TW202000599A - 被處理水中之硼除去方法、硼除去系統、超純水製造系統及硼濃度之測定方法 - Google Patents

被處理水中之硼除去方法、硼除去系統、超純水製造系統及硼濃度之測定方法 Download PDF

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Abstract

一種被處理水中之硼除去方法，包含以下步驟：將該被處理水進行逆滲透膜處理的步驟；將該逆滲透膜處理之滲透水的至少一部分進行去陽離子處理的步驟；及測定該去陽離子處理後之該滲透水中的硼濃度的步驟。該硼除去方法，係基於該硼濃度測定值，而控制以下(a)～(e)中的至少一者：(a)該逆滲透膜處理中之該被處理水的回收率；(b)該被處理水的溫度；(c)該被處理水的pH值；(d)施加於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的該被處理水的供給壓力；及(e)用於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的更換時期。

Description

被處理水中之硼除去方法、硼除去系統、超純水製造系統及硼濃度之測定方法
本發明係關於一種被處理水中之硼除去方法、硼除去系統、超純水製造系統及硼濃度之測定方法。
在半導體元件製造或醫藥品製造等中，係使用經高度精製之純水。 作為純水製造用原水(被處理水)，除了潔淨水、井水、河水、工業用水之外，可列舉從工廠之各製程排出的清洗排水或洗滌排水等工廠排水、及藉由逆滲透法或蒸發法將海水脫鹽之海水淡化處理水等。 將此原水經過「結合了吸附除去、過濾處理等的前處理系統」，接著，藉由「結合了逆滲透膜處理、除氣處理、離子交換處理等的一次純水系統」，將離子成分或總有機碳(TOC：Total Organic Carbon)除去而製造一次純水。由上述所得之一次純水，根據需要可藉由「結合了紫外線氧化處理、超過濾處理等的二次純水系統(子系統)」而進一步提高純度，以作為超純水所使用。 藉由上述一次純水系統可將大部分離子成分或TOC除去。然而，在水中用作為非解離物質的硼，難以藉由逆滲透膜或離子交換處理而充分除去。另一方面，現今對於純水之高純度化的要求較高，並且對於硼濃度之降低的要求水準亦較高。 吾人知悉可藉由將水的pH值控制在鹼性側，而提高藉由逆滲透膜(RO膜)所達成之硼的除去效率。 原因在於，藉由使水呈鹼性，可使硼變為硼酸鹽離子(B(OH)4 - )。例如，專利文獻1中記載一種技術，係在將被處理水中之2價以上的陽離子除去，並將pH值調整至9以上後，再藉由逆滲透膜將硼除去。 〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平9-290275號公報
〔發明所欲解決之問題〕
在純水或超純水的製造中，滲透水中的硼濃度會因為被處理水中的硼濃度之增減、或RO膜隨時間劣化而變動。在如此之狀況下，為了藉由RO膜處理來提高硼的除去效率，如上所述，係進行將pH值調整劑(通常為鹼劑)添加至被處理水，而使被處理水的pH值往鹼性側增加。所需之pH值調整劑的添加量，可對應於RO膜之滲透水中的硼濃度而增減。亦即，若滲透水中的硼濃度高於目標濃度，則為了進一步提高硼的除去率，必需增加pH值調整劑的添加量。另一方面，若可充分降低滲透水中的硼濃度，則即使pH值調整劑的添加量較少，亦可將硼濃度降低至目標水準。因此，若可測定RO膜之滲透水中的硼濃度，便可根據該測定值而調整pH值調整劑的添加量。具體而言，藉由「若測定值較高則增加pH值調整劑的添加量，若測定值較低則減少pH值調整劑的添加量」，可在不浪費的情況下使用pH值調整劑，進而降低運轉成本。又，從要求降低硼濃度的純水或超純水製造系統之運轉控管的觀點來看，RO膜滲透水之硼濃度的控制，其重要性亦在增加。
由於一般作為硼測定機構而使用的線上硼監測器，係進行以導電率為指標的測定，故若供水的比電阻未達15MΩ・cm以上，則會導致雜訊較高(背景訊號值較高)而無法正確地測定ppb等級的硼濃度。 使用電感耦合電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)發射光譜分析法測定低濃度的硼時，亦同樣必須充分提高測定水的比電阻，以進行測定。然而，滲透過一般RO膜之滲透水的比電阻為1MΩ・cm左右，因此，難以高敏感度地測定RO膜之滲透水中的硼濃度，並進行純水製造的運轉控管。
又，本發明之課題係提供一種被處理水中之硼除去方法，可在將被處理水進行RO膜處理而除去雜質成分時，藉由高敏感度地測定RO膜滲透水中的硼濃度，並基於此測定值控制被處理水之RO膜處理，而將RO膜滲透水中的硼濃度以穩定、有效且低運轉成本的方式，控制在所期望之較低位準。又，本發明之課題係提供一種適合實施此方法的硼除去系統。又，本發明係之課題係提供一種包含該硼除去系統的超純水製造系統。又，本發明係之課題係供一種硼濃度之測定方法，可使用一般作為被處理水之硼濃度的測定裝置所使用的線上硼監測器等，而更正確地測定ppb等級的硼濃度。 〔解決問題之技術手段〕
本案發明人鑑於上述課題而屢次用心檢討的結果發現，藉由以陽離子除去裝置處理「將被處理水進行RO膜處理所得之滲透水」，可充分提高該滲透水的比電阻。其結果發現，可高敏感度地檢測滲透水中的硼，並能夠以穩定、有效且低運轉成本的方式，供給在對於純水中之硼除去的要求水準較高的領域如半導體元件製造或醫藥品製造等亦可適用之純水。本發明係基於上述研究結果並進一步反覆探討，而終臻完成者。
