JPH0824852A - Pure water or ultrapure water making apparatus - Google Patents

Pure water or ultrapure water making apparatus

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JPH0824852A
JPH0824852A JP6165472A JP16547294A JPH0824852A JP H0824852 A JPH0824852 A JP H0824852A JP 6165472 A JP6165472 A JP 6165472A JP 16547294 A JP16547294 A JP 16547294A JP H0824852 A JPH0824852 A JP H0824852A
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ion exchange
water
silica
polisher
ultrapure water
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Madoka Tanabe
円 田辺
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Abstract

PURPOSE:To always stably obtain an ultrapure water low in silica concn. without increasing the replacing frequency of an ion exchanger by determining the replacing period of two or more aion exchange columns connected in series by monitoring silica concn. CONSTITUTION:The ultrapure water making apparatus has cartridge polishers 8a, 8b being mixed bed ion exchange columns connected in series and ions in a pure water nearly an ultrapure water are further removed herein. The water coming out from the respective cartridge polishers 8a, 8b is supplied to an ultrafiltration membrane device 9 to remove fine particles and the filtered water is supplied to a use place. In this case, a silica meter 20 monitoring the silica concn. of the front stage polisher 8a(or 8b) is provided and at each time when the detected silica concn. reaches a predetermined value, the front stage polisher is regenerated to be arranged to a rear stage. Or, the front stage polisher is removed and respective valves V1-V12 are changed over and controlled in order to connect a new polisher to the rear stage of the rear stage polisher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、純水または超純水の製
造装置に関し、更に詳述すれば電子産業等に用いられ
る、シリカ濃度を確実に低減させた、純水または超純水
の製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing pure water or ultrapure water. More specifically, it is used in the electronic industry or the like, and is used for pure water or ultrapure water with a reliably reduced silica concentration. Manufacturing equipment

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超純水の製造装置は図4のフロー
図にその一例を示すような構成のものであった。図4
中、1は前処理装置で、この前処理装置1により、工業
用水、市水、井水、地下水等の原水中の懸濁物質や有機
物の一部が除去され、前処理水が得られる。前記前処理
水は、次いで、例えば陽イオン交換樹脂を充填してなる
陽イオン交換塔と、脱炭酸塔と、陰イオン交換樹脂を充
填してなる陰イオン交換塔とをこの順序に接続してなる
2床3塔式脱塩装置2等の脱塩装置に送られ、これによ
り前記処理水中の不純物イオンが除去される。
2. Description of the Related Art A conventional apparatus for producing ultrapure water has a structure shown in the flow chart of FIG. FIG.
Medium 1 is a pretreatment device, which removes a part of suspended substances and organic substances in raw water such as industrial water, city water, well water, and groundwater to obtain pretreatment water. The pretreated water is obtained by, for example, connecting a cation exchange column filled with a cation exchange resin, a decarboxylation column, and an anion exchange column filled with an anion exchange resin in this order. It is sent to a desalting apparatus such as the two-bed, three-tower type desalting apparatus 2, which removes impurity ions in the treated water.

【0003】3は逆浸透膜(RO)装置で、逆浸透膜が
装着されている。この逆浸透膜装置3により、前記処理
水中に残存する微量の無機イオン、有機物、微粒子等の
不純物の除去が行なわれる。
A reverse osmosis membrane (RO) device 3 is equipped with a reverse osmosis membrane. The reverse osmosis membrane device 3 removes a trace amount of impurities such as inorganic ions, organic substances and fine particles remaining in the treated water.

【0004】4は真空脱気装置で、ここで逆浸透膜装置
処理水中の溶存酸素が除去される。5は陽イオン交換樹
脂と陰イオン交換樹脂との混合樹脂を充填した混床式の
脱塩装置で、ここで更に残存するイオンが除去され高純
度の純水が製造され、これが一次純水タンク6に供給さ
れる。なお、前処理装置1から一次純水タンク6までを
通常一次純水装置という。
Reference numeral 4 is a vacuum degassing apparatus, which removes dissolved oxygen in the reverse osmosis membrane apparatus treated water. Reference numeral 5 is a mixed bed type desalting device filled with a mixed resin of a cation exchange resin and an anion exchange resin, in which residual ions are further removed to produce high-purity pure water, which is the primary pure water tank. 6 is supplied. The pretreatment device 1 to the primary pure water tank 6 is usually called a primary pure water device.

