JPH08126886A - 超純水の製造方法及び装置 - Google Patents
超純水の製造方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超純水製造装置の稼動を停止して定期的に、
配管内,特に製造した超純水を1次純水タンクに戻す循
環系配管内の殺菌処理を行なっていたことに代えて、装
置を停止させることなく連続して殺菌処理が行なえるよ
うにする。 【構成】 1次純水処理系、1次純水タンク、1次純水
から超純水を製造する2次純水処理系、製造された超純
水を1次純水タンクに戻す循環系配管、この循環系から
分岐されてユースポイントに超純水を送水する分岐送水
系、を備えた超純水製造装置において、循環系の途中
に、超純水を電気分解処理したアノード水を製造する電
気分解装置をバイパスして設け、ユースポイントへの分
岐部よりも下流側の循環系配管にこのアノード水を連続
して流す。
配管内,特に製造した超純水を1次純水タンクに戻す循
環系配管内の殺菌処理を行なっていたことに代えて、装
置を停止させることなく連続して殺菌処理が行なえるよ
うにする。 【構成】 1次純水処理系、1次純水タンク、1次純水
から超純水を製造する2次純水処理系、製造された超純
水を1次純水タンクに戻す循環系配管、この循環系から
分岐されてユースポイントに超純水を送水する分岐送水
系、を備えた超純水製造装置において、循環系の途中
に、超純水を電気分解処理したアノード水を製造する電
気分解装置をバイパスして設け、ユースポイントへの分
岐部よりも下流側の循環系配管にこのアノード水を連続
して流す。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウェハの
ような極めて清浄な表面を得ることが求められる被洗浄
物の洗浄用水に用いられる超純水製造装置に関する。
ような極めて清浄な表面を得ることが求められる被洗浄
物の洗浄用水に用いられる超純水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウェハのような極めて清浄
な表面を得ることが求められる被洗浄物の洗浄用水に用
いられる用水として、微粒子、コロイダル物質、有機
物、金属、陰イオンなどが可能な限り除去された高純度
な水、一般的には超純水と称される水が用いられてい
る。
な表面を得ることが求められる被洗浄物の洗浄用水に用
いられる用水として、微粒子、コロイダル物質、有機
物、金属、陰イオンなどが可能な限り除去された高純度
な水、一般的には超純水と称される水が用いられてい
る。
【0003】この超純水と称される高純度な水は、必ず
しも「超純水」として明確に定義がされているものでは
ないが、一般的には、原水を凝集沈殿装置、砂ろ過装置
等を用いて除濁する前処理装置、次いで、活性炭ろ過装
置、逆浸透膜装置、2床3塔式イオン交換装置、真空脱
気装置、混床式イオン交換装置、精密フィルター等を用
いて、前処理水中の不純物を除去した純水を得るための
1次純水装置、更に、1次純水装置で得られた純水を一
時的に貯留する1次純水タンク(槽)と、その後段にお
いて、紫外線照射装置、混床式ポリッシャー、限外ろ過
膜装置や逆浸透膜装置のような膜処理装置等を用いて1
次純水中に微量残留する微粒子、コロイダル物質、有機
物、金属、イオンなどの不純物を可及的に取り除くよう
に設けられた2次純水装置から構成される超純水製造装
置が知られている。
しも「超純水」として明確に定義がされているものでは
ないが、一般的には、原水を凝集沈殿装置、砂ろ過装置
等を用いて除濁する前処理装置、次いで、活性炭ろ過装
置、逆浸透膜装置、2床3塔式イオン交換装置、真空脱
気装置、混床式イオン交換装置、精密フィルター等を用
いて、前処理水中の不純物を除去した純水を得るための
1次純水装置、更に、1次純水装置で得られた純水を一
時的に貯留する1次純水タンク(槽)と、その後段にお
いて、紫外線照射装置、混床式ポリッシャー、限外ろ過
膜装置や逆浸透膜装置のような膜処理装置等を用いて1
次純水中に微量残留する微粒子、コロイダル物質、有機
物、金属、イオンなどの不純物を可及的に取り除くよう
に設けられた2次純水装置から構成される超純水製造装
置が知られている。
【0004】なお、上述のように説明される従来の超純
水製造装置は、工業的規模での実施においては高純度な
水質に製造した超純水を連続的に使用することを実現す
るために上限使用量を目安として過剰ぎみに製造する規
模に設計されるのが普通であり、このため上限値以下の
使用状態では、過剰に製造される高付加価値の超純水の
