JPH09192658A

JPH09192658A - 超純水製造装置

Info

Publication number: JPH09192658A
Application number: JP720796A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Chino; 秀一知野; Minoru Nakamura; 穰中村; Masahiko Kogure; 雅彦木暮
Original assignee: Nomura Micro Science Co Ltd
Current assignee: Nomura Micro Science Co Ltd
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】超純水中のＴＯＣ濃度および溶存酸素濃度の増
加と機器の劣化とをほぼ防止する超純水製造装置を提供
すること。【解決手段】一次純水から超純水を製造する超純水製造
装置において、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外
線を発生する第１の紫外線照射装置と、１９０ｎｍを越
える波長からなる紫外線を発生する第２の紫外線照射装
置と、膜脱気装置と、ポリッシャー装置とを流路に沿っ
て配置する、あるいはアニオン交換樹脂を充填した単床
式イオン交換装置と、１８０〜１９０ｎｍの波長を有す
る紫外線を発生する紫外線照射装置と、膜脱気装置と、
ポリッシャー装置とを流路に沿って配置する、または１
８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生する紫外
線照射装置と、パラジウム触媒樹脂を充填した触媒樹脂
装置と、ポリッシャー装置とを流路に沿って配置するこ
とを特徴とする超純水製造装置による。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶や半導体素子
を製造する電子工業、原子力発電所あるいは医薬品製造
工場等で広く利用される超純水を製造する超純水製造装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶や半導体素子（ＬＳ
Ｉ）、あるいは医薬品の製造工程においては、イオン状
物質、微粒子、有機物、溶存ガスおよび生菌等の含有量
の極めて少ない超純水が用いられている。特に、電子工
業においては、ＬＳＩの集積度の増加に伴って超純水の
純度に対する要求は益々厳しくなってきており、特に、
超純水中のΤＯＣおよび溶存酸素の低減が大きな課題で
ある。

【０００３】一般に、超純水の製造は、原水中の濁質成
分を除去する前処理システム、イオン状物質、微粒子、
有機物、溶存ガスおよび生菌等を除去する一次系システ
ムおよび一次系システムより得られた一次純水の精密仕
上げを目的とした二次系システムの組み合わせにより行
われている。

【０００４】ところで、一次純水の精密仕上げを目的と
した二次系システムにおいては、超純水中の有機物濃度
を減少させるための処理方法として、イオン交換処理や
逆浸透法による膜処理の施された一次純水に紫外線を照
射して含有有機物を分解し、次いで、この分解した有機
物を混床式イオン交換装置により除去する方法が知られ
ている。また、被処理水である一次純水に照射する紫外
線として、１８０〜１９０ｎｍ（特に１８４．９ｎｍ）
の波長を有する紫外線を用いることにより、効率的に含
有有機物の分解が達成されることも知られている（特開
平１−１６４４８８号公報）。

【０００５】ところが、一次系システムにより有機物濃
度を極めて低濃度にまで減少させた被処理水である一次
純水を、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発
生する紫外線照射装置と混床式イオン交換装置とを有す
る二次系システムにおいて処理した際に、混床式イオン
交換装置を通過した被処理水中のＴＯＣ濃度と溶存酸素
濃度が、二次系システムにおいて処理する以前の一次純
水に比べて上昇するという問題が発生した。また、１８
０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生する紫外線
照射装置の後段に膜脱気装置を配置した二次系システム
では、膜脱気装置の脱気膜の劣化が著しくなるという問
題が発生した。

【０００６】すなわち、一次系システムにより有機物濃
度を極めて低濃度にまで減少させた一次純水を従来の二
次系システムにより処理する場合、得られた超純水中の
ＴＯＣ濃度および溶存酸素濃度の増加や、二次系システ
ムを構成する機器、特に膜脱気装置の脱気膜やイオン交
換装置のイオン交換樹脂等の劣化が著しくなるという間
題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解決すべくなされたもので、超純水中のＴＯＣ濃
度および溶存酸素濃度の増加と機器の劣化とをほぼ防止
する超純水製造装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述したように、一次系
システムにより有機物濃度を極めて低濃度にまで減少さ
せた一次純水を従来の二次系システムにより処理する場
合、混床式イオン交換装置を通過した被処理水中のＴＯ
Ｃ濃度と溶存酸素濃度が、二次系システムにおいて処理
する以前の一次純水に比べて大きく上昇し、また、イオ
ン交換装置に充填されたイオン交換樹脂が劣化する。さ
らに、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生
する紫外線照射装置の後段に膜脱気装置を配置した二次
系システムでは、膜脱気装置の脱気膜の劣化が著しくな
る。

