JPS62204893A - 粒状活性炭塔と逆浸透膜装置を用いる水処理方法 - 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、原水を粒状活性炭塔と逆浸透膜装置で処理し
、原水中の全有機炭素（以下Ｔ、Ｏ，Ｃと言う）を除去
するとともに脱塩する場合の水処理方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 ＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業においては、その
中間製品である半導体ウェハーの洗浄にあたり、その製
品の歩留まりを向上するために微粒子数、Ｔ、Ｏ，Ｃ、
イオン等を１）ｐｂオーダーまで減少させた、いわゆる
超純水を必要とする。

このような超純水を製造する場合、近年において逆浸透
膜装置が用いられることが多い。

すなわち−次側処理装置として、原水を凝集沈殿、濾過
などをして原水中の懸濁物質等を除去し、当該原水を逆
浸透膜装置で脱塩し、次いで当該脱塩水をさらに２床３
塔式純水製造装置、温床式ポリシャー、精密濾過器等で
処理し、次いで当該−次側処理純水をさらに二次側処理
装置として混床式ポリシャー、紫外線殺菌装置、超濾過
膜装置あるいは逆浸透膜装置で処理して前記超純水を得
るものである。

逆浸透膜装置は逆浸透膜に原水を溶解塩類の浸透圧以上
の加圧下で供給し、塩類の大半を逆浸透膜で阻止して塩
類を減少させた透過水を処理水として得るとともに、塩
類を濃縮した非透過水を排出するものであるが、この処
理中に原水に含まれているＴ、Ｏ，Ｃ等も逆浸透膜で阻
止することができ、前記超純水の製造には好都合である
。

しかしながら前記逆浸透膜装置でＴ、Ｏ，Ｃ等を除去す
ることはできるが、原水中に多量のＴ、Ｏ。

Ｃ等が存在していると逆浸透膜を汚染することとなり、
その透過水量が低下したりして好ましくない。

従って原水中のＴ、Ｏ，Ｃを出来るだけ逆浸透膜装置の
前段で除去するために、粒状活性炭塔が用いられること
が多い。

すなわち原水を凝集沈殿、濾過などの前処理をした後、
粒状活性炭塔であらかじめ可能なかぎりＴ、Ｏ，Ｃを除
去した後、その処理水を逆浸透膜装置で処理するもので
ある。

しかしながら−次側処理装置に粒状活性炭塔を用いると
以下のような新たな問題が生ずることとなる。

すなわち粒状活性炭塔は水中のＴ、Ｏ，Ｃの除去に関し
ては、十分にその能力を発揮するが、粒状活性炭層は一
般細菌の温床となりやすく、粒状活性炭塔で原水を処理
すると、その処理水のＴ、Ｏ。

Ｃは大幅に減少するが、生菌数が大幅に増加するという
欠点がある。さらに後段に設置されている逆浸透膜装置
内にも一般細菌が繁殖し、透過水量が低下したり、また
透過水中に生菌が多量に漏洩して（ることとなる。

前述した半導体ウェハーの洗浄用の超純水においては生
菌の存在も製品の歩留まりを低下させる原因となるので
、前記した生菌数の増加は好ましいものではない。

なお一般細菌が繁殖した粒状活性炭塔および逆浸透膜装
置を定期的に熱水あるいは各種の殺菌剤で洗浄して殺菌
処理することも考えられるが、操作が繁雑となり、また
熱水を使用する場合は粒状活性炭塔、逆浸透膜装置、配
管等を耐熱性のものとする必要があり、設備費が増加し
、また殺菌剤を用いる場合は処理コストが増加するとい
う問題の他に、粒状活性炭塔においてはＴ、Ｏ，Ｃ吸着
量を低下させたり、また逆浸透膜装置においては使用す
る逆浸透膜に制約を受けたり、そして当該殺菌剤が通水
中に漏洩する等の問題があって好ましくない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は原水を粒状活性炭塔で濾過し、次いで当該濾過
水を逆浸透膜装置で処理する際における前述の欠点を解
決し、熱水あるいは殺菌剤を全く使用することなく、か
つ定期的な殺菌処理等を行うことなく、かつ低コストで
粒状活性炭塔および逆浸透膜装置における一般細菌の繁
殖を防止することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 微生物の生育はその環境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ｐＨ帯がある。