【0005】7は紫外線酸化装置で、ここで一次純水タ
ンク6から供給される純水に紫外線が照射され、純水中
の有機物の酸化分解、及びバクテリアの殺菌が行なわれ
る。8a,8bは直列に接続された混床式のイオン交換
塔であるカートリッジポリッシャであって、ここで不純
物イオンがほとんど存在しない、超純水に近い純水中の
イオンがさらに除去される。カートリッジポリッシャ8
a,8bを出た水は、限外濾過膜(UF)を装着してな
る限外濾過膜装置9で処理され、微粒子等が除去されて
超純水が製造された後、使用場所10に供給され、ここ
で必要によりその一部が使用されると共に、残余の超純
水は一次純水タンク6へ戻される。なお、一次純水タン
ク6以降の装置を通常、二次純水装置、あるいはサブシ
ステムという。
An ultraviolet oxidizer 7 irradiates the pure water supplied from the primary pure water tank 6 with ultraviolet rays to oxidize and decompose organic substances in the pure water and sterilize bacteria. Reference numerals 8a and 8b denote cartridge polishers, which are mixed bed type ion exchange towers connected in series, in which impurities in the pure water, which are almost free of impurities, are further removed. Cartridge polisher 8
The water exiting a and 8b is treated by an ultrafiltration membrane device 9 equipped with an ultrafiltration membrane (UF) to remove fine particles and the like to produce ultrapure water, and then to the place of use 10. The residual ultrapure water is supplied to the primary pure water tank 6 while part of it is supplied if necessary. The devices after the primary pure water tank 6 are usually called secondary pure water devices or subsystems.

【0006】この超純水の製造装置は、直列に接続され
たカートリッジポリッシャ8a,8bを所定期間毎に交
換しながら運転されるものである。カートリッジポリッ
シャ8a,8bの交換は、前段のカートリッジポリッシ
ャ(図4中8a)の処理水の抵抗率が規定値より低下す
るか、あるいは採水量が規定量に達すると、今度は後段
側のカートリッジポリッシャ(図4中8b)が前段とさ
れ、後段に予め他所で再生された新しい混合イオン交換
樹脂の入ったカートリッジポリッシャが新たに接続され
て通水される、いわゆるメリーゴーランド方式で運転さ
れるものである。これを、図5を用いてさらに詳しく説
明する。
This apparatus for producing ultrapure water is operated while replacing the cartridge polishers 8a and 8b connected in series at predetermined intervals. The replacement of the cartridge polishers 8a and 8b is performed when the resistivity of the treated water of the preceding cartridge polisher (8a in FIG. 4) becomes lower than the specified value or the amount of water taken reaches the specified amount, then the cartridge polisher of the latter stage is replaced. (8b in FIG. 4) is the former stage, and the latter stage is a so-called merry-go-round system in which a cartridge polisher containing a new mixed ion-exchange resin previously regenerated in another place is newly connected and water is passed. . This will be described in more detail with reference to FIG.

【0007】図5において、各弁の現在の状態はV1−
開、V2−閉、V3−開、V4−開、V5−閉、V6−
開、V7−開、V8−閉、V9−開、V10−開、V1
1−閉、V12−開であり、一次純水タンク6から供給
される一次純水は、図5に太線で示したごとく、紫外線
酸化装置7→カートリッジポリッシャ8a→カートリッ
ジポリッシャ8b→限外濾過膜装置9の順に通水されて
いる。今、前段のカートリッジポリッシャ8aと後段の
カートリッジポリッシャ8bの中間には抵抗率計11が
設置されており、前段のカートリッジポリッシャ8aの
処理水質は、これにより常時監視されている。抵抗率計
11による測定値が所定の値、たとえば17.5MΩ・
cm以下となった場合には、カートリッジポリッシャ8a
の寿命が来たものと判断され、各弁の状態をV1−閉、
V2−開、V3−開、V4−閉、V5−閉、V6−開、
V7−開、V8−閉、V9−閉、V10−閉、V11−
閉、V12−閉として、図6に示す様に使用済みのカー
トリッジポリッシャ8aがとりはずされ、その間、一次
純粋タンク6から供給される一次純水は図6に太線で示
したごとくカートリッジポリッシャ8bのみで処理され
る。
In FIG. 5, the current state of each valve is V1-
Open, V2-Closed, V3-Open, V4-Open, V5-Closed, V6-
Open, V7-Open, V8-Closed, V9-Open, V10-Open, V1
1-closed and V12-opened, the primary pure water supplied from the primary pure water tank 6 is, as shown by the thick line in FIG. 5, an ultraviolet oxidation device 7 → cartridge polisher 8a → cartridge polisher 8b → ultrafiltration membrane. Water is passed through the device 9 in this order. Now, the resistivity meter 11 is installed between the front-stage cartridge polisher 8a and the rear-stage cartridge polisher 8b, and the treated water quality of the front-stage cartridge polisher 8a is constantly monitored by this. The measured value by the resistivity meter 11 is a predetermined value, for example, 17.5 MΩ.
When it is less than cm, cartridge polisher 8a
Is judged to have reached the end of its life, and the state of each valve is set to V1-close,
V2-open, V3-open, V4-close, V5-close, V6-open,
V7-open, V8-closed, V9-closed, V10-closed, V11-
As shown in FIG. 6, the used cartridge polisher 8a is removed by closing and V12-closing, and during that time, the primary pure water supplied from the primary pure tank 6 is only the cartridge polisher 8b as shown by the bold line in FIG. Is processed in.