亦即，本發明之上述課題係藉由以下手段而加以解決。 ［1］ 一種被處理水中之硼除去方法，其包含以下步驟： 將該被處理水進行逆滲透膜處理的步驟；將該逆滲透膜處理之滲透水的至少一部分進行去陽離子處理的步驟；及測定該去陽離子處理後之該滲透水中的硼濃度的步驟； 該被處理水中之硼除去方法係基於該硼濃度測定值而控制以下(a)～(e)中的至少一者： (a)該逆滲透膜處理中的該被處理水的回收率； (b)該被處理水的溫度； (c)該被處理水的pH值； (d)施加於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的該被處理水的供給壓力；及 (e)用於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的更換時期。 ［2］ 如［1］所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，將進行該逆滲透膜處理之該被處理水的pH值控制在9以上。 ［3］ 如［1］或［2］所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，該逆滲透膜處理，係藉由複數段逆滲透膜裝置所進行之處理，並將供水於至少一段逆滲透膜裝置之被處理水的pH值控制在9以上。 ［4］ 如［3］所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，該等複數段逆滲透膜裝置中，至少一段逆滲透膜裝置係高壓逆滲透膜裝置。 ［5］ 如［3］或［4］所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，構成該等複數段逆滲透膜裝置之第一段逆滲透膜裝置的每1MPa有效壓力的滲透通量，大於第二段逆滲透膜裝置的每1MPa有效壓力的滲透通量。 ［6］ 如［1］～［5］中任一項所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，在將該被處理水進行該逆滲透膜處理前，先將該被處理水進行陽離子交換處理，接著進行去羧處理。 ［7］ 如［1］～［6］中任一項所記載之被處理水中之硼的除去方法，其中，藉由電氣式去陽離子裝置進行該去陽離子處理。 ［8］ 一種從被處理水中除去硼的硼除去系統，包含： 逆滲透膜裝置，用於處理被處理水；陽離子除去裝置，處理該逆滲透膜裝置之滲透水的至少一部分；及硼分析裝置，測定藉由該陽離子除去裝置所處理之處理水中的硼濃度； 該硼除去系統係基於藉由該硼分析裝置測得之硼濃度，而控制以下(a)～(e)中的至少一者： (a)該逆滲透膜裝置中之該被處理水的回收率； (b)該被處理水的溫度； (c)該被處理水的pH值； (d)對於該逆滲透膜裝置之逆滲透膜所施加的被處理水的供給壓力；及 (e)該逆滲透膜裝置中之逆滲透膜的更換時期。 ［9］ 一種超純水製造系統，包含：前處理系統、一次純水系統及子系統，該一次純水系統具有如［8］所記載之硼除去系統。 ［10］ 一種硼濃度之測定方法，用於測定液中之硼濃度，其包含以下步驟：將被處理水進行去離子處理的步驟、及測定已進行該去離子處理之處理水中的硼濃度的步驟。 ［11］ 如［10］所記載之硼濃度之測定方法，其中，該被處理水為逆滲透膜處理後的滲透水，該去離子處理為去陽離子處理。 〔對照先前技術之功效〕
根據本發明之硼除去方法及硼除去系統，可在將被處理水進行RO膜處理而除去雜質成分時，高敏感度地測定RO膜滲透水中的硼濃度，並基於此測定值而控制被處理水的RO膜處理。 藉此，能夠以穩定、有效且低運轉成本的方式將RO膜滲透水中的硼濃度控制在所期望之較低位準。 本發明之超純水系統能夠以穩定、有效且低運轉成本的方式得到充分除去硼後的超純水。 根據本發明之硼濃度之測定方法，可使用一般作為被處理水之硼濃度的測定裝置所使用的線上硼監測器等，而更正確地測定ppb等級的硼濃度。
本發明之上述及其他特徵及優點，藉由參照以下記載及附加圖式應可明瞭。
參照圖1說明依本發明之硼除去系統之較佳一實施態樣(第一實施態樣)。 如圖1所示，在硼除去系統1(1A)中，配置有主配管11。在此主配管11中，配置有除去被處理水(原水)中之硼的RO膜裝置12。 又，在RO膜裝置12之入口側12in的主配管11中，從相對於RO膜裝置12較遠側起包含：熱交換器31、供給鹼性化學藥液(鹼劑)之化學藥液配管32的合流部32A、及泵浦41。在化學藥液配管32端部連接有鹼劑供給源34。又，在化學藥液配管32配置有化學藥液注入泵浦35，並藉由化學藥液注入泵浦35將貯存於鹼供給源34的鹼劑壓送至主配管11側。 在RO膜裝置之出口側12out的主配管11，配置有與硼分析裝置21連接之分支配管22的分支部22A。在此分支配管22配置有陽離子除去裝置23。
上述RO膜裝置12並無特別限制，亦可為超低壓型、低壓型、中壓型、高壓型中任一者的RO膜裝置。 作為用於RO膜裝置的RO膜可列舉：陶氏化學公司製的BW系列(BW30HR-440、BW30XFR-400/34i)、東麗公司製的TMG系列(TMG20、TMG-20D)、TML系列(TML20、TML-20D)、日東電工公司製的ES系列(ES20‐D8、ES15-D8)、及HYDRANAUTICS製的LFC系列(LFC3-LD)、CPA系列(CPA5-LD)等。 RO膜裝置12具有將鹽類或雜質濃縮後的水(濃縮水)排出的機構，藉此，可一邊抑制加壓側鹽濃度的過度上升、或在膜表面中產生難溶解性物質(水垢)，並一邊持續獲得滲透水。濃縮水係經由連接於RO膜裝置12的濃縮水配管25而排出。在濃縮水配管25較佳係配置壓力調節閥26。藉由壓力調節閥26，可調節濃縮水配管25內的壓力，而可調整RO膜12的滲透水量或濃縮水量。
上述熱交換器31係用於調整流動在主配管11之水的溫度。在熱交換器的二次側，可流動有加溫用蒸氣或冷卻水。
上述泵浦41可使用壓送被處理水之一般加壓泵浦。加壓泵浦較佳係具備泵浦變頻器42。泵浦變頻器42係控制加壓泵浦之驅動馬達(未圖示)的轉速，並逐漸改變驅動馬達的轉速。藉由使泵浦的轉速逐漸變化(例如，提高)，可防止水壓的急劇變化(例如，上升)。藉此，可防止因水壓的急劇變化而造成之RO膜裝置12的損傷。又，藉由提高驅動馬達的轉速，可增加供給至RO膜裝置12之被處理水的流量及壓力。
鹼劑供給源34係用於使被處理水之pH值升高之藥劑的供給源，此鹼劑較佳係包含氫氧化鈉(NaOH：苛性納)。鹼劑通常為由NaOH溶解而成的水溶液。NaOH水溶液中的NaOH濃度係在可進行目標pH值調整的範圍內適當設定。除了NaOH水溶液之外亦可使用氫氧化鉀(KOH)水溶液等作為鹼劑。
化學藥液注入泵浦35係將鹼劑壓從鹼劑供給源34送至主配管11，例如可使用定量式泵浦。亦即，化學藥液注入泵浦35係以僅將指定之注入量壓送至主配管11的方式運作。由於化學藥液注入泵浦35係根據泵浦的衝程或是轉速的控制而使注入量變化，故化學藥液注入泵浦35的排出口較佳係配置於接近主配管11的位置。 又，雖然並未圖示，但亦可在化學藥液注入泵浦35與主配管11之間的化學藥液配管32中具備控制閥，並根據此控制閥的開閉程度而使鹼劑的注入量變化。
