(57)【要約】【課題】ホウ素吸着樹脂等のホウ素選択性吸着体のホウ素吸着量を有効に利用して再生頻度又は交換頻度を低減した上で、ホウ素濃度が著しく低減された純水を効率的に製造する。【解決手段】被処理水を浄化手段とホウ素選択性吸着体を充填した複数のホウ素吸着装置とに通水して純水を製造する方法において、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所（ホウ素高濃度領域）に設置されたホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として、該ホウ素高濃度領域を流れる被処理水よりもホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所（ホウ素低濃度領域）に設置されたホウ素吸着装置に充填され、被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体を用いることを特徴とする純水の製造方法。【選択図】図１
2016150275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を浄化手段とホウ素選択性吸着体を充填した複数のホウ素吸着装置とに通水して純水を製造する方法において、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素高濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として、該ホウ素高濃度領域を流れる被処理水よりもホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素低濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填され、被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体を用いることを特徴とする純水の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ホウ素吸着装置はホウ素選択吸着体が充填された充填塔であり、前記ホウ素低濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔から使用済ホウ素選択性吸着体を抜き出して、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔に充填することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、前記ホウ素吸着装置はカートリッジ型容器にホウ素選択吸着体が充填されたホウ素吸着カートリッジであり、前記ホウ素低濃度領域に設置された使用済のホウ素吸着カートリッジを、前記ホウ素高濃度領域に設置するホウ素吸着カートリッジとして用いることを特徴とする純水の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置及び／又は電気脱イオン装置であることを特徴とする純水の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記浄化手段が、逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該電気脱イオン装置の透過水側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに設置されたホウ素吸着装置で使用することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項６】
請求項４において、前記浄化手段が、逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに設置されたホウ素吸着装置で使用することを特徴とする純水の製造方法。
【請求項７】
被処理水を浄化手段とホウ素選択性吸着体を充填した複数のホウ素吸着装置とに通水して純水を製造する装置において、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素高濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填されたホウ素選択性吸着体が、該ホウ素高濃度領域を流れる被処理水よりもホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素低濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填され、被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体であることを特徴とする純水の製造装置。
【請求項８】
請求項７において、前記ホウ素吸着装置はホウ素選択吸着体が充填された充填塔であり、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔に、前記ホウ素低濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔から抜き出された使用済ホウ素選択性吸着体が充填されていることを特徴とする純水の製造装置。
【請求項９】
