DE19580994C2

DE19580994C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser

Info

Publication number: DE19580994C2
Application number: DE19580994T
Authority: DE
Inventors: Madoka Tanabe; Sakae Kaneko; Ikuo Shindo
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: WO1996003350A1; JPH0884986A; US5811012A; JP3200301B2; CA2165671A1; KR0185487B1; GB2295822B; DE19580994T1; CN1109655C; CA2165671C; CN1130896A; KR960704805A; GB2295822A; GB9525499D0

Abstract

Die Vorrichtung umfaßt eine Behandlungseinheit für primäres entionisiertes Wasser, die mit einer Membrantrenneinrichtung und dergleichen ausgerüstet ist, um entionisiertes Wasser aus vorbehandeltem Wasser zu erhalten, das durch eine Vorbehandlungseinheit (1) erzeugt worden ist, einen Tank (9) zur Lagerung des primären entionisierten Wassers und einen Abschnitt zur Herstellung von sekundärem entionisierten Wasser, welcher stromabwärts des Tanks (9) angeordnet und mit einer Membranabtrenneinrichtung, einer Ionenaustauschereinrichtung und dergleichen ausgerüstet ist, um hochreines Wasser aus dem primären entionisierten Wasser zu erzielen. Ein borselektives Ionenaustauscherharz ist stromaufwärts eines stark sauren Kationenaustauscherharzes in einer K(Kationen)-Säure eines Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystems (3) in dem System zur Herstellung des primären entionisierten Wassers vorgesehen. Aufgrund des Vorliegens dieses borselektiven Ionenaustauscherharzes kann die Borkonzentration des Abflusses aus dem Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystem in stabiler Weise über einen langen Zeitraum herabgesetzt werden.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstel lung von entionisiertem Wasser oder hochreinem Wasser. Sie betrifft ebenso ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von entioni siertem Wasser oder hochreinem Wasser, bei dem die Borkonzentration stark verringert ist. Ein solches Wasser wird beispielsweise in der Elektro nikindustrie, wie etwa der Halbleiterherstellungsindustrie oder verwand ten Gebieten eingesetzt.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung wird bei der Anwendung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser, das in der Elektronikindustrie verwendet wird, beschrieben. Auf diesem Gebiet wird zusätzlich zu den zunehmend stren geren Anforderungen hinsichtlich der Sauberkeit der Produktionsma schinen und der bei den Herstellungsverfahren eingesetzten Gase und Reagentien ein immer höher reines Wasser (und in manchen Fällen hyper reines Wasser) erforderlich, sowie die Schaltungsdichte der Mikroelektro nikbausteine hoch wird. Auf diese Weise werden die Ausbeuten dieser Pro dukte beibehalten und erhöht. Ein solcher Bedarf nach Wasser höherer Reinheit wird zukünftig anhalten. Folglich werden nun Versuche unter nommen, um feine Teilchen, Kolloide und geringe Mengen anderer Verun reinigungen, welche bislang bei früheren Herstellungsverfahren für entio nisiertes Wasser ignoriert wurden, zu entfernen. Beispielsweise liegt Bor im allgemeinen in Brunnenwasser und Flußwasser, das als Speisewasser in Produktionsanlagen für hochreines Wasser eingesetzt wird, nur bis zu einem Ausmaß von einigen 10 ppb vor. Da es in weitaus geringeren Mengen als andere Verunreinigungen vorliegt, wurde es nicht beachtet und nicht in den Qualitätsanalysekriterien von Wasser, welche durch diese Systeme hergestellt werden, einbezogen. Mit den in der Wasserreinigungstechnolo gie gemachten Fortschritten wurde es jedoch möglich, Verunreinigungen auf den ppt-Level zu reduzieren. Jedoch wird Bor nun als eine derjenigen Verunreinigungen angesehen, welche unter Verwendung herkömmlicher Herstellungssysteme für entionisiertes und hochreines Wasser schwieri ger zu entfernen sind.

Dieses Problem hinsichtlich des Bors wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das als Beispiel in Fig. 17 gezeigte herkömmliche Reinigungssystem für hochreines Wasser diskutiert.

In Fig. 17 ist 1 eine Vorbehandlungseinheit zur Entfernung suspendier ter Feststoffe sowie eines gewissen Anteils organischer Bestandteile aus Speisewasser, wie etwa beispielsweise Industriewasser. Vorbehandeltes Wasser wird, nachdem es einen Tank 2 für filtriertes Wasser passiert hat, zu einem Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystem (Doppelbett mit einem Entgasungstyp) 3 geleitet, welches eine Kationenaustauscher harz-Säule (K-Säule) 31, eine Decarbonisierungssäule 32 und eine Anio nenaustauscherharz-Säule (A-Säule) 33, in der ionische Verunreinigun gen entfernt werden, umfaßt. 4 ist ein Lagertank für demineralisiertes Wasser zur Lagerung von behandeltem Wasser nach Entfernung dieser io nischen Verunreinigungen.

5 ist eine RO(Umkehrosmose)-Vorrichtung, welche eine Umkehrosmose membran umfaßt, die Verunreinigungen, wie restliche anorganische Io nen, organische Bestandteile und kleine Teilchen in dem behandelten Wasser, von dem die meisten der Verunreinigungsionen durch das Zwei bettionenaustauscher-Entionisierungssystem 3 entfernt worden sind, entfernt. 6 ist ein Tank zur Lagerung des RO-behandelten Wassers.

7 ist eine Vakuum-Entgasungseinrichtung, welche gelöste Gase, wie gelö sten Sauerstoff und Kohlendioxidgas in dem behandelten Wasser aus der RO-Vorrichtung 5 entfernt. 8 ist ein Mischbett-Ionenaustauscher vom re generativen Typ, welcher primäres entionisiertes Wasser erzeugt. Dieses Wasser wird zu einem Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser geführt.

10 ist eine Ultraviolett-Oxidationseinrichtung, bei dem primäres entioni siertes Wasser aus dem Tank 9 durch Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, um eine oxidative Zersetzung organischer Bestandteile zu bewirken und Bakterien in dem primären entionisierten Wasser abzutöten. 11 ist eine Mischbett-Patronenfeinstreinigungseinrichtung vom nichtregenerativen Typ, welche zur Entfernung letzter Spuren von Verunreinigungsionen aus dem entionisierten Wasser, das bereits bis zu einem hohen Ausmaß gerei nigt worden ist, ausgelegt ist.

Aus dem Abfluß der Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 11 werden kleine Teilchen durch eine Ultrafiltrationsvorrichtung 12, welche eine Ul trafiltrationsmembran umfaßt, entfernt, und das resultierende hochreine Wasser wird zu Verwendungsstellen 13 geführt, wo es verwendet wird.

Wenn jedoch die Wasserqualität des durch das obige System hergestellten, hochreinen Wassers an den Verwendungsstellen 13 analysiert wurde, zeigte es sich, daß die Konzentration an Bor (B) ziemlich hoch war, vergli chen mit der anderer Elemente, welche auf unter 10 ppt oder weniger redu ziert wurden, wie aus der Tabelle 1 zu sehen ist, welche eine typische Ana lyse zeigt.

Tabelle 1

Dieser Schlupf des Bors (das heißt die Tatsache, daß die Borkonzentration in dem hochreinen Wasser nicht so niedrig war) war völlig unerwartet. In anderen Worten tragen bei dem vorgenannten herkömmlichen System zur Herstellung von hochreinem Wasser das Zweibettionenaustauscher-Ent ionisierungssystem 3, die RO-Vorrichtung 5, der Mischbettionenaustau scher 8 vom regenerativen Typ und die Patronen-Feinstreinigungsein richtung 11 offensichtlich zur Entfernung des Bors bei, so daß es daher überraschend ist, daß das Bor nicht ausreichend entfernt werden kann, während es das herkömmliche System zur Erzeugung von hochreinem Wasser durchläuft. Um dieses Phänomen höherer Borkonzentrationen in dem hochreinen Wasser im einzelnen zu untersuchen, haben die hier genannten Erfinder kontinuierlich die Borkonzentration in dem durch das herkömmliche System zur Erzeugung von hochreinem Wasser erzeugten hochreinen Wasser während 30 Tagen an den Verwendungsstellen 13, wie in Fig. 17 gezeigt, überwacht. Es hat sich nicht nur gezeigt, daß Bor nicht ausreichend entfernt wurde, sondern ebenso, daß die Borkonzentration im Verlaufe der Zeit variierte, wie in Fig. 16 gezeigt. Weiterhin zeigte sich bei Messung der Borkonzentration im Abfluß des Doppelbettionenaus tauscher-Entionisierungssystems unter der Bedingung, daß die Ionen austauscher alle 5 Tage des festgesetzten Durchsatz-Endpunkt-Betriebs (der Erschöpfungszyklus wurde auf einen auf 5 Tage festgesetzten Durch satz-Endpunkt gestoppt, bevor ein Verlust an Silica oder Chloridionen be gann) regeneriert wurden, daß, während die elektrische Leitfähigkeit des behandelten Wassers auf einem niedrigen Wert beibehalten wurde, wie in Fig. 15 gezeigt, das Bor zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Erschöp fungszyklus durchgelassen wurde. Im wesentlichen das gleiche Phäno men (Borionenschlupf) wurde beim regenerativen Mischbettionenaus tauscher und bei der Patronen-Feinstreinigungseinrichtung beobachtet, welche stromabwärts des Doppelbettionenaustauscher-Entionisierungs systems angeordnet waren.

