TW202108241A - 非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法及非再生型離子交換樹脂裝置的管理方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法。非再生型離子交換樹脂裝置25的被處理水W1的一部分分別通入以下路徑:第一路徑31,包括並列設置於該非再生型離子交換樹脂裝置25的第一微粒子計34;第二路徑32,包括第一小型樹脂塔35、第二微粒子計36、流量調節閥37及第一流量計38;以及第二路徑33,包括第二小型樹脂塔39、第三微粒子計40、流量調節閥41及第二流量計42。
Description
本發明是有關於一種預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的方法、以及基於所述預測的微粒子穿透時間來管理非再生型離子交換樹脂裝置的方法。
於要求高純度的純水或超純水的液晶/半導體等電子產業領域中,於一次純水製造裝置的末尾或二次純水製造裝置中,常常為了去除極微量的離子而設置再生型離子交換樹脂裝置。非再生型離子交換樹脂裝置多使用混床式離子交換樹脂裝置,但亦使用單床式或雙床式的離子交換樹脂裝置。
非再生型離子交換樹脂裝置由於設置於使用點的前段,故而若萬一從非再生型離子交換樹脂裝置中發生離子洩漏,則存在生產設備的作業停止的顧慮。因此,先前會提前更換非再生型離子交換樹脂裝置,難以最大限度地利用非再生型離子交換樹脂裝置的離子交換能力。
作為此對策,專利文獻1中記載有如下方法:由於在二次純水製造裝置中的離子交換裝置的前段,一次純水中的總有機碳(total organic carbon,TOC)於紫外線氧化裝置中分解為碳酸,故而非再生型離子交換裝置的離子負荷的大部分視為碳酸,連續地監視離子交換裝置的碳酸負荷量,根據預先設定的離子交換裝置的碳酸交換容量與此碳酸負荷量來預測離子交換裝置的更換時期。
另外,專利文獻2中揭示有如下方法:將於較非再生型離子交換樹脂裝置的塔更小型的塔內填充有與該離子交換樹脂相同的離子交換樹脂的小型樹脂塔,與該非再生型離子交換樹脂裝置並列地設置,將與通入至該非再生型離子交換樹脂裝置中的被處理水相同的被處理水通入至該小型樹脂塔,基於該小型樹脂塔的處理水資料來預測非再生型離子交換樹脂裝置的離子穿透時間。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-101761號公報
[專利文獻2]日本專利特開2012-154634號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,所述專利文獻1及專利文獻2中記載的預測非再生型離子交換樹脂裝置的更換時期的方法均基於來自非再生型離子交換樹脂裝置的離子來推算其穿透時間,但不僅離子從非再生型離子交換樹脂裝置中穿透,微粒子亦穿透,因此存在微粒子於使用點洩漏,亦會導致生產設備的作業停止之虞,先前不存在預測來自非再生型離子交換樹脂裝置中的微粒子的穿透時間的方法。
本發明是鑒於所述課題而形成,目的為提供一種預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的方法、以及基於利用此方法來預測的微粒子穿透時間而對設置於純水製造裝置的非再生型離子交換樹脂裝置加以管理的方法。
[解決課題之手段]
為了達成所述目的,第一,本發明提供一種非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其是於塔內填充有離子交換的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其測定所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數;於在較該非再生型離子交換樹脂裝置的塔更小型的塔內填充有與該離子交換樹脂相同的離子交換樹脂的小型樹脂塔,通入已知微粒子數的被處理水,測定該小型樹脂塔的出口水的微粒子數;基於所測定的所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數、及所測定的所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數,來預測所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間(發明1)。
根據所述發明(發明1),於填充有與非再生型離子交換樹脂裝置的離子交換樹脂相同的離子交換樹脂的小型樹脂塔中,以較非再生型離子交換樹脂裝置更早發生微粒子穿透的條件來通水,藉此於非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透之前,於小型樹脂塔中發生微粒子穿透,因此能夠基於非再生型離子交換樹脂裝置及小型樹脂塔的離子交換樹脂的填充體積的比、與兩者的通水條件的差異,來預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