【0008】次いで、図7に示すように、取り外したカ
ートリッジポリッシャ8aの代わりに新しいカートリッ
ジポリッシャ8cが取付けられた後、カートリッジポリ
ッシャ8bが前段、新しいカートリッジポリッシャ8c
が後段になる様に各弁が切換えられ、通水が開始され
る。図7に示される各弁は、V1−閉、V2−開、V3
−開、V4−閉、V5−開、V6−開、V7−閉、V8
−開、V9−開、V10−閉、11−開、V12−開の
状態にあり、一次純水は紫外線酸化装置7→カートリッ
ジポリッシャ8b→カートリッジポリッシャ8c→限外
濾過膜装置9の順に通水される。
Next, as shown in FIG. 7, after a new cartridge polisher 8c is attached in place of the removed cartridge polisher 8a, the cartridge polisher 8b is in the front stage and a new cartridge polisher 8c.
Each valve is switched so that is in the latter stage, and water flow is started. Each valve shown in FIG. 7 has V1-closed, V2-opened, V3
-Open, V4-Closed, V5-Open, V6-Open, V7-Closed, V8
-Open, V9-open, V10-closed, 11-open, V12-open, and the primary pure water passes through the ultraviolet oxidation device 7-> cartridge polisher 8b-> cartridge polisher 8c-> ultrafiltration membrane device 9 in that order. To be done.

【0009】ところがこの様にして抵抗率を監視してい
わゆるメリーゴーランド方式でカートリッジポリッシャ
を交換する場合には、交換時期において後段のカートリ
ッジポリッシャの処理水中に既に相当量のシリカが漏出
しており、最終処理水である超純水中のシリカ濃度がか
なり高いことがわかった。図8に使用場所10における
超純水中のシリカ濃度の変化を示す。なお、図8はカー
トリッジポリッシャとして、予め他所で充分に再生した
H形の強酸性カチオン交換樹脂、アンバーライト(登録
商標、以下同じ)IR−124と、OH形の強塩基性ア
ニオン交換樹脂であって母体がスチレンージビニルベン
ゼン系樹脂であるアンバーライトIRA−402BLと
を、容量比で 1:2に混合した混合イオン交換樹脂を
充填してなるものを使用した場合のデータである。さら
に、前段のカートリッジポリッシャ処理水の抵抗率低下
が検知され、寿命となったポリッシャを交換する際に、
それまで後段に設置されていたポリッシャ単独で紫外線
酸化装置7の処理水を処理する工程(図6に示した工
程)において、表1に示すごとく超純水中のシリカ濃度
が非常に高くなることも明らかになった。
However, when the cartridge polisher is replaced by the so-called merry-go-round method by monitoring the resistivity in this way, a considerable amount of silica has already leaked into the treated water of the cartridge polisher in the subsequent stage at the time of replacement, It was found that the concentration of silica in the ultrapure water, which is the treated water, is quite high. FIG. 8 shows changes in silica concentration in ultrapure water at the place of use 10. FIG. 8 shows a cartridge polisher as an H-type strongly acidic cation exchange resin, Amberlite (registered trademark, the same applies hereinafter) IR-124, and an OH type strongly basic anion exchange resin, which have been sufficiently regenerated in other places. The data is obtained when a mixed ion-exchange resin having a matrix of Amberlite IRA-402BL, which is a styrene-divinylbenzene resin, is mixed at a volume ratio of 1: 2 is used. Furthermore, when the decrease in the resistivity of the cartridge polisher treated water in the previous stage is detected and the polisher that has reached the end of its life is replaced,
As shown in Table 1, the silica concentration in the ultrapure water becomes extremely high in the process (process shown in FIG. 6) of treating the treated water of the ultraviolet oxidation device 7 with the polisher alone installed in the subsequent stage. Also became clear.

【0010】[0010]

