(57)【要約】【課題】ＵＶ酸化装置とイオン交換装置とを有する純水製造装置におけるＵＶ酸化装置の後段のイオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制した純水製造装置を提供する。【解決手段】純水製造装置は、前処理システム１、一次純水システム２、及びサブシステム３により構成される。サブシステム３は、ＵＶ酸化装置（紫外線酸化装置）８と、非再生型イオン交換装置９とを有し、ＵＶ酸化装置８の後段にＵＶ殺菌装置（紫外線酸化装置）８Ａを有する。【選択図】図１
2010227886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ酸化装置とイオン交換装置とを有する純水製造装置であって、
前記ＵＶ酸化装置の後段にＵＶ殺菌装置を有することを特徴とする純水製造装置。
【請求項２】
前記イオン交換装置が、非再生型のイオン交換装置であることを特徴とする請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項３】
前記純水製造装置が、一次純水製造装置と、この一次純水製造装置で処理された一次純水を処理する二次純水製造装置とを備え、
前記二次純水製造装置に、前記ＵＶ酸化装置と、前記ＵＶ殺菌装置と、前記イオン交換装置とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の純水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超純水製造システム等に組み込むのに好適な純水製造装置に関し、特にＵＶ酸化装置とイオン交換装置とを有し、ＵＶ酸化装置の後段のイオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制した純水製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超純水製造装置は、通常、図２に示すように前処理システム１、一次純水システム２、及び二次純水製造装置たるサブシステム３により構成される。前処理システム１は、凝集、加圧浮上、ろ過等により構成され、被処理水Ｗ０から濁質成分の除去を行う。
【０００３】
一次純水システム２は、一次純水タンクＴ１、４床５塔イオン交換装置４、ＲＯ（逆浸透膜）装置５、脱気膜装置６及び電気脱イオン装置７により構成され、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分がこの一次純水システム２において除去される。この一次純水システム２において、ＴＯＣ成分が１０ｐｐｂ以下程度にまで除去される。
【０００４】
サブシステム３は、サブタンクＴ２、ＵＶ酸化装置（紫外線酸化装置）８、非再生型イオン交換装置９及びＵＦ装置（限外濾過装置）１０により構成される。このサブシステム３において、ＴＯＣ成分は、ＵＶ酸化装置８で炭酸又は有機酸のレベルにまで分解され、後段の非再生型イオン交換装置９で除去され、１〜５ｐｐｂ以下程度にまで処理される。
【０００５】
そして、このようにして製造された超純水Ｗ１は、ユースポイントＵＰに送水され、余剰の超純水Ｗ１は、サブシステム３の前段のサブタンクＴ２に返送される。
【０００６】
ところで、超純水の要求水質は年々厳しくなり、現在、最先端の電子産業分野では、ＴＯＣ成分の濃度が０．５ｐｐｂ以下の超純水が要求される場合もある。このような場合には、図２に示すシステム構成において、サブシステム３の前にさらにＵＶ酸化装置と、非再生型イオン交換装置を設けることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような従来の超純水製造装置では、ＵＶ酸化装置８の後段に配置される非再生型イオン交換装置９中のイオン交換樹脂の劣化が生じやすい、という問題があることがわかった。特に劣化がひどい場合には、非再生型イオン交換装置９中のイオン交換樹脂のポリマーの重合が切断され、約６ヶ月程度で微粒子成分が流出し、ＵＦ装置１０を閉塞してしまうおそれもある。この傾向は、ＵＶ酸化装置８のＵＶの強度が強いほど、またＵＶ酸化装置８から非再生型イオン交換装置９までの配管長さが短いほど顕著であることが明らかになった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＵＶ酸化装置とイオン交換装置とを有する純水製造装置において、ＵＶ酸化装置の後段のイオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制することのできる純水製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、ＵＶ酸化装置とイオン交換装置とを有する純水製造装置であって、前記ＵＶ酸化装置の後段にＵＶ殺菌装置を有することを特徴とする純水製造装置を提供する（請求項１）。