所述發明(發明1)中,較佳為將所述小型樹脂塔並列地設置於所述非再生型離子交換樹脂裝置,將所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水設為所述小型樹脂塔的被處理水(發明2)。
根據所述發明(發明2),能夠根據非再生型離子交換樹脂裝置的運轉狀況的變化,即時預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
所述發明(發明1)中,亦可將所述小型樹脂塔相對於所述非再生型離子交換樹脂裝置而獨立設置,來通入已知微粒子數的被處理水(發明3)。
根據所述發明(發明3),藉由使通入至小型樹脂塔的被處理水的微粒子數多於非再生型離子交換樹脂裝置的被處理水,能夠以非常短的時間來預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
所述發明(發明1~發明3)中,所述小型樹脂塔的離子交換樹脂層高較佳為所述非再生型離子交換樹脂裝置的離子交換樹脂層高的1/10~3/4(發明4)。另外,所述發明(發明4)中,所述小型樹脂塔的直徑較佳為所述非再生型離子交換樹脂裝置的直徑的1/5~1/40(發明5)。
根據所述發明(發明4、發明5),藉由將小型樹脂塔的離子交換樹脂層高及直徑相對於非再生型離子交換樹脂裝置而設為規定的比率,相對於非再生型離子交換樹脂裝置,提前一段時間先發生小型樹脂塔的微粒子穿透,因此能夠適當地對應非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透。
所述發明(發明1~發明5)中,較佳為以所述非再生型離子交換樹脂裝置的通水空間速度(space velocity,SV)的1倍~10倍的通水SV,於小型樹脂塔通入被處理水(發明6)。
根據所述發明(發明6),藉由將小型樹脂塔的通水SV相對於非再生型離子交換樹脂裝置而設為規定的比率,相對於非再生型離子交換樹脂裝置,提前一段時間先發生小型樹脂塔的微粒子穿透,因此能夠適當地對應非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透。
所述發明(發明1~發明6)中,較佳為將所述小型樹脂塔配置塔徑、樹脂層高及通水SV中的至少一者以上不同的多根(發明7)。
根據所述發明(發明7),藉由基於離子交換樹脂的樹脂容量或通水條件不同的小型樹脂塔的微粒子穿透時間,來預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間,從各個小型樹脂塔獲得多個非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測結果,因此通過基於該些來進行綜合性判斷,能夠提高預測精度。
所述發明(發明6)中,較佳為將所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數超過規定個數的時間點設為該小型樹脂塔的微粒子的穿透點,基於此所述小型樹脂塔的穿透時間、所述非再生型離子交換樹脂裝置的通水SV與所述小型樹脂塔的通水SV的比率、所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數以及所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數,來預測所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間(發明8)。
根據所述發明(發明8),能夠將小型樹脂塔的微粒子穿透判斷基準設定為所需條件,基於其微粒子穿透時間來預測所需水準的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
另外,第二,本發明提供一種非再生型離子交換樹脂裝置的管理方法,其基於非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間,對包括該非再生型離子交換樹脂裝置的純水製造裝置中的非再生型離子交換樹脂裝置進行更換或維護(發明9),所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間是由所述發明(發明1~發明8)所預測。
根據所述發明(發明9),能夠藉由基於根據小型樹脂塔的微粒子的穿透時間來預測的非再生型離子交換樹脂裝置的穿透時間,制定該非再生型離子交換樹脂裝置的樹脂交換或維護的計劃,來事先防止微粒子從純水製造裝置中洩漏。
[發明的效果]
