JP7405066B2 - Ultrapure water production equipment and ultrapure water production method - Google Patents
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Description
本発明は、超純水製造装置及び超純水製造方法に関する。 The present invention relates to an ultrapure water production device and an ultrapure water production method.
電子デバイス、特には半導体の製造工程にて洗浄水として多量に用いられる超純水は、前処理システム、一次純水システム、及びサブシステムから構成される超純水製造システムで、原水(工業用水、水道水、井水、電子デバイス製造工程から排出有れる使用済みの超純水等)を処理することにより製造される。 Ultrapure water, which is used in large quantities as cleaning water in the manufacturing process of electronic devices, especially semiconductors, is used in an ultrapure water production system consisting of a pretreatment system, a primary pure water system, and subsystems. It is manufactured by processing water (e.g., tap water, well water, used ultrapure water discharged from the electronic device manufacturing process, etc.).
従来、このような超純水製造システムとしては、次のようなものが提案されている。 Conventionally, the following systems have been proposed as such ultrapure water production systems.
特許文献1には、一次純水システムと、該一次純水システムの処理水を処理するサブシステムとを備え、少なくとも該一次純水システムに逆浸透膜分離装置が設けられている超純水製造装置において、該一次純水システムに設置された逆浸透膜分離装置が高圧型逆浸透膜分離装置であり、且つ単段にて設置されていることを特徴とする超純水製造装置が提案されている。
特許文献2には、前処理システムと、該前処理システムによって処理された前処理水を処理して一次純水とする一次純水システムと、一次純水を処理するサブシステムとを有する超純水製造装置において、該一次純水システムが、逆浸透膜分離装置、脱ガス装置、電気脱イオン装置、紫外線酸化装置、及び非再生式イオン交換装置の順で接続された構成とされていることを特徴とする超純水製造装置が提案されている。
特許文献3には、一次純水システムと二次純水システムからなる超純水製造装置において、前記一次純水システムは、2床3塔型イオン交換装置と逆浸透膜装置と180~190nmの波長を含む紫外線を照射する低圧紫外線ランプを備えた紫外線照射装置と混床式イオン交換装置の組合せを流路に沿って設けてなり、前記二次純水システムは、180~190nmの波長を含む紫外線を照射する低圧紫外線ランプを備えた紫外線照射装置と混床式イオン交換装置の組合わせを流路に沿って少くとも1組設けてなることを特徴とする超純水製造装置が提案されている。
特許文献4には、前処理システム、一次純水システムと二次純水システムからなる超純水製造装置において、前記一次純水システムと二次純水システムに、それぞれ、180~190nmの波長を含む紫外線を照射する低圧紫外線ランプを備えた紫外線照射装置と混床式イオン交換装置の組合わせを流路に沿って少くとも1組設けたことを特徴とする超純水製造装置が提案されている。
Patent Document 1 discloses an ultrapure water production system comprising a primary pure water system and a subsystem for treating treated water of the primary pure water system, and in which at least the primary pure water system is provided with a reverse osmosis membrane separation device. An ultrapure water production device is proposed, wherein the reverse osmosis membrane separation device installed in the primary pure water system is a high-pressure reverse osmosis membrane separation device, and is installed in a single stage. ing.
Patent Document 3 describes an ultrapure water production device consisting of a primary pure water system and a secondary pure water system, in which the primary pure water system includes a two-bed three-column ion exchange device, a reverse osmosis membrane device, and a 180-190 nm A combination of an ultraviolet irradiation device equipped with a low-pressure ultraviolet lamp that irradiates ultraviolet rays containing wavelengths and a mixed bed type ion exchange device is provided along the flow path, and the secondary pure water system includes a wavelength containing wavelengths of 180 to 190 nm. An ultrapure water production apparatus has been proposed, comprising at least one combination of an ultraviolet irradiation device equipped with a low-pressure ultraviolet lamp that irradiates ultraviolet rays and a mixed bed ion exchange device along a flow path. There is.
Patent Document 4 describes an ultrapure water production apparatus consisting of a pretreatment system, a primary pure water system, and a secondary pure water system, in which a wavelength of 180 to 190 nm is applied to the primary pure water system and the secondary pure water system, respectively. An ultrapure water production apparatus has been proposed, which is characterized in that at least one combination of an ultraviolet irradiation device equipped with a low-pressure ultraviolet lamp that irradiates ultraviolet rays containing ultraviolet rays and a mixed bed ion exchange device is provided along a flow path. There is.
近年、半導体等の電子デバイスの高集積化、回路パターンの微細化に伴い、洗浄水として用いられる超純水に対する水質向上の要求が更に高まっているのが現状である。
超純水製造装置又は超純水製造システムにおいて、ユースポイントにおける到達水質及び水質安定性を決定づけるのは、一次純水システムである。
一次純水システムの装置構成としては、逆浸透膜分離装置、脱気装置及びイオン交換装置のそれぞれが単段に設置されるものが一般的であるが、近年の要求水質の向上に対して、このような一般的な一次純水システムの装置構成では対応できない問題がある。
BACKGROUND ART In recent years, as electronic devices such as semiconductors have become highly integrated and circuit patterns have become finer, there has been an increasing demand for improved water quality for ultrapure water used as cleaning water.
In an ultrapure water production device or ultrapure water production system, it is the primary pure water system that determines the achieved water quality and water quality stability at the point of use.
The device configuration of a primary pure water system is generally to have a reverse osmosis membrane separation device, a deaeration device, and an ion exchange device each installed in a single stage. There are problems that cannot be addressed by the equipment configuration of such a general primary pure water system.
このため、近年の最先端の半導体工場等において、一次純水システムを下記(A),(B)のように逆浸透膜分離装置及び/又はイオン交換装置(「イオン交換塔」を含む。以下同様)を複数段に設置した構成として、得られる超純水の高純度化を図っている。 For this reason, in recent years, in cutting-edge semiconductor factories, etc., the primary pure water system has been replaced with a reverse osmosis membrane separation device and/or an ion exchange device (including an "ion exchange column") as shown in (A) and (B) below. The system is designed to have multiple stages of ultrapure water (similar to the above) installed in order to increase the purity of the obtained ultrapure water.
(A) 複数の逆浸透膜(RO膜)分離装置を組み込んだ多段ROシステム
具体的には、以下のような、構成ユニット数7の装置構成が挙げられる。
逆浸透膜(RO膜)分離装置→混床式イオン交換装置(MB)→紫外線殺菌装置(UVst)→逆浸透膜(RO膜)分離装置→紫外線酸化装置(UVox)→非再生式イオン交換装置→脱気装置(MDG)
(B) 複数の電気再生式脱イオン装置を組み込んだ多段電気再生型イオン交換純水装置(CDI)システム
具体的には、以下のような、構成ユニット数6の装置構成が挙げられる。
逆浸透膜(RO膜)分離装置→逆浸透膜(RO膜)分離装置→脱気装置(MDG)→紫外線酸化装置(UVox)→多段電気再生型イオン交換純水装置(CDI)→多段電気再生型イオン交換純水装置(CDI)
(A) Multi-stage RO system incorporating a plurality of reverse osmosis membrane (RO membrane) separation devices Specifically, the following device configuration with seven constituent units can be mentioned.
