(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が供給されるイオン交換体を充填した脱塩室と、この脱塩室とイオン交換膜を介して仕切られ濃縮水が供給される濃縮室と、これら脱塩室及び濃縮室に所定の電界を印加する一対の電極と、を有し、濃縮室出口において有機体炭素が１ｐｐｂ−Ｃ以上の濃縮水を得るとともに、脱塩室から脱イオン水を得る電気脱イオン装置と、
この電気脱イオン装置の濃縮室へ供給される濃縮水原水に対し、紫外線を照射して殺菌処理を行う紫外線殺菌装置と、
を有し、
この紫外線殺菌装置において殺菌処理した濃縮水原水を前記電気脱イオン装置の濃縮室へ供給するとともに、前記脱塩室へは前記被処理水を紫外線殺菌処理せずに供給することを特徴とする脱イオン水製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記紫外線殺菌装置は、主波長２５４ｎｍの紫外線を照射して殺菌処理を行うことを特徴とする脱イオン水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気脱イオン装置を利用して脱イオン水を製造する脱イオン水製造装置、特にスライムの発生防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造工場、医薬品製造工場、電力施設などにおいて、水中のイオンを減少した脱イオン水が必要とされ、この脱イオン水の製造には、通常イオン交換樹脂が利用されている。イオン交換樹脂は、その使用によりイオン交換容量が減少するため、通常薬品による再生を必要とするという欠点がある。この欠点を解消するものとして、イオン交換樹脂を利用した脱イオンと電気透析的な処理を組み合わせた電気脱イオン装置が知られている。この電気脱イオン装置によれば、薬剤による再生が不要で、高度な脱イオン水を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、この電気脱イオン装置における処理においては、被処理水中に含まれる無機イオンとともに、電荷を帯びている有機体炭素（以下ＴＯＣ（Total Organic Carbon）という）が濃縮室に濃縮される。そこで、濃縮水中に菌が存在した場合にはスライムが発生する。一般的に、電流には多少の殺菌効果があるといわれており、濃縮室の電極で挟まれている部分におけるスライムの発生はあまりない。一方、濃縮室の入口部や出口部などの濃縮水の取り合い部においては、スライムが発生しやすい。
【０００４】
そして、スライムが発生すると、濃縮水の流れに片流れが発生したり、濃縮室における圧損が増大して濃縮水量が減少したりする。これによって、濃縮水中のカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が上昇し、イオン交換膜面にスケールが発生し、電流値が低下し必要な電流量を確保することができず、処理水質が悪化するという問題があった。さらに、濃縮水の出口側に配置される流量計にスライムが付着し、流量測定が行えなくなるという事態も発生する。
【０００５】
また、スライムの発生を防止するために、被処理水に対し、殺菌効果のある次亜塩素酸、過酸化水素、オゾンなどの酸化剤を添加することが考えられる。しかし、このような酸化剤は、イオン交換膜、特に陰イオン交換膜に悪影響があり、そのイオン交換容量を極端に減少させてしまい、イオンの移動速度の低下や、イオン交換膜の物理的破損などの不具合が発生するという問題がある。
【０００６】
なお、特開平９−２９４９７７号公報には、逆浸透膜装置において得られた透過水に紫外線殺菌を施し、これを電気脱イオン装置に供給することが示されている。しかし、この公報に示されている装置では、電気脱イオン装置に供給する被処理水及び濃縮水を含むすべての水について殺菌処理を行っており、必要なランプ本数が多く、また電気代が増大し、コスト高となってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電気脱イオン装置を利用して、効果的にスライムの発生を防止することができる脱イオン水製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理水が供給されるイオン交換体を充填した脱塩室と、この脱塩室とイオン交換膜を介して仕切られ濃縮水が供給される濃縮室と、これら脱塩室及び濃縮室に所定の電界を印加する一対の電極と、を有し、濃縮室出口において有機体炭素が１ｐｐｂ−Ｃ以上の濃縮水を得るとともに、脱塩室から脱イオン水を得る電気脱イオン装置と、この電気脱イオン装置の濃縮室へ供給される濃縮水原水に対し、紫外線を照射して殺菌処理を行う紫外線殺菌装置と、を有し、この紫外線殺菌装置において殺菌処理した濃縮水原水を前記電気脱イオン装置の濃縮室へ供給することを特徴とする。
