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JP7638808B2 - How to remove boron - Google Patents
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JP7638808B2 - How to remove boron - Google Patents

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Description

本発明は、水中のホウ素の除去方法に関する。 The present invention relates to a method for removing boron from water.

近年、半導体製造時におけるシリコンの洗浄工程等において、ホウ素濃度が1ng/L以下の超純水が求められるようになっている。
水中のホウ素濃度を低減する方法として、ホウ素選択性イオン交換樹脂を利用する方法が提案されるようになっており、例えば、特許文献1には、純水又は超純水の製造設備内のいずれかの位置で、前処理水をホウ素選択性イオン交換樹脂に接触させてホウ素を除去する方法が提案されるようになっている。
In recent years, ultrapure water with a boron concentration of 1 ng/L or less has been required for silicon cleaning processes and the like during semiconductor manufacturing.
As a method for reducing the boron concentration in water, a method using a boron-selective ion exchange resin has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a method for removing boron by contacting pretreated water with a boron-selective ion exchange resin at a position within a pure water or ultrapure water production facility.

特開平8-84986号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-84986

しかしながら、本発明者等が検討したところ、特許文献1等に記載されているホウ素選択性イオン交換樹脂を用いて水中のホウ素を処理しようとすると、処理水中の全有機炭素(TOC(Total Organic Carbon))濃度が処理前よりも上昇し易くなることが判明した。 However, the inventors' investigations revealed that when attempting to treat boron in water using the boron-selective ion exchange resin described in Patent Document 1, etc., the total organic carbon (TOC) concentration in the treated water tends to increase compared to before treatment.

本発明者等がさらに検討したところ、上記全有機炭素濃度の上昇は、イオン交換樹脂中に残留する炭化水素類が溶出すること等により生じ、特にホウ素選択性イオン交換樹脂としてグルカミン基を有するイオン交換樹脂を用いた場合に、イオン交換樹脂中に残留する未反応のグルカミンが溶出して、処理水中の全有機炭素濃度を上昇させ易いことが判明した。 Further investigation by the present inventors revealed that the increase in the total organic carbon concentration is caused by the elution of hydrocarbons remaining in the ion exchange resin, and that in particular, when an ion exchange resin having glucamine groups is used as the boron-selective ion exchange resin, unreacted glucamine remaining in the ion exchange resin is eluted, which tends to increase the total organic carbon concentration in the treated water.

このような状況下、本発明は、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去する方法を提供することを目的とするものである。 In this situation, the present invention aims to provide a method for effectively removing boron from the treated water while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、グルカミン基を有する特定のホウ素選択性イオン交換樹脂に対して特定の条件で被処理水を接触させることにより、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into achieving the above-mentioned objective, the inventors discovered that the above-mentioned technical problems could be solved by contacting the water to be treated with a specific boron-selective ion exchange resin having glucamine groups under specific conditions, and completed the present invention based on this finding.

すなわち、本発明は、
(1)グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、ホウ素含有量が500μg/L以下の被処理水を、液空間速度SVが60~700h-1となるように通水することを特徴とするホウ素の除去方法、および
(2)上記ホウ素選択性イオン交換樹脂が、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理したものである上記(1)に記載のホウ素の除去方法
を提供するものである。
That is, the present invention provides
The present invention provides (1) a method for removing boron, which comprises passing water to be treated having a boron content of 500 μg/L or less through a boron-selective ion exchange resin having glucamine groups and releasing 10 μg/L or less of total organic carbon at a liquid hourly space velocity (SV) of 60 to 700 h -1; and (2) the method for removing boron as described in (1) above, in which the boron-selective ion exchange resin has been pretreated by contacting it with an aqueous caustic soda solution.

