JPS62176507A - 限外濾過膜の回生処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は超濾過膜を用いて被処理水中の微粒子、コロイ
ダル物質、高分子有機物、発熱性物質等を除去する際に
、処理の続行により、超濾過膜に汚染物質が付着して透
過水量が低下したり、あるいは超濾過膜に細菌類が繁殖
して透過水中に生菌が漏洩したりする際における超濾過
膜の回生処理方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来から超濾過膜装置は被処理水中の微粒子、コロイダ
ル物質、高分子有機物、発熱性物質等を除去する目的で
用いられているが、近年においてＬＳＩや超ＬＳＩを生
産する電子工業における半導体ウェハーまたはチップ（
以下半導体ウェハーという）の洗浄用水としての超純水
の製造に用いられることが多い。

かかる半導体ウェハーの洗浄用水は通常、以下のような
フローで製造される。すなわち原水を凝集沈殿装置、砂
濾過機、活性炭濾過機、逆浸透膜装置、２床３塔式純水
製造装置、温床式ポリシャー、精密フィルターなどの一
次側給水装置で処理して純水を得、次いで半導体ウェハ
ーを洗浄する直前で前記−次処理純水を混床式ポリシャ
ー、紫外線照射装置、超濾過膜装置で処理し、−次処理
純水中に残留する微粒子、コロイダル物質、生石等を可
及的に除去して、いわゆる超純水とするものである。

このような用途に用いられる超濾過膜装置は、その被処
理水が一次側給水装置で得られる純水であるにもかかわ
らず、また直前で紫外線照射を行っているにもかかわら
ず、長時間の透過処理によって、透過水量が低下したり
、あるいは透過水中に生菌が漏洩したりする。

この原因は、当該超濾過膜装置の被処理水である純水中
に極微量残留している高分子有機物等が超濾過膜の膜面
に付着したり、あるいは紫外線に耐性を有する一般細菌
が膜面に繁殖するためと考えられる。

したがって使用する超濾過膜が上述のような汚染を受け
た場合、何らかの回生処理をして超濾過膜の性能を回復
せしめ、かつ殺菌する必要がある。

従来から行われている超濾過膜の回生処理は、１〜５％
の過酸化水素水、または次亜塩素酸ソーダ溶液等の酸化
剤に浸漬したりあるいは通液洗浄する方法、３％前後の
硝酸、塩酸等の酸に浸漬したりあるいは通液洗浄する方
法、３％前後の力性ソーダ溶液等のアルカリに浸漬した
りあるいは通液洗浄する方法などがあるが、かかる酸化
剤、酸、アルカリを用いる回生処理は超濾過膜あるいは
装置の構成部材を劣化させたり、また回生処理後の洗浄
に多量の純水を使用するなどの欠点があり、かつその回
生処理効果が充分でない。さらに比較的多量の酸化剤、
酸、アルカリを用いるのでその薬品費およびその廃液処
理コストも高いという問題がある。

一方超濾過膜や装置の構成部材を劣化させず、かつ回生
処理後の洗浄も比較的容易に行える回生処理として、超
濾過膜を熱水で洗浄する方法も行われているが、この方
法は回生処理効果が小さいという欠点がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は超濾過膜面に高分子有機物等が付着したり、あ
るいは一般細菌が繁殖したりしてその処理性能が低下し
た際の従来の回生処理の欠点を解決するもので、超濾過
膜あるいは装置の構成部材を劣化させず、回生処理後の
洗浄が容易に行うことができ、低コストで、かつ回生処
理効果の優れた回生処理方法を提供することを目的とす
る。

〈問題点を解決するための手段〉 前述した従来の回生処理法における熱水による洗浄は、
熱水の持つ膜面に付着した高分子有機物等の溶解性およ
び剥離性さらに殺菌性を利用するものであるが、その回
生処理効果が優れているものであれば、回生処理後の洗
浄の容易さ、および超濾過膜を劣化させないなどの利点
を有し、半導体ウェハーの洗浄用水を製造する超濾過膜
の回生処理方法としては優れた方法である。