Reverse osmosis membrane (RO membrane) separation equipment → mixed bed ion exchange equipment (MB) → ultraviolet sterilizer (UVst) → reverse osmosis membrane (RO membrane) separation equipment → ultraviolet oxidation equipment (UVox) → non-regenerative ion exchange equipment →Deaerator (MDG)
(B) Multi-stage electrically regenerative ion exchange deionization device (CDI) system incorporating a plurality of electrically regenerative deionizers Specifically, the following device configuration with six constituent units is exemplified.
Reverse osmosis membrane (RO membrane) separation equipment → Reverse osmosis membrane (RO membrane) separation equipment → Deaerator (MDG) → Ultraviolet oxidation equipment (UVox) → Multistage electrical regeneration type ion exchange pure water equipment (CDI) → Multistage electrical regeneration type ion exchange water purifier (CDI)
ここで、本明細書における「ユニット」とは、一次純水システムにおける処理の主目的である「脱塩」、「脱気」、「有機物除去」のいずれか或いは複数の処理が可能な装置を意味し、構成ユニット数とは、システム、例えば一次純水システムに備えられるユニットの数を意味する。 Here, the term "unit" in this specification refers to a device capable of performing one or more of the main purposes of treatment in a primary pure water system: "desalination," "deaeration," and "organic matter removal." The number of constituent units means the number of units included in a system, for example a primary pure water system.
例えば、原水(工業用水、水道水、井水、電子デバイス製造工程から排出有れる使用済みの超純水等)を前処理システムによって処理して得られる前処理水を、上記(A),(B)のような一次純水システムで処理することで、比抵抗18MΩcm以上、TOC(Total Organic Carbon)濃度2μg/L以下、ホウ素(B)濃度1ng/L以下、シリカ(SiO2)濃度0.1μg/L以下の高純度な水質の一次純水(一次純水システムの処理水、すなわち、一次純水システムの出口水)を得ることができる。 For example, pre-treated water obtained by treating raw water (industrial water, tap water, well water, used ultrapure water discharged from electronic device manufacturing processes, etc.) with a pre-treatment system as described in (A), ( By treating with a primary pure water system such as B), specific resistance is 18 MΩcm or more, TOC (Total Organic Carbon) concentration is 2 μg/L or less, boron (B) concentration is 1 ng/L or less, and silica (SiO 2 ) concentration is 0. Primary pure water (treated water of the primary pure water system, ie, outlet water of the primary pure water system) with a high purity of 1 μg/L or less can be obtained.
しかしながら、上記(A),(B)のような一次純水システムは構成ユニット数が多いため、装置設置面積(フットプリント)が大きく、かつ、設備コスト(イニシャルコスト)及び運転コスト(ランニングコスト)が高くなるといった問題がある。 However, primary pure water systems like the above (A) and (B) have a large number of constituent units, so the installation area (footprint) of the equipment is large, and equipment costs (initial costs) and operating costs (running costs) are high. There is a problem with the increase in
また、超純水の水質の要求レベルは、今後益々高まることが予想され、一次純水システムのユニット数は更に増加し、水質を一定以上に保って供給するために、想定される最も過酷な条件でも安定した水質を保てるよう過剰な運転条件で運転が行われるようになる。しかも、一旦運転条件を決めれば供給水量も含め変動させることなく純水を供給し続けることになるため、半導体工場等の生産量が減って必要な超純水量が減少した場合も、一定量の純水を供給し続けるために余剰の超純水が排水されたり、回収再利用するため再度処理が行われることとなり、必要以上のコストがかかることになる。 In addition, the level of demand for ultrapure water quality is expected to continue to rise in the future, and the number of units in primary pure water systems will further increase. In order to maintain stable water quality regardless of the conditions, operation will be carried out under excessive operating conditions. Moreover, once the operating conditions are determined, pure water will continue to be supplied without any changes, including the amount of water supplied, so even if the required amount of ultrapure water decreases due to a decrease in the production volume of a semiconductor factory, etc., a fixed amount of water will be maintained. In order to continue supplying pure water, excess ultrapure water has to be drained or treated again to be recovered and reused, resulting in more costs than necessary.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、要求水質を充分に満足した高純度の超純水を、水量や水質の変動にかかわらず、装置設置面積を抑えた上で安価に、安定かつ確実に製造することができる超純水製造装置及び超純水製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides highly pure ultrapure water that fully satisfies the required water quality, regardless of fluctuations in water quantity or water quality, at a low cost and with a reduced installation area. It is an object of the present invention to provide an ultrapure water production device and an ultrapure water production method that can produce ultrapure water stably and reliably.
本発明者らは、超純水製造装置に設けられる一次純水システムに適切な装置を適切な順番で設置した上で、水質及び/又は水量の変動に応じてこれらの装置の運転条件を制御することによって、構成ユニット数を低減した上で要求水質を充分に満足する高純度の超純水を安価に、安定かつ確実に製造することができることを見出した。
すなわち、本発明では、一次純水システムを逆浸透膜分離装置と、脱気装置と、紫外線酸化装置と、電気再生型イオン交換装置とをこの順で備える、4ユニット構成の一次純水システムとし、水量及び/又は水質を監視するモニターを設け、例えば、要求される生産量に応じて供給水量を変更することで生ずる水質の変動を抑えるため、モニターからの信号を基に、各ユニットの運転条件を自動で変更して水質を安定に保つ制御手段を設ける。
The present inventors installed appropriate devices in an appropriate order in a primary pure water system installed in an ultrapure water production device, and then controlled the operating conditions of these devices according to fluctuations in water quality and/or water quantity. It has been found that by doing so, it is possible to inexpensively, stably and reliably produce high-purity ultrapure water that fully satisfies the required water quality while reducing the number of constituent units.
That is, in the present invention, the primary pure water system is a four-unit primary pure water system comprising a reverse osmosis membrane separation device, a deaeration device, an ultraviolet oxidation device, and an electric regeneration type ion exchange device in this order. , monitors are installed to monitor water quantity and/or water quality, and for example, in order to suppress fluctuations in water quality caused by changing the amount of water supplied according to the required production volume, each unit is operated based on the signals from the monitors. A control means will be provided to automatically change conditions and maintain stable water quality.
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。 The present invention has been achieved based on such knowledge, and its gist is as follows.