Diese neue Beobachtung steht im Widerspruch mit dem herkömmlichen Verständnis, gemäß dem Bor in wirksamer Weise durch stark basische An ionenaustauscherharze mit hohen Adsorptionskapazitäten eliminiert werden kann, vorausgesetzt, daß weitere Anionen nicht vorliegen. Der Grund, warum diese Beobachtung in der Vergangenheit nicht gemacht wurde, war offensichtlich der daß, wie oben angegeben, Bor keine prakti schen Probleme verursachte, so daß dem Vorhandensein kleiner Mengen an Bor, welche in entionisiertem Wasser enthalten waren, das durch Sy steme zur Herstellung von hochreinem Wasser erzeugt wurde, nahezu kei ne Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Wie in Fig. 15 gezeigt, wird unmit telbar nach der Regenerierung einer mit einem stark basischen Anionen austauscherharz gefüllten Anionenaustauschersäule die Borkonzentra tion auf extrem geringe Werte reduziert, wobei angenommen werden kann, daß dies der Grund ist, warum die oben erwähnten Beobachtungen der hier genannten Erfinder nicht früher gemacht wurden.

Selbst bei dem herkömmlichen Verfahren unter Verwendung eines stark basischen Kationenaustauscherharzes wird Bor während eines relativ kurzen Zeitraums unmittelbar nach der Regenerierung des Harzes in wirk samer Weise entfernt, so daß es daher möglich ist, die Borkonzentration durch Verwendung einer großen Menge dieses Typs an Harz (längere Zei träume zwischen den Regenerationen) oder durch häufiges Durchführen der Regeneration auf einem niedrigen Wert zu halten. Diese Maßnahmen sind jedoch für eine kommerzielle Anwendung unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit ungeeignet.

Wenn hochreines Wasser, von dem Bor nicht vollständig entfernt worden ist, zur Herstellung von Halbleitereinrichtungen und dergleichen verwen det wird, ergeben sich zahlreiche nachteilige Effekte aufgrund der Instabi lität der Regulierung der Borkonzentration in dem Wasser. Wenn bei spielsweise versucht wird, einen n-Kanaltransistor auf einem Substrat auszubilden, hängt die Schwellenspannung des Transistors von der Bor konzentration in dem Substrat ab, so daß die Möglichkeit besteht, daß die Eigenschaften der Halbleitereinrichtung, bei der es sich um das Endpro dukt handelt, in ernsthafter Weise beeinträchtigt sind. Ebenso ergab sich mit den zunehmend größere Ausmaßen einer Schaltkreisintegration in den jüngsten Jahren ein besonderer Bedarf zur Herstellung von kleinen n- Kanal-MOS-Transistoren. In diesem Fall ist es notwendig, die Borkonzen tration in der Tiefenrichtung des Substrats unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung von Durchschlägen in den MOS-Transistoren strikt zu regu lieren. Wenn jedoch die Borkonzentration des verwendeten Wassers nicht stabil ist, ist diese Art der Regulierung unmöglich.

Daher wird es nun zunehmend als wichtig betrachtet, die Borkonzentra tion in dem hochreinen Wasser, welches zum Spülen von Mikroelektronik einrichtungen und dergleichen verwendet wird, ausreichend zu verrin gern.

Offenbarung der Erfindung

Angesichts der vorgenannten Probleme, welche der herkömmlichen Ionenaustauscher-Entionisierungstechnologie inhärent sind, ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von entio nisiertem oder hochreinen Wasser mit verringerten Borkonzentrationen vorzusehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinen Wasser anzugeben, bei dem die Borkonzentration konstant bei niedrigen Werten gehalten wird, ohne die Notwendigkeit, die Anzahl der Regenerationszyklen eines regenerierbaren Ionenaustauschers oder die Häufigkeit des Austausches von Ionenaustauscherharzen bei einem nichtregenerierbaren Ionenaus tauscher zu erhöhen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinen Wasser vorzusehen, bei dem die Borkonzentration auf ausreichend geringe Werte für die Halb leiterherstellungsindustrie und verwandte Gebiete reduziert wird.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, durch welche die se Ziele und Aufgaben erreicht werden, sind in den Ansprüchen wiederge geben.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinen Wasser, das eine Vorbe handlung zur Entfernung suspendierter Feststoffe und stromabwärts da zu eine Reinigungsbehandlung zur Entfernung ionischer und nichtioni scher Substanzen aus dem vorbehandelten Wasser umfaßt, das vorbehan delte Wasser mit einem borselektiven Ionenaustauscherharz in Berüh rung gebracht, um Bor an irgendeiner Stufe stromabwärts der Reinigungs behandlung zu entfernen.

Das gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwendete borselektive Io nenaustauscherharz kann irgendein Ionenaustauscherharz sein, das se lektivtiv Bor entfernt, wobei typische Beispiele AMBERLITE (Handelsbezeichnung: Rohm and Haas Company) IRA-743T und DIAION CRB02 (Mit subishi Kasei), welche mehrwertige Alkoholgruppen als funktionelle Gruppe enthalten, sind. Gemäß der Erfindung ist die Verwendung dieser borselektiven Ionenaustauscherharze unerläßlich. Wenn stattdessen her kömmliche stark basische Anionenaustauscherharze verwendet werden, von denen bislang angenommen wurde, daß sie ausgezeichnete Borad sorptionskapazitäten und hohe Austauschkapazitäten aufweisen, gehen große Mengen an Bor unerwarteterweise in einem frühen Stadium durch, wie oben beschrieben, so daß das Ziel der Erfindung nicht erreicht werden kann.

Der vorgenannte Ausdruck "Vorbehandlung" bezeichnet irgendeine Be handlung, welche Koagulation/Sedimentation, Filtration, In-line-Koagu lation/Filtration, Aktivkohle-Adsorption, Membran-Turbiditätsentfer nung und dergleichen umfaßt.

Der vorgenannte Ausdruck "Reinigungsbehandlung" bezeichnet irgendei ne Behandlung, die Ionenaustausch, Umkehrosmose, Ionenaustausch mit elektrischer Regeneration und dergleichen umfaßt.

Der Ausdruck "vorbehandeltes Wasser wird mit einem borselektiven Io nenaustauscherharz in Berührung gebracht" bezeichnet das Verfahren, bei dem vorbehandeltes Wasser durch eine Ionenaustauschersäule ge führt wird, welche mit einem borselektiven Ionenaustauscherharz gepackt bzw. gefüllt ist, obwohl andere Ionenaustauscherharze zugemischt oder in Schichten mit dem borselektiven Harz in der Säule angeordnet werden können.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem Wasser oder hochreinem Wasser, welche zur Durch führung des vorgenannten Verfahrens geeignet ist. Diese Vorrichtung um faßt eine Vorbehandlungseinheit, die eine Einrichtung zur Entfernung von Trübungen umfaßt, um suspendierte Feststoffe in dem Speisewasser zu entfernen, und einen Reinigungsbehandlungsabschnitt, welcher eine Entionisierungs- und Membranabtrenneinrichtung zur Entfernung ioni scher und nichtionsicher Substanzen aus dem vorbehandelten Wasser umfaßt, wobei eine ein borselektives Ionenaustauscherharz enthaltende Ionenaustauschersäule als Borionenentfernungseinrichtung an minde stens einer Position in dem Wasserbehandlungssystem zwischen dem Auslaß der Vorbehandlungseinheit und dem Auslaß des Reinigungsbe handlungsabschnitts installiert ist.

Bei der Einrichtung zur Entfernung von Trübungen bzw. Schwebstoffen in der Vorbehandlungseinheit kann es sich um solche für die Koagula tion/Sedimentation, Filtration, In-line-Koagulation/Filtration, Aktivkoh le-Adsorption, Membran-Schwebstoffentfernung und dergleichen han deln, welche bei der Vorbehandlung gemäß dem ersten Aspekt der Erfin dung eingesetzt werden.

Als Entionisierungs- und Membranabtrennungseinrichtungen zur Entfer nung ionischer und nichtionischer Substanzen in dem Reinigungsbe handlungsabschnitt können ein Ionenaustauscher, Ionenaustauscher mit elektrischer Regeneration, eine Umkehrosmose-Membran und der gleichen, bei denen es sich um die Ausführungsformen des erfindungsge mäßen Verfahrens handelt, verwendet werden, jedoch ist ein Reinigungs behandlungsabschnitt, der ein System zur Herstellung von primärem ent ionisiertem Wasser zur Erzielung von primärem entionisierten Wasser aus Wasser der Vorbehandlungseinheit, ausgerüstet mit einer Membranab trenneinrichtung, einem Tank zur Lagerung des primären entionisierten Wassers und ein System zur Herstellung von sekundärem entionisiertem Wasser, ausgerüstet mit einer Ionenaustauschereinrichtung, einer Mem branbehandlungseinrichtung und dergleichen zur Erzielung von hochrei nem Wasser aus dem primären entionisierten Wasser aus dessen Tank, umfaßt, wie Anspruch 3 definiert, besonders bevorzugt. Das System zur Herstellung von primärem entionisiertem Wasser kann weitere Einrich tungen umfassen, wie Decarbonisierungs- und Entgasungseinheiten. Weiterhin kann das System zur Herstellung des sekundären entioni sierten Wassers Einrichtungen, wie eine Ultraviolett-Oxidationsvor richtung, umfassen.