根據本發明,能夠使用填充有與非再生型離子交換樹脂裝置的離子交換樹脂相同的離子交換樹脂的小型樹脂塔,來預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間,因此能夠事先防止微粒子從包括該非再生型離子交換樹脂裝置的純水製造裝置中洩漏。
以下,關於本發明,對非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法進行詳細說明。
[第一實施方式]
<超純水製造裝置>
圖1表示能夠應用根據本實施方式的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法的超純水製造裝置。圖1中,超純水製造裝置1是藉由利用包括預處理系統2、一次純水裝置3以及對一次純水進行處理的二次純水裝置(子系統)4的超純水製造裝置1,對原水(工業用水、市水、井水等)W進行處理而製造。
於包括凝聚、溶氣浮選(沈澱)、過濾(膜過濾)裝置等的預處理系統2中,將原水W中的懸浮物質或膠體物質去除。另外,於此過程中,亦可去除高分子系有機物、疏水性有機物等。
一次純水製造裝置3包括:儲存經預處理的水W0的第一箱11、熱交換器12、逆滲透膜裝置(RO(reverse osmosis)裝置)13、第二箱14、紫外線氧化裝置15及離子交換裝置(混床式或者四床五塔式等)16。於此一次純水製造裝置3中,將原水中的離子或有機成分去除。由一次純水製造裝置所製造的一次純水W1經由配管17而輸送至二次純水製造裝置4。
二次純水製造裝置4包括:一次純水箱21、熱交換器22、除氣裝置23、低壓紫外線氧化裝置(UV(ultraviolet)氧化裝置)24、非再生型離子交換裝置25以及超濾膜(UF(ultra-filtration)膜)26。於低壓紫外線氧化裝置24中,藉由從低壓紫外線燈射出的185 nm的紫外線,將TOC從有機酸進而分解為CO2
。藉由分解而生成的有機物以及CO2
於後段的非再生型離子交換裝置25中去除。於超濾膜裝置26中,將微粒子去除,亦將來自離子交換樹脂的流出粒子去除。
利用此二次純水製造裝置4來製造的超純水W2經由配管27而輸送至使用點5,未使用的超純水經由配管28而返回至一次純水箱21。此外,於泵22的壓力不足的情況下,有時亦於非再生型離子交換裝置25的上游側(例如UV氧化裝置24與非再生型離子交換裝置25之間)設置升壓泵。
<非再生型離子交換樹脂裝置>
於如上所述的超純水製造裝置中,如圖2所示,被處理水W3通入至非再生型離子交換樹脂裝置25,作為處理水而流出。此非再生型離子交換樹脂裝置25包括:塔25A、以及填充於該塔25A中的離子交換樹脂25B。
此非再生型離子交換樹脂裝置25設置於一次純水製造裝置的最終部或二次純水製造裝置,其被處理水的水質通常為如下水準:碳酸根離子為30 μg/L as C以下,氯化物離子為1 μg/L以下,鈉離子為1 μg/L以下,銨離子為0.1 μg/L以下,硼為10 μg/L as B以下,二氧化矽為50 μg/L as SiO2
以下。
非再生型離子交換樹脂裝置25常常使用將H型的強陽離子交換樹脂與OH型的強陰離子交換樹脂混合而成的混床式離子交換樹脂裝置。混床式離子交換樹脂裝置的陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂的混合比例根據被處理水質而不同,但較佳為陽離子交換樹脂/陰離子交換樹脂=0.2~1.0。於通常的情況下,本實施方式中混床式離子交換樹脂裝置的樹脂層高為0.3 m~2 m左右,塔徑為0.3 m~2 m左右,樹脂量為0.02 m3
~6 m3
左右。非再生型離子交換樹脂裝置的通水SV為30~150左右。
<小型樹脂塔>
而且,供給至非再生型離子交換樹脂裝置25的被處理水W3的一部分分別通入以下路徑:第一路徑31,包括並列設置於該非再生型離子交換樹脂裝置25的第一微粒子計34;第二路徑32,包括第一小型樹脂塔35、第二微粒子計36、流量調節閥37及第一流量計38;以及第三路徑33,包括第二小型樹脂塔39、第三微粒子計40、流量調節閥41及第二流量計42。此外,30為開關閥。
第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39是於較非再生型離子交換樹脂裝置25的塔更小的塔內,填充有與填充於非再生型離子交換樹脂裝置25中的離子交換樹脂相同的離子交換樹脂者,較佳為圓筒形。此小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的兩端較佳為使用設置有直徑小於樹脂的粒徑的網,以使離子交換樹脂不會漏出。此外,小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的塔徑、樹脂層高及通水SV中的一者以上不同。