陽離子除去裝置23係將被處理水中的陽離子(Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、NH4 + 、K+ 等)除去。作為陽離子除去裝置23的具體例，可列舉：由陽離子交換樹脂(較佳係強酸性陽離子交換樹脂)充填而成的陽離子交換裝置。透過藉由陽離子除去裝置23而除去陽離子，可充分提高滲透水的比電阻。原因在於，存在於滲透水中的離子成分中，陰離子成分所佔的比率很少，而陽離子成分佔了大多數。亦即，由於一般使用的聚醯胺系RO膜、乙酸纖維素系RO膜的表面帶負電，故陰離子成分會因為靜電排斥而難以通過RO膜，另一方面，陽離子成分則易於滲透過RO膜。因此，藉由僅將陽離子成分從RO膜裝置的滲透水除去，可如後所述將滲透水的比電阻提高至硼的高敏感度測定所需要的位準。
硼分析裝置21係測定滲透過RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度的裝置。此硼分析裝置21較佳係可即時線上測定的設備。作為硼分析裝置21，例如可列舉：GE公司製的Sievers線上硼分析儀。又，雖然並非即時測定，但亦可使用ICP發射光譜儀。 在上述硼除去系統1A中，係藉由泵浦41將被處理水通過主配管11而壓送至RO膜裝置12。在RO膜裝置12中，係將被處理水中的硼除去。滲透過RO膜裝置12而除去硼後的滲透水係通過主配管11而被搬運至下一步驟。其一部分的滲透水係受到分支配管22分支，而供給至陽離子除去裝置23。藉由此陽離子除去裝置23而除去滲透水中的陽離子。藉由從滲透水僅除去陽離子，可使滲透水的比電阻提高至例如15MΩ・cm以上。如此，藉由將滲透水的比電阻提高後再供給至硼分析裝置21，即使係極微量的硼濃度，亦可正確地進行測定。雖係依硼分析裝置而定，但例如可檢測ppt等級的硼濃度。 在本發明之硼除去系統中，係基於由硼分析裝置21測得之硼濃度的測定值(硼濃度的變動狀態)，而控制以下(a)～(e)中的至少一者。藉此，可更有效地進行硼除去。 (a)該逆滲透膜中之被處理水的回收率； (b)該被處理水的溫度； (c)該被處理水的pH值； (d)施加於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的被處理水的供給壓力；及 (e)用於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的更換時期。 通常係對於硼濃度的測定值設定基準值，再計算從基準值偏離的變動量，並基於計算結果而控制上述(a)～(e)中的至少一者。
接著，更加詳細地說明上述(a)～(e)。
＜(a)逆滲透膜中之被處理水的回收率＞ 被處理水的回收率(流量%)＝滲透水量(流量)/被處理水量(流量)。 以下，回收率的「%」表示「流量%」。在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，藉由將滲透過RO膜裝置12之滲透水量(流量)相對於供給至RO膜裝置12之被處理水量(流量)的比率(被處理水的回收率)降低，可降低滲透水中的硼濃度。在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度充分低於規定值的情況下，可提高RO膜裝置12中之被處理水的回收率，而進行更有效的運轉。 回收率可藉由實施泵浦變頻器42的輸出調整、壓力調整閥26的開度調整、或是上述兩者而加以調整。例如，透過藉由泵浦變頻器42控制泵浦41的輸出，可控制RO滲透水、RO濃縮水的流量而調整回收率。又，例如，若透過訊號線S3使壓力調整閥26的開度變大而使濃縮水量增加，進而使回收率降低，則由於RO膜裝置12之加壓側的硼濃度降低，伴隨於此，滲透側的硼濃度亦會降低。 上述被處理水的回收率係在RO膜裝置為一段的情況下，藉由離開RO膜裝置12之滲透水量相對於進入RO膜裝置12之被處理水量的比率所求出。又，在RO膜為多段(例如，後述之第一、第二RO膜14、16)的情況下，係從分別供給至第一、第二RO膜14、16的被處理水量與滲透水量，而求出各RO膜的回收率。此處之第二RO膜16的被處理水，係與第一RO膜14的滲透水相同含義。
＜(b)被處理水的溫度＞ 在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，藉由使被處理水的水溫下降，可提高藉由RO膜裝置12而達成之硼的除去率(阻止率)，而可降低滲透水中的硼濃度。例如，藉由透過訊號線S4控制熱交換器31而冷卻被處理水，可使滲透過RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度降低。
＜(c)被處理水的pH值＞ 在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，藉由增加被處理水的pH值，可提高RO膜裝置12的硼阻止率。亦即，藉由將鹼劑導入被處理水，而使被處理水的pH值升高，可使RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度降低。例如，可對應於硼濃度的變化量而決定鹼劑的導入量，並透過訊號線S1，使化學藥液注入泵浦35對應於決定好之鹼劑量而連續運作。 例如，在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，使化學藥液注入泵浦35運作，並從鹼劑供給源34將鹼劑(例如NaOH水溶液)導入主配管11的被處理水，以使被處理水的pH值例如成為在9.0以上。 又，在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度充分低於規定值的情況下，亦可降低鹼劑的導入量，而可防止使用過量的鹼劑。又，被處理水之pH值的上限，從RO膜之耐化學性這樣的觀點來看，較佳係在12以下，更佳係在11以下。
