TW202106630A - 超純水製造系統及超純水製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的是使供應至使用點之超純水中所含的微粒子更為減少。超純水製造系統1包含連接於使用點UP1~UP3而供超純水流通之超純水供給管路L1、於超純水供給管路L1上配置成串聯之第1離子交換裝置6、膜過濾裝置8、第2離子交換裝置9。已藉由該膜過濾裝置8過濾之超純水的至少一部分於供應至使用點UP1~UP3之前以第2離子交換裝置9處理。

Description

超純水製造系統及超純水製造方法
本申請案係依據2019年5月30日申請之日本申請案亦即日本專利申請案2019-101076，且主張依據該申請案之優先權。此申請案因參照而將其全體納入本申請案。
本發明係有關於超純水製造系統及超純水製造方法。
超純水製造系統包含從一次純水製造超純水之子系統。在此子系統，UV氧化裝置、離子交換裝置等各種裝置配置成串聯，藉將一次純水以該等裝置依序處理，而製造超純水。在供給超純水之使用點的正前方，為去除微粒子而設置超濾膜裝置等膜過濾裝置。近年，對超純水之水質要求嚴格，而要求以10nm等級管理超純水中之微粒子。因此，對膜過濾裝置之要求亦更加嚴格。於日本專利公開公報2018-144014號揭示了以專用清洗裝置清洗超濾膜裝置。於日本專利公開公報2016-64342號揭示了將超濾膜裝置串聯配置二段。
膜過濾裝置雖可以高效率去除微粒子，但並不易完全防止微粒子從膜剝離或噴吐。亦即，膜過濾裝置之上游側的微粒子雖以膜過濾裝置捕捉，但因捕捉之微粒子的剝離或膜本身之部分剝離，而有微粒子流出至膜過濾裝置之下游側的情形。本案發明人發現縱使抑制粒徑10~20nm左右之小微粒子的流出，仍不易抑制粒徑100nm以上之大微粒子的流出。具體而言，測定膜過濾裝置之出口側的微粒子之粒徑分布的結果，雖大致上未檢測出粒徑10~20nm左右的微粒子，但檢測出較多粒徑20nm以上之微粒子、特別是粒徑100nm以上之微粒子。此視為因膜過濾裝置本身為微粒子的產生源之故。因而，記載於專利文獻1之方法雖具有一定之效果，但並不易充分減少微粒子數。記載於專利文獻2之方法由於可以下游側之膜過濾裝置捕捉從上游側之膜過濾裝置流出的微粒子，故具有一定之效果。然而，由於無法在使用點之前面捕捉在下游側之膜過濾裝置產生的微粒子，故原理上該效果有限度。
本發明之目的係提供可使供應至使用點之超純水中所含的微粒子更為減少之超純水製造系統。
本發明之超純水製造系統包含連接於使用點而供超純水流通之超純水供給管路、於超純水供給管路上配置成串聯之第1離子交換裝置、膜過濾裝置、第2離子交換裝置。已藉由該膜過濾裝置過濾之超純水的至少一部分於供應至使用點之前以第2離子交換裝置處理。
根據本發明，由於已藉由膜過濾裝置過濾之超純水的至少一部分於供應至使用點之前以第2離子交換裝置處理，故可使供應至使用點之超純水中所含的微粒子更為減少。
上述及其他的本申請案之目的、特徵及優點藉參照例示有本申請案之附加圖式的以下所述之詳細說明應可清楚明白。
[用以實施發明之形態]
(第1實施形態) 以下，參照圖式，就本發明之數個實施形態作說明。圖1顯示本發明之第1實施形態的超純水製造系統之概略結構。超純水製造系統通常以從原水製造一次純水之一次純水系統、從一次純水製造超純水之二次純水系統(亦稱為子系統)等構成。由於本發明在從一次純水製造超純水之系統具有特徵，故省略一次純水系統之說明。在以下之說明中，為方便，而將從一次純水製造超純水之子系統稱為超純水製造系統1。
