JP3227863B2 - 超純水の製造方法 - Google Patents
超純水の製造方法Info
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
り、特に、製造される超純水中のTOC(全有機体炭
素)を現状より大幅に低減することができる超純水の製
造方法に関する。
等の原水から超純水を製造する超純水製造装置は、基本
的に、前処理装置、一次純水製造装置及び二次純水製造
装置から構成される。このうち、前処理装置は、凝集、
浮上、濾過装置で構成される。一次純水製造装置は、2
基の逆浸透膜分離装置及び混床式イオン交換装置、或い
は、イオン交換純水装置及び逆浸透膜分離装置で構成さ
れ、また、二次純水製造装置は、低圧紫外線酸化装置、
混床式イオン交換装置及び限外濾過膜分離装置で構成さ
れる。
ち、原水中のTOC成分を分離、吸着、分解等の手段で
低減化するものは、逆浸透膜分離装置、イオン交換純水
装置、低圧紫外線酸化装置である。なお、各単位装置に
おけるTOC低減化機構は次の通りである。 逆浸透膜分離装置:逆浸透膜を用いた濾過法であり、イ
オン性、コロイド性のTOCを除去する。 イオン交換純水装置:イオン交換樹脂に吸着又はイオン
交換されるTOC成分を除去する。 低圧紫外線酸化装置:低圧紫外線ランプより出される1
85nmの紫外線によりTOCを有機酸さらにはCO2
まで分解する。分解された有機物は後段のイオン交換樹
脂で除去する。特に、揮発性有機物の分解に用いられ
る。ところで、上記従来の超純水製造装置により製造さ
れた超純水中には、TOCが2〜5ppb程度存在す
る。この超純水中のTOCを更に低減するための方法と
して、逆浸透膜分離装置の多段設置、低圧紫外線酸化装
置の紫外線照射量の増大といった手段が考えられるが、
このような手段では、超純水中のTOCを更に低減する
ことは殆どできないことが確認された。
したところ、現状の超純水製造装置で除去できない成分
として尿素(NH2 CONH2 )があり、しかも、原水
(市水、工水等)中には尿素が数十〜数百ppb存在し
ていることが判明した。
(20〜30倍)して、超純水中に含有される尿素濃度
を測定した結果、超純水のTOCのうち50%以上を尿
素が占めていることが判明した。
水中に存在する尿素を除去し難く、これが超純水中のT
OCの低減を阻む原因となっていることが解明された。
そして、この尿素を除去するべく更に検討を重ねた結
果、原水中に存在する尿素を低減する方法として生物処
理手段が好適であることが見出された。かかる知見を基
として、本出願人は、「原水の前処理装置、一次純水製
造装置及び二次純水製造装置を備える超純水製造装置に
おいて、該前処理装置が生物処理手段を含む超純水製造
装置」について、先に特許出願を行なった。(特願平4
−225681号。以下「先願」という。)。
(市水、地下水、工業用水など)の前処理装置の一部と
して生物処理手段を組み込んだことにより、従来の前処
理装置では除去し得ず、超純水中のTOC源となる、原
水中の尿素を高度に除去することができ、TOC濃度が
著しく低減された超純水を得ることが可能とされる。
て、生物処理手段における尿素分解速度については、原
水中に酢酸、酢酸ナトリウム、メタノール、エタノー
ル、アセトン等の易分解性有機物(C源)を添加するこ
とにより、尿素の分解速度を向上させることができるこ
とを知見した。
に有効な手段ではあるが、新たに薬品タンク、ポンプ、
配管並びに薬品の補充等が必要となるという欠点があ
る。このため、これらの設備や作業を必要としない、処
理効率向上のための方法ないし手段の開発が望まれてい
た。
あり、市水、地下水、工業用水を原水として、これを生
物処理した後、一次純水製造装置及び二次純水製造装置
で処理して超純水を製造する方法において、有機物(C
源)を添加する方法に代る手段により生物処理工程にお
ける尿素分解速度を向上させることができ、これにより
TOCが著しく低減された超純水を製造することができ
る超純水の製造方法を提供することを目的とする。
法は、原水を、超純水による半導体洗浄回収水と混合し
て生物処理した後、一次純水製造装置及び二次純水製造
装置に通水することを特徴とする。
水を使用している工場では、洗浄に使用した使用済の超
純水を再利用するために再度回収し(以下、これを「回
収水」と称す。)、超純水製造用の原水として使用して
いる。この回収水中には、通常、洗浄のために使用され
たイソプロピルアルコール、酢酸、アセトン等の有機物
がTOCとして数100ppb〜数ppm含有されてい
る。
原水(市水、地下水、工業用水)と混合して生物処理す
ることにより、回収水中に存在する有機成分を生物処理
のC源として有効に利用して、生物処理における尿素の
分解効率を向上させると共に、当該有機成分をも分解除
去することができる。
含有される、除去・低減化の目的物質を、単一装置にて
同時に分解除去することができる。
て詳細に説明する。
好適な超純水製造装置の一例を示す系統図である。
理装置Aとして生物処理装置とメンブレンフィルター、
即ち限外濾過(UF)又は精密濾過(MF)膜分離装置
2を、一次純水製造装置Bとして第1逆浸透(RO)膜
分離装置3と第2逆浸透(RO)膜分離装置4と混床式
イオン交換装置5を、また、二次純水製造装置Cとして