[1] 原水を処理する前処理システムと、該前処理システムの処理水を処理する一次純水システムと、該一次純水システムの処理水を処理するサブシステムとを備え、該一次純水システムが、構成装置として少なくとも逆浸透膜分離装置、脱気装置、紫外線酸化装置、及びイオン交換装置をこの順で備える超純水製造装置であって、該一次純水システムにおける水量及び/又は水質を監視するモニターと、該モニターで検出した値に応じて1以上の前記構成装置の運転条件を制御する制御手段とを有する超純水製造装置。 [1] The primary pure water system comprises a pre-treatment system for treating raw water, a primary pure water system for treating the treated water of the pre-treatment system, and a subsystem for treating the treated water of the primary pure water system. However, the ultrapure water production equipment is equipped with at least a reverse osmosis membrane separation device, a deaeration device, an ultraviolet oxidation device, and an ion exchange device in this order as constituent devices, and the water quantity and/or water quality in the primary pure water system is controlled. An ultrapure water production apparatus comprising a monitor for monitoring, and a control means for controlling operating conditions of one or more of the constituent devices according to values detected by the monitor.
[2] 前記イオン交換装置が、電気再生式脱イオン装置を1段又は複数段直列に接続し電気再生型イオン交換装置である[1]に記載の超純水製造装置。 [2] The ultrapure water production device according to [1], wherein the ion exchange device is an electrical regeneration ion exchange device in which one or more stages of electrical regeneration deionization devices are connected in series.
[3] [1]又は[2]に記載の超純水製造装置を用いて超純水を製造する超純水製造方法。 [3] An ultrapure water production method for producing ultrapure water using the ultrapure water production apparatus according to [1] or [2].
[4] 前記イオン交換装置の処理水として、比抵抗値18MΩcm以上、TOC濃度2μm/L以下、ホウ素濃度1ng/L以下、及びシリカ濃度0.1μg/L以下の処理水を得る[3]に記載の超純水製造方法。 [4] As the treated water of the ion exchange device, obtain treated water having a specific resistance value of 18 MΩcm or more, a TOC concentration of 2 μm/L or less, a boron concentration of 1 ng/L or less, and a silica concentration of 0.1 μg/L or less. The ultrapure water production method described.
本発明によれば、少ない構成ユニット数で、従って、装置設置面積が小さく、低コストの超純水製造装置により、必要水量を変更させても水量に応じて各ユニットを最適の状態で運転させることで、要求水質を充分に満足した高純度の超純水を安定かつ確実に安価に製造することができる。
また、水質の変動に対しても、同様にその変動に応じて、各ユニットを最適の状態で運転させることで、要求水質を充分に満足した高純度の超純水を安定かつ確実に安価に製造することができる。
According to the present invention, with a low-cost ultrapure water production device that has a small number of constituent units and therefore a small device installation area, each unit can be operated in an optimal state according to the water amount even if the required water amount is changed. By doing so, it is possible to stably, reliably, and inexpensively produce high-purity ultrapure water that fully satisfies the required water quality.
In addition, by operating each unit in the optimal condition in response to fluctuations in water quality, we can stably, reliably, and inexpensively produce high-purity, ultrapure water that fully satisfies the required water quality. can be manufactured.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が限定されて解釈されることはない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated. Note that the embodiment described below is an example of a typical embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not interpreted to be limited thereby.
本発明の超純水製造装置は、前処理システムと、一次純水システムと、サブシステムとを備え、一次純水システムが、逆浸透膜分離装置と、脱気装置と、紫外線酸化装置と、イオン交換装置とをこの順で備えるものである。
本発明の超純水製造装置及びこの超純水製造装置を用いる本発明の超純水製造方法によれば、要求水質を充分に満足した高純度の超純水を、装置設置面積、さらには設備コスト(イニシャルコスト)及び運転コスト(ランニングコスト)を抑えながら安価に、安定かつ確実に製造することができる。
The ultrapure water production device of the present invention includes a pretreatment system, a primary pure water system, and a subsystem, and the primary pure water system includes a reverse osmosis membrane separation device, a degassing device, an ultraviolet oxidation device, and an ion exchange device in this order.
According to the ultrapure water production device of the present invention and the ultrapure water production method of the present invention using the ultrapure water production device, it is possible to produce ultrapure water of high purity that fully satisfies the required water quality, even in the installation area of the device. It can be manufactured stably and reliably at low cost while suppressing equipment costs (initial costs) and operating costs (running costs).
なお、以下においては、主として本発明の超純水製造装置の特徴的な一次純水システムについて説明するが、本発明の超純水製造装置における前処理システムやサブシステムの構成については特に制限はない。
例えば、前処理システムとしては、凝集、加圧浮上(沈殿)、濾過(膜濾過)装置などにより、原水(工業用水、水道水、井水、電子デバイス製造工程から排出有れる使用済みの超純水等)中の懸濁物質やコロイド物質、更には高分子系有機物、疎水性有機物などの除去を行うシステムが挙げられる。
また、サブシステムとしては、低圧紫外線酸化装置、イオン交換純水装置及び限外濾過膜分離装置を備え、一次純水システムで得られた純水の純度をより一層高めて超純水とするものが挙げられる。サブシステムにおける低圧紫外線酸化装置では、低圧紫外線ランプより出される波長185nmの紫外線によりTOCを有機酸、さらにはCO2まで分解する。分解により生成した有機物及びCO2は後段のイオン交換純水装置で除去される。限外濾過膜分離装置では、微粒子が除去され、イオン交換純水装置の流出粒子も除去される。
In addition, although the primary pure water system characteristic of the ultrapure water production apparatus of the present invention will be mainly explained below, there are no particular limitations on the configuration of the pretreatment system and subsystems in the ultrapure water production apparatus of the present invention. do not have.
For example, as a pre-treatment system, raw water (industrial water, tap water, well water, used ultra-pure water discharged from the electronic device manufacturing process) is Examples include systems that remove suspended solids and colloidal substances in (water, etc.), as well as polymeric organic substances and hydrophobic organic substances.
In addition, the subsystem is equipped with a low-pressure ultraviolet oxidation device, an ion exchange water purification device, and an ultrafiltration membrane separation device, which further increases the purity of the pure water obtained in the primary water purification system and converts it into ultrapure water. can be mentioned. The low-pressure ultraviolet oxidation device in the subsystem decomposes TOC into organic acids and further into CO2 using ultraviolet light with a wavelength of 185 nm emitted from a low-pressure ultraviolet lamp. Organic matter and CO 2 produced by decomposition are removed by an ion exchange pure water device in the latter stage. The ultrafiltration membrane separator removes particulates and also removes particles effluent from the ion exchange water purifier.
[一次純水システムの装置構成]
本発明の超純水製造装置の一次純水システムは、逆浸透膜分離装置と、脱気装置と、紫外線酸化装置と、イオン交換装置とをこの順で備える、僅か4ユニット構成のシステムである。一次純水システムは、原水(工業用水、水道水、井水、電子デバイス製造工程から排出有れる使用済みの超純水等)を前処理システムによって処理した処理水(前処理水)中のイオンや有機成分の除去を行う。
本発明の超純水製造装置によって製造された超純水の水質は、一次純水システムが僅か4ユニット構成であるにもかかわらず、例えば、先に述べた(A),(B)の一次純水システムのように逆浸透膜分離装置及び/又はイオン交換装置を複数段に設置した一次純水システムを備える超純水製造装置によって製造された超純水の水質に対して同等以上の水質を有するものとすることができる。
従って、本発明の超純水製造装置によって製造された超純水は、要求水質を充分に満足した高純度の超純水である。
[Equipment configuration of primary pure water system]
The primary pure water system of the ultrapure water production apparatus of the present invention is a system consisting of only 4 units, comprising a reverse osmosis membrane separation device, a deaeration device, an ultraviolet oxidation device, and an ion exchange device in this order. . The primary pure water system uses a pre-treatment system to process raw water (industrial water, tap water, well water, used ultra-pure water discharged from electronic device manufacturing processes, etc.) and ions in the treated water (pre-treated water). and remove organic components.
