JP3194123B2 - Ultrapure water production and wastewater treatment method for closed system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造工場、液
晶製造工程などの電子工業において使用される超純水の
製造と、超純水使用後の排水、すなわち酸、アルカリや
酸化剤などの無機薬品、イソプロピルアルコールなどの
有機溶剤、現像液やレジスト剥離剤に含まれる高沸点有
機物などを含む排水の処理とを、クローズドシステムに
よって一貫して行う方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the production of ultrapure water used in the electronics industry such as a semiconductor manufacturing plant and a liquid crystal manufacturing process, and to the production of wastewater after the use of ultrapure water, that is, the production of acids, alkalis, oxidizing agents and the like. The present invention relates to a method for consistently performing treatment of wastewater containing inorganic chemicals, organic solvents such as isopropyl alcohol, and high-boiling organic substances contained in a developing solution and a resist stripping agent by a closed system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造工場においては、超純
水、有機溶剤、無機薬品などを大量に消費しており、そ
の処理システムをクローズド化するためには、図５に示
すような複雑なプロセスとする必要があった。2. Description of the Related Art A conventional semiconductor manufacturing plant consumes a large amount of ultrapure water, organic solvents, inorganic chemicals, and the like, and a closed processing system requires a complicated structure as shown in FIG. It had to be a process.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の超純水製造・排
水処理クローズドシステムは、上記の如く複雑なプロセ
スを必要とし、そのため下記の問題を有する。The conventional ultrapure water production and wastewater treatment closed system requires a complicated process as described above, and therefore has the following problems.

【０００４】 プロセスが大型化する場合、単位操作
一つ一つが大型化し、設備全体の建設費、設置面積が莫
大なものになる。When the process becomes large, each unit operation becomes large, and the construction cost and installation area of the entire equipment become enormous.

【０００５】 要素技術数、要素機器・装置数が非常
に多く、その運転および維持管理が容易でない。[0005] The number of element technologies and the number of element devices / devices are extremely large, and their operation and maintenance are not easy.

【０００６】 将来の半導体の飛躍的な微細構造化に
伴って高温超純水による洗浄が進められた場合に、これ
に対応できない要素技術が多い。例えばイオン交換、活
性炭吸着のように高温で操作することが困難な要素技術
がメインとなっている。[0006] In the case where cleaning with high-temperature ultrapure water has been promoted along with the dramatic fine structure of semiconductors in the future, there are many elemental technologies that cannot cope with this. For example, element technologies that are difficult to operate at high temperatures, such as ion exchange and activated carbon adsorption, are mainly used.

【０００７】この発明は、上記の実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は上記のような問題を克服し
た、クローズドシステムの方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a closed system method which overcomes the above-mentioned problems.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決すべく工夫されたもので、請求項１の発明は、１次純
水製造装置と２次純水製造装置によって原水から超純水
を製造するに当たり、超純水使用後の排水のうち濃厚排
水を濃縮用多重効用蒸発装置によって濃縮し、同装置か
ら出た濃縮排水をさらに高濃縮用多重効用蒸発装置によ
って高濃縮し、濃縮用多重効用蒸発装置から回収した蒸
留水を１次純水製造装置へ供給水の一部としてリサイク
ルし、高濃縮用多重効用蒸発装置から回収した蒸留水を
冷却装置へ補給水として供給し、高濃縮用多重効用蒸発
装置から出た高濃縮排水を必要に応じて蒸発乾燥装置に
よって固化し、超純水使用後の排水のうち希薄排水を１
次純水製造装置へ供給水の一部としてリサイクルし、１
次および２次純水製造装置、濃縮用および高濃縮用多重
効用蒸発装置、並びに必要に応じて設けられる蒸発乾燥
装置の熱源として、ボイラまたはコージェネレーション
装置からの加熱蒸気を用いることを特徴とする、クロー
ズドシステムの方法である。Means for Solving the Problems The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 is based on a primary pure water production device and a secondary pure water production device for converting raw water to ultrapure water. In manufacturing the wastewater, concentrated wastewater from the wastewater after using ultrapure water is concentrated by a multi-effect evaporator for concentration, and the concentrated wastewater discharged from the device is further highly concentrated by a multi-effect evaporator for high concentration, and concentrated. Distilled water recovered from the multi-effect evaporator is recycled as a part of the supply water to the primary pure water production unit, and distilled water recovered from the multi-concentration multi-effect evaporator is supplied to the cooling unit as makeup water to be highly concentrated. The highly concentrated wastewater discharged from the multi-effect evaporator is solidified by an evaporator and dryer as needed, and one of the wastewater after use of ultrapure water is diluted.
Recycle as part of supply water to the next pure water production equipment
As a heat source of a secondary and pure water production apparatus, a multi-effect evaporation apparatus for concentration and high concentration, and an evaporation / drying apparatus provided as required, a heating steam from a boiler or a cogeneration apparatus is used. , A closed system method.

【０００９】請求項２の発明は、１次純水製造装置とし
て多重効用蒸発装置による蒸留法純水製造装置を使用す
ることを特徴とする、請求項１に記載の方法である。A second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein an apparatus for producing pure water by distillation using a multi-effect evaporator is used as a primary pure water producing apparatus.

【００１０】請求項３の発明は、１次純水製造装置とし
ての多重効用蒸発装置の前流に供給水中の揮発性不純物
除去用の真空脱気器が配設されていることを特徴とす
る、請求項２に記載の方法である。A third aspect of the present invention is characterized in that a vacuum deaerator for removing volatile impurities in feed water is provided upstream of a multiple effect evaporator as a primary pure water producing apparatus. The method according to claim 2.

【００１１】請求項４の発明は、原水を逆浸透膜処理装
置で前処理することを特徴とする、請求項１〜３のうち
いずれか１記載の方法である。A fourth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to third aspects, wherein the raw water is pretreated by a reverse osmosis membrane treatment device.

【００１２】請求項５の発明は、濃厚排水および／また
は希薄排水をアルカリで中和するとを特徴とする、請求
項１〜４のうちいずれか１記載の方法である。The invention according to claim 5 is the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the concentrated waste water and / or the diluted waste water is neutralized with an alkali.

【００１３】請求項６の発明は、濃厚排水を濃縮用多重
効用蒸発装置の前流で蒸留塔によって処理することを特
徴とする、請求項１〜５のうちいずれか１記載の方法で
ある。The invention according to claim 6 is the method according to any one of claims 1 to 5, wherein the concentrated wastewater is treated by a distillation column in front of a multi-effect evaporator for concentration.

【００１４】請求項７の発明は、蒸留塔の塔頂から水蒸
気と共に排出された揮発性不純物を気相触媒酸化装置で
無害化することを特徴とする、請求項６に記載の方法で
ある。The invention according to claim 7 is the method according to claim 6, wherein volatile impurities discharged together with water vapor from the top of the distillation column are rendered harmless by a gas phase catalytic oxidation device.

【００１５】請求項８の発明は、逆浸透膜処理装置から
出た濃縮水を蒸留塔の前流で濃厚排水に合流することを
特徴とする、請求項４〜７のうちいずれか１記載の方法
である。The invention according to claim 8 is characterized in that the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment device is combined with the concentrated wastewater upstream of the distillation column. Is the way.

【００１６】請求項９の発明は、１次純水製造装置の多
重効用蒸発装置から出た濃縮水を濃縮用多重効用蒸発装
置の前流かつ蒸留塔の後流で濃厚排水に合流することを
特徴とする、請求項２〜８のうちいずれか１記載の方法
である。According to a ninth aspect of the present invention, the concentrated water discharged from the multiple effect evaporator of the primary pure water producing apparatus is combined with the concentrated wastewater before the concentrating multiple effect evaporator and downstream of the distillation column. A method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that:

【００１７】請求項１０の発明は、希薄排水を１次純水
製造装置へ供給水の一部としてリサイクルする前にスト
リッピング塔で処理することを特徴とする、請求項１〜
９のうちいずれか１記載の方法である。The tenth aspect of the present invention is characterized in that the lean wastewater is treated in a stripping tower before being recycled as a part of the supply water to the primary pure water production apparatus.
9. The method according to any one of 9.