請求項７において、前記ホウ素吸着装置はカートリッジ型容器にホウ素選択吸着体が充填されたホウ素吸着カートリッジであり、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着カートリッジは、前記ホウ素低濃度領域で使用された使用済のホウ素吸着カートリッジであることを特徴とする純水の製造装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置及び／又は電気脱イオン装置であることを特徴とする純水の製造装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該電気脱イオン装置の透過水側にホウ素吸着装置が設置されており、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに該電気脱イオン装置の透過水側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体が充填されたホウ素吸着装置が設置されていることを特徴とする純水の製造装置。
【請求項１２】
請求項１０において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側にホウ素吸着装置が設置されており、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体が充填されたホウ素吸着装置が設置されていることを特徴とする純水の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水中のホウ素を効率的に除去することができる純水の製造方法及び純水の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、市水、地下水、工水等の原水から超純水を製造する超純水製造装置は、基本的に、前処理装置、一次純水製造装置及び二次純水製造装置から構成される。このうち、前処理装置は、凝集、浮上、濾過、除濁膜装置等で構成される。一次純水製造装置は、活性炭吸着塔、紫外線（ＵＶ）酸化装置、化学的酸化装置、脱気装置等のうちの１種又は２種以上の装置と、脱塩装置とで構成され、このうち脱塩装置は、逆浸透（ＲＯ）膜分離装置、電気脱イオン装置、イオン交換装置（混床式イオン交換装置ないしはイオン交換純水装置）の１種或いは２種以上の組み合わせにより構成される。また、二次純水製造装置は、一次純水製造装置と同様な装置単位を適宜組み合わせたものであり、一般的には、低圧ＵＶ酸化装置、混床式イオン交換装置及び限外濾過（ＵＦ）膜分離装置で構成される。
【０００３】
これらの各装置単位において、原水の脱塩は、ＲＯ膜分離装置、電気脱イオン装置及び混床式イオン交換装置で行われる。また、原水中の微粒子の除去は、ＲＯ膜分離装置及びＵＦ膜分離装置で行われ、ＴＯＣ成分の除去は、ＲＯ膜分離装置、イオン交換純水装置、低圧ＵＶ酸化装置で行われる。
【０００４】
近年、超純水製造において、ホウ素については、例えば１ｐｐｔ以下という厳しい水質が求められるようになってきている。
超純水の製造に当たり、例えば、イオン交換樹脂塔を多床塔とし、再生を頻繁に行うことでホウ素を低濃度まで除去できるが、この方法では、運転管理が煩雑となる上に、再生のための薬品コストが高いという問題がある。また、近年、環境安全面で薬品による再生は敬遠される傾向もある。
【０００５】
ＲＯ膜分離装置では、通常ホウ素を十分に除去することはできず、透過水にホウ素が含まれることとなる。また、電気脱イオン装置においても同様である。ＲＯ膜分離装置と電気脱イオン装置との組み合わせにおいて、ホウ素除去率の高い電気脱イオン装置（例えば栗田工業製「ＫＣＤＩ−ＵＰｚ」等）もあるが、一般に、装置コストはイオン交換樹脂塔に比べて高くなる。
【０００６】
ホウ素を除去するために、ＲＯ膜分離装置の後段にホウ素吸着樹脂塔を設けることが提案されている（例えば特許文献１〜４）。また、ＲＯ膜分離装置と非再生型イオン交換装置との間、或いは、ＲＯ膜分離装置と電気脱イオン装置との間にホウ素吸着樹脂塔を設けることも提案されている（例えば特許文献５，６）。
【０００７】
即ち、大量の水をホウ素吸着樹脂塔に通水して処理することは、高価なホウ素吸着樹脂の必要量が過大となり、実用的ではない。このため、従来においては、一般的にＲＯ膜分離装置の後段にホウ素吸着樹脂塔を設け、ＲＯ膜分離処理で濃縮水が分離され水量が少なくなった透過水をホウ素吸着樹脂塔で処理している。
【０００８】
ホウ素吸着樹脂塔のホウ素吸着樹脂のホウ素吸着量が飽和に近づくと、ホウ素の吸着能が大きく低下する（破過する）ため、使用によりホウ素吸着能が低下したホウ素吸着樹脂はホウ素吸着樹脂塔から抜き出し、吸着したホウ素を脱着させる再生処理を行う。
【０００９】
なお、ホウ素吸着樹脂によるホウ素吸着装置としては、ホウ素吸着樹脂を充填塔に充填し、使用済ホウ素吸着樹脂を充填塔から抜き出し、新品又は再生済のホウ素吸着樹脂を充填塔に充填する充填塔方式のものの他、ホウ素吸着樹脂をカートリッジ型容器に充填したホウ素吸着カートリッジも提供されている。
ホウ素吸着カートリッジであれば、使用済ホウ素吸着樹脂を容器ごと配管から取り外し、また、新品のホウ素吸着カートリッジ又は再生済のホウ素吸着カートリッジを配管に取り付けることで、ホウ素吸着樹脂を容器ごと容易に交換することができることから、近年、広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２０２４４２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１２４６号公報