Despite the fact that the primary pure water system consists of only 4 units, the water quality of the ultrapure water produced by the ultrapure water production apparatus of the present invention is as follows. Water quality equivalent to or higher than that of ultrapure water produced by ultrapure water production equipment equipped with a primary pure water system that has multiple stages of reverse osmosis membrane separation equipment and/or ion exchange equipment, such as a pure water system. It can be assumed that the
Therefore, the ultrapure water produced by the ultrapure water production apparatus of the present invention is highly pure ultrapure water that fully satisfies the required water quality.
以下、本発明に係る一次純水システムの各構成装置について説明する。 Each component of the primary pure water system according to the present invention will be explained below.
<逆浸透膜分離装置>
本発明の実施形態に係る逆浸透膜分離装置は、塩類を除去すると共に有機物も除去する。逆浸透膜分離装置として、従来、海水淡水化に用いられている逆浸透膜分離装置、例えば操作圧0.2~7.0MPa程度の高圧型逆浸透膜分離装置を用いることができる。逆浸透膜の形状は、本発明の目的を達成し、その効果を奏するものであればよく、任意の形状でよいが、例えば、スパイラル型形状、中空糸型形状、平膜型形状等が挙げられる。
<Reverse osmosis membrane separation device>
The reverse osmosis membrane separation device according to the embodiment of the present invention removes salts and also removes organic substances. As the reverse osmosis membrane separation device, a reverse osmosis membrane separation device conventionally used for seawater desalination, such as a high-pressure reverse osmosis membrane separation device with an operating pressure of about 0.2 to 7.0 MPa, can be used. The shape of the reverse osmosis membrane may be any shape as long as it achieves the purpose of the present invention and exhibits its effects, but examples include a spiral shape, a hollow fiber shape, a flat membrane shape, etc. It will be done.
<脱気装置>
本発明の実施形態に係る脱気装置は、IC(無機炭素)、溶存酸素の除去を行う。
逆浸透膜分離装置の後段に脱気装置(脱ガス装置)を備える理由は以下の通りである。
すなわち、逆浸透膜分離装置の前段に脱気装置を設けた場合、原水中に存在する濁質あるいはAl、SiO2等により脱気装置に備えられている脱気膜あるいは充填材(真空脱気装置等における充填材)が汚染され、脱気効率が低下するおそれがある。これらの濁質あるいはAl、SiO2等は高圧型逆浸透膜分離装置にて除去可能であるため、高圧型逆浸透膜分離装置によって処理した後、透過水を脱気装置に通水することにより、脱気効率の低下を防止することができる。
<Deaerator>
The deaerator according to the embodiment of the present invention removes IC (inorganic carbon) and dissolved oxygen.
The reason why a degassing device (degassing device) is provided after the reverse osmosis membrane separation device is as follows.
In other words, when a deaerator is installed before a reverse osmosis membrane separation device, the turbidity present in the raw water, Al, SiO2 , etc. There is a risk that the filling material in the equipment etc. will be contaminated and the degassing efficiency will decrease. These turbid substances, Al, SiO2 , etc. can be removed using a high-pressure reverse osmosis membrane separation device, so after being treated with a high-pressure reverse osmosis membrane separation device, the permeated water is passed through a deaeration device. , it is possible to prevent a decrease in deaeration efficiency.
また、脱気装置をイオン交換装置、及び紫外線酸化装置の前段に設置する理由は以下の通りである。
すなわち、脱気装置にて除去可能であるIC(無機炭素)成分は、紫外線酸化装置に対してはラジカルスカベンジャーとなり、イオン交換装置に対してはアニオン負荷となる。また、同様に、脱気装置にて除去可能である溶存酸素が過剰に存在する場合、溶存酸素は、上記のIC(無機炭素)成分と同様に、紫外線酸化装置に対してはラジカルスカベンジャーとなり、また、イオン交換装置に対しては溶存酸素は樹脂酸化劣化を引き起こす要因物質となる。
したがって、脱気装置は紫外線酸化装置及びイオン交換装置の前段に設置する必要がある。
Further, the reason why the deaerator is installed before the ion exchange device and the ultraviolet oxidation device is as follows.
That is, the IC (inorganic carbon) component that can be removed by the deaerator becomes a radical scavenger for the ultraviolet oxidation device and becomes an anion load for the ion exchange device. Similarly, if there is an excess of dissolved oxygen that can be removed by a degassing device, the dissolved oxygen will act as a radical scavenger for the ultraviolet oxidation device, similar to the above-mentioned IC (inorganic carbon) component. In addition, dissolved oxygen becomes a factor causing resin oxidation deterioration in an ion exchange device.
Therefore, the deaerator needs to be installed before the ultraviolet oxidation device and the ion exchange device.
脱気装置は、本発明の目的を達成し、本発明の効果を奏するものであれば、任意の脱気装置でよいが、例えば、脱炭酸塔、膜脱気装置、真空脱気装置、窒素脱気装置、触媒樹脂脱酸素装置等を用いることができる。 The deaerator may be any deaerator as long as it achieves the purpose of the present invention and produces the effects of the present invention. For example, a decarbonator, a membrane deaerator, a vacuum deaerator, a nitrogen deaerator, etc. A deaerator, a catalytic resin deoxidizer, etc. can be used.
<紫外線酸化装置>
脱気装置の後段、及びイオン交換装置の前段に紫外線酸化装置を設置する理由は以下の通りである。
すなわち、紫外線酸化装置においては水(被処理水)中の有機物をOHラジカルの酸化力によりCO2と有機酸に分解する。紫外線酸化装置にて生成したCO2あるいは有機酸は後段のイオン交換装置で除去することができる。
<Ultraviolet oxidation device>
The reason why the ultraviolet oxidation device is installed after the deaerator and before the ion exchange device is as follows.
That is, in the ultraviolet oxidation device, organic substances in water (water to be treated) are decomposed into CO 2 and organic acids by the oxidizing power of OH radicals. CO 2 or organic acid generated in the ultraviolet oxidation device can be removed by an ion exchange device in the subsequent stage.
本発明の実施形態に係る紫外線酸化装置は、波長185nmの光を放出するものであって、本発明の目的を達成し、本発明の効果を奏するものであれば特に限定されるものではない。
本発明の実施形態において、紫外線酸化装置としては、有機物分解効率の観点から、ランプ及び外管が共に不純物が極めて少ない合成石英で構成された紫外線酸化装置を使用することが好ましい。
The ultraviolet oxidation device according to the embodiment of the present invention emits light with a wavelength of 185 nm, and is not particularly limited as long as it achieves the object of the present invention and exhibits the effects of the present invention.