In der Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser, welche die Sy steme zur Herstellung von primärem und sekundärem entionisiertem Wasser umfaßt, wird im allgemeinen hochreines Wasser kontinuierlich re zirkuliert durch Rückführen von überschüssigem hochreinem Wasser zu dem Tank für primäres entionisiertes Wasser über eine Rezirkulations leitung für hochreines Wasser, während hochreines Wasser an den Ver wendungsstellen verwendet wird oder selbst wenn es nicht verwendet wird. Diese Rezirkulationsleitung und das System zur Herstellung des se kundären entionisierten Wassers bilden eine geschlossene Schleife mit dem System zur Herstellung des sekundären entionisierten Wassers, be stehend beispielsweise aus einer Ultraviolett-Oxidationsvorrichtung, ei ner Patronen-Ionenaustauscherfeinstreinigungseinrichtung und einer Ultrafiltrationsmembranvorrichtung. Die gleiche Rezirkulationsanord nung wird ebenso in vorteilhafter Weise bei der vorliegenden Erfindung ge wählt, da, wenn der Betrieb des Systems zur Herstellung von hochreinem Wasser gestoppt wird, während hochreines Wasser an den Verwendung stellen nicht verwendet wird, das Wasser in den Leitungen und Behand lungssystemen stehen bleibt. Dies führt zum Wachstum von Bakterien, der Freisetzung von Ionen und organischen Substanzen, auch wenn in ge ringen Mengen, und der Zerstörung bzw. Herabsetzung der Qualität des hochreinen Wassers. Weiterhin können kleine Teilchen von den für das Sy stem verwendeten Materialien aufgrund von Schlägen, welche beim Stop pen oder der erneuten Inbetriebnahme des Systems erzeugt werden, frei gesetzt werden.

In dem System zur Herstellung des primären entionisierten Wassers kann ebenfalls eine Rezirkulationsleitung vorgesehen sein, so daß selbst wenn der Tank für das primäre entionisierte Wasser voll ist, der Betrieb der stromaufwärtigen Stufe nicht unterbrochen wird, wobei es oftmals bevor zugt ist, diese Anordnung ebenfalls mit Bezug auf die vorliegende Erfin dung zu wählen. Bei diesem Rezirkulationssystem wird, wenn beispiels weise ein geringer Wasserstand (Niveauabfall) durch einen an dem Tank für primäres entionisiertes Wasser befestigten Niveauschalter festgestellt wird, primäres entionisiertes Wasser dem Tank über ein automatisches Umschaltventil zugegeben. Umgekehrt wird, wenn ein hoher Wasserstand (Niveauanstieg) in dem Tank festgestellt wird, das automatische Um schaltventil umgestellt, so daß primäres entionisiertes Wasser zu einem Lagertank für RO-behandeltes Wasser, der beispielsweise in der letzten Stufe der RO-Vorrichtung installiert ist, über die Rezirkulationsleitung für primäres entionisiertes Wasser rückgeführt wird. Dadurch wird typi scherweise eine geschlossene Schleife gebildet, das heißt Tank für RO-be handeltes Wasser - Vakuum-Entgasungseinrichtung - Mischbettionen austauscher vom regenerativen Typ - automatisches Umschaltventil - Re zirkulationsleitung für primäres entionisiertes Wasser - Tank für RO-be handeltes Wasser. Diese Rezirkulationsschleife für primäres entioni siertes Wasser wird aus den gleichen Gründen wie die vorgenannte Rezir kulationsschleife für hochreines Wasser vorgesehen, das heißt zur Ver meidung von Wasserqualitätsabweichungen, wenn das System gestartet und unterbrochen wird.

Die das borselektive Ionenaustauscherharz enthaltende Ionenaustauch ersäule kann in der Mitte des Strömungswegs, welcher durch das aus der Vorbehandlungseinheit ausströmende, vorbehandelte Wasser genommen wird, zwischen Ausrüstungsteilen in dem Reinigungsbehandlungsab schnitt oder in dem Strömungsweg des entionisierten oder hochreinen Wassers aus dem Reinigungsbehandlungsabschnitt (tatsächlich an einem Punkt vorausgehend der letzten Membranbehandlungsvorrichtung in dem System zur Herstellung des sekundären entionisierten Wassers) instal liert werden. Die Ionenaustauschersäule kann mit einem borselektiven Io nenaustauscherharz alleine, mit einer Mischung aus einem weiteren Harz mit dem borselektiven Harz oder mit einem weiteren Harz oder Harzen und dem borselektiven Harz als Schichtanordnung gepackt werden. Diese Säu len können an einer, zwei oder mehreren Positionen vorgesehen werden, wobei es oftmals bevorzugt ist, eine als regenerierbaren Typ an irgendeiner Position zwischen der Anionen-Säule (A) des Doppelbettionenaus tauscher-Entionisierungssystems und dem Mischbettionenaustauscher vom regenerierbaren Typ in dem System zur Herstellung des primären ent ionisierten Wassers, oder als nichtregenerierbaren Typ in dem Strömungsweg des entionisierten Wassers von dem System zur Herstellung des primären zu dem des sekundären entionisierten Wassers vorzusehen. Zusätzlich zur Anordnung einer ein borselektives Ionenaustauscherharz enthaltenden Ionenaustauschersäule in dem Hauptströmungsweg des Sy stems zur Herstellung des entionisierten oder hochreinen Wassers kann eine Säule ebenso in der Mitte der Rezirkulationsleitung (beispielsweise der Leitung, welche hochreines Wasser zu dem Tank für primäres entioni siertes Wasser rückführt) vorgesehen werden.

Die das borselektive Harz enthaltende Ionenaustauschersäule kann die ses Harz alleine oder gemischt mit einem weiteren Harz, beispielsweise ei nem stark sauren Kationenharz oder stark basischen Anionenharz, ent halten. Alternativ können diese Harze in Schichten angeordnet sein. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Ausdruck "Schichten" eine Situa tion, bei der zwei oder mehrere Harze in einer Säule gepackt sind, wobei die zwei oder mehreren Harze nicht als Mischung, sondern in Form von Schichten verwendet werden, wenn Wasser durch diese geführt wird. Typi scherweise kann ein Kationenaustauscherharz stromabwärts des borse lektiven Ionenaustauscherharzes in einer Säule, oder ein Anionenaus tauscherharz kann stromaufwärts des borselektiven Ionenaustauscher harzes in einer Säule angeordnet werden. In diesen Fällen kann das borse lektive Ionenaustauscherharz unter Verwendung einer Regenerationsein richtung, welche eine saure wäßrige Lösung durch eine eine Schicht aus einem kationischen Austauscherharz enthaltende Säule leitet, und einer Regenerationseinrichtung, welche eine alkalische wäßrige Lösung durch eine eine Schicht aus einem anionischen Austauscherharz enthaltende Säule leitet, regeneriert werden. Das borselektive Ionenaustauscherharz kann entweder durch Säure oder Alkali regeneriert werden.

Der Ausdruck "gemischt" bezeichnet eine Situation, bei der zwei oder meh rere Harze in einer Säule gepackt sind, wobei die zwei oder mehreren Harze in Vermischung miteinander eingesetzt werden. Ein typisches Beispiel ist ein Mischbettionenaustauscher vom regenerativen Typ, bei dem ein borse lektives Ionenaustauscherharz, ein Kationenaustauscherharz und ein Anionenaustauscherharz miteinander vermischt sind. Bei diesem Misch bettionenaustauscher kann, wenn ein borselektives Harz mit einer gerin geren relativen Dichte als das Anionenaustauscherharz verwendet wird, eine Trennung in der Reihenfolge, vom Boden aus, kationisches Harz - anionisches Harz - borselektives Harz durchgeführt werden, so daß eine übliche Regenerationsanordnung für den Mischbettionenaustauscher unter Verwendung sowohl einer sauren wäßrigen Lösung als auch einer al kalischen wäßrigen Lösung als Regenerierungsmittel eingesetzt werden kann.

Ein typisches Beispiel eines sauren Regenerierungsmittels ist eine wäßri ge Lösung von Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure einer vorbe stimmten Konzentration, und ein Beispiel eines Alkaliregenerierungsmit tels ist eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid einer vorbestimmten Konzentration.

Die ein borselektives Ionenaustauscherharz enthaltende Ionenaus tauschersäule kann ebenso vom nichtregenerativen Typ sein, wobei es in diesem Fall oftmals bevorzugt ist, diese stromabwärts des Systems zur Herstellung des primären entionisierten Wassers in der Vorrichtung zur Behandlung von entionisiertem oder hochreinem Wasser, welche die vor genannten primären - sekundären Systeme umfaßt, zu installieren.

Im Hinblick auf die Freisetzung bzw. den Schlupf organischer Bestandteile aus diesen Harzen können mindestens eine und vorzugsweise beide, eine Ultraviolett-Oxidationsvorrichtung und eine Umkehrosmosemembran- Vorrichtung stromabwärts der das borselektive Ionenaustauscherharz enthaltenden Ionenaustauschersäule installiert werden.