【特許文献３】特開２００５−３４２５８７号公報
【特許文献４】特許第３６４６９００号公報
【特許文献５】特開平９−１９２６６１号公報
【特許文献６】特開２００８−９３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ホウ素吸着樹脂のホウ素除去率は８０〜９０％と高く、ホウ素吸着樹脂塔を用いることにより水中のホウ素を高度に除去することはできるが、ホウ素吸着樹脂のホウ素吸着量（単位樹脂量当たりのホウ素吸着量）は被処理水のホウ素濃度によって大きく異なり、被処理水のホウ素濃度が高い程ホウ素吸着量が多くなるが、被処理水のホウ素濃度が低いとホウ素吸着樹脂のホウ素吸着量は少なく、本来ホウ素吸着樹脂が吸着し得るホウ素量よりも少ないホウ素吸着量で破過に到る。
即ち、ホウ素濃度の低い被処理水を処理する場合は、ホウ素濃度の高い被処理水であれば更にホウ素を吸着し得る吸着容量を残したまま再生処理に供することとなるため、ホウ素吸着樹脂本来のホウ素吸着量を有効に利用できていないことになる。
【００１２】
このため、ＲＯ膜分離装置の透過水のように、既に前段の処理装置でホウ素が除去され、ホウ素濃度が低減された水をホウ素吸着樹脂塔で処理すると、ホウ素吸着樹脂の再生頻度或いはホウ素吸着カートリッジの交換頻度が高くなり、装置の稼働効率が低いという問題に加えて、ホウ素吸着樹脂本来のホウ素吸着量を有効に利用できず、ホウ素吸着樹脂コストが高くつくという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決し、ホウ素吸着樹脂等のホウ素選択性吸着体のホウ素吸着量を有効に利用して再生頻度又は交換頻度を低減した上で、ホウ素濃度が著しく低減された純水を効率的に製造するための方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、系内にホウ素吸着装置を複数設け、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所に設置されたホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として、ホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所に設置されたホウ素吸着装置において被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体を再利用して用いることにより、上記の課題を解決することができ、ホウ素選択性吸着体のホウ素吸着量を有効利用してホウ素選択性吸着体の再生頻度又は交換頻度を低減した上で、被処理水中のホウ素を極低濃度にまで除去することができることを見出した。
【００１５】
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１６】
［１］  被処理水を浄化手段とホウ素選択性吸着体を充填した複数のホウ素吸着装置とに通水して純水を製造する方法において、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素高濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として、該ホウ素高濃度領域を流れる被処理水よりもホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素低濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填され、被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体を用いることを特徴とする純水の製造方法。
【００１７】
［２］  ［１］において、前記ホウ素吸着装置はホウ素選択吸着体が充填された充填塔であり、前記ホウ素低濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔から使用済ホウ素選択性吸着体を抜き出して、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔に充填することを特徴とする純水の製造方法。
【００１８】
［３］  ［１］において、前記ホウ素吸着装置はカートリッジ型容器にホウ素選択吸着体が充填されたホウ素吸着カートリッジであり、前記ホウ素低濃度領域に設置された使用済のホウ素吸着カートリッジを、前記ホウ素高濃度領域に設置するホウ素吸着カートリッジとして用いることを特徴とする純水の製造方法。
【００１９】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置及び／又は電気脱イオン装置であることを特徴とする純水の製造方法。
【００２０】
［５］  ［４］において、前記浄化手段が、逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該電気脱イオン装置の透過水側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに設置されたホウ素吸着装置で使用することを特徴とする純水の製造方法。
【００２１】
［６］  ［４］において、前記浄化手段が、逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに設置されたホウ素吸着装置で使用することを特徴とする純水の製造方法。
【００２２】
