(57)【要約】【課題】簡易な装置構成で、抵抗率が高く、全炭酸濃度の低い超純水を得ることのできる超純水製造システム及び超純水製造方法を提供する。【解決手段】原水を脱塩処理する第１逆浸透膜装置と、前記第１逆浸透膜装置の透過水に酸を添加する酸添加装置と、前記酸の添加された透過水を真空下で脱気処理して前記透過水中の溶存ガスを除去する脱気装置と、硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備え、前記溶存ガスの除去された透過水をろ過処理する、第２逆浸透膜装置とを備える超純水製造システム（ただし、前記硝酸イオン含有水のｐＨは、４〜５．５、硝酸イオン濃度は２０〜３００μｇ／Ｌである。）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を脱塩処理する第１逆浸透膜装置と、
前記第１逆浸透膜装置の透過水に酸を添加する酸添加装置と、
前記酸の添加された透過水を真空下で脱気処理して前記透過水中の溶存ガスを除去する脱気装置と、
硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備え、前記溶存ガスの除去された透過水をろ過処理する、第２逆浸透膜装置と
を備えることを特徴とする超純水製造システム。
（ただし、前記硝酸イオン含有水のｐＨは４〜５．５、硝酸イオン濃度は２０〜３００μｇ／Ｌである。）
【請求項２】
前記酸は、塩酸、硫酸及びクエン酸から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１記載の超純水製造システム。
【請求項３】
前記酸添加装置は、前記第１逆浸透膜装置の透過水に対し、０．２ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌの濃度となる量の前記酸を添加することを特徴とする請求項１又は２記載の超純水製造システム。
【請求項４】
前記酸の添加された第１逆浸透膜装置の透過水のｐＨは４〜５．５であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の超純水製造システム。
【請求項５】
前記第２逆浸透膜装置の濃縮水を前記第１逆浸透膜装置の前段に供給する還流配管を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の超純水製造システム。
【請求項６】
前記第２逆浸透膜装置の透過水を処理する非再生型混床式イオン交換樹脂装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の超純水製造システム。
【請求項７】
原水を第１逆浸透膜装置によって脱塩処理する工程と、
前記脱塩処理された透過水に酸を添加する工程と、
前記酸の添加された透過水を真空下で脱気処理する工程と、
前記脱気処理された透過水を、硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備える第２逆浸透膜装置によってろ過処理する工程と
を備えることを特徴とする超純水製造方法。
（ただし、前記硝酸イオン含有水のｐＨは４〜５．５、硝酸イオン濃度は２０〜３００μｇ／Ｌである。）
【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及び超純水製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程や液晶ディスプレイの製造工程等で用いられる超純水は、工業用水、井水、市水などの原水からイオン性不純物や非イオン性不純物を除去して製造されている。超純水を製造する方法としては、例えば、原水に除濁や脱塩素などの前処理を施した前処理水を、逆浸透膜装置、イオン交換装置、紫外線酸化装置等を組み合わせて処理する方法が知られている。
【０００３】
この方法では、前処理水を逆浸透膜装置で脱塩処理し、脱塩処理水中に残留するイオン性不純物や非イオン性不純物が、再生型のイオン交換装置や、紫外線酸化装置と非再生型のイオン交換装置との組合せなどによって除去される。この方法によれば、不純物濃度が著しく低減され、例えば、抵抗率が１７ＭΩ・ｃｍ以上の超純水の製造が可能である。
【０００４】
ここで、上記のような高い抵抗率の実現を阻む要因として、超純水中の炭酸成分の存在がある。この炭酸成分は水中で二酸化炭素、炭酸イオン、又は炭酸水素イオンとして、ｐＨによって存在比率の変化する平衡状態で存在している。