Als Vorrichtungen und Ausrüstung, wie Ionenaustauscher und Membran separatoren, welche in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstel lung von entionisiertem oder hochreinem Wasser beinhaltet sind, können die in der Technik bekannten ohne Modifikation eingesetzt werden, ebenso kann das Grundsystem einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser auf diese Erfindung ohne Mo difikation angewandt werden.

Bei dieser Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochrei nem Wasser, welche mit einer ein borselektives Ionenaustauscherharz enthaltenden Ionenaustauschersäule versehen ist, kann entweder ein Be trieb mit festgesetztem Durchsatz-Endpunkt oder ein Betrieb, bei dem der Durchschlupf von Bor überwacht wird, sowohl für die borselektive Harz säule vom regenerierbaren als auch nichtregenerierbaren Typ gewählt werden. Wenn der Durchschlupf bzw. Durchgang von Bor überwacht wird, kann das Bor-Meter ein Instrument sein, bei dem unter Verwendung einer chronotropen Säure ein Borderivat erzeugt und die Intensität der Fluores zenz dieses Derivats durch ein Fluoreszenzphotometer gemessen wird, oder alternativ kann die Messung durch ein ICP-MS-Analysengerät durch geführt werden, welche das Bor direkt mit hoher Empfindlichkeit mißt. Diese Bor-Meter können "In-Line" am Ort der Messung installiert werden oder diese können alternativ extern der Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser installiert und die Borkonzentra tion extern gemessen werden. Die Borüberwachung kann durch Messen und Beobachten der Borkonzentration in dem Abfluß der ein borselektives Ionenaustauscherharz enthaltenden Ionenaustauschersäule und Erset zen des Harzes oder Regenerieren dieses, wenn die Borkonzentration einen vorbestimmten Wert erreicht, erfolgen. Dieser vorbestimmte Wert kann gemäß dem Zweck der Verwendung des entionisierten oder hochreinen Wassers unter Berücksichtigung der zulässigen oberen Grenze der Bor konzentration in dem entionisierten oder hochreinen Wasser festgelegt werden.

Eine Vielzahl dieser ein borselektives Ionenaustauscherharz enthalten den Ionenaustauschersäulen können in Reihe geschaltet sein, wobei die erste Säule regeneriert und zu der letzten Stufe übertragen wird, wenn das Harz in der ersten Säule einen festgesetzten Durchsatz erreicht hat (oder wenn die Borkonzentration in dem behandelten Wasser aus der ersten Säule den vorbestimmten Wert erreicht hat). Alternativ kann ein Karussell-System gewählt werden. Bei diesem System wird die erste Säule ent fernt und eine neue Säule, welche ein neues oder regeneriertes Harz ent hält, wird mit der letzten Säule verbunden. Ein solches System kann in einfacher Weise durch Schaltleitungen und Ventile betrieben werden.

Das mittels dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung hergestell te, entionisierte und hochreine Wasser kann ohne Einschränkung dort verwendet werden, wo hochreines Wasser, das geringe Gehalte an Bor ent hält, erforderlich ist, und es wird mit Vorteil auf dem vorgenannten Gebiet der Halbleiter eingesetzt.

Auf den Gebieten, auf welche die Erfindung angewandt werden kann, und insbesondere in der Halbleiterherstellungsindustrie und verwandten Ge bieten, ist der kontinuierliche Betrieb der Vorrichtung zur Sicherung einer stabilen Wasserzufuhr wichtig unter dem Gesichtspunkt der Verbesse rung der Produktausbeute und der Produktitivät. In diesem Zusammen hang kann die Häufigkeit der Regeneration oder des Austausches von Io nenaustauschern, welche Komponententeile der Vorrichtung zur Herstel lung von entionisiertem oder hochreinem Wasser sind, nicht ignoriert wer den, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung diese Häufigkeit drastisch verringert werden kann.

Gemäß der Erfindung kann Bor selektiv und definitiv eliminiert werden, indem borhaltiges, vorbehandeltes Wasser mit einem borselektiven Ionen austauscherharz in Berührung gebracht wird, das heißt einem Anionen austauscherharz, in welches ein mehrwertiger Alkohol als funktionelle Gruppen eingeführt worden ist. Damit ist es erstmalig möglich geworden, in einem industriellen Maßstab entionisiertes oder hochreines Wasser herzustellen, bei dem Bor auf extrem kleine Gehalte verringert worden ist. Wie vorangehend beschrieben, ist es daher ein Vorteil der Erfindung, daß nun entionisiertes oder hochreines Wasser hergestellt werden kann, bei dem die Borkonzentration in angemessener Weise herabgesetzt worden ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser vorsieht, bei dem die Borkonzentration konstant bei geringen Wer ten gehalten wird, ohne die Anzahl der Regenerationszyklen von Ionenaus tauschern des regenerierbaren Typs oder die Häufigkeit des Austauschens von Ionenaustauschern vom nichtregenerierbaren Typ zu erhöhen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist schließlich der, daß nunmehr entio nisiertes oder hochreines Wasser, bei dem die Borkonzentration in ange messener Weise herabgesetzt worden ist, zur Verwendung in der Halblei terindustrie oder verwandten Gebieten zugeführt werden kann.

Diese Vorteile und Effekte ergeben sich ebenso aus den nachstehend be schriebenen, zahlreichen Ausführungsformen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zei gen

Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Konstruktions merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser ge mäß Beispiel 1 der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Variation der Borkonzentration im Ab fluß eines Zweibettionenaustauschersystems gemäß Beispiel 1 und Ver gleichsbeispiel 1 zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Konstruktions merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser ge mäß Beispiele 2 der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 3 der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 4 der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 5 der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, welches die Variation der Borkonzentration in dem Abfluß einer Ionenaustauschersäule gemäß Ausführungsform 5 und Ver gleichsbeispiel 2 zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 6 der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 7 der Erfindung zeigt;

Fig. 10 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Patronen-Feinstreinigungseinrichtung, welche einen Karussell-Betrieb durchführt und einen Teil einer Vorrichtung zur Herstellung von hochrei nem Wasser, gemäß Beispiel 8 der Erfindung bildet, zeigt,

Fig. 11 ein Blockdiagramm zur Beschreibung des Karussell-Betriebs der Patronen-Feinstreinigungseinrichtung gemäß Beispiel 8,

Fig. 12 ein Blockdiagramm zur Beschreibung des Karussell-Betriebs der Patronen-Feinstreinigungseinrichtung gemäß Beispiel 8;

Fig. 13 ein Blockdiagramm zur Beschreibung des Karussell-Betriebs der Patronen-Feinstreinigungseinrichtung gemäß Beispiel 8;

Fig. 14 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 9 der Erfindung zeigt;

Fig. 15 ein Diagramm, welches die Variation im Verlaufe der Zeit der Bor konzentration in dem Abfluß eines Zweibettionenaustauschersystems in einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Was ser zeigt;

Fig. 16 ein Diagramm, welches die Variation im Verlaufe der Zeit der Bor konzentration, gemessen an der Anwendungsstelle, bei einer herkömmli chen Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser zeigt; und

Fig. 17 ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Merkmale eines Beispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von hochrei nem Wasser zeigt.

Bezugszeichenliste

1

Vorbehandlungseinheit

3

Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystem

31

K-Säule

311

K-Säule

32

Decarbonisierungssäule

33

A-Säule

331

A-Säule

5

RO-Vorrichtung

7

Vakuum-Entgasungseinrichtung

8

Mischbettionenaustauscher vom regenerativen Typ

9

Tank für primäres entionisiertes Wasser

10

UV-Oxidationseinrichtung

11

Patronen-Feinstreinigungseinrichtung

12

Ultrafiltrationsvorrichtung

13

Stellen bzw. Orte der Verwendung

300

Ionenaustauschersäule

400

Ionenaustauschersäule

500

Ionenaustauschersäule

800

Mischbettionenaustauscher vom regenerativen Typ

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf spezielle Beispiele näher erläu tert.

Beispiel 1

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die wesentlichen Konstruktions merkmale einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Beispiel 1 zeigt. In dieser Figur ist 1 eine Vorbe handlungseinheit zur Entfernung eines Teils suspendierter Feststoffe und organischer Bestandteile in Zuführ- bzw. Speisewasser, wie Industriewas ser. Das Wasser aus dieser Vorbehandlung wird durch einen Tank für fil triertes Wasser (nicht gezeigt) geführt und zu einem Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystem 3 geleitet, das eine Entionisierungseinrich tung bildet, in der es nacheinander durch eine Kationenaustauschersäule (K-Säule) 311, eine Decarbonisierungssäule 32 und eine Anionenaus tauschersäule (A-Säule) 33 läuft, um ionische Verunreinigungen zu ent fernen.

Es ist ein wesentliches Merkmal dieses Beispiels, daß die Kationenaus tauschersäule (K-Säule) 311 des vorgenannten Zweibettionenaustau scher-Entionisierungssystems 3 eine Zulaufschicht (oberer Teil der Säule) aus AMBERLITE IRA-743T (Rohm and Haas Company) aus einem borse lektiven Ionenaustauscherharz und eine Nachfolgeschicht (unterer Teil der Säule) aus AMBERLITE IR-124 (Rohm and Haas Company) aus einem stark sauren Kationenaustauscherharz umfaßt. Nachfolgend werden die Merkmale und Funktionen dieser Vorrichtung zur Herstellung von hoch reinem Wasser beschrieben.