【００１０】
上記発明（請求項１）においては、前記イオン交換装置が、非再生型のイオン交換装置であるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
上記発明（請求項１，２）によれば、主ＵＶ波長１８５ｎｍのＵＶ酸化装置の後段に、主ＵＶ波長２５４ｎｍのＵＶ殺菌装置を設けることにより、ＵＶ酸化装置で発生するオゾン等の酸化成分を分解することができ、これらの後段のイオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。
【００１２】
これは以下のような作用によると考えられる。すなわち、従来の超純水製造装置においては、非再生型イオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化が、ＵＶ酸化装置のＵＶの強度が強いほど、またＵＶ酸化装置から非再生型イオン交換装置までの配管長さが短いほど顕著であることから、水及び水中の溶存酸素がＵＶ酸化装置によって下記式のように酸化され、オゾン等の酸化成分が多く発生し、かつこれにより生じたラジカル等の分解時間が短いことにより、イオン交換装置にオゾンやラジカルが供給され、イオン交換樹脂の劣化が生じると考えられる。
【００１３】
【化１】
2010227886.tif 000003
【００１４】
そこで、ＵＶ酸化装置の後段にＵＶ殺菌装置を配置して、下記式に示すようにオゾンを波長２５４ｎｍのＵＶにより過酸化水素と酸素に分解し、この過酸化水素をさらに分解して水と酸素とに戻すことで、後段のイオン交換装置にオゾンやラジカルが供給されてしまうのを防止し、これにより非再生型イオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。
【００１５】
【化２】
2010227886.tif 000004
【００１６】
上記発明（請求項１，２）においては、前記純水製造装置が、一次純水製造装置と、この一次純水製造装置で処理された一次純水を処理する二次純水製造装置とを備え、前記二次純水製造装置に、前記ＵＶ酸化装置と、前記ＵＶ殺菌装置と、前記イオン交換装置とが設けられているのが好ましい（請求項３）。
【００１７】
上記発明（請求項３）によれば、純水製造のイオン交換装置の交換時期を延ばすことが可能となり、長期間安定して純水を供給することのできる純水製造装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の純水製造装置によれば、主ＵＶ波長１８５ｎｍのＵＶ酸化装置の後段に、主ＵＶ波長２５４ｎｍのＵＶ殺菌装置を設けることにより、ＵＶ酸化装置におけるＵＶ照射で発生するオゾン等の酸化成分を分解することができ、これらの後段のイオン交換装置中のイオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による純水製造装置を示すフロー図である。
【図２】従来の純水製造装置を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の純水製造装置の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る超純水製造装置を示すフロー図である。本実施形態の超純水製造装置は、前述した図２に示す従来の超純水製造装置と基本的には同様の構成を有するため、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
本実施形態においては、サブシステム３は、ＵＶ酸化装置（紫外線酸化装置）８、ＵＶ殺菌装置（紫外線殺菌装置）８Ａ、非再生型イオン交換装置９及びＵＦ装置（限外濾過装置）１０により構成されている。
【００２２】
上記ＵＶ酸化装置８は、波長１８５ｎｍの紫外線を主波長として放出する。この２２０ｎｍ以下の短波長紫外線は強いエネルギーを有することから、水中の有機物分解に有効である。