【００１８】請求項１１の発明は、ストリッピング塔の
塔頂から出た水蒸気を、濃厚排水を処理する蒸留塔の塔
底に吹き込み、蒸留塔の塔頂から出た水蒸気の一部を濃
縮用多重効用蒸発装置の熱源として利用し、水蒸気の凝
縮水を蒸留塔の塔頂へリサイクルすることを特徴とす
る、請求項１０記載の方法である。[0018] The invention according to claim 11 is that the steam discharged from the top of the stripping tower is blown into the bottom of the distillation tower for treating the concentrated wastewater, and a part of the steam discharged from the top of the distillation tower is concentrated. The method according to claim 10, wherein the condensed water vapor is recycled to the top of the distillation column, being used as a heat source of the multiple effect evaporator.

【００１９】請求項１２の発明は、排水の中和に使用す
るアルカリとして、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウムを使用することを特徴とする、請求項５に記載の方
法である。A twelfth aspect of the present invention is the method according to the fifth aspect, wherein sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as an alkali used for neutralizing waste water.

【００２０】請求項１３の発明は、高濃縮用多重効用蒸
発装置によって高濃縮された高濃縮排水に消石灰を添加
して難溶性無機塩を析出させ、生成した上澄み液を分離
して同液からアルカリを回収することを特徴とする、請
求項１２に記載の方法である。A thirteenth aspect of the present invention is to provide slaked lime by adding slaked lime to highly concentrated wastewater highly concentrated by a multi-concentration multi-evaporation apparatus for high concentration, to separate a generated supernatant liquid from the same liquid. 13. The method according to claim 12, wherein the alkali is recovered.

【００２１】以下に、本発明によるクローズドシステム
の方法をさらに詳しく説明する。Hereinafter, the method of the closed system according to the present invention will be described in more detail.

【００２２】超純水製造の原水としては、市水、工業用
水、地下水などが使用される。近年、工場規模の拡張な
どに当たって、地域の水需要の増大のために良質な原水
を安定して入手することが困難となるケースが増えてき
ている。このため、あらゆる種類の排水を処理回収して
供給水の少なくとも一部として使用することが望まれて
きている。As raw water for producing ultrapure water, city water, industrial water, groundwater and the like are used. In recent years, when expanding the scale of factories, the number of cases in which it is difficult to stably obtain high-quality raw water due to an increase in local water demand has increased. Therefore, it has been desired to treat and collect all kinds of wastewater and use it as at least a part of the supply water.

【００２３】原水の水質は多種多様であるが、一般的に
は、原水は各種のイオン類を始めとする不純物を多量に
含んでいる。例えば、標準的な工業用水の水質基準で
は、全蒸発残留物として、２５０ｍｇ／ｌの不純物が含
まれている。そのためこれをそのまま純水製造装置に供
給すると、イオン交換法純水製造装置の負荷を過大にし
たり、蒸留法純水製造装置の伝熱面にスケール付着を生
じるなどの不具合を生じる。Although the quality of raw water varies widely, generally, raw water contains a large amount of impurities including various ions. For example, standard industrial water quality standards include 250 mg / l impurities as total evaporation residue. Therefore, if this is supplied to the pure water production apparatus as it is, problems such as excessive load of the ion exchange method pure water production apparatus and scale adhesion on the heat transfer surface of the distillation method pure water production apparatus occur.

【００２４】この原水に含まれる不純物の除去には、原
水を逆浸透膜装置で前処理するのが最適である。最新の
高性能膜を使用すれば、９９％以上の不純物阻止率（原
水と濃縮水中の平均不純物濃度に対して、透過水中の不
純物濃度は１％以下になる）が得られる。しかし、膜性
能を良好に保つには濃縮水を余り高濃度にすべきでない
ので、濃縮水量は必然的に増大する。そのため、この逆
浸透膜処理濃縮水も回収対象とし、濃厚排水の処理・回
収系統へ合流して、これと一緒に処理する。For removing impurities contained in the raw water, it is optimal to pretreat the raw water with a reverse osmosis membrane device. Using the latest high-performance membrane, an impurity rejection of 99% or more (the impurity concentration in the permeated water is 1% or less of the average impurity concentration in the raw water and the concentrated water) can be obtained. However, since the concentration of the concentrated water should not be too high in order to maintain good membrane performance, the amount of the concentrated water necessarily increases. For this reason, the concentrated water treated with the reverse osmosis membrane is also to be collected, and is joined to a treatment / recovery system for the concentrated wastewater to be treated together therewith.

【００２５】逆浸透膜処理装置から出た濃縮水を後述の
回収工程で処理することができるように、濃縮工程およ
び高濃縮工程の多重効用蒸発装置の伝熱面に難溶性無機
塩（主として炭酸カルシウム）が析出付着してスケール
の生成を招くことを防止する。これは、原水中の炭酸根
を除去することによって可能となるので、逆浸透膜処理
装置から出た濃縮水を、超純水使用後の濃厚排水に蒸留
塔の前流で合流するのが好ましい。In order to process the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment apparatus in the recovery step described later, the hardly soluble inorganic salt (mainly carbonate) is placed on the heat transfer surface of the multiple effect evaporator in the concentration step and the high concentration step. (Calcium) is prevented from depositing and adhering to the scale. Since this is made possible by removing the carbonate groups in the raw water, it is preferable that the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment device is combined with the concentrated wastewater after use of the ultrapure water in the upstream of the distillation tower. .

【００２６】１次純水製造装置としては、従来法のイオ
ン交換純水製造装置の適用を否定するものではないが、
薬液を殆ど使用せず完全な連続運転によって水質の変動
を生じない多重効用蒸発装置による蒸留法純水製造装置
の使用が最適である。多重効用蒸発装置による蒸留法純
水製造装置では、揮発性不純物の極く一部が純水中に再
溶解する可能性があるが、有機物、無機物、イオン性、
非イオン性、コロイド状物質の何れもが、単一の要素操
作・機器で一挙に除去される。蒸留法純水製造装置は、
無酸素状態で高温で操作されるため、バクテリアの発生
も皆無である。As a primary pure water production apparatus, application of a conventional ion exchange pure water production apparatus is not denied.
It is optimal to use a distillation pure water production apparatus using a multi-effect evaporator that uses almost no chemical liquid and does not cause fluctuations in water quality due to complete continuous operation. In a distillation pure water production system using a multi-effect evaporator, a very small portion of volatile impurities may be redissolved in pure water, but organic, inorganic, ionic,
Both non-ionic and colloidal substances are removed at once with a single element operation and device. Distillation method pure water production equipment
Operating at high temperatures under anoxic conditions, no bacteria are generated.

【００２７】揮発性不純物の影響を極小化するために
は、供給水を真空脱気器で処理するのが最適である。供
給水を処理する真空脱気器は、多重効用蒸発装置による
蒸留法純水製造装置に一体に付設されても、これとは別
体に前流に設けられてもよい。最適に設計された充填塔
型真空脱気器により、供給水中の溶存酸素は１０ｐｐｂ
以下にすることができ、その他の揮発性不純物も高除去
率で除去することが可能である。In order to minimize the influence of volatile impurities, it is optimal to treat the feed water with a vacuum deaerator. The vacuum deaerator for treating the supply water may be provided integrally with the distillation pure water producing apparatus using a multiple effect evaporator, or may be separately provided upstream of the apparatus. Dissolved oxygen in feed water is 10ppb by optimally designed packed tower vacuum deaerator
It is possible to remove other volatile impurities at a high removal rate.

【００２８】したがって、脱気器付きの蒸留法純水製造
装置では、逆浸透処理後の原水の他に、後述するストリ
ッピング処理後の希薄排水や、高濃縮用多重効用蒸発装
置から回収した蒸留水をも供給水として使用でき、水質
的に十分な純度を有する１次純水を得ることができる。Therefore, in the distillation pure water producing apparatus equipped with a deaerator, in addition to the raw water after the reverse osmosis treatment, the dilute wastewater after the stripping treatment described below and the distillation recovered from the high-concentration multiple-effect evaporator. Water can also be used as feed water, and primary purified water having sufficient water quality can be obtained.