【表1】 この様な従来のいわゆるメリーゴーランド方式におい
て、抵抗率の測定結果から予想される以上に非常に早期
にシリカが後段のカートリッジポリッシャからリークし
てくる理由は明確ではないが、前段のカートリッジポリ
ッシャを抵抗率の低下が検出されるまで使用すると、弱
アニオンで陰イオン交換樹脂に対する吸着力の弱いシリ
カはすでに前段のカートリッジポリッシャからリークし
て後段のカートリッジポリッシャに吸着しており、その
様なカートリッジポリッシャを前段に組替えて採水する
と、特に当該カートリッジポリッシャの前段に紫外線酸
化装置が接続されている場合には、吸着されているシリ
カが前段の紫外線酸化処理によって生成した酸化処理水
中の炭酸あるいは有機酸により置換されて押し出され、
その結果、交換後の採水初期よりこれらのイオンが後段
のカートリッジポリッシャに多量に負荷されること、お
よびシリカは極めて弱い酸であるため、前段のポリッシ
ャの陰イオン交換樹脂に吸着されているこれらのイオン
が純水の通水により加水分解によって徐々に溶離され、
後段のポリッシャに負荷されることが原因として推定さ
れるものである。
[Table 1] In such a conventional so-called merry-go-round method, the reason why silica leaks from the latter cartridge polisher much earlier than expected from the resistivity measurement results is not clear, but the former cartridge polisher has a higher resistivity. When it is used until the decrease in the cartridge is detected, silica with weak anion and weak adsorption power to the anion exchange resin has already leaked from the cartridge polisher in the previous stage and is adsorbed in the cartridge polisher in the subsequent stage. When water is collected by recombining with the cartridge polisher, the adsorbed silica is replaced with carbonic acid or organic acid in the oxidation-treated water produced by the UV-oxidation treatment in the previous stage, especially when the UV-oxidizer is connected in the preceding stage of the cartridge polisher. Is extruded,
As a result, a large amount of these ions were loaded on the cartridge polisher in the latter stage from the initial stage of water sampling after the exchange, and since silica is an extremely weak acid, these ions adsorbed on the anion exchange resin of the former polisher were Ions are gradually eluted by hydrolysis by passing pure water,
It is presumed that the load is applied to the polisher in the subsequent stage.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、その目的とするところは、常に安
定してシリカ濃度を低く保つことの可能な純水又は超純
水の製造装置を提供すること、さらにはイオン交換装置
の交換頻度を増加させることなく、常に安定してシリカ
濃度を低く保つことの可能な純水又は超純水の製造装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to produce pure water or ultrapure water capable of constantly maintaining a low silica concentration. Another object of the present invention is to provide an apparatus, and further, to provide an apparatus for producing pure water or ultrapure water capable of constantly maintaining a low silica concentration without increasing the exchange frequency of the ion exchange apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、陰イオン交換樹脂が少なくとも充填された
複数の直列に接続されたイオン交換塔からなるイオン交
換装置と、前記イオン交換装置の最前段のイオン交換塔
の処理水中のシリカ濃度を監視するシリカ計とを有する
純水または超純水の製造装置であって、前記イオン交換
装置が前記最前段のイオン交換塔の処理水中のシリカ濃
度が所定値に達する毎に最前段のイオン交換塔を再生し
て最後段に配置するか、叉は最前段のイオン交換塔を除
くと共に最後段のイオン交換塔の後段にイオン交換樹脂
を再生した新たなイオン交換塔を連結する方式のもので
あることを特徴とする純水または超純水の製造装置であ
り、イオン交換装置が単床式陰イオン交換装置であるこ
と、イオン交換装置に充填されるイオン交換樹脂の少な
くとも一部が樹脂母体がアクリル酸系の陰イオン交換樹
脂であることを含む。以下、本発明を詳細に説明する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an ion exchange apparatus comprising a plurality of ion exchange columns connected at least in series filled with anion exchange resin, and the ion exchange apparatus. A production apparatus for pure water or ultrapure water having a silica meter for monitoring the silica concentration in the treated water of the foremost ion exchange tower, wherein the ion exchange apparatus is for treating the treated water in the foremost ion exchange tower. Each time the silica concentration reaches a specified value, the frontmost ion exchange column is regenerated and placed in the last stage, or the frontmost ion exchange column is removed and an ion exchange resin is placed after the last ion exchange column. An apparatus for producing pure water or ultrapure water, characterized by being a method of connecting a regenerated new ion exchange tower, wherein the ion exchange apparatus is a single bed anion exchange apparatus, At least a portion of the resin matrix of the ion exchange resin filled in comprises that the anion exchange resin of an acrylic acid-based. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】本発明の純水または超純水の製造装置を構
成するイオン交換装置、膜分離装置、シリカ計等の各装
置、機器等はそれ自体公知のものがそのまま用いられ
る。更に、従来の純水製造装置及び超純水製造装置の基
本的構成は、そのまま基本的に本発明に適用される。
As the ion exchange device, the membrane separation device, the silica analyzer, and other devices and equipment that compose the pure water or ultrapure water production device of the present invention, those known per se can be used as they are. Further, the basic configurations of the conventional pure water producing apparatus and ultrapure water producing apparatus are basically applied to the present invention as they are.

【0014】シリカ計としては、純水あるいは超純水中
の微量のシリカを測定できるものであれば如何なるもの
でもよく、例えばダイオネックス社製イオンクロマトグ
ラフDX−300等が挙げられる。
Any silica meter may be used as long as it can measure a minute amount of silica in pure water or ultrapure water, and examples thereof include Ion Chromatograph DX-300 manufactured by Dionex.

【0015】本発明においては、イオン交換装置の処理
水中のシリカ濃度を測定、監視し、そのシリカ濃度が所
定の値以上になると、イオン交換塔を交換するものであ
るが、そのシリカ濃度としては、必要とする純水又は超
純水のシリカ濃度の上限値を基準として目的に合わせて
定めることが好ましい。
In the present invention, the concentration of silica in the treated water of the ion exchange device is measured and monitored, and when the silica concentration exceeds a predetermined value, the ion exchange column is exchanged. It is preferable to determine it according to the purpose based on the upper limit of the silica concentration of the required pure water or ultrapure water.