【０００９】これらの問題について、本発明者らが鋭意
研究した結果、有機物濃度を極めて低濃度にまで減少さ
せた一次純水に対し、１８０〜１９０ｎｍの波長を有す
る紫外線、特に、１８４．９ｎｍに波長のピークを有す
る紫外線を紫外線照射装置により照射した場合、当該紫
外線照射装置出口において微量の過酸化水素（Ｈ
₂Ｏ₂）がリークすることを見いだした。微量の過酸化
水素が生成する機構としては次式に示すように、水の紫
外線分解により生成したＯΗラジカル（ヒドロキシラジ
カル）が一次純水中の微量な有機物と反応できず、ＯＨ
ラジカル同士が反応して生成する機構が提示される。

【００１０】Ｈ₂Ｏ＋ｈν→・ＯＨ・ＯＨ＋・ＯＨ→Ｈ₂Ｏ₂ そして、リークした過酸化水素が後段に設置されたポリ
ッシャー装置（イオン交換装置）内部のイオン交換樹脂
を酸化劣化させることによりイオン交換樹脂から微細な
樹脂の破片や有機物等が発生し、ポリッシャー装置（イ
オン交換装置）を通過した被処理水中のＴＯＣ濃度が、
二次系システムにおいて処理する以前の一次純水に比べ
て上昇したと推測することができるのである。また、リ
ークした過酸化水素がポリッシャー装置（イオン交換装
置）内部のイオン交換樹脂を酸化劣化させる際、一部の
過酸化水素が酸素と水とに分解されることにより、ポリ
ッシャー装置（イオン交換装置）を通過した被処理水中
の溶存酸素濃度が、二次系システムにおいて処理する以
前の一次純水に比べて上昇したと推測される。さらに、
１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生する紫
外線照射装置の後段に膜脱気装置を配置した場合には、
リークした過酸化水素により膜脱気装置の脱気膜が急速
に酸化劣化したと推測することができるのである。

【００１１】そこで、本発明に係る超純水製造装置は、
一次純水から超純水を製造する超純水製造装置におい
て、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生す
る第１の紫外線照射装置と、１９０ｎｍを越える波長か
らなる紫外線を発生する第２の紫外線照射装置と、膜脱
気装置と、ポリッシャー装置とを流路に沿って配置した
ことを特徴としている。

【００１２】また、本発明に係る超純水製造装置は、一
次純水から超純水を製造する超純水製造装置において、
アニオン交換樹脂を充填した単床式イオン交換装置と、
１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生する紫
外線照射装置と、膜脱気装置と、ポリッシャー装置とを
流路に沿って配置したことを特徴としている。

【００１３】さらに、本発明に係る超純水製造装置は、
一次純水から超純水を製造する超純水製造装置におい
て、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生す
る紫外線照射装置と、パラジウム触媒樹脂を充填した触
媒樹脂装置と、ポリッシャー装置とを流路に沿って配置
したことを特徴としている。

【００１４】本発明においては、被処理水である一次純
水は、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生
する第１の紫外線照射装置に導入され、被処理水中に溶
存する有機物がほぼ完全に有機酸あるいは二酸化炭素に
まで分解される。次に、被処理水は、第１の紫外線照射
装置から１９０ｎｍを越える波長を発生する第２の紫外
線照射装置に導入され、被処理水中に含まれる微量の過
酸化水素が酸素と水に分解される。次いで、被処理水
は、第２の紫外線照射装置から気体透過膜を装備した膜
脱気装置に導入され、第１の紫外線照射装置において発
生した二酸化炭素と第２の紫外線照射装置において発生
した酸素とが除去される。最後に、膜脱気装置において
脱ガスされた被処理水は、膜脱気装置からポリッシャー
装置に導入され、被処理水中のイオン成分が除去され
る。