【００２９】２次純水製造装置としては、従来法で使用
している紫外線酸化・ポリッシャーをメインとする常温
２次純水製造装置が使用できるが、ウエハ洗浄プロセス
の高温洗浄化の進展などに応じて、蒸留法による高温超
純水製造装置を使用することももちろん可能である。後
述する実施例では、洗浄用途での需要量に応じて、両者
を併用した例を示している。As the secondary pure water producing apparatus, a normal temperature secondary pure water producing apparatus mainly used for ultraviolet oxidation and polisher used in the conventional method can be used. Accordingly, it is of course possible to use an apparatus for producing high-temperature ultrapure water by a distillation method. In an embodiment described later, an example is shown in which both are used in combination according to a demand amount for a cleaning use.

【００３０】２次純水製造装置によって製造された超純
水および高温超純水は、半導体製造工場、液晶製造工程
などのユースポイントに供給されて、電子素子の洗浄な
どに使用される。ユースポイントで各種洗浄工程に使用
された後の排水は、各工程に特有の不純物成分を様々な
レベルで含有している。これらは、不純物の成分と濃度
に応じて分別収集されれば、各々に最適な処理プロセス
と回収後の用途を選定することが容易となり、合理的で
あると言える。しかし、理想的な分別収集を考えても、
システムが余りにも複雑となり、設備コスト的にも運転
管理面からも実用化が困難である。Ultrapure water and high-temperature ultrapure water produced by the secondary pure water producing apparatus are supplied to use points such as a semiconductor production plant and a liquid crystal production process, and are used for cleaning electronic elements. Wastewater after being used in various cleaning processes at the point of use contains various levels of impurity components specific to each process. If these are separately collected according to the components and concentrations of the impurities, it is easy to select the most appropriate treatment process and the use after recovery, and it can be said that these are rational. However, considering the ideal segregated collection,
The system becomes too complicated, and it is difficult to put it into practical use from the viewpoint of equipment cost and operation management.

【００３１】本発明による排水処理方法では、排水を単
に総不純物濃度５００〜１０００ｐｐｍ程度の濃厚排水
と、１０〜２０ｐｐｍ程度の希薄排水の２系統に分ける
のみである。そして、本発明方法によれば、酸、アルカ
リや酸化剤などの無機薬品、イソプロピルアルコールな
どの有機溶剤、現像液やレジスト剥離剤中の成分などを
含んだ排水を処理し、回収した蒸留水を再利用すること
ができるシンプルなシステムが提供される。In the wastewater treatment method according to the present invention, wastewater is simply divided into two systems: a concentrated wastewater having a total impurity concentration of about 500 to 1000 ppm and a dilute wastewater having a total impurity concentration of about 10 to 20 ppm. According to the method of the present invention, the wastewater containing acid, inorganic chemicals such as alkali and oxidizing agent, organic solvent such as isopropyl alcohol, and components in a developing solution and a resist stripping agent is treated, and distilled water collected is treated. A simple system that can be reused is provided.

【００３２】一般に、半導体製造工場や液晶製造工場の
排水中に含まれる酸とアルカリ成分のバランスについて
は、酸性物質の濃度の方がはるかに大きいので、排水は
強い酸性を示す。後述する揮発性不純物除去過程で処理
が厄介な酸性ガスが発生することを防止するために、お
よびプロセス機器の腐食を防止するために、排水にアル
カリを注入して酸性の排水を中和することが好ましい。
この場合に使用するアルカリの種類としては、濃縮用多
重効用蒸発装置や高濃縮用多重効用蒸発装置でスケール
の生成を招く恐れのある難溶性無機塩を生じないものが
よい。具体的には、アルカリ金属の水酸化物、特に水酸
化ナトリウムまたは水酸化カリウムを使用すれば、フッ
酸などとの反応生成物の溶解度が大きく好都合である。In general, regarding the balance between acid and alkali components contained in wastewater from a semiconductor manufacturing plant or a liquid crystal manufacturing plant, since the concentration of an acidic substance is much higher, the wastewater shows strong acidity. Injecting alkali into the wastewater to neutralize the acidic wastewater in order to prevent the generation of troublesome acidic gases in the volatile impurity removal process described below and to prevent the corrosion of process equipment Is preferred.
In this case, the type of alkali used is preferably one which does not generate a hardly soluble inorganic salt which may cause scale formation in a multi-effect evaporator for concentration or a multi-effect evaporator for high concentration. Specifically, the use of an alkali metal hydroxide, particularly sodium hydroxide or potassium hydroxide, is advantageous because the solubility of the reaction product with hydrofluoric acid and the like is large.

【００３３】前述したように、１次純水製造装置として
蒸留法純水製造装置を使用すれば、揮発性不純物の極一
部が純水中に再溶解する可能性があるが、有機物、無機
物、イオン性、非イオン性、コロイド状物質の何れも
が、一挙に除去される。したがって、濃厚排水を処理し
て回収した蒸留水を１次純水製造装置への供給水として
リサイクルして使用することができるように、揮発性不
純物成分の除去・低減を行うのが好ましい。除去対象成
分としては、揮発性不純物、例えば炭酸根、イソプロピ
ルアルコールなどの有機溶剤、アンモニアのような塩基
性ガス成分、過酸化水素や炭酸ガスのような揮発性成分
などがある。これらは濃厚排水中にはかなり高濃度で存
在するので、完全な除去のためには蒸留塔を使用するの
が最適である。したがって、濃厚排水を濃縮用多重効用
蒸発装置に供給する前に、蒸留塔によって処理して、上
記のような揮発性不純物を除去することが好ましい。As described above, if a distillation pure water producing apparatus is used as the primary pure water producing apparatus, there is a possibility that a very small portion of the volatile impurities may be redissolved in the pure water. , Ionic, nonionic and colloidal substances are all removed at once. Therefore, it is preferable to remove and reduce the volatile impurity components so that the distilled water collected by treating the concentrated wastewater can be recycled and used as the supply water to the primary pure water production apparatus. The components to be removed include volatile impurities, for example, organic solvents such as carbonate and isopropyl alcohol, basic gas components such as ammonia, and volatile components such as hydrogen peroxide and carbon dioxide gas. Since these are present in very high concentrations in the concentrated effluent, it is best to use a distillation column for complete removal. Therefore, before supplying the concentrated wastewater to the multi-effect evaporator for concentration, it is preferable to treat the concentrated wastewater by a distillation column to remove the volatile impurities as described above.

【００３４】蒸留塔の塔頂から出た水蒸気には上述の揮
発性不純物が高濃度で含有される。この水蒸気の一部を
濃縮用多重効用蒸発装置へ送って凝縮させ、凝縮潜熱を
同装置の熱源の一部として利用することによって、熱効
率を高めることができる。生じた凝縮液は還流液として
同装置から蒸留塔の塔頂へリサイクルする。また、スト
リッピング塔の塔頂から出た水蒸気を該蒸留塔の底部に
吹き込み、その熱源の一部として利用することも好まし
い。蒸留塔の塔頂から出た水蒸気の残部は気相触媒酸化
塔に送って無害化処理するのが好ましい。The above-mentioned volatile impurities are contained at a high concentration in the steam discharged from the top of the distillation column. A part of the water vapor is sent to a multi-effect evaporator for concentration and condensed, and the latent heat of condensation is used as a part of a heat source of the device to improve the thermal efficiency. The condensate generated is recycled as reflux liquid from the same apparatus to the top of the distillation column. It is also preferable that steam coming out of the top of the stripping column is blown into the bottom of the distillation column and used as a part of the heat source. It is preferable that the remainder of the steam coming out from the top of the distillation column is sent to a gas-phase catalytic oxidation column for detoxification.

