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公開番号2025010165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024180247,2023107337
出願日2024-10-15,2023-06-29
発明の名称純水製造システムおよび純水製造方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/44 20230101AFI20250109BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】効率的な純水製造設備の運転と、安定した水質の純水製造とを兼ね備えた純水製造システムを提供する。
【解決手段】純水製造システムは、2段目の逆浸透膜の被処理水をアルカリ性とする2段逆浸透膜装置の後段に電気再生式イオン交換装置を備える。2段逆浸透膜装置は、被処理水W4を第一の逆浸透膜装置31と、この透過水にアルカリ性の薬品を添加してpHを8～11に調整した調整水W5とするアルカリ添加手段32と、この調整水W5を処理する第二の逆浸透膜装置33と、この第二の逆浸透膜装置33の透過水W6を処理して処理水W7を製造する電気再生式イオン交換装置34とを有する。第一の逆浸透膜装置31及び第二の逆浸透膜装置33は、それぞれ超低圧型逆浸透膜を用いたものである。電気再生式イオン交換装置は、第二の逆浸透膜装置33の透過水W6を濃縮室、陽極室及び陰極室に供給する。そして、濃縮室には、脱塩室と向流式で透過水W6を供給する構造となっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被処理水が供給される膜面有効圧が０．４～０．９ＭＰａの第一の超低圧型逆浸透膜装置と、
前記第一の超低圧型逆浸透膜装置の透過水のｐＨを８～１１に調整するｐＨ調整装置と、
前記ｐＨ調整装置によってｐＨ調整された調整水が供給される膜面有効圧が０．４～０．９ＭＰａの第二の超低圧型逆浸透膜装置と、
前記第二の超低、圧型逆浸透膜装置からの透過水が供給される電気再生式イオン交換装置と
を有する、純水製造システム。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記電気再生式イオン交換装置の脱塩室の通水方向と向流となるように濃縮室を通水し、該濃縮室に電気再生式イオン交換装置の給水または処理水を通水する、請求項１に記載の純水製造システム。
【請求項３】
前記電気再生式イオン交換装置の脱塩室から吐出された後１０秒以上経過した処理水の比抵抗値又は導電率を測定する比抵抗計又は導電率計を有する、請求項１又は２に記載の純水製造システム。
【請求項４】
被処理水を膜面有効圧が０．４～０．９ＭＰａの第一の超低圧型逆浸透膜装置で処理する第一の逆浸透膜処理工程と、
前記第一の超低圧型逆浸透膜装置の透過水のｐＨを８～１１に調整するｐＨ調整工程と、
このｐＨ調整工程によってｐＨ調整された調整水を膜面有効圧が０．４～０．９ＭＰａの第二の超低圧型逆浸透膜装置で処理する第二の逆浸透膜処理工程と、
前記第二の超低圧型逆浸透膜装置の透過水を電気再生式イオン交換装置で処理する処理水を得る脱イオン工程と
を有する純水製造方法。
【請求項５】
前記脱イオン工程において、前記電気再生式イオン交換装置の脱塩室の通水方向と向流となるように濃縮室を通水し、該濃縮室に電気再生式イオン交換装置の給水または処理水を通水する、請求項４に記載の純水製造方法。
【請求項６】
前記脱イオン工程で得られた処理水の比抵抗値を、該処理水が前記電気再生式イオン交換装置の脱塩室から吐出されて１０秒以上経過した後測定し、この測定した比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ以上となるように前記電気再生式イオン交換装置の運転条件を制御する、請求項４又は５に記載の純水製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水製造システムおよびこれを用いた純水製造方法に関し、特に効率的な純水製造設備の運転性能と、安定した水質の純水製造性能とを兼ね備えた純水製造システムおよびこれを用いた純水製造方法に関する。
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、前処理システム、一次純水製造装置（純水製造システム）及び一次純水を処理するサブシステム（二次純水製造装置）で構成される超純水製造システムで原水を処理することにより製造されている。