【００１５】また、本発明においては、被処理水である
一次純水は、アニオン交換樹脂、特に好ましくは強塩基
性アニオン交換樹脂を充填した単床式イオン交換装置に
導入され、被処理水中のアニオン成分が除去されるとと
もに、被処理水中のｐＨはアルカリサイドにシフトされ
る。次に、被処理水は、１８０〜１９０ｎｍの波長を有
する紫外線を発生する紫外線照射装置に導入され、被処
理水中に溶存する有機物がほぼ完全に有機酸あるいは二
酸化炭素にまで分解される。また同時に、ＯΗラジカル
同士の反応により生成した過酸化水素は、被処理水のｐ
Ηがアルカリサイドにシフトしているために自己分解
し、酸素と水に変化する。次いで、被処理水は、気体透
過膜を装備した膜脱気装置に導入され、紫外線照射装置
により発生した酸素と二酸化炭素が除去される。最後
に、膜脱気装置において脱ガスされた被処理水は、ポリ
ッシャー装置に導入され、被処理水中のイオン成分が除
去される。

【００１６】さらに、本発明においては、被処理水であ
る一次純水は、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫外
線を発生する紫外線照射装置に導入され、被処理水中に
溶存する有機物がほぼ完全に有機酸あるいは二酸化炭素
にまで分解される。次に、被処理水はパラジウムを担持
した触媒樹脂が充填された触媒樹脂装置に導入され、被
処理水中の過酸化水素がパラジウムを担持した触媒樹脂
媒表面上で紫外線照射装置において生成した水素と反応
して水に変化する。

【００１７】Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂＋Ｐｄ→２Ｈ₂Ｏ＋Ｐｄ最後に、被処理水はポリッシャー装置に導入され、被処
理水中のイオン成分が除去される。

【００１８】本発明において処理の対象となる一次純水
は、通常、電気伝導度１６ＭΩ・ｃｍ以上、０．２μｍ
以上の微粒子数１００個／ｍｌ以下、ＴＯＣ濃度５ｐｐ
ｂ程度以下のものが主流である。

【００１９】また、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する
紫外線を発生する紫外線照射装置としては、１８０〜１
９０ｎｍ、とりわけ１８４．９ｎｍの波長の紫外線を発
生するものであれば、殺菌波長である２５４ｎｍの紫外
線を同時に発生していてもよい。上記紫外線照射装置と
しては特に制限は無いが、本発明においては、紫外線酸
化用低圧紫外線ランプを用いるのが好ましい。なお、こ
の紫外線による反応は以下に示した通りであり、（１）
一次純水より生成したＯＨラジカル（ヒドロキシラジカ
ル）により、（２）被処理水である一次純水中の有機物
がカルボン酸等の有機酸の段階まで酸化分解され、
（３）さらにー部は二酸化炭素にまで酸化分解されると
いうものである。

【００２０】（１）Ｈ₂Ｏ＋ｈν→・ＯＨ（２）Ｒ−Ｃ＋・ＯＨ→ＲＣＯＯΗ （３）ＲＣＯＯΗ＋・ＯＨ→ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏまた、被処理水である一次純水中の溶存有機物が微量で
ある場合、（４）ＯＨラジカル同士の反応により過酸化
水素が同時に発生する。

【００２１】（４）・ＯＨ＋・ＯＨ→Ｈ₂Ｏ₂ また、１９０ｎｍを越える波長を発生する紫外線照射装
置としては特に制限はないが、本発明においては、主波
長が２５４ｎｍの殺菌用紫外線ランプを好適に用いるこ
とができる。ここで、１９０ｎｍを越える波長を発生す
る紫外線照射装置を使用する理由は、１９０ｎｍ以下の
波長の紫外線、特に１８４．９ｎｍの波長を有する紫外
線を発生する紫外線照射装置を使用した場合、被処理水
中に過酸化水素が新たに発生するからである。なお、上
記紫外線による反応は以下に示した通りであり、（５）
被処理水中に含まれる微量の過酸化水素が酸素と水に分
解される。