In the embodiment of the present invention, from the viewpoint of organic substance decomposition efficiency, it is preferable to use an ultraviolet oxidation apparatus in which both the lamp and the outer tube are made of synthetic quartz with extremely few impurities.
<イオン交換装置>
本発明の実施形態に係るイオン交換装置は、水中の塩類を除去すると共に荷電性有機物の除去を行う。
イオン交換装置は、本発明の目的を達成し、本発明の効果を奏するものであれば特に限定されるものではないが、本発明の実施形態に係るイオン交換装置としては、再生式イオン交換装置が好ましい。
再生型イオン交換装置としては、例えば、2床2塔式再生型イオン交換装置、2床1塔式再生型イオン交換装置、混床式再生型イオン交換装置、電気再生式脱イオン装置を1段又は複数段直列に接続した電気再生型イオン交換装置等が挙げられる。中でも再生薬品を用いず連続的に再生が行われる電気再生型イオン交換装置、具体的には、電気再生式脱イオン装置を1段又は複数段直列に接続した再生型イオン交換装置が好ましい。
<Ion exchange device>
The ion exchange device according to the embodiment of the present invention removes salts from water and also removes charged organic substances.
The ion exchange device is not particularly limited as long as it achieves the purpose of the present invention and exhibits the effects of the present invention, but the ion exchange device according to the embodiment of the present invention may include a regenerative ion exchange device. is preferred.
Examples of regenerative ion exchange equipment include a two-bed two-column regenerative ion exchange equipment, a two-bed single-column regenerative ion exchange equipment, a mixed bed regenerative ion exchange equipment, and a single-stage electrical regenerative deionization equipment. Alternatively, an electric regeneration type ion exchange device in which multiple stages are connected in series can be mentioned. Among these, preferred is an electrical regenerative ion exchange device in which regeneration is performed continuously without using regeneration chemicals, specifically a regenerative ion exchange device in which one or more stages of electrical regenerative deionization devices are connected in series.
<モニター・制御手段>
本発明の超純水製造装置に係る一次純水システムは、水量及び/又は水質を監視するモニターと、このモニターで検出した値に応じて1以上の構成装置、即ち、逆浸透膜分離装置、脱気装置、紫外線酸化装置、イオン交換装置のいずれか1以上を制御する制御手段を有する。水量を監視するモニターとしては、特に制限はなく、各構成装置の出口に設けた処理水量の流量計であってもよく、入口に設けた給水量の流量計であってもよい。また、水質を監視するモニターとしては、各構成装置の入口水や出口水の水質を監視するpH計、比抵抗計等が挙げられる。
制御手段は、モニターからの計測信号に応じて最適な運転状態にするための計算を行う演算部を有し、演算結果をもとに各構成装置の運転条件を自動調整する。
<Monitor/control means>
The primary pure water system according to the ultrapure water production apparatus of the present invention includes a monitor that monitors water quantity and/or water quality, and one or more component devices depending on the values detected by the monitor, namely, a reverse osmosis membrane separation device, It has a control means for controlling any one or more of the deaerator, the ultraviolet oxidizer, and the ion exchange device. The monitor for monitoring the amount of water is not particularly limited, and may be a flowmeter for measuring the amount of water to be treated provided at the outlet of each component device, or a flowmeter for measuring the amount of water to be supplied provided at the inlet. Further, examples of monitors for monitoring water quality include a pH meter, a resistivity meter, and the like for monitoring the quality of inlet water and outlet water of each component device.
The control means includes a calculation unit that performs calculations to achieve an optimal operating state according to measurement signals from the monitor, and automatically adjusts the operating conditions of each component device based on the calculation results.
本発明に係るモニターと制御手段の構成については特に制限はないが、例えば以下のようなものが挙げられる。 There are no particular limitations on the configuration of the monitor and control means according to the present invention, but examples include the following.
逆浸透膜分離装置については、流量計と流量調整のための流量制御バルブ及び逆浸透膜分離装置の給水に注入する薬液の注入用ポンプを設け、演算部からの信号で流量制御バルブ、薬液の注入量が制御できるように構成する。
脱気装置、例えば膜脱気装置については、真空圧力計と真空度を制御できる圧力制御バルブ及び窒素ガス等のスイープガスの流量計とガス流量を制御できるバルブ等の制御装置を設け、演算部の信号によりそれぞれを制御できるように構成する。
紫外線酸化装置については、紫外線の出力を制御できる出力制御装置を設け、演算部からの信号で出力を制御できるように構成する。
イオン交換装置、例えば、電気再生型イオン交換装置については、流量計と流量調整のための流量制御バルブおよび電流を制御できる電流制御装置を設け、演算部からの信号で流量や電気出力を制御できるように構成する。
The reverse osmosis membrane separation device is equipped with a flow meter, a flow control valve for adjusting the flow rate, and a pump for injecting the chemical solution into the water supply of the reverse osmosis membrane separation device. Configure so that the injection amount can be controlled.
A deaerator, for example a membrane deaerator, is equipped with a vacuum pressure gauge, a pressure control valve that can control the degree of vacuum, a flow meter for a sweep gas such as nitrogen gas, and a control device such as a valve that can control the gas flow rate. The configuration is such that each can be controlled by the signals of
The ultraviolet oxidation device is provided with an output control device that can control the output of ultraviolet rays, and is configured so that the output can be controlled by a signal from the calculation section.
For ion exchange equipment, for example, electrical regeneration type ion exchange equipment, a flow meter, a flow control valve for adjusting the flow rate, and a current control device that can control the current are installed, and the flow rate and electrical output can be controlled by signals from the calculation unit. Configure it as follows.
上記のモニター、演算部、及び流量計や流量制御バルブ、圧力制御バルブ、薬注ポンプ、電流制御装置等の制御装置は、1台以上の必要な台数が設けられ、その台数には特に制限はないが、水質や流量のモニター及びモニターからの信号を処理する演算部、演算部らの信号を受けて流量や薬液の注入量を制御する流量制御バルブやポンプは一般に使用されているものでよく、特に限定しない。 One or more of the above-mentioned monitors, calculation units, and control devices such as flowmeters, flow rate control valves, pressure control valves, chemical dosing pumps, and current control devices are provided, and there are no particular restrictions on the number. However, water quality and flow rate monitors, calculation units that process signals from the monitors, and flow control valves and pumps that control flow rates and chemical injection amounts based on signals from the calculation units are commonly used. , not particularly limited.
[一次純水システムの実施形態]
以下に、図1を参照して本発明に係る一次純水システムの実施形態を説明する。
[Embodiment of primary pure water system]
An embodiment of a primary pure water system according to the present invention will be described below with reference to FIG.