【０００９】
このように、濃縮水原水について、紫外線殺菌を行うことで、濃縮室に供給される濃縮水中の菌数を低下することができる。これにより、濃縮水の出入口などにおけるスライムの発生を防止できる。特に、紫外線殺菌装置による殺菌を濃縮水原水に対して行うことによって、スライム発生の原因となる濃縮水の殺菌を強力に行うことができ、効率的なスライム防止をはかることができる。
【００１０】
また、前記紫外線殺菌装置は、主波長２５４ｎｍの紫外線を照射して殺菌処理を行うことが好適である。紫外線殺菌装置は、濃縮水中の菌数の減少が目的であり、この波長の紫外線を採用することで、効率的な殺菌処理を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
「実施形態１」
図１は、実施形態１の脱イオン水製造装置の構成を示すブロック図である。市水、工業用水、あるいは半導体ウェハーを超純水で洗浄した際に排出される洗浄排水等の原水は、逆浸透装置１０に流入され、ここで処理される。この逆浸透装置１０は、逆浸透膜によって原水室と透過水室に仕切られており、原水室に加圧状態で原水を供給し、逆浸透膜を透過してイオンが除去された透過水を透過水室に得る。一方、イオンが濃縮された濃縮水が原水室から排出される。この逆浸透装置１０の逆浸透膜としては、中空糸、平膜など各種のものが採用可能であり、また全量ろ過、クロスフローろ過など各種の形式の装置が採用可能である。
【００１３】
この逆浸透装置１０において得られた透過水は、電気脱イオン装置（ＥＤＩ装置）１２に供給される。ここで、この電気脱イオン装置１２は、イオン交換樹脂、イオン交換繊維等のイオン交換体が充填された脱塩室と、この脱塩室とイオン交換膜を介して仕切られた濃縮室と、これら脱塩室及び濃縮室に電圧を印加する一対の電極（陽電極と陰電極）を有している。そして、脱塩室に被処理水を、また濃縮室に濃縮水を流通することで、塩類をイオン交換膜を介し濃縮室を流れる濃縮水中に移動させる。これによって、塩類が除去された脱イオン水を脱塩室から得、塩類が濃縮された濃縮水を濃縮室に得る。従って、脱塩室から処理水が排出され、濃縮室から濃縮水が排出される。また、図示は省略したが、一対の電極を収容する各電極室にも電極水を流通する。したがって、この電極室からも、若干の電極水が排出される。
【００１４】
これら脱塩室、濃縮室及び電極室に供給する被処理水、濃縮水原水及び電極水としては、逆浸透装置１０で得られた透過水が使用される。
【００１５】
そして、本実施形態において、電気脱イオン装置１２の濃縮室へ供給される濃縮水原水は、まず紫外線殺菌装置１４に供給され、ここで殺菌処理した後、電気脱イオン装置１２の濃縮室に供給される。
【００１６】
ここで、この紫外線殺菌装置は、内部に紫外線ランプが収容された容器を有し、容器内の紫外線ランプの周囲空間に濃縮水原水を流通することで、紫外線ランプから発せられる紫外線を濃縮水原水に照射する。紫外線ランプは、主波長が２５４ｎｍ（さらに、正確には２５３．７ｎｍ）の紫外線を発するものである。この波長の紫外線は、細胞内の拡散（ＤＮＡ）に作用し化学変化を起こさせるため、殺菌に非常に有効である。また、物質を酸化するわけではないため、少ない電力で効率的な殺菌を行うことができる。
【００１７】
そして、このような殺菌処理された濃縮水原水が電気脱イオン装置１２の濃縮室に供給される。電気脱イオン装置１２においては、イオンが濃縮室に濃縮されるが、この際に電荷を帯びているＴＯＣも濃縮水中に濃縮される。濃縮水のＴＯＣは１ｐｐｂ−Ｃ以上、通常は２０〜２００ｐｐｂ−Ｃ程度になる。このため、濃縮室の濃縮水は、有機物を多く含み、スライムが発生しやすい状況になっている。ところが、本実施形態では、濃縮水原水について紫外線殺菌装置１４により、殺菌を行うため、濃縮水原水中の菌数が十分低下されている。そこで、濃縮水中のＴＯＣがスライム発生のために十分な濃度であっても、スライムの発生を抑制することができる。