【００２２】（５）Ｈ₂Ｏ₂＋ｈν→Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏまた、紫外線照射装置により紫外線を照射した後に、被
処理水中からイオン成分を除去する場合、通常、ポリッ
シャー装置に被処理水を導入する。このとき使用される
ポリッシャー装置としては、被処理水中の二酸化炭素、
有機酸あるいは他のイオン成分を除去するために強塩基
性アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を充填した非
再生型の混床式イオン交換装置を好ましく用いることが
できる。イオン交換装置に用いるイオン交換樹脂として
は、新品もしくはそれに類する破砕が無く、イオン交換
性能が高く、また溶出のないものが望ましい。イオン交
換樹脂に要求される性能は、本発明で用いられる再生型
あるいは非再生型の単床式イオン交換装置に充填して用
いられる強塩基性アニオン交換樹脂についても同様であ
る。

【００２３】本発明において、被処理水である一次純水
が、アニオン交換樹脂、好ましくは強塩基性アニオン交
換樹脂を充填した単床式イオン交換装置に導入される
と、被処理水中のアニオン成分が除去されるとともに、
被処理水中のｐＨはアルカリサイドにシフトされるが、
このとき被処理水のｐＨは８〜１２程度になるように設
定される。

【００２４】また、膜脱気装置に用いる脱気膜として
は、有効膜面積が大きく、脱気膜成分の溶出のないもの
が望ましい。

【００２５】触媒樹脂装置に充填される触媒樹脂として
は、アニオン交換樹脂等の樹脂に触媒成分としてパラジ
ウムを担持したものが用いられるが、触媒活性を高める
目的から、より微細な細孔を有し表面積の大きな触媒樹
脂を用いることが好ましい。また、本発明により得られ
た超純水は、ユースポイントに供給されて利用されるこ
とになるが、超純水の水質は、電気伝導度１８ＭΩ・ｃ
ｍ以上、ＴＯＣ濃度および溶存酸素濃度は１ｐｐｂ以下
にまで高められる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら本発
明の実施例について詳細に説明する。なお、各図面にお
いて、同一の構成には同一符号を付し詳細な説明は省略
する。また、本発明は、その要旨を逸脱しないならば、
本実施例に限定されるものではない。図４は、本発明の
実施対象である一次純水を製造するための一次純水製造
装置の一実施例を示した図である。

【００２７】図４において、符号１は、市水中の濁質成
分を除去するための膜前処理装置（野村マイクロ・サイ
エンス（株）、ＮＭＬ−Ｅ）、符号２は逆浸透膜装置
（日東電工（株）、ＮＴＲ−７５９・ＵＰ）である。ま
た、符号３および６は混床式イオン交換装置であり、ア
ニオン交換樹脂として強塩基性アニオン交換樹脂デュオ
ライトΑ−１１３ｐｌｕｓ（ローム＆ハース社）を３３
ｌと、カチオン交換樹脂として強酸性カチオン交換樹脂
デュオライトＣ−２０（ローム＆ハース社）とを２３ｌ
使用し、これらを予め再生してＯΗ型とＨ型とに変換し
た後に混合充填したものである。なお、混床式イオン交
換装置３、６および１１のイオン交換容量は０．９当量
／ｌ−Ｒｅｓｉｎである。符号４は、水封式真空ポンプ
（二国機械工業（株）、２５ＢＥＴ、２５００ｌ／ｍｉ
ｎ、２５ｔｏｒｒ）１６が接続され、充填材としてテラ
レットＳタイプ（日鉄化工機（株）、充填径２５０ｍ
ｍ、充填層高２０００ｍｍ）を充填して、窒素ガスと被
処理水との体積比率を、０．０３：１とした窒素ガス添
加方式の真空脱気装置である。符号５は、低圧紫外線ラ
ンプ酸化装置（千代田工販（株）、ΤＤＦＬ−４、照射
量０．２５ｋＷｈ／ｍ³）であり、１８５ｎｍ付近の波
長をピークとする紫外線を発生する。また、符号７は、
水温を２５℃に一定に保つためのプレート式熱交換装置
（（株）日坂製作所、ＵＸ−０１６−ＨＪ−８）、符号
８は、生成された一次純水を一且貯蔵するＰＶＤＦ製の
一次純水タンクである。なお、ここでは、膜前処理装置
１が前処理システム、逆浸透膜装置２から一次純水タン
ク８までが一次系システムと区分される。本実施例およ
び本比較例は、このように構成された一次純水製造装置
を用いて製造された一次純水を対象として実施された。