本発明によれば、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去する方法を提供することができる。 The present invention provides a method for effectively removing boron from treated water while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

本発明に係るホウ素の除去方法は、グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、ホウ素含有量が500μg/L以下の被処理水を、液空間速度SVが60~700h-1となるように通水することを特徴とするものである。 The method for removing boron according to the present invention is characterized in that water to be treated, which has a boron content of 500 μg/L or less, is passed through a boron-selective ion exchange resin having glucamine groups and releasing a total organic carbon amount of 10 μg/L or less, at a liquid hourly space velocity (SV) of 60 to 700 h-1 .

本発明において、被処理水中のホウ素含有量は、500μg/L以下であり、100μg/L以下であることが好ましく、50μg/L以下であることがより好ましい。
本発明において処理対象となる被処理水中のホウ素の含有量の下限値は、特に制限されないが、被処理水中のホウ素含有量は、通常、50ng/L以上である。
In the present invention, the boron content in the water to be treated is 500 μg/L or less, preferably 100 μg/L or less, and more preferably 50 μg/L or less.
Although there is no particular lower limit for the boron content in the water to be treated in the present invention, the boron content in the water to be treated is usually 50 ng/L or more.

本発明においては、被処理水中のホウ素含有量が500μg/L以下であることにより、ホウ素選択性イオン交換樹脂の破過を抑制しつつ被処理水中のホウ素の含有量をより効果的に低減することができる。 In the present invention, by setting the boron content in the treated water to 500 μg/L or less, the boron content in the treated water can be more effectively reduced while suppressing breakthrough of the boron-selective ion exchange resin.

なお、本出願書類において、水中のホウ素含有量はAgilent Technology者製ICP-MS 8900により測定した値を意味する。 In addition, in this application document, the boron content in the water refers to the value measured using an ICP-MS 8900 manufactured by Agilent Technology.

本発明において、被処理水は、pH5~9であるものが適当であり、pH6~8であるものがさらに適当である。
本発明において、処理対象となる被処理水は、ホウ素選択性イオン交換樹脂に接触処理する前に適宜pH調整してもよい。
In the present invention, the water to be treated preferably has a pH of 5-9, more preferably 6-8.
In the present invention, the pH of the water to be treated may be appropriately adjusted before being contacted with the boron-selective ion exchange resin.

本発明において、被処理水としては、半導体製造時にシリコンの洗浄用途に使用される水等を挙げることができる。 In the present invention, examples of the water to be treated include water used for cleaning silicon during semiconductor manufacturing.

本発明においては、上記被処理水を、グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂に通水する。 In the present invention, the treated water is passed through a boron-selective ion exchange resin that has glucamine groups and releases 10 μg/L or less of total organic carbon.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂は、イオン交換樹脂におけるイオン交換基の代わりにホウ素とキレート結合を形成しやすいキレート生成基(キレート基)としてグルカミン基が導入されたことにより、ホウ素を選択的に吸着することができる。 In the present invention, the boron-selective ion exchange resin having a glucamine group is capable of selectively adsorbing boron by introducing a glucamine group as a chelating group (chelating group) that easily forms a chelate bond with boron, instead of the ion exchange group in the ion exchange resin.

本発明において、ホウ素選択性イオン交換樹脂は、樹脂製の基体にグルカミン基が導入された所定の全有機炭素放出量を有するイオン交換体であれば特に制限されず、粉末状、ビーズ状、膜状など種々の形態のものを採用することができ、ゲル型イオン交換樹脂または多孔性型イオン交換樹脂のいずれであってもよい。 In the present invention, the boron-selective ion exchange resin is not particularly limited as long as it is an ion exchanger having a predetermined total organic carbon release amount in which glucamine groups have been introduced into a resin substrate, and various forms such as powder, beads, and membranes can be used, and it may be either a gel-type ion exchange resin or a porous-type ion exchange resin.