［７］  被処理水を浄化手段とホウ素選択性吸着体を充填した複数のホウ素吸着装置とに通水して純水を製造する装置において、ホウ素濃度が高い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素高濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填されたホウ素選択性吸着体が、該ホウ素高濃度領域を流れる被処理水よりもホウ素濃度が低い被処理水が流れる箇所（以下「ホウ素低濃度領域」と称す。）に設置されたホウ素吸着装置に充填され、被処理水のホウ素処理に使用された使用済ホウ素選択性吸着体であることを特徴とする純水の製造装置。
【００２３】
［８］  ［７］において、前記ホウ素吸着装置はホウ素選択吸着体が充填された充填塔であり、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔に、前記ホウ素低濃度領域に設置されたホウ素吸着装置の充填塔から抜き出された使用済ホウ素選択性吸着体が充填されていることを特徴とする純水の製造装置。
【００２４】
［９］  ［７］において、前記ホウ素吸着装置はカートリッジ型容器にホウ素選択吸着体が充填されたホウ素吸着カートリッジであり、前記ホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着カートリッジは、前記ホウ素低濃度領域で使用された使用済のホウ素吸着カートリッジであることを特徴とする純水の製造装置。
【００２５】
［１０］  ［６］ないし［９］のいずれかにおいて、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置及び／又は電気脱イオン装置であることを特徴とする純水の製造装置。
【００２６】
［１１］  ［１０］において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該電気脱イオン装置の透過水側にホウ素吸着装置が設置されており、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに該電気脱イオン装置の透過水側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体が充填されたホウ素吸着装置が設置されていることを特徴とする純水の製造装置。
【００２７】
［１２］  ［１０］において、前記浄化手段が逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水側に設けられた電気脱イオン装置であり、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側にホウ素吸着装置が設置されており、該逆浸透膜分離装置の上流側、該逆浸透膜分離装置の濃縮水側、及び該電気脱イオン装置の濃縮水側のうちのいずれかに、該逆浸透膜分離装置の透過水側であって該電気脱イオン装置の上流側に設置されたホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体が充填されたホウ素吸着装置が設置されていることを特徴とする純水の製造装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ホウ素吸着樹脂等のホウ素選択性吸着体のホウ素吸着量を有効に利用して再生頻度又は交換頻度を低減した上で、ホウ素濃度が著しく低減された純水を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す純水の製造装置の構成図である。
【図２】実施例で用いた純水の製造装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜用語の説明＞
本明細書において用いる用語は以下の通り定義する。
ホウ素高濃度領域：ホウ素濃度の高い被処理水が流れる箇所（ホウ素低濃度領域に流れる被処理水よりもホウ素濃度の高い被処理水が流れる箇所）
ホウ素低濃度領域：ホウ素高濃度領域に流れる被処理水よりもホウ素濃度の低い被処理水が流れる箇所
高濃度ホウ素含有水：ホウ素高濃度領域を流れる被処理水
低濃度ホウ素含有水：ホウ素低濃度領域を流れる被処理水
透過水側：ＲＯ膜分離装置又は電気脱イオン装置から流出した透過水が流れる箇所であり、透過水がそのまま流れる箇所のみならず、透過水が別の処理手段で処理された後流れる箇所も含む。
濃縮水側：ＲＯ膜分離装置又は電気脱イオン装置から流出した濃縮水が流れる箇所であり、濃縮水がそのまま流れる箇所のみならず、濃縮水が別の処理手段で処理された後流れる箇所も含む。
上流側：ＲＯ膜分離装置又は電気脱イオン装置に導入されて処理される水が流れる箇所であり、別の処理手段で処理された後、ＲＯ膜分離装置又は電気脱イオン装置に導入される水が流れる箇所も含む。
使用済ホウ素選択性吸着体：被処理水のホウ素除去処理に使用されたホウ素選択性吸着体。好ましくは、被処理水のホウ素除去処理に使用されて、破過に達したホウ素選択性吸着体。
なお、以下においてホウ素高濃度領域に設置されたホウ素吸着装置を「ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置」と称し、ホウ素低濃度領域に設置されたホウ素吸着装置を「ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置」と称す。
【００３１】
＜ホウ素選択性吸着体＞