＜(d)施加於逆滲透膜之被處理水的供給壓力＞ 在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，提高施加於RO膜裝置12之被處理水的供給壓力，可使RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度降低。亦即，藉由作為流量控制裝置而發揮功能的泵浦變頻器42，使泵浦41動作，以使施加於RO膜裝置12之被處理水的供給壓力上升。此時，透過訊號線S2，以不產生急劇壓力變化的方式藉由泵浦變頻器42，而控制驅動泵浦之電動機的輸出(例如，轉速)，可增加被處理水的流量而提高水壓。再者，藉由透過訊號線S3，而將壓力調整閥26的開度往閉方向加以調整，由於將背壓施加於RO膜12，故壓力會上升。藉由以如此之機構使壓力升高，可使滲透過RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度降低。又，在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度充分低於規定值的情況下，可使被處理水的供給壓力下降，而提高RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度。 又，雖然藉由被處理水之供給壓力的控制，亦可使(a)的回收率變動，但在本發明中，以此供給壓力之控制作為目的之操作係相當於(d)的控制，而非上述(a)的控制。
＜(e)逆滲透膜的更換時期＞ RO膜係因為以下原因而使硼阻止率降低：伴隨使用之隨時間的劣化，因氧化劑接觸而造成的氧化劣化，因鹼環境氣體而引起的水解等。在RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度高於規定值的情況下，有時係起因於RO膜裝置12劣化。在如此之情況下，藉由更換成新品的RO膜裝置，可使RO膜裝置12之滲透水中的硼濃度降低。
接著，參照該圖1所示之硼除去系統1A，說明硼除去方法的一實施態樣。 如圖1所示，將被處理水通過主配管11中而導入RO膜裝置12。藉由RO膜裝置12將被處理水中的各種成分與硼一起除去。 滲透過RO膜裝置12而獲得之滲透水的至少一部分，係通過分支配管22而藉由陽離子除去裝置23除去陽離子。其後，藉由硼分析裝置21，測定除去陽離子後之滲透水中的硼濃度。 接著，基於由硼分析裝置21測得之硼濃度，而控制上述(a)～(e)。該等控制亦可藉由與硼分析裝置21不同之未圖示的控制裝置，例如電腦而加以進行。
在上述硼除去系統1A中，較佳係將RO膜裝置12之入口側12in中的被處理水的pH值設為鹼性側，更佳係將pH值控制在9以上。藉由如此控制被處理水的pH值，可提高藉由RO膜12而達成之硼阻止率。在滲透水中的硼濃度較高的情況下，藉由添加更多的鹼劑而更加提高pH值，可提高藉由RO膜裝置而達成之硼的除去率。反之，在滲透水中的硼濃度非常低的情況下，即便減少添加至被處理水之鹼劑的量，亦可實現硼除去之目的。亦即，可防止鹼劑的過量使用，而可降低運轉成本。
上述陽離子除去裝置，只要具有陽離子交換能力並不特別限制。例如，較佳係採用電氣式去陽離子裝置。用於電氣式去陽離子裝置的離子交換體係多孔質離子交換體，作為多孔質離子交換體者較佳係在彼此連接之大孔與大孔的壁內，具有平均直徑為1～1000μm，較佳為10～100μm之中孔的連續氣泡構造。此外，該多孔質離子交換體的總細孔容積為1～50ml/g，較佳為4～20ml/g，其離子交換基為均勻分布，且離子交換容量較佳係在0.5mg當量/g乾燥多孔質體以上。多孔質離子交換體之其他物理性質及其製造方法，例如已揭露於日本特開2003-334560號公報。 若使用多孔質離子交換體作為陽離子交換體，則可使細孔容積或比表面積大幅增加。因此，電氣式去陽離子裝置的去離子效率會顯著提高，非常有利。又，若多孔質離子交換體的總細孔容積未達1ml/g，則由於每單位截面積的通水量會變小，而導致處理能力降低，故較不理想。另一方面，若總細孔容積超過50ml/g，則由於骨架部分的占比會降低，而導致多孔質體的強度會顯著下降，故較不理想。在使用總細孔容積為1～50ml/g的多孔質離子交換體作為電氣式去陽離子裝置之離子交換體的情況下，可同時滿足多孔質體之強度與去離子效率，此點較為理想。又，若多孔質離子交換體的離子交換容量未達0.5mg當量/g乾燥多孔質體，則離子吸附容量會不足而較不理想。又，若離子交換基的分布不均勻，則由於多孔質陽離子交換體內的離子移動變得不均勻，而使吸附之離子的迅速排除受到阻礙，故較不理想。 作為纖維狀多孔質離子交換體，例如可列舉：日本特開平5-64726號公報所記載之單纖維或單纖維之聚集體的織布及不織布，並更進一步利用輻射線接枝聚合將離子交換基導入至該等織布及不織布的加工品，再加工成形者。又，作為粒子凝聚型多孔質離子交換體，例如可列舉：日本特開平10-192716號公報、日本特開平10-192717號公報所記載之使用熱可塑性聚合物與熱硬化性聚合物的混合聚合物或是交聯聚合物，而將離子交換樹脂粒子結合，並加工成形者。 藉由應用上述電氣式去陽離子裝置作為陽離子除去裝置23，可省略一般離子交換裝置所需要之使用化學藥液的再生步驟，而可連續地將陽離子除去。多孔質離子交換體的平均直徑可藉由壓汞法而求出。又，多孔質離子交換體的總細孔容積，例如可藉由Micromeritics公司製的細孔分布測定裝置：Auto Pore III 9420而加以測定。
在RO膜裝置12方面，較佳係採用高壓RO膜裝置。高壓RO膜裝置以往係作為海水淡化用而開發，對於鹽濃度較低的原水，可藉由更低的運轉壓力，而有效地進行離子或TOC等的除去。例如，若為高壓RO膜裝置則能以一段便實現低壓RO膜裝置二段的過濾能力，並且，亦可採用將低壓RO膜裝置與高壓RO膜裝置加以組合後的多段RO膜裝置，或是使用高壓RO膜裝置的多段RO膜裝置。藉由使用如此之RO膜裝置，可使硼、二氧化矽、尿素、乙醇、異丙醇等非解離物質的除去率飛躍性地提升。作為高壓RO膜裝置，可列舉例如：HYDEANAUTICS公司製的SWC系列(SWC4、SWC5、SWC6)、東麗公司製的TM800系列(TM820V、TM820M)、陶氏化學公司製的SW系列(SW30HRLE、SW30ULE)等。
RO膜裝置12中之被處理水的回收率，從降低純水製造成本的觀點來看，較佳係在80%以上，更佳係在85%以上，再更佳係在90%以上。藉由將回收率設為「80%以上」，會有可相對於被處理水而獲得更多滲透水量這樣的優點。