【0016】本発明に用いるイオン交換装置は、少なく
ともシリカを吸着できる陰イオン交換樹脂が充填された
イオン交換塔を用いるものであれば如何なるものでもよ
く、例えば強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン
交換樹脂との混合樹脂を充填した混床式イオン交換塔を
2塔以上直列に接続したもの、強塩基性陰イオン交換樹
脂を単独で充填してなる単床式陰イオン交換塔の2塔以
上を直列に接続したもの、更には単床式イオン交換装置
の一種であり、強塩基性のものと弱塩基性の陰イオン交
換樹脂とを同一の塔内に積層して充填してなる、いわゆ
る複層床式の陰イオン交換塔の2塔以上を直列に接続し
たもの等を用いることができる。
The ion exchange apparatus used in the present invention may be of any type as long as it uses an ion exchange column packed with an anion exchange resin capable of adsorbing at least silica, for example, a strong acid cation exchange resin and a strong basicity. Two of the mixed-bed type ion-exchange columns filled with the mixed resin with the anion-exchange resin connected in series, and the single-bed type anion-exchange column obtained by filling the strong basic anion-exchange resin alone. One in which one or more towers are connected in series, or a single bed type ion exchange device, in which a strongly basic anion exchange resin and a weakly basic anion exchange resin are stacked and packed in the same tower. A so-called multi-layer bed type anion exchange tower in which two or more towers are connected in series can be used.

【0017】更に、上記イオン交換塔としては、例えば
イオン交換塔の処理水中のシリカ濃度が所定の値に達し
た時に、予め他所で再生された再生済みのイオン交換樹
脂を充填した新たなイオン交換塔と交換して処理を続行
する、いわゆるカートリッジ式のイオン交換塔、あるい
はシリカ濃度が所定の値に達した時に付属の再生設備を
用いて充填されているイオン交換樹脂の再生を行なって
処理を続行する、いわゆる再生型のイオン交換塔等、公
知のものを使用することができる。
Further, as the above-mentioned ion exchange tower, for example, when the silica concentration in the treated water of the ion exchange tower reaches a predetermined value, a new ion exchange filled with a regenerated ion exchange resin which has been regenerated in another place in advance. The so-called cartridge type ion-exchange tower is used to continue the treatment by exchanging with the tower, or when the silica concentration reaches a predetermined value, the packed ion-exchange resin is regenerated using the attached regeneration equipment for the treatment. Known ones such as a so-called regenerative type ion exchange column which is continued can be used.

【0018】なお、最前段に位置するイオン交換塔の処
理水中のシリカ濃度が所定値に達した時に、この最前段
のイオン交換塔を除いて最後段のイオン交換塔の後段に
再生されたイオン交換樹脂が充填されている新たなイオ
ン交換塔を連結し、その後被処理水をいままで2段目に
連結されていたイオン交換塔から順に通水する実際の操
作は、図5〜図7に示した如き配管及び弁の切替によっ
て簡単に行なうことができる。
When the silica concentration in the treated water of the ion exchange column located at the frontmost stage reaches a predetermined value, the ions regenerated at the rear stage of the last ion exchange column except this frontmost ion exchange column. The actual operation of connecting a new ion exchange column filled with an exchange resin and then passing water to be treated in order from the ion exchange column which was connected to the second stage up to now is shown in FIGS. This can be easily done by switching the piping and valves as shown.

【0019】また、本発明に用いる陰イオン交換樹脂の
種類も、シリカを吸着できるもの、従って強塩基性の陰
イオン交換樹脂であれば特に限定されないが、純水ある
いは超純水製造に通常用いられている樹脂母体がスチレ
ンージビニルベンゼン(St−DVB)系の強塩基性陰
イオン交換樹脂よりも、樹脂母体がアクリル酸系樹脂で
ある強塩基性陰イオン交換樹脂の方が、後述の実施例で
示すごとくシリカの除去能力が大であるという点で好ま
しい。
The type of anion exchange resin used in the present invention is not particularly limited as long as it can adsorb silica, that is, a strongly basic anion exchange resin, but it is usually used for pure water or ultrapure water production. The strongly basic anion exchange resin whose resin base is an acrylic resin is more effective than the strongly basic anion exchange resin whose base resin is styrene-divinylbenzene (St-DVB). As shown in the examples, it is preferable in that it has a large silica removing ability.

【0020】というのは、本発明装置の場合、最前段の
イオン交換塔の交換時期をシリカ濃度を基準にして判定
するので、前記図8のグラフから明らかなごとく、交換
時期を抵抗率基準で判断する従来法に比べてイオン交換
塔の寿命が短くなる。そのため、シリカ除去能力の大な
る樹脂母体がアクリル酸系の陰イオン交換樹脂を用いる
方がイオン交換塔の交換頻度あるいは再性頻度を少なく
するという点で有利だからである。また、アクリル酸系
陰イオン交換樹脂に、例えば前記スチレンージビニルベ
ンゼン系の陰イオン交換樹脂を混合して使用しても良
い。
In the case of the device of the present invention, the exchange time of the frontmost ion exchange column is determined based on the silica concentration. Therefore, as is clear from the graph of FIG. 8, the exchange time is based on the resistivity. The life of the ion exchange column is shortened as compared with the conventional method of judging. Therefore, it is advantageous to use an acrylic acid-based anion exchange resin as the resin matrix having a large silica removal ability, in that the frequency of exchange or regeneracy in the ion exchange column is reduced. Further, an acrylic acid-based anion exchange resin may be mixed with the styrene-divinylbenzene-based anion exchange resin, for example.