【００２８】（実施例１および比較例１）図１は、本発
明の一実施例である超純水製造装置（二次系システム）
の構成を示した図である。

【００２９】図１において、符号９は、低圧紫外線ラン
プ酸化装置（千代田工販（株）、ΤＤＦＬ−４、照射量
０．２５ｋＷｈ／ｍ³）であり、１８５ｎｍ付近の波長
をピークとする紫外線が照射される。符号１０は、紫外
線殺菌ランプ装置（アクアファイン社、ＭＰ−２−Ｓ
Ｌ、０．０６ｋＷｈ／ｍ³）であり、２５４ｎｍの殺菌
波長を主波長とする紫外線を発生する。符号１１は、有
効膜面積１９，３ｍ²の脱気膜モジュール（へキスト・
インターナショナル東京（株）、リキーセル５ＰＣΜ−
１１３）を充填し、ドライ真空ポンプ（（株）宇野澤組
鐵工所、ΤＳ０７５、１５００ｌ／ｍｉｎ、２５ｔｏｒ
ｒ）を装備した膜脱気装置である。符号１２は、ポリッ
シャー装置であり、アニオン交換樹脂として強塩基性ア
ニオン交換樹脂デュオライトＡ−１１３ｐ１ｕｓ（ロー
ム＆ハース社）を３３ｌ、カチオン交換樹脂として強酸
性カチオン交換樹脂デュオライトＣ−２０（ローム＆ハ
ース社）を２３ｌ使用し、これらを予め再生してＯΗ型
とＨ型とに変換した後に混合充填した混床式イオン交換
装置となっている。この混床式イオン交換装置のイオン
交換容量は０．９当量／ｌ−Ｒｅｓｉｎである。

【００３０】また、経路Ａは、本発明の超純水製造装置
との比較のために、低圧紫外線ランプ酸化装置９におい
て１８５ｎｍ付近の波長をピークとする紫外線が照射さ
れた被処理水を、紫外線殺菌ランプ装置１０と膜脱気装
置１１とをバイパスしてポリッシャー装置１２に供給す
るラインである。なお、低圧紫外線ランプ酸化装置９の
出口、ポリッシャー装置１２の入口および出口における
被処理水中の過酸化水素濃度の測定には、連続式過酸化
水素濃度計（電気化学計器（株）、ＣＨＰ−００３）を
使用した。

【００３１】膜前処理装置１に供給する原水として厚木
市水を使用し、一次系システムにより一次純水を生成し
た。得られた一次純水の平均水質は、電気伝導度１８．
０ＭΩ・ｃｍ、ΤＯＣ濃度１．１ｐｐｂ、そして、溶存
酸素濃度１．３ｐｐｂであった。次いで、一次純水タン
ク８より一次純水を二次系システムに供給し、超純水を
経時的に連続して製造した（実施例１）。

【００３２】また、低圧紫外線ランプ酸化装置９におい
て、１８５ｎｍ付近の波長をピークとする紫外線が照射
された被処理水を、経路Αにより紫外線殺菌ランプ装置
１０および膜脱気装置１１をバイパスしてポリッシャー
装置１２に供給されたこと以外は、実施例１と全く同一
にして、超純水を経時的に連続して製造した（比較例
１）。なお、本実施例及び本比較例においては、低圧紫
外線ランプ酸化装置９の出口における被処理水中の過酸
化水素濃度は共に０．０２ｐｐｍであった。

【００３３】表１に、本実施例および本比較例におけ
る、ポリッシャー装置１２の入口および出口での被処理
水の水質測定結果を示す。

【００３４】

【表１】表１から明らかなように、実施例１においては低圧紫外
線ランプ酸化装置９の出口における被処理水中の過酸化
水素濃度が０．０２ｐｐｍであったのに対し、ポリッシ
ャー装置１２の入口での被処理水中の過酸化水素濃度は
０．００ｐｐｍと減少している。一方、比較例１におい
ては、ポリッシャー装置１２の入口での被処理水中の過
酸化水素濃度は、低圧紫外線ランプ酸化装置９の出口に
おける被処理水中の過酸化水素濃度０．０２ｐｐｍと同
値であった。これは、実施例１では、紫外線殺菌ランプ
装置１０に被処理水を通過させたために被処理水中の過
酸化水素が分解されたのに対し、比較例１では紫外線殺
菌ランプ装置１０をパイパスさせたために被処理水中の
過酸化水素が分解されず、低圧紫外線ランプ酸化装置９
よりリークした過酸化水素がポリッシャー装置１２の入
口まで到達したものと推測される。