本発明者は従来の熱水洗浄における回生処理の性能向上
について種々検討したところ、熱水に微量の酸もしくは
アルカリを添加してｐＨ３以下の熱水もしくはｐＨ１０
以上の熱水とし、このように酸性もしくはアルカリ性と
した熱水で超濾過膜を洗浄したところ、その回生処理後
の性能が飛躍的に向上することを知見した。

本発明は当該知見に基づくもので、ｐ）（３以下の熱水
もしくはｐＨ１０以上の熱水を用いて超濾過膜を洗浄す
ることを特徴とする超濾過膜の回生処理方法である。

〈作用〉 中性の熱水より酸性あるいはアルカリ性の熱水の方が回
生処理効果が向上するのは、おそらく以下の理由による
ものと思われる。すなわち一般に微生物の生育はその環
境のｐＨによって影響を受け、それぞれの微生物にはそ
の生育好適のｐＨ帯があり、たとえば一般細菌は中性か
ら弱アルカリ性（ｐＨ７〜８）に、また酵母や黴は弱酸
性（ｐＨ６〜７）に最適ｐＨ帯があると言われている。

換言すれば最適ｐＨ帯から酸性側あるいはアルカリ性側
にずれると微生物の生育は抑制され、追には死滅するこ
ととなる。

したがって本来有する熱水の殺菌力と、酸性水あるいは
アルカリ性水の有する殺菌力の相乗作用によって膜面に
繁殖している一般細菌を効果的に殺菌できるためと考え
られ、かつ本来有する熱水の高分子有機物等に対する溶
解性および剥離性が、熱水のｐＨをアルカリ性あるいは
酸性にすることにより、より向上するためと考えられる
。

本発明は透過水量が低下したり、あるいは透過水中に生
菌が漏洩した際に、ｐＨを３以下に調整した熱水もしく
はｐＨを１０以上に調整した熱水を超濾過膜に通水して
当該膜面を洗浄するものであるが、酸濃度の濃い酸性熱
水あるいはアルカリ濃度の濃いアルカリ性熱水を用いる
と、膜が劣化するので、通常は、ｐＨ１〜３の酸性熱水
もしくはｐＨ１０〜１３のアルカリ性熱水を用いること
が好ましい。たとえばｐＨ１以下あるいはｐＨ１３以上
の酸性熱水あるいはアルカリ性熱水を用いると酸、アル
カリの濃度が濃くなりすぎ好ましくない。また熱水の温
度としては７０’Ｃ以上が好ましく、通常は９０℃前後
とする。なお７０’ｃ以下の温度では回生効果が小さく
なるので好ましくない。

次に洗浄時間は少なくとも１５分以上とすることが必要
で、通常は３０前後で充分であり、当該ｐ）（を調整し
た熱水を、被処理水を透過すると同じ方向で通水したり
、あるいは被処理水を透過するのと逆方向、換言すれば
膜に対して透過側から非透過側へ通水したりし、処理中
に得られる洗浄排水（透過水および非透過水）は全量ブ
ローすることが好ましい。なお場合によっては循環処理
も実施できる。

本発明におけるｐＨｊＪｌ整剤としては、塩酸、硫酸、
硝酸、酢酸、蓚酸、酒石酸、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等を用いるこ
とができる。

また超濾過膜としては、平膜状、管膜状、スパイラル状
、中空糸状など種々の形状の超濾過膜に応用することが
できる。

以下に本発明の実施態様を、半導体ウェハーの洗浄用水
製造用の超濾過膜装置を例にしたフローを示した図面に
基づいて説明する。

図中１は純水槽、２は温床式ポリシャー、３は紫外線照
射装置、４は熱交換器、５は超濾過膜装置を示す。凝集
沈殿装置、砂濾過機、活性炭濾過機、逆浸透膜装置、２
床３塔式純水製造装置、温床式ポリシャー、精密フィル
ターなどからなる一次側給水装置で得られる一次処理純
水を一旦、純水槽１に受け、当該純水を半導体ウェハー
洗浄用の超純水とするため以下の処理を行う。