【0021】なお、上記アクリル酸系の陰イオン交換樹
脂としては、例えばアンバーライトIRA−458、I
RA−958等が挙げられる。
As the acrylic acid type anion exchange resin, for example, Amberlite IRA-458, I
RA-958 etc. are mentioned.

【0022】[0022]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0023】実施例1 図1に本発明の超純水製造装置の一実施例の部分構成を
示す。本例においては、図4に示す超純水製造装置のカ
ートリッジポリッシャ8a,8bの構成部分のみを、図
1に示すような、シリカ計20を有する構成にしたもの
である。前段のカートリッジポリッシャ8a出口におけ
るシリカ濃度が、例えば15ng/L以上となったらカ
ートリッジの交換作業を行なう。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a partial configuration of an embodiment of the ultrapure water production system of the present invention. In this example, only the constituent parts of the cartridge polishers 8a and 8b of the ultrapure water production system shown in FIG. 4 are configured to have a silica meter 20 as shown in FIG. When the silica concentration at the outlet of the cartridge polisher 8a at the preceding stage becomes, for example, 15 ng / L or more, the cartridge replacement work is performed.

【0024】この様な運転方法によれば、後段のカート
リッジポリッシャ8bへのシリカの蓄積が生じないた
め、常時安定してシリカの漏出を防止できる。
According to such an operation method, since silica is not accumulated in the cartridge polisher 8b in the subsequent stage, it is possible to always stably prevent silica from leaking out.

【0025】なお、本実施例においては、イオン交換塔
として2個のカートリッジポリッシャを直列に連結して
用いる構成としたが、これに限られず、3個以上を直列
に連結する構成としても良いものである。
In this embodiment, two cartridge polishers are used by being connected in series as the ion exchange tower, but the present invention is not limited to this, and three or more cartridge polishers may be connected in series. Is.

【0026】実施例2 図2に本発明の超純水製造装置の他の実施例を示す。図
2の超純水製造装置は、図4の超純水製造装置における
逆浸透膜装置3と真空脱気装置4との間に紫外線酸化装
置40を設置し、さらに混床式脱塩装置5の代りに陰イ
オン交換樹脂(AER)単床式イオン交換塔60a,6
0bを設置すると共に、図1に示すように、シリカ計2
0を含む構成とし、いわゆるメリーゴーランド方式で運
転したものである。図2において、逆浸透膜装置3で処
理された水は、まずその中に溶存するTOCが紫外線酸
化装置40により有機酸や炭酸に分解され、続いて真空
脱気装置4によって溶存酸素および溶解している炭酸の
一部が除去される。次いで、AER単床式イオン交換塔
60a,60bによって、微量に含まれている陰イオン
が除去される。AER単床式イオン交換塔60a,60
bは再生型イオン交換塔であって、採水工程の終了した
前段のイオン交換塔は付属の再生設備によって再生され
た後、いままで後段に位置していたイオン交換塔の後段
に組込まれて採水工程に入る。AER単床式イオン交換
塔60a,60bの処理水は一次純水タンク6へ送られ
る。紫外線酸化装置7以降は、カートリッジポリッシャ
8a,8bが図1に示す構成でシリカ計20を介装して
設けられ、いわゆるメリーゴーランド方式で運転され
る。更に限外濾過膜装置9を経て使用場所10へ超純水
が供給される。
Embodiment 2 FIG. 2 shows another embodiment of the ultrapure water production system of the present invention. In the ultrapure water production system of FIG. 2, an ultraviolet oxidation device 40 is installed between the reverse osmosis membrane device 3 and the vacuum degassing device 4 in the ultrapure water production system of FIG. Anion exchange resin (AER) single bed type ion exchange towers 60a, 6 instead of
0b is installed, and as shown in FIG.
It is configured to include 0 and is operated by a so-called merry-go-round system. In FIG. 2, in the water treated by the reverse osmosis membrane device 3, TOC dissolved therein is first decomposed into an organic acid or carbonic acid by the ultraviolet oxidation device 40, and subsequently dissolved oxygen and dissolved by the vacuum degassing device 4. Some of the carbon dioxide that is being removed is removed. Next, the AER single-bed ion exchange towers 60a and 60b remove anions contained in a small amount. AER single bed type ion exchange tower 60a, 60
Reference numeral b is a regenerative ion exchange tower. After the water collection process is completed, the former ion exchange tower is regenerated by the attached regenerator and then installed in the latter stage of the ion exchange tower that was previously located in the latter stage. Enter the water sampling process. The treated water in the AER single-bed ion exchange towers 60a and 60b is sent to the primary pure water tank 6. After the ultraviolet oxidation device 7, the cartridge polishers 8a and 8b are provided with the silica meter 20 interposed in the configuration shown in FIG. 1 and operated by a so-called merry-go-round method. Further, ultrapure water is supplied to the place of use 10 through the ultrafiltration membrane device 9.