【０００５】
例えば、水中の炭酸成分を除去するために、被処理水にアルカリ性薬品を添加して、この平衡状態をイオン成分が多くなる方へシフトさせて、逆浸透膜装置で除去することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。また、アルカリ性薬品を添加せずに、水中の炭酸ガスを除去する純水製造方法として、膜式脱気装置を逆浸透膜装置の上流位置に配置する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、水中の炭酸ガスをケミカルレスで高度に除去する目的で、逆浸透膜装置と脱気装置の組を２組直列に接続して処理する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
上記した従来の方法で脱炭酸された水は、不純物の濃度が用途によっては十分とはいえないため、電気式脱イオン装置（ＥＤＩ）や再生式のイオン交換樹脂装置によってさらに処理されて高純度化される。しかしながら、上記ＥＤＩは、装置が複雑化し易く、また、再生式のイオン交換樹脂装置では再生が頻繁に行われるため、いずれも、設備投資や維持管理のコストが増大するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６１４６５号公報
【特許文献２】特開平０５−２２０４８０号公報
【特許文献３】特開２００８−８０２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の課題を解決するためになされたものであって、逆浸透膜装置と脱気装置の組合せによって、全炭酸（ＩＣ）を著しく低減し、極めて純度の高い超純水を製造することのできる超純水製造システム及び超純水製造方法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】
本発明の超純水製造システムは、原水を脱塩処理する第１逆浸透膜装置と、前記第１逆浸透膜装置の透過水に酸を添加する酸添加装置と、前記酸の添加された透過水を真空下で脱気処理して前記透過水中の溶存ガスを除去する脱気装置と、硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備え、前記溶存ガスの除去された透過水をろ過処理する、第２逆浸透膜装置とを備えることを特徴とする（ただし、前記硝酸イオン含有水のｐＨは４〜５．５、硝酸イオン濃度は２０〜３００μｇ／Ｌである。）。
【００１０】
本発明の超純水製造システムにおいて、前記酸は、塩酸、硫酸及びクエン酸から選ばれる１種以上であることが好ましい。また、前記酸添加装置は、前記第１逆浸透膜装置の透過水に対し、０．２ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌの濃度となる量の前記酸を添加することが好ましい。
【００１１】
本発明の超純水製造システムにおいて、前記酸の添加された第１逆浸透膜装置の透過水のｐＨは４〜５．５であることが好ましい。
【００１２】
本発明の超純水製造システムにおいて、前記第２逆浸透膜装置の濃縮水を前記第１逆浸透膜装置の前段に供給する還流配管を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の超純水製造システムにおいて、前記第２逆浸透膜装置の透過水を処理する非再生型混床式イオン交換樹脂装置をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の超純水製造方法は、原水を第１逆浸透膜装置によって脱塩処理する工程と、前記脱塩処理された透過水に酸を添加する工程と、前記酸の添加された透過水を真空下で脱気処理する工程と、前記脱気処理された透過水を硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備える第２逆浸透膜装置によってろ過処理する工程とを備えることを特徴とする（ただし、前記硝酸イオン含有水のｐＨは４〜５．５、硝酸イオン濃度は２０〜３００μｇ／Ｌである。）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の超純水製造システム及び超純水製造方法によれば、逆浸透膜装置と脱気装置の組合せによって、全炭酸（ＩＣ）を著しく低減し、極めて純度の高い超純水を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の超純水製造システムを模式的に表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態の超純水製造システム１を模式的に表わす図である。超純水製造システム１は、第１逆浸透膜装置（ＲＯ１）１１と、酸添加装置１２と、脱気装置（ＤＧ）１３と、第２逆浸透膜装置（ＲＯ２）１４を備えている。第２逆浸透膜装置１４は、超純水の使用場所（ＰＯＵ）１５に接続されている。
