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公開番号2025155238
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058944
出願日2024-04-01
発明の名称超純水製造装置の制御方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/00 20230101AFI20251006BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】後段システムやユースポインでの使用水量に応じて、送水ポンプの稼働電力を調整して、送水量を制御可能な純水製造装置の制御方法を提供する。
【解決手段】循環水の水量を20m³/hに固定し、送水ポンプ32A,32B,32Cの設計最大吐出量が60m³/hで、サブシステムでの一次純水W2の使用量が80m³/hの場合、ポンプの稼働台数は1.67≦2(台)となる。そこで、送水ポンプの稼働台数を2台として、送水ポンプ32A,32Bを稼働する。この際、送水ポンプ32A,32Bの出力をインバータ制御により83%として運転して100m³/hの一次純水W2を製造する。そして、コントロール弁55により80m³/hをサブタンク37に送水し、余剰分の20m³/hを被処理水タンク31に連通する循環路54に送水する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
被処理水の貯留槽と、この貯留槽に貯留された被処理水を送水する３系列以上の送水ポンプと、前記送水ポンプの後段に設けられた一以上の水処理装置とを備え、該水処理装置により製造された純水を、後段システム又はユ－スポイントに送水する送水路と、この送水路から分岐した余剰分の純水を貯留槽に返送する循環路とを有する純水装置の制御方法であって、
前記後段システム又はユ－スポイントの純水の要求量に応じて、送水ポンプの稼働台数の制御及び／または前記送水ポンプの出力の制御を行う、純水製造装置の制御方法。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記循環路に循環させる水量が前記送水ポンプの設計最大吐出量の総和の２０％以下となるように送水ポンプの稼働台数の制御及び／または前記送水ポンプの出力の制御を行う、請求項１に記載の純水製造装置の制御方法。
【請求項３】
前記送水ポンプの出力の制御が、該送水ポンプの設計最大吐出量の６０～１００％である、請求項２に記載の純水製造装置の制御方法。
【請求項４】
前記ポンプの稼働台数を、純水の送水量を１台あたりのポンプの設計最大吐出量で除した値を、切り上げて自然数とした台数となるように制御する、請求項３に記載の純水製造装置の制御方法。
【請求項５】
前記一次純水装置で製造される純水の送水路に薬注装置を供え、該一次純水装置で製造される純水の送水量に応じて、前記薬注装置からの薬品の添加量の調整を行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の純水製造装置の制御方法。
【請求項６】
前記一次純水装置で製造される純水を後段システムに送水し、該後段システムの送水量に応じて、前記後段システムの調整運転を行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の純水製造装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体、液晶等の電子産業分野で利用される超純水を製造するのに好適な純水製造装置の制御方法に関し、特に後段システムやユースポインでの使用水量に応じて送水量を制御可能な純水製造装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,200 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６に示すような超純水製造装置により製造される。図６において、超純水製造装置１は、前処理装置２、一次純水装置（純水製造装置）３、及び二次純水製造装置（サブシステム）４といった３段の装置で構成されている。
【０００３】
前処理装置２は、凝集処理装置２１と除濁ＵＦ膜装置２２とからなり、この前処理装置２では、原水Ｗの凝集沈殿、膜ろ過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、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を送水する送水ポンプ３２と、逆浸透膜装置３３と、膜式脱気装置３４と、紫外線酸化装置３５と、電気脱イオン装置３６とを有する。この一次純水装置３では、逆浸透膜装置３３により前処理水Ｗ１中の微粒子・イオン類を除去し、膜式脱気装置３４で溶存酸素を低減し、紫外線酸化装置３５で有機物（ＴＯＣ成分）を分解する。続いて電気脱イオン装置３６により金属イオン、炭酸イオン、有機酸類などを除去して一次純水（純水）Ｗ２を製造する。製造された一次純水Ｗ２は、サブシステム４に供給するためのサブタンク３７に貯水される。
【０００５】
超純水製造の最終工程を担うサブシステム（二次純水装置）４は、サブタンク３７から一次純水Ｗ２を送給するポンプ４１と、この一次純水Ｗ２を処理する紫外線酸化装置４２と膜式脱気装置４３と非再生型混床式イオン交換装置４４と膜濾過装置としての限外濾過（ＵＦ）膜４５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）を酸化分解し脱気した後、続いて非再生型混床式イオン交換装置４４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４５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に供給する。
【０００６】
上述したような超純水製造装置１における一次純水製造装置３は、図７に示すように複数系列（図７においては３系列）の送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを有するのが一般的であり、この送水ポンプの後段には送水ポンプ後段の一次純水装置、すなわち図６に示す一次純水装置３では、逆浸透膜装置と膜式脱気装置と紫外線酸化装置と電気脱イオン装置とからなる水処理装置３０が配置されている。なお、５１は、逆浸透膜の被処理水のｐＨ調整剤などの薬注装置である。そして、水処理装置３０に接続した送水路５２は、サブタンク３７に連通する供給路５３と被処理水タンク３１に連通する循環路５４とに分岐していて、この分岐部には流量調整部としてのコントロール弁５５が設けられている。
【０００７】
そして、サブシステム４に一次純水Ｗ２を安定して供給するために、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを設計最大吐出量で駆動して一次純水Ｗ２を過剰量に製造し、供給路５３からサブタンク３７にサブシステム４の必要量を送給し、余剰分はコントロール弁５５によりで循環路５４から被処理水タンク３１に返送して循環する制御を行っている。
【０００８】
図７に示すようにサブシステム４での一次純水Ｗ２の使用量（要求量）が１４０ｍ
３
／ｈ、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの設計最大吐出量が６０ｍ
３
／ｈの場合、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを設計最大吐出量で運転して１８０ｍ
３
／ｈの一次純水Ｗ２を製造する。そして、コントロール弁５５により１４０ｍ
３
／ｈをサブタンク３７に送水し、余剰分の４０ｍ
３
／ｈを被処理水タンク３１に連通する循環路５４に送水し、サブシステム４での一次純水Ｗ２の使用量に応じて、返送する一次純水Ｗ２の量を増減させていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したような従来の超純水製造装置の制御方法では、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを設計最大吐出量で運転しているので、例えば、図８に示すようにサブシステム４での一次純水Ｗ２の使用量が１００ｍ
３
／ｈと大幅に低下した場合には、８０ｍ
３
／ｈの水量を循環路５４から返送することになる。すなわち、必要以上の一次純水Ｗ２を製造している。そのため、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃや紫外線酸化装置、電気脱イオン装置などの装置が余剰に稼働しており、エネルギーの削減の余地が大きい、という問題がある。特に、超純水製造装置１においてポンプの消費電力は約６割程度を占めることから、送水ポンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの消費電力削減できれば、省エネルギーに対する貢献が大きい。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、後段システムやユースポインでの使用水量に応じて、送水ポンプの稼働電力を調整して、送水量を制御可能な純水製造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】
（【００１１】以降は省略されています）

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