【００３５】その結果、実施例１では、ポリッシャー装
置１２の入口と比較してポリッシャー装置１２の出口に
おけるＴＯＣ濃度が著しく減少し、溶存酸素濃度の上昇
も防止されているが、比較例１では、ポリッシャー装置
１２の出口におけるΤＯＣ濃度および溶存酸素濃度は共
に実施例１に比べて高く、被処理水中への有機成分の溶
出と溶存酸素の増加が認められる。

【００３６】これは、実施例１においては被処理水中の
過酸化水素が分解されたために、ポリッシャー装置１２
は所定の性能を十分に発揮することができたが、比較例
１においては、被処理水中の過酸化水素濃度がポリッシ
ャー装置１２の出口で０．００ｐｐｍと減少しているこ
とから明らかなように、低圧紫外線ランプ酸化装置９よ
りリークした過酸化水素がポリッシャー装置１２中のイ
オン交換樹脂を酸化劣化させて有機物等を生成し、ま
た、ポリッシャー装置１２中のイオン交換樹脂を酸化劣
化させる際に、被処理水中の過酸化水素がイオン交換樹
脂表面で酸素と水とを生成したため、処理水中のＴＯＣ
濃度および溶存酸素濃度を増加させたためと考えられ
る。

【００３７】（実施例２および比較例２）図２は、本発
明の他の実施例である超純水製造装置（二次系システ
ム）の構成を示した図である。

【００３８】図２において、符号１３は、単床式イオン
交換装置であり、アニオン交換樹脂として強塩基性アニ
オン交換樹脂デュオライトＡ−１１３ｐｌｕｓ（ローム
＆ハース社）５６ｌを予め再生し、ＯＨ型に変換した後
に充填したものである。符号９、１１および１２は、そ
れぞれ低圧紫外線ランプ酸化装置、膜脱気装置およびポ
リッシャー装置であり、図１と全く同一のものである。

【００３９】経路Ｂは、本発明の超純水製造装置との比
較のために、単床式イオン交換装置１３をバイパスして
被処理水である一次純水を低圧紫外線ランプ酸化装置９
に供給するラインである。

【００４０】そして、一次純水タンク８より一次純水を
この超純水製造装置（二次系システム）に供給し、超純
水を経時的に連続して製造した（実施例２）。

【００４１】また、一次純水タンク８からの一次純水
を、経路Ｂにより単床式イオン交換装置１３をバイパス
して低圧紫外線ランプ酸化装置９に供給したこと以外
は、実施例２と全く同一にして超純水を経時的に連続し
て製造した（比較例２）。

【００４２】表２に、本実施例および本比較例におけ
る、ポリッシャー装置１２の入口および出口での被処理
水の水質測定結果を示す。

【００４３】

【表２】なお、本実施例及び本比較例においては、低圧紫外線ラ
ンプ酸化装置９の出口における被処理水中の過酸化水素
濃度は、それぞれ０．００ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍであ
った。

【００４４】表２から明らかなように、実施例２におい
ては、ポリッシャー装置１２の入口および出口での被処
理水中の過酸化水素濃度は０．００ｐｐｍであり、一
方、比較例１においては、ポリッシャー装置１２の入口
での被処理水中の過酸化水素濃度は、低圧紫外線ランプ
酸化装置９の出口における被処理水中の過酸化水素濃度
０．０２ｐｐｍと同値であった。これは、実施例２で
は、単床式イオン交換装置１３に被処理水を通過させた
ために被処理水のｐＨがアルカリ側にシフト（本実施例
におけるｐＨは８．７、ｐＨの測定は純水用ｐＨ計、東
亜電波工業（株）、ＦＡＲ−１０１による）することか
ら、低圧紫外線ランプ酸化装置９で発生した過酸化水素
が自己分解したのに対し、比較例２では単床式イオン交
換装置１３をバイパスしたために、低圧紫外線ランプ酸
化装置９に供給される被処理水のｐＨが中性付近であ
り、このため低圧紫外練ランプ酸化装置９内で発生した
過酸化水素が自己分解しないために低圧紫外線ランプ酸
化装置９より過酸化水素がリークしてポリッシャー装置
１２の入口まで到達したものと推測される。