超純水製造系統1包含儲存被處理水(一次純水)之子槽2、泵3、熱交換器4、紫外線氧化裝置5、第1離子交換裝置6、脫氣膜裝置7、膜過濾裝置8、第2離子交換裝置9、連接該等裝置之超純水供給管路L1。第1離子交換裝置6與第2離子交換裝置9係陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂混床填充之精鍊樹脂塔，亦可為電子式去離子水製造裝置(EDI)。超純水供給管路L1具有主管路L2、從主管路L2分岔並連接於使用點UP1~UP3之複數的分岔管路3。各分岔管路L3從主管路L2上之各自的分岔點分岔，並連接於各使用點UP1~UP3，而將超純水供應至各使用點UP1~UP3。再循環管路L4在對應最下游之使用點(在本實施形態為UP3)的分岔點之下游側連接於主管路L2，而使未在使用點UP1~UP3使用之超純水返回至子槽2。泵3、熱交換器4、紫外線氧化裝置5、第1離子交換裝置6、脫氣膜裝置7、膜過濾裝置8及第2離子交換裝置9依序串聯配置於主管路L2上。膜過濾裝置8配置於第1離子交換裝置6與第2離子交換裝置9之間。配置該等裝置3~9之順序可按要求水質等適宜變更。例如亦可於第1離子交換裝置6與膜過濾裝置8之間或膜過濾裝置8與第2離子交換裝置9之間配置其他裝置(例如紫外線氧化裝置5)。亦可按要求水質等省略該等裝置3~9之一部分。又，雖省略圖示，但亦可設從主管路L2分岔之第1分岔管路、從第1分岔管路分岔之複數的第2分岔管路，並於各第2分岔管路設使用點。
將儲存於子槽2之被處理水以泵3送出，供應至熱交換器4。將通過熱交換器4而調節了溫度之被處理水供應至紫外線氧化裝置5。在紫外線氧化裝置5，對被處理水照射紫外線，而分解被處理水中之有機物。接著，在第1離子交換裝置6，以離子交換去除被處理水中之金屬離子等，在脫氣膜裝置7，去除剩餘之氧。進一步，以膜過濾裝置8去除被處理水中之微粒子。膜過濾裝置8為超濾膜(UF)裝置，亦可為微濾膜(MF)裝置。已藉由膜過濾裝置8過濾之超純水所有量於供應至使用點UP1~UP3之前，以第2離子交換裝置9處理。如此進行而得之超純水一部分供應至使用點UP1~UP3，剩餘部分通過再循環管路L4與子槽2，再次在主管路L2流通。
膜過濾裝置8雖能有效率地補捉微粒子，但存在有微粒子從膜過濾裝置8本身剝離流出之可能性。此種微粒子於將超純水供應至使用點UP1~UP3之前，以第2離子交換裝置9加以捕捉。由於從膜過濾裝置8剝離流出之微粒子大多在表面具電位(仄他電位)，故可以離子交換裝置去除。超純水中之微粒子雖大多於表面具負電位(仄他電位)，但為了亦有效地去除具正電位(仄他電位)之微粒子，離子交換樹脂宜以陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂之混床形態填充。也為了將超純水維持在高純度，而宜將離子交換樹脂以混床形態填充。藉此，可有效地捕捉具正電位之微粒子與具負電位之微粒子兩者，而可提高微粒子之去除效率。然而，即使陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂以單床形態填充，亦可獲得去除微粒子之效果。又，由於微粒子大多具負電位(仄他電位)，故陰離子交換樹脂之重量比率宜高於陽離子交換樹脂之重量比率。由於含有微粒子之被處理水通過樹脂之間隙，故樹脂本身亦具有物理性過濾器之功能，而不僅藉電性作用，亦藉物理性作用捕捉微粒子。由於第2離子交換裝置9去除金屬離子等離子成分，故亦可吸附去除從膜過濾裝置8溶出之金屬成分。如此，第2離子交換裝置9具有高微粒子去除性能。在本實施形態，由於在第2離子交換裝置9與使用點UP1~UP3之間未設有其他膜過濾裝置，故已藉由第2離子交換裝置9去除微粒子之超純水亦不致在供應至使用點UP1~UP3之前，混入在其他過濾裝置產生之微粒子。
