく、イオン交換
樹脂そのものの性能が高く、溶出の少ないものがより好
ましい。
【0017】
【作用】本発明においては、被処理水中の有機物を有機
酸または炭酸に分解するために被処理水に電解イオン水
発生装置で生成されたOH- イオンを含有する陽極側電
解イオン水を添加し、被処理水をpHで8〜9程度のア
ルカリ条件に調整する。その後、紫外線照射を行い、O
- イオンと有機酸を反応させ、有機物を有機酸または
炭酸に分解する。
【0018】イオン交換樹脂塔の入口水に、電解イオン
水発生装置の陰極側で生成されたH+ イオンを含有する
陰極側電解イオン水を供給して紫外線照射の際に副生成
物として発生する過酸化水素を除去し、被処理水の液性
を中性領域付近に戻す。
【0019】さらに、後段に設けられたイオン交換樹脂
塔によって被処理水中の有機酸および炭酸と余剰のOH
- イオンおよびH+ イオンを除去する。
【0020】
【実施例】次に本発明の実施例について説明するが、本
発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【0021】図1に本発明の電解イオン水発生電極概略
図を示す。
【0022】電気分解により発生したOH- イオンとH
+ イオンはそれぞれ、陽極1とバイポーラ膜2の間にO
- イオン、バイポーラ膜2とアニオン交換膜3の間に
+イオンと分離する。その分離したイオン水をそれぞ
れ水処理装置に導入する。
【0023】図2〜図4にそれぞれの水処理装置の流れ
図を示す。
【0024】実施例1 図2に水処理装置流れ図1を示す。電解イオン水発生装
置で発生したOH- イオン含有の陽極側電解イオン水
は、紫外線照射装置8直前で被処理水に添加され続いて
陽極側電解イオン水の添加された被処理水は紫外線照射
装置8に導入される。その際、液性はpH8〜9程度に
コントロールする。
【0025】次に紫外線による光励起により被処理水中
の有機物とOH- イオンを反応させ有機物を有機酸また
は炭酸に分解する。しかし、このとき同時に過酸化水素
の生成が起こるので、被処理水に電解イオン水発生装置
内の陰極で生成したH+ イオン含有の陰極側電解イオン
水を電解イオン水発生装置陰極側水導入口7から添加し
て過酸化水素を分解するとともにアルカリ側になってい
る液性を中性領域に戻す。
【0026】最後に被処理水をアニオン系イオン交換樹
脂搭または混床式イオン交換樹脂搭9に導入し、有機酸
と余剰のOH- イオンおよびH+ イオンを除去する。
【0027】実施例2 図3は、実施例2の水処理装置流れ図2を示している。
図2と同一の機器には図2と同一符号を付して重複する
説明を省略する。
【0028】電解イオン水発生装置において発生したO
- イオンは、紫外線照射装置8本体に設けられた電解
イオン水発生装置陽極側水導入口6から被処理水に添加
し、液性をpH8〜9程度にコントロールする。
【0029】実施例3 図4は、実施例3の水処理装置流れ図3を示している。
図2と同一の機器には図2と同一符号を付して重複する
説明を省略する。
【0030】電解イオン水発生装置において発生したO
- イオンは、2分割された紫外線照射装置の前側紫外
線照射装置8aと後側紫外線照射装置8bの中間に設け
られた電解イオン水発生装置陽極側水導入口6から被処
理水に添加し、液性をpH8〜9程度にコントロールす
る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、半導体産業に用いられ
る超純水や純水システム洗浄工程において大量に用いら
れる純水や超純水の洗浄廃水の再利用のための溶存有機
物の除去において、副生成物として発生する過酸化水素
を活性炭塔やpHコントロール用の薬品を用いることな
く除去可能とし、通常の装置運転時の繁雑な管理も不必
要になる。また、電解イオン水発生装置の陰極側電解イ
オン水もしくは電解式オゾン製造装置とバイポーラ膜を
組み合わせた装置においては電解式オゾン製造装置内の
オゾン電極の対極側水を効率よく効果的に利用すること
ができるようになり薬液注入や活性炭交換、活性炭塔メ
ンテナンス、活性炭からのイオン交換樹脂塔への負荷等
がなくなるためにイニシャル及びランニングコストの削
減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解イオン水発生電極概略図
【図2】水処理装置流れ図1
【図3】水処理装置流れ図2
【図4】水処理装置流れ図3
【符号の説明】
1 ………陽極 2 ………バイポーラ膜 3 ………アニオン交換膜 4 ………カチオン交換膜 5 ………陰極 6 ………電解イオン水発生装置陽極側水導入口 7 ………電解イオン水発生装置陰極側水導入口 8 ………紫外線照射装置 8a………前段側紫外線照射装置 8b………後段側紫外線照射装置 9 ………アニオンイオン交換樹脂塔または混床式イオ
ン交換樹脂塔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水にOH- イオン及びH+ イオン
    を生成する機構を持ったバイポーライオン交換膜を用い
    た電解イオン水発生装置で生成されたOH-イオンを含
    有する陽極側電解イオン水を添加する工程と、前記陽極
    側電解イオン水が添加され、アルカリ条件に調整された
    被処理水に紫外線を照射して有機物を分解する工程と、
    有機物が分解された前記被処理水に前記電解イオン水発
    生装置で生成されたH+ イオンを含有する陰極側電解イ
    オン水を添加する工程と、 前記H+ イオンを含有する陰極側電解イオン水が添加さ
    れた被処理水をイオン交換樹脂塔で処理する工程とを有
    することを特徴とする水処理方法。
  2. 【請求項2】 前記電解イオン水発生装置で生成された
    OH- イオンを含有する陽極側電解イオン水を添加して
    被処理水をアルカリ条件に調整する手段と、アルカリ条
    件に調整された被処理水に有機物を分解する紫外線を照
    射する紫外線照射装置と、前記紫外線照射装置による処
    理水を入口水とする前記イオン交換樹脂塔と、前記紫外
    線照射装置の入口水に前記OH- イオンを含有する陽極
    側電解イオン水を供給するとともに前記イオン交換樹脂
    塔の入口水に前記H+ イオンを含有する陰極側電解イオ
    ン水を供給する電解イオン水発生装置を有することを特
    徴とする水処理装置。
  3. 【請求項3】 イオン交換樹脂塔が、アニオン交換樹脂
    塔またはアニオン・カチオン交換樹脂の混床式塔である
    ことを特徴とする請求項2記載の水処理装置
  4. 【請求項4】 アルカリ条件が、pH8〜9である請求
    項1記載の水処理方法または請求項2記載の水処理装
    置。
  5. 【請求項5】 OH- イオン及びH+ イオンを生成する
    機構として、電解式オゾン製造装置に前記バイポーライ
    オン交換膜を組み合わせた装置を前記紫外線照射装置と
    前記イオン交換樹脂塔の前段に有することを特徴とする
    請求項2記載の水処理装置。
JP1409295A 1995-01-31 1995-01-31 水処理方法及び装置 Withdrawn JPH08197048A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0967178A1 (en) * 1998-06-26 1999-12-29 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for treating coloured liquid
JP2007098244A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Nippon Rensui Co Ltd オゾン含有排水の再利用方法

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Effective date: 20020402