本発明で用いるホウ素選択性吸着体としては、ホウ素選択性キレート樹脂のような粒状物でも良く、繊維状物でも良い。
ホウ素選択性吸着体としては、イオン交換作用でホウ素を吸着するものや、キレート作用でホウ素を吸着するものなど、各種のものを用いることができるが、例えば、市販のホウ素選択性キレート樹脂の「ダイヤイオンＣＲＢ」（三菱化学（株））、ホウ素選択性キレート繊維の「キレストファイバーＧＲＹ」（キレスト（株））等を用いることができる。
例えば、「ダイヤイオンＣＲＢ０２」は、以下に示す如く、スチレン・ジビニルベンゼンの骨格にホウ素選択性の高いキレート形成基としてＮグルカミン基を導入した化学構造を有している。
【００３２】
【化１】
2016150275.tif 000003
【００３３】
このＮグルカミン基は、弱塩基性アニオン交換樹脂と同様の３級アミン型になっており、次のような反応でホウ酸性ホウ素を吸着する。
【００３４】
【化２】
2016150275.tif 000004
【００３５】
ホウ素を吸着して破過したホウ素選択性吸着体は、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４等の酸、又はＮａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカリ剤を用いて任意の方法で再生することができる。
【００３６】
＜ホウ素吸着装置＞
ホウ素吸着装置は、上述のホウ素吸着塔を充填したものであり、ホウ素選択性吸着体を充填塔内に充填した充填塔式でもよく、カートリッジ型容器にホウ素選択性吸着体が充填され、容器ごと交換可能なホウ素吸着カートリッジであってもよい。
ホウ素吸着カートリッジであれば、ホウ素選択性吸着体を容器ごと交換することができ、作業性に優れる。
なお、本発明において、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素高濃度領域のホウ素選択性吸着体として用いるため、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置とホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体の充填量は、ほぼ同量であることが好ましい。
【００３７】
＜浄化手段＞
本発明において用いる浄化手段としては特に制限はないが、逆浸透膜分離装置（ＲＯ膜分離装置）及び／又は電気脱イオン装置が好ましく、特にＲＯ膜分離装置とこのＲＯ膜分離装置の透過水側に設けた電気脱イオン装置とを用いることが高純度の純水を得ることができる観点から、好ましい。
【００３８】
＜ホウ素選択性吸着体の交換＞
本発明においては、後述の浄化手段と複数のホウ素吸着装置に被処理水を通水して純水を製造するに当たり、所定の通水期間後、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置で使用された使用済ホウ素選択性吸着体を、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として用いる。
即ち、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置において、所定期間被処理水の通水を行って、低濃度ホウ素含有水をホウ素処理してこのホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体が破過に達したら、ホウ素吸着装置が充填塔式の場合は、被処理水の通水を停止して、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体と、このホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を抜き出し、この使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置に充填し、当該ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置には、新品又は再生済のホウ素選択性吸着体、或いはさらに低ホウ素濃度の被処理水が流れるよりホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置から抜き出した使用済ホウ素選択性吸着体を充填し、その後、被処理水の通水を再開する。
或いは、ホウ素吸着装置がカートリッジ式の場合は、被処理水の通水を停止して、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置のホウ素吸着カートリッジとホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素吸着カートリッジを通水配管から取り外し、ホウ素高濃度領域にホウ素低濃度領域から取り外した使用済ホウ素吸着カートリッジを取り付け、当該ホウ素低濃度領域には新品又は再生済のホウ素吸着カートリッジ、或いはさらに低ホウ素濃度の被処理水が流れるよりホウ素低濃度領域の使用済ホウ素吸着カートリッジを取り付ける。
【００３９】
このように、ホウ素吸着装置を複数設け、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置で更に使用することで、以下のように、効率的なホウ素の除去を行える。
（１）  複数のホウ素吸着装置を設けることにより、特に、複数のホウ素吸着装置を多段に設け、被処理水を複数のホウ素吸着装置で処理することで、被処理水中のホウ素を高度に除去することができ、最終的に得られる処理水のホウ素濃度を０．１ｐｐｔ（ｎｇ／Ｌ）以下という極低濃度にすることも可能となる。