適当な利用用途がなければ、その一部は無駄になってし
まうことが避けられない。
水製造装置は、工業的規模での実施においては高純度な
水質に製造した超純水を連続的に使用することを実現す
るために上限使用量を目安として過剰ぎみに製造する規
模に設計されるのが普通であり、このため上限値以下の
使用状態では、過剰に製造される高付加価値の超純水の
適当な利用用途がなければ、その一部は無駄になってし
まうことが避けられない。
【0005】そこで、1次純水槽に貯留した純水を原水
として2次純水装置で超純水を製造し、これを循環配管
を通して1次純水槽に戻す構成(1次純水槽に戻る系を
以下「リターン側」という)が採用される場合が多く、
この循環配管の途中に分岐して設けた分岐配管を通し
て、半導体洗浄設備等のユースポイントに送水するよう
に設けられている。
として2次純水装置で超純水を製造し、これを循環配管
を通して1次純水槽に戻す構成(1次純水槽に戻る系を
以下「リターン側」という)が採用される場合が多く、
この循環配管の途中に分岐して設けた分岐配管を通し
て、半導体洗浄設備等のユースポイントに送水するよう
に設けられている。
【0006】上記の循環配管リターン側を通って1次純
水槽に戻される水量は、通常、2次純水装置からの送水
量の10〜30%程度であるが、ユースポイントでの超
純水の使用を停止した場合には、一時的に送水量全量が
循環配管リターン側を通って1次純水槽に戻される。
水槽に戻される水量は、通常、2次純水装置からの送水
量の10〜30%程度であるが、ユースポイントでの超
純水の使用を停止した場合には、一時的に送水量全量が
循環配管リターン側を通って1次純水槽に戻される。
【0007】ところで超純水製造装置においては、上記
のような超純水製造のための基本的構成とは別に、系内
における殺菌処理や微粒子除去のための設備が付設され
る場合が多い。これは次のような理由による。
のような超純水製造のための基本的構成とは別に、系内
における殺菌処理や微粒子除去のための設備が付設され
る場合が多い。これは次のような理由による。
【0008】一般に超純水製造装置、特に2次純水装置
は、系内流通水が生菌の栄養源である有機物や塩類等の
極めて少ない純水ないし超純水であり、しかも系内にお
いて紫外線照射等の連続殺菌を行う装置も通常設けられ
ているが、にも拘らず、長時間の超純水循環を継続する
と、超純水の循環配管内壁や膜処理装置膜表面に生菌が
付着、増殖し、循環・送水される超純水中に生菌が増殖
したり、生菌、死菌による微粒子が増加したりするよう
になる。特に、循環配管下流側の配管内及び1次純水槽
内において生菌の増殖がおこり易い。
は、系内流通水が生菌の栄養源である有機物や塩類等の
極めて少ない純水ないし超純水であり、しかも系内にお
いて紫外線照射等の連続殺菌を行う装置も通常設けられ
ているが、にも拘らず、長時間の超純水循環を継続する
と、超純水の循環配管内壁や膜処理装置膜表面に生菌が
付着、増殖し、循環・送水される超純水中に生菌が増殖
したり、生菌、死菌による微粒子が増加したりするよう
になる。特に、循環配管下流側の配管内及び1次純水槽
内において生菌の増殖がおこり易い。
【0009】この原因として考えられるのは、1次純水
装置から持ち込まれる原水由来の生菌や、ユースポイン
ト流出口から逆混入する生菌や、改造工事等で超純水製
造装置を停止した際に、2次純水装置内部や、循環配管
内壁が外気にさらされた時に混入する生菌であるが、原
因は必ずしも明かではない。
装置から持ち込まれる原水由来の生菌や、ユースポイン
ト流出口から逆混入する生菌や、改造工事等で超純水製
造装置を停止した際に、2次純水装置内部や、循環配管
内壁が外気にさらされた時に混入する生菌であるが、原
因は必ずしも明かではない。
【0010】また、循環配管のリターン側は、循環配管
送水側とほぼ同等の配管径をもつ配管が使用されるにも
かかわらず、通常は、前述のように膜処理装置からの送
水量の10〜30%程度の水量であるために管内流速が
遅くなる場合が多く、生菌が循環配管リターン側の内壁
に付着増殖し易いことが考えられる。また、1次純水槽
は、循環配管よりもさらに滞留時間が長いため、生菌が
槽内壁に付着増殖し易いことが考えられる。
送水側とほぼ同等の配管径をもつ配管が使用されるにも
かかわらず、通常は、前述のように膜処理装置からの送
水量の10〜30%程度の水量であるために管内流速が
遅くなる場合が多く、生菌が循環配管リターン側の内壁
に付着増殖し易いことが考えられる。また、1次純水槽
は、循環配管よりもさらに滞留時間が長いため、生菌が