ゲル型イオン交換樹脂および多孔性型イオン交換樹脂は、イオン交換樹脂のミクロ構造に基づく分類であり、このうちゲル型イオン交換樹脂とは、スチレンとジビニルベンゼンを無溶媒で重合させたものを基体とするイオン交換樹脂で不均一に架橋したゲル状の構造を有し、最も古典的なイオン交換樹脂を意味する。 Gel-type ion exchange resins and porous-type ion exchange resins are classified based on the microstructure of the ion exchange resin. Of these, gel-type ion exchange resins are ion exchange resins based on the solvent-free polymerization of styrene and divinylbenzene, and have a non-uniformly cross-linked gel-like structure; they are the most classical type of ion exchange resin.

また、多孔性型イオン交換樹脂は、重合の際に溶媒を使用することによって孔径20nmから100nm程度のマクロポアが形成された樹脂を基体とするイオン交換樹脂を意味し、MR形と呼ばれているものも含む。多孔性型イオン交換樹脂は、極性の低い溶媒でも樹脂内部に入り込むことができるために非水溶液系でも使用することができ、マクロポアが連続しておらず均一度にも欠けるためゲル型樹脂に比べてイオン交換容量は低いが、物理的強度は高く浸透圧や機械的圧力に対する耐性に優れている。 Porous ion exchange resins refer to ion exchange resins based on resins in which macropores with pore sizes of about 20 nm to 100 nm are formed by using a solvent during polymerization, and include those known as MR types. Porous ion exchange resins can be used in non-aqueous systems because even solvents with low polarity can penetrate into the resin, and since the macropores are not continuous and lack uniformity, they have a lower ion exchange capacity than gel-type resins, but they have high physical strength and excellent resistance to osmotic pressure and mechanical pressure.

本発明において、上記キレート生成基であるグルカミン基が結合する基体としては、具体的には、架橋ポリスチレン、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体等のスチレン系化合物や、フェノール類、アルデヒド類の縮合体や、架橋ポリアクリル酸等から選ばれる一種以上が好ましく、架橋ポリスチレン又はスチレン-ジビニルベンゼン共重合体がより好ましい。 In the present invention, the substrate to which the glucamine group, which is the chelating group, is bonded is preferably one or more selected from styrene-based compounds such as cross-linked polystyrene and styrene-divinylbenzene copolymer, condensates of phenols and aldehydes, cross-linked polyacrylic acid, etc., and more preferably cross-linked polystyrene or styrene-divinylbenzene copolymer.

本発明において、キレート生成基であるグルカミン基が結合するホウ素選択性イオン交換樹脂としては、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体を基体とするMR形イオン交換樹脂が好ましい。 In the present invention, the boron-selective ion exchange resin to which the glucamine group, which is a chelating group, is bonded is preferably an MR type ion exchange resin based on a styrene-divinylbenzene copolymer.

本発明において、上記キレート生成基であるグルカミン基としては、特に制限されないが、N-アルキルグルカミン基が好ましく、N-メチルグルカミン基がより好ましい。 In the present invention, the glucamine group, which is the chelating group, is not particularly limited, but is preferably an N-alkylglucamine group, and more preferably an N-methylglucamine group.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂は、全有機炭素放出量が、10μg/L以下であるものであり、5μg/L以下であるものがより好ましい。 In the present invention, the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups has a total organic carbon release rate of 10 μg/L or less, and more preferably 5 μg/L or less.

本出願書類において、上記全有機炭素放出量は、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、全有機炭素(TOC)が1.0μg/L以下の試験水を、常温下において、液空間速度SV50hr-1で24時間通水したときの流出水中の全有機炭素(TOC)量(μg/L)を意味する。 In this application, the total organic carbon release amount means the amount of total organic carbon (TOC) (μg/L) in the effluent water when test water having a total organic carbon (TOC) of 1.0 μg/L or less is passed through a boron-selective ion exchange resin having glucamine groups at room temperature and a liquid hourly space velocity (SV) of 50 hr - 1 for 24 hours.

なお、本出願書類において、水中の全有機炭素(TOC)濃度は、Suez社製Sievers M9eにより測定した値を意味する。 In addition, in this application document, the total organic carbon (TOC) concentration in water refers to the value measured using a Sievers M9e manufactured by Suez.

