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公開番号2024130163
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039727
出願日2023-03-14
発明の名称純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/44 20230101AFI20240920BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】使用水量などに追従して流量が変動しても安定的に送水することができ、純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法を提供する。
【解決手段】ユースポイントでの超純水の使用量が減少して、水位計63の水位の計測値が増加したら、コントロール弁62を絞ってサブタンク41への一次純水W2の給水量を減少させる。そこで、制御手段は、圧力計61の計測値に基づいて、該圧力計61の計測値が予め定めた圧力でほぼ一定となるように高圧ポンプ32Aの出力を減少させる。一方、ユースポイントでの超純水の使用量が増加して、サブタンク41の水位の計測値が減少したら、コントロール弁62を開成してサブタンク41への給水量を増加させる。そこで、制御手段は、圧力計61の計測値に基づいて、該圧力計61の計測値が予め定めた圧力でほぼ一定となるように、高圧ポンプ32Aの出力を増加させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被処理水の給水機構と逆浸透膜装置と前記逆浸透膜装置の透過水側の送水圧を測定する圧力計とを有する純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法であって、前記純水製造装置の後段に純水使用機器を有し、前記純水製造装置と純水使用機器の間に該純水使用機器に供給される純水の流量調整機構を備え、前記純水使用機器の純水の要求水量に応じて前記流量調整機構による純水の供給量を調整するとともに、前記給水機構の給水出力を前記圧力計の計測値が予め定めた送水圧力でほぼ一定となるように制御する、純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記逆浸透膜装置が複数系列並列に設けられている、請求項１に記載の純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法。
【請求項３】
前記複数系列並列に設けられている逆浸透膜装置を全部稼働する、請求項２に記載の純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法。
【請求項４】
前記複数系列並列に設けられている逆浸透膜装置の一部の稼働を停止する、請求項２に記載の純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は純水製造装置を構成する逆浸透膜装置の制御方法に関し、特に半導体、液晶等の電子産業分野で利用される超純水を製造する際に、使用水量に応じて純水の送水量を制御可能な純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,300 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、例えば、図１に示すように前処理装置２、一次純水装置（純水製造装置）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た超純水製造装置１で原水Ｗを処理することにより製造されている。具体的には、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。
【０００３】
一次純水装置３は、前処理水（被処理水）Ｗ１を貯留する被処理水タンク３１と、この前処理水Ｗ１を送水する高圧ポンプ３２と、逆浸透膜装置３３と、空気により溶存気体を除去する第一の脱気膜装置３４Ａと、窒素ガスにより溶存気体をさらに脱気する第二の脱気膜装置３４Ｂと、紫外線酸化装置３５と、電気脱イオン装置３６と、この電気脱イオン装置３６に給水を供給する給水ポンプ３７とを有する。この一次純水装置３で前処理水Ｗ１中の大半の電解質、微粒子、生菌等の除去を行うとともに有機物を分解する。
【０００４】
サブシステム４は、一次純水装置３で製造された純水使用機器であり、一次純水（純水）Ｗ２を貯留する電気脱イオン装置３６の後段に配置された純水タンクとしてのサブタンク４１と、このサブタンク４１から図示しないポンプを介して送給される一次純水Ｗ２を処理する紫外線酸化装置４２と非再生型混床式イオン交換装置４３と膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜４４とで構成され、さらに必要に応じＲＯ膜分離装置等が設けられている場合もある。このサブシステム４では、紫外線酸化装置４２により一次純水Ｗ２中に含まれる微量の有機物（ＴＯＣ成分）を酸化分解し、続いて非再生型混床式イオン交換装置４３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イオン交換によって除去する。そして、限外濾過（ＵＦ）膜４４で微粒子を除去して超純水Ｗ３とし、これをユースポイント５に供給して、未使用の超純水はサブタンク４１に還流する。
【０００５】
この超純水製造装置１では、所定の水質の一次純水を安定して供給するために、あらかじめ過剰量の一次純水Ｗ２を製造して、サブタンク４１に必要量のみ供給し、余剰分は循環利用するなどの制御を行っていた。
【０００６】
上述したような超純水製造装置１における逆浸透膜装置３３の制御方法として、図８に示すように水位計５１でサブタンク４１の水位を計測し、サブタンク４１の水位が所定の範囲内となるように、高圧ポンプ３２のオン・オフ制御を行い、これに伴い逆浸透膜装置３３の運転・停止も繰り返していた。この際、逆浸透膜装置３３は稼働時には一定の濃縮倍率で運転していた。なお、５２は逆浸透膜３３の透過水の送水圧を計測する圧力計であり、５３は逆浸透膜装置３３の濃縮水の回収ラインであり、５４は流量計である。
【０００７】
また、逆浸透膜装置は、図９に示すように高圧ポンプ３２（３２Ａ，３２Ｂ）、逆浸透膜装置３３（３３Ａ，３３Ｂ）により複数系列（図８では２系列）並行に配置されることが多いが、この場合には、逆浸透膜装置３３Ａ，３３Ｂを一定条件（一定流量・一定給水圧）で運転され、水の使用水量もしくは後段設備のサブタンク４１の水位等に応じて逆浸透膜装置３３Ａ，３３Ｂの両方を発停する制御を行うか、あるいは長期的な使用水量の調整に併せて稼働系列を増減させる（逆浸透膜装置３３Ａ，３３Ｂのいずれか１系列以上を逐次停止する）運転にて造水量を制御していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図８及び図９に示すような逆浸透膜装置３３の制御方法では、経年使用による有機物等によるファウリングや高濃縮による無機スケールの蓄積などによりＲＯ膜の透過水量が低下するだけでなく、逆浸透膜装置３３（３３Ａ，３３Ｂ）装置３３（３３Ａ，３３Ｂ）の頻繁な発停によるウォーターハンマーにより逆浸透膜のエレメント内部の膜表面が物理的に傷つき、イオン除去率が悪化する恐れがある、という問題点がある。また、逆浸透膜装置３３は、停止して時間が経過することで、濃縮側からのイオンの拡散により透過水側の水質の悪化により再稼働直後の水質が悪化するので、運転再開前に洗浄を行うのが一般的であり、稼働開始時間や使用水量に無駄が生じる、という問題点がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、使用水量などに追従して流量が変動しても安定的に送水することができ、発停に伴う膜の劣化、水質の低下及び再起動時の膜の洗浄の必要がない純水製造装置における逆浸透膜装置の制御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】
【００１０】
上記目的に鑑み、本発明は、被処理水の給水機構と逆浸透膜装置と前記逆浸透膜装置の透過水側の送水圧を測定する圧力計とを有する純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法であって、前記純水製造装置の後段に純水使用機器を有し、前記純水製造装置と純水使用機器の間に該純水使用機器に供給される純水の流量調整機構を備え、前記純水使用機器の純水の要求水量に応じて前記流量調整機構による純水の供給量を調整するとともに、前記給水機構の給水出力を前記圧力計の計測値が予め定めた送水圧力でほぼ一定となるように制御する、純水製造装置における逆浸透膜装置の制御方法を提供する（発明１）。
（【００１１】以降は省略されています）

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