離子交換樹脂一般大致區分為凝膠型與大孔型，填充於第2離子交換裝置9之離子交換樹脂宜為粒狀凝膠型。微粒子亦有從離子交換樹脂之表面產生的情形。然而，由於凝膠型離子交換樹脂之表面積比大孔型小，故可適合使用作為填充於第2離子交換裝置9之離子交換樹脂。離子交換樹脂使用例如H形強酸性離子交換樹脂與OH形強鹼性離子交換樹脂。強酸性離子交換樹脂與強鹼性離子交換樹脂之平均粒徑宜為500~800μm左右。第2離子交換裝置9之樹脂層的層高宜為10cm以上。
由於供應至第2離子交換裝置9之被處理水為超純水，故清洗度極高。因離子成分以第1離子交換裝置6大致去除，微粒子亦幾乎以膜過濾裝置8去除，故第2離子交換裝置9之負荷小。因此，第2離子交換裝置9不易產生性能惡化，在第2離子交換裝置9之出口，可長時間穩定地取得高度去除了微粒子之超純水。由於第2離子交換裝置9可長時間使用，故維修之頻率亦低。因而，第2離子交換裝置9使用非再生式離子交換裝置(精鍊樹脂塔)有利。離子交換樹脂宜使用非再生型樹脂，亦可使用再生型樹脂。第2離子交換裝置9於出口側之微粒子濃度超過預定值時更換，亦可於導電率超過預定值時更換。
為了更抑制微粒子之產生，第2離子交換裝置9於離子交換樹脂之填充部的上方具有超純水之入口部，於填充部之下方具有超純水之出口部。即，使被處理水往下或作為降流通過第2離子交換裝置9。藉此，離子交換樹脂層不易移動，而可抑制因離子交換樹脂彼此之摩擦引起的微粒子之產生。由於隨著通水，使離子交換樹脂壓密，故離子交換樹脂更不易移動，而可更抑制微粒子之產生。藉此，離子交換樹脂之作為物理性過濾器的功能亦提高。在本實施形態中，第2離子交換裝置9設置於超純水供給管路L1上。因此，不管在使用點UP1~UP3之超純水的使用量之變動，一定流量之超純水流至第2離子交換裝置9，施加於離子交換樹脂之壓力亦穩定，故可更減輕微粒子產生(離子交換樹脂層移動)之可能性。
於使上述超純水製造系統1運轉之際，宜預先進行樹脂之清洗或調節。用於超純水製造之樹脂為R-Na型、R-Cl型時(R為樹脂)時，當將此樹脂直接使用時，有Na離子或Cl離子解離，而不滿足作為超純水之要求水質的可能性。因此，以於強酸性陽離子交換樹脂使用酸性溶液，於強鹼性陰離子交換樹脂使用鹼性溶液，分別進行調節為理想。又，藉該等操作將R-Na型轉變成R-H型，將R-Cl型轉變成R-OH型時，以令R-Na型為填充於第2離子交換裝置9之所有樹脂數的未滿0.1%，令R-Cl型為所有樹脂數之未滿1%為理想。除此之外，將已藉由第2離子交換裝置9處理之超純水供應至使用點UP1~UP3前，以使超純水通過離子交換樹脂直至第2離子交換裝置9之出口的TOC(總有機碳)減少量達0.5ppb以下為止為理想。TOC減少量係指從第2離子交換裝置9之入口的TOC減去第2離子交換裝置9之出口的TOC之值(△TOC)。為減少微粒子之量，宜進一步進行長時間之通水。舉例而言，如在後述實施例所說明，藉以SV300持續通水24小時左右，可令粒徑20nm以上之微粒子為未滿0.1個/ml。此外，亦可在填充於第2離子交換裝置9前，預先使超純水通過離子交換樹脂，清洗至TOC減少量達0.5ppb以下及/或流出之粒徑20nm以上的微粒子數為未滿0.1個/ml為止，之後，將離子交換樹脂填充於第2離子交換裝置9。
