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JP3468259B2 - 脱イオン水製造方法 - Google Patents

脱イオン水製造方法

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JP3468259B2
JP3468259B2 JP06627096A JP6627096A JP3468259B2 JP 3468259 B2 JP3468259 B2 JP 3468259B2 JP 06627096 A JP06627096 A JP 06627096A JP 6627096 A JP6627096 A JP 6627096A JP 3468259 B2 JP3468259 B2 JP 3468259B2
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JP
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ion exchanger
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exchange resin
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公伸 大澤
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は脱イオン水製造方法
に係り、特に、混床式イオン交換器を用いて脱イオン水
を製造するに当り、混床式イオン交換器の除菌、殺菌性
能を有効に発揮させて、良好な処理水を得る方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】混床式イオン交換器を利用した脱イオン
水の製造システムの従来例を図1に示す。
【0003】図1(a)は、医薬分野で用いられる精製
水製造システムの系統図であり、原水(前処理水)は、
タンク1及びポンプPを経て逆浸透(RO)膜装置2
及び混床式イオン交換器3で処理された後、タンク4、
ポンプP、熱交換器5、紫外線(UV)殺菌装置6及
び限外濾過(UF)膜装置7よりなるサブシステムで処
理され、ユースポイントに送給される。
【0004】図1(b)は、半導体分野で用いられる超
純水製造システムの系統図であり、原水となる純水(脱
塩水)は、タンク1及びポンプPを経てRO膜装置2
で処理された後、タンク4、ポンプP、熱交換器5、
低圧UV酸化装置8、混床式イオン交換器3、UV殺菌
装置6及びUF膜装置7よりなるサブシステムで処理さ
れ、ユースポイントに送給される。
【0005】なお、これらのシステムにおいては、装置
の運転開始に当り、サブシステムを熱水又は薬品により
殺菌する。例えば、図1(a)に示す精製水製造システ
ムにおいて熱水殺菌を行う場合には、タンク4内の水を
熱交換器5で80〜90℃に加熱した後、UV殺菌装置
6及びUF膜装置7に通水する。このUF膜装置7の濃
縮水及び透過水は系外へ排出する。また、ユースポイン
トからタンク4に到る配管は蒸気による滅菌処理が行わ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の精製水製造
システムでは、混床式イオン交換器の処理水に生菌が存
在するため、サブシステムが短時間で生菌により汚染さ
れる。この生菌は、UV殺菌装置で完全に除去すること
はできず、時間の経過と共に、系内に生菌が増殖するこ
ととなる。
【0007】即ち、混床式イオン交換器の混床式イオン
交換樹脂には殺菌能力があり、精製水製造システムにお
いても混床式イオン交換器による殺菌効果が期待される
が、実際には、混床式イオン交換器の流出水中には生菌
が存在し、この生菌数は、経時的に増加する傾向にあ
る。
【0008】この混床式イオン交換器の生菌は、樹脂の
充填に当り、予め混床式イオン交換器のタンク(ベッセ
ル)及び樹脂自体の殺菌を行っても発生し、通常の場
合、混床式イオン交換器流出水中には10〜10
/100cc程度の生菌が存在する。そして、この生菌
数は運転時間の経過と共に増大する。この混床式イオン
交換器における生菌の増殖の原因の詳細は明らかではな
いが、タンク(ベッセル)に樹脂を充填する際に生じる
外部汚染によるものと推測される。
【0009】このような混床式イオン交換器における生
菌汚染は、図1(b)に示す超純水製造システムの混床
式イオン交換器においても問題となっており、これらの
システムにおいて、混床式イオン交換器における生菌の
発生を防止する方法の開発が望まれている。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、混床
式イオン交換器を用いて脱イオン水を製造するに当り、
混床式イオン交換器での生菌の発生を防止すると共に、