すなわち純水槽１の一次処理純水をポンプ６を用いて混
床式ポリシャー２、紫外線照射装置３で処理した後、弁
８を閉じ、弁７を開口してバイパス路９により熱交換器
４をバイパスし、超濾過膜装置５で処理し、透過水１０
を得、当該透過水１０を半導体ウェハーの洗浄用水とし
て用い、また非透過水１１は、純水槽１に循環したり、
あるいは−次側給水装置へ循環回収する。このような処
理により超濾過膜装置５の透過水量が低下したり、ある
いは透過水１０中に生菌が漏洩したりした際、本発明の
回生処理を行う。

すなわち弁７を閉じ弁８を開口して紫外線照射後の純水
を熱交換器４に通水して、９０℃前後の熱純水とし、当
該熱線水に、薬液槽１２中の酸もしくはアルカリ溶液を
注入ポンプ１３により注入してｐＨ１〜３の酸性熱水あ
るいはｐＨ１０〜１３のアルカリ性熱水とし、これを超
濾過膜装置５に通水し、この際に得られる透過水および
非透過水は全量系外ヘブローする。

３０分程度酸性熱水あるいはアルカリ性熱水で超濾過膜
を洗浄した後、弁８を閉じ弁７を開口して常温の純水を
バイパス路９に通すとともに注入ポンプ１３による酸も
しくはアルカリの注入を止め、常温の純水を超濾過膜装
置５に通水し、その透過水１０の水質が安定したら、前
述の透過処理に移行させる。

なお図面では酸あるいはアルカリの注入に注入ポンプ１
３を用いる例を示したが、この他にエゼクタ−の吸引力
を用いて酸あるいはアルカリを添加することもできる。

く効果〉 以上説明したごとく本発明は熱水に少量の酸もしくはア
ルカリを添加した酸性熱水もしくはアルカリ性熱水を用
いて超濾過膜を洗浄するので、超濾過膜を劣化させるこ
となく、かつ効果的に回生処理することができる。

以下に本発明の効果をより明確とするために実施例を説
明する。

〔実施例−１〕 図面に示したフローに基づいて本発明の効果を確認した
。

すなわち、−次側給水装置で得た一次処理純水を温床式
ポリシャー、紫外線照射装置で処理した後、ポリスルホ
ン系中空糸状の超濾過膜で処理し、その透過水中に生菌
が１００個（コロニー）７１００ｍ１以上漏洩した時点
で処理を中断し、純水に少量の硝酸を注入することによ
りｐＨ３に調整した温度９０℃の酸性熱水で超濾過膜を
洗浄する本発明方法を実施し、その後同様にして一次処
理純水を通水して回生処理後の透過水中の生菌を測定し
た。

また比較のために１％過酸化水素水（常温）による浸漬
（２時間）、３％硝酸（常温）による浸漬（２時間）、
９０℃中性熱水による洗浄（３０分通水）、また硝酸を
注入することによりｐＨを３に調整した常温酸性水によ
る洗浄（３０分通水）を実施し、同様にして当該回生処
理後に一次処理純水を通水して回生処理後の透過水中の
生菌を測定した。その結果を第１表に示す。

〔実施例−２〕 実施例−１と同様の超濾過膜を用い、同様にして一次処
理純水を透過処理し、その透過水量が初期１００に対し
て３０まで低下した時点で処理を中断し、本発明方法と
して純水に少量の硝酸を注入することによりｐＨ３に調
整した温度９０℃の酸性熱水、あるいは純水に少量の水
酸化すｌ−ＩＪウムを注入することによりｐＨ１２に調
整した温度９０℃のアルカリ性熱水で超濾過膜を洗浄し
、その後同様にして一次処理純水を通水して回生処理後
の透過水量保持率を測定した。

なお透過水量保持率は以下の計算式により算出されるも
のである。

また比較のために実施例−１に示したと同様な従来方法
による回生処理を行い、当該回生処理後の透過水量保持
率を測定した。その結果を第２表に示す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様のフローを示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｐＨ３以下の熱水もしくはｐＨ１０以上の熱水を用
   いて超濾過膜を洗浄することを特徴とする超濾過膜の回
   生処理方法。 ２、熱水の温度は７０℃以上である特許請求の範囲第１
   項記載の超濾過膜の回生処理方法。