接著，參照圖2說明依本發明之硼除去系統之較佳之一實施態樣(第二實施態樣)。 如圖2所示，硼除去系統1(1B)係在前述硼除去系統1A中，以將第一RO膜裝置14及第二RO膜裝置16串聯配置於主配管11的形態，代替RO膜裝置12。再者，化學藥液配管36的合流部36A較佳係配置於主配管11之第一RO膜裝置14的入口側14in或是第二RO膜裝置16的入口側16in中的任一者。其他構成係與硼除去系統1A相同。又，在圖2中，僅顯示主配管11、第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16、硼分析裝置21、分支配管22及陽離子除去裝置23的主要構成元件，而省略其他構成元件的圖示，其他構成元件係與參照圖1而說明過的相同。
在使用上述硼除去系統1B的硼除去方法中，由於使被處理水連續通過二段RO膜裝置(第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16)，故可更提高包含硼之雜質成分的除去效率。又，在將化學藥液配管36的合流部36A配置於第一RO膜裝置14之入口側14in的情況下，由於可對供給至第一RO膜裝置14的被處理水供給鹼劑，故可提高被處理水的pH值(較佳係提高至pH值9以上)。此情況下，會提高第一RO膜裝置14的硼除去能力。又，在將化學藥液配管36的合流部36A配置於第二RO膜裝置16之入口側16in的情況下，由於可提高第二RO膜裝置16之被處理水的pH值(較佳係提高至pH值9以上)，故可提高第二RO膜裝置16的硼除去能力。又，從第二RO膜裝置16排出的濃縮水，亦可在比將被處理水壓送至第一RO膜12的泵浦(未圖示)更上游的位置，與第一RO膜裝置14的被處理水混合。由於第二RO膜裝置16的被處理水係藉由第一RO膜裝置14而進行處理，故即使係濃縮水，在水質方面與第一RO膜裝置14的被處理水相比，亦較為良好。在如此之情況下，藉由將第二RO膜裝置16的濃縮水與第一RO膜裝置14的被處理水混合，會對第一RO膜裝置14的被處理水產生稀釋效果，而可降低供給至第一RO膜裝置12的硼濃度。
在圖2的形態中，如上述之複數RO膜裝置(例如第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16)中，至少一者為高壓RO膜裝置較佳。更佳為將供水至複數RO膜裝置中，至少一段逆滲透膜裝置之被處理水的pH值控制在9以上，該逆滲透膜裝置較佳係高壓逆滲透膜裝置。
RO膜裝置較佳係第一段之第一RO膜裝置14的每1MPa有效壓力的滲透通量大於第二段之第二RO膜裝置16的每1MPa有效壓力的滲透通量。滲透通量係滲透水量除以RO膜面積。所謂「有效壓力」，係指JIS K3802：2015「膜用語」所記載之從平均操作壓力減去滲透壓差及二次側壓力而得之作用於膜上的有效之壓力。又，平均操作壓力，係RO膜一次側中之膜供給水的壓力(運轉壓力)與濃縮水之壓力(濃縮水出口壓力)的平均值，藉由下式表示。 平均操作壓＝(運轉壓力+濃縮水出口壓力)/2
每1MPa有效壓力的滲透通量，係膜製造商的目錄所記載的資訊，例如可從滲透水量、膜面積、評估時的回收率、NaCl濃度等計算。又，在一個或是複數壓力容器中裝填有複數個相滲透通量之RO膜的情況下，藉由壓力容器的平均操作壓力/二次側壓力、原水水質、滲透水量及膜數量等資訊，可計算裝填之膜的滲透通量。具體而言，從獲得之滲透水質這樣的觀點來看，第一RO膜裝置14之RO膜的每1MPa有效壓力的滲透通量與第二RO膜裝置16之RO膜的每1MPa有效壓力的滲透通量的差，較佳係在0.3m3 /(m2 ・d)以上，更佳係在0.5m3 /(m2 ・d)以上，再更佳係在0.7m3 /(m2 ・d)以上。接著，從第二RO膜裝置16之泵浦動力這樣的觀點來看，較佳係在1m3 /(m2 ・d)以下。
上述RO膜為二段構成，但亦可為多段構成。此情況下，較佳係將多段RO膜串聯配置。多段RO膜裝置中至少一段為高壓RO膜裝置較佳。又，較佳係提高導入至少一段RO膜裝置之被處理水的pH值(較佳係在pH值9以上)。
接著，參照圖3說明依本發明之硼除去系統之較佳之一實施態樣(第三實施態樣)。 如圖3所示，硼除去系統1(1C)係在前述硼除去系統1B中，於藉由RO膜裝置所進行之硼除去處理之前進行前處理。前處理，較佳係透過充填有陽離子交換樹脂之陽離子交換裝置51而進行陽離子交換處理，接著，透過去羧裝置53而進行去羧處理。具體而言，係在第一RO膜14之前段的主配管11，從距第一RO膜14較遠側起依序配置陽離子交換裝置51、去羧裝置53作為前處理系統，該等裝置較佳係配置於圖1所示之熱交換機31的前段。又，所謂「前段」，係意指從作為對象之主配管11的位置起往被處理水或是滲透水流動之上游側。
陽離子交換裝置51中的陽離子交換處理，較佳係使用強酸性陽離子交換樹脂。強酸性陽離子之R-SO3 ・H中的H可與水中的Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等替換而移除(R表示離子交換樹脂的母體)。由於在藉由陽離子交換裝置51所進行之處理中，係從離子交換樹脂將H+ 解離，故被處理水係呈酸性。接著，將此被處理水壓送至去羧裝置53。 又，本陽離子交換樹脂亦可使用R-SO3 ・Na的鈉型樹脂。此情況下，藉由離子交換樹脂所進行之處理前後的pH值不會變化，但藉由將酸添加至離子交換樹脂處理水，亦可降低pH值。
在去羧裝置53中，係藉由使變成酸性的水進行氣液接觸，而將水中所含之碳酸成分氣體化並除去。 亦即，水中的HCO3 - 係進行HCO3 - +H+ →H2 CO3 的變化。此處藉由將空氣吹入，而產生H2 CO3 →H2 O+CO2 的反應，大部分CO2 (二氧化碳)係從被處理水中釋放至大氣中。因此，將通過陽離子交換裝置51後的被處理水送入去羧裝置53，可藉由去羧裝置53送入空氣，而除去碳酸成分。
又，將控制被處理水之pH值的鹼劑加以供給的化學藥液配管36之合流部36A，較佳係配置於主配管11之第一RO膜裝置14的入口側14in或是第二RO膜裝置16的入口側16in。此化學藥液配管36係與參照圖1而說明過的化學藥液配管32相同。