図1において、1は貯留タンクであり、前処理システムからの前処理水が配管11より導入される。この配管11には配管12よりスライムコントロール剤が、配管13よりスケール防止剤がそれぞれ薬注ポンプP1,P2により注入される。貯留タンク1内の前処理水は配管14を経て高圧ポンプP3により逆浸透膜分離装置2に導入され、透過水と濃縮水に膜分離され、それぞれ配管15,16より取り出される。逆浸透膜分離装置2の給水配管14には、pH調整剤の注入配管17が設けられており、pH調整剤が薬注ポンプP4により注入される。この給水配管14には、水質モニターとしてのpH計M1と、給水流量計FI1、給水圧力計PI1が設けられている。透過水配管15には、流量計FI2と処理水流量制御バルブV1と処理水圧力計PI2が設けられ、濃縮水配管16には流量計FI3と濃縮水流量制御バルブV2が設けられている。
In FIG. 1, 1 is a storage tank, into which pretreated water from a pretreatment system is introduced through a
逆浸透膜分離装置2の濃縮水は配管16より系外へ排出され、透過水は配管15より脱気装置(本実施形態では、脱気膜により液体室と気体室とが区画された膜脱気装置)3に送給されて脱気処理される。脱気処理水は配管17より紫外線酸化装置4に送給される。
この脱気装置3では、気体室に配管18よりスイープ用の窒素ガスが導入されると共に、真空ポンプP4により配管19を経て真空引きされることで、液体室を流通する水の脱気処理が行われる。配管18には窒素ガス流量制御バルブV3と窒素ガス流量計FI4が設けられている。真空引き配管19には圧力制御バルブV4と真空圧力計PI3が設けられている。
Concentrated water from the reverse osmosis
In this deaerator 3, nitrogen gas for sweeping is introduced into the gas chamber through the piping 18, and is evacuated via the piping 19 by the vacuum pump P4 , thereby degassing the water flowing through the liquid chamber. will be held. The piping 18 is provided with a nitrogen gas flow rate control valve V3 and a nitrogen gas flow meter FI4 . The vacuum piping 19 is provided with a pressure control valve V4 and a vacuum pressure gauge PI3 .
6は紫外線酸化装置4の供給電流量を制御する電流制御装置である。この紫外線酸化装置4の処理水は配管20を経て電気再生型イオン交換装置5の脱塩室に送給されて処理される。この配管20には、電気再生型イオン交換装置5の脱塩室入口流量計FI5が設けられている。7は電気再生型イオン交換装置5の供給電流量を制御する電流制御装置である。また、電気再生型イオン交換装置5の濃縮室への流入配管21、流出配管22にはそれぞれ濃縮室入口水用流量制御バルブV5と出口水用流量制御バルブV6が設けられ、配管22には濃縮室出口流量計FI6が設けられている。
Reference numeral 6 denotes a current control device that controls the amount of current supplied to the ultraviolet oxidation device 4. The treated water from the ultraviolet oxidation device 4 is sent to the demineralization chamber of the electrically regenerative ion exchange device 5 through a
この電気再生型イオン交換装置5の脱塩室から取り出される脱塩処理水(一次純水)は配管23を経てサブシステムに送給され、更に処理されて超純水が製造される。
この一次純水配管23には、脱塩室出口流量計FI7と圧力計PI4が設けられていると共に、水質モニターとしての比抵抗計M2、TOC計M3、シリカ濃度計M4及びホウ素濃度計M5が設けられている。
Desalinated water (primary pure water) taken out from the desalination chamber of the electrically regenerative ion exchanger 5 is sent to the subsystem via piping 23 and further processed to produce ultrapure water.
This primary
図1の一次純水システムでは、各モニターM1,M2,M3,M4,M5の計測値と、流量計FI1,FI2,FI3,FI4,FI5,FI6,FI7、圧力計PI1,PI2,PI3,PI4の計測値が図示しない制御手段の演算部に入力され、この演算部で各装置の最適運転状態に見合う運転条件が演算され、この演算結果に基づいて薬注ポンプや流量制御バルブ、電流制御装置の制御信号が出力される。 In the primary pure water system of FIG. 1, the measured values of each monitor M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 and the flow meters FI 1 , FI 2 , FI 3 , FI 4 , FI 5 , FI 6 , The measured values of FI 7 and pressure gauges PI 1 , PI 2 , PI 3 , and PI 4 are input to a calculation section of a control means (not shown), and this calculation section calculates operating conditions that match the optimal operating state of each device. Based on the calculation results, control signals for the chemical injection pump, flow rate control valve, and current control device are output.
以下に、図1に示す一次純水システムを組み込んだ超純水製造装置により、水量や水質の変動に対応して、各構成装置の運転条件を制御する制御方法について具体的に説明する。 Below, a control method for controlling the operating conditions of each component device in response to fluctuations in water quantity and water quality using an ultrapure water production apparatus incorporating the primary pure water system shown in FIG. 1 will be specifically described.
制御例I:サブシステムで使用水量が増加する場合
高圧ポンプP3の出力を上げ、逆浸透膜分離装置2の入口水量(給水量)を増やす。逆浸透膜分離装置2の入口側では、逆浸透膜分離装置流量計FI1に合わせて、薬注ポンプP1,P2の薬注制御が行われると共に、pH計M1の値が一定になるように薬注ポンプP3が制御される。
逆浸透膜分離装置2では、給水流量計FI1に合わせて濃縮水流量制御バルブV2が開き、逆浸透膜分離装置2の水量のバランスを維持しながら、逆浸透膜分離装置2の処理水量(透過水量)を増やす。
Control example I: When the amount of water used in the subsystem increases Increase the output of the high-pressure pump P3 and increase the amount of water at the inlet of the reverse osmosis membrane separation device 2 (water supply amount). On the inlet side of the reverse osmosis
In the reverse osmosis
脱気装置3では、逆浸透膜分離装置2の処理水出口流量計FI2の計測値の増加に応じて、窒素ガス流量制御バルブV3が開き、窒素ガスの注入量を増やす。また、真空圧力計V4が所定の真空度になるよう、圧力制御バルブV4が開き、真空ポンプP4の出力を上げ、脱気装置3の真空度を上げる。
In the deaerator 3, in response to an increase in the measured value of the treated water outlet flow meter FI2 of the reverse osmosis
紫外線酸化装置4は、水量が増えると所定時間に分解させる有機物の量が増えるため、紫外線酸化装置4の電流制御装置6により供給電流値を上昇させて有機物の分解を促進する。 In the ultraviolet oxidation device 4, as the amount of water increases, the amount of organic matter to be decomposed in a predetermined time increases, so the current control device 6 of the ultraviolet oxidation device 4 increases the supplied current value to promote the decomposition of the organic matter.