槽内壁に付着増殖し易いことが考えられる。
【0011】2次純水装置、1次純水槽あるいは、循環
配管に用いた配管が装置の長期間運転によって経時的に
生菌や微粒子によつて汚染された揚合、また、装置施工
工事直後や装置メンテナンス工事直後のように、外的要
因によって生菌や微粒子によって汚染された場合、半導
体ウェハのような極めて清浄な表面を得ることが求めら
れる被洗浄物の洗浄に用いられる被洗浄水を得ることが
できないため、何らかの殺菌処理あるいは微粒子低減処
理を施すことが必要になる。
配管に用いた配管が装置の長期間運転によって経時的に
生菌や微粒子によつて汚染された揚合、また、装置施工
工事直後や装置メンテナンス工事直後のように、外的要
因によって生菌や微粒子によって汚染された場合、半導
体ウェハのような極めて清浄な表面を得ることが求めら
れる被洗浄物の洗浄に用いられる被洗浄水を得ることが
できないため、何らかの殺菌処理あるいは微粒子低減処
理を施すことが必要になる。
【0012】そこで従来は、上記殺菌処理あるいは微粒
子低減処理のために、例えば下記の操作が行なわれてい
る。
子低減処理のために、例えば下記の操作が行なわれてい
る。
【0013】(l)殺菌処理 例えば、2ヶ月に一度程度、定期的に超純水製造装
置を停止して、薬品による殺菌、例えば1%〜2%程度
の過酸化水素水の循環、あるいは0.1%以下のフッ化
水素酸の循環により殺菌する。
置を停止して、薬品による殺菌、例えば1%〜2%程度
の過酸化水素水の循環、あるいは0.1%以下のフッ化
水素酸の循環により殺菌する。
【0014】 例えば、2ヶ月に一度程度、定期的に
超純水製造装置を停止して、例えば90℃〜95℃の熱
水の循環により殺菌する。
超純水製造装置を停止して、例えば90℃〜95℃の熱
水の循環により殺菌する。
【0015】 例えば、2ヶ月に一度程度、定期的に
超純水製遣装置を停止して、との方法を組み合わせ
て殺菌する。
超純水製遣装置を停止して、との方法を組み合わせ
て殺菌する。
【0016】 超純水製造装置を停止せずに、循環配
管リターン側にオゾン発生器によって得たオゾンガスを
直接注入する。あるいは、オゾン発生器によって得たオ
ゾンガスを超純水に溶解したオゾン水を注入して、循環
配管リターン側及び1次純水槽を殺菌する。
管リターン側にオゾン発生器によって得たオゾンガスを
直接注入する。あるいは、オゾン発生器によって得たオ
ゾンガスを超純水に溶解したオゾン水を注入して、循環
配管リターン側及び1次純水槽を殺菌する。
【0017】なおその際に、1次純水槽出口に余剰のオ
ゾンが残留すると、2次純水装置に使用しているイオン
交換樹脂や膜処理装置がオゾンに連続的に晒されて、こ
れらを酸化劣化させるおそれがあるため、1次純水槽出
口で紫外線照射によって酸化力の小さい酸素に分解す
る。また更に、その際発生した溶存酸素が被洗浄物に有
害な場合は、紫外線照射の後で水素ガスを添加して触媒
上で反応させる。あるいは真空脱気装置,脱気膜装置に
よって脱酸素処理を行う。
ゾンが残留すると、2次純水装置に使用しているイオン
交換樹脂や膜処理装置がオゾンに連続的に晒されて、こ
れらを酸化劣化させるおそれがあるため、1次純水槽出
口で紫外線照射によって酸化力の小さい酸素に分解す
る。また更に、その際発生した溶存酸素が被洗浄物に有
害な場合は、紫外線照射の後で水素ガスを添加して触媒
上で反応させる。あるいは真空脱気装置,脱気膜装置に
よって脱酸素処理を行う。
【0018】(2)微粒子低減処理 上記殺菌処理は、微粒子低減にも効果があるため、殺菌
処理は微粒子低減を目的としても実施され、微粒子数が
所定の数値まで低減するまで、超純水によるブローを実
施する。
処理は微粒子低減を目的としても実施され、微粒子数が
所定の数値まで低減するまで、超純水によるブローを実
施する。
【0019】図14,図15は、以上のような従来の殺
菌処理,微粒子低減処理のための洗浄設備を付設した超
純水製造装置の例を示したものであり、このうち図14
の装置では、1次純水槽にバイパスして洗浄液槽を設
け、洗浄の必要時に薬品供給手段(あるいは純水加熱手
段)から洗浄用の液を2次純水装置系内に流して洗浄を
行ない、循環配管から系外部に排出するように設けられ
ている。なお、イオン交換樹脂塔に対しては洗浄液が通
水しないようにバイパス路が設けられて図示しない切換
弁により通水が切り換えられるようになっている。また
図15は、循環配管リターン側に、オゾン発生器によっ
て得たオゾンガスを直接注入(あるいはオゾン発生器に
よって得たオゾンガスを超純水に溶解したオゾン水を注