本発明においては、グルカミン基を有するとともに全有機炭素放出量が上記範囲内にある特定のホウ素選択性イオン交換樹脂を用いることにより、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去することができる。 In the present invention, by using a specific boron-selective ion exchange resin that has a glucamine group and releases total organic carbon within the above range, boron in the treated water can be effectively removed while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂は、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理したものであってもよい。
本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂が、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理したものであることにより、所望の全有機炭素放出量を有するものを容易に提供することができる。
In the present invention, the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups may be pretreated by contacting it with an aqueous solution of caustic soda.
In the present invention, the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups is pretreated by contacting it with an aqueous caustic soda solution, so that it is easy to provide one having a desired total organic carbon release amount.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂が、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理してなるものである場合、以下の(1)~(3)の条件下で前処理することが好ましい。
(1)3~5L/L-Rの1N NaOH水溶液を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通薬する。
(ホウ素選択性イオン樹脂の3~5倍体積量の1N NaOH水溶液を、「1時間あたりに通液するNaOH水溶液の体積量/ホウ素選択性イオン交換樹脂の体積量」が4となるように通薬する)。
(2)次いで、1.5L/L-Rの超純水または純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通水して、ホウ素選択性イオン交換樹脂中に残存するNaOHを押し出す。
(3)その後、10~20L/L-Rの超純水または純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=10hr-1で通水して、洗浄する。
In the present invention, when the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups is pretreated by contacting it with an aqueous caustic soda solution, it is preferable to carry out the pretreatment under the following conditions (1) to (3).
(1) 3 to 5 L/LR of 1N NaOH aqueous solution is passed through a boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity (SV) of 4 hr -1 .
(A 1N NaOH aqueous solution is passed through the boron-selective ion exchange resin in an amount 3 to 5 times the volume of the boron-selective ion exchange resin so that the ratio of "volume of NaOH aqueous solution passed through per hour/volume of boron-selective ion exchange resin" is 4.)
(2) Next, 1.5 L/LR of ultrapure water or pure water is passed through the boron-selective ion-exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=4 hr −1 to push out the NaOH remaining in the boron-selective ion-exchange resin.
(3) After that, 10 to 20 L/LR of ultrapure water or pure water is passed through the boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=10 hr −1 to wash it.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂が、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理してなるものである場合、上記(1)~(3)の条件下で前処理することに先立って、以下の(i)~(iii)の条件下で予備処理することがより好ましい。
(i)3~5L/L-Rの1N HCl水溶液を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通薬する。
(ホウ素選択性イオン樹脂の3~5倍体積量の1N HCl水溶液を、「1時間あたりに通液するHCl水溶液の体積量/ホウ素選択性イオン交換樹脂の体積量」が4となるように通薬する)。
(ii)次いで、1.5L/L-Rの超純水または純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通水して、ホウ素選択性イオン交換樹脂中に残存するHClを押し出す。
(iii)その後、10~20L/L-Rの超純水または純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=10hr-1で通水して、洗浄する。
In the present invention, when the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups is pretreated by contacting it with an aqueous caustic soda solution, it is more preferable to pretreat it under the following conditions (i) to (iii) prior to the pretreatment under the above conditions (1) to (3).
(i) 3 to 5 L/LR of 1N HCl aqueous solution is passed through a boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity, SV, of 4 hr −1 .
(A 1N HCl aqueous solution in an amount 3 to 5 times the volume of the boron-selective ion exchange resin is passed through so that the ratio of "volume of HCl aqueous solution passed through per hour/volume of boron-selective ion exchange resin" is 4).
(ii) Next, 1.5 L/LR of ultrapure water or pure water is passed through the boron-selective ion-exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=4 hr −1 to push out the HCl remaining in the boron-selective ion-exchange resin.
(iii) Thereafter, 10 to 20 L/LR of ultrapure water or pure water is passed through the boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=10 hr −1 to wash it.