5 ist eine RO-Vorrichtung, die eine Umkehrosmosemembran enthält zur Entfernung von Verunreinigungen, wie anorganische Ionen, organische Bestandteile und kleine Teilchen in dem behandelten Wasser, von dem ein Hauptteil an Verunreinigungsionen bereits durch das vorgenannte Zwei bettionenaustauscher-Entionisierungssystem 3 entfernt worden ist.

7 ist eine Vakuum-Entgasungseinrichtung, welche gelöste Gase, wie Sau erstoff und Kohlendioxid, in dem behandelten Wasser aus der RO-Vorrich tung 5 entfernt. 8 ist ein Mischbett-Ionenaustauscher vom regenerativen Typ. Durch diese Vorrichtungen wird primäres entionisiertes Wasser er zeugt, welches dann zu einem Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser geführt wird und dort gelagert wird.

10 ist eine Ultraviolett-Oxidationseinrichtung, welche das primäre entio nisierte Wasser aus dem Tank 9 mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, organi sche Bestandteile in dem entionisierten Wasser oxidativ zersetzt und Bak terien abtötet. 11 ist eine Patronen- bzw. Kartuschen-Feinstreinigungs einrichtung aus einem Mischbett-Ionenaustauscher vom nichtregenerierbaren Typ, welche weiterhin Verunreinigungsionen aus dem entionisier ten Wasser, das geringe, wenn überhaupt, ionische Bestandteile enthält, entfernt.

Aus dem Abfluß dieser Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 11 werden feine Teilchen durch eine Ultrafiltrationsvorrichtung 12, die eine Ultrafil trationsmembran enthält, entfernt, um so hochreines Wasser zu erzeu gen, welches dann zu den Stellen bzw. Orten der Verwendung geführt wird.

Abgesehen von der Kationenaustauscherharzsäule 311 (K-Säule) des Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystems 3 weist die Vorrich tung zur Herstellung von hochreinem Wasser mit den vorgenannten Merk malen im wesentlichen die gleiche Grundkonstruktion auf, wie die in Fig. 17 gezeigte, herkömmliche Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser.

Es ist ein weiteres wesentliches Merkmal dieses Beispiels, daß in der vor genannten Kationenaustauscherharzsäule 311 (K-Säule) AMBERLITE IRA-743T, das ein borselektives Ionenaustauscherharz mit N-Methylglu camin als funktionellen Gruppen ist und AMBERLITE IR-124 in Schichten in der Säule gepackt sind, wobei das erstere Harz oberhalb dem letzteren Harz angeordnet ist (bei diesem Beispiel beträgt das Volumenverhältnis der zwei Harze AMBERLITE IRA-743T/AMBERLITE IR-124 2,5/4,0). Der Grund für die Anordnung des borselektiven Harzes in der Zulaufseite der Säule besteht darin, daß der Abfluß aus einem Kationenaustauscherharz im allgemeinen sauer mit einem pH von 2 oder weniger ist, und wenn AM- BERLITE IRA-743T stromabwärts von AMBERLITE IR-124 angeordnet wä re, würde die Boradsorptionsfähigkeit von IRA-743T nicht vollständig aus genutzt werden können. Die K-Säule kann alternativ aus einer separaten mit AMBERLITE IR-124 gepackten Säule alleine bestehen, der eine mit AMBERLITE IRA-743T gepackte Säule vorangestellt ist.

Aufgrund des vorgenannten Systemschemas kann Bor selektiv durch das borselektive Ionenaustauscherharz (AMBERLITE IRA-743T) aus vorbehandeltem Wasser, welches große Mengen anderer gleichzeitig vorliegen der Ionen enthält, entfernt werden. Die verbleibenden gleichzeitig vorlie genden Ionen werden grundsätzlich durch die Entionisierungsfunktion des vorgenannten Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystems 3 mit einer herkömmlichen Struktur entfernt. Bei der Vorrichtung zur Her stellung von hochreinem Wasser dieses Beispiels ist daher, da Bor in dem vorbehandelten Wasser selektiv durch das borselektive Harz (AMBERLITE IRA-743T) entfernt wird, der Durchgang des Bors zu dem stromabwärts ge legenen Zweibettionenaustauschersystem 3 verringert und ein Durch schlupf von Bor wird über einen langen Zeitraum verhindert, ohne die Re generationszykluszeit des Zweibettionenaustauscher-Entionisierungs systems 3 zu verkürzen.

Unter Anwendung des vorgenannten Vorrichtungsschemas wurde hoch reines Wasser unter den folgenden Bedingungen erzeugt und die Borkon zentration des Abflusses aus dem Zweibettionenaustauscher-Entionisie rungssystem 3 wurde durch eine ICP-MS-Analysenvorrichtung gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt.

Bedingungen Vorrichtung

(K-Säule) Volumina der gepackten Harze
Amberlite IRA-743T: 2500 Liter
Amberlite IR-124: 4000 Liter
(Decarbonisierungssäule)
Tellarete-Packungstyp, Durchmesser 0,6 m, Höhe 2800 mm, Volu- men der durch die Säule geleiteten Luft 400 Nm³

/h.
(A-Säule) Volumen des gepackten Harzes
Amberlite IRA-400: 6000 Liter
Speisewasser
Industriewasser
Borkonzentration: 40 ppb
Speisewasser-Strömungsrate: 20 m³

/h
Betriebszeit: 5 Tage

Die Regeneration der K-Säule 311 bei dieser Vorrichtung wurde wie folgt durchgeführt. Die K-Säule 311 wurde zuerst rückgewaschen, um eine Trennung von Amberlite IRA-743T zum Kopf und Amberlite IR-124 zum Boden der Säule aufgrund des Unterschieds der relativen Dichte dieser zwei Harze zu bewerkstelligen. Ein Volumen an 4%-iger Chlorwasserstoff säure von gleich dem 2,5-fachen des Volumens von Amberlite IR-124 wur de stromaufwärts durch die Schichten aus Amberlite IR-124 und Amberli te IRA-743T geführt. Dann wurde die Säule 20 Minuten mit entionisiertem Wasser gewaschen. Die Menge (Regenerationsgrad) an verwendeter Chlor wasserstoffsäure ist die gleiche wie in dem Fall, bei dem die Säule nicht mit Amberlite IRA-743T beladen ist. Nach der Regeneration liegt das IR-124 in der Wasserstoffionenform und das IRA-743T in der Chlorwasserstoffsäu reform in der K-Säule 311 vor.

Ein weiteres Merkmal dieses Beispiels ist die Regeneration des borselekti ven Ionenaustauscherharzes Amberlite IRA-743T durch eine saure wäßri ge Lösung. Das borselektive Harz liegt im allgemeinen in seiner Hydroxyl form vor, so daß daher bei der üblicherweise angewandten Regenerie rungsmethode, nachdem adsorbiertes Bor mit einer Säurelösung eluiert wurde, das Harz wieder in seine Hydroxylionenform mit einer wäßrigen Lö sung eines Alkali, wie Natriumhydroxid, zurückgebracht wird. Nach dem Durchleiten einer Chlorwasserstoffsäurelösung durch die Säule wird da her die Regeneration durch Durchleiten einer alkalischen wäßrigen Lö sung durch Amberlite IRA-743T bewerkstelligt.

Die Erfinder haben jedoch beobachtet, daß das Boradsorptionsvermögen des Harzes bis zu einem gewissen Grad wiederhergestellt werden konnte, indem es nur mit einer sauren wäßrigen Lösung regeneriert wird. Da die Borkonzentration von Industriewasser oder anderem Wasser, welches für die Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser verwendet wird, wie es das Ziel dieser Erfindung ist, nicht mehr als in der Größenord nung von einigen 10-100 ppb liegt, ermöglicht die Regeneration mit einer sauren wäßrigen Lösung alleine die Wiederherstellung der Boradsorp tionskapazität des Harzes bis zu einem solchen Ausmaß, welches für praktische Zwecke völlig angemessen bzw. ausreichend ist. In dem vorliegen den Beispiel wurde daher eine extrem einfache Regeneration erzielt durch Führen der zur Regeneration von Amberlite IR-124 verwendeten sauren wäßrigen Lösung durch Amberlite IRA-743T.

Weiterhin ergeben sich andere Vorteile, daß, wenn die Regeneration nur mit der sauren wäßrigen Lösung durchgeführt wird, eine Zerstörung bzw. Zersetzung der Harze verringert ist, verglichen mit dem Fall, bei dem die Regeneration mittels Natriumhydroxid durchgeführt wird, und der TOC- Verlust bzw. -Schlupf ebenso verringert ist. Die Ansammlung von in dem Speisewasser vorliegenden Härtekomponenten in Form von Hydroxiden in den Harzschichten, wenn der Erschöpfungszyklus nach der Regeneration wieder aufgenommen wird, wird hierdurch ebenso verhindert.