【００４５】その結果、実施例２では、ポリッシャー装
置１２の入口と比較してポリッシャー装置１２の出口に
おけるＴＯＣ濃度が著しく減少し、溶存酸素濃度の上昇
も防止されているが、比較例２では、ポリッシャー装置
１２の出口におけるΤＯＣ濃度および溶存酸素濃度は共
に実施例１に比べて高く、被処理水中への有機成分の溶
出と溶存酸素の増加が認められる。

【００４６】これは、実施例２においては被処理水中の
過酸化水素が自己分解したために、ポリッシャー装置１
２は所定の性能を十分に発揮することができたが、比較
例２においては、被処理水中の過酸化水素濃度がポリッ
シャー装置１２の出口で０．００ｐｐｍと減少している
ことから明らかなように、低圧紫外線ランプ酸化装置９
よりリークした過酸化水素がポリッシャー装置１２中の
イオン交換樹脂を酸化劣化させて有機物等を生成し、ま
た、ポリッシャー装置１２中のイオン交換樹脂を酸化劣
化させる際に、被処理水中の過酸化水素がイオン交換樹
脂表面で酸素と水とを生成したため、処理水中のＴＯＣ
濃度および溶存酸素濃度を増加させたためと考えられ
る。

【００４７】（実施例３および比較例３）図３は、本発
明の他の実施例である超純水製造装置（二次系システ
ム）の構成を示した図である。

【００４８】図３において、符号１４は、樹脂担体にパ
ラジウムを担持した触媒樹脂（バイエル社、Ｋ６３３
３）を５６ｌ充填したパラジウム触媒樹脂装置である。
また、符号９および１２は、それぞれ低圧紫外線ランプ
酸化装置およびポリッシャー装置であり、図１と全く同
一のものである。

【００４９】経路Ｃは、本発明の超純水製造装置との比
較のために、低圧紫外線ランプ酸化装置９において１８
５ｎｍ付近の波長をピークとする紫外線が照射された被
処理水を、パラジウム触媒樹脂装置１４をバイパスして
ポリッシャー装置１２に供給するラインである。

【００５０】そして、一次純水タンク８より一次純水を
この超純水製造装置（二次系システム）に供給し、超純
水を経時的に連続して製造した（実施例３）。

【００５１】また、一次純水タンク８からの一次純水
を、経路Ｃによりパラジウム触媒樹脂装置１４をバイパ
スしてポリッシャー装置１２に供給したこと以外は、実
施例３と全く同一にして超純水を経時的に連続して製造
した（比較例３）。

【００５２】表３に、本実施例および本比較例におけ
る、ポリッシャー装置１２の入口および出口での被処理
水の水質測定結果を示す。

【００５３】

【表３】なお、本実施例及び本比較例においては、低圧紫外線ラ
ンプ酸化装置９の出口における被処理水中の過酸化水素
濃度は、共に０．０２ｐｐｍであった。

【００５４】表３から明らかなように、実施例３におい
ては、ポリッシャー装置１２の入口および出口での被処
理水中の過酸化水素濃度は０．００ｐｐｍであり、一
方、比較例３においては、ポリッシャー装置１２の入口
での被処理水中の過酸化水素濃度は、低圧紫外線ランプ
酸化装置９の出口における被処理水中の過酸化水素濃度
０．０２ｐｐｍと同値であった。これは、実施例３で
は、パラジウム触媒樹脂装置１４に被処理水を通過させ
たために低圧紫外線ランプ酸化装置９内で発生した過酸
化水素が分解されたのに対し、比較例３では、パラジウ
ム触媒樹脂装置１４をバイパスしたために低圧紫外線ラ
ンプ酸化装置９内で発生した過酸化水素が分解されず、
低圧紫外線ランプ酸化装置９よりリークした過酸化水素
がポリッシャー装置１２の入口まで到達したものと推測
される。