なお、本出願書類において、純水とは、Foxboro製インライン比抵抗計により測定した電気抵抗率が1~18MΩ・cmの水を意味し、超純水とは、Foxboro製インライン比抵抗計により測定した電気抵抗率が18.0MΩ・cm超の水を意味する。 In this application, pure water means water with an electrical resistivity of 1 to 18 MΩ·cm as measured by a Foxboro in-line resistivity meter, and ultrapure water means water with an electrical resistivity of more than 18.0 MΩ·cm as measured by a Foxboro in-line resistivity meter.

本発明において、グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂としては、市販品であってもあってもよく、このようなホウ素選択性イオン交換樹脂としては、オルガノ(株)製ORLITE X-U653J等を挙げることができる。 In the present invention, the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups and releasing 10 μg/L or less of total organic carbon may be a commercially available product, and an example of such a boron-selective ion exchange resin is ORLITE X-U653J manufactured by Organo Corporation.

本発明において、グルカミン基を有するホウ素選択性イオン交換樹脂の形状も特に制限されないが、例えば粒形状を有する場合、その平均粒径は、0.2~1,0mmが好ましく、0.4~0.8mmがより好ましい。 In the present invention, the shape of the boron-selective ion exchange resin having glucamine groups is not particularly limited, but for example, if it has a granular shape, the average particle size is preferably 0.2 to 1.0 mm, and more preferably 0.4 to 0.8 mm.

本発明において、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して被処理水を通水する際の液空間速度SV(「1時間当たりに通水する被処理水の体積量/ホウ素選択性イオン交換樹脂の体積量」)は、60~700hr-1であり、75~600hr-1であることが好ましく、90~600hr-1であることがより好ましく、100~250hr-1であることがさらに好ましい。 In the present invention, the liquid hourly space velocity SV ("volume of water to be treated passed per hour/volume of boron-selective ion exchange resin") when the water to be treated is passed through the boron-selective ion exchange resin is 60 to 700 hr -1 , preferably 75 to 600 hr -1 , more preferably 90 to 600 hr -1 , and even more preferably 100 to 250 hr -1 .

本発明において、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して被処理水を通水する際の液空間速度SVを上記範囲内に制御することにより、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ被処理水中のホウ素を効果的に除去することができる。 In the present invention, by controlling the liquid hourly space velocity (SV) within the above range when the water to be treated is passed through the boron-selective ion exchange resin, it is possible to effectively remove boron from the water to be treated while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

従来、ホウ素選択性イオン交換樹脂に被処理水を通水する場合、液空間速度SVを50hr-1程度以下に抑制しないと被処理水中のホウ素を十分に除去し得ないとされていたが、本発明者等の検討によれば、グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂を用いた場合には、被処理水の液空間速度SVを60~700hr-1に上昇させた場合であっても水中のホウ素を十分に除去することができ、かつ全有機炭素濃度の上昇を抑制し得ることを見出して、本発明を完成するに至ったものである。 Conventionally, it has been believed that when water to be treated is passed through a boron-selective ion exchange resin, boron in the water to be treated cannot be sufficiently removed unless the liquid hourly space velocity, SV, is controlled to about 50 hr - 1 or less. However, according to the studies of the present inventors, it has been found that when a boron-selective ion exchange resin having glucamine groups and releasing a total organic carbon amount of 10 μg/L or less is used, boron in the water can be sufficiently removed and an increase in the total organic carbon concentration can be controlled even when the liquid hourly space velocity, SV, of the water to be treated is increased to 60 to 700 hr -1 , and this has led to the completion of the present invention.

ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して被処理水を通水する際の液空間速度SVが60hr-1未満であると、処理水中の全有機炭素濃度の上昇を抑制することができず、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して被処理水を通水する際の液空間速度SVが700hr-1超えると、処理水中のホウ素含有量を十分に抑制することが困難になる。 If the liquid hourly space velocity SV when the water to be treated is passed through the boron-selective ion exchange resin is less than 60 hr - 1, it is not possible to suppress an increase in the total organic carbon concentration in the treated water. If the liquid hourly space velocity SV when the water to be treated is passed through the boron-selective ion exchange resin is more than 700 hr -1 , it becomes difficult to sufficiently suppress the boron content in the treated water.