離子交換樹脂通常係為了去除離子(金屬、陰離子成分)而設置。然而，誠如上述，離子交換樹脂具有去除微粒子之性能。超濾膜(UF)或微濾膜(MF)等過濾膜特別不易進行膜之二次側(出口側)的清洗或調節。另一方面，粒狀離子交換樹脂可易以清洗或調節排出存在於樹脂之表面或裝置(塔)的內部之微粒子。本案發明人發現若進行充分之清洗、調節，可抑制微粒子從離子交換樹脂產生。根據本實施形態，藉設置以微粒子去除為主目的之第2離子交換裝置9，可易製造微粒子少之超純水。
(第2實施形態) 圖2顯示本發明第2實施形態之超純水製造系統101的概略結構圖。在本實施形態，除了第2離子交換裝置9設於從主管路L2分岔之分岔管路L3上外，與第1實施形態相同。關於省略了說明之結構及效果，與第1實施形態相同。具體而言，於超純水供給管路L1依序配置泵3、熱交換器4、紫外線氧化裝置5、第1離子交換裝置6、脫氣膜裝置7、膜過濾裝置8，於從主管路L2分岔之複數的分岔管路L3之使用點UP1~UP3的上游分別配置有第2離子交換裝置9。在本實施形態中，可按對各使用點UP1~UP3之超純水的供給量(通水流速)使第2離子交換裝置9之容量最適當化。在不需要微粒子之去除的使用點亦可省略第2離子交換裝置9。又，由於即使萬一任一第2離子交換裝置9產生弊端，只要僅隔離設置有該第2離子交換裝置9之分岔管路L3即可，故不致對超純水對其他使用點之供給造成影響。雖省略圖示，亦可設從主管路L2分岔之第1分岔管路、從第1分岔管路分岔之複數的第2分岔管路，並於各第2分岔管路設使用點。此時，第2離子交換裝置9可設於第1分岔管路，亦可設於第2分岔管路從第1分岔管路分岔之分岔點與使用點之間。
(實施例) 使用圖3所示之試驗裝置，測定了微粒子去除性能。被處理水與處理水之TOC皆為0.6μg/L，比電阻皆為18.2MΩ·cm，被處理水所含之粒徑20nm以上的微粒子數為0.8個/mL。樹脂柱使用全氟烷氧基烷烴(PFA)製之直徑26mm、高度500mm的柱，將樹脂(ESP-2)以層高300mm填充(以下，將此樹脂柱稱為CP)。就SV為60、170、300之情形，使被處理水(純水)通過試驗裝置來清洗，測定了CP之出口水的微粒子數之時間變化。於圖4顯示結果。SV60時，微粒子數之減少花費非常長之時間。SV170時，偶爾間歇地檢測出微粒子，微粒子數比較穩定。SV300時，微粒子數在通水後初期階段暫時地增加，之後，急遽減少，經過24小時左右後，實質為0。因而，關於微粒子數達穩定為止之時間，可謂以SV170與300為佳，SV60不佳。
接著，就SV為60、170、300、400之情形，測定了在微粒子數穩定之時間點的微粒子數。於圖5顯示結果。在SV60，在微粒子數穩定之時間點亦觀測到了1.4(個/mL)以上之微粒子。SV170時，觀測到約0.4(個/mL)之微粒子。相對於此，在SV300，則幾乎未觀測到微粒子，SV400時亦相同。從以上，考慮微粒子數之減低與減低所需之時間，SV宜為300以上。
接著，令SV為300，測定了UF之出口水與CP之出口水所含的微粒子數之時間變化。於圖6顯示結果。算出了各測定日之微粒子數的平均值(個/mL)作為微粒子數。舉例而言，通水後第1天之微粒子數顯示從剛通水後(通水後0小時)至通水後24小時為止之期間的微粒子數之平均值。如上述，CP之出口水的微粒子數在通水初期階段多，第二天以後平均值大致為0。此視為因在通水後初期階段，噴吐附著於粒狀離子交換樹脂之微量微粒子，之後，抑制了微粒子從樹脂噴吐之故。微粒子數之變動(偏差)亦在第二天以後幾乎未觀測到。