混床式イオン交換樹脂本来の除菌、殺菌性能を有効に発
揮させて、良好な処理水を得る方法を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の脱イオン水製造
方法は、原水を逆浸透膜装置、陽イオン交換樹脂及び陰
イオン交換樹脂を内蔵した混床式イオン交換器に通水し
た後、熱交換器、紫外線殺菌装置及び限外濾過膜装置を
備えるサブシステムに通水して脱イオン水を製造する方
法において、該陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂
を内蔵した混床式イオン交換器に流通速度(SV)2〜
100hr−1で熱水を通して殺菌処理した後、原水を
該混床式イオン交換器に通水して脱イオン水を製造する
方法であって、該逆浸透膜装置、該混床式イオン交換器
及び該サブシステムよりなる脱イオン水製造装置の運転
開始に際し、該サブシステムに熱水を通水して該サブシ
ステム内を殺菌すると共に、該限外濾過膜装置の透過水
を前記混床式イオン交換器の入口側に循環することによ
り、該混床式イオン交換器に熱水を通水して殺菌処理す
ことを特徴とする。
【0012】このように装置運転開始に当り、陽イオン
交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を内蔵した混床式イオン
交換器を熱水で殺菌処理することにより、混床式イオン
交換器は破過(イオンブレーク)に到るまで生菌を発生
させることがない。そして、混床式イオン交換樹脂本来
の除菌、殺菌性能により、流入する生菌も殺菌され、混
床式イオン交換器以降の系内を無菌状態に維持すること
ができるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。
【0014】本発明においては、原水を、RO膜装置、
混床式イオン交換器に通水した後、熱交換器、UV殺菌
装置及びUF膜装置を備えるサブシステムに通水して脱
イオン水を製造するに当り、混床式イオン交換器に陽イ
オン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填した後、サブ
システムに熱水を通水してサブシステム内を殺菌すると
共に、UF膜装置の透過水を混床式イオン交換器の入口
側に循環することにより、混床式イオン交換器に熱水を
通し、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を内蔵し
た混床式イオン交換器を殺菌処理する。
【0015】本発明において、この殺菌処理に用いる熱
水は、純水を加熱したものであることが好ましく、用い
る熱水の温度は、殺菌効果の面から、60℃以上、好ま
しくは70℃以上、より好ましくは85℃以上であるこ
とが望ましい。
【0016】また、熱水の流通速度はSV=2〜100
hr−1とする。熱水による殺菌処理時間は15分以
上、特に30分以上とするのが好ましい。
【0017】なお、本発明では、このように混床式イオ
ン交換器に熱水を通水するために、系内の熱水と接触す
る部分、例えば、混床式イオン交換器のタンクや配管
は、ステンレス等の耐熱性材料で構成する必要がある。
【0018】本発明の脱イオン水製造方法は、図1
(a),(b)に示すような医薬向け精製水製造システ
ム、半導体向け超純水製造システム、その他、RO膜装
置、混床式イオン交換器及びサブシステムを用いて脱イ
オン水を製造する各種のシステムに適用することができ
る。
【0019】例えば、本発明を図1(a)に示す医薬向
け精製水製造システムに適用する場合、次のようにして
混床式イオン交換器の熱水殺菌を行うことができる。即
ち、前述の如く、このシステムでは、装置の立ち上げに
際し、80〜90℃の熱水でサブシステム内の殺菌を行
う。そして、この殺菌処理において、UF膜装置7の濃
縮水及び透過水は系外へ排出する。本発明の適用に当っ
ては、このサブシステムの殺菌処理において、UF膜装
置7の透過水(80〜90℃の熱水)を系外に排出する
ことなく、混床式イオン交換器3の入口側に循環して混
床式イオン交換器3を熱水で殺菌する。このようにする
ことにより、サブシステムの殺菌と共に混床式イオン交
換器の殺菌も行うことができる。この混床式イオン交換
器3の流出水は系外へ排出しても良く、また、後段のタ
ンク4に送給しても良い
【0020】お、本発明においては、タンクに陽イオ
ン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填した後に当該混
床式イオン交換器に熱水を通水するものであるが、混床
式イオン交換器のタンク、並びに、このタンクに充填す
る陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂もそれぞれ充
填に先立ち殺菌処理して用いるのが好ましい。具体的に