本発明において、一定量の被処理水を通水したホウ素選択性イオン交換樹脂は、必要に応じて逆洗した後、再生剤を通液することにより、吸着物を溶離させて再生することができる。上記再生剤を通液することにより、高濃度のホウ素を含有する再生廃液が生成する。
上記再生剤としては、水酸化ナトリウム等を挙げることができる。
In the present invention, the boron-selective ion exchange resin that has been passed through a certain amount of treated water can be regenerated by passing a regenerant through it to elute the adsorbed matter, after which the resin is backwashed as necessary. By passing the regenerant through the resin, a regenerated waste liquid containing a high concentration of boron is produced.
The regenerant may include sodium hydroxide.

本発明によれば、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去する方法を提供することができる。 The present invention provides a method for effectively removing boron from treated water while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

(実施例)
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
(Example)
The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but these are merely illustrative and do not limit the present invention.

(実施例1)
オルガノ(株)製ホウ素選択性イオン交換樹脂「ORLITE X-U653」(全有機炭素放出量が4μg/Lであるもの)を、樹脂量として500mL(500mL-R)充填したホウ素吸着カラムに対し、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が2μg/Lである被処理水を、液空間速度SVが100hr-1となるように24時間通水した。このとき得られた処理水中のホウ素含有量(μg/L)および全有機炭素含有量(μg/L)を測定した。結果を表1に示す。
Example 1
A boron adsorption column was packed with 500 mL (500 mL-R) of boron-selective ion exchange resin "ORLITE X-U653" (total organic carbon release amount 4 μg/L) manufactured by Organo Corporation, and treated water with a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L was passed through the column for 24 hours at a liquid hourly space velocity SV of 100 hr -1 . The boron content (μg/L) and total organic carbon content (μg/L) in the treated water obtained at this time were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例2~実施例3、比較例1~比較例2)
ホウ素吸着カラムに対して、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が 2μg/Lである被処理水を通液する際の液空間速度SVを、各々、250hr-1(実施例2)、500hr-1(実施例2)、50hr-1(比較例1)、1000hr-1(比較例2)になるように変更した以外は、実施例1と同様に通水し、このとき得られた処理水中のホウ素量(μg/L)および全有機炭素量(μg/L)を測定した。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 3, Comparative Examples 1 and 2)
The water to be treated, which had a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L, was passed through the boron adsorption column at a liquid hourly space velocity, SV, of 250 hr -1 (Example 2), 500 hr -1 (Example 2), 50 hr -1 (Comparative Example 1), and 1000 hr -1 (Comparative Example 2), respectively, in the same manner as in Example 1. The boron amount (μg/L) and the total organic carbon amount (μg/L) in the treated water were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 0007638808000001
Figure 0007638808000001