入)して、循環配管リターン側及び1次純水槽を殺菌
し、更に1次純水槽出口水に残留する余剰のオゾンを、
紫外線照射装置によって酸化力の小さい酸素に分解し、
この紫外線照射の後段の水素溶解装置次いで水素化触媒
塔の触媒上で反応させて水にするようにした連続稼動方
式の洗浄設備を含む従来の超純水製造装置を示してい
る。
菌処理,微粒子低減処理のための洗浄設備を付設した超
純水製造装置の例を示したものであり、このうち図14
の装置では、1次純水槽にバイパスして洗浄液槽を設
け、洗浄の必要時に薬品供給手段(あるいは純水加熱手
段)から洗浄用の液を2次純水装置系内に流して洗浄を
行ない、循環配管から系外部に排出するように設けられ
ている。なお、イオン交換樹脂塔に対しては洗浄液が通
水しないようにバイパス路が設けられて図示しない切換
弁により通水が切り換えられるようになっている。また
図15は、循環配管リターン側に、オゾン発生器によっ
て得たオゾンガスを直接注入(あるいはオゾン発生器に
よって得たオゾンガスを超純水に溶解したオゾン水を注
入)して、循環配管リターン側及び1次純水槽を殺菌
し、更に1次純水槽出口水に残留する余剰のオゾンを、
紫外線照射装置によって酸化力の小さい酸素に分解し、
この紫外線照射の後段の水素溶解装置次いで水素化触媒
塔の触媒上で反応させて水にするようにした連続稼動方
式の洗浄設備を含む従来の超純水製造装置を示してい
る。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の超純水製造装置においては、系内の装置や配管等、更
に循環配管等を殺菌処理,あるいは微粒子低減処理する
方法として、図14で代表的に示されるように、定期的
に超純水製造装置を停止し、薬品,熱水あるいは温薬品
を配管内に通水させる上記〜の方法があるが、この
方法には下記の問題がある。
の超純水製造装置においては、系内の装置や配管等、更
に循環配管等を殺菌処理,あるいは微粒子低減処理する
方法として、図14で代表的に示されるように、定期的
に超純水製造装置を停止し、薬品,熱水あるいは温薬品
を配管内に通水させる上記〜の方法があるが、この
方法には下記の問題がある。
【0021】(イ) 薬品を用いる場合、2次純水装
置、1次純水槽、循環配管に用いる膜装置や配管材料等
の構成材を劣化させてしまう虞れがあるので、耐薬品性
の配管材料及び構成部材を用いる必要があるため、構成
材料の選択が制約され、またコスト的に不利となる。ま
た、殺菌処理後の系内からの薬品の洗い出しに相当の時
間がかかり、超純水製造装置の停止時間が長くなる。
置、1次純水槽、循環配管に用いる膜装置や配管材料等
の構成材を劣化させてしまう虞れがあるので、耐薬品性
の配管材料及び構成部材を用いる必要があるため、構成
材料の選択が制約され、またコスト的に不利となる。ま
た、殺菌処理後の系内からの薬品の洗い出しに相当の時
間がかかり、超純水製造装置の停止時間が長くなる。
【0022】さらに、1次純水槽とは別に、殺菌用薬品
調整槽及びポンプ等の付帯設備を設ける必要があり、そ
のコストが多大となる。
調整槽及びポンプ等の付帯設備を設ける必要があり、そ
のコストが多大となる。
【0023】(ロ) 熱水を用いる場合、温度上昇や下
降時に、2次純水装置、1次純水槽、循環配管に用いる
膜装置や配管材料等の構成材を過度に膨張収縮させ、機
械的,熱的ストレスによる耐久性の低下の虞れがある。
したがって熱水による極度な材料の変質が無い耐熱性の
材料を用いる必要がある。
降時に、2次純水装置、1次純水槽、循環配管に用いる
膜装置や配管材料等の構成材を過度に膨張収縮させ、機
械的,熱的ストレスによる耐久性の低下の虞れがある。
したがって熱水による極度な材料の変質が無い耐熱性の
材料を用いる必要がある。
【0024】さらに、1次純水槽とは別に、熱水槽及び
ポンプ等の付帯設備を設けることが必要となり、そのコ
ストが多大となる。
ポンプ等の付帯設備を設けることが必要となり、そのコ
ストが多大となる。
【0025】(ハ) 上記〜の方法は、殺菌のため
に2次純水の製造を停止して行うため、超純水のユース
ポイントでの使用を1次的に停止する必要があり、超純
水の用途である被洗浄物の洗浄スループットが悪くなっ
てしまう。そのため、これらの殺菌処理回数は極力減ら
すことが求められるが、回数の減少と反比例して、生菌
数等が増加してしまうというさらに重大な問題を引き起
こしてしまう。これを防ぐためには予め予備の超純水製
造装置を持たねばならず、そのコストが多大となる。
に2次純水の製造を停止して行うため、超純水のユース