は、タンクは、121℃以上の蒸気を10〜30分間程
度通して殺菌する。また、陽イオン交換樹脂及び陰イオ
ン交換樹脂は、各々、60℃以上の熱水に15〜60分
間程度浸漬処理して殺菌する
【0021】下に実験例を挙げて、本発明をより具体
的に説明する。実験例1 図2に示す試験装置を用いて、原水(厚木市水)の処理
を行った(処理水量0.5m/hr)。
【0022】図2の試験装置は、原水を活性炭塔11で
処理した後、タンク12を経てポンプ13でRO膜装置
14に送って、RO膜分離処理し、膜透過水を熱交換器
15を経て混床式イオン交換器16A,16Bに2等分
して通水し、各々処理水を得るものである。
【0023】活性炭塔11の活性炭としては(株)クラ
レ製「クラレコールKW」を用い、RO膜装置14のR
O膜としてはデサリ社製「SG4040CZH」(4i
nch)を4本用いた。また、混床式イオン交換器16
A,16Bとしては、栗田工業(株)製「KWI EX
−MG」(25L)を用い、SV=10hr−1に設定
した。
【0024】混床式イオン交換器16A,16Bのイオ
ン交換樹脂としては、各々、80℃の熱水に1時間浸漬
した後、陽イオン交換樹脂:陰イオン交換樹脂=1:1
で混合したものを用いた。
【0025】まず、混床式イオン交換器16A,16B
のタンクに上記イオン交換樹脂を充填する前に、配管1
7より130℃の蒸気を3kgf/cmで2時間注入
し、混床式イオン交換器16A,16Bのタンクを殺菌
処理し、その後、イオン交換樹脂を充填した。
【0026】次に、運転を開始したが、この運転開始後
1時間の間は、RO膜装置14の透過水を熱交換器15
で80℃に加熱し、この加熱水を混床式イオン交換器1
6Aのみに通水した。
【0027】その後、RO膜装置14の透過水を熱交換
器15で25℃に調整し、混床式イオン交換器16A,
16Bに等通水量で20日間連続通水した。このような
処理に当り、RO膜装置の透過水(RO処理水)の生菌
数と、混床式イオン交換器16A及び混床式イオン交換
器16Bの各処理水の生菌数及び比抵抗値の経時変化を
調べ、結果を表1に示した。
【0028】表1より、混床式イオン交換器に樹脂を充
填した後、熱水を通水することにより、樹脂の破過に到
るまで生菌の流出を防止できることがわかる。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱イオン水
製造方法によれば、混床式イオン交換器を用いた脱イオ
ン水の製造に当り、混床式イオン交換器における生菌の
発生を防止すると共に、混床式イオン交換器による殺菌
作用で、混床式イオン交換器から無菌水を取り出すこと
が可能となる。
【0031】このため、混床式イオン交換器の後段のU
V殺菌装置を省略したり、或いは、サブシステムの殺菌
処理の頻度を低減したりすることが可能となり、高水質
の脱イオン水を低コストで効率的に製造することができ
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は医薬分野で用いられる精製水製造
システムの系統図、図1(b)は半導体分野で用いられ
る超純水製造システムの系統図である。
【図2】実験例で用いた試験装置の系統図である。
【符号の説明】
1,4 タンク 2 RO膜装置 3 混床式イオン交換器 5 熱交換器 6 UV殺菌装置 7 UF膜装置 8 低圧UV酸化装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水を逆浸透膜装置、陽イオン交換樹脂
    及び陰イオン交換樹脂を内蔵した混床式イオン交換器
    通水した後、熱交換器、紫外線殺菌装置及び限外濾過膜
    装置を備えるサブシステムに通水して脱イオン水を製造
    する方法において、 該陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を内蔵した混
    床式イオン交換器に流通速度(SV)2〜100hr
    −1で熱水を通して殺菌処理した後、原水を該混床式イ
    オン交換器に通水して脱イオン水を製造する方法であっ
    て、 該逆浸透膜装置、該混床式イオン交換器及び該サブシス
    テムよりなる脱イオン水製造装置の運転開始に際し、該
    サブシステムに熱水を通水して該サブシステム内を殺菌
    すると共に、該限外濾過膜装置の透過水を前記混床式イ
    オン交換器の入口側に循環することにより、該混床式イ
    オン交換器に熱水を通水して殺菌処理する ことを特徴と
    する脱イオン水製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該熱水の温度が70
    ℃以上であることを特徴とする脱イオン水製造方法。
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