由於在實用上，在微粒子數之平均值充分降低，且測定值穩定(偏差變小)之時間點可判斷為通水清洗完畢，故SV300時，宜通水清洗24小時左右以上。另一方面，UF之出口水的微粒子數在通水初期階段小，之後增加，以大致一定之等級變遷。此顯示UF之母體有機物的剝離隨著通水進展，微粒子不斷地產生。結果，CP之出口水的微粒子數在通水後初期階段多於UF之出口水的微粒子數，而在第2天，則小於UF之出口水的微粒子數。又，得以確認了CP捕捉微粒子，並且抑制了微粒子從CP本身產生。
詳細地顯示、說明了本發明之數個較佳的實施形態，應理解在不脫離附加之請求項的旨趣或範圍下可進行各種變更及修正。
1:超純水製造系統 2:子槽 3:泵 4:熱交換器 5:紫外線氧化裝置 6:第1離子交換裝置 7:脫氣膜裝置 8:膜過濾裝置 9:第2離子交換裝置 101:超純水製造系統 L1:超純水供給管路 L2:主管路 L3:分岔管路 L4:再循環管路 UP1:使用點 UP2:使用點 UP3:使用點
圖1係本發明第1實施形態之超純水製造系統的概略結構圖。 圖2係本發明第2實施形態之超純水製造系統的概略結構圖。 圖3係在實施例使用之試驗裝置的結構圖。 圖4係顯示實施例之微粒子數的測定結果之曲線圖。 圖5係顯示實施例之微粒子數的測定結果之曲線圖。 圖6係顯示實施例之微粒子數的測定結果之曲線圖。
1:超純水製造系統
2:子槽
3:泵
4:熱交換器
5:紫外線氧化裝置
6:第1離子交換裝置
7:脫氣膜裝置
8:膜過濾裝置
9:第2離子交換裝置
L1:超純水供給管路
L2:主管路
L3:分岔管路
L4:再循環管路
UP1:使用點
UP2:使用點
UP3:使用點

Claims (10)

  1. 一種超純水製造系統，包含： 超純水供給管路，其連接於使用點，而將超純水供應至該使用點； 第1離子交換裝置、膜過濾裝置、第2離子交換裝置，這些裝置串聯配置於該超純水供給管路上； 該膜過濾裝置配置於該第1離子交換裝置與該第2離子交換裝置之間，從該膜過濾裝置流出之超純水的至少一部分於供應至該使用點之前以該第2離子交換裝置加以處理。
  2. 如請求項1之超純水製造系統，其中， 該超純水供給管路包含配置有該第1及第2離子交換裝置與該膜過濾裝置之主管路、及從該主管路分岔並連接於該使用點之分岔管路。
  3. 如請求項1之超純水製造系統，其中， 該超純水供給管路包含配置有該第1離子交換裝置與該膜過濾裝置之主管路、及從該主管路分岔並連接於該使用點之分岔管路，該第2離子交換裝置配置於該分岔管路上。
  4. 如請求項1至3中任一項之超純水製造系統，其中， 在該第2離子交換裝置與該使用點之間未設有其他膜過濾裝置。
  5. 如請求項1至3中任一項之超純水製造系統，其中， 該第2離子交換裝置具有凝膠型離子交換樹脂。
  6. 如請求項5之超純水製造系統，其中， 該第2離子交換裝置於該離子交換樹脂之填充部的上方具有被處理水之入口部，而於該填充部之下方具有處理水之出口部。
  7. 如請求項5之超純水製造系統，其中， 該第2離子交換裝置係非再生式離子交換裝置。
  8. 一種超純水製造方法，其使用超純水製造系統，該超純水製造系統包含： 超純水供給管路，其連接於使用點，而將超純水供應至該使用點； 第1離子交換裝置、膜過濾裝置、第2離子交換裝置，這些裝置串聯配置於該超純水供給管路上； 該膜過濾裝置配置於該第1離子交換裝置與該第2離子交換裝置之間； 該超純水製造方法包含下列製程： 在將已藉由該膜過濾裝置過濾之超純水的至少一部分供應至該使用點之前，以該第2離子交換裝置加以處理。