ポイントでの使用を1次的に停止する必要があり、超純
水の用途である被洗浄物の洗浄スループットが悪くなっ
てしまう。そのため、これらの殺菌処理回数は極力減ら
すことが求められるが、回数の減少と反比例して、生菌
数等が増加してしまうというさらに重大な問題を引き起
こしてしまう。これを防ぐためには予め予備の超純水製
造装置を持たねばならず、そのコストが多大となる。
【0026】一方、図15に示した上記の従来方法で
は、超純水製造装置を停止せずに超純水製造装置の系内
装置や配管、更に循環ラインに用いる配管等の殺菌処
理,微粒子低減処理の際に、以下の問題があって、工業
的規模での実際装置としては問題が多く、普及するに至
っていない。すなわち (ニ) 上記の方法は、オゾン発生器により得たオゾ
ンガスを注入する方法であるため、オゾンガスをリター
ン水に溶解する溶解装置が必要になると共に、従来の無
性放電方式のオゾン発生器から発生した大量の微粒子や
金属等の不純物がオゾンガスのなかに含まれ、このオゾ
ンガスを直接注入するとリターン水中に大量の微粒子や
金属が混入してしまい、2次純水装置の混床式ポリッシ
ャーや膜装置を目づまりさせたり性能を劣化させたりし
てしまう。このため、従来の無性放電方式等で得たオゾ
ンガスは、ガス状態でろ過する必要がある。
は、超純水製造装置を停止せずに超純水製造装置の系内
装置や配管、更に循環ラインに用いる配管等の殺菌処
理,微粒子低減処理の際に、以下の問題があって、工業
的規模での実際装置としては問題が多く、普及するに至
っていない。すなわち (ニ) 上記の方法は、オゾン発生器により得たオゾ
ンガスを注入する方法であるため、オゾンガスをリター
ン水に溶解する溶解装置が必要になると共に、従来の無
性放電方式のオゾン発生器から発生した大量の微粒子や
金属等の不純物がオゾンガスのなかに含まれ、このオゾ
ンガスを直接注入するとリターン水中に大量の微粒子や
金属が混入してしまい、2次純水装置の混床式ポリッシ
ャーや膜装置を目づまりさせたり性能を劣化させたりし
てしまう。このため、従来の無性放電方式等で得たオゾ
ンガスは、ガス状態でろ過する必要がある。
【0027】(ホ) オゾンガスを、電解方式で得、気
液分離膜によりガスを取り出し不純物を除去して作る方
法もあるが、この場合には、注入点の前に、あるいは別
途に設けたオゾン溶解装置によりオゾンガスを不純物の
無い純水中に溶解して使用する必要がある。
液分離膜によりガスを取り出し不純物を除去して作る方
法もあるが、この場合には、注入点の前に、あるいは別
途に設けたオゾン溶解装置によりオゾンガスを不純物の
無い純水中に溶解して使用する必要がある。
【0028】(ヘ) このオゾンガスを用いる方法は、
定期的な薬品洗浄の頻度を低減する目的で、連続的な殺
菌等を行なうものであるが、連続的にオゾンを2次純水
処理系等に流すため、オゾンが通水することができない
イオン交換装置等の前段でこれを消去する必要があり、
オゾンのみならず溶存酸素の存在も回避しなければなら
ない用途では、オゾンのみならずこれが還元された酸素
も除去されねばならない。しかしオゾンの消去は紫外線
照射装置により可能であるものの、従来の脱気装置で
は、極めて低レベル濃度の酸素除去のために大型の装置
を用いねばならないという欠点があり、一方水素注入と
水素化触媒を用いる方式で酸素を除去することは、実験
室的規模では可能であっても、水素を用いるので防爆対
策等の点から採用し難く、工業的規模での超純水製造装
置の系内において現在までのところそのような装置は実
施されていない。
定期的な薬品洗浄の頻度を低減する目的で、連続的な殺
菌等を行なうものであるが、連続的にオゾンを2次純水
処理系等に流すため、オゾンが通水することができない
イオン交換装置等の前段でこれを消去する必要があり、
オゾンのみならず溶存酸素の存在も回避しなければなら
ない用途では、オゾンのみならずこれが還元された酸素
も除去されねばならない。しかしオゾンの消去は紫外線
照射装置により可能であるものの、従来の脱気装置で
は、極めて低レベル濃度の酸素除去のために大型の装置
を用いねばならないという欠点があり、一方水素注入と
水素化触媒を用いる方式で酸素を除去することは、実験
室的規模では可能であっても、水素を用いるので防爆対
策等の点から採用し難く、工業的規模での超純水製造装
置の系内において現在までのところそのような装置は実
施されていない。
【0029】本発明者らは、これら従来の超純水製造装
置において課題とされていた2次純水装置の系内装置や
配管、一次純水槽、循環配管などの殺菌,微粒子低減の