(比較例3)
三菱ケミカル(株)製ホウ素選択性イオン交換樹脂「DIAION CRB03」(全有機炭素放出量が80μg/Lであるもの)を、樹脂量として500mL(500mL-R)充填したホウ素吸着カラムに対し、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が2μg/Lである被処理水を、液空間速度SVが50hr-1となるように24時間通水した。
このとき得られた処理水中のホウ素含有量(μg/L)および全有機炭素含有量(μg/L)を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
The water to be treated, which had a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L, was passed through a boron adsorption column packed with 500 mL (500 mL-R) of boron-selective ion exchange resin "DIAION CRB03" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (total organic carbon release amount of 80 μg/L) for 24 hours at a liquid hourly space velocity (SV) of 50 hr -1 .
The boron content (μg/L) and total organic carbon content (μg/L) in the treated water were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
ホウ素吸着カラムに対して、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が 2μg/Lである被処理水を通液する際の液空間速度SVを100hr-1になるように変更した以外は、実施例4と同様に通水し、このとき得られた処理水中のホウ素量(μg/L)および全有機炭素量(μg/L)を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
The boron adsorption column was passed through with the water to be treated, which had a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L, at a liquid hourly space velocity (SV) of 100 hr -1 , in the same manner as in Example 4. The boron amount (μg/L) and the total organic carbon amount (μg/L) in the treated water were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例5)
(1)ホウ素選択性イオン交換樹脂の前処理
三菱ケミカル(株)製ホウ素選択性イオン交換樹脂「DIAION CRB03」(全有機炭素放出量が80μg/Lであるもの)を、以下の(i)~(iii)の方法で予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理した。(i)~(iii)の方法により、前述のイオン交換樹脂の全有機炭素放出量は10μg/L以下となった。
(i)4L/L-Rの1N NaOH水溶液を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通薬した。
(ii)次いで、1.5L/L-Rの超純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=4hr-1で通水して、ホウ素選択性イオン交換樹脂中に残存するNaOHを押し出した。
(iii)その後、15L/L-Rの超純水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して、液空間速度SV=10hr-1で通水して、洗浄した。
(2)被処理水の通水処理
上記前処理して得られたホウ素選択性イオン交換樹脂を、樹脂量として500mL(500mL-R)充填したホウ素吸着カラムに対し、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が2μg/Lである被処理水を、液空間速度SVが50hr-1となるように24時間通水した。
このとき得られた処理水中のホウ素含有量(μg/L)および全有機炭素含有量(μg/L)を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 5)
(1) Pretreatment of boron-selective ion exchange resin Mitsubishi Chemical Corporation's boron-selective ion exchange resin "DIAION CRB03" (total organic carbon release amount 80 μg/L) was pretreated in advance by contacting with an aqueous caustic soda solution by the following methods (i) to (iii). By the methods (i) to (iii), the total organic carbon release amount of the above-mentioned ion exchange resin became 10 μg/L or less.
(i) 4 L/LR of 1N NaOH aqueous solution was passed through a boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=4 hr −1 .
(ii) Next, 1.5 L/LR of ultrapure water was passed through the boron-selective ion-exchange resin at a liquid hourly space velocity SV of 4 hr -1 to push out the NaOH remaining in the boron-selective ion-exchange resin.
(iii) Thereafter, 15 L/LR of ultrapure water was passed through the boron-selective ion exchange resin at a liquid hourly space velocity SV=10 hr −1 to wash it.
(2) Treatment of treated water The treated water having a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L was passed through a boron adsorption column packed with 500 mL (500 mL-R) of the boron-selective ion exchange resin obtained by the above pretreatment for 24 hours at a liquid hourly space velocity (SV) of 50 hr -1 .
The boron content (μg/L) and total organic carbon content (μg/L) in the treated water were measured. The results are shown in Table 2.

(実施例5)
ホウ素吸着カラムに対して、ホウ素濃度が50μg/L、全有機炭素濃度が 2μg/Lである被処理水を通液する際の液空間速度SVを100hr-1になるように変更した以外は、比較例5と同様に通水し、このとき得られた処理水中のホウ素量(μg/L)および全有機炭素量(μg/L)を測定した。結果を表2に示す。
Example 5
The water to be treated, which had a boron concentration of 50 μg/L and a total organic carbon concentration of 2 μg/L, was passed through the boron adsorption column in the same manner as in Comparative Example 5, except that the liquid hourly space velocity, SV, was changed to 100 hr -1 , and the amount of boron (μg/L) and the amount of total organic carbon (μg/L) in the treated water were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 0007638808000002
Figure 0007638808000002