再者，在第一RO膜裝置14與第二RO膜裝置16之間的主配管11中，亦可配置有將控制被處理水pH值之酸性化學藥液加以供給的酸性化學藥液配管37之合流部37A，其將酸添加至第二RO膜裝置16的被處理水，以將被處理水pH值調整成7～8左右的中性。藉由將變成鹼性之第二RO膜裝置16的被處理水調整成中性或接近中性，可提高第二RO膜裝置16的陽離子除去率。就結果而言，由於降低了應藉由陽離子除去裝置23除去之陽離子量，故可降低陽離子除去裝置23的再生強度。例如，在陽離子除去裝置23為電氣式的情況下，可使再生所需要的電壓降低。作為酸性化學藥液可列舉：硫酸(H2 SO4 )、鹽酸(HCl)、硝酸(NHO3 )等。酸性化學藥液的濃度可適當設定。其他構成與硼除去系統1B相同。又，在圖3中，僅顯示主配管11、第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16、硼分析裝置21、分支配管22、陽離子除去裝置23、陽離子交換裝置51及去羧裝置53的主要構成元件，而省略其他構成元件的圖示。其他構成元件係與參照圖1而說明過的相同。
在藉由上述硼除去系統1C所進行的硼除去方法中，可藉由陽離子交換裝置51，將被處理水中的Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等陽離子移除。再者，可藉由去羧裝置53，而將在酸性液中所產生之被處理水中的碳酸分解除去。藉此，被處理水的pH值會呈略中性。此外，在主配管11內，係藉由化學藥液配管36供給鹼劑(NaOH水溶液)，而提高被處理水的pH值(較佳係控制在pH值9.0以上)。由於藉由陽離子交換裝置51及去羧裝置53除去Ca2+ 、Mg2+ 等硬度成分及碳酸，故即使將pH值調整成鹼性側，亦不會產生難溶解物質(水垢)。藉由第一RO膜裝置14而對此被處理水進行硼除去。根據需要而對滲透過第一RO膜裝置14的滲透水供給鹼化學藥液或是酸性化學藥液，可調整滲透水的pH值。其後，與第一實施態樣同樣地測定第二RO膜裝置16之滲透水中的硼濃度，並基於測定值而進行RO膜的控管。
接著，參照圖4說明依本發明之硼除去系統之較佳之一實施態樣(第四實施態樣)。 如圖4所示，硼除去系統1(1D)係在前述硼除去系統1C中，將陽離子除去裝置23配置於主配管11之第二RO膜裝置16與分支配管22的分支部22A之間。其他構成元件與前述硼除去系統1C相同。
在上述硼除去系統1D中，由於係將滲透水的總量通過陽離子除去裝置23，故可除去滲透水中的陽離子。因此，硼除去系統1D可用於超純水製造之一次純水系統。
以下，參照圖5說明具有本發明之硼除去系統的超純水製造系統之較佳之一例。 如圖5所示，超純水製造系統101係由一次純水系統110與二次純水系統(子系統)120構成。又，較佳係在一次純水系統110的前段配置前處理系統130。在此前處理系統130中，係藉由凝聚、過濾、膜分離等，而將被處理水(原水)所含之微粒子(懸浮物或膠體物質等)移除。具體而言，可列舉：凝聚沈殿、加壓浮升、砂過濾、使用MF/UF膜的除濁、去羧、軟化等。
接著，在一次純水系統110中，可將離子類、TOC、溶解氣體(氧、CO2 )、SiO2 的絕大部分等除去。 其結果，一次純水系統110的水質，其比電阻亦會變成在17.5MΩ・cm以上。在一次純水系統110中，係使已藉由前處理系統130而進行前處理的被處理水流入槽111。被處理水較佳係始終從槽111經由一次主配管141而流動至下游側。在槽111之下游側的一次主配管141，較佳係依序配置並串聯連接：熱交換器112、RO膜113、離子交換裝置114及除氣裝置115。
作為離子交換裝置，較佳係採用二床二塔式再生型離子交換裝置、二床一塔式再生型離子交換裝置、混床型再生式離子交換裝置、再生型離子交換裝置等。二床二塔式再生型離子交換裝置，係將「充填有強酸性陽離子交換樹脂的陽離子交換塔」與「充填有強鹼性陰離子交換樹脂的陰離子交換塔」串聯連接。二床一塔式再生型離子交換裝置，係以使「強酸性陽離子交換樹脂」與「強鹼性陰離子交換樹脂」成為各別不同之層的方式，將選擇之該強酸性陽離子交換樹脂與強鹼性陰離子交換樹脂以任意順序充填至一個塔內。混床型再生式離子交換裝置，係將「強酸性陽離子交換樹脂」與「強鹼性陰離子交換樹脂」均勻地混合而充填至一個塔內。再生型離子交換裝置，係將一段或是複數段電氣式去離子裝置串聯連接。 又，亦可在一次純水系統設置紫外線氧化裝置、紫外線殺菌裝置，此外，可不拘於上述排列，而進行最佳的配置。例如，可設置紫外線殺菌裝置，而達到RO膜113之被處理水及處理水的殺菌目的。又，亦可在將RO膜113之滲透水進行除氣處理而除去無機碳之後，以紫外線氧化、離子交換裝置之順序通水，或是亦可直接將RO滲透水進行紫外線氧化，並導入離子交換樹脂裝置。此外，亦可在RO膜113的前段，設置二床三塔式的離子交換裝置。二床三塔式的離子交換裝置，係由陽離子交換塔、陰離子交換塔及去羧塔所構成。陽離子交換塔，係將「強酸性陽離子交換樹脂」與「弱酸性陽離子樹脂」，以成為各別不同之層的方式設置於一個塔內。陰離子交換塔，係將「強鹼性陰離子交換樹脂」與「弱鹼性陰離子交換樹脂」以成為各別不同之層的方式設置於一個塔內。去羧塔，係除去被處理水中的CO2 。該等一次純水系統的構成可鑑於被處理水的特性、需要之一次純水的特性，而任意選擇。作為藉由如此之處理而得之一次純水的水質可達到：比電阻18MΩ・cm以上、TOC20ppb以下、鈉1ppb以下、氯化物離子1ppb以下、金屬(鐵、錳(Mn)、鋁、鋅)1ppb以下、離子狀二氧化矽10ppb以下及硼0.05ppb以下。
在此一次純水系統110中，作為RO膜113，較佳係內建本發明之硼除去系統1的RO膜裝置，並應用此硼除去系統1。 熱交換器112可使用與前述熱交換器31(參照圖1)相同者，RO膜113亦可使用與前述RO膜裝置12之RO膜(參照圖1)相同者。 離子交換裝置114主要係將離子、TOC、溶解氧或碳酸氣體加以除去。例如，亦可使用將陽離子交換樹脂及陰離子交換樹脂充填於同一塔內的混床式。陽離子交換樹脂可將Ca2+ 、Mg2+ 、Na+ 等陽離子成分除去，陰離子交換樹脂可將SO4 2- 、NO3 - 等陰離子成分除去。 除氣裝置115例如主要係使用氣液分離膜而有效地將水中的溶解氧或碳酸氣體除去。
除氣而獲得之純水係流入二次純水系統120的槽121。在二次純水系統120中，可將藉由一次純水系統110無法完全除去之微量的離子類、TOC移除，並將一次純水系統110之後從系統構成構件溶離之離子類、TOC移除。 二次純水系統120係在槽121的下游側連接有二次主配管142。在二次主配管142中，較佳係依序配置並串聯連接：熱交換器122、紫外線(UV)氧化裝置123、離子交換裝置124、UF膜(超過濾膜：Ultrafiltration Membrane)裝置125。此外，在二次主配管142的端部，較佳係連接使用端150。在使用端150未被使用的超純水，較佳係經由回流配管143而回到槽121。因此，超純水並不會在中段滯留，而係會在使用端150被使用，或是可在「從槽121通過二次主配管142、回流配管143，而再度回到槽121的循環系統」內部持續流動。藉由採取如此之循環系統，會減低超純水在循環系統之中段被污染的風險。