（２）  ホウ素吸着装置を複数に設けても、所定の通水期間毎に排出されて再生処理に供されるホウ素選択性吸着体量は１つのホウ素吸着装置に充填されたホウ素選択性吸着体量であり、しかも、以下の（３）の通り、ホウ素選択性吸着体のホウ素吸着量を有効利用することでホウ素選択性吸着体の使用期間を延長し、再生頻度又は交換頻度を低減することができ、結果として、再生コストを抑えることができる。
（３）  ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置には、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置で使用された使用済ホウ素選択性吸着体が充填されるが、この使用済ホウ素選択性吸着体は、低濃度ホウ素含有水を処理するため、前述の通り、ホウ素吸着量が少なく、本来のホウ素吸着量よりも相当に少ない吸着量で破過に達する。ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体であっても、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置に用いれば、このホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置には高濃度ホウ素含有水が導入されるため、十分にホウ素吸着処理を行える。即ち、ホウ素低濃度領域における低濃度ホウ素含有水のホウ素処理では吸着性能を得ることができない使用済ホウ素選択性吸着体であっても、ホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置における高濃度ホウ素含有水からのホウ素の粗取りには十分に使用し得る。このため、ホウ素選択性吸着体本来のホウ素吸着量を有効に利用することができる。
（４）  上記（１）〜（３）より、ホウ素吸着装置を複数に設けることで、初期の設備コストは高くつくが、得られる純水のホウ素の低減効果に対する全体的な装置コスト、再生コスト、運転コストは低減される。
【００４０】
なお、通水工程から交換工程に移行する所定の通水期間には特に制限はなく、被処理水のホウ素濃度やホウ素選択性吸着体の種類、ホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体の充填量、その他の通水条件等に応じて適宜決定されるが、一般的には、ホウ素選択性吸着体のホウ素除去率が、通水開始初期の５〜１５％程度に低下したとき、例えば１〜６ヶ月程度の通水運転後を目安とするのが好ましい。
【００４１】
＜装置構成＞
本発明の純水の製造装置の実施の形態の一例を示す図1を参照して、本発明に係る装置構成を説明する。
【００４２】
図１の純水の製造装置は、原水タンク１、前処理装置２、ホウ素吸着装置３、ＲＯ膜分離装置４、ホウ素吸着装置５、電気脱イオン装置６、ホウ素吸着装置７がこの順で直列に連結され、ＲＯ膜分離装置４の濃縮水を処理するＲＯ膜分離装置８及びホウ素吸着装置９と、電気脱イオン装置６の濃縮水を処理するホウ素吸着装置１０が設けられている。
ホウ素吸着装置９の処理水とホウ素吸着装置１０の処理水は原水タンク１に循環されるが、ホウ素吸着装置９の処理水はＲＯ膜分離装置４に循環させてもよく、ホウ素吸着装置１０の処理水は電気脱イオン装置６に循環させてもよい。ＲＯ膜分離装置８の濃縮水は系外へ排出される。
前処理装置としては、活性炭塔や凝集、浮上、濾過、除濁膜装置等を用いることができる。
【００４３】
このような装置において、各ホウ素吸着装置３、５、７、９、１０に流入する被処理水のホウ素濃度は、
ホウ素吸着装置９＞ホウ素吸着装置３＞ホウ素吸着装置１０＞ホウ素吸着装置５＞ホウ素吸着装置７
の順で低くなり、ホウ素吸着装置９が最も高く、ホウ素吸着装置７が最も低い。ただし、ホウ素吸着装置１０とホウ素吸着装置３の関係は、ＲＯ膜分離装置４の給水のｐＨにより変わり、ＲＯ給水にアルカリを添加しない場合は、ホウ素吸着装置１０＞ホウ素吸着装置３となる。
【００４４】
従って、これらのホウ素濃度の関係から、より低ホウ素濃度のホウ素含有水が流れるホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体を、より高ホウ素濃度のホウ素含有水が流れるホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置に移動させて使用する。
【００４５】
具体的には、以下のようにホウ素選択性吸着体を移動させて使用する方法が挙げられるが、本発明では、ホウ素低濃度領域のホウ素吸着装置の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素高濃度領域のホウ素吸着装置のホウ素選択性吸着体として使用するものであればよく、何ら以下の方法に限定されない。
