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公開番号2025025719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130780
出願日2023-08-10
発明の名称水処理システム及び水処理方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/00 20230101AFI20250214BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】純水製造設備及び除害排水処理設備を備えており、除害排水と原水とを熱交換器で熱交換させる純水製造装置において、該熱交換器での熱交換を制御することにより、水処理システム全体での消費電力低減を実現することができる水処理システム及び水処理方法を提供する。
【解決手段】原水槽からの原水を処理して純水を製造する純水製造設備と、排ガス処理設備からの除害排水を処理して排ガス処理設備水として回収再利用するための除害排水処理設備とを有する水処理システム。除害排水を降温させる熱交換器22と原水槽2とが、循環配管で接続されている。この循環配管に、熱交換器22を迂回するバイパス配管16が設けられている。原水槽2から前処理装置4に送水される原水温度が所定値以下となるように、三方弁13によってバイパス配管16への原水の流れを制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原水槽からの原水を処理して純水を製造する純水製造設備と、
排ガス処理設備からの排水（以下、除害排水という。）を処理して排ガス処理設備水として回収再利用するための除害排水処理設備と
を有する水処理システムであって、
該除害排水処理設備は、除害排水を前記原水槽からの原水と熱交換させて降温させる熱交換器を有し、
該熱交換器と該原水槽とが、該原水槽内の原水を該熱交換器に低温流体として循環供給するよう循環配管で接続されており、
該原水槽又は該原水槽から原水を前記純水製造設備に供給する配管の原水温度を検出する温度センサ（Ｔ１）と、
該温度センサ（Ｔ１）の検出温度が所定値以下となるように該熱交換器への原水供給量を制御する制御手段と
を備える水処理システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記熱交換器への原水供給量を制御する前記制御手段は、前記熱交換器を迂回するように設けられたバイパス配管と、該バイパス配管への原水通水を制御する手段とを有する請求項１の水処理システム。
【請求項３】
前記循環配管に原水の循環送水用のポンプが設けられており、
前記熱交換器への原水供給量を制御する前記制御手段は、該ポンプの送水量を制御するものである請求項１の水処理システム。
【請求項４】
前記除害排水処理設備は、前記熱交換器で降温した除害排水を降温させるための、冷却塔からの冷却水を低温流体とする熱交換器（Ａ）と、該熱交換器（Ａ）からの除害排水を降温させるための、冷凍機からの冷水を低温流体とする熱交換器（Ｂ）とを有する請求項１の水処理システム。
【請求項５】
原水と除害排水とを熱交換させる前記熱交換器から前記熱交換器（Ａ）に供給される除害排水の温度を検出する温度センサ（Ｔ２）が設けられており、
前記制御手段は、該温度センサ（Ｔ２）の検出温度が目標温度となるように該熱交換器（Ａ）への原水供給量を制御する請求項４の純水製造装置。
【請求項６】
原水槽からの原水を処理して純水を製造する純水製造設備と、
排ガス処理設備からの排水（以下、除害排水という。）を処理して排ガス処理設備水として回収再利用するための除害排水処理設備と
を有する水処理システムによって除害排水を処理すると共に純水を製造する水処理方法において、
該除害排水処理設備は、除害排水を前記原水槽からの原水と熱交換させて降温させる熱交換器を有し、
該熱交換器と該原水槽とが、該原水槽に貯留されている原水を該熱交換器の低温流体として循環供給するよう循環配管で接続されており、
該原水槽又は該原水槽から原水を前記純水製造設備に供給する配管の原水温度を温度センサ（Ｔ１）で検出し、
該温度センサ（Ｔ１）の検出温度が所定値以下となるように前記熱交換器への原水供給量を制御する水処理方法。
【請求項７】
前記熱交換器を迂回するようにバイパス配管が設けられており、該バイパス配管への原水通水を制御することにより、前記温度センサ（Ｔ１）の検出温度を所定値以下とする請求項６の水処理方法。
【請求項８】
前記循環配管に原水の循環送水用のポンプが設けられており、
該ポンプの送水量を制御することにより、前記温度センサ（Ｔ１）の検出温度を所定値以下とする請求項６の水処理方法。
【請求項９】
前記除害排水処理設備は、前記熱交換器で降温した除害排水を降温させるための、冷却塔からの冷却水を低温流体とする熱交換器（Ａ）と、
該熱交換器（Ａ）からの除害排水を降温させるための、冷凍機からの冷水を低温流体とする熱交換器（Ｂ）と、