電気再生型イオン交換装置5は、脱塩室入口流量計FI5の計測値の増加に応じて、濃縮室出口流量計FI6を監視しながら、電気再生型イオン交換装置5の濃縮室入口水用流量制御バルブV5が開き、濃縮水の流量を増やし、電気再生型イオン交換装置5内の水量バランスを調整する。また、電気再生型イオン交換装置5の脱塩室入口流量が増えると、処理するイオン量が増えるため、電気再生型イオン交換装置5の電流制御装置7により電気再生型イオン交換装置5への供給電流値を上昇させる。 The electric regenerative ion exchange device 5 increases the concentration chamber inlet water of the electric regenerative ion exchange device 5 while monitoring the concentration chamber outlet flow meter FI 6 according to an increase in the measured value of the demineralization chamber inlet flow meter FI 5. The flow rate control valve V5 opens to increase the flow rate of concentrated water and adjust the water balance within the electrically regenerative ion exchange device 5. Furthermore, as the flow rate at the inlet of the demineralization chamber of the electrically regenerative ion exchanger 5 increases, the amount of ions to be processed increases. Increase the current value.
以上の操作で、サブシステムでの使用水量が増加する場合、その増加量に応じて、水質を維持した上で、一次純水システムの処理水としての一次純水生産量を増やすことができる。 With the above operations, when the amount of water used in the subsystem increases, the amount of primary purified water produced as treated water in the primary purified water system can be increased according to the increased amount while maintaining water quality.
制御例II:サブシステムで使用水量が減少する場合
高圧ポンプP3の出力を下げ、逆浸透膜分離装置2の入口水量(給水量)を減らす。逆浸透膜分離装置2の入口側では、逆浸透膜分離装置流量計FI1に合わせて、薬注ポンプP1,P2の薬注の制御が行われると共に、pH計M1の値が一定になるように薬注ポンプP3が制御される。
逆浸透膜分離装置2では、給水流量計FI1に合わせて濃縮水流量制御バルブV2が閉まり、逆浸透膜分離装置2の水量のバランスを維持しながら、逆浸透膜分離装置2の処理水量(透過水量)を減らす。
Control example II: When the amount of water used in the subsystem decreases The output of the high-pressure pump P3 is lowered, and the amount of water at the inlet of the reverse osmosis membrane separation device 2 (water supply amount) is reduced. On the inlet side of the reverse osmosis
In the reverse osmosis
脱気装置3では、逆浸透膜分離装置2の処理水出口流量計FI2の計測値の減少に応じて、窒素ガス流量制御バルブV3が閉まり、窒素ガスの注入量を減らす。また、真空圧力計V4が所定の真空度になるよう、圧力制御バルブV4が閉まり、真空ポンプP4の出力を下げ、脱気装置3の真空度を下げる。
In the deaerator 3, the nitrogen gas flow rate control valve V3 is closed in response to a decrease in the measured value of the treated water outlet flow meter FI2 of the reverse osmosis
紫外線酸化装置4は、水量が減ると所定時間に分解させる有機物の量が減るため、紫外線酸化装置の電流制御装置6により供給電流値を低減させて過剰な電気エネルギーを減らす。 In the ultraviolet oxidation device 4, when the amount of water decreases, the amount of organic matter to be decomposed in a predetermined time decreases, so the current control device 6 of the ultraviolet oxidation device reduces the supplied current value to reduce excess electrical energy.
電気再生型イオン交換装置5は、脱塩室入口流量計FI5の計測値の減少に応じて、濃縮室出口流量計FI6を監視しながら、電気再生型イオン交換装置の濃縮室入口水用流量制御バルブV5が閉め、濃縮水の流量を減らし、電気再生型イオン交換装置5内の水量バランスを調整する。また、電気再生型イオン交換装置5の脱塩室入口流量が減ると、処理するイオン量が減るため、電気再生型イオン交換装置5の電流制御装置7により電気再生型イオン交換装置5への供給電流値を低減させて過剰な電気エネルギーを減らす。 The electric regenerative ion exchange device 5 monitors the concentration chamber outlet flow meter FI 6 in response to a decrease in the measured value of the demineralization chamber inlet flow meter FI 5 , and increases the concentration chamber inlet water of the electric regenerative ion exchange device. The flow rate control valve V5 is closed to reduce the flow rate of concentrated water and adjust the water balance within the electric regenerative ion exchange device 5. Furthermore, when the flow rate at the inlet of the demineralization chamber of the electric regenerative ion exchanger 5 decreases, the amount of ions to be processed decreases, so the current control device 7 of the electric regenerative ion exchanger 5 reduces the amount of ions supplied to the electric regenerative ion exchanger 5. Reduce excess electrical energy by reducing the current value.
以上の操作で、サブシステムでの使用水量が減少する場合、その減少量に応じて必要最低限の薬注と電気エネルギーで、処理水の水質を維持した上で、一次純水システムの処理水としての一次純水生産量を減らすことができる。 If the amount of water used in the subsystem decreases as a result of the above operations, the water quality of the treated water in the primary pure water system can be maintained by using the minimum amount of chemical injection and electrical energy according to the amount of decrease. As a result, primary pure water production can be reduced.
制御例III:サブシステムでの使用水量は一定で、一次純水の水質が低下した場合、
制御例I,IIでは、サブシステムの使用水量が変動する場合の制御例を示したが、サブシステムでの使用水量は一定で変動しない(電気再生型イオン交換装置5の脱塩室出口流量計FI7は一定)が、製造される一次純水の水質が変動する場合、例えば水質モニターの計測値が悪化して水質が低下した場合(例えば、比抵抗計M2の計測値が下がった場合)は以下のような制御を行うことができる。
Control example III: The amount of water used in the subsystem is constant, but if the quality of the primary pure water decreases,
Control examples I and II show control examples in which the amount of water used in the subsystem fluctuates; FI 7 is constant), but when the quality of the primary pure water produced changes, for example, when the measured value of the water quality monitor deteriorates and the water quality decreases (for example, when the measured value of resistivity meter M2 decreases) ) can perform the following controls.
比抵抗計M2の計測値が低くなったときは、比抵抗を上げるために、高圧ポンプP3の出力を上げて逆浸透膜分離装置2の給水量を増やす。逆浸透膜分離装置2の入口側では、給水流量計FI1に合わせて、薬注ポンプP1,P2の薬注制御が行われると共に、pH計M1の値が一定になるように薬注ポンプP3が制御される。
ここで増えた給水流量計FI1の値に応じて、逆浸透膜分離装置2では、流量制御バルブV2が開き、逆浸透膜分離装置2の水量のバランスを変更させ、処理水の回収率を下げた上で処理水量(透過水量)を増やす。処理水の回収率を下げることで、逆浸透膜分離装置2の処理水の水質を上げることができる。
When the measured value of the resistivity meter M2 becomes low, the output of the high pressure pump P3 is increased to increase the amount of water supplied to the reverse osmosis
In accordance with the increased value of the water supply flowmeter FI 1 , the flow rate control valve V 2 opens in the reverse osmosis
脱気装置3では、逆浸透膜分離装置2の処理水出口流量計FI2の計測値の増加に応じて、窒素ガス流量制御バルブV3が開き、窒素ガスの注入量を増やす。また、真空圧力計V4が所定の真空度になるよう、圧力制御バルブV4が開き、真空ポンプP4の出力を上げ、脱気装置3の真空度を上げる。
In the deaerator 3, in response to an increase in the measured value of the treated water outlet flow meter FI2 of the reverse osmosis
紫外線酸化装置4は、水量が増えると所定時間に分解させる有機物の量が増えるため、紫外線酸化装置4の電流制御装置6により供給電流値を上昇させて有機物の分解を促進する。 In the ultraviolet oxidation device 4, as the amount of water increases, the amount of organic matter to be decomposed in a predetermined time increases, so the current control device 6 of the ultraviolet oxidation device 4 increases the supplied current value to promote the decomposition of the organic matter.