（１）  ホウ素吸着装置７の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置５へ、ホウ素吸着装置５の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置１０へ、ホウ素吸着装置１０の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置３へ、ホウ素吸着装置３の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置９へそれぞれ移動させ、ホウ素吸着装置７に新品のホウ素選択性吸着体を充填し、ホウ素吸着装置９の使用済ホウ素選択性吸着体は再生処理する（ただし、ホウ素吸着装置５の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置３へ、ホウ素吸着装置３の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置１０へ、ホウ素吸着装置１０の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置９へ移動させる場合もある。）。
（２）  ホウ素吸着装置７の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置５へ、ホウ素吸着装置５の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置３へそれぞれ移動させ、ホウ素吸着装置７に新品のホウ素選択性吸着体を充填し、ホウ素吸着装置３の使用済ホウ素選択性吸着体は再生処理する。
（３）  ホウ素吸着装置１０＞ホウ素吸着装置３の場合、ホウ素吸着装置３の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置１０に移動させ、ホウ素吸着装置１０の使用済ホウ素選択性吸着体を再生処理する。
（４）  ホウ素吸着装置７の使用済ホウ素選択性吸着体をホウ素吸着装置９又はホウ素吸着装置１０へ移動させ、ホウ素吸着装置７に新品のホウ素選択性吸着体を充填し、ホウ素吸着装置９又はホウ素吸着装置１０の使用済ホウ素選択性吸着体は再生処理する。
【００４６】
なお、図１は、本発明の純水の製造装置の実施の形態の一例を示すものであって、本発明の純水の製造装置は何ら図示のものに限定されない。
例えば、ホウ素吸着装置は系内に２以上の複数設置されていればよく、図１において、いずれかのホウ素吸着装置が省略されていてもよい。また、ＲＯ膜分離装置４の濃縮水をホウ素吸着装置で処理し、ＲＯ膜分離装置８に供給するようにしてもよい。
また、ＲＯ膜分離装置は、後述の図２のように２段直列に設けてもよい。更に、この場合において、前段のＲＯ膜分離装置と後段のＲＯ膜分離装置との間でアルカリ添加によるｐＨ調整を行ってもよい。
また、ＲＯ膜分離装置４と電気脱イオン装置６との間に、ＵＶ酸化装置や脱気膜装置を設けてもよく、ホウ素吸着装置７の後段にＵＶ酸化装置や混床式イオン交換装置、更にＵＦ膜分離装置を設けてもよい。
【実施例】
【００４７】
以下に実施例に代わるシュミレーション結果を挙げる。
図２に示すように、第１のホウ素吸着塔１１、第１のＲＯ膜分離装置１２、第２のＲＯ膜分離装置１３、第２のホウ素吸着塔１４、電気脱イオン装置１５、及び第３のホウ素吸着塔１６を直列に連結し、ホウ素濃度１００ｐｐｂ（μｇ／Ｌ）の被処理水を原水として順次処理する。第１のＲＯ膜分離装置１２の透過水はアルカリを添加してｐＨ１０に調整した後第２のＲＯ膜分離装置１３で処理する。
各ホウ素吸着塔１１，１４，１６には、ホウ素選択性キレート樹脂を各々同量充填する。
第１のホウ素吸着塔１１の処理水のホウ素濃度は１０ｐｐｂ以下、これを第１のＲＯ膜分離装置１２及び第２のＲＯ膜分離装置１３で２段ＲＯ膜分離処理して得られる処理水のホウ素濃度は１ｐｐｂ以下、これを第２のホウ素吸着塔１４で処理して得られる処理水のホウ素濃度は１００ｐｐｔ以下、電気脱イオン装置１５の処理水のホウ素濃度は１ｐｐｔ以下、これを更に第３のホウ素吸着塔１６で処理して得られる処理水のホウ素濃度は０．１ｐｐｔ以下とする。
【００４８】
この装置の運転を２ヶ月継続して行った後、各ホウ素吸着塔１１，１４，１６のホウ素選択性キレート樹脂を抜き出し、第２のホウ素吸着塔１４から抜き出した使用済ホウ素選択性キレート樹脂を第１のホウ素吸着塔１１に充填し、第３のホウ素吸着塔１６から抜き出した使用済ホウ素選択性キレート樹脂を第２のホウ素吸着塔１４に充填し、第３のホウ素吸着塔１６に再生済のホウ素選択性キレート樹脂を充填する。第１のホウ素吸着塔１１から抜き出したホウ素選択性キレート樹脂は再生工場で再生処理し、次回の交換工程において、第３のホウ素吸着塔１６に充填する。
以降、２ヶ月の通水運転毎に運転を停止し、上記の通り、第１のホウ素吸着塔１１の使用済ホウ素選択性キレート樹脂を抜き出して再生工場に送り、順次後段のホウ素吸着塔から抜き出した使用済ホウ素選択性キレート樹脂を前段のホウ素吸着塔に充填し、第３のホウ素吸着塔１６に再生済のホウ素選択性キレート樹脂を充填するホウ素選択性キレート樹脂の交換を行う運転を継続する。
その結果、上記の通り、各処理水の設定ホウ素濃度で装置を安定して運転することができ、その際、再生に必要なホウ素選択性キレート樹脂量は、一つのホウ素吸着塔に充填したホウ素選択性キレート樹脂量でよく、ホウ素選択性キレート樹脂のホウ素吸着量を有効利用して効率的なホウ素の除去処理を行えることが確認された。
【符号の説明】
【００４９】
１  原水タンク
２  前処理装置
３，５，７，９，１０  ホウ素吸着装置
４，８  ＲＯ膜分離装置
６  電気脱イオン装置
１１  第１のホウ素吸着塔
１２  第１のＲＯ膜分離装置
１３  第２のＲＯ膜分離装置
１４  第２のホウ素吸着塔
１５  電気脱イオン装置
１６  第３のホウ素吸着塔
【図１】
2016150275.tif 000005
【図２】
2016150275.tif 000006