(タンク6と)低圧紫外線酸化装置7と、混床式イオン
交換装置8とUF膜分離装置9を設け、この順で直列に
設置したものである。20Aは原水の導入配管、20B
は回収水の導入配管を示す。
ず生物処理装置1に導入されて生物処理され、尿素等の
有機物が分解除去されるが、本発明においては、この原
水の導入配管20Aに、導入配管20Bより回収水を導
入して、原水と回収水とを混合した状態で生物処理装置
1に送給する。
の有機成分を利用して、効率的に尿素の分解が進行する
と共に、回収水中の有機成分の分解も行なわれる。この
生物処理水は生物処理装置1から流出する菌体の除去の
ためにUF又はMF膜分離装置2に導入され、膜分離さ
れる。
理水は、次いで一次純水製造装置Bにおいて、まず、第
1RO膜分離装置3及び第2RO膜分離装置4にて2段
RO膜分離処理され、更に混床式イオン交換装置5でイ
オン交換される。
次純水製造装置Cにて、タンク6を経て低圧紫外線酸化
装置7に導入され、含有されるTOCがイオン化ないし
分解され、このうち、イオン化された有機物は、後段の
混床式イオン交換装置8で除去される。この混床式イオ
ン交換装置8の処理水は更にUF膜分離装置で膜分離処
理され、超純水が得られる。
純水製造装置Bがイオン交換純水装置10とRO膜分離
装置11で構成されること以外は図1(a)に示す超純
水製造装置と同様の構成とされている。
においては、原水及び回収水を直接生物処理装置を設け
た前処理装置に通水すること以外は、基本的に従来の超
純水製造装置と同様の構成とすることができ、一次純水
製造装置及び二次純水製造装置におけるRO膜分離装置
やイオン交換純水装置等の各装置単位の組み合せや構成
は従来のものをそのまま採用することができる。
処理手段としては活性汚泥法等があるが、超純水製造用
の原水として用いられる市水、地下水、工業用水といっ
た低濃度有機含有水にこのような方法を適用しても、菌
体を保持することが不可能で、TOC低減化法としては
利用できない。
させ、担体表面に菌体を固定化させる上向流式生物分解
装置は、菌体を流出させない生物処理手段として有効で
ある。この場合には、生物分解槽内に設けた、活性炭又
はアンスラサイト、砂、ゼオライト、イオン交換樹脂、
プラスチック製成形品等の原水への溶出成分を無視し得
るような担体表面に菌体を保持させ、生物分解槽の下部
より原水及び回収水と、別途設けた曝気槽の流出液とに
よる上向流で流動させて生物処理を行なえば良い。
のに限らず、下向流通水方式のものであっても良い。
適な装置の一例であって、本発明方法はその要旨を超え
ない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
例えば、原水と回収水との混合は、別途混合槽を設けて
行なうこともできる。しかしながら、通常の場合、配管
への直接供給で十分である。また、生物処理装置の前段
又は後段に凝集沈殿装置や凝集濾過装置を設けても良
い。
理装置から流出する菌体の除去手段としては、メンブレ
ンフィルターの他、砂濾過装置等を用いても良い。
収水とを混合して処理するものであれば良く、その混合
比率には特に制限はないが、通常の場合、原水に対して
回収水を40〜80体積%混合するのが好ましい。
本発明をより詳細に説明する。
(平成4年10月〜12月))の処理を行なった。な
お、生物処理装置としては、活性炭に菌体を担持させた
上向流式生物分解装置を用い、その後段にUF膜分離装
置を設けた。上向流式生物分解装置の原水滞留時間(H
RT)は15分とした。また、この原水には、半導体製
造工程で排出された洗浄回収水を、原水に対して50体
積%の割合で混合した。得られた超純水のTOCを表1
に示す。
酢酸ナトリウム(CH3 COONa)を1mg/l(C
として)添加したこと以外は実施例1と同様に処理を行
なった。得られた超純水のTOCを表1に示す。
の製造方法によれば、生物処理工程で有機物の添加を行
なうことなく、有機物を添加した場合と同等の優れた処
理効率にて、TOCが著しく低減された超純水を得るこ
とができる。
収水の混合も行なわずに上記実施例1及び比較例1で得
られた超純水と同等の超純水を製造しようとすると、生
物分解装置のHRTは約30分程度とする必要があっ
た。
造方法によれば、尿素を含有する市水、地下水、工業用
水を原水として生物処理した後、一次純水製造装置及び
二次純水製造装置に通水して超純水を製造するにあた
り、 生物処理工程において、新たな有機物(C源)の注
入を行なうことなく、尿素分解速度を向上させることが
できる。 より、処理効率の向上、得られる超純水のTOC
のより一層の低減化が図れる。 単一装置で原水中のTOC源(尿素)の分解のみな
らず、回収水中のTOC源をも同時に分解・低減化する
ことができる。 といった効果が奏され、極めて純度の高い超純水を効率
的に製造することが可能とされる。
水製造装置の一例を示す系統図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 原水を、超純水による半導体洗浄回収水
と混合して生物処理した後、一次純水製造装置及び二次
純水製造装置に通水することを特徴とする超純水の製造
方法。
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