たとえば一般細菌は中性から弱アルカリ性（ｐＨ７〜８
）に、酵母と黴は弱酸性（ｐＨ６〜７）に最適ｐＨ帯が
あると言われている。

また最適ｐＨ帯から酸性側あるいはアルカリ性側に移る
に従って微生物の生育は次第に抑制され、追には死滅す
るとも言われている。

従って通常の一般細菌はｐＨが低くなればなる程、その
生育が抑制されるようになる。

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、原水を粒状活
性炭塔で濾過し、次いで当該濾過水を逆浸透膜で処理す
る方法において、逆浸透膜装置の透過水のｐＨが４以下
になるように、粒状活性炭塔の供給原水に酸を酸化する
ことを特徴とする粒状活性炭塔と逆浸透膜装置を用いる
水処理方法に関するものである。

〈作用〉 図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
あるが、原水１をまず凝集沈殿装置２および砂濾過塔３
で処理し、原水中に含有している懸濁物質、コロイドシ
リカ、Ｔ、Ｏ，Ｃの一部等を除去する。

なお原水１の水質によっては凝集沈殿装置２を省略して
も差し支えなく、あるいは砂濾過塔３の入口水に凝集剤
等を添加するマイクロフロック濾過を行ってもよい。

次いで当該砂濾過塔３の処理水を粒状活性炭塔７の供給
原水とするが、本発明においては後述する逆浸透膜装置
８の透過水９のｐＨが４以下となるように、砂濾過塔３
の処理水に酸５を添加する。

当該酸５添加すると水中に存在するＨ　ＣＯｙイオンが
分解されて炭酸ガスが発生するので、粒状活性炭塔７の
前段で当該酸性水を脱炭酸塔４で処理し、水中の炭酸ガ
ス６をあらかじめ除去する。

当該脱炭酸塔４としてはラシヒリングを充填した塔に水
を流下して、当該充填層の下部から空気を吹き込むもの
や、いわゆる真空脱気器を用いることができる。

なお原水中に含まれるＨＣＯ３イオンの量がそれ程多く
ない場合は、当該脱炭酸塔４の設置を省略しても差し支
えない。

このようにして得た脱炭酸塔４の処理水を次いで粒状活
性炭塔７に通水し、水中に含まれているＴ、Ｏ，Ｃの大
半をここで吸着除去する。

当該粒状活性炭塔７は粒状活性炭を充填したものである
が、本発明においては前述したごとく粒状活性炭塔７の
供給原水に酸を添加し、当該充填層に常に少なくともＩ
）Ｈ４以下の酸性水が接触するので、当該充填層に一般
細菌が繁殖するのを効果的に防止することができる。

また一般に水中に含まれる有機物の内、親水性有機酸類
は系のｐ　Ｈが酸性になると溶解度が減少するので、そ
の結果として水に対する親和力が減少し、活性炭により
よく吸着すると言われており、従って本発明においては
これらの親水性有機酸類に起因するＴ、Ｏ，Ｃの除去効
果を向上させることができる。

このような処理により水中のＴ、Ｏ，Ｃの大部分を除去
した粒状活性炭塔７の濾過水を次いで逆浸透膜装置８で
処理し、大部分のイオンを除去した透過水９を得るとと
もにイオンを濃縮した非透過水１０を得、非透過水１０
はブローする。なお場合によっては非透過水１０の一部
を回収して原水に混合しても差し支えない。

一方透過水９は次いで２床３塔式純水製造装置１１、混
床式ポリシャー１２、精密濾過器１３等で処理し、当該
−次側処理純水１４を二次側処理装置に供給する。

本発明においては逆浸透膜装置８の透過水９のｐＨが４
以下となるように、あらかじめ酸５を添加しているので
、逆浸透膜装置５においても一般細菌が繁殖するのを効
果的に防止することができる。

本発明において粒状活性炭塔５の供給原水に酸５を添加
する際に、逆浸透膜装置８の透過水９のｐＨが４以下に
なるように限定した理由は、当該ｐｉ−１が４以上とな
ると、一般細菌の繁殖防止の効果が減少するためである
。

たとえば当該透過水のｐＩ（を約３．５ぐらいになるよ
うに粒状活性炭塔４の供給原水に酸５を添加すると、粒
状活性炭塔の供給原水、および当該処理水、さらに逆浸
透膜装置８の供給原水のｐＨは約３．０前後となり、そ
れ程アニオン量を増加させずに一般細菌の繁殖を効果的
に防止し得る。