此第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39較佳為非再生型離子交換樹脂裝置25的離子交換樹脂層高的1/10~3/4的離子交換樹脂層高。另外,較佳為非再生型離子交換樹脂裝置25的直徑的1/5~1/40,具體而言為20 mm~100 mm。藉由將第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39設為所述離子交換樹脂層高及直徑,離子交換樹脂的填充量相對於非再生型離子交換樹脂裝置25而填充0.25體積%~15體積%。若離子交換樹脂的填充量少於非再生型離子交換樹脂裝置25的0.25體積%,則第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的微粒子穿透時間過短,難以正確地預測,另一方面,若超過15體積%,則與非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間的差減少,效率低。
<微粒子穿透時間的預測方法>
其次,對如上所述的並列設置有第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的非再生型離子交換裝置25的微粒子穿透時間的預測方法進行說明。
(通水方法及通水條件)
首先,於非再生型離子交換樹脂裝置25,以規定流量來通入被處理水W3,另一方面,於第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39通入相同的被處理水W3,利用第二微粒子計36以及第三微粒子計40來測量小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的處理水(流出水)W4、處理水(流出水)W5中的微粒子數。另一方面,利用第一微粒子計34來測量被處理水W3中的微粒子數(入口微粒子數)。此被處理水W3的微粒子的種類(有機物、二氧化矽、金屬等)或物性等較佳為預先利用離心過濾法等分析方法來查明。此外,本實施方式中,該些W3的處理水(W4、W5等)輸送至回收系統43而再利用。
此時,於第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39,較佳為以非再生型離子交換樹脂裝置25的通水SV的1倍~10倍的通水SV來通入被處理水W3。若通水SV過小,則至微粒子穿透為止的時間過長,至預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間為止的時間需要延長,另一方面,若過大,則藉由短時間的通水而產生微粒子穿透,因此微粒子穿透時間的預測精度變差。此處,SV為[通水量]/[填充樹脂容量]。此SV只要利用第一流量計38及第二流量計42,測量第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的通水流量,且基於所述測量的流量與該第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的樹脂的填充體積來推算即可。而且,為了達到所需的SV,只要利用流量調節閥37、流量調節閥41來調整第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的流量即可。此外,對通水LV並無特別限制,較佳為將非再生型離子交換樹脂裝置25的通水LV設為相同。
若繼續通入此被處理水W3,則第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔38較非再生型離子交換樹脂裝置25而言,樹脂的填充量少,而且SV為同等以上,因此微粒子穿透相對於非再生型離子交換樹脂裝置25而先發生。因此,測量被處理水W3中的微粒子數、及小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的流出水的微粒子數的經時變化,若所測量的小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的流出水的微粒子數超過預先設定的數值,則判斷為發生微粒子穿透。而且,能夠基於此第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的微粒子穿透時間、第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39相對於非再生型離子交換樹脂裝置25的離子交換樹脂的填充比率、以及通水SV的比率,來預測非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間。此外,此小型樹脂塔35、小型樹脂塔39的微粒子數以及被處理水W3的微粒子數較佳為利用第一微粒子計34、第二微粒子計36及第三微粒子計40來確認常時趨勢。
(微粒子穿透時間的預測)