ための洗浄を有効に実現でき、また工業的規模での装置
に適用可能な連続的な殺菌,洗浄を実現すべく鋭意研究
を行って本発明をなすに至ったものである。
置において課題とされていた2次純水装置の系内装置や
配管、一次純水槽、循環配管などの殺菌,微粒子低減の
ための洗浄を有効に実現でき、また工業的規模での装置
に適用可能な連続的な殺菌,洗浄を実現すべく鋭意研究
を行って本発明をなすに至ったものである。
【0030】すなわち本発明は、電解装置を用いて純水
あるいは超純水に直流電流を通電して電解することによ
り、微粒子等が混入しておらずかつオゾンを溶存した電
解アノード水、あるいは水素を溶存した電解カソード水
を得ることができる点に着目し、このオゾンを溶存し微
粒子等は混入していない電解アノード水を、1次純水槽
等の洗浄対象装置や配管に通水させることで、従来の薬
品の使用や熱水を全く使用することなしに、有効な殺
菌,微粒子低減の洗浄が実現できるようにした超純水製
造方法及び装置の提供を目的とするものである。
あるいは超純水に直流電流を通電して電解することによ
り、微粒子等が混入しておらずかつオゾンを溶存した電
解アノード水、あるいは水素を溶存した電解カソード水
を得ることができる点に着目し、このオゾンを溶存し微
粒子等は混入していない電解アノード水を、1次純水槽
等の洗浄対象装置や配管に通水させることで、従来の薬
品の使用や熱水を全く使用することなしに、有効な殺
菌,微粒子低減の洗浄が実現できるようにした超純水製
造方法及び装置の提供を目的とするものである。
【0031】また本発明の別の目的は、超純水製造装置
の系内にインライン形式で配置した電解槽への供給水
(純水,超純水)や電気分解後の電解水に電解質を添加
することで、上記目的をより一層効率的に実現すること
を可能とした超純水製造方法及び装置を提供するところ
にある。
の系内にインライン形式で配置した電解槽への供給水
(純水,超純水)や電気分解後の電解水に電解質を添加
することで、上記目的をより一層効率的に実現すること
を可能とした超純水製造方法及び装置を提供するところ
にある。
【0032】また更に本発明の別の目的は、一時的に超
純水の製造を中断して系内装置あるいは配管等の殺菌,
微粒子低減の洗浄を行なう場合に適した超純水製造方法
及び装置を提供するところにある。
純水の製造を中断して系内装置あるいは配管等の殺菌,
微粒子低減の洗浄を行なう場合に適した超純水製造方法
及び装置を提供するところにある。
【0033】また本発明の他の目的は、超純水の製造を
連続的に行ないながら系内装置あるいは配管等の洗浄
を、工業的規模の装置において初めて実施することを可
能とした超純水製造方法及び装置を提供するところにあ
る。
連続的に行ないながら系内装置あるいは配管等の洗浄
を、工業的規模の装置において初めて実施することを可
能とした超純水製造方法及び装置を提供するところにあ
る。
【0034】本発明の更に他の目的は、系内装置,配管
等の洗浄のために用いたオゾン含有の水を、別途の付帯
設備を必要とすることなく、電解槽で同時に得られる電
解カソード水を用いて無害化することができ、したがっ
て防爆化などが必要な水素貯蔵,供給の設備などの負担
がない、工業的に極めて有用な超純水製造方法及び装置
を提供するところにある。
等の洗浄のために用いたオゾン含有の水を、別途の付帯
設備を必要とすることなく、電解槽で同時に得られる電
解カソード水を用いて無害化することができ、したがっ
て防爆化などが必要な水素貯蔵,供給の設備などの負担
がない、工業的に極めて有用な超純水製造方法及び装置
を提供するところにある。
【0035】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
本発明の特徴は、上記した特許請求の範囲に記載した各
請求項の構成を有するところにある。
本発明の特徴は、上記した特許請求の範囲に記載した各
請求項の構成を有するところにある。
【0036】本発明の請求項1に記載した超純水製造方
法の特徴は、原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行って超純水を製造する方法におい
て、上記l次純水処理された1次純水あるいは2次純水
処理中の処理水に対して系内洗浄用電解水製造のために
電気分解を行うようにしたところにある。
法の特徴は、原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行って超純水を製造する方法におい
て、上記l次純水処理された1次純水あるいは2次純水