【００３５】前処理の逆浸透膜処理装置から出た濃縮水
中には、炭酸カルシウムなどの難溶性無機塩が含まれて
いる。これは、さらに濃縮・減容する過程でスケール生
成の原因となる可能性のある物質である。スケールの生
成は、上記濃縮水を脱炭酸処理することによって防止で
きる。このために、逆浸透膜処理濃縮水を蒸留塔の前流
で濃厚排水に合流させ、同濃縮水を蒸留塔で脱炭酸処理
する。The concentrated water discharged from the pretreatment reverse osmosis membrane treatment apparatus contains a hardly soluble inorganic salt such as calcium carbonate. This is a substance that may cause scale formation in the process of further concentration and volume reduction. Formation of scale can be prevented by subjecting the concentrated water to a decarboxylation treatment. For this purpose, the concentrated water treated with the reverse osmosis membrane is combined with the concentrated wastewater before the distillation column, and the concentrated water is subjected to a decarbonation treatment in the distillation column.

【００３６】さらに、１次純水製造装置から出た濃縮水
は揮発性不純物を殆ど含んでいないので、これを蒸留塔
の後流で濃厚排水に合流させ、濃縮工程の多重効用蒸発
装置の供給水とすることが好ましい。Further, since the concentrated water discharged from the primary pure water producing apparatus contains almost no volatile impurities, the concentrated water is combined with the concentrated wastewater downstream of the distillation column and supplied to the multi-effect evaporator in the concentration step. Preferably, it is water.

【００３７】濃縮用多重効用蒸発装置には、上述したよ
うに、濃厚排水と、これに逆浸透膜処理から合流された
濃縮水と、１次純水製造装置から合流された濃縮水とが
供給される。この供給水中には、半導体製造工程で使用
される現像液やレジスト剥離液中の高沸点有機物、例え
ばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭ
ＡＨ）やモノエタノールアミン（ＭＥＡ）などが混入し
ており、これらの中には濃縮用多重効用蒸発装置での濃
縮工程で微量蒸発して蒸留水を汚染する可能性のある物
質も含まれている。この濃縮工程で回収した蒸留水は１
次純水製造装置の供給水として使用したい水であるの
で、上述の高沸点有機物による汚染は避けるべきであ
る。高沸点有機物の蒸発速度は蒸発液中の濃度に依存す
るので、蒸発液中の高沸点有機物濃度を過大にすべきで
はない。このため、濃縮工程では、供給水濃度と濃縮水
濃度の比を２程度までにとどめることが好ましい。As described above, the concentrated multi-effect evaporator is supplied with the concentrated waste water, the concentrated water combined with the reverse osmosis membrane treatment, and the concentrated water combined with the primary pure water production device. Is done. In this supply water, a high-boiling organic material such as tetramethylammonium hydroxide (TM) in a developing solution or a resist stripping solution used in a semiconductor manufacturing process is used.
AH) and monoethanolamine (MEA), which include substances that may contaminate distilled water by evaporating a small amount in the concentration step of the multi-effect evaporator for concentration. I have. The distilled water recovered in this concentration step is 1
Since the water is to be used as feed water for the next pure water production apparatus, the above-mentioned contamination with high boiling organic substances should be avoided. Since the evaporation rate of high boiling organics depends on the concentration in the evaporate, the concentration of high boiling organics in the evaporate should not be excessive. For this reason, in the concentration step, it is preferable to keep the ratio of the concentration of the supply water to the concentration of the concentrated water to about 2.

【００３８】前述したように、濃縮用多重効用蒸発装置
の熱源には、前流の蒸留塔の塔頂水蒸気の一部の凝縮潜
熱を使用して省エネルギー化を図ることができる。As described above, as the heat source of the multi-effect evaporator for concentration, it is possible to save energy by using the latent heat of condensation of a part of the steam at the top of the distillation column in the upstream.

【００３９】濃縮用多重効用蒸発装置から出た濃縮排水
はまだ流量も大きく不純物濃度もそれほど大きくないの
で、これを高濃縮用多重効用蒸発装置によって、更に濃
縮・減容すると同時に、蒸留水の回収を行う。ここで排
出される高濃縮排水は、数％〜１０％の総不純物濃度を
有し、高濃縮工程での濃縮比は数十〜５０倍程度とな
る。高濃縮用多重効用蒸発装置によって回収された蒸留
水は、１０ｐｐｍ程度の総不純物濃度を有するが、これ
は冷却装置の補給水として使用されるので、水質的には
十分である。The concentrated effluent discharged from the multi-effect evaporator for concentration has still a large flow rate and the impurity concentration is not so large. Therefore, the concentrated waste water is further concentrated and reduced in volume by the multi-effect evaporator for high concentration, and at the same time, the distilled water is recovered. I do. The highly concentrated wastewater discharged here has a total impurity concentration of several% to 10%, and the concentration ratio in the high concentration step is several tens to 50 times. The distilled water recovered by the high-concentration multi-effect evaporator has a total impurity concentration of about 10 ppm, which is used as make-up water for the cooling device, and therefore has sufficient water quality.

【００４０】高濃縮用多重効用蒸発装置によって元の排
水量に対して約１００分の１程度まで減容された高濃縮
排水は、このまま廃棄物として外部の処理場で集中処理
してもよい。あるいは、これに消石灰スラリーなどを加
えて溶存無機物を難溶性無機塩として析出沈降させ、濃
厚排水および／または稀薄排水中和用に使用した水酸化
ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリを含む
上澄み液を分離回収し、これを原排水中和用に再利用す
ることもできる。この場合、過剰の消石灰の添加を避
け、化学当量の注入にとどめれば、後述する廃棄物量は
最少の量となる。The highly concentrated wastewater whose volume has been reduced to about 1/100 of the original wastewater amount by the high-concentration multiple-effect evaporator may be subjected to centralized treatment as waste as it is at an external treatment plant. Alternatively, slaked lime slurry or the like is added thereto to precipitate and settle dissolved inorganic matter as a hardly soluble inorganic salt, and a supernatant containing an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide used for neutralization of concentrated wastewater and / or diluted wastewater is used. It can also be separated and collected, and reused for neutralization of raw wastewater. In this case, if the addition of excess slaked lime is avoided and only chemical equivalents are injected, the amount of waste described below will be the minimum.

【００４１】上澄み液から分離された難溶性無機塩含有
スラリーを、ドラムドライヤなどの乾燥装置によって乾
燥固形廃棄物化することもできる。これにより、廃棄物
量が最少の量となり、また廃棄物の化学的形態も排水中
のフッ酸成分がフッ化カルシウムになるなど、最も安定
なものとすることができる。この乾燥工程は高沸点有機
物の蒸発を伴ない、廃蒸気は悪臭などの有害性を有する
ので、蒸留塔に付設された気相触媒酸化塔に廃蒸気を送
って、無害化処理を行うことが好ましい。The slurry containing the hardly soluble inorganic salt separated from the supernatant can be converted into dry solid waste by a drying device such as a drum dryer. As a result, the amount of waste can be minimized, and the chemical form of the waste can be the most stable, for example, the hydrofluoric acid component in the wastewater becomes calcium fluoride. This drying process involves the evaporation of high-boiling organic substances, and the waste steam has harmful odors and other harmful effects.Therefore, the waste steam can be sent to the gas-phase catalytic oxidation tower attached to the distillation column for detoxification. preferable.