本實施方式中,藉由根據至小型樹脂塔的微粒子穿透為止的時間、及小型樹脂塔的規格(樹脂層高、SV等),將至非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透為止的時間公式化,能夠預測實物的非再生型離子交換樹脂裝置的規格中的微粒子穿透時間。例如,只要根據至小型樹脂塔的微粒子穿透為止的時間與SV的關係,來適當地修正而公式化,藉此,考慮安全性來算出非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間,將此時間設為進行非再生型離子交換樹脂裝置25的更換及維護的時間即可。
具體而言,下述式1中,只要考慮非再生型離子交換樹脂25與小型樹脂塔中的由等比增大(塔徑/流體流量等)帶來的安全率來進行修正,預測非再生型離子交換樹脂25的穿透時間即可。
式中,A為考慮到由規模與小型樹脂塔的規模所引起的安全性的修正係數,通常為1以下。此A的值越小,越能夠降低來自包括此非再生型離子交換樹脂25的純水製造裝置(超純水製造裝置)中的微粒子洩漏的風險,另一方面,此A的值越大,越能夠將離子交換樹脂有效利用,因此只要考慮到兩者的平衡來設定即可。具體而言,只要在0.5~0.9、特別是0.6~0.8的範圍內適當設定即可。
而且,於本實施方式中,預測第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39的各自的非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間。此第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔39由於塔徑、樹脂層高及通水SV中的一者以上不同,故而通常成為不同的微粒子穿透時間,所預測的非再生型離子交換樹脂裝置25的穿透時間亦不同。因此,只要將兩者的平均值乘以修正係數A,或考慮到安全性而採用更短的預測時間,將其乘以修正係數A等即可。
[第二實施方式]
繼而,對根據本發明的第二實施方式的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法進行說明。
於所述第一實施方式中,將小型樹脂塔並列設置於非再生型離子交換樹脂25,但本實施方式是將小型樹脂塔與非再生型離子交換樹脂25分開而獨立設置來進行加速試驗的方法。
本實施方式中,超純水製造裝置可應用與所述第一實施方式同樣的裝置。另外,成為預測微粒子穿透時期的對象的非再生型離子交換樹脂裝置25亦可採用同樣的裝置。進而,小型樹脂塔可使用同樣的裝置。
<微粒子穿透時間的預測方法>
對第二實施方式的非再生型離子交換裝置25的微粒子穿透時間的預測方法進行說明。
(通水方法及通水條件)
首先,預先測定流入至非再生型離子交換樹脂裝置25中的被處理水W3中的微粒子數。然後,製備包含較此微粒子數更多的微粒子的模擬被處理水W6。例如,藉由設為非再生型離子交換樹脂25的給水W3的微粒子的數十倍至數百倍左右,能夠以短時間來加速推定微粒子的穿透時間。
具體而言,如圖3所示,將模擬被處理水W6分別通入包括供給流路51至第一微粒子計54的第一路徑52,以及包括小型樹脂塔55、第二微粒子計56、流量調節閥57及流量計58的第二路徑53,利用第二微粒子計56來測量小型樹脂塔55的處理水(流出水)W7中的微粒子數。此時,於小型樹脂塔55,較佳為以非再生型離子交換樹脂裝置25的通水SV的1倍~10倍的通水SV來通入模擬被處理水W6。若通水SV過小,則至微粒子穿透為止的時間過長,至預測非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間為止的時間需要延長,另一方面,若通水SV過大,則藉由短時間的通水而產生微粒子穿透,因此微粒子穿透時間的預測精度變差。此SV只要利用流量計58,來測量小型樹脂塔55的通水流量,且基於該小型樹脂塔55的樹脂的填充體積來測量即可。而且,為了達到所需的SV,只要利用流量調節閥57,來調整小型樹脂塔55的流量即可。但,理想為以小型樹脂塔55所處理的微粒子數達到10個/ml以下左右的方式來設定通水SV等。此外,對通水LV並無特別限制,較佳為將小型樹脂塔55與非再生型離子交換樹脂裝置25的通水LV設為相同。
若繼續通入此模擬被處理水W6,則小型樹脂塔55較非再生型離子交換樹脂裝置25而言樹脂的填充量少,並且模擬被處理水W6的微粒子多於被處理水W3,因此相對於非再生型離子交換樹脂裝置25,而於非常短的時間內發生微粒子穿透。因此,若所測量的小型樹脂塔55的流出水的微粒子數超過預先設定的數值,則判斷為發生微粒子穿透。而且,能夠基於此小型樹脂塔55的微粒子穿透時間、小型樹脂塔55相對於非再生型離子交換樹脂裝置25的離子交換樹脂的填充比率、通水SV的比率、以及被處理水的W6與被處理水W3的微粒子數的比率,來預測非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間。