処理中の処理水に対して系内洗浄用電解水製造のために
電気分解を行うようにしたところにある。
【0037】上記のl次純水処理された1次純水あるい
は2次純水処理中の処理水について行なう電気分解と
は、本明細書においては、単に水又は水溶液に単に直流
電圧を印加することを意味しており、必ずしもその結果
として直流電流が通電され、水が酸素及び水素に分解さ
れる等の電気分解反応が起こる場合のみを意味するもの
ではない。一例的にいえば下記図9ないし図13で例示
的に説明する電気分解装置(以下単に「電解装置」とい
う)により、アノード水,カソード水を製造するもので
あればよい。電解装置は、隔膜により槽内がアノード
室、カソード室の二室に区分された二槽式電解装置、こ
れらの間に隔膜で区分された中間室を有するように三室
に区分された三槽式電解装置等など、電解槽の構造によ
り限定されるものではない。なお、以下の電解装置の説
明においては、正の電圧を印加する電極をアノード、負
の電圧を印加する電極をカソードといい、アノードを配
した室をアノード室、カソードを配した室をカソード
室、電気分解を行なった際にアノード室より得られる水
をアノード水、カソード室より得られる水をカソード
水、これらのアノード水,カソード水を総称して電解水
というものとする。
は2次純水処理中の処理水について行なう電気分解と
は、本明細書においては、単に水又は水溶液に単に直流
電圧を印加することを意味しており、必ずしもその結果
として直流電流が通電され、水が酸素及び水素に分解さ
れる等の電気分解反応が起こる場合のみを意味するもの
ではない。一例的にいえば下記図9ないし図13で例示
的に説明する電気分解装置(以下単に「電解装置」とい
う)により、アノード水,カソード水を製造するもので
あればよい。電解装置は、隔膜により槽内がアノード
室、カソード室の二室に区分された二槽式電解装置、こ
れらの間に隔膜で区分された中間室を有するように三室
に区分された三槽式電解装置等など、電解槽の構造によ
り限定されるものではない。なお、以下の電解装置の説
明においては、正の電圧を印加する電極をアノード、負
の電圧を印加する電極をカソードといい、アノードを配
した室をアノード室、カソードを配した室をカソード
室、電気分解を行なった際にアノード室より得られる水
をアノード水、カソード室より得られる水をカソード
水、これらのアノード水,カソード水を総称して電解水
というものとする。
【0038】上記のアノード水は、アノード表面付近で
酸素、オゾン等が生成するため酸化性を示し、このため
殺菌用の洗浄水として有効である。またカソード水は、
カソード表面付近で水素等が生成するため還元性を示
し、このため付着微粒子の除去用の洗浄水として有効で
ある。なお以下の説明において「洗浄」という場合は、
殺菌処理、微粒子低減処理の双方、あるいはいずれかの
処理を行う場合を総称する。
酸素、オゾン等が生成するため酸化性を示し、このため
殺菌用の洗浄水として有効である。またカソード水は、
カソード表面付近で水素等が生成するため還元性を示
し、このため付着微粒子の除去用の洗浄水として有効で
ある。なお以下の説明において「洗浄」という場合は、
殺菌処理、微粒子低減処理の双方、あるいはいずれかの
処理を行う場合を総称する。
【0039】上記した超純水製造装置において「前処
理」とは、凝集沈澱、濾過、マイクロフロック濾過、活
性炭濾過、除濁膜などのいずれかの処理を行なうもので
あってもよい。
理」とは、凝集沈澱、濾過、マイクロフロック濾過、活
性炭濾過、除濁膜などのいずれかの処理を行なうもので
あってもよい。
【0040】同様に「l次純水処理」とは、1次純水処
理のための活性炭ろ過処理、逆浸透膜処理、2床3塔式
イオン交換処理、真空脱気処理、混床式イオン交換処
理、電気再生式イオン交換処理、精密フィルターろ過処
理等を適宜組み合わせて用いることで、前処理水中の不
純物を除去した純水、一般的には導電率を10μS/c
m以下とした純水を得る処理をいうが、これに限定され
るものではない。
理のための活性炭ろ過処理、逆浸透膜処理、2床3塔式
イオン交換処理、真空脱気処理、混床式イオン交換処
理、電気再生式イオン交換処理、精密フィルターろ過処
理等を適宜組み合わせて用いることで、前処理水中の不
純物を除去した純水、一般的には導電率を10μS/c
m以下とした純水を得る処理をいうが、これに限定され
るものではない。
【0041】更に「2次純水処理」とは、限定されるも
のではないが、紫外線照射処理、混床式ポリッシャー、
限外ろ過膜や逆浸透膜のような膜処理等により、1次純