なお逆浸透膜装置８の透過水９のｐＨをたとえば２以下
のごとく、あまり低くすると一般細菌の繁殖防止には効
果があっても、アニオン量が増加しすぎ、処理コストが
増加するので好ましくなく、通常は当該透過水９のｐＨ
が２〜４、好ましくは３〜４となるように酸５を添加す
るとよい。

使用する酸５としては、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸を用
いることが好ましく、酢酸等のＴ、Ｏ，Ｃを増加させる
ような有機酸を用いることは好ましくない。

また逆浸透膜装置８に使用する逆浸透膜としては、酢酸
セルローズ系膜、ポリアミド系膜およびポリアミド系と
ポリスルホン系の複合膜等を用いることができるが、Ｔ
、Ｏ，Ｃの除去能力の優れている前記の複合膜を用いる
ことが望ましい。

く効果〉 以上説明したごとく、本発明は酸性にした原水を粒状活
性炭塔および逆浸透膜装置で処理するので、粒状活性炭
塔および逆浸透膜装置に一般細菌を繁殖させることなく
、効果的に原水中のＴ、０゜０を除去できるとともに、
脱塩することができる。

また本発明は、殺菌するための余分な操作をすることな
く、かつ殺菌剤を全く使用しないので、低コストでＴ、
Ｏ，Ｃが除去された脱塩水を供給できる。

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 本発明の実施例として、図面に示したフローに従って、
後段の逆浸透膜装置の透過水のｐＨが３゜５になるよう
に、砂濾過水の処理水に硫酸を添加し、当該酸性水を脱
炭酸塔で処理した後、充填層高２ｍの粒状活性炭塔にＬ
Ｖ１５ｍ／Ｈの条件で通水し、その濾過水を逆浸透膜と
してポリアミド系とポリスルホン系の複合膜である日東
電工■製ＮＴＲ−７１９７を装着した逆浸透膜装置で処
理した。

全処理時間として３．０００時間処理したが、その結果
、粒状活性炭塔の処理水のＴ、Ｏ，Ｃは０．０５■ａｓ
Ｃ／／！となり、また当該処理水に生菌は全く漏洩しな
かった。

さらに逆浸透膜装置の透過水のＴ、Ｏ，Ｃは０．０２５
■ａｓＣ／Ｉ！となり、またその透過水中にも生菌は全
く漏洩せず、また透過水量が低下することもなかった。

なお砂濾過水のＴ、Ｏ，Ｃは１．０■ａｓＣ／１である
。

一方比較のために、砂濾過水に酸を添加することなく、
そのまま同じ粒状活性炭塔に通水し、その濾過水を同じ
逆浸透膜装置で３，０００時間処理したところ、粒状活
性炭塔の処理水のＴ、Ｏ，Ｃは０゜２■ａｓＣ／Ｉｌと
なり、また当該処理水の生菌数は運転初期６〜１４個／
　ｍ　Ａ、運転中期９０〜１９０個／　ｍ　Ｑ、３，０
００時間後２２０〜３００個／ｍβであり、処理水中に
流出した生菌数ばかなり増加した。

また逆浸透膜装置の透過水のＴ、０．Ｃは０．１■ａｓ
Ｃ／１であり、また透過水の生菌数は運転３゜０００時
間後で２０〜３０個／　ｍ　ｌであった。さらに逆浸透
膜装置の透過水量は運転初期と比較して４０％も低下し
た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
ある。 １・・・原水　　　　　　２・・・凝集沈殿装置３・・
・砂濾過塔　　　　４・・・脱炭酸塔５・・・酸　　　
　　　　６・・・炭酸ガス７・・・粒状活性炭塔　　８
・・・逆浸透膜装置９・・・透過水　　　　ｌＯ・・・
非透過水１１・・・２床３塔式純水製造装置 １２・・・温床式ポリシャー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原水を粒状活性炭塔で濾過し、次いで当該濾過水を逆浸
   透膜装置で処理する方法において、逆浸透膜装置の透過
   水のｐＨが４以下になるように、粒状活性炭塔の供給原
   水に酸を添加することを特徴とする粒状活性炭塔と逆浸
   透膜装置を用いる水処理方法。