(微粒子穿透時間的預測)
本實施方式中,藉由將至小型樹脂塔的微粒子穿透為止的時間、及從小型樹脂塔的規格(樹脂層高、SV等)至非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透為止的時間公式化,能夠預測實物的非再生型離子交換樹脂裝置的規格中的微粒子穿透時間。例如,只要藉由根據至小型樹脂塔的微粒子穿透為止的時間及SV、以及被處理水的W6與被處理水W3的微粒子數的比率的關係,適當修正而公式化,從而考慮到安全性來算出非再生型離子交換樹脂裝置25的微粒子穿透時間,將此時間設為進行非再生型離子交換樹脂裝置25的更換及維護的時間即可。
具體而言,下述式2中,只要考慮到由非再生型離子交換樹脂25及小型樹脂塔中的等比增大(塔徑・流體流量等)以及被處理水W6與被處理水W3的微粒子數的比率所引起的安全率來進行修正,從而預測非再生型離子交換樹脂25的穿透時間即可。
式中,A為考慮到由規模與小型樹脂塔的規模所引起的安全性的修正係數,通常為1以下。此A的值越小,越能夠降低來自包括此非再生型離子交換樹脂25的純水製造裝置(超純水製造裝置)中的微粒子洩漏的風險,另一方面,此A的值越大,則越能夠有效利用離子交換樹脂,因此只要考慮到兩者的平衡來設定即可。具體而言,只要於0.5~0.9、特別是0.6~0.8的範圍內適當設定即可。另外,B為考慮到由變更給水微粒子數的加速試驗所引起的安全率的修正係數,通常為1以下。此B的值越小,越能夠降低來自包括非再生型離子交換樹脂25的純水製造裝置(超純水製造裝置)中的微粒子洩漏的風險,另一方面,此B的值越大,則越能有效利用離子交換樹脂,因此只要考慮到兩者的平衡來設定即可。具體而言,只要於0.5~0.9、特別是0.6~0.8的範圍內適當設定即可。
以上,已基於所述實施方式來對本發明進行說明,但本發明並不限定於所述實施方式,可進行多種變形實施。例如,於第一實施方式中,雖設置有第一小型樹脂塔35及第二小型樹脂塔38的多個小型樹脂塔,但亦可為1個,亦可並列地設置3個以上的小型樹脂塔。另外,為了正確地假定非再生型離子交換樹脂的微粒子穿透時間,亦可靈活使用微粒子穿透預測模擬器等。
[實施例]
[實施例1]
圖1所示的超純水製造裝置中,為了預測非再生型離子交換樹脂25的穿透時間,而利用一台小型樹脂塔來進行加速度試驗。
<非再生型離子交換樹脂25>
塔徑:800 mm
樹脂層高:1000 mm
通水SV:39/h
通水LV:39 m/h
被處理水(給水)的微粒子數:約100個/mL(>0.05 μm)
<小型樹脂塔>
塔徑:40 mm
樹脂層高:500 mm
通水SV:78/h
通水LV:39 m/h
模擬被處理水的微粒子數:約3000個/mL(>0.05 μm)
於此小型樹脂塔中通入模擬被處理水,繼續測定小型樹脂塔的處理水微粒子數,將結果示於圖4。並且,將處理水的微粒子數達到模擬被處理水的1%以上(≧約30個/mL(>0.05 μm))的時間點設為小型樹脂塔的微粒子穿透點,如圖4所明示,相對於初始微粒子為10個/mL而言,於經過約50天後的時間點超過30個/mL,因此將第50天設為穿透點。
因此,所述式2中,考慮到安全度而將修正係數分別設為A=0.7、B=0.7,來計算非再生型離子交換裝置25的微粒子穿透預測時間,結果能夠算出:
50[天]×0.7×0.7×(3000[個/mL]/100[個/mL])×(78[1/h]/39[1/h])
=1470[天]。
藉此能夠判斷為,非再生型離子交換樹脂裝置25只要以於通水後約1500天為基準進行更換及維護即可。
1:超純水製造裝置
2:預處理系統
3:一次純水製造裝置
4:二次純水製造裝置
5:使用點
11:第一箱
12:熱交換器
13:逆滲透膜裝置
14:第二箱
15:紫外線氧化裝置
16:離子交換裝置
17、27、28:配管
21:一次純水箱
22:熱交換器
23:除氣裝置
24:低壓紫外線氧化裝置
25:非再生型離子交換樹脂裝置
25A:塔
25B:離子交換樹脂
26:超濾膜
30:開關閥
31、52:第一路徑
32、53:第二路徑
33:第三路徑
34、54:第一微粒子計
35:第一小型樹脂塔
36、56:第二微粒子計
37、41、57:流量調節閥
38:第一流量計
39:第二小型樹脂塔
40:第三微粒子計
42:第二流量計
43:回收系統
51:供給流路
55:小型樹脂塔
58:流量計
W:原水
W0:預處理的水
W1:一次純水
W2:超純水
W3:被處理水(給水)
W4:第一小型樹脂塔35的處理水(流出水)
W5:第二小型樹脂塔39的處理水(流出水)
W6:模擬被處理水
W7:小型樹脂塔55的處理水(流出水)
圖1是表示能夠應用根據本發明第一實施方式的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法的超純水製造裝置的流程圖。