【００４２】一方、希薄排水については、全量を１次純
水製造装置の供給水として回収するのが最適である。１
次純水製造装置として蒸留法純水製造装置が使用される
場合には、揮発性不純物の負荷をできるだけ下げてやる
ことが重要である。この場合、希薄排水を先ず水酸化ナ
トリウムなどのアルカリで中和し、その後スチームスト
リッピング塔で処理してイソプロピルアルコール、アン
モニア、過酸化水素などの揮発性不純物を除去する。塔
底から吹き込む水蒸気としては、ボイラー水蒸気を直接
使用してもよいが、ボイラーの水系統と純水・排水系統
を分離しておくために、排水の一部を間接的に加熱して
発生する水蒸気を使用してもよい。ストリッピング塔の
塔頂から出た水蒸気は不純物を微量含むので、これを濃
厚排水処理系の蒸留塔のリボイラーの代わりとして用い
てもよい。On the other hand, it is optimal to recover the entire amount of the diluted waste water as the supply water for the primary pure water production apparatus. 1
When a distillation pure water production apparatus is used as the secondary pure water production apparatus, it is important to reduce the load of volatile impurities as much as possible. In this case, the diluted wastewater is first neutralized with an alkali such as sodium hydroxide and then treated in a steam stripping tower to remove volatile impurities such as isopropyl alcohol, ammonia, and hydrogen peroxide. As steam blown from the bottom of the tower, boiler steam may be used directly, but it is generated by indirectly heating part of wastewater to separate the boiler water system from pure water / drainage system. Steam may be used. Since the steam discharged from the top of the stripping column contains a trace amount of impurities, this may be used as a substitute for the reboiler of the distillation column of the concentrated wastewater treatment system.

【００４３】ストリッピング塔で処理された希薄排水
は、蒸留法純水製造装置の処理能力に見合う濃度以下の
不純物含有濃度を有したものとなる。このストリッピン
グ処理水は、排水処理系の濃縮用多重効用蒸発装置から
出た蒸留水と合流されて、合流回収水が１次純水製造装
置の供給水として再利用される。The dilute wastewater treated in the stripping tower has a concentration of impurities equal to or less than the concentration corresponding to the treatment capacity of the apparatus for producing pure water by distillation. This stripping water is combined with distilled water discharged from the multiple effect evaporator for concentration in the wastewater treatment system, and the combined recovered water is reused as supply water for the primary pure water production device.

【００４４】上述のシステムにおいては、１次純水製造
装置としての多重効用蒸発装置、２次純水製造装置の一
部としての高温超純水製造装置、濃厚排水処理系統での
濃縮用多重効用蒸発装置、高濃縮用多重効用蒸発装置、
スラリー液の蒸発乾燥装置、および希薄排水処理系統で
のスチームストリッピング塔などではいずれも水蒸気を
使用する。これらの加熱蒸気として、電力と水蒸気を同
時に供給できるコージェネレーション装置から発生する
水蒸気を使用すれば、半導体製造工場における電力と熱
のエネルギーバランスを改善することができ、コージェ
ネレーション設備導入の投資効率を大幅に向上すること
ができる。この水蒸気としてボイラからのものを用いる
ことももちろんできる。In the above-mentioned system, a multiple-effect evaporator as a primary pure water producing apparatus, a high-temperature ultrapure water producing apparatus as a part of a secondary pure water producing apparatus, a multiple-effect for concentration in a concentrated wastewater treatment system Evaporator, multiple effect evaporator for high concentration,
Steam is used in a slurry liquid evaporator / dryer and a steam stripping tower in a lean wastewater treatment system. By using steam generated from a cogeneration system that can simultaneously supply electric power and steam as the heating steam, the energy balance between electric power and heat in a semiconductor manufacturing plant can be improved, and the investment efficiency of introducing cogeneration equipment can be improved. It can be greatly improved. Of course, steam from a boiler can be used as the steam.

【００４５】[0045]

【作用】請求項１の発明によれば、半導体製造工場など
の電子産業において、電力と熱と水の有機的な結合が可
能となり、排水のない経済的なシステムが構築できる。According to the first aspect of the present invention, in the electronic industry such as a semiconductor manufacturing factory, organic coupling of electric power, heat and water becomes possible, and an economical system without drainage can be constructed.

【００４６】また、１次および２次純水製造装置、濃縮
用および高濃縮用多重効用蒸発装置、並びに必要に応じ
て設けられる蒸発乾燥装置の熱源として、コージェネレ
ーション装置からの加熱蒸気を用いる場合、半導体製造
工場における電力と熱のエネルギーバランスを改善する
ことができ、コージェネレーション設備導入の投資効率
を大幅に向上することができる。When heating steam from a cogeneration system is used as a heat source for a primary and secondary pure water production system, a multi-effect evaporator for concentration and high concentration, and an evaporator / dryer provided as required. In addition, the energy balance between electric power and heat in a semiconductor manufacturing plant can be improved, and the investment efficiency of introducing cogeneration equipment can be greatly improved.

【００４７】請求項２の発明によれば、１次純水製造装
置として多重効用蒸発装置による蒸留法純水製造装置を
使用するので、有機物、無機物、イオン性、非イオン
性、コロイド状物質の何れもが、単一の要素操作・機器
で一挙に除去される。蒸留法純水製造装置は、無酸素状
態で高温で操作されるため、バクテリアの発生も皆無で
ある。According to the second aspect of the present invention, since a distillation pure water production apparatus using a multiple effect evaporator is used as the primary pure water production apparatus, organic, inorganic, ionic, nonionic, colloidal substances can be used. Both are removed at once with a single element operation / device. Since the distillation pure water production apparatus is operated at a high temperature in an oxygen-free state, no bacteria are generated.

【００４８】請求項３の発明によれば、１次純水製造装
置としての多重効用蒸発装置の前流に真空脱気器が配設
されているので、供給水中の溶存酸素その他の揮発性不
純物を高除去率で除去することができる。According to the third aspect of the present invention, since the vacuum deaerator is provided upstream of the multi-effect evaporator as the primary pure water producing apparatus, dissolved oxygen and other volatile impurities in the feed water are provided. Can be removed at a high removal rate.

【００４９】請求項４の発明によれば、原水を逆浸透膜
処理装置で前処理するので、高い不純物阻止率（原水と
濃縮水中の平均不純物濃度に対する、透過水中の不純物
濃度）が得られる。したがって、原水としては、市水、
工業用水、地下水などを使用できる上に、本発明方法で
排出された排水からの回収液をも使用することができ
る。According to the fourth aspect of the present invention, since the raw water is pretreated by the reverse osmosis membrane treatment apparatus, a high impurity rejection ratio (the impurity concentration in the permeated water with respect to the average impurity concentration in the raw water and the concentrated water) can be obtained. Therefore, as raw water, city water,
In addition to using industrial water and groundwater, it is also possible to use a liquid recovered from the wastewater discharged by the method of the present invention.

【００５０】請求項５の発明によれば、濃厚排水および
／または希薄排水をアルカリで中和するので、排水中の
酸性成分の分圧を下げてこれを揮散し難くし、アルカリ
成分の分圧を上げてこれを後流の蒸留塔およびスチーム
ストリッピング塔において揮散し易くすることができ
る。また、揮発性不純物除去過程で処理が厄介な酸性ガ
スが発生することを防止すると共に、プロセス機器の腐
食を防止することができる。According to the fifth aspect of the present invention, the concentrated wastewater and / or the diluted wastewater is neutralized with alkali, so that the partial pressure of the acidic component in the wastewater is reduced to make it difficult to volatilize, and the partial pressure of the alkaline component is reduced. To make it easier to volatilize in the downstream distillation column and steam stripping column. Further, it is possible to prevent the generation of an acidic gas which is troublesome in the process of removing volatile impurities, and to prevent the corrosion of process equipment.

【００５１】請求項６の発明によれば、濃厚排水を濃縮
用多重効用蒸発装置の前流で蒸留塔によって処理するの
で、濃厚排水中にはかなり高濃度で存在する揮発性不純
物、例えば炭酸根、イソプロピルアルコールなどの有機
溶剤、アンモニアのような塩基性ガス成分、過酸化水素
や炭酸ガスのような揮発性成分などを除去することがで
きる。According to the sixth aspect of the present invention, the concentrated wastewater is treated by the distillation column in front of the multi-effect evaporator for concentration, so that volatile impurities present in the concentrated wastewater at a considerably high concentration, for example, carbonates. Organic solvents such as isopropyl alcohol, basic gas components such as ammonia, and volatile components such as hydrogen peroxide and carbon dioxide.

【００５２】請求項７の発明によれば、蒸留塔の塔頂か
ら水蒸気と共に排出された揮発性不純物を気相触媒酸化
装置で無害化することができる。According to the seventh aspect of the present invention, volatile impurities discharged together with water vapor from the top of the distillation column can be rendered harmless by the gas phase catalytic oxidation device.