前記原水を低温熱源流体とする熱交換器から前記熱交換器（Ａ）に供給される除害排水の温度を検出する温度センサ（Ｔ２）とを備えており、
該温度センサ（Ｔ２）の検出温度が目標温度となるように、該熱交換器（Ａ）への原水供給量を制御する水処理方法であって、
該目標温度を高い温度に変更することによって前記熱交換器（Ａ）への原水供給量を減少させ、
該目標温度を低い温度に変更することによって前記熱交換器（Ａ）への原水供給量を増加させる
請求項７の水処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水製造装置と除害排水処理設備とを用いた水処理システム及び水処理方法に関する。除害排水処理設備は、ＰＦＣｓ等を含んだガスを除害燃焼等により処理するための排ガス処理設備（除害装置）からの排水を処理する設備である。
続きを表示（約 1,800 文字）【０００２】
なお、ＰＦＣｓ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）とは、ＣＦ
４
、Ｃ
２
Ｆ
６
、Ｃ
４
Ｆ
８
、ＳＦ
６
、ＷＦ
６
などのペルフルオロ化合物のことであるが、本明細書ではこれらペルフルオロ化合物のほか、ＣＨ
２
Ｆ
２
、Ｃｌ
２
、ＢＣｌ
３
、Ｆ
２
、ＨＦ、ＳｉＨ
４
、ＮＨ
３
、ＰＨ
３
、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＴＲＩＳ（トリエトキシシラン）、ＴｉＣｌ
４
など、デポジション、エッチング、クリーニングの各工程で用いられる、すべての有害、可燃、地球温暖化ガスを表わす。
【背景技術】
【０００３】
従来、半導体洗浄用水として用いられている超純水は、前処理システム、一次純水システム及びサブシステムから構成される超純水製造装置で原水（工業用水、市水、井水等）を処理することにより製造されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
凝集装置、加圧浮上（沈殿）装置、濾過装置等よりなる前処理システムでは、原水中の懸濁物質やコロイド物質の除去を行う。逆浸透（ＲＯ）膜分離装置、脱気装置及びイオン交換装置（混床式、２床３塔式又は４床５塔式）を備える一次純水システムでは原水中のイオンや有機成分の除去を行う。なお、ＲＯ膜分離装置では、塩類除去のほかにイオン性、コロイド性の全有機酸素（ＴＯＣ）を除去する。イオン交換装置では、塩類除去のほかにイオン交換樹脂によって吸着又はイオン交換されるＴＯＣ成分を除去する。脱気装置（窒素脱気又は真空脱気）では溶存酸素の除去を行う。
【０００５】
熱交換器、低圧紫外線（ＵＶ）酸化装置、混床式イオン交換装置及び限外濾過（ＵＦ）膜分離装置を備えるサブシステム（二次純水システム）では、水の純度をより一層高め超純水にする。なお、低圧ＵＶ酸化装置では、低圧ＵＶランプより出される波長１８５ｎｍの紫外線によりＴＯＣを有機酸さらにはＣＯ
２
まで分解する。分解された有機酸及びＣＯ
２
は後段のイオン交換樹脂で除去される。ＵＦ膜分離装置では、微小粒子が除去されイオン交換樹脂の流出粒子も除去される。
【０００６】
半導体等の製造プロセスでは、ペルフルオロ化合物などの上記ＰＦＣｓが多量に使用されている。ペルフルオロ化合物ガスを用いる工場では、これを無害化する除害装置と称される排ガス処理設備を設置している（特許文献２）。除害装置では、燃焼、電気加熱、プラズマなどを用いて、ペルフルオロ化合物を燃焼（酸化）又は熱分解反応により、フッ素（Ｆ
２
）を脱離させた後、当該装置に組み込まれた水スクラバーで排ガスを洗浄し、ガス中のＦ
２
を吸収除去する。
【０００７】
スクラバー排水は、ＨＦのほかに、ペルフルオロ化合物分子の有機骨格に由来する有機性炭化水素化合物（ＴＯＣ成分）を含有する。そこで、スクラバー排水は、生物処理装置などの有機物分解手段を備えた除害排水処理設備に導かれて処理される。
【０００８】
除害排水の温度は一般的には３５～４５℃程度の比較的高温度である。特許文献３には、この高温度の除害排水と純水製造装置の低温の原水とを熱交換器で熱交換させ、該原水を昇温させると共に、除害排水を降温させ、降温した除害排水を除害排水処理設備に送水して処理することが記載されている。
【０００９】
純水製造装置のＲＯ装置（逆浸透膜装置）や前処理装置のＵＦ装置（限外濾過装置）等は、水温が低下すると処理流量も低下し、前処理設備で凝集する場合は凝集不良を起こす。このため、前処理設備前段で除害排水と熱交換させることが純水製造装置の運転の安定性の点からも効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２０－１９９４３６号公報
特開２０２２－７２９８１号公報
特開２０２２－７０６０８号公報
【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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