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公開番号2024058285
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165553
出願日2022-10-14
発明の名称純水製造装置
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/32 20230101AFI20240418BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】紫外線酸化装置を備えた使用水量などに追従して処理水量が変動しても過酸化水素の発生を抑制可能な純水製造装置を提供する。
【解決手段】一次純水装置3は、紫外線酸化装置13の後段に流量計41を有するとともに、この流量計41の検出値に基づいて紫外線酸化装置13の紫外線の照射量を制御可能な制御手段を有する。紫外線酸化装置13としては、複数の紫外線ランプのブロックから構成されていて、制御手段により点灯するブロック数を制御するとともに各ブロックの紫外線ランプの照度を調光することにより、紫外線酸化装置13における紫外線の照射量を制御可能なものを用いる。そして、紫外線酸化装置13の後段で流量計41により処理水量を測定し、あらかじめ設定した基準とする流量に対する処理水量の増減に応じて、紫外線酸化装置13における紫外線の照射量を増減するように制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
処理水量が設定値に対して５流量％以上増減する被処理水中のＴＯＣ成分を処理する紫外線酸化装置を備えた純水製造装置であって、
前記紫外線酸化装置の後段又は前段にＨ
２
Ｏ
２
の濃度に直接あるいは間接的に関連する指標を検知する検知手段を有し、この検知手段の検出値に基づいて紫外線酸化装置における紫外線の照射量を制御する制御手段を備えた、純水製造装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記検知手段が流量計であり、前記制御手段は前記流量計の流量の検出値の増減に伴い紫外線の照射量を増減するように制御する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項３】
前記検知手段が紫外線酸化装置の後段に設けられたＨ
２
Ｏ
２
計または溶存水素計であり、前記制御手段は前記Ｈ
２
Ｏ
２
計または溶存水素計の検出値の増減に伴い紫外線の照射量を増減するように制御する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項４】
前記純水製造装置が紫外線酸化装置の後段にイオン交換装置を有し、前記検知手段が前記イオン交換装置の後段に設けられた溶存酸素計であり、前記制御手段は前記溶存酸素計の検出値の増減に伴い紫外線の照射量を増減するように制御する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項５】
前記紫外線酸化装置への単位流量当たりの電力投入量が０．０１～０．３ｋＷｈ／ｍ
３
であり、前記紫外線酸化装置の照度の最大値を１００％として３０～１００％の範囲でコントロール可能である、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項６】
前記紫外線酸化装置の前段にＴＯＣ測定手段と流量計とを備える、請求項１～５のいずれか１項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、紫外線酸化装置を備えた純水製造装置に関し、特に使用水量などに追従して流量が変動する紫外線酸化装置を備えた純水製造装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体等の電子産業分野で用いられている超純水は、前処理装置、一次純水装置及び一次純水を処理する二次純水装置（サブシステム）で構成される超純水製造装置で原水を処理することにより製造されている。
【０００３】
一般に超純水製造装置１は、図１に示すように前処理装置２、一次純水装置３、及び二次純水装置（サブシステム）４といった３段の装置で構成されている。このような超純水製造装置１の前処理装置２では、原水Ｗの濾過、凝集沈殿、精密濾過膜などによる前処理が施され、主に懸濁物質が除去される。
【０００４】
一次純水装置３は、例えば、前処理水Ｗ０のタンク１１と、逆浸透膜装置１２と、紫外線（ＵＶ）酸化装置１３と、再生型イオン交換装置（混床式又は４床５塔式など）１４と、膜式脱気装置１５とを有する、なお、１６は予熱器である。ここで前処理水Ｗ０中の電解質、微粒子、生菌等の大半の除去を行うとともに有機物を分解する。
【０００５】
サブシステム４は、例えば、前述した一次純水装置３で製造された一次純水Ｗ１を貯留するサブタンク２１と、このサブタンク２１に貯留された一次純水Ｗ１を送給するポンプ２２と、この一次純水Ｗ１を処理する紫外線酸化装置２４と、白金族金属触媒樹脂塔２５と、膜式脱気装置２６と、逆浸透膜装置２７と、非再生型混床式イオン交換装置２８と、膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜２９とで構成されている、なお、２３は熱交換器である。このサブシステム４では、紫外線酸化装置２４で一次純水Ｗ１中に含まれる微量の有機物（ＴＯＣ成分）を紫外線により酸化分解し、この紫外線の照射により生じた過酸化水素を白金族金属触媒樹脂塔２５で分解し、その後段の膜式脱気装置２６で混入しているＤＯ（溶存酸素）などの溶存ガスを除去する。続いて逆浸透膜装置２７及び非再生型イオン交換装置２８で処理することで、残留した炭酸イオン、有機酸類、アニオン性物質、さらには金属イオンやカチオン性物質を除去する。そして、限外濾過（ＵＦ）膜２９で微粒子を除去して超純水（二次純水）Ｗ２とし、これを送給管３０からユースポイント５に供給して、未使用の超純水は返送管３１からサブタンク２１に還流する。
【０００６】
上述したような超純水製造装置１において、紫外線酸化装置１３は１８５ｎｍの波長を発生して下記式（１）によりＴＯＣの分解を行うことを主目的としているが、紫外線の照射により過酸化水素（Ｈ
２
Ｏ
２
）が生成することが知られている。
【０００７】
TIFF
2024058285000002.tif
67
170
【０００８】
ここで生成された過酸化水素は、後段の設備、特にイオン交換装置（再生型イオン交換装置１４、非再生型イオン交換装置、あるいは電気脱イオン装置など）に流入すると、分解されてＤＯ（溶存酸素）が発生する。あるいは、過酸化水素がイオン交換樹脂を分解してＴＯＣを生じることもある。純水製造装置では、ＤＯ＜１μｇ／Ｌレベルの保証が必要なことが多い。そこで、イオン交換装置１４の後段あるいは前段に膜式脱気装置１５を設けてＤＯを除去したり、膜式脱気装置１５の前段にさらに白金族金属触媒樹脂塔を設けて、過酸化水素自体を完全に酸素に分解したりしている。
【０００９】
ところで、図１に示すように従来の超純水製造装置１では、ユースポイント（ＰＯＵ）５の使用量の最大値の超純水水Ｗ２を製造して、余剰水を循環利用しているが、近年純水製造装置の省エネルギー化の取り組みが推進されており、その一環として従来循環していた余剰水をユースポイント（ＰＯＵ）５での要求水量に応じて必要な分だけ送水することで、純水製造装置の中で電力使用量の大きな送水ポンプ、特に逆浸透膜（ＲＯ）の供給ポンプの運転エネルギーを削減する技術が検討されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ユースポイント５の使用水量に追従して、純水製造装置（一次純水装置３）の造水量を増減させる運転を行った場合、例えば造水量が減少するとＵＶ酸化装置による紫外線が過照射（給水のＴＯＣ負荷に対して紫外線酸化装置のＵＶランプの照射エネルギーが過多）となり、過酸化水素の発生量が増加する。そうすると紫外線酸化装置１３の後段でイオン交換装置の出口のＤＯが上昇することになる。
（【００１１】以降は省略されています）

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