Vergleichsbeispiel 1

Hochreines Wasser wurde unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß an stelle der K-Säule 311 des Zweibettionenaustauschersystems 3 des Bei spiels 1 eine nur mit Amberlite IR-124 gepackte Ionenaustauschersäule verwendet wurde. Die Borkonzentration des Abflusses aus dem Ionenaus tauscher-Entionisierungssystem 3 wurde durch eine ICP-MS-Analysen vorrichtung gemessen. Die Ergebnisse sind zusammen mit den in Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen in Fig. 2 gezeigt.

Wie aus den Ergebnissen der Fig. 2 zu sehen ist, trat ein beträchtlicher Durchschlupf an Bor in einer relativ kurzen Zeit nach dem Start des Er schöpfungszyklus bei Vergleichsbeispiel 1 auf, wohingegen bei Beispiel 1 Bor definitiv entfernt worden ist und die Borkonzentration des Abflusses konstant bei einem niedrigen Wert gehalten wurde.

Beispiel 2

Bei diesem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wurde die K-Säule des Zweibettionenaustauscher-Entionisierungssystems 3 aus Beispiel 1 durch eine nur mit AMBERLITE IR-124 gepackte K-Säule 31 ersetzt. Die A-Säule 331 wur de mit einer Schicht aus dem vorgenannten borselektiven Ionenaus tauscherharz AMBERLITE IRA-743T ablaufseitig (oberer Teil der Säule) und einer Schicht aus AMBERLITE IRA-402BL zulaufseitig (unterer Teil der Säule) gepackt (bei diesem Beispiel betrug das Volumenverhältnis von Amberlite IRA-743T/Amberlite IRA-402BL 1/4). In der A-Säule 331 wird das zulaufende Wasser nach oben strömen gelassen. Der Grund, warum das borselektive Harz stromabwärts bzw. ablaufseitig in der Säule ange ordnet ist, besteht darin, daß das Wasser stromaufwärts des AMBERLITE IRA-402BL saures, weiches Wasser mit einem pH von im allgemeinen 2 oder weniger ist. Obwohl die Boradsorptionskapazität von AMBERLITE IRA-743T unter diesen Bedingungen nicht vollständig ausgenutzt werden kann, ist das durch Amberlite IRA-402BL behandelte Wasser neutral oder schwach alkalisch, so daß dann die Boradsorptionskapazität vollständig ausgenutzt werden kann. Die restlichen Systemmerkmale des Beispiels 2 sind die gleichen wie diejenigen des Beispiels 1.

Unter Verwendung der Vorrichtung mit dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau und unter den gleichen Bedingungen wie denen des Beispiels 1, mit der Ausnahme, daß die K-Säule 31 und die A-Säule 331 mit den nachstehend beschriebenen Harzen beladen wurden, wurde hochreines Wasser herge stellt. Die Borkonzentration des Abflusses aus dem Zweibettionenaustau scher-Entionisierungssystems 3 wurde unter Verwendung einer ICP-MS- Analysenvorrichtung gemessen. Die Ergebnisse hinsichtlich der Borkon zentration waren die gleichen wie die in Fig. 2 für das Beispiel 1 gezeig ten.

Modifizierung der Bedingungen

(K-Säule) Volumen der Harzpackung
Amberlite IR-124: 4000 Liter
(A-Säule) Volumen der Harzpackung
Amberlite IRA-402BL: 6000 Liter
Amberlite IRA-743T: 1500 Liter

Die Regeneration der in die A-Säule 331 gepackten Harze wurde dadurch bewirkt, daß eine alkalische wäßrige Lösung durch Amberlite IRA-402BL und Amberlite IRA-743T geführt wurde. Da eine alkalische wäßrige Lö sung als Regenerierungsmittel verwendet wurde, wurde die ursprüngliche Ionenaustauscherkapazität des borselektiven Harzes (Amberlite IRA- 743T) wiederhergestellt, so daß daher die Menge des erforderlichen Ionen austauscherharzes verglichen mit Beispiel 1 verringert war.

Beispiel 3

Bei diesem in Fig. 4 gezeigten Beispiel weist die Vorrichtung im wesentli chen das gleiche Grundbehandlungsschema auf wie die in Fig. 17 gezeig te, herkömmliche Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser (worin die K-Säule 311 aus Fig. 1 durch eine K-Säule 31 ersetzt wurde, die nur mit einem gewöhnlichen Kationenaustauscherharz gepackt ist), wobei eine nur mit Amberlite IRA-743T gepackte Ionenaustauschersäule 300 zwischen der A-Säule 33 des Zweibettionenaustauscher-Entionisie rungssystems 3 und der RO-Vorrichtung 5 vorgesehen ist. Dies ist äquiva lent zu dem Fall, bei dem die A-Säule 331 aus Beispiel 2 eine separate, mit AMBERLITE IRA-402BL gepackte Säule ist und eine weitere mit AMBERLI TE IRA-743T gepackte Ionenaustauschersäule stromabwärts installiert ist.

Somit wurde bestätigt, daß bei gleichen Bedingungen Bor auf den gleichen Gehalt wie den des Beispiels 2 verringert werden kann. Das heißt, bei Bei spiel 3 war die Borkonzentration des Abflusses aus der Ionenaustauscher säule 300 die gleiche wie die des Beispiels 2, wenn der Erschöpfungszyklus unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde.

Aufgrund der Tatsache, daß die mit AMBERLITE IRA-743T gepackte Ionen austauschersäule 300 eine von der A-Säule 331 in Beispiel 2 getrennte Säule ist, ist es einfach, eine unabhängige Regenerationseinrichtung für die Ionenaustauschersäule 300 vorzusehen. Im einzelnen kann das borse lektive Ionenaustauscherharz bis auf seinen idealen Zustand (höhere Boradsorptionskapazität) regeneriert werden, indem die saure wäßrige Lö sung für die Regeneration der K-Säule durch die Säule 300 geführt wird, vor oder nachdem sie die K-Säule passiert, um so rasch Bor zu eluieren, und dann die alkalische wäßrige Lösung für die A-Säule 33 durch die Säule 300 geführt wird.

Da weiterhin die mit dem borselektiven Harz Amberlite IRA-743T gepackte Säule 300 separat von der A-Säule 331, wie in Beispiel 2 verwendet, vorge sehen ist, kann eine existierende Vorrichtung zur Herstellung von hoch reinem Wasser ohne dem Erfordernis einer Modifizierung eingesetzt wer den, und da das Ziel der Erfindung in einfacher Weise durch Installieren der Säule 300 nach der A-Säule 33 erreicht werden kann, ermöglicht die Erfindung die Aufwertung (Nachrüstung) existierender Vorrichtungen. Dieser Vorteil ist der gleiche, wie derjenige der in Beispiel 1 beschriebenen getrennten Säulenanordnung.

Beispiel 4

Fig. 5 zeigt einen Teil einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser. Bei diesem Beispiel ist die K-Säule 311 des Beispiels 1 durch eine K-Säule 31 ersetzt, die nur mit einem Kationenaustauscherharz gepackt ist. Weiterhin ist die mit einem Anionenaustauscherharz und einem Katio nenaustauscherharz gepackte Mischbettionenaustauschereinrichtung (MB-Säule) 8 der herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von hoch reinem Wasser durch eine Mischbettionenaustauschereinrichtung 800 vom regenerativen Typ ersetzt, worin ein borselektives Ionenaustauscher harz mit einem Anionenaustauscherharz und einem Kationenaustausch erharz vermischt ist.

Abgesehen von der Vermischung von drei Harzen ist die Grundkonstruk tion des Mischbett-Ionenaustauschers 800 vom regenerativen Typ die glei che wie die des herkömmlichen Mischbett-Ionenaustauschers 8 vom rege nerativen Typ. Das Rückwaschen der drei Harze in dem Mischbett-Ionen austauscher 800 führt zu 3-schichtigen (lagigen) Betten aus dem borselektiven Harz Amberlite IRA-743T, dem stark basischen Anionenaus tauscherharz Amberlite IRA-402BL und dem stark sauren Kationenaus tauscherharz in dieser Reihenfolge vom oberen zum unteren Bereich der Säule aufgrund des Unterschieds der relativen Dichten dieser Harze. Nach der Rückwaschung werden die drei Harze durch Hindurchleiten einer al kalischen wäßrigen Lösung vom Kopf der Säule und einer sauren wäßrigen Lösung vom Boden der Säule regeneriert. Das heißt, die üblichen Regene rationseinrichtungen für den herkömmlichen Mischbett-Ionenaustau scher können ohne Modifikation verwendet werden, wobei ein Kollektor 801 an der Grenzfläche zwischen dem stark basischen Anionenaustausch erharz und dem stark sauren Kationenaustauscherharz installiert ist.

Unter Verwendung einer mit dem in Fig. 5 gezeigten, Mischbett-Ionen austauscher 800 vom regenerativen Typ versehenen Vorrichtung zur Her stellung von hochreinem Wasser wurde hochreines Wasser unter den glei chen Bedingungen wie denjenigen des Beispiels 1 erzeugt, mit der Ausnah me der nachstehend beschriebenen Ionenaustauscherharze (die K-Säule 311 des Zweibett-Ionenaustauschersystems 3 war nur mit AMBERLITE IR-124 gepackt), und wobei die Borkonzentration des Abflusses aus dem Austauscher 800 durch eine ICP-MS-Analyseneinrichtung gemessen wur de. Die Ergebnisse hinsichtlich der Borkonzentration waren die gleichen wie die in Fig. 2 für das Beispiel 1 gezeigten.