【００５３】請求項８の発明によれば、逆浸透膜処理装
置から出た濃縮水を、蒸留塔の前流で濃厚排水に合流す
るので、濃縮水中に含まれる炭酸カルシウムなどの難溶
性無機塩がスケールを形成するのを蒸留塔による脱炭酸
処理で防止することができる。According to the eighth aspect of the present invention, the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment device is combined with the concentrated wastewater before the distillation column, so that the hardly soluble inorganic salt such as calcium carbonate contained in the concentrated water is contained. Can be prevented from forming scale by a decarboxylation treatment using a distillation column.

【００５４】請求項９の発明によれば、１次純水製造装
置の多重効用蒸発装置から出た濃縮水を、濃縮用多重効
用蒸発装置の前流かつ蒸留塔の後流で濃厚排水に合流す
るので、揮発性不純物を含まない上記濃縮水を濃縮用多
重効用蒸発装置へそのまま供給することができる。According to the ninth aspect of the present invention, the concentrated water discharged from the multiple-effect evaporator of the primary pure water producing apparatus is combined with the concentrated wastewater before the enrichment multiple-effect evaporator and downstream of the distillation column. Therefore, the concentrated water containing no volatile impurities can be directly supplied to the multi-effect evaporator for concentration.

【００５５】請求項１０の発明によれば、希薄排水を１
次純水製造装置へ供給水の一部としてリサイクルする前
にストリッピング塔で処理するので、揮発性不純物、例
えばイソプロピルアルコール、アンモニア、過酸化水素
などを除去して希薄排水の純度を高めることができる。According to the tenth aspect of the present invention, the lean waste water
Since it is treated in a stripping tower before being recycled as part of the supply water to the next pure water production unit, it is possible to remove volatile impurities such as isopropyl alcohol, ammonia, and hydrogen peroxide to increase the purity of the dilute wastewater. it can.

【００５６】請求項１１の発明によれば、ストリッピン
グ塔の塔頂から出た水蒸気を、濃厚排水を処理する蒸留
塔の底部に吹き込み、蒸留塔の塔頂から出た水蒸気を濃
縮用多重効用蒸発装置の熱源として使用し、この水蒸気
の凝縮液を還流液として蒸留塔の塔頂へリサイクルする
ので、熱効率を高めることができる。According to the eleventh aspect of the present invention, the steam discharged from the top of the stripping tower is blown into the bottom of the distillation tower for treating the concentrated wastewater, and the steam discharged from the top of the distillation tower is subjected to the multiple effect for concentration. Since it is used as a heat source of the evaporator and the condensate of the water vapor is recycled as a reflux liquid to the top of the distillation column, the heat efficiency can be increased.

【００５７】請求項１２の発明によれば、排水の中和に
使用するアルカリとして、水酸化ナトリウムまたは水酸
化カリウムを使用するので、フッ酸などとの反応生成物
の溶解度が大きく好都合である。According to the twelfth aspect of the present invention, sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as the alkali used for neutralizing the wastewater, so that the solubility of the reaction product with hydrofluoric acid and the like is large and convenient.

【００５８】請求項１３の発明によれば、高濃縮用多重
効用蒸発装置によって高濃縮された高濃縮排水に消石灰
を添加して難溶性無機塩を析出させ、生成した上澄み液
を分離して同液からアルカリを回収するので、回収アル
カリを排水中和用に再使用することができる。また、廃
棄物量を最少の量とすることができると共に、廃棄物の
化学的形態も排水中のフッ酸成分をフッ化カルシウムな
どの最も安定なものとすることができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, slaked lime is added to highly concentrated wastewater highly concentrated by the high-concentration multiple-effect evaporator to precipitate hardly soluble inorganic salts, and the resulting supernatant is separated. Since the alkali is recovered from the liquid, the recovered alkali can be reused for wastewater neutralization. In addition, the amount of waste can be minimized, and the chemical form of the waste can make the hydrofluoric acid component in the wastewater the most stable, such as calcium fluoride.

【００５９】このようにして、本発明方法によれば、超
純水製造・排水処理クローズドシステムにおいて、プロ
セスを大幅に簡略化でき、工場の生産規模が大型化して
も、各要素技術、要素装置を複合化できるため、設備全
体の建設費、設置面積を低く抑えることができる。ま
た、要素技術数、要素機器・装置数が少なくなり、運転
と維持管理が容易となり、将来の半導体の飛躍的な微細
構造化に伴って高温超純水洗浄化が進められた場合で
も、本発明方法はこれに対応できる要素技術のみから構
成される。そして、工場全体の電力と熱と水に関して有
機的な結合システムが構成され、省エネルギー、廃棄物
ミニマム化、環境改善が進められる。As described above, according to the method of the present invention, in the ultrapure water production / drainage treatment closed system, the process can be greatly simplified, and even if the production scale of the factory becomes large, each element technology and element device can be used. Can be combined, so that the construction cost and installation area of the entire facility can be kept low. In addition, even if the number of elemental technologies and the number of elemental devices and equipment are reduced, operation and maintenance are easy, and even if high-temperature ultrapure water cleaning is promoted along with the dramatic fine structure of semiconductors in the future, this method will be used. The invention method is composed of only the elemental technologies that can respond to this. Then, an organic coupling system for electric power, heat and water in the whole factory is configured, and energy saving, minimization of waste, and environmental improvement are promoted.

【００６０】[0060]

【実施例】つぎに、この発明の実施例を示す。Next, an embodiment of the present invention will be described.

【００６１】実施例１ 図１から図４において、図１および図２中のは図３
(a)(b)中のに、図１および図２中のは図４中の
に、図１中のは図２中のに、図２中のは
図４中のに、図２中の(A) は同図中の(A) に、図２中
の(B) は同図中の(B) に、図１中の(C) は図２中の(C)
に、それぞれ接続していることを示す。Embodiment 1 In FIGS. 1 to 4, FIGS. 1 and 2 show FIG.
1 (a) and 2 (b), FIG. 1 and FIG. 2 show in FIG. 4, FIG. 1 shows in FIG. 2, FIG. 2 shows in FIG. 4, and FIG. (A) corresponds to (A) in the figure, (B) in FIG. 2 corresponds to (B) in the figure, and (C) in FIG. 1 corresponds to (C) in FIG.
Shows that they are connected.

【００６２】原水として工業用水が逆浸透膜処理装置
(1) に供給され、得られた前処理水が１次純水製造装置
としての多重効用蒸発装置(2) へ送られる。得られた１
次純水は常温２次純水製造装置(3) と高温超純水製造装
置(4) に分けて供給され、こうして製造された２次純水
すなわち超純水はユースポイント(5) へ供給される。Industrial water is used as raw water in reverse osmosis membrane treatment equipment.
Is supplied to (1), and the obtained pretreated water is sent to a multi-effect evaporator (2) as a primary pure water producing apparatus. 1 obtained
The secondary pure water is supplied separately to the room-temperature secondary pure water production equipment (3) and the high-temperature ultrapure water production equipment (4), and the secondary pure water thus produced, that is, ultrapure water, is supplied to the use point (5). Is done.