熱交換器122可使用與前述熱交換器31(參照圖1)相同者。 UV氧化裝置123可除去TOC。主要係在使用波長185nm之紫外線的處理中，可藉由將紫外線直接照射於水，而使氧化力較強的羥基(OH基)產生，並藉由此氧化作用將低分子有機物分解成碳酸氣體及有機酸。 離子交換裝置124係將殘留至二次純水系統120的離子除去，一般而言，較佳係使用被稱為除礦質器者，其係將離子交換樹脂放入大約數百公升以下的容器。通常，藉由UV氧化裝置123而產生之碳酸氣體與有機酸等，較佳係以陰離子交換樹脂加以吸附及/或除去。 UF裝置125係孔徑為0.01～0.001μm的膜，並且係用作超純水製造之精加工處理(微粒子除去)的功能材料。UF膜若孔的大小較小，則膜會在短時間內因為被阻止之微粒子或雜質而堵塞。因此，通常較佳係採用錯流(crossflow)的方式，藉由一邊沿著膜的表面朝固定方向持續地流動原液，將微粒子或雜質濃縮而成之濃縮水連續地排出或使其回到送液側，一邊使用，而減少微粒子或雜質附著於膜表面的情形。
在上述各實施態樣中，被處理水的水質並無特別限定。所謂被處理水包含：工業用水、表層水、自來水、地下水、海水、藉由逆滲透法或是蒸發法將海水脫鹽後之海水淡化處理水、各種排水，例如對於半導體製程所排出的排水亦可適用。作為對象之硼濃度並無特別限定，但硼濃度宜為1ppb～5ppm，較佳為5ppb～1ppm，更佳為5ppb～100ppb。
本發明之硼的測定方法係測定液中之硼濃度，包含以下步驟：將上述被處理水進行去離子處理的步驟；及測定已進行去離子處理之處理水中的硼濃度的步驟。被處理水較佳係已進行逆滲透膜處理的滲透水，去離子處理較佳係如上所述之去陽離子處理。 此硼之測定方法，可藉由將滲透水的離子除去以充分提高比電阻(例如15MΩ・cm以上)，而測定硼濃度。 因此，可使用一般使用之線上硼監測器等，而正確地測定ppb等級的硼濃度。本發明之硼的測定方法，例如，可合適地應用於本發明之被處理水中之硼的除去方法或除去系統中的硼濃度之測定。 ［實施例］
(實施例1) 實施例1係使用圖2所示之硼除去系統1B，並將工業用水用作被處理水，且從第一RO膜裝置14之入口側14in的化學藥液配管36，將NaOH水溶液添加至該被處理水使其之pH值成為10.5，而通水於二段RO膜裝置(第一RO膜裝置14及第二RO膜裝置16)。又，並未從第一RO膜裝置14與第二RO膜裝置16之間的化學藥液配管36添加化學藥液。藉由硼分析裝置21測定「將已通過二段RO膜裝置之滲透水通過陽離子除去裝置23(電氣式去陽離子裝置)後的硼濃度」。在硼分析裝置21方面，係使用ICP發射光譜儀(SII Nanotechnology(股)公司製的SPS3100)。TDS(Total Dissolved Solids：總溶解固體量)的測定，係依據蒸發乾固法(JIS：K0102)。在導電率(比電阻)之測定方面，係使用HORIBA Advanced Techno公司製的導電率測定裝置HE-200H。在Na濃度之測定方面，係使用Dionex公司製的離子層析系統ICS-1600。第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16係使用ES20-D8(日東電工公司製，每1MPa有效壓力的滲透通量：1.14m3 /m2 /d)。再者，以第一RO膜裝置14的回收率80%，第二RO膜裝置16的回收率90%的狀態運轉。雖然並未圖示，但第二RO膜裝置16的濃縮水係與第一RO膜裝置14的被處理水合流。 在鹼添加後之第一RO膜裝置14入口處，TDS為150ppm、導電率為340μS/cm(比電阻為2.9kΩ・cm)、Na濃度為54ppm、硼濃度為10ppb。
(實施例2) 實施例2係使用圖3所示之硼除去系統1C，並將工業用水用於被處理水，且使該被處理水依序通過陽離子交換裝置51、去羧裝置53、從化學藥液配管36添加鹼、二段高壓RO膜裝置(第一RO膜裝置14及第二RO膜裝置16)。又，並未從酸性化學藥液配管37添加酸性化學藥液。此外，在將已通過二段RO膜裝置之滲透水通過陽離子除去裝置23後，藉由硼分析裝置21測定滲透水中的硼濃度。在硼分析裝置21方面，係使用上述ICP發射光譜儀進行測定。TDS、導電率(比電阻)及Na濃度的測定係與實施例1相同。第一RO膜裝置14、第二RO膜裝置16係使用「SWC5MAX」(Hydranautics公司製，每1MPa有效壓力的滲透通量：0.32m3 /m2 /d)。其他條件係與實施例1相同。 在鹼添加後之第一RO膜裝置14入口處，pH值為10、TDS為140ppm、導電率為320μS/cm(比電阻為3.1kΩ・cm)、Na濃度為45ppm、硼濃度為10ppb。
(比較例1) 比較例1係在實施例1中，於不通過陽離子除去裝置23之情況下，測定滲透水中的硼濃度。除此之外與實施例1相同。 (比較例2) 比較例2係在實施例1中，採用了使用混床樹脂之去離子裝置(奧璐佳瑙公司製，Amberjet：EG4-HG)，來代替陽離子除去裝置23。除此之外與實施例1相同。
表1係顯示硼濃度測定前(將已通過二段RO膜裝置之滲透水通過陽離子除去裝置23後)之滲透水的比電阻、Na濃度及藉由硼分析裝置21所測定之硼濃度的測定結果。
［表1］
Figure 108117017-A0304-0001
其結果，已確認在實施例1及2中，可測定通過陽離子除去裝置23後之被處理水所含之ppb等級的硼濃度。
在比較例1所測得之硼濃度係低於實施例1。 原因在於，由於鈉離子的濃度過高，導致供水的比電阻較小，結果造成雜訊變大而無法正確地測定硼濃度。 在比較例2中，與實施例1相比，硼濃度為10分之1。 原因在於，藉由混床樹脂將硼除去的緣故。 因此，無法測定RO膜之滲透水的正確硼濃度。 如此，在比較例1、2中，無法正確地測定剛進行完RO膜處理之滲透水中的硼濃度，故無法正確地進行將硼濃度作為指標之RO膜的運轉控管。
(實施例3) 實施例3係在實施例2中，將GE公司製的線上硼測定器用於硼分析裝置21，而實施硼濃度的連續監視。