  9. 如請求項8之超純水製造方法，其中， 該第2離子交換裝置具有凝膠型離子交換樹脂， 該超純水製造方法包含下列製程：於將已藉由該第2離子交換裝置加以處理之超純水供應至該使用點之前，使超純水通過該離子交換樹脂直至在該第2離子交換裝置之出口處的TOC減少量達於0.5ppb以下為止。
  10. 如請求項8或9之超純水製造方法，其中， 該第2離子交換裝置於其出口側之微粒子濃度超過預定值時進行更換。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61181589A (ja) * 1985-02-06 1986-08-14 Nippon Paint Co Ltd 脱イオン純水製造装置
JPH0790219B2 (ja) * 1990-08-01 1995-10-04 日本錬水株式会社 純水製造装置及び製造方法
JPH04108588A (ja) * 1990-08-29 1992-04-09 Nippon Rensui Kk 超純水の製造方法
JP2600476B2 (ja) * 1990-10-26 1997-04-16 富士通株式会社 純水製造装置および半導体基板の純水処理方法
JP3189329B2 (ja) * 1991-11-18 2001-07-16 日本錬水株式会社 超純水の製造法
JP3231606B2 (ja) * 1995-12-08 2001-11-26 オルガノ株式会社 超純水製造装置
JP3985500B2 (ja) 2001-11-06 2007-10-03 栗田工業株式会社 超純水供給方法
KR101557269B1 (ko) * 2007-04-19 2015-10-06 쿠리타 고교 가부시키가이샤 아니온 교환 수지의 제조 방법, 아니온 교환 수지, 카티온 교환 수지의 제조 방법, 카티온 교환 수지, 혼상 수지 및 전자 부품·재료 세정용 초순수의 제조 방법
JP5411736B2 (ja) 2009-03-10 2014-02-12 オルガノ株式会社 超純水製造装置
JP5617231B2 (ja) * 2009-11-27 2014-11-05 栗田工業株式会社 イオン交換樹脂の精製方法及び精製装置
KR101213230B1 (ko) * 2010-12-27 2012-12-18 주식회사 제이미크론 태양열을 이용한 무기성 폐수 재활용 장치 및 그 방법
JP2013215679A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Nomura Micro Sci Co Ltd 超純水製造装置
WO2015050125A1 (ja) * 2013-10-04 2015-04-09 栗田工業株式会社 超純水製造装置
JP2016107249A (ja) 2014-12-10 2016-06-20 野村マイクロ・サイエンス株式会社 超純水製造システム及び超純水製造方法
JP6722552B2 (ja) * 2016-09-05 2020-07-15 野村マイクロ・サイエンス株式会社 非再生型イオン交換樹脂の洗浄装置及び超純水製造システム
JP6907514B2 (ja) * 2016-11-28 2021-07-21 栗田工業株式会社 超純水製造システム及び超純水製造方法

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