【００１８】
特に、スライムは、濃縮室の出入り口近傍や、濃縮水の排水管内などに発生しやすいが、このような部位におけるスライムの発生を防止することができ、スライム発生に伴う濃縮水差圧の上昇、副次的なスケールの発生、さらにはこれに伴う水質の低下などの各種の弊害を除去することができる。
【００１９】
「実施形態２」
図２に、実施形態２に係る脱イオン水製造装置の構成を示す。この構成では、電気脱イオン装置１２から排出される濃縮水の一部を紫外線殺菌装置１４の入口側に循環する。このように、濃縮水を循環することにより、系外に排出する濃縮水量を減少することができる。この構成においても、電気脱イオン装置１２に供給する濃縮水原水を紫外線殺菌装置１４で殺菌することにより上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２０】
なお、電気脱イオン装置１２から排出される濃縮水は殺菌処理を受けたものであり、電気脱イオン装置１２の濃縮室へ直接循環してもよい。
【００２１】
「実施形態３」
図３に、実施形態３に係る脱イオン水製造装置の構成を示す。この構成では、逆浸透装置１０の透過水ではなく、回収水が直接電気脱イオン装置１２に供給される。すなわち、汚染の度合いが十分低い回収水が電気脱イオン装置１２に供給される。この構成においても、電気脱イオン装置１２に供給する濃縮水原水を紫外線殺菌装置１４で殺菌することにより上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２２】
【実施例】
実施形態１の装置において、処理実験を行った。電気脱イオン装置１２には、オルガノ製の装置を使用し、紫外線殺菌装置１４には、千代田工販製ＳＤＸ−１／２を使用した。電気脱イオン装置１２へ供給する被処理水量は、１．０ｍ３／ｈ、濃縮水流量は０．３ｍ３／ｈとした。
【００２３】
また、従来例として、図１の構成から紫外線殺菌装置１４を取り除いた脱イオン製造装置を使用して実験を行った。
【００２４】
表１に、９０００時間運転後の濃縮室差圧、処理水水質、電圧、電流データを示す。
【００２５】
【表１】
0003965001.tif 000002
このように、本発明の装置によれば、濃縮室差圧は０．５ｋｇ／ｃｍ２、処理水質は１７．９ＭΩ−ｃｍ、電圧２８０Ｖ、電流１．５Ａ、濃縮室出口濃縮水ＴＯＣ３０（２０〜２００）ｐｐｂ−Ｃであった。一方、紫外線殺菌装置１４のない従来例の装置によれば、濃縮室差圧は２．０ｋｇ／ｃｍ２、処理水質は２．０ＭΩ−ｃｍ、電圧４３０Ｖ、電流１．５Ａ、濃縮室出口濃縮水ＴＯＣ３０（２０〜２００）ｐｐｂ−Ｃであった。
【００２６】
これより、本発明の装置により、濃縮室差圧の上昇を抑制し、処理水質を良好なものに維持し、一定電流を維持するための電圧を低電圧にできることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、濃縮水原水について、紫外線殺菌を行うことで、濃縮室に供給される濃縮水中の菌数を低下することができる。これにより、濃縮水の出入口などにおけるスライムの発生を防止できる。特に、紫外線殺菌装置による殺菌を濃縮水原水に対して行うことによって、スライム発生の原因となる濃縮水の殺菌を強力に行うことができ、効率的なスライム防止をはかることができる。また、前記紫外線殺菌装置は、主波長２５４ｎｍの紫外線を照射して殺菌処理を行うことで、効率的な殺菌処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】  実施形態２の構成を示すブロック図である。
【図３】  実施形態３の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  逆浸透装置、１２  電気脱イオン装置、１４  紫外線殺菌装置。
【図１】
0003965001.tif 000003
【図２】
0003965001.tif 000004
【図３】
0003965001.tif 000005