【００２３】
一方、ＵＶ殺菌装置８Ａは、波長２５４ｎｍの紫外線を主波長として放出する。この波長２５４ｎｍの紫外線は、オゾンや過酸化水素の分解に有効である。
【００２４】
前記構成につきその作用について説明する。
被処理水Ｗ０は、まず前処理システム１により濁質成分等が除去された後、一次純水システム２の４床５塔イオン交換装置４、ＲＯ（逆浸透膜）装置５、脱気膜装置６、電気脱イオン装置７により、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分が除去される。この一次純水システム２で、ＴＯＣ成分は１０ｐｐｂ以下程度にまで除去される。
【００２５】
そして、この一次純水システム２で処理された一次純水は、サブシステム３のサブタンクＴ２に一旦貯留された後、ＵＶ酸化装置８により、ＴＯＣ成分が炭酸又は有機酸のレベルになるまで分解される。このＵＶ酸化装置８の酸化力は非常に強力であるため、水や溶存酸素が酸化されてオゾンが発生する。
【００２６】
続いて、この処理水がＵＶ殺菌装置８Ａで処理されることにより、処理水中のオゾンは過酸化水素を経由して水と酸素とに戻ることになる。
【００２７】
そして、微量に含まれる炭酸、有機酸等が非再生型イオン交換装置９で除去され、ＵＦ装置１０を透過して超純水Ｗ１を得ることができ、これをユースポイントＵＰに送水し、余剰の超純水Ｗ１はサブシステム３の前段のサブタンクＴ２に返送される。
【００２８】
このように本実施形態の純水製造装置によれば、オゾンや過酸化水素等の強酸化成分が非再生型イオン交換装置９に供給されることがないため、非再生型イオン交換装置９中のイオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。
【００２９】
以上、本実施形態に係る純水製造システムについて図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。
【００３０】
例えば、一次純水システム２は、被処理水Ｗ０の水質に応じて種々設定することができる。具体的には、下記のような構成を有するものとすることができる。
（１）２床３塔イオン交換装置＋ＲＯ装置＋脱気膜装置＋電気脱イオン装置
（２）第１のＲＯ装置＋第２のＲＯ装置＋脱気膜装置＋電気脱イオン装置
【００３１】
なお、上記実施形態においては、サブシステム３にＵＶ殺菌装置を設けたが、一次純水システム２やその他の箇所にＵＶ酸化装置と非再生型イオン交換装置とを設ける場合にもＵＶ酸化装置の後段にＵＶ殺菌装置を設けてもよい。
【実施例】
【００３２】
以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
なお、以下の比較例及び実施例においては、以下の装置を使用した。
・電気脱イオン装置（栗田工業社製「ＫＣＤＩ−ＵＰｚ」、処理水量：１５０００Ｌ／ｈｒ）
・ＲＯ装置（栗田工業社製，製品名：Ｋ−ＲＯ−Ａ−２０７２）
・脱気膜装置（セルガード社製，製品名：リキセルＸ４０）
・ＵＶ酸化装置（出力０．３ｋＷ／(ｍ３／ｈ)）
・ＵＶ殺菌装置（出力０．０５ｋＷ／(ｍ３／ｈ)）
・非再生型イオン交換装置（栗田工業（株）製、ＫＲ−ＦＭ）
【００３３】
〔実施例１〕
図１に示す構成の超純水製造装置を用いて、非再生型イオン交換装置９へ通水条件ＳＶ＝９０／ｈで通水し、６ヶ月経過後の非再生型イオン交換装置９の出口水の微粒子数を微粒子モニター（栗田工業（株）製、ＫＬＡＭＩＣ−ＫＳ）により計測したところ、微粒子は確認されなかった。
【００３４】
〔比較例１〕
実施例１において、ＵＶ殺菌装置８Ａを用いない以外は同様にして、非再生型イオン交換装置９へ通水条件をＳＶ＝９０／ｈで通水し、６ヶ月経過後の非再生型イオン交換装置９の出口水の微粒子数を微粒子モニターにより計測したところ、粒径約０．０５μｍの微粒子が７０個／ｍＬ検出された。これは非再生型イオン交換装置９中のイオン交換樹脂が劣化したためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３５】
１…前処理システム
２…一次純水システム
３…サブシステム（二次純水製造装置）
８…ＵＶ酸化装置（紫外線酸化装置）
８Ａ…ＵＶ殺菌装置（紫外線殺菌装置）
９…非再生型イオン交換装置（イオン交換装置）
【図１】
2010227886.tif 000005
【図２】
2010227886.tif 000006