Modifizierte Bedingungen In dem Mischbett-Ionenaustauscher gepackte Harze

Amberlite IRA-743T: 800 Liter
Amberlite IRA-402BL: 600 Liter
Amberlite IR-124: 300 Liter

Unter Verwendung der Vorrichtung dieses Beispiels wurden die folgenden Ergebnisse erzielt.

Da ein stark basisches Anionenaustauscherharz in Mischung mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz verwendet wurde, erfolgte der Ionenaustausch unter nahezu neutralen Bedingungen, was die maximale Ausnutzung der Kapazität des borselektiven Harzes ermöglichte und was wiederum in einer Minimierung der Menge des borselektiven Harzes resul tierte.

Die Herstellung der Ionenaustauschersäulen und der Regenerationsein richtungen sind einfach.

Durch Zugabe eines borselektiven Ionenaustauscherharzes zu einem exi stierenden Mischbett-Ionenaustauscher vom regenerativen Typ oder je nach Notwendigkeit, einfache Modifizierungen einer existierenden Rege nerationseinrichtung kann eine vorhandene Vorrichtung in eine Vorrich tung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser mit ei ner Funktion zur Entfernung von Bor umgerüstet werden.

Beispiel 5

Das in Fig. 6 gezeigte Beispiel weist das gleiche Grundbehandlungssche ma wie die herkömmliche, in Fig. 17 gezeigte Vorrichtung zur Herstel lung von hochreinem Wasser (worin die K-Säule 311 aus Fig. 1 durch eine nur mit einem gewöhnlichen Kationenaustauscherharz gepackte K-Säule 31 ersetzt ist) auf, und es ist eine nichtregenerierbare Ionenaustauscher säule 400, die nur mit dem borselektiven Ionenaustauscherharz AMBER LITE IRA-743T gepackt ist, zwischen dem Mischbett-Ionenaustauscher 8 vom regenerativen Typ und dem Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser vorgesehen. Die restlichen Konstruktionsmerkmale sind die gleichen wie diejenigen der herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von hochrei nem Wasser.

Abgesehen von den oben erwähnten Modifizierungen wurde hochreines Wasser kontinuierlich über 30 Tage unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erzeugt, und die Borkonzentration des Abflusses, welcher die Ionenaustauschersäule 400 verläßt, wurde durch eine ICP-MS-Analysen einrichtung gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt.

Wie aus den Ergebnissen zu sehen ist, war die Borkonzentration des Ab flusses aus der Säule 400 im wesentlichen die gleiche wie in Beispiel 1, für welches die Prüfergebnisse in Fig. 2 gezeigt sind.

Vergleichsbeispiel 2

Zu Vergleichszwecken wurde die mit AMBERLITE IRA-743T gepackte nichtregenerierbare Ionenaustauschersäule 400 des Beispiels 5 durch ei ne mit AMBERLITE IRA-402BL gepackte, nichtregenerierbare Ionenaus tauschersäule 401 ersetzt, und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 5 wurde hochreines Wasser erzeugt. Die Borkonzentration des Abflusses aus der Säule 401 wurde durch eine ICP-MS-Analyseneinrich tung gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt. In diesem Fall schwankte die Borkonzentration und es trat ein beträchtlicher Durchlauf bzw. Schlupf von Bor 13 Tage nach dem Start des Erschöpfungszyklus auf.

Wie aus einem Vergleich des Beispiels 5 und des Vergleichsbeispiels 2 zu sehen ist, wurde Bor in effektiver Weise durch die Vorrichtung des Bei spiels 5 entfernt, wobei es dank der Verwendung einer nichtregenierbaren Ionenaustauschersäule zu keiner Variation der Wasserqualität aufgrund der Regeneration kommt.

Beispiel 6

Bei diesem in Fig. 8 gezeigten Beispiel ist eine RO-Vorrichtung mit einer Umkehrosmosemembran zwischen der mit AMBERLITE IRA-743T gepack ten Ionenaustauschersäule 400 vom nichtregenerativen Typ und dem Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser des in Fig. 6 gezeigten Bei spiels 5 eingefügt. Die restlichen Merkmale des Behandlungsschemas sind mit denjenigen des Beispiels 5 identisch.

Bei diesem Beispiel werden zusätzlich zu den Vorteilen des Beispiels 5 or ganische Bestandteile, welche aus dem borselektiven Ionenaustauscher harz eluiert werden, durch die RO-Membran 402 entfernt, so daß der TOC in dem System zur Erzeugung von sekundärem entionisiertem Wasser ver ringert ist.

Beispiel 7

Dieses in Fig. 9 gezeigte Beispiel weist das gleiche Grundbehandlungs schema wie die herkömmliche, in Fig. 17 gezeigte Vorrichtung zur Her stellung von hochreinem Wasser (worin die K-Säule 311 der Fig. 1 durch eine nur mit einem gewöhnlichen Kationenaustauscherharz gepackte K- Säule 31 ersetzt worden ist) auf. Es ist eine Verzweigungsleitung 901 stromabwärts einer Pumpe 900 für die Zufuhr von primärem entioni siertem Wasser aus dem Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser zu dem Behandlungssystem für das sekundäre entionisierte Wasser vorgesehen, wodurch ein Teil des primären entionisierten Wassers zu dem System für das sekundäre entionisierte Wasser geführt wird und das restliche primä re entionisierte Wasser für andere Zwecke, bei denen das Vorliegen von Bor keine ernsthaften Probleme verursacht, verwendet wird. Eine Ionen austauscherharzsäule 500 vom nichtregenerativen Typ, welche mit dem vorgenannten, borselektiven Ionenaustauscherharz Amberlite IRA-743T beschickt ist, ist stromabwärts der Verzweigung 901 in einer Stufe voraus gehend der Ultraviolett-Oxidationseinrichtung 10 des Behandlungssy stems für das sekundäre entionisierte Wasser (stromaufwärts) vorgese hen. Eine RO-Vorrichtung mit einer Umkehrosmosemembran ist an einer Stufe nachfolgend der Ionenaustauschersäule 500 installiert, wie im Falle der in Beispiel 6 gezeigten Vorrichtung.

Bei der Vorrichtung dieses Beispiels wird die gleiche Borentfernung erzielt wie im Falle des vorgenannten Beispiels 5, wobei aufgrund der Installation der Ionenaustauschersäule 500 stromabwärts der Verzweigungsleitung für das Wasser für andere Anwendungen, bei dem es nicht erforderlich ist, Bor zu entfernen, die Ionenfracht auf dem Ionenaustauscherharz verrin gert ist und die Menge an verwendetem Harz reduziert werden kann. Da die Menge an für andere Zwecke verwendetem Wasser häufig die doppelte Menge des hochreinen Wassers oder mehr ist, ergibt die Anordnung dieses Beispiels einen signifikanten Vorteil.

Beispiel 8

Fig. 10 zeigt die Teilkonstruktion einer Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser. Bei diesem Beispiel sind anstelle der Patronen- Feinstreinigungseinrichtung 11 der in Beispiel 17 gezeigten Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser ein Bor-Meter 120 und ein Paar Patronen-Feinstreinigungseinrichtungen 111a und 111b, die jeweils mit einem borselektiven Ionenaustauscherharz gepackt und in Reihe geschal tet sind, vorgesehen, wobei ein Karussell-Betrieb durch Schalten der Ven tile V1-V12 durchgeführt wird.

In den Patronen-Feinstreinigungseinrichtungen 111a und 111b ist ein borselektives Ionenaustauscherharz als obere Schicht auf einem Misch bett aus einem Kationenaustauscherharz und einem Anionenaustausch erharz vorgesehen.

Bei dieser Vorrichtung wird die Patrone ersetzt, wenn die Borkonzentra tion in dem Abfluß der ersten Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 111a eine vorbestimmte Konzentration erreicht hat. Zur Beschreibung des Ka russell-Betriebs unter Bezugnahme auf Fig. 11 - Fig. 13, sind in Fig. 11 die Stellungen der Ventile wie folgt: V1 offen, V2 geschlossen, V3 offen, V4 offen, V5 geschlossen, V6 offen, V7 offen, V8 geschlossen, V9 offen, V10 offen, V11 geschlossen und V12 offen. In diesem Zustand wird vom Tank 9 für primäres entionisiertes Wasser zugeführtes, primäres entionisiertes Wasser durch die Ultraviolett-Oxidationseinrichtung 10, die Patronen- Feinstreinigungseinrichtung 111a, Patronen-Feinstreinigungseinrich tung 111b und die Ultratfiltrations-Membraneinrichtung 12 geführt, wie durch die fette Linie in Fig. 11 gezeigt. Das Bor-Meter 120 ist zwischen der ersten Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 111a und der zweiten Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 111b installiert, so daß die Quali tät des behandelten Wassers aus der ersten Feinstreinigungseinrichtung 111a in konstanter Weise überwacht werden kann. Wenn der durch das Bor-Meter 120 gemessene Wert einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird daraus geschlossen, daß die Lebenszeit der Feinstreinigungseinrichtung 111a erreicht worden ist. Die Ventile werden dann umgeschaltet zu den Stellungen V1 geschlossen, V2 offen, V3 offen, V4 geschlossen, V5 of fen, V6 offen, V7 offen, V8 geschlossen, V9 geschlossen, V10 geschlossen, V11 geschlossen und V12 geschlossen, die erschöpfte Patronen-Feinstrei nigungseinrichtung 111a wird entfernt, wie in Fig. 12 gezeigt, und das vom Tank 9 zugeführte, primäre entionisierte Wasser wird nur durch die Feinstreinigungseinrichtung 111b behandelt, wie durch die fette Linie in Fig. 12 gezeigt. Nachdem eine neue Patronen-Feinstreinigungseinrich tung 111c als Ersatz für die entfernte Feinstreinigungseinrichtung 111a eingefügt worden ist, wie in Fig. 13 gezeigt, werden die Ventile umgestellt und Wasser beginnt durch das System zu fließen, so daß die Feinstreini gungseinrichtung 111b die erste Stufe und die neue Feinstreinigungsein richtung 111c die zweite Stufe sind. Die Stellungen der in Fig. 13 gezeig ten Ventile sind: V1 geschlossen, V2 offen, V3 offen, V4 geschlossen, V5 of fen, V6 offen, V7 geschlossen, V8 offen, V9 offen, V10 geschlossen, V11 of fen und V12 offen. Primäres entionisiertes Wasser fließt dann in der Rei henfolge Ultraviolett-Oxidationseinrichtung 10 - Patronen-Feinstreini gungseinrichtung 111b - Patronen-Feinstreinigungseinrichtung 111c - Ultrafiltrations-Membranvorrichtung 12.