【0027】なお、上記実施例においてはAER単床式
イオン交換塔60a,60bおよびカートリッジポリッ
シャ8a,8bの両方にシリカ計を設けて本発明を適用
したが、いずれか一方に本発明を適用しても良い。AE
R単床式イオン交換塔60a,60bに本発明を適用し
た場合は、図3に示す様に一次純水タンク以降を普通の
装置構成にしても良い。なお、図3中、70は紫外線殺
菌装置、80は混床式のカートリッジポリッシャであ
る。
In the above embodiment, the present invention was applied to both of the AER single bed type ion exchange towers 60a and 60b and the cartridge polishers 8a and 8b, but the present invention was applied to either one. May be. AE
When the present invention is applied to the R single-bed type ion exchange towers 60a and 60b, as shown in FIG. In FIG. 3, 70 is an ultraviolet sterilizer and 80 is a mixed bed type cartridge polisher.

【0028】実施例3 実施例1,2において、いわゆるメリーゴーランド方式
の前段のイオン交換塔の採水終了をシリカ濃度基準とし
たが、そのためにイオン交換塔の樹脂交換あるいは再生
の頻度が増加することは前述したごとくである。本実施
例においては、イオン交換塔に充填する陰イオン交換樹
脂の種類による採水可能期間の違いを示す。
Example 3 In Examples 1 and 2, the completion of water sampling in the former ion exchange column of the so-called merry-go-round system was used as the silica concentration standard. Therefore, the frequency of resin exchange or regeneration of the ion exchange column increases. Is as described above. In this example, the difference in the water sampling period depending on the type of anion exchange resin packed in the ion exchange column is shown.

【0029】表2は図2に示す構成の超純水の製造装置
のAER単床式イオン交換塔60aに、表2に示すよう
な樹脂母体の異なる2種類の強塩基性陰イオン交換樹脂
を用いた場合の採水終了基準の違いによる採水期間(処
理水質が基準値に達するまでの通水期間)の相違を、樹
脂母体がスチレンージビニルベンゼン(St−DVB)
であるアンバーライトIRA−402BLにおける抵抗
率基準の場合の採水期間を100として比較したもので
ある。
Table 2 shows the AER single-bed ion exchange column 60a of the ultrapure water producing apparatus having the structure shown in FIG. 2 and two types of strongly basic anion exchange resins having different resin bases as shown in Table 2. The difference in the sampling period (the period during which the treated water reaches the standard value) due to the difference in the sampling standard when used is that the resin matrix is styrene-divinylbenzene (St-DVB).
It is a comparison when the water sampling period in the case of resistivity reference in Amberlite IRA-402BL is 100.

【0030】通水流量は1塔につきSV50であった。The water flow rate was SV50 per tower.

【0031】[0031]

【表2】 表2から明らかなごとく、前段イオン交換塔の採水停止
条件がシリカ基準の場合、St−DVB系の陰イオン交
換樹脂であるアンバーライトIRA−402BLを用い
た場合の採水期間の比較値が78%であるのに対して、
アクリル酸系樹脂であるアンバーライトIRA−458
を用いた場合の採水期間は87%であり、アクリル酸系
陰イオン交換樹脂を用いた方が約10%ほど高い延命効
果が得られた。アクリル酸系陰イオン交換樹脂IRA−
458を用いた場合のこのような延命効果の理由は明ら
かではないが、おそらくアクリル酸系母体の樹脂である
ために、従来のスチレンージビニルベンゼン系陰イオン
交換樹脂よりも塩基度が高いものと考えられ、従って弱
酸として存在するシリカとの親和力がより強いものと想
像される。
[Table 2] As is clear from Table 2, when the sampling stop condition of the former ion exchange column is based on silica, the comparative value of the sampling period when using Amberlite IRA-402BL which is an anion exchange resin of St-DVB system is While it is 78%,
Amberlite IRA-458 which is acrylic acid resin
The water collection period was 87%, and the life extension effect of about 10% was obtained when the acrylic acid anion exchange resin was used. Acrylic acid type anion exchange resin IRA-
The reason for such a life prolonging effect when 458 is used is not clear, but it is considered that it has a higher basicity than the conventional styrene-divinylbenzene anion exchange resin, probably because it is an acrylic acid matrix resin. It is conceivable that the affinity with silica, which exists as a weak acid, is stronger.

