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公開番号2025012661
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115672
出願日2023-07-14
発明の名称水処理システム、イオン交換装置および測定方法
出願人オルガノ株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/42 20230101AFI20250117BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】イオン交換樹脂の含有金属量の高精度な管理を行う。
【解決手段】含有金属量が所定の基準を満たすイオン交換樹脂が充填された非再生型イオン交換装置105を具備し、イオン交換樹脂の含有金属量は、イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入、マイクロ波分解法を用いてイオン交換樹脂を分解し、得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値である水処理システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
含有金属量が所定の基準を満たすイオン交換樹脂が充填されたイオン交換装置を具備し、
前記イオン交換樹脂の前記含有金属量は、該イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて該イオン交換樹脂を分解し、得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値である水処理システム。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換樹脂の前記含有金属量である含有ナトリウム量が５０μｇ－Ｎａ／Ｌ－Ｒ以下である水処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換装置は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが混合されて前記イオン交換樹脂として充填され、該カチオン交換樹脂の含有ナトリウム量が１００μｇ－Ｎａ／Ｌ－ＣＥＲであり、該アニオン交換樹脂の含有ナトリウム量が５０μｇ－Ｎａ／Ｌ－ＡＥＲ以下である水処理システム。
【請求項４】
請求項２に記載の水処理システムにおいて、
前記得られた分析用試料の酸濃度が一定となるように調整される水処理システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の水処理システムにおいて、
前記イオン交換装置は、当該水処理システムに供給される被処理水から金属イオン成分を除去する装置として当該水処理システムの最後段に配置される水処理システム。
【請求項６】
含有金属量が所定の基準を満たすイオン交換樹脂が充填され、前記イオン交換樹脂の前記含有金属量が、該イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて該イオン交換樹脂を分解し、得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値である、イオン交換装置。
【請求項７】
イオン交換装置に充填されるイオン交換樹脂の含有金属量を測定する測定方法であって、
前記イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて前記イオン交換樹脂を分解し、
該分解後に得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値を前記含有金属量として取得する測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システム、イオン交換装置および測定方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶デバイスの製造プロセスでは、洗浄工程など様々な用途に、不純物が高度に除去された超純水が用いられている。超純水は、一般に、原水（河川水、地下水、工業用水など）を、前処理システム、一次純水システム、および二次純水システム（サブシステム）で順次処理することで製造される。そのうちの一次純水システムやサブシステムの中には、内部にイオン交換樹脂が充填されたイオン交換装置を備えたものがある。特にサブシステムでは、超純水に対する厳しい水質要求（例えば、金属濃度がｐｇ／Ｌレベル）を満たすために、それぞれ高度に精製されたカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とが混床で充填された非再生型イオン交換装置（カートリッジポリッシャー）が好適に用いられている。このような非再生型イオン交換装置から処理水中に金属イオンなどのイオン成分がリークすると、超純水の水質が要求するレベルを満たさなくなる。そのため、非再生型イオン交換装置に充填するアニオン交換樹脂として、金属の溶出量が閾値以下のアニオン交換樹脂を用いることで、その非再生型イオン交換装置の処理水質を管理する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５４９９４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術においては、非再生型イオン交換装置で用いられるアニオン交換樹脂について、酸振とう（アニオン交換樹脂を容器に採り、これに酸液を加えて振とうすること）により該アニオン交換樹脂から酸液中に溶出した金属量（金属濃度）を分析している。しかしながら、イオン交換樹脂に吸着する金属の中には、イオン交換によってイオン交換樹脂に吸着する以外に、例えば、金属元素であれば配位結合により、有機物が含まれている物質であれば疎水結合や分子間力による結合によりイオン交換樹脂に付着する金属も一部存在する可能性がある。これらの金属は、酸と接触させてもイオン交換樹脂から溶離し難く、酸振とうにより該アニオン交換樹脂から酸液中に溶離し難い。そのため、このような金属は、非再生型イオン交換装置の処理水質（例えば金属濃度がｐｇ／Ｌレベル）には影響を及ぼすおそれがあるという問題点がある。例えば、アニオン交換樹脂の再生処理で使用された試薬（水酸化ナトリウム）の一部がアニオン交換樹脂に残存した場合、試薬由来の金属イオンは該アニオン交換樹脂に、イオン交換によって吸着しているわけではない。そのため、酸液中に溶離した金属量に対して、該アニオン交換樹脂に超純水を通液したときの処理水中に含まれる金属イオン濃度が高いことがある。つまり、イオン交換反応によって吸着した金属量の測定だけでは、アニオン交換樹脂処理水（特に、金属濃度がｐｇ／Ｌレベル）の金属溶出量の挙動を追従できない。そのため、イオン交換装置の処理水質を高精度に管理することが困難であるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、イオン交換装置の処理水質を高精度に管理することができる水処理システム、イオン交換装置および超純水製造用途向けのイオン交換樹脂の含有金属量の測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の水処理システムは、
含有金属量が所定の基準を満たすイオン交換樹脂が充填されたイオン交換装置を具備し、
前記イオン交換樹脂の前記含有金属量は、該イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて該イオン交換樹脂を分解し、得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値である。
【０００７】
また、本発明のイオン交換装置は、
含有金属量が所定の基準を満たすイオン交換樹脂が充填され、前記イオン交換樹脂の前記含有金属量が、該イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて該イオン交換樹脂を分解し、得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値である。
【０００８】
また、本発明の測定方法は、
イオン交換装置に充填されるイオン交換樹脂の含有金属量を測定する測定方法であって、
前記イオン交換樹脂に特定の濃度の酸を添加して得られた混合液を、所定の濃度の酸を入れてマイクロ波分解法を用いて分解を行った際に内壁から酸へ溶出する金属溶出量が閾値以下である容器内に入れ、マイクロ波分解法を用いて前記イオン交換樹脂を分解し、
該分解後に得られた分析用試料の金属濃度に基づいて得られた値を前記含有金属量として取得する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、イオン交換装置の処理水質を高精度に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の超純水製造システムの実施の一形態を示す図である。
測定に用いる容器およびその洗浄方法による各元素の溶出量の測定値の一例を示す図である。
測定された含有ナトリウム量と、ＣＰの処理水質との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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