(比較例3) 比較例3係在比較例1，使用與實施例3相同之線上硼測定器，而實施硼濃度的連續監視。
表2係顯示其結果。
［表2］
Figure 108117017-A0304-0002
在比較例3中，無法滿足線上硼測定器的供水水質，導致雜訊較大而無法測定正確的硼濃度。
應瞭解到，雖將本發明與其實施例一起進行說明，但本發明只要無特別指定，並未將本發明限定於說明中之任何細節，在不違反附加之發明申請專利範圍所示之發明精神與範圍的情況下，應該廣義地解釋本發明。
本申請案，係主張依據於2018年6月20日在日本國提出專利申請之特願2018-117270之優先權，在此將其作為參考，並將其內容引入而作為本說明書之記載的一部分。
1、1A、1B、1C、1D‧‧‧硼除去系統 11‧‧‧主配管 12‧‧‧逆滲透膜裝置(RO膜裝置) 12in、14in、16in‧‧‧入口側 12out‧‧‧出口側 14‧‧‧第一RO膜裝置 16‧‧‧第二RO膜裝置 21‧‧‧硼分析裝置 22‧‧‧分支配管 22A‧‧‧分支部 23‧‧‧陽離子除去裝置 25‧‧‧濃縮水配管 26‧‧‧壓力調節閥 31‧‧‧熱交換器 32、36‧‧‧化學藥液配管 32A、36A、37A‧‧‧合流部 34‧‧‧鹼劑供給源 35‧‧‧化學藥液注入泵浦 37‧‧‧酸性化學藥液配管 41‧‧‧泵浦 42‧‧‧泵浦變頻器 51‧‧‧陽離子交換裝置 53‧‧‧去羧裝置 101‧‧‧超純水製造系統 110‧‧‧一次純水系統 111‧‧‧槽 112‧‧‧熱交換器 113‧‧‧RO膜 114‧‧‧離子交換裝置 115‧‧‧除氣裝置 120‧‧‧二次純水系統(子系統) 121‧‧‧槽 122‧‧‧熱交換器 123‧‧‧紫外線(UV)氧化裝置 124‧‧‧離子交換裝置 125‧‧‧UF裝置 130‧‧‧前處理系統 141‧‧‧一次主配管 142‧‧‧二次主配管 143‧‧‧回流配管 150‧‧‧使用端 S1、S2、S3、S4‧‧‧訊號線
圖1係顯示依本發明之硼除去系統之較佳一實施態樣(第一實施態樣)的概略構成圖。 圖2係顯示依本發明之硼除去系統之較佳一實施態樣(第二實施態樣)的概略構成圖。 圖3係顯示依本發明之硼除去系統之較佳一實施態樣(第三實施態樣)的概略構成圖。 圖4係顯示依本發明之硼除去系統之較佳一實施態樣(第四實施態樣)的概略構成圖。 圖5係顯示本發明之硼除去系統所適用之超純水製造裝置之較佳一例的概略構成圖。
1、1A‧‧‧硼除去系統
11‧‧‧主配管
12‧‧‧逆滲透膜裝置(RO膜裝置)
12in‧‧‧入口側
12out‧‧‧出口側
21‧‧‧硼分析裝置
22‧‧‧分支配管
22A‧‧‧分支部
23‧‧‧陽離子除去裝置
25‧‧‧濃縮水配管
26‧‧‧壓力調節閥
31‧‧‧熱交換器
32‧‧‧化學藥液配管
32A‧‧‧合流部
34‧‧‧鹼劑供給源
35‧‧‧化學藥液注入泵浦
41‧‧‧泵浦
42‧‧‧泵浦變頻器
S1~S4‧‧‧訊號線

Claims (11)

  1. 一種被處理水中之硼除去方法，包含以下步驟： 將該被處理水進行逆滲透膜處理的步驟； 將該逆滲透膜處理之滲透水的至少一部分進行去陽離子處理的步驟；及 測定該去陽離子處理後之該滲透水中的硼濃度的步驟； 該硼除去方法，係基於上述之硼濃度測定值而控制以下(a)～(e)中的至少一者： (a)該逆滲透膜處理中之該被處理水的回收率； (b)該被處理水的溫度； (c)該被處理水的pH值； (d)施加於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的該被處理水的供給壓力；及 (e)用於該逆滲透膜處理之逆滲透膜的更換時期。
  2. 如請求項1所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 將進行該逆滲透膜處理之該被處理水的pH值控制在9以上。
  3. 如請求項1或2所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 該逆滲透膜處理係藉由複數段之滲透膜裝置所進行之處理，並且將供水於至少一段之該滲透膜裝置之被處理水的pH值控制在9以上。
  4. 如請求項3所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 該複數段之逆滲透膜裝置中，至少一段之該逆滲透膜裝置為高壓逆滲透膜裝置。
  5. 如請求項3所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 構成該複數段之該逆滲透膜裝置的第一段之該逆滲透膜裝置的每1MPa有效壓力的滲透通量，係大於第二段之該逆滲透膜裝置的每1MPa有效壓力的滲透通量。
  6. 如請求項1或2所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 在將該被處理水進行該逆滲透膜處理之前，將該被處理水進行陽離子交換處理，並接著進行去羧處理。
  7. 如請求項1或2所述之被處理水中之硼除去方法，其中， 藉由電氣式去陽離子裝置進行該去陽離子處理。
  8. 一種硼除去系統，用於從被處理水中除去硼，包含： 逆滲透膜裝置，用於處理被處理水； 陽離子除去裝置，處理該逆滲透膜裝置之滲透水的至少一部分；及 硼分析裝置，測定藉由該陽離子除去裝置處理之處理水中的硼濃度； 該硼除去系統，係基於藉由該硼分析裝置測得之硼濃度，而控制以下(a)～(e)中的至少一者： (a)該逆滲透膜裝置中之被處理水的回收率； (b)該被處理水的溫度； (c)該被處理水的pH值； (d)對於該逆滲透膜裝置之逆滲透膜所施加的被處理水的供給壓力；及 (e)該逆滲透膜裝置中之逆滲透膜的更換時期。
  9. 一種超純水製造系統，具有前處理系統、一次純水系統及子系統，其中， 該一次純水系統包含如請求項8所述之硼除去系統。
  10. 一種硼濃度之測定方法，用於測定液中的硼濃度，包含以下步驟： 將被處理水進行去離子處理的步驟；及 測定已進行該去離子處理之處理水中的硼濃度的步驟。
  11. 如請求項10所述之硼濃度之測定方法，其中， 該被處理水係逆滲透膜處理後的滲透水，該去離子處理係去陽離子處理。
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