表1~表2より、実施例1~実施例5においては、グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、ホウ素含有量が500μg/L以下の被処理水を、液空間速度SVが60~700h-1となるように通水していることから、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去できることが分かる。
また、表2より、実施例5においては、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理することにより、得られる処理水中の全有機炭素量をより効果的に低減し得ることが分かる。
As can be seen from Tables 1 and 2, in Examples 1 to 5, the treated water having a boron content of 500 μg/L or less was passed through a boron-selective ion exchange resin having glucamine groups and a total organic carbon release amount of 10 μg/L or less at a liquid hourly space velocity (SV) of 60 to 700 h -1 . This shows that boron in the treated water can be effectively removed while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.
Furthermore, from Table 2, it can be seen that in Example 5, the total organic carbon content in the resulting treated water can be more effectively reduced by pretreating the boron-selective ion exchange resin in advance by contacting it with an aqueous caustic soda solution.

一方、表1~表2より、比較例1~比較例3および比較例5においては、ホウ素選択性イオン交換樹脂に対して被処理水を通液する液空間速度SVが、60~700h-1の範囲外であることから、得られる処理水中の全有機炭素量が高かったり(比較例1、比較例3、比較例5)、得られる被処理水中のホウ素量が高い(比較例2)ことが分かる。 On the other hand, from Tables 1 and 2, it can be seen that in Comparative Examples 1 to 3 and 5, the liquid hourly space velocity SV at which the treated water is passed through the boron-selective ion exchange resin is outside the range of 60 to 700 h -1 , and therefore the total organic carbon amount in the resulting treated water is high (Comparative Example 1, Comparative Example 3, Comparative Example 5) or the boron amount in the resulting treated water is high (Comparative Example 2).

また、比較例3および比較例4の結果から、ホウ素選択性イオン交換樹脂中として全有機炭素含有量(μg/L)が高いものを使用した場合には、液空間速度SVを50hr-1(比較例3)から100hr―1(比較例4)に上昇させても被処理液中の全有機炭素量の低減効果が低いことが分かり(表2参照)、一方で、比較例5および実施例5の結果から、前処理によってホウ素選択性イオン交換樹脂としてイオン交換樹脂中の全有機炭素含有量(μg/L)を予め低減させたものを使用した場合には、液空間速度を所定範囲内に制御することによって被処理液中の全有機炭素量を効果的に低減し得ることが分かる(表2参照)。 Furthermore, the results of Comparative Example 3 and Comparative Example 4 show that when a boron-selective ion exchange resin with a high total organic carbon content (μg/L) is used, the effect of reducing the total organic carbon content in the treated liquid is low even when the liquid hourly space velocity, SV, is increased from 50 hr (Comparative Example 3) to 100 hr (Comparative Example 4) (see Table 2). On the other hand, the results of Comparative Example 5 and Example 5 show that when a boron-selective ion exchange resin with a reduced total organic carbon content (μg/L) in the ion exchange resin by pretreatment is used, the total organic carbon content in the treated liquid can be effectively reduced by controlling the liquid hourly space velocity within a predetermined range (see Table 2).

本発明によれば、被処理水中のホウ素を、全有機炭素濃度の上昇を抑制しつつ効果的に除去する方法を提供することができる。 The present invention provides a method for effectively removing boron from treated water while suppressing an increase in the total organic carbon concentration.

Claims (2)

グルカミン基を有し、全有機炭素放出量が10μg/L以下であるホウ素選択性イオン交換樹脂に対し、ホウ素含有量が500μg/L以下の被処理水を、液空間速度SVが60~700h-1となるように通水することを特徴とするホウ素の除去方法。 A method for removing boron, comprising passing treated water having a boron content of 500 μg/L or less through a boron-selective ion exchange resin having a glucamine group and a total organic carbon release amount of 10 μg/L or less at a liquid hourly space velocity (SV) of 60 to 700 h -1 . 上記ホウ素選択性イオン交換樹脂が、予め苛性ソーダ水溶液と接触して前処理したものである請求項1に記載のホウ素の除去方法。

2. The method for removing boron according to claim 1, wherein the boron-selective ion exchange resin is pretreated by contacting it with an aqueous caustic soda solution.

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