【００１８】
超純水製造システム１においては、原水を第１逆浸透膜装置１１で脱塩処理して第１透過水を得た後、第１透過水を脱気装置１３にて脱気処理して二酸化炭素ガスを除去し、さらに、第２の逆浸透膜装置で、脱気処理水中に残留するイオン成分と非イオン成分を除去して第２透過水を生成する。
【００１９】
超純水製造システム１において、脱塩処理した第１透過水に酸を添加した後に脱気処理を行うことで、脱気処理水中のＩＣ濃度を著しく低減することができる。そして、脱気処理水中に残留するイオン成分を第２の逆浸透膜装置で除去することで、不純物濃度を著しく低減し、かつ極めて高い抵抗率の第２透過水を得ることができる。ここで、全炭酸（ＩＣ）は、二酸化炭素（ＣＯ２）と、炭酸イオン（ＣＯ３２−）と炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）の総量である。また、以下において特に断らない限り、ＩＣ濃度は、炭素換算濃度（ａｓ  Ｃ）で表す。
【００２０】
第２透過水は、ＰＯＵ１５に送られて、そのまま使用されるか、必要に応じてさらに水処理が施された後に、ＰＯＵ１５に送られる。第２透過水は必要に応じてさらに水処理が施される場合にも、上記のとおりの高純度であるために、当該水処理を施す装置の負荷を著しく低減することができる。
【００２１】
原水は、市水、井水、工業用水等である。また、原水は、超純水の使用場所で使用され、回収され、その後必要に応じて薬品除去処理等の施された使用済み回収水であってもよい。原水は、市水、井水、工業用水等の場合、ＩＣ濃度は２ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである。また、上記原水は、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の金属イオンを合計で１０ｍｇ／Ｌ〜５００ｍｇ／Ｌ、硝酸イオン（ＮＯ３−）を、１ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌ、塩素イオン（Ｃｌ−）を５ｍｇ／Ｌ〜２００ｍｇ／Ｌ、硫酸イオン（ＳＯ４２−）を５ｍｇ／Ｌ〜２００ｍｇ／Ｌ程度含んでいる。
【００２２】
超純水製造システム１は、第１逆浸透膜装置１１の上流側に、原水中の濁質分やコロイド成分を除去する前処理部を備えていてもよい。前処理部は、例えば、凝集・ろ過装置、活性炭装置等を適宜選択して構成される。超純水製造システム１が前処理部を備える場合、原水は、当該前処理部で処理され、その後、第１逆浸透膜装置１１に送られる。
【００２３】
第１逆浸透膜装置１１は、逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜によって加圧下で処理対象水を脱塩処理して、塩類を濃縮した濃縮水（第１濃縮水）と塩類の除去された透過水（第１透過水）に分離する。第１逆浸透膜装置１１は、脱塩処理によって、原水中の金属イオンと、塩素イオン、硝酸イオン等金属イオンの対イオンを除去する。また、第１逆浸透膜装置１１は、原水中の金属イオン以外にも、原水中の有機物等の非イオン成分をろ過してもよい。
【００２４】
第１逆浸透膜装置１１としては、例えば、超低圧型、低圧型、高圧型の逆浸透膜装置を用いることができ、超純水の製造効率の点から、超低圧型又は低圧型の逆浸透膜装置であることが好ましい。また、第１逆浸透膜装置１１の前段には、給水ポンプが備えられることが好ましい。
【００２５】
ここで、超低圧型の逆浸透膜は、運転圧力が、０．４ＭＰａ〜０．８ＭＰａであり、好ましくは０．６ＭＰａ〜０．７ＭＰａである。低圧型の逆浸透膜は、運転圧力が０．８ＭＰａを超え２．５ＭＰａ未満であり、好ましくは１ＭＰａ〜１．６ＭＰａである。高圧型の逆浸透膜は、運転圧力が２．５ＭＰａを超え８ＭＰａ以下であり、好ましくは５ＭＰａを超え６ＭＰａ以下である。なお、上記超低圧型、低圧型、高圧型の逆浸透膜装置の運転圧力は、各逆浸透膜の製造時の設計圧力であり、実際には、上記範囲以外の圧力で運転されることもある。
【００２６】
第１逆浸透膜装置１１に備えられる逆浸透膜としては、例えば、三酢酸セルロース系非対称膜や、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系又はポリスルホン系の複合膜等が挙げられる。膜形状は、シート平膜、スパイラル膜、管状膜、中空糸膜等であるが、これらに限定されない。なかでも、塩類の除去率が高い点で、ポリアミド系の複合膜であることが好ましく、架橋全芳香族ポリアミド系の複合膜であることがより好ましい。膜形状は、スパイラル膜であることが好ましい。
【００２７】
第１逆浸透膜装置１１の塩類除去能は、例えばＮａＣｌの除去率として９５％以上であることが好ましく、９９．５％以上であることがより好ましい。ＮａＣｌの除去率は、２５℃、ｐＨ＝７、ＮａＣｌ濃度０．２質量％の給水を水回収率１５％、給水圧力１．５ＭＰａで逆浸透膜に通水した際のＮａＣｌ除去率として計測される。
【００２８】
第１逆浸透膜装置１１の市販品としては、東レ社製のＴＭ７２０−４００、ＴＭ７２０Ｄ−４００、ＤＯＷ社製のＢＷ３０−４００、ＢＷ３０−４００ＦＲ、日東電工社製のＣＰＡ５、ＣＰＡ５−ＬＤ等を使用することができる。
【００２９】
第１逆浸透膜装置１１における水回収率は、第２透過水の抵抗率の向上の点で、５０％〜９５％であることが好ましく、５０％〜９０％であることがより好ましく、５０〜８５％であることがさらに好ましい。
【００３０】
また、第１逆浸透膜装置１１への処理対象水の供給流量は、逆浸透膜の有効膜面積や第１逆浸透膜装置１１の大きさなどにもよるが、塩類の除去率の点で、０．１ｍ３／ｈ〜２０００ｍ３／ｈであることが好ましく、５ｍ３／ｈ〜１０００ｍ３／ｈであることがより好ましい。
【００３１】
酸添加装置１２は、第１透過水に酸を添加する。酸添加装置１２は、第１透過水を流出させる配管に酸を注入する装置を用いることができる。このような酸添加装置１２としては、酸を自動計量して供給する定量ポンプや、酸を収容するタンク等から、高圧水の力によって酸を吸い出して配管内に供給するエジェクター等が挙げられる。また、例えば、第１透過水を流出させる配管に介装あるいは接続されたタンクと、当該タンクに酸を添加する手段、例えば定量ポンプ等を備え、当該タンク内で第１透過水に酸を混合し、下流側に送る装置であってもよい。
【００３２】
酸添加装置１２が添加する酸は、第１透過水の液性を酸性に調整する。これは、第１透過水の液性を酸性に調整することで、第１透過水中に炭酸イオン又は炭酸水素イオンとして溶解する二酸化炭素成分を、脱気装置１３で除去し得る二酸化炭素ガスの形態にするためである。このような酸は、有機酸、無機酸のいずれであってもよいが、第２透過水中の抵抗率の低下を抑える点では、無機酸及び低分子量の有機酸が好ましい。酸は、例えば、塩酸、硫酸、クエン酸等である。酸は、下流側の第２逆浸透膜装置で除去し易いことから、２価の酸、例えば、硫酸、クエン酸であることが好ましい。これにより、第２透過水中の不純物量を低減して、抵抗率を高めることができる。また、薬品の保管管理負荷の軽減の点からは、酸は、クエン酸であることが好ましい。
【００３３】
酸添加装置１２によって、酸の添加された第１透過水のｐＨは、４〜５．５であることが好ましい。酸の添加された第１透過水のｐＨが上記した範囲であると、後段の脱気装置１３における二酸化炭素成分の除去率を向上させることができる。また、酸の添加された第１透過水のｐＨが上記した範囲であると、第２透過水の水質（比抵抗率）は著しく高くなる。
【００３４】
酸添加装置１２が添加する酸の量は、第１透過水のｐＨを上記好ましい値に調整する量であればよい。具体的には、酸が、硫酸である場合、第１透過水に対して、０．２ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌであることが好ましく、０．５ｍｇ／Ｌ〜２ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。酸の添加量が０．２ｍｇ／Ｌ以上であることで、脱気装置１３における二酸化炭素ガスの除去効果を向上させることができる。酸の添加量が１０ｍｇ／Ｌ以下であることで、第２透過水中に、ＩＣ以外のイオン成分を残留させず、抵抗率の高い超純水を得ることができる。同様の観点から、酸が、クエン酸である場合、第１透過水に対して、１ｍｇ／Ｌ〜６ｍｇ／Ｌであることが好ましい。
【００３５】
脱気装置１３は、真空下で被処理水の脱気処理を行う真空脱気装置又は膜脱気装置である。脱気装置１３は、上記で酸の添加された第１透過水中の二酸化炭素ガスや溶存酸素等の溶存ガスを除去する。真空脱気装置は、例えば、内部に充填剤を充填した気密容器内を真空減圧して、当該気密容器上方から被処理水を流下させて、被処理水中の溶存ガスを除去する装置である。膜脱気装置は、例えば、容器内に配置した中空糸状等の気体透過膜の気相側を真空減圧し、当該気体透過膜を介して液相側の被処理水中の溶存ガスを除去する装置である。
【００３６】
上記で酸の添加された第１透過水を脱気装置１３で脱気処理することで、炭素換算のＩＣ濃度が、２０μｇ／Ｌに低減された脱気処理水を得る。
【００３７】
第２逆浸透膜装置１４は、逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜によって加圧下で供給水を逆浸透膜分離処理して、脱気処理水に残留するイオン成分、有機物、微粒子等の不純物の除去された透過水（第２透過水）と、上記不純物の濃縮された濃縮水（第２濃縮水）とに分離する。
【００３８】
第２逆浸透膜装置１４は、ｐＨ４〜５．５の硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上、好ましくは９０％以上の逆浸透膜を備える。これは、酸を添加して脱気処理した第１透過水を逆浸透膜処理すると、硝酸イオン以外のその他の陰イオンに比べて、硝酸イオンの除去率が低くなるためである。第２逆浸透膜装置１４の硝酸除去率が上記範囲であれば、その他の陰イオンとともに、硝酸イオンを高度に除去することができ、高い抵抗率の第２透過水を得ることができる。ここで、逆浸透膜の硝酸除去率は、ｐＨ４〜５．５、温度２５℃、導電率３〜３０μＳ／ｃｍ、硝酸イオン濃度２０〜３００μｇ／Ｌの硝酸イオン含有水を、水回収率８５〜９０％、運転圧力０．５〜２．０ＭＰａで逆浸透膜に通水した際の硝酸イオンの除去率として測定することができる。
【００３９】
第２逆浸透膜装置としては、上記硝酸除去率を有する限り、第１逆浸透膜装置１１と同様のものを用いることができる。第２逆浸透膜装置１４としては、超低圧型、低圧型、高圧型のいずれであってもよいが、超純水の製造効率の点から、超低圧型又は低圧型の逆浸透膜装置であることが好ましい。
【００４０】
第２逆浸透膜装置１４の市販品としては、高耐久性、高耐薬品性と称される逆浸透膜が好ましく、例えば、給水の最大塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌを上限として設計される膜であることが好ましい。また、洗浄時の許容ｐＨ範囲が１〜１３で設計されている膜、耐ファウリング性と称される逆浸透膜が好ましい。以下、これらの高耐久性の膜、高耐薬品性の膜、耐ファウリング性の膜を総称して「高耐久性膜」という。
【００４１】
これらの高耐久性膜では、逆浸透膜のスキン層を構成する材料のマイナスの電荷を持つ官能基の量を増やしたり、上記材料に、より強いマイナス荷電を持つ官能基を導入したりすることで、膜の強度や耐不純物付着性を増し、これにより、上記特性（高耐久性、高耐薬品性、耐ファウリング性）を得る場合がある。
【００４２】
ここで、ｐＨ７の中性や、アルカリ性の水を処理する通常の通水条件では、高耐久性膜による硝酸除去率は、これ以外の一般的な逆浸透膜と大きく差はない。ところが、本発明者らは、上記酸の添加された第１透過水を高耐久性膜以外の一般的な逆浸透膜で処理した場合、他のイオンに比べ、硝酸のみ著しく除去率が低いことを見出した。さらに、上記酸の添加された第１透過水を、高耐久性膜で処理した場合、高耐久性膜以外の一般的な逆浸透膜を使用した場合に比べて、硝酸除去率が大幅に向上することを見出した。
【００４３】
これは、高耐久性膜の表面は、上記マイナスの電荷を付与する官能基が導入されたことでその表面電位が通常の逆浸透膜よりも、負の絶対値が大きくなっており、このために、１価の陰イオンの除去率が向上されているためと考えられる。
【００４４】
なお、逆浸透膜の表面の荷電状態は、ゼータ電位を用いて測定されるのが一般的である。一般的に逆浸透膜の表面のゼータ電位はｐＨの関数となっている。通常のｐＨ範囲、たとえば、ｐＨ５〜１０では、逆浸透膜の表面のゼータ電位は負の値となるが、ｐＨを下げるとともに、ゼータ電位は０に近づき、やがて０になる。この値を等電点という。一般的な逆浸透膜の場合の等電点は、ｐＨ３〜５程度であるが、上記高耐久性膜の場合、例えば、等電点のｐＨ範囲は３未満である。
【００４５】
このような第２逆浸透膜装置１４の市販品として、具体的には、東レ社製のＴＭ７２０Ｄ−４００（等電点のｐＨ＝２．５）、ＴＭＧ２０Ｄ−４００、日東電工社製のＥＳ２０（等電点のｐＨ＝２．７）等を使用することができる。本明細書において、等電点は、「環境工学研究論文集  Ｖｏ１．３８、３５３〜３５８頁、２００１年」に基づいて測定したものである。
【００４６】
第２逆浸透膜装置１４の塩類除去能は、第２透過水の抵抗率を向上させる点で、例えば、ＮａＣｌの除去率として９５％以上であることが好ましく、９９．５％以上であることがより好ましい。ＮａＣｌの除去率は、第１逆浸透膜装置と同様に測定することができる。
【００４７】
第２逆浸透膜装置１４における水回収率は、第２透過水の抵抗率の向上の点で、５０％〜９５％であることが好ましく６０％〜９０％であることがより好ましく、６５〜８５％であることがさらに好ましい。
【００４８】
第２逆浸透膜装置１４への処理対象水の供給流量は、逆浸透膜の有効膜面積や第２逆浸透膜装置１４の大きさなどにもよるが、第２透過水の抵抗率の向上の点で、０．１ｍ３／ｈ〜２０００ｍ３／ｈであることが好ましく、５ｍ３／ｈ〜１０００ｍ３／ｈであることがより好ましい。
【００４９】
このようにして得られる第２透過水のＩＣ濃度は、好ましくは、２０μｇ／Ｌ以下、より好ましくは２０μｇ／Ｌ以下まで低減される。また、第２透過水の抵抗率は、好ましくは５ＭΩ・ｃｍ以上、より好ましくは、１０ＭΩ・ｃｍ以上が得られる。そのため、第２透過水をそのままユースポイント（ＰＯＵ）１５に供給することが可能である。また、第２逆浸透膜装置１４の後段に非再生型混床式イオン交換樹脂塔を設置して、これにより第２透過水を処理し、さらに高純度の超純水を製造することもできる。この場合にも、第２透過水が上記のように高水質であるため、非再生型混床式イオン交換樹脂塔の交換サイクルとして、例えば１年以上の長期を達成可能である。
【００５０】
第２透過水は、そのままＰＯＵ１５に供給されてもよく、必要に応じてさらに水処理が施されてもよい。第２透過水にさらに水処理が施される場合にも、第２透過水は、上記の高い抵抗率を有し、ＩＣ濃度が著しく低減されているため、再生型イオン交換樹脂装置や電気脱イオン装置等の再生型のイオン交換装置を経ずに、そのまま、非再生型イオン交換樹脂に通水することができる。これにより、イオン交換装置の再生工程を省き、超純水の製造効率を著しく向上させることができるため、コストの点からも有利である。
【００５１】
また、第２濃縮水は、系外に排出することもできるが、第１逆浸透膜装置１１で不純物が高度に除去されているため、例えば、還流配管を設けて、第１逆浸透膜装置１４の前段に還流させてもよい。このようにすることで、超純水製造システム１全体としての水回収率を向上させることができ、例えば、９５％以上を得ることができる。このことも、超純水の製造効率を著しく向上させることができるため、コストの点から極めて有利である。
【００５２】
以上、本実施形態の超純水製造システムによれば、逆浸透膜装置と脱気装置の組合せによって、ＩＣを著しく低減し、極めて純度の高い超純水を製造することができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
図１と同様の構成の超純水製造システムによって、原水を処理した。原水は、厚木市水を用い、これを活性炭処理した処理対象水を、流量２．４ｍ３／ｈｒで第１逆浸透膜装置（東レ社製、ＴＭ７２０−４００、等電点のｐＨ＝３．８）に供給した。第１逆浸透膜装置において、運転圧力（供給水圧力−透過水圧力）が１．１ＭＰａで、水回収率が５０％となるように逆浸透膜処理した。処理対象水は、ＮＯ３−：４３００μｇ／Ｌ、Ｎａ＋：７０００μｇ／Ｌ、導電率：１６０μＳ／ｃｍ、ＩＣ（ＣＯ２＋ＨＣＯ３−＋ＣＯ３２−）濃度（ａｓ  Ｃ）：１１６００μｇ／Ｌ、ｐＨ：７．４であった。
【００５５】
上記で得られた第１逆浸透膜装置の透過水（第１透過水）に、薬注ポンプによって、硫酸を濃度が１．１ｍｇ／Ｌとなるように添加した。その後、膜脱気装置（３Ｍ社製、Ｘ４０、４ｉｎｃｈ×２８を直列に３段接続したもの）に送り、脱気処理を行った。脱気処理に際しては、各段の膜脱気装置の気相側に、それぞれ０．１Ｎｍ３／ｈｒの窒素ガスを供給し、真空ポンプで５０Ｔｏｒｒまで真空度を下げた。
【００５６】
次いで、上記で脱気処理した第１透過水を、第２逆浸透膜装置（東レ社製、ＴＭ７２０Ｄ−４００）に送り、運転圧力が０．９ＭＰａで、水回収率が８０％となるように逆浸透膜処理した。なお、硝酸除去率（温度２５℃、導電率が３〜３０μＳ／ｃｍ、硝酸イオン濃度２０〜３００μｇ／Ｌ、ｐＨ４〜５．５の水を、水回収率９０％、運転圧力１．０ＭＰａで逆浸透膜に通水した際の硝酸イオンの除去率）は東レ社製のＴＭ７２０−４００が６７％、ＴＭ７２０Ｄ−４００が９７％である。
【００５７】
実施例１において、第１逆浸透膜装置（ＲＯ１）の透過水と第２逆浸透膜装置（ＲＯ２）の透過水の水質（硝酸イオン濃度、ナトリウム濃度、ＩＣ濃度、導電率、ｐＨ）、ＲＯ２の供給水のｐＨ及びＲＯ２の透過水の抵抗率をそれぞれ測定した。結果を試験条件とあわせて表１に示す。ＩＣ濃度は、ＧＥ社製のＳＩＥＶＥＲＳ  ＴＯＣ−９００を用いて、測定した。抵抗率は、堀場製作所製の比抵抗計ＨＥ−９６０ＲＷ、ナトリウム濃度は、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）。硝酸イオン濃度は、イオンクロマトグラフィを用いてそれぞれ測定した。
【００５８】
また、実施例１において、処理対象水、第１透過水及び第２透過水に含まれる、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫酸イオン及び塩素イオンの濃度を測定した。カリウム、カルシウム、マグネシウムはＩＣＰ−ＭＳ、硫酸イオン及び塩素イオンはイオンクロマトグラフィを用いてそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００５９】
（実施例２）
実施例１において、第１透過水に、硫酸に代えてクエン酸を１．６ｍｇ／Ｌとなるように添加した他は実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例３）
実施例１において、第１透過水に、硫酸に代えて塩酸を０．９ｍｇ／Ｌとなるように添加した他は実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
（比較例１）
実施例１において、第２逆浸透膜装置として、第１逆浸透膜装置と同様の東レ社製、ＴＭ７２０−４００を用い、硫酸を０．６ｍｇ／Ｌとなるように添加した他は実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６２】
また、比較例１において、処理対象水、第１透過水及び第２透過水に含まれる、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫酸イオン及び塩素イオンの濃度を上記同様に測定した。結果を表３に示す。
【００６３】
（比較例２）
実施例１において、処理対象水を、実施例１と同様の装置を用いて、第１逆浸透膜装置、第２逆浸透膜装置、膜脱気装置の順で処理し、酸の添加を行わない他は、実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６４】
（比較例３）
実施例１において、処理対象水を、実施例１と同様の装置を用いて、第１逆浸透膜装置、膜脱気装置、第２逆浸透膜装置の順で処理し、酸の添加を行わない他は、実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６５】
（比較例４）
実施例１において、処理対象水を、実施例１と同様の装置を用いて、膜脱気装置、第１逆浸透膜装置、第２逆浸透膜装置の順で処理し、酸の添加を行わない他は、実施例１と同様にして原水を処理し、各箇所での水質等を実施例１と同様に測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2018030065.tif 000003
【００６７】
【表２】
2018030065.tif 000004
【００６８】
【表３】
2018030065.tif 000005
【００６９】
以上より、第１逆浸透膜装置と、硝酸イオン含有水を通水した際の硝酸除去率が８０％以上の逆浸透膜を備えた第２逆浸透膜装置とを組み合わせて使用し、第１逆浸透膜装置の透過水に酸を添加して脱気装置した後に第２逆浸透膜装置に供給することで、全炭酸（ＩＣ）を著しく低減し、極めて純度の高い超純水が製造できることが分かる。
【符号の説明】
【００７０】
１…超純水製造システム、１１…第１逆浸透膜装置、１２…酸添加装置、１３…脱気装置、１４…第２逆浸透膜装置、１５…使用場所（ＰＯＵ）。
【図１】
2018030065.tif 000006