電気再生型イオン交換装置5は、脱塩室入口流量計FI5の計測値の増加に応じて、濃縮室出口流量計FI6を監視しながら、電気再生型イオン交換装置の濃縮室入口水用流量制御バルブV5が開き、濃縮水の流量を増やし、電気再生型イオン交換装置5内の水量バランスを変更してイオン交換効率を上げる。また、水質の低下でイオン量が増えているため、電気再生型イオン交換装置5の電流制御装置7により電気再生型イオン交換装置5への供給電流値を上昇させて脱塩効率を上げる。 The electric regenerative ion exchange device 5 monitors the concentration chamber outlet flow meter FI 6 according to an increase in the measured value of the demineralization chamber inlet flow meter FI 5 , and adjusts the concentration chamber inlet water of the electric regenerative ion exchange device. The flow rate control valve V5 is opened to increase the flow rate of concentrated water and change the water balance within the electric regenerative ion exchange device 5 to increase ion exchange efficiency. Furthermore, since the amount of ions is increasing due to the deterioration of water quality, the current control device 7 of the electric regenerative ion exchange device 5 increases the value of current supplied to the electric regenerative ion exchange device 5 to increase desalination efficiency.
以上の操作で、一次純水の水質低下に応じて、水質を回復させた上で、一次純水システムの処理水としての一次純水を安定に供給することができる。 With the above operations, it is possible to restore the water quality in response to a decrease in the quality of the primary pure water, and then stably supply the primary pure water as treated water for the primary pure water system.
本発明によれば、このように水量や水質の変動に応じて流量計や水質モニターの信号から演算部で水質が一定になるようにデータを解析し、流量制御バルブの開度や薬注ポンプの出力、紫外線酸化装置や電気再生型イオン交換装置の電流値を制御することで電気エネルギーを抑えて、一定の水質を保つ一次純水を安定に供給することが可能となる。 According to the present invention, the calculation unit analyzes data from signals from the flowmeter and water quality monitor in response to changes in water volume and water quality so that the water quality remains constant, and adjusts the opening of the flow rate control valve and the chemical dosing pump. By controlling the output of the UV oxidizer and the current value of the ultraviolet oxidation device and electric regenerative ion exchange device, it is possible to suppress electrical energy and stably supply primary pure water that maintains a constant water quality.
本発明の超純水製造方法では、このような本発明の超純水製造装置を用いて、一次純水システムにおける処理水である一次純水として、比抵抗値18MΩcm以上、TOC濃度2μg/L以下、ホウ素濃度1ng/L以下、及びシリカ濃度0.1μg/L以下の処理水を得、このような水質の一次純水を更にサブシステムで処理して、比抵抗値18.2MΩcm以上、TOC濃度0.1μg/L以下、ホウ素濃度1ng/L以下、及びシリカ濃度0.1μg/L以下の超純水を製造することが好ましい。 In the ultrapure water production method of the present invention, the ultrapure water production apparatus of the present invention is used to produce primary pure water, which is treated water in the primary pure water system, with a resistivity of 18 MΩcm or more and a TOC concentration of 2 μg/L. Hereinafter, treated water with a boron concentration of 1 ng/L or less and a silica concentration of 0.1 μg/L or less is obtained, and primary pure water of such water quality is further processed in a subsystem to achieve a resistivity value of 18.2 MΩcm or more and a TOC. It is preferable to produce ultrapure water with a concentration of 0.1 μg/L or less, a boron concentration of 1 ng/L or less, and a silica concentration of 0.1 μg/L or less.
1 貯留タンク
2 逆浸透膜分離装置
3 脱気装置
4 紫外線酸化装置
5 電気再生型イオン交換装置
1
Claims (2)
該一次純水システムが、構成装置として逆浸透膜分離装置、脱気装置、紫外線酸化装置、及びイオン交換装置をこの順で備える超純水製造装置であって、該一次純水システムにおける水量及び/又は水質を監視するモニターと、該モニターで検出した値に応じて1以上の前記構成装置の運転条件を制御する制御手段とを有し、
前記脱気装置は、脱気膜と、該脱気膜により区画された液体室及び気体室と、該気体室へのスイープ用窒素ガスの導入手段と、該気体室を真空引きする真空ポンプとを有した膜脱気装置であり、
前記イオン交換装置は、電気再生式脱イオン装置を1段又は複数段直列に接続した電気再生型イオン交換装置である超純水製造装置を用いて超純水を製造する超純水製造方法において、
前記一次純水システムの処理水の比抵抗が所定値よりも低下した場合、以下のa~cの制御を行うことを特徴とする超純水製造方法。
a:前記逆浸透膜分離装置への給水量を増やすとともに、逆浸透膜分離装置の処理水の回収率を下げる。
b:紫外線酸化装置では、紫外線酸化装置への供給電流値を上昇させて有機物の分解を促進する。
c:電気再生型イオン交換装置では、濃縮水の流量を増やし、また、電気再生型イオン交換装置への供給電流値を上昇させて脱塩効率を上げる。 A pretreatment system for treating raw water, a primary pure water system for treating treated water of the pretreatment system, and a subsystem for treating treated water of the primary pure water system,
The primary pure water system is an ultrapure water production device comprising a reverse osmosis membrane separation device, a deaeration device, an ultraviolet oxidation device, and an ion exchange device as constituent devices in this order, and the amount of water in the primary pure water system and /or a monitor that monitors water quality; and a control means that controls the operating conditions of one or more of the component devices according to the value detected by the monitor;
The degassing device includes a degassing membrane, a liquid chamber and a gas chamber partitioned by the degassing membrane, a means for introducing nitrogen gas for sweeping into the gas chamber, and a vacuum pump for evacuating the gas chamber. It is a membrane deaerator with
The ion exchange device is an ultrapure water production method in which ultrapure water is produced using an ultrapure water production device that is an electrical regeneration ion exchange device in which one or more stages of electrical regeneration deionization devices are connected in series . ,
A method for producing ultrapure water, characterized in that when the specific resistance of the treated water of the primary pure water system falls below a predetermined value, the following controls a to c are performed.
a: Increase the amount of water supplied to the reverse osmosis membrane separation device, and lower the recovery rate of treated water from the reverse osmosis membrane separation device.
b: In the ultraviolet oxidation device, the value of current supplied to the ultraviolet oxidation device is increased to promote decomposition of organic matter.
c: In the electric regenerative ion exchange device, increase the flow rate of concentrated water and increase the current value supplied to the electric regenerative ion exchange device to increase desalination efficiency.
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