【０００３】
例えば、図６に示すように超純水製造システム１は、前処理装置２と一次純水製造装置（純水製造システム）３とサブシステム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システム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】
一次純水製造装置３は、前処理水Ｗ１を処理する２段構成の逆浸透膜装置５，６と、電気再生式イオン交換装置７とを有し、これらの機器の間に中継槽、送水ポンプまたは昇圧ポンプを設けることができる。さらに電気再生式イオン交換装置７の後段に紫外線酸化装置８を有する。この紫外線酸化装置８は、電気再生式イオン交換装置７の前段としてもよい。この一次純水製造装置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して、一次純水（純水）Ｗ２を得る。
【０００５】
そして、サブシステム４は、サブタンク１０と供給ポンプ１１と紫外線酸化装置１２と非再生型混床式イオン交換装置１３と限外ろ過膜（ＵＦ膜）１４とを有し、限外ろ過膜（ＵＦ膜）１４からユースポイント１５を経由してサブタンク１０に還流する構成となっている。このサブシステム４では、一次純水製造装置３で製造された一次純水Ｗ２中に含まれる微量の有機物（ＴＯＣ成分）を酸化分解し、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体を充填した機器で除去し、最後に限外濾過（ＵＦ）膜１４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１５に供給して、未使用の超純水Ｗ３はサブタンク１０に還流する。
【０００６】
上述したような超純水製造システム１の一次純水製造装置３では、逆浸透膜装置６におけるホウ素の濃度低減などの処理性能向上を目的に、逆浸透膜装置６の給水にＮａＯＨ等のアルカリを注入してｐＨ８以上とし、各種成分のイオン化を促進して処理することが行われている。
【０００７】
また、この一次純水製造装置３に用いられる電気再生式イオン交換装置７は、一般に陰極（カソード）及び陽極（アノード）間にカチオン交換膜とアニオン交換膜とを交互に配置し、これらカチオン交換膜及びアニオン交換膜により区画を構成することで脱塩室及び濃縮室を形成し、この脱塩室及び前記濃縮室にイオン交換樹脂を充填したものである。カチオン交換膜やアニオン交換膜などのイオン交換膜としては、粉末状のイオン交換樹脂にポリスチレンなどの結合剤を加えて製膜した不均質膜や、スチレン－ジビニルベンゼン等の重合によって製膜した均質膜などのほか、各種アニオン交換機能あるいはカチオン交換機能を有する単量体をグラフト重合により製膜したものなどが用いられている。
【０００８】
また、脱塩室には、イオン交換樹脂、イオン交換繊維もしくはグラフト交換体等からなるイオン交換体（アニオン交換体及びカチオン交換体）が混合もしくは複層状に充填されている。また、濃縮室と、陽極室及び陰極室にも、イオン交換体が充填されている。
【０００９】
この純水製造システムを構成する電気再生式イオン交換装置では、逆浸透膜装置６の透過水を電気再生式イオン交換装置の給水とする、あるいは逆浸透膜装置の透過水を紫外線酸化装置で処理した後電気再生式イオン交換装置の給水とすることが行われている。
【００１０】
さらに、逆浸透膜装置と電気再生式イオン交換装置とは、図７に示すように被処理水Ｗ４を第一の逆浸透膜装置２１で処理し、この透過水にアルカリ添加手段２２からアルカリ性の薬品を添加してｐＨを８～１１に調整した調整水Ｗ５を第二の逆浸透膜装置２３で処理し、この透過水Ｗ６を電気再生式イオン交換装置（ＣＥＤＩ）２４で処理して処理水Ｗ７を得る装置もある。このような装置では、第一の逆浸透膜装置２１または第二の逆浸透膜装置２３の少なくともいずれかに低圧逆浸透膜（ＬＰＲＯ）を用いている。また、電気再生式イオン交換装置２４では、濃縮水として、脱塩室の給水または処理水を用い、脱塩室と濃縮室が、すべてまたは一部において同じ方向で通水されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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