【0032】また、表2からわかるように、A,Bいず
れの樹脂の場合も抵抗率基準における採水期間に比べて
シリカ基準における採水期間が短くなっている。従っ
て、いわゆるメリーゴーランド方式において、抵抗率基
準でメリーゴーランド運転を行った場合は、採水終点に
達した時点で既にシリカが基準値を越えて漏出している
こととなり、従来のような抵抗率基準での運転はさける
べきであることが明らかである。
Further, as can be seen from Table 2, in both resins A and B, the water sampling period based on the silica is shorter than the water sampling period based on the resistivity. Therefore, in the so-called merry-go-round method, when the merry-go-round operation was performed based on the resistivity standard, the silica had already leaked beyond the standard value at the time when the water sampling end point was reached, and the conventional resistivity standard was used. It is clear that driving should be avoided.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明においては、直列に接続した2塔
以上のイオン交換塔の交換時期をシリカ濃度で監視して
決定するようにしたので、シリカ濃度の少ない超純水を
常に安定して得ることができる。
In the present invention, the exchange time of two or more ion exchange columns connected in series is determined by monitoring the silica concentration, so that ultrapure water with a low silica concentration is always stable. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の超純水の製造装置のイオン交換装置の
流路構成の一例を示す部分流路構成図である。
FIG. 1 is a partial flow path configuration diagram showing an example of a flow path configuration of an ion exchange apparatus of an ultrapure water production apparatus of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例を示す部分フロー図であ
る。
FIG. 3 is a partial flowchart showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来の超純水の製造装置の構成例を示すフロー
図である。
FIG. 4 is a flowchart showing a configuration example of a conventional ultrapure water production apparatus.

【図5】カートリッジポリッシャーの交換前の状態を示
すフロー説明図である。
FIG. 5 is a flow explanatory diagram showing a state before replacement of the cartridge polisher.

【図6】カートリッジポリッシャーの交換中の状態を示
すフロー説明図である。
FIG. 6 is a flow explanatory diagram showing a state during replacement of the cartridge polisher.

【図7】カートリッジポリッシャーの交換後の状態を示
すフロー説明図である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a state after the cartridge polisher is replaced.

【図8】従来のカートリッジポリッシャーの通水経過期
間と同ポリッシャー処理水中の、シリカ濃度の関係を示
すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the water passage period of a conventional cartridge polisher and the silica concentration in the treated water of the polisher.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前処理装置 2 2床3塔式脱塩装置 3 逆浸透膜装置 4 真空脱気装置 5 混床式脱塩装置 6 一次純水タンク 7 紫外線酸化装置 8a,8b カートリッジポリッシャ 9 限外濾過膜装置 10 使用場所 11 抵抗率計 20 シリカ計 70 紫外線殺菌装置 80 カートリッジポリッシャ 1 Pretreatment Device 2 2 Bed 3 Tower Desalination Device 3 Reverse Osmosis Membrane Device 4 Vacuum Degassing Device 5 Mixed Bed Desalination Device 6 Primary Pure Water Tank 7 UV Oxidation Device 8a, 8b Cartridge Polisher 9 Ultrafiltration Membrane Device 10 Place of use 11 Resistivity meter 20 Silica meter 70 UV sterilizer 80 Cartridge polisher

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰イオン交換樹脂が少なくとも充填され
た複数の直列に接続されたイオン交換塔からなるイオン
交換装置と、前記イオン交換装置の最前段のイオン交換
塔の処理水中のシリカ濃度を監視するシリカ計とを有す
る純水または超純水の製造装置であって、前記イオン交
換装置が前記最前段のイオン交換塔の処理水中のシリカ
濃度が所定値に達する毎に最前段のイオン交換塔を再生
して最後段に配置するか、叉は最前段のイオン交換塔を
除くと共に最後段のイオン交換塔の後段にイオン交換樹
脂を再生した新たなイオン交換塔を連結する方式のもの
であることを特徴とする純水または超純水の製造装置。
1. An ion exchange apparatus comprising a plurality of ion exchange towers connected in series and at least filled with an anion exchange resin, and a silica concentration in treated water of an ion exchange tower at the frontmost stage of the ion exchange apparatus is monitored. An apparatus for producing pure water or ultrapure water having a silica meter, wherein the ion-exchange device is provided at the frontmost stage every time when the concentration of silica in the treated water of the first-stage ion-exchange column reaches a predetermined value. Is placed at the last stage, or the ion exchange column at the frontmost stage is removed, and a new ion exchange column made up of regenerated ion exchange resin is connected to the latter stage of the ion exchange column at the last stage. An apparatus for producing pure water or ultrapure water characterized by the above.
【請求項2】 イオン交換装置が単床式陰イオン交換装
置である請求項1に記載の純水または超純水の製造装
置。
2. The apparatus for producing pure water or ultrapure water according to claim 1, wherein the ion exchange apparatus is a single bed type anion exchange apparatus.
【請求項3】 イオン交換装置に充填されるイオン交換
樹脂の少なくとも一部が樹脂母体がアクリル酸系の陰イ
オン交換樹脂である請求項1又は2に記載の純水または
超純水の製造装置。
3. The apparatus for producing pure water or ultrapure water according to claim 1, wherein at least a part of the ion exchange resin filled in the ion exchange apparatus is an anion exchange resin whose resin matrix is acrylic acid. .
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