JPH0938670A - 超純水製造装置 - Google Patents
超純水製造装置Info
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- JPH0938670A JPH0938670A JP19655895A JP19655895A JPH0938670A JP H0938670 A JPH0938670 A JP H0938670A JP 19655895 A JP19655895 A JP 19655895A JP 19655895 A JP19655895 A JP 19655895A JP H0938670 A JPH0938670 A JP H0938670A
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Abstract
る。 【解決手段】 水溶性臭化物塩と次亜塩素酸塩とによる
酸化手段を含む原水の前処理装置、一次純水製造装置及
び二次純水製造装置を備える超純水製造装置。 【効果】 従来の前処理装置では除去し得ず、超純水中
のTOC源となる、原水中の尿素を、NaBr+NaC
lO→NaBrO+NaClの反応で生成したNaBr
Oにより高度に分解除去することができ、TOC濃度が
著しく低減された超純水を得ることが可能とされる。
Description
り、特に、製造される超純水中のTOC(全有機体炭
素)を現状より大幅に低減化することができる超純水製
造装置に関する。
超純水を製造する超純水製造装置は、基本的に、図1,
2に示す如く、前処理装置1、一次純水製造装置2及び
二次純水製造装置3から構成される。このうち、前処理
装置1は、凝集、加圧浮上(沈殿)、濾過装置で構成さ
れる。一次純水製造装置は、図1に示す如く、2基の逆
浸透膜分離装置及び混床式イオン交換装置、或いは、図
2に示す如く、イオン交換純水装置(2床3塔式又は4
床5塔式)及び逆浸透膜分離装置で構成され、また、二
次純水製造装置は、低圧紫外線酸化装置、混床式イオン
交換装置及び限外濾過膜分離装置で構成される。
OC成分を分離、吸着、分解等の手段で低減化するもの
は、逆浸透膜分離装置、イオン交換純水装置、低圧紫外
線酸化装置である。
の通りである。 逆浸透膜分離装置:逆浸透膜を用いた濾過法であり、イ
オン性、コロイド性のTOCを除去する。 イオン交換純水装置:イオン交換樹脂に吸着又はイオン
交換されるTOC成分を除去する。 低圧紫外線酸化装置:低圧紫外線ランプより出される1
85nmの紫外線によりTOCを有機酸さらにはCO2
まで分解する。分解された有機物は後段のイオン交換樹
脂で除去する。特に、揮発性有機物の分解に用いられ
る。 しかしながら、上記従来の超純水製造装置により製造さ
れた超純水中には、TOCが2〜5ppb程度存在す
る。本出願人は、超純水中のTOC成分の由来について
検討した結果、現状の超純水製造装置で除去できずに超
純水中に残存するTOC成分は、主に原水(市水、工水
等)中に存在する尿素(NH2 CONH2 )であり、超
純水のTOCのうち50%以上を尿素が占めており、原
水中の尿素濃度が上昇するにつれ、得られる超純水中の
TOCが上昇することが判明した。
水のTOCを低減するシステムとして、前処理装置に尿
素の酵素分解装置を設けた超純水製造装置(特開平6−
86997号公報)、及び、前処理装置に尿素の生物処
理手段を設けた超純水製造装置(特開平6−63592
号公報)を先に提案した。
同人)によれば、尿素の分解に関して、次のように記載
されている。
ればシアヌル酸とアンモニアに分解される。酸、アルカ
リとの加熱、又は酵素ウレアーゼの作用(室温)により
加水分解し、アンモニアと炭酸になる。亜硝酸によって
炭酸、窒素、水に分解される。アルカリ性溶液中で次亜
臭素酸塩と作用させれば下記反応により窒素を生ずる
が、この反応はウレアーゼによる反応とともに尿素の定
量に用いられる。
ためにNaBrOを用いることは知られているが、超純