【００６３】ユースポイント(5) で洗浄などに使用した
超純水の排水のうち濃厚排水は、水酸化ナトリウム水溶
液の添加の後、熱交換器(6) を経て蒸留塔(7) の塔頂へ
導入される。蒸留塔(7) の塔底から出た留分は次いで上
記熱交換器(6) を経て濃縮用多重効用蒸発装置(8) へ供
れる。蒸留塔(7) の塔底には、後述するストリッピング
塔(10)の塔頂から出た水蒸気(A) が熱源として吹き込ま
れる。蒸留塔(7) の塔頂から出た水蒸気の一部は濃縮用
多重効用蒸発装置(8) の熱源として利用され、水蒸気の
凝縮水は同装置(8) から蒸留塔(7) の塔頂へリサイクル
される。蒸留塔(7) の塔頂から出た水蒸気の残部は気相
触媒酸化装置(9) で無害化処理される。The concentrated wastewater of the ultrapure water used for washing at the use point (5) is added to the aqueous solution of sodium hydroxide, passes through the heat exchanger (6), and then passes through the top of the distillation column (7). Is introduced to The fraction discharged from the bottom of the distillation column (7) is then supplied to the multi-effect evaporator (8) for concentration via the heat exchanger (6). Steam (A) that has come out from the top of a stripping column (10), which will be described later, is blown into the bottom of the distillation column (7) as a heat source. A part of the steam from the top of the distillation column (7) is used as a heat source for the multi-effect evaporator (8) for concentration, and condensed water of the steam is sent from the same (8) to the top of the distillation column (7). Recycled to The remainder of the steam from the top of the distillation column (7) is detoxified in a gas phase catalytic oxidation unit (9).

【００６４】逆浸透膜処理装置(1) から出た濃縮水は、
蒸留塔(7) の前流で濃厚排水に合流される。また、１次
純水製造装置の多重効用蒸発装置(2) から出た濃縮水
(C) は、濃縮用多重効用蒸発装置(8) の前流かつ蒸留塔
(7) の後流で濃厚排水に合流される。 他方、ユースポ
イント(5) で洗浄などに使用した超純水の排水のうち希
薄排水は、やはり水酸化ナトリウム水溶液の添加の後、
熱交換器(11)を経てストリッピング塔(10)に通される。
ついでこのストリッピング処理水は、上記熱交換器(11)
を経た後、濃縮用多重効用蒸発装置(8) で回収された蒸
留水と合流され、合流回収水は逆浸透膜処理装置(1) の
後流かつ多重効用蒸発装置(2) の前流で１次純水製造装
置へ供給水の一部としてリサイクルされる。The concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment device (1)
It joins with the concentrated wastewater before the distillation column (7). Concentrated water from the multiple-effect evaporator (2) of the primary pure water production system
(C) is the upstream of the multi-effect evaporator for concentration (8) and the distillation column.
In the wake of (7), it joins with the concentrated wastewater. On the other hand, among the ultrapure water wastewater used for washing at the point of use (5), the diluted wastewater is also added after the addition of aqueous sodium hydroxide solution.
It is passed to a stripping tower (10) via a heat exchanger (11).
Next, the stripping treatment water is supplied to the heat exchanger (11).
After that, it is combined with the distilled water collected by the multi-effect evaporator for concentration (8), and the combined recovered water flows downstream of the reverse osmosis membrane treatment device (1) and upstream of the multi-effect evaporator (2). It is recycled as part of the supply water to the primary pure water production equipment.

【００６５】濃縮用多重効用蒸発装置(8) から出た濃縮
排水はついで高濃縮用多重効用蒸発装置(12)へ送られ、
さらに高濃縮される。高濃縮用多重効用蒸発装置(12)で
回収された蒸留水は図４に示す冷却装置(13)へ補給水と
して送られる。高濃縮用多重効用蒸発装置(12)から出た
高濃縮排水は沈殿槽(14)に移され、同排水に消石灰スラ
リーが添加される。これにより溶存無機物が難溶性無機
塩として析出沈降するので、先に添加した水酸化ナトリ
ウムを含む上澄み液が分離装置(15)で分離回収される。
上澄み液から分離された難溶性無機塩含有スラリーは、
ドラムドライヤ(16)によって乾燥固形廃棄物化される。
これにより生じた廃蒸気は、前記気相触媒酸化塔(9) へ
送られて、無害化処理される。The concentrated effluent discharged from the multi-effect evaporator (8) for concentration is then sent to the multi-effect evaporator (12) for high concentration.
It is further highly concentrated. The distilled water collected by the high-concentration multiple-effect evaporator (12) is sent to the cooling device (13) shown in FIG. 4 as makeup water. The highly concentrated wastewater discharged from the high-concentration multiple-effect evaporator (12) is transferred to a sedimentation tank (14), and slaked lime slurry is added to the wastewater. As a result, the dissolved inorganic substance precipitates and precipitates as a hardly soluble inorganic salt, and thus the supernatant liquid containing sodium hydroxide added earlier is separated and collected by the separation device (15).
The slurry containing the hardly soluble inorganic salt separated from the supernatant,
It is dried into solid waste by a drum dryer (16).
The waste steam generated by this is sent to the gas phase catalytic oxidation tower (9), where it is detoxified.

【００６６】１次純水製造装置としての多重効用蒸発装
置(2) 、２次純水製造装置の一部としての高温超純水製
造装置(4) 、濃厚排水処理系統での濃縮用多重効用蒸発
装置(8) 、高濃縮用多重効用蒸発装置(12)、スラリー液
の乾燥固形化用のドラムドライヤ(16)、および希薄排水
処理系統でのスチームストリッピング塔(10)では、加熱
水蒸気として、図３(a) に示すコージェネレーション装
置(17)から発生する水蒸気が使用される。この水蒸気と
して、図３(b) に示すボイラ(18)からのものを用いるこ
とももちろんできる。A multiple-effect evaporator (2) as a primary pure water producing apparatus, a high-temperature ultrapure water producing apparatus (4) as a part of a secondary pure water producing apparatus, and a multiple-effect for concentration in a concentrated wastewater treatment system In the evaporator (8), the multi-effect evaporator (12) for high concentration, the drum dryer (16) for drying and solidifying the slurry liquid, and the steam stripping tower (10) in the dilute wastewater treatment system, the heating steam is used. The steam generated from the cogeneration system (17) shown in FIG. 3 (a) is used. Of course, the steam from the boiler (18) shown in FIG. 3 (b) can be used.

【００６７】[0067]

【発明の効果】本発明によれば、従来のシステムに比較
して下記の効果が発揮される。According to the present invention, the following effects are exhibited as compared with the conventional system.

【００６８】超純水製造・排水処理クローズドシステム
において、 プロセスが大幅に簡略化される。In a closed system for ultrapure water production and wastewater treatment, the process is greatly simplified.

【００６９】 工場の生産規模が大型化しても、各要
素技術、要素装置を複合化することが可能となるため、
設備全体の建設費、設置面積が低減できる。Even if the production scale of the factory becomes large, each element technology and element device can be combined,
The construction cost and installation area of the entire equipment can be reduced.

【００７０】 要素技術数、要素機器・装置数が少な
くなり、その運転および維持管理が容易となる。The number of component technologies and the number of component devices / devices are reduced, and the operation and maintenance of the components are facilitated.

【００７１】 将来の半導体の飛躍的な微細構造化に
伴って高温超純水洗浄化が進められた場合でも、本発明
方法はこれに対応できる要素技術のみから構成すること
ができる。Even in the case where high-temperature ultrapure water cleaning is promoted in accordance with the dramatic fine structure of semiconductors in the future, the method of the present invention can be constituted only by elemental technologies that can cope with this.

【００７２】 １次および２次純水製造装置、濃縮用
および高濃縮用多重効用蒸発装置、並びに必要に応じて
設けられる蒸発乾燥装置の熱源として、コージェネレー
ション装置からの加熱蒸気を用いることにより、半導体
製造工場における電力と熱のエネルギーバランスを改善
することができ、コージェネレーション設備導入の投資
効率を大幅に向上することができ、工場全体の電力、
熱、水に関して有機的な結合システムが構成され、省エ
ネルギー、廃棄物ミニマム化、環境改善が進められる。By using heated steam from a cogeneration device as a heat source for a primary and secondary pure water production device, a multi-effect evaporator for concentration and high concentration, and an optional evaporative dryer, The energy balance between power and heat in a semiconductor manufacturing plant can be improved, the investment efficiency of cogeneration equipment introduction can be greatly improved, and the power and
An organic coupling system is configured for heat and water, and energy conservation, waste minimization, and environmental improvement are promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 実施例の超純水製造および排水処理システム
の一部を示すフローシートである。FIG. 1 is a flow sheet showing a part of an ultrapure water production and wastewater treatment system of an embodiment.