Gemäß dieser Betriebsweise kann der Durchgang von Bor dauerhaft ver hindert werden, da Bor sich nicht in der Patronen-Feinstreinigungsein richtung 111c der zweiten Stufe ansammelt.

In den Patronen-Feinstreinigungseinrichtungen 111a, 111b und 111c kann das borselektive Harz eine obere Schicht über gemischten Harzen sein oder es kann mit einem Kationenaustauscherharz und einem Anio nenaustauscherharz vermischt werden.

Beispiel 9

Fig. 14 zeigt den Fall, bei dem eine Ultraviolett-Oxidationseinrichtung 40 zwischen der eine Umkehrosmosemembran enthaltenden RO-Vorrichtung 5 und der Vakuum-Entgasungseinrichtung 7 der Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem Wasser gemäß Fig. 17 angeordnet ist, Ionenaus tauschersäulen 80a und 80b, die jeweils Schichten des borselektiven Har zes und ein Anionenaustauscherharz enthalten, anstelle des regenerier baren Mischbett-Ionenaustauschers 8 installiert sind und das Behand lungsschema ein Bor-Meter 20 in einer sogenannten Karussell-Anord nung, wie in Fig. 14 gezeigt, beinhaltet. Bei der Fig. 14 wird gelöster TOC in dem durch die RO-Vorrichtung 5 behandelten Wasser in organi sche Säuren und Kohlendioxid durch die Ultraviolett-Oxidationseinrich tung 40 zersetzt bzw. abgebaut und dann der gelöste Sauerstoff und ein Teil des gelösten Kohlendioxids durch die Vakuum-Entgasungseinrich tung 7 entfernt. Als nächstes werden Anionen und Bor, welche in kleinen Mengen vorliegen, durch die Ionenaustauschersäulen 80a und 80b vom Schichttyp (geschichtet) entfernt. Die Säulen 80a und 80b sind Ionenaus tauschersäulen vom regenerativen Typ, und nach Regenerierung der er sten Säule unter Verwendung einer Hilfsregenerationseinrichtung be ginnt die Wasserbehandlung in der Anordnung, bei der die erste Säule stromabwärts der zweiten Säule angeordnet ist. Das behandelte Wasser aus den Säulen 80a und 80b wird zu dem Tank 9 für primäres entioni siertes Wasser geführt. Das Behandlungsschema nach der Ultraviolett- Oxidationseinrichtung 10 ist das gleiche wie in Beispiel 8, und es sind die Patronen-Feinstreinigungseinrichtungen 111a und 111b, welche das bor selektive Harz enthalten, in einem Karussell-System installiert, während ein Bor-Meter 120 zwischen den Patronen-Feinstreinigungseinrichtungen 111a und 111b angeordnet ist. Hochreines Wasser wird zu den Stellen bzw. Orten der Anwendung 13 über die Ultrafiltrationsvorrichtung 12 ge führt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Was ser, bei dem ionische und nichtionische Substanzen mittels einer Reini gungsbehandlung aus vorbehandeltem Wasser, das zur Entfernung su spendierter Feststoffe in einem Speisewasser vorbehandelt worden ist, entfernt werden, wobei das vorbehandelte Wasser mit einem borselektiven Ionenaustauscherharz an irgendeiner Stufe des Reinigungsbehandlungs verfahrens in Berührung gebracht wird, um so in dem vorbehandelten Wasser enthaltenes Bor zu entfernen.

2. Vorrichtung zur Herstellung von entionisiertem oder hochreinem Wasser, die mit einer Vorbehandlungseinheit (1), welche eine Einrichtung zur Entfernung suspendierter Feststoffe in Speisewasser umfaßt, und ei nem Reinigungsbehandlungsabschnitt, der eine Entionisierungseinrich tung (3) und eine Membranabtrennungseinrichtung (5) zur Entfernung io nischer und nichtionischer Substanzen umfaßt, die in dem Abfluß der Vor behandlungseinheit enthalten sind, versehen ist, wobei die Vorrichtung eine Ionenaustauschersäule (311) umfaßt, die ein borselektives Ionenaus tauscherharz als Mittel bzw. Einrichtung zur Entfernung von Bor enthält, wobei die Säule das borselektive Ionenaustauscherharz entweder alleine oder geschichtet oder vermischt mit einem weiteren Ionenaustauscher harz oder anderen Harzen enthält, und wobei die Säule an mindestens ei ner Stelle in dem Wasserbehandlungssystem zwischen dem Strömungs weg des vorbehandelten Wassers, welcher von der Vorbehandlungseinheit wegführt und dem Strömungsweg des behandelten Wassers, welcher von der Reinigungsbehandlung wegführt, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Reinigungsbehandlungsab schnitt ein System zur Erzeugung von primärem entionisiertem Wasser, das mit einer Membranabtrennungseinrichtung (5) zur Erzielung von entionisiertem Wasser aus dem vorbehandelten Wasser, das durch die Vorbehandlungseinheit (1) erzeugt worden ist, ausgerüstet ist, einen Tank (9) zur Lagerung des primären entionisierten Wassers, und ein System zur Erzeugung von sekundärem entionisiertem Wasser umfaßt, das mit einer Ionenaustauschereinrichtung (11), einer Membranabtrennungseinrichtung (12) zur Erzielung von hochreinem Wasser, nachdem das primäre entionisierte Wasser den Tank (9) durch laufen hat, ausgerüstet ist, wobei die mit dem borselektiven Ionenaus tauscherharz beladene Ionenaustauschersäule (311) an mindestens einer Stelle in dem System zur Erzeugung des primären entionisierten Wassers, in dem System zur Erzeugung des sekundären entionisierten Wassers oder zwischen dem System zur Erzeugung des primären entionisierten Wassers und dem System zur Erzeugung des sekundären entionisierten Wassers vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die das borselektive Io nenaustauscherharz enthaltende Ionenaustauschersäule (311) eine Säu re vom regenerativen Typ ist, welche eine Regenerationseinrichtung zum Durchleiten von entweder einer sauren wäßrigen Lösung oder einer wäßri gen alkalischen Lösung oder von beiden als Regenerationsmittel enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ionenaustauschersäule vom regenerativen Typ eine Einzelsäule ist, die ein Kationenaustauscherharz in Form einer Schicht stromabwärts des borselektiven Ionenaustauscher harzes enthält, und wobei die Regenerationseinrichtung eine saure wäßri ge Lösung als Regenerationsmittel durch diese Säule leitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ionenaustauschersäule vom regenerativen Typ eine Einzelsäule ist, die ein Anionenaustauscherharz in Form einer Schicht stromaufwärts des borselektiven Ionenaustauscher harzes enthält, und wobei die Regenerationseinrichtung eine alkalische wäßrige Lösung als Regenerationsmittel durch die Säule leitet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ionenaustauschersäule vom regenerativen Typ eine Ionenaustauschersäule ist, welche eine Mischung aus dem borselektiven Ionenaustauscherharz, einem Kationenaustausch erharz und einem Anionenaustauscherharz enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Austauschersäule vom nichtregenerativen Typ stromabwärts der Abschnittsseite zur Erzeugung des sekundären entionisierten Wassers einer Leitung, welche von dem Tank (9) zur Lagerung des primären entionisierten Wassers zu dem Ab schnitt der Erzeugung des sekundären entionisierten Wassers führt, vor gesehen ist, wobei eine Abzweigungsleitung (901) von einem Punkt unmit telbar stromabwärts des Lagertanks für das primäre entionisierte Wasser abzweigt, und wobei die Ionenaustauschersäule vom nichtregenerativen Typ das selektive Ionenaustauscherharz enthält.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei ei ne Ultraviolett-Oxidationseinrichtung (10) und/oder eine Umkehrosmo semembranvorrichtung (5) stromabwärts der Ionenaustauschersäule (311), welche das borselektive Ionenaustauscherharz enthält, vorgesehen sind.