水製造システムのように大容量かつ連続処理システムに
おいて、市水、地下水、工業用水等に含有される微量尿
素を分解するためにNaBrOを用いることは知られて
いない。
特開平1−15200号公報には、NaBr等の臭化塩
とNaClO等の次亜塩素酸塩から、下記反応で生成さ
せたNaBrO等の次亜臭素酸塩を有効成分とするスラ
イム防除剤が開示されている。
で、臭化アルカリとオゾンとの反応で生成させた次亜臭
素酸アルカリにより、原水中の還元性窒素を分解する方
法が開示されている。
生物処理手段を前処理装置に設けた超純水製造装置によ
れば、原水中の尿素を効率的に分解してTOCが著しく
低減された超純水を製造することができるが、超純水製
造装置における尿素の効率的分解手段として、下記条件
を満足しうる更に別の手段の開発も望まれている。
て、原水中の尿素を効率的に分解してTOCが著しく低
減された超純水を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する。
は、原水の前処理装置、一次純水製造装置及び二次純水
製造装置を備える超純水製造装置において、該前処理装
置は、水溶性臭化物塩と次亜塩素酸塩とによる酸化手段
を含むことを特徴とする。
解以外の尿素分解手段であって、室温で実現可能な手段
として、次亜臭素酸塩(NaBrO)或いは亜硝酸塩
(NaNO2 )を用いることを検討した。そして、次亜
臭素酸塩(NaBrO)であれば、前記〜の条件を
満足し得ることを知見した。
水溶液に臭素(Br2 )を反応させて製造するため、試
薬としてでしか存在せず、非常に高価であり(6000円/
kg)、超純水製造装置の実用化には適当ではない。
aBrOを用いる反応について検討した結果、NaBr
Oによりアンモニア(NH3 )を分解することができ、
下記反応で、尿素の分解と同様にN2 を生成するとの情
報を得た(W.R.Haag et al,Water Res., Vol.18, No.9,
pp1125-1128(1984))。
にO3 ガスを反応させ目的物質を製造することが記載さ
れている。
ガスを反応させてNaBrOを生成させ、原水中の尿素
を分解させることを検討した結果、分解率90%以上の
良好な結果を得ることができた。
式は、以下のような問題点があり、水処理技術に応用す
るには不適当であり、別の方式が望まれる。
塔)として高さ3m以上の反応塔を必要とする (iii) 残留O3 を後処理(還元法又は活性炭分解法)で
確実に分解する必要がある そこで、本発明者らは、NaBrOを簡易に製造する方
法について種々検討した結果、水処理の分野では非常に
一般的な次亜塩素酸ソーダ(NaClO)とNaBrと
を反応させることにより、NaBrOが生成し、これに
より、原水中の尿素を効率的に分解できることを発見し
た。このNaBrO生成反応は、以下の通りであると推
定される。
rとNaClOとを用いて原水中の尿素の分解を試みた
ところ、尿素は分解されないことが判明した。
ては、水に溶解しているBr- イオンが触媒作用を奏す
るものと推定された。
すような超純水製造装置において、前処理装置に、水溶
性臭化物塩と次亜塩素酸塩との添加手段を設けると共
に、水溶性臭化物塩と次亜塩素酸塩との反応、及び、水
溶性臭化物塩と次亜塩素酸塩との反応で生成する次亜臭
素酸塩と尿素との反応に必要な滞留時間を確保する手段
を設けることにより、容易に実現できる。
段としては、適当な配管に水溶性臭化物塩と次亜塩素酸
塩の注入配管を接続すれば良く、また、上記滞留時間の
確保のためには、別途反応槽を設けても良いが、一般
に、凝集→加圧浮上(沈殿)→濾過といった前処理設備
の滞留時間は少なくとも1時間以上あるため、これを代
用しても良い。
は、次のような構成とするのが好ましい。
酸塩添加)→反応槽→限外濾過膜分離装置→一次純水製
造装置へ (2) 原水→(水溶性臭化物塩及び次亜塩素酸塩添加)→
凝集・加圧浮上(沈殿)→重力式濾過器→一次純水製造