【００５５】その結果、実施例３では、ポリッシャー装
置１２の入口と比較してポリッシャー装置１２の出口に
おけるＴＯＣ濃度が著しく減少し、溶存酸素濃度の上昇
も防止されているが、比較例３では、ポリッシャー装置
１２の出口におけるΤＯＣ濃度および溶存酸素濃度は共
に実施例３に比べて高く、被処理水中への有機成分の溶
出と溶存酸素の増加が認められる。

【００５６】これは、実施例３においては被処理水中の
過酸化水素が分解されたために、ポリッシャー装置１２
は所定の性能を十分に発揮することができたが、比較例
３においては、被処理水中の過酸化水素濃度がポリッシ
ャー装置１２の出口で０．００ｐｐｍと減少しているこ
とから明らかなように、低圧紫外線ランプ酸化装置９よ
りリークした過酸化水素がポリッシャー装置１２中のイ
オン交換樹脂を酸化劣化させて有機物等を生成し、ま
た、ポリッシャー装置１２中のイオン交換樹脂を酸化劣
化させる際に、被処理水中の過酸化水素がイオン交換樹
脂表面で酸素と水とを生成したため、処理水中のＴＯＣ
濃度および溶存酸素濃度を増加させたためと考えられ
る。

【００５７】以上から明らかなように、本発明の超純水
製造装置においては、超純水を製造する過程で生成した
過酸化水素に起因する各種の障害、特に、超純水中のＴ
ＯＣ濃度および溶存酸素濃度の上昇やイオン交換装置の
イオン交換樹脂等の機器の劣化をほぼ防止できることは
明らかである。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
過酸化水素を含有する被処理水（一次純水）を、１９０
ｎｍを越える波長を発生する紫外線照射装置またはパラ
ジウム触媒樹脂装置に通過させ、あるいは被処理水のｐ
Ｈをアルカリ側にシフトさせた後、被処理水を１８０〜
１９０ｎｍの波長を有する紫外線を発生する紫外線照射
装置に通過させるので、超純水の製造過程で生成する過
酸化水素を分解、除去することが可能となる。このた
め、被処理水中に生成した過酸化水素に起因するイオン
交換樹脂の劣化および酸素の発生をほぼ防止できるの
で、超純水中のＴＯＣ濃度および溶存酸素濃度の増加と
イオン交換装置のイオン交換樹脂および膜脱気装置の脱
気膜等の機器の劣化とをほぼ防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である超純水製造装置（二次
系システム）の構成を示した図である。

【図２】本発明の他の実施例である超純水製造装置（二
次系システム）の構成を示した図である。

【図３】本発明の他の実施例である超純水製造装置（二
次系システム）の構成を示した図である。

【図４】本発明の実施対象である一次純水を製造するた
めの一次純水製造装置の一実施例を示した図である。

【符号の説明】

１………膜前処理装置２………逆浸透膜装置３………混床式イオン交換装置４………真空脱気装
置５………低圧紫外線ランプ酸化装置６………混床式イ
オン交換装置７………プレート式熱交換装置８………一次純水タ
ンク９………低圧紫外線ランプ酸化装置１０………紫外
線殺菌ランプ装置１１………膜脱気装置１２………ポリッシャー装置１３………単床式イオン交換装置１４………パラジ
ウム触媒樹脂装置１５………ドライ真空ポンプ１６………水封式真空
ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/42 Ｃ０２Ｆ 1/42 Ａ 1/44 1/44 Ｊ 1/70 1/70 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次純水から超純水を製造する超純水製
造装置において、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫
外線を発生する第１の紫外線照射装置と、１９０ｎｍを
越える波長からなる紫外線を発生する第２の紫外線照射
装置と、膜脱気装置と、ポリッシャー装置とを流路に沿
って配置したことを特徴とする超純水製造装置。
【請求項２】一次純水から超純水を製造する超純水製
造装置において、アニオン交換樹脂を充填した単床式イ
オン交換装置と、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫
外線を発生する紫外線照射装置と、膜脱気装置と、ポリ
ッシャー装置とを流路に沿って配置したことを特徴とす
る超純水製造装置。
【請求項３】一次純水から超純水を製造する超純水製
造装置において、１８０〜１９０ｎｍの波長を有する紫
外線を発生する紫外線照射装置と、パラジウム触媒樹脂
を充填した触媒樹脂装置と、ポリッシャー装置とを流路
に沿って配置したことを特徴とする超純水製造装置。