圖2是表示本發明第一實施方式中的使用小型樹脂塔的預測方法的概略圖。
圖3是表示根據本發明第二實施方式的使用小型樹脂塔的預測方法的概略圖。
圖4是表示實施例1中的微粒子穿透曲線的圖表。
25:非再生型離子交換樹脂裝置
25A:塔
25B:離子交換樹脂
30:開關閥
31:第一路徑
32:第二路徑
33:第三路徑
34:第一微粒子計
35:第一小型樹脂塔
36:第二微粒子計
37、41:流量調節閥
38:第一流量計
39:第二小型樹脂塔
40:第三微粒子計
42:第二流量計
43:回收系統
W3:被處理水(給水)
W4:第一小型樹脂塔35的處理水(流出水)
W5:第二小型樹脂塔39的處理水(流出水)
Claims (9)
- 一種非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,所述非再生型離子交換樹脂裝置於塔內填充有離子交換,所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法是: 測定所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數; 於在較所述非再生型離子交換樹脂裝置的塔更小型的塔內填充有與所述離子交換樹脂相同的離子交換樹脂的小型樹脂塔,通入已知微粒子數的被處理水,測定所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數; 基於所測定的所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數、及所測定的所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數,來預測所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
- 如請求項1所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 將所述小型樹脂塔並列地設置於所述非再生型離子交換樹脂裝置,將所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水設為所述小型樹脂塔的被處理水。
- 如請求項1所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 將所述小型樹脂塔相對於所述非再生型離子交換樹脂裝置而獨立設置,且通入已知微粒子數的被處理水。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 所述小型樹脂塔的離子交換樹脂層高為所述非再生型離子交換樹脂裝置的離子交換樹脂層高的1/10~3/4。
- 如請求項4所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 所述小型樹脂塔的直徑為所述非再生型離子交換樹脂裝置的直徑的1/5~1/40。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 以所述非再生型離子交換樹脂裝置的通水空間速度的1倍~10倍的通水空間速度,對小型樹脂塔通入被處理水。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 配置塔徑、樹脂層高及通水空間速度中至少一者以上不同的多根所述小型樹脂塔。
- 如請求項6所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法,其中 將所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數超過規定個數的時間點設為所述小型樹脂塔的微粒子的穿透點,基於該所述小型樹脂塔的穿透時間、所述非再生型離子交換樹脂裝置的通水空間速度與所述小型樹脂塔的通水空間速度的比率、所述非再生型離子交換樹脂裝置的流入水的微粒子數及所述小型樹脂塔的出口水的微粒子數,來預測所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間。
- 一種非再生型離子交換樹脂裝置的管理方法,基於非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間,對包括所述非再生型離子交換樹脂裝置的純水製造裝置中的非再生型離子交換樹脂裝置進行更換或維護,所述非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間是利用如請求項1至請求項8中任一項所述的非再生型離子交換樹脂裝置的微粒子穿透時間的預測方法來預測。
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