装置へ (3) 原水→(水溶性臭化物塩及び次亜塩素酸塩添加)→
反応槽→重力式濾過器→一次純水製造装置へ 本発明において、水溶性臭化物塩としては、NaBr,
KBr,NH4 Br,CaBr2 等を用いることがで
き、また、次亜塩素酸塩としてはNaClO,サラシ粉
等を用いることができる。これらの水溶性臭化物塩及び
次亜塩素酸塩は、適当な濃度の水溶液として添加され
る。
は、原水中の尿素に見合った量、即ち、原水中の尿素の
分解に必要な量とされるが、原水の尿素濃度は年間で変
動し、また、原水中の尿素を連続的にモニタリングする
手段は、一般に用いられていないことから、必要量の2
〜3倍当量、例えば、通常の市水、地下水、工水を原水
とする超純水製造装置であれば、NaBr:0.1〜5
0ppm、NaClO:0.5〜20ppm(Cl2 と
して)の割合で添加するのが好ましい。
の尿素濃度によっても異なるが、5分以上の反応時間を
確保するのが好ましい。
あれば良いが、反応効率の面からはpH5〜8に調整す
ることが望ましい。
おいて、前記(1) 〜(3) の如く、水溶性臭化物塩及び次
亜塩素酸塩による尿素の分解手段を設けること以外は、
図1,2に示す従来の超純水製造装置と同様な構成とす
ることができ、前処理装置1で処理された前処理水は、
次いで一次純水製造装置2において、まず、第1の逆浸
透膜分離装置及び第2の逆浸透膜分離装置にて2段逆浸
透膜分離処理され、更に混床式イオン交換装置でイオン
交換される。或いは、イオン交換純水装置と逆浸透膜分
離装置で処理される。
次純水製造装置3にて、タンクを経て低圧紫外線酸化装
置に導入され、含有されるTOCがイオン化ないし分解
され、このうち、イオン化された有機物は、後段の混床
式イオン交換装置で除去される。この混床式イオン交換
装置の処理水は更に限外濾過膜分離装置で膜分離処理さ
れ、超純水が得られる。
いては、原水を直接通水する前処理装置として、水溶性
臭化物塩及び次亜塩素酸塩による尿素の酸化分解手段を
設けること以外は、基本的に従来の超純水製造装置と同
様の構成とすることができ、一次純水製造装置及び二次
純水製造装置における逆浸透膜分離装置やイオン交換純
水装置等の各装置単位の組み合せや構成は従来のものを
そのまま採用することができる。
発明をより具体的に説明する。
7年4月〜6月))の処理を行なった。なお、前処理装
置としては、原水として市水を用いたため、凝集・加圧
浮上(沈澱)・濾過装置は省略し、滞留時間15分の反
応槽を設け、反応槽の原水流入側で、NaBr:5pp
mと、NaClO:5ppm(Cl2 として)とを添加
した。また、この反応槽流出側で還元剤としてNaHS
O3 を10ppm添加した。
TR−759HR−S4」(NaCl除去率>99%) 混床式イオン交換装置:非再生型,SV=60hr-1 低圧紫外線酸化装置:0.3kwH/m3 限外濾過膜分離装置:外圧中空糸型限外濾過膜 得られた超純水のTOCを表1に示す。
なかったこと以外は実施例1と同様に処理を行なった。
得られた超純水のTOCを表1に示す。
製造装置によれば、TOCが0.6〜1.0ppbまで
低下し、著しく高水質の超純水が得られる。
装置によれば、市水、地下水、工業用水を原水として超
純水を製造するに当り、得られる超純水に含まれるTO
Cを著しく低減し、極めて純度の高い超純水を製造する
ことが可能とされる。
Claims (1)
- 【請求項1】 原水の前処理装置、一次純水製造装置及
び二次純水製造装置を備える超純水製造装置において、 該前処理装置は、水溶性臭化物塩と次亜塩素酸塩とによ
る酸化手段を含むことを特徴とする超純水製造装置。
Priority Applications (1)
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1995
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