【図２】 実施例の超純水製造および排水処理システム
の残部を示すフローシートである。FIG. 2 is a flow sheet showing the rest of the ultrapure water production and wastewater treatment system of the example.

【図３】 図３(a) はコージェネレーション装置による
加熱方式を示すフローシートである。図３(b) はボイラ
による加熱方式を示すフローシートである。FIG. 3 (a) is a flow sheet showing a heating method using a cogeneration apparatus. FIG. 3B is a flow sheet showing a heating method using a boiler.

【図４】 冷却方式を示すフローシートである。FIG. 4 is a flow sheet showing a cooling method.

【図５】 従来の超純水製造および排水処理システムを
示すフローシートである。FIG. 5 is a flow sheet showing a conventional ultrapure water production and wastewater treatment system.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/66 ５１０Ｋ 1/66 ５１０ ５２１Ｂ ５２１ ５４０Ｄ ５４０ ５４０Ｚ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＧ (72)発明者 平野 隆 大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 森山 忠浩 大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日 立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−79257（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−227592（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−80982（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/04 B01D 61/02 C02F 1/44 B01D 3/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI C02F 1/44 C02F 1/66 510K 1/66 510 521B 521 540D 540 540Z B01D 53/36 ZABG (72) Inventor Takashi Hirano Osaka City 5-3-28 Nishikujo, Konohana-ku, Nishitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Tadahiro Moriyama 5-3-28, Nishikujo, Konohana-ku, Osaka-shi Hiratachi Shipbuilding Co., Ltd. (56) References JP-A-6 -79257 (JP, A) JP-A-7-227592 (JP, A) JP-A-3-80982 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) C02F 1/04 B01D 61/02 C02F 1/44 B01D 3/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 １次純水製造装置と２次純水製造装置に
よって原水から超純水を製造するに当たり、 超純水使用後の排水のうち濃厚排水を濃縮用多重効用蒸
発装置によって濃縮し、同装置から出た濃縮排水をさら
に高濃縮用多重効用蒸発装置によって高濃縮し、濃縮用
多重効用蒸発装置から回収した蒸留水を１次純水製造装
置へ供給水の一部としてリサイクルし、 高濃縮用多重効用蒸発装置から回収した蒸留水を冷却装
置へ補給水として供給し、 高濃縮用多重効用蒸発装置から出た高濃縮排水を必要に
応じて蒸発乾燥装置によって固化し、 超純水使用後の排水のうち希薄排水を１次純水製造装置
へ供給水の一部としてリサイクルし、 １次および２次純水製造装置、濃縮用および高濃縮用多
重効用蒸発装置、並びに必要に応じて設けられる蒸発乾
燥装置の熱源として、ボイラまたはコージェネレーショ
ン装置からの加熱蒸気を用いることを特徴とする、クロ
ーズドシステムの超純水製造および排水処理方法。1. When producing ultrapure water from raw water using a primary pure water production device and a secondary pure water production device, concentrated wastewater of the wastewater after using ultrapure water is concentrated by a multi-effect evaporator for concentration. The concentrated wastewater discharged from the apparatus is further highly concentrated by a high-concentration multi-effect evaporator, and the distilled water recovered from the concentrator multiple-effect evaporator is recycled as part of the supply water to the primary pure water production apparatus, The distilled water recovered from the high-concentration multi-effect evaporator is supplied to the cooling device as make-up water, and the high-concentration wastewater from the high-concentration multi-effect evaporator is solidified by an evaporator and dryer, if necessary. Recycle the diluted wastewater from the wastewater after use as part of the supply water to the primary pure water production equipment, primary and secondary pure water production equipment, concentration and high concentration multi-effect evaporator, and if necessary Steam provided As a heat source of the drying apparatus, a boiler or is characterized by using a heating steam from cogeneration apparatus, ultrapure water production and waste water treatment method of a closed system. 【請求項２】 １次純水製造装置として多重効用蒸発装
置による蒸留法純水製造装置を使用することを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein an apparatus for producing pure water by distillation using a multiple effect evaporator is used as the apparatus for producing pure water. 【請求項３】 １次純水製造装置としての多重効用蒸発
装置の前流に供給水中の揮発性不純物除去用の真空脱気
器が配設されていることを特徴とする、請求項２に記載
の方法。3. A vacuum deaerator for removing volatile impurities in feed water is provided upstream of a multi-effect evaporator as a primary pure water production apparatus. The described method. 【請求項４】 原水を逆浸透膜処理装置で前処理するこ
とを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１記載の
方法。4. The method according to claim 1, wherein the raw water is pretreated with a reverse osmosis membrane treatment device. 【請求項５】 濃厚排水および／または希薄排水をアル
カリで中和することを特徴とする、請求項１〜４のうち
いずれか１記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the concentrated waste water and / or the lean waste water is neutralized with an alkali. 【請求項６】 濃厚排水を濃縮用多重効用蒸発装置の前
流で蒸留塔によって処理することを特徴とする、請求項
１〜５のうちいずれか１記載の方法。6. The process according to claim 1, wherein the concentrated wastewater is treated by a distillation column upstream of a multi-effect evaporator for concentration. 【請求項７】 蒸留塔の塔頂から水蒸気と共に排出され
た揮発性不純物を気相触媒酸化装置で無害化することを
特徴とする、請求項６に記載の方法。7. The method according to claim 6, wherein volatile impurities discharged together with water vapor from the top of the distillation column are detoxified by a gas phase catalytic oxidation device. 【請求項８】 逆浸透膜処理装置から出た濃縮水を蒸留
塔の前流で濃厚排水に合流することを特徴とする、請求
項４〜７のうちいずれか１記載の方法。8. The method according to claim 4, wherein the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane treatment device is combined with the concentrated wastewater upstream of the distillation column. 【請求項９】 １次純水製造装置の多重効用蒸発装置か
ら出た濃縮水を濃縮用多重効用蒸発装置の前流かつ蒸留
塔の後流で濃厚排水に合流することを特徴とする、請求
項２〜８のうちいずれか１記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein the concentrated water discharged from the multiple-effect evaporator of the primary pure water producing apparatus is combined with the concentrated wastewater before the concentrating multi-effect evaporator and downstream of the distillation column. Item 9. The method according to any one of Items 2 to 8. 【請求項１０】 希薄排水を１次純水製造装置へ供給水
の一部としてリサイクルする前にストリッピング塔で処
理することを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか
１記載の方法。10. The method according to claim 1, wherein the diluted waste water is treated in a stripping tower before being recycled as a part of the supply water to the primary pure water production apparatus. . 【請求項１１】 ストリッピング塔の塔頂から出た水蒸
気を、濃厚排水を処理する蒸留塔の塔底に吹き込み、蒸
留塔の塔頂から出た水蒸気の一部を濃縮用多重効用蒸発
装置の熱源として利用し、水蒸気の凝縮水を蒸留塔の塔
頂へリサイクルすることを特徴とする、請求項１０記載
の方法。11. The steam discharged from the top of the stripping tower is blown into the bottom of the distillation tower for treating the concentrated wastewater, and a part of the steam discharged from the top of the distillation tower is removed by a multi-effect evaporator for concentration. The method according to claim 10, wherein the condensed water of steam is recycled to the top of the distillation column as a heat source. 【請求項１２】 排水の中和に使用するアルカリとし
て、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを使用する
ことを特徴とする、請求項５に記載の方法。12. The method according to claim 5, wherein sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as the alkali used for neutralizing the wastewater. 【請求項１３】 高濃縮用多重効用蒸発装置によって高
濃縮された高濃縮排水に消石灰を添加して難溶性無機塩
を析出させ、生成した上澄み液を分離して同液からアル
カリを回収することを特徴とする、請求項１２に記載の
超純水製造および排水処理方法。13. Addition of slaked lime to highly concentrated wastewater highly concentrated by a multi-effect evaporator for high concentration to precipitate a hardly soluble inorganic salt, separating a generated supernatant and recovering alkali from the same. The method for producing ultrapure water and treating wastewater according to claim 12, characterized in that: