(57)【要約】【課題】浄化水としての純水の消費量を大幅に削減でき、浄化性能をさらに向上させることも可能な有効適切な汚染物質除去システムを提供する。【解決手段】浄化水を循環水槽５に貯留して噴霧ノズル３によって処理対象空気に対して噴霧することにより汚染物質を浄化水に吸収・溶解せしめて除去する。汚染物質を吸収・溶解した浄化水をドレインとして循環水槽に回収して循環使用する。循環水槽内のドレインを逆浸透膜に通しつつ循環させることによって清浄化する浄化水清浄化装置１０を具備する。噴霧ノズルとマット４を多段に設けて各マットからのドレインを循環水槽に回収し、循環水槽を上流部５ａと下流部５ｃに区画してそれらの間に越流堰５ｄを設け、上流部に回収したドレインを浄化水清浄化装置１０によって清浄化して下流部に戻すように循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルームを対象としてその室内空気中に含まれる汚染物質を浄化水との気液接触により除去するための湿式汚染物質除去システムであって、
前記浄化水を循環水槽に貯留して該循環水槽から浄化水を噴霧ノズルによって処理対象空気に対して噴霧することにより汚染物質を浄化水に吸収・溶解せしめて除去するとともに、汚染物質を吸収・溶解した浄化水をドレインとして前記循環水槽に回収して循環使用する構成とし、
前記循環水槽には、該循環水槽内の浄化水を逆浸透膜に通しつつ循環させることによって該浄化水を前記循環水槽内において清浄化する浄化水清浄化装置を具備してなることを特徴とする湿式汚染物質除去システム。
【請求項２】
請求項１記載の湿式汚染物質除去システムであって、
前記噴霧ノズルおよび通気性を有するマットを処理対象空気の流通方向に多段に設置して、各噴霧ノズルから各マットに対して浄化水を噴霧するとともに、各マットから流下する浄化水をドレインとして前記循環水槽に回収し、
前記循環水槽を、上流側のマットからのドレインを回収する上流部と、下流側のマットからのドレインを回収する下流部に区画して、それら上流部と下流部との間に下流部から上流部に対して浄化水を越流させる越流堰を設けるとともに、前記上流部からドレインを排水して前記下流部に浄化水を補給可能に構成し、
かつ、前記上流部のドレインを前記浄化水清浄化装置によって清浄化して前記下流部に戻すように循環させる構成としたことを特徴とする湿式汚染物質除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルームを対象としてその室内空気中に含まれる汚染物質を浄化水との気液接触により除去するための湿式汚染物質除去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシステムとしては特許文献１に示される「クリーンルーム汚染物質除去システム」が公知である。これは除去装置内を通過する処理対象空気に対してその上流側や下流側から浄化水としての液体（通常は純水が使用される）を噴霧することにより、処理対象空気と浄化水とを気液接触させて汚染物質を浄化水に吸収し溶解させて除去するものである。
【０００３】
この種の浄化システムの基本構成を図４に模式的に示す。
これは処理対象空気としてのクリーンルームからの還気ＲＡを送風機１によって除去装置本体２に供給して、還気ＲＡがその内部を通過する間に浄化水との気液接触により浄化し、浄化後の清浄空気を給気ＳＡとしてクリーンルームに戻すようにしたものである。
【０００４】
除去装置本体２の内部には、その内部を通過する還気ＲＡに対して下流側から上流側に向けて浄化水を噴霧するための噴霧ノズル３が多段（図示例では３段）に設けられているとともに、各噴霧ノズル３の上流側にはそれぞれ通気性を有するマット４が配置されていて、それらマット４に対して浄化水を噴霧ノズル３により噴霧してマット４を濡れ面とすることにより、還気ＲＡがマット４を通過する際にそこで気液接触が効率的に行われて汚染物質が十分に除去されるようになっている。この場合、噴霧ノズル３からの細かいつぶ状の水による気液接触により浄化がなされ、特にマット４が濡れ面となることで＋αの効果が得られる。
【０００５】
除去装置本体２には浄化水を貯留し循環させるための循環水槽５が付設されていて、その循環水槽５からポンプ６によって各噴霧ノズル３に対して浄化水が加圧供給されることにより、浄化水が各マット４に対して噴霧され、かつマット４の表面において汚染物質を吸収し溶解させた浄化水はマット４の表面を流下してドレインとして循環水槽５に回収されるようになっている。
【０００６】
図示例の循環水槽５は、３段の噴霧ノズル３のうちの最上流の噴霧ノズル３に対して浄化水を供給しかつそのドレインを回収する上流部５ａと、その後段の噴霧ノズル３に対して浄化水を供給しかつそのドレインを回収する中流部５ｂと、さらにその後段の噴霧ノズル３に対して浄化水を供給しかつそのドレインを回収する下流部５ｃとに区画されていて、それらの間には浄化水を下流部５ｃから中流部５ｂへ、さらに中流部５ｂから上流部５ａに越流させるための越流堰５ｄがそれぞれ設けられている。
この場合、上流部５ａに回収されるドレインは中流部５ｂおよび下流部５ｃに回収されるドレインに比べて汚染物質濃度が自ずと高くなるので、高濃度の浄化水を上流部５ａから排水するとともに下流部５ｃに対して浄化水としての純水を補給することにより、循環水槽５内において清浄な浄化水を下流部５ｃから越流堰５ｄを超えて中流部５ｂへ、さらに中流部５ｂから越流堰５ｄを超えて上流部５ａに向けてほぼ一方向に流れるようにしたうえで、常に清浄な浄化水を各噴霧ノズル３に対して供給するようにしている。
【０００７】
なお、除去装置本体２内にはＨＥＰＡフィルタ７やエリミネータ８が設けられ、必要に応じて冷却コイルないし冷却加熱コイル等が適宜設けられるようになっている。
また、浄化水を噴霧ノズル３に加圧供給するためのポンプ６の後段にはフィルタ９が設けられ、必要に応じて浄化水を冷却するための熱交換器（図４では図示略）も適宜設けられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９４１０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来のシステムはクリーンルームに特有の汚染物質、特に各種のいわゆるケミカル物質を除去するためのシステムとして有効であり、液晶製造工場や半導体製造工場等において普及する気運にあるが、浄化水として多量の純水を消費する点が課題とされている。
【００１０】
すなわち、上記従来のシステムにおいては噴霧ノズル３により噴霧した浄化水（純水）をマット４からドレインとして循環水槽５に回収する構成であるので、回収した純水を循環使用することも可能ではあるが、回収した純水は汚染物質を高濃度に含むことからそれをそのまま循環使用することでは所望の浄化性能を維持することは困難であり、実際の運転では回収した純水の大半をそのまま排水する必要がある。
したがって上記従来のシステムでは排水量相当分の純水を補給水として常に補給する必要があり、結局は多量の純水を消費してしまうものである。
【００１１】
そして、純水は非常に高価であるからそれを多量に使用することは液晶製造工場や半導体製造工場におけるランニングコストに大きく影響することはもとより、多量の純水を安定に供給するためには大規模な純水製造設備を設置する必要もあり、この種のシステムの採用に当たってはその点での改善が必要とされているのが実状である。
【００１２】
上記事情に鑑み、本発明は上記従来の湿式汚染物質除去システムの基本構成を踏襲しながら浄化水としての純水の消費量を大幅に削減でき、かつ浄化性能をさらに向上させることも可能な有効適切なシステム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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、クリーンルームを対象としてその室内空気中に含まれる汚染物質を浄化水との気液接触により除去するための湿式汚染物質除去システムであって、前記浄化水を循環水槽に貯留して該循環水槽から浄化水を噴霧ノズルによって処理対象空気に対して噴霧することにより汚染物質を浄化水に吸収・溶解せしめて除去するとともに、汚染物質を吸収・溶解した浄化水をドレインとして前記循環水槽に回収して循環使用する構成とし、前記循環水槽には、該循環水槽内の浄化水を逆浸透膜に通しつつ循環させることによって該浄化水を前記循環水槽内において清浄化する浄化水清浄化装置を具備してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の湿式汚染物質除去システムであって、前記噴霧ノズルおよび通気性を有するマットを処理対象空気の流通方向に多段に設置して、各噴霧ノズルから各マットに対して浄化水を噴霧するとともに、各マットから流下する浄化水をドレインとして前記循環水槽に回収し、前記循環水槽を、上流側のマットからのドレインを回収する上流部と、下流側のマットからのドレインを回収する下流部に区画して、それら上流部と下流部との間に下流部から上流部に対して浄化水を越流させる越流堰を設けるとともに、前記上流部からドレインを排水して前記下流部に浄化水を補給可能に構成し、かつ、前記上流部のドレインを前記浄化水清浄化装置によって清浄化して前記下流部に戻すように循環させる構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、循環水槽に浄化水清浄化装置を付加して、除去装置本体からドレインとして回収した浄化水を浄化水清浄化装置により清浄化して循環使用することにより、浄化性能を低下させることなく、寧ろ浄化性能を向上させつつ、浄化水としての純粋の排水量と補給水量を必要最少限としてその消費量を大幅に削減することが可能であり、それにより浄化に要する運転費を大幅に削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態である湿式汚染物質除去システムの概略構成図である。
【図２】同、除去性能を示す図である。
【図３】同、他の実施形態を示す図である。
【図４】湿式汚染物質除去システムの基本構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に本発明の実施形態である湿式汚染物質除去システムの概略構成を示す。
本実施形態のシステムは図４に示した従来のシステムを基本として浄化水としての純水の消費量を大幅に低減するための装置を付加したものであるので、両者に共通する構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１８】
上述したように従来の湿式汚染物質除去システムにおいては、循環水槽５に回収したドレインの大半をそのまま排水していたのであるが、本実施形態では従来システムにおける循環水槽５に対して浄化水清浄化装置１０を付設して、従来においては循環水槽５の上流部５ａからそのまま排水していた純水を排水することなくその浄化水清浄化装置１０に導入して清浄化したうえで下流部５ｃに戻すようにしており、それにより浄化性能を低下させることなく純水を繰り返し循環使用することが可能なものとなっている。
【００１９】
本発明における浄化水清浄化装置１０は周知の逆浸透膜（ＲＯ膜）を利用したもので、循環水槽５の上流部５ａの純水をポンプ１１により浄化水清浄化装置１０に対して加圧供給することのみで、汚染物質を高濃度に含むドレインを十分に清浄化したうえで循環水槽５の下流部５ｃに送水して循環させることが可能なものである。
なお、逆浸透膜を利用した水質浄化装置は多くの実績があり、クリーンルームでの使用に供し得る市販品もあるので、本発明における浄化水清浄化装置１０としてはそのような市販品のなかから適宜のものを選択して用いれば良く、それにより浄化水清浄化装置１０を付加するために要するコストは些少で済むし、またその種の市販品はほぼメンテナンスフリーであってさしたる保守費も必要としない。通常、ＲＯ膜を使用するとケミカル物質の詰まり、溶解により洗浄メンテナンス、交換頻度によりランニングコストが多くかかると想定されるが、２年間の実験によりケミカル物質の除去に有効でメンテナンスも必要ないことが実証された。
【００２０】
上記のように、循環水槽５に浄化水清浄化装置１０を付加して、除去装置本体２からドレインとして循環水槽５に回収したドレインを浄化水清浄化装置１０により清浄化して浄化水として循環使用することにより、浄化性能を低下させることなく純水の消費量（すなわち排水量とそれに見合う補給水量）を大幅に削減して必要最小限とすることが可能であり、それにより本発明のシステムの運転費を大幅に軽減することが可能である。
本発明のシステムを通常規模の液晶工場に対して従来システムに代えて適用する場合についての一試算によれば、純水消費量を従来システムに比べて10%程度にまで大幅に削減することが可能であり、それにより従来においては必要であった大規模な純水製造設備を不要ないし大幅に簡略化することも可能であることから、浄化水清浄化装置１０を付加するために要する初期投資費用を運転費の削減によりわずか２年程度で回収できるという試算結果が得られた。
【００２１】
勿論、本発明のシステムによれば、純水を循環使用してその使用量を削減しても、従来システムに比べて浄化性能が低下することはないし、寧ろ浄化性能を向上させることも可能である。
たとえば、従来システムにおいて処理風量30000m3/H、処理対象空気中の汚染物質の除去率を50〜60％程度とする場合、純水の補給水量を40L/min程度（液ガス比0.08L/m3程度）としてその補給水量のほぼ全量をドレインとしてそのまま排水する必要があるが、本発明のシステムによればドレインを浄化水清浄化装置１０により清浄化しつつ循環使用することで、上記のように純水の補給水量を10%程度まで削減し得るにも拘わらず、噴霧水量（純水10％＋浄化水90％）は従来と同等の40L/min程度としたままでも従来システムと同等ないしそれ以上の浄化性能を支障なく維持できるものである。
【００２２】
しかも、本発明のシステムによれば噴霧量を増大させることで浄化性能をさらに向上させることができる。
すなわち、本発明のシステムでは、図２（ａ）に示すように噴霧量を多くすれば純水消費量もやや増大はするものの除去率を大きく向上させることができる。たとえば、噴霧量を110L/min（純水50％＋浄化水50%）とすれば除去率を90％程度にまで高めることができ、この場合には純水の消費量は従来システムの場合と同等程度となって純水消費量の削減効果は望めないが、その分、汚染物質の除去性能を大きく向上させることができることになる。
また、噴霧量（純水＋浄化水）を多くして除去率を向上させることにより、図２（ｂ）に示すように排水中のＴＯＣ濃度も低減させることができ、たとえば噴霧量を110L/minとすればTOC60程度にまで低減させることが可能である。勿論、浄化水清浄化装置１０をさらに多量の浄化水を処理可能な設備とすれば、純水の消費量を削減しつつ噴霧量をさらに多くしてさらなる効率向上を実現することができる。
【００２３】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、すなわち浄化水を貯留し循環させるための循環水槽に逆浸透膜による浄化水清浄化装置を設置して循環水槽に回収したドレインを清浄化して循環使用するように構成する限りにおいて、各部の具体的な構成や仕様は処理対象の汚染物質の種類や濃度、要求される浄化性能その他の諸条件を考慮して適宜の設計的変更や応用が可能である。
【００２４】
たとえば、上記実施形態では除去装置本体２内に３段の噴霧ノズル３を設け、それに対応して循環水槽５を上流部５ａ、中流部５ｂ、下流部５ｃに区画するようにしたが、それに限るものではなく、たとえば図３に示すように噴霧ノズル３は２段として循環水槽５を上流部５ａと下流部５ｃとに区画する（中流部５ｂを省略する）ことでも良いし、噴霧ノズル３を１段あるいは４段以上の多段として循環水槽５もそれに対応させたものとすることでも勿論良い。
また、上記実施形態では各噴霧ノズル３の上流側にマット４を設けたが、浄化水を下流側に向けて噴霧するようにしてマット４を噴霧ノズル３の下流側に設置しても良いし、浄化水と処理対象空気との気液接触が十分に行われて所望の浄化効率が得られる場合にはマット４は省略することも可能である。
さらに、同じく図３に示すように、噴霧ノズル３に供給する浄化水を冷却用の熱交換器１２に通して所定温度に冷却してから噴霧するように構成することも好ましい。
【００２５】
また、循環水槽５は上記実施形態のように上流部５ａと中流部５ｂと下流部５ｃ（あるいは上流部５ａと下流部５ｃ）に区画してそれらの間に越流堰５ｄを設け、上流部５ａのドレインを浄化水清浄化装置１０により清浄化して下流部５ｃに戻すように循環させる構成とすることが好ましいが、要は循環水槽５内の高濃度のドレインを逆浸透膜により清浄化しつつ循環させるように構成すれば良いのであって、その限りにおいて浄化水清浄化装置１０の具体的な構成はもとより、浄化水槽５内における浄化水の循環経路や循環水量は適切に設定すれば良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  送風機
２  除去装置本体
３  噴霧ノズル
４  マット
５  循環水槽
５ａ  上流部
５ｂ  中流部
５ｃ  下流部
５ｄ  越流堰
６  ポンプ
７  ＨＥＰＡフィルタ
８  エリミネータ
９  フィルタ
１０  浄化水清浄化装置
１１  ポンプ
１２  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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