水中に微量残留する微粒子、コロイダル物質、有機物、
金属、イオンなどの不純物を可及的に取り除く処理をい
う。
のではないが、紫外線照射処理、混床式ポリッシャー、
限外ろ過膜や逆浸透膜のような膜処理等により、1次純
水中に微量残留する微粒子、コロイダル物質、有機物、
金属、イオンなどの不純物を可及的に取り除く処理をい
う。
【0042】「原水」としては、例えば水道水、工業用
水、地下水等を挙げることができる。
水、地下水等を挙げることができる。
【0043】上記の方法により、2次純水処理系の頂部
から下流、あるいは電気分解を行なった位置の下流に、
電気分解により得たアノード水,カソード水の少なくと
もいずれかを流して洗浄を行なうことができる。洗浄後
の水は、2次純水処理系の後段あるいは、ユースポイン
ト側への送水を停止した状態で該循環系に流した後、循
環系から系外に排出される。なお、2次純水処理系中に
設備されているイオン交換処理のための装置に対しては
電解水を通水させないようにバイパス通水することが好
ましい。
から下流、あるいは電気分解を行なった位置の下流に、
電気分解により得たアノード水,カソード水の少なくと
もいずれかを流して洗浄を行なうことができる。洗浄後
の水は、2次純水処理系の後段あるいは、ユースポイン
ト側への送水を停止した状態で該循環系に流した後、循
環系から系外に排出される。なお、2次純水処理系中に
設備されているイオン交換処理のための装置に対しては
電解水を通水させないようにバイパス通水することが好
ましい。
【0044】本発明の請求項2に記載した超純水製造方
法の特徴は、原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行ない、この2次純水処理後の超純水
を2次純水処理前段に循環返送する循環系の途中からユ
ースポイントに分岐送水する方法において、上記2次純
水処理後の超純水を循環する循環系の水に対して系内洗
浄用電解水製造のために電気分解を行うようにしたとこ
ろにある。
法の特徴は、原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行ない、この2次純水処理後の超純水
を2次純水処理前段に循環返送する循環系の途中からユ
ースポイントに分岐送水する方法において、上記2次純
水処理後の超純水を循環する循環系の水に対して系内洗
浄用電解水製造のために電気分解を行うようにしたとこ
ろにある。
【0045】この方法により、循環系のリターン側配管
内、あるいは更に必要に応じて1次純水槽、更には2次
純水処理系に電解水を通水して洗浄を行なうことができ
る。洗浄後の水の系外への排出、イオン交換装置に対す
るバイパス通水については上記の場合と同様にして行な
えばよい。
内、あるいは更に必要に応じて1次純水槽、更には2次
純水処理系に電解水を通水して洗浄を行なうことができ
る。洗浄後の水の系外への排出、イオン交換装置に対す
るバイパス通水については上記の場合と同様にして行な
えばよい。
【0046】これらの方法により、オゾンを溶存しかつ
微粒子等の混入していない電解アノード水により、所定
の系内装置、循環配管を含む配管等についての殺菌を行
なうことができる。また水素を溶存しかつ微粒子等の混
入していない電解カソード水により、所定の系内装置、
循環配管を含む配管等について、付着した微粒子を除去
することができる。
微粒子等の混入していない電解アノード水により、所定
の系内装置、循環配管を含む配管等についての殺菌を行
なうことができる。また水素を溶存しかつ微粒子等の混
入していない電解カソード水により、所定の系内装置、
循環配管を含む配管等について、付着した微粒子を除去
することができる。
【0047】また本発明は以上の方法を好適に実施する
ことができる装置を提供するものである。
ことができる装置を提供するものである。
【0048】すなわち請求項3に記載の超純水製造装置
の特徴は、原水中に含まれる懸濁物質除去のための除濁
手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し該膜処
理装置から純水を得る1次純水処理系と、この1次純水
を貯留するl次純水タンクと、イオン交換手段、膜処理
手段等を有し該1次純水タンクを経たl次純水から超純
水を得る2次純水処理系とを備えた超純水製造装置にお
いて、上記l次純水タンクの前段から2次純水処理系の
系内のいずれかの位置にバイパスして、系内洗浄の必要
時に稼働されて、1次純水あるいは2次純水処理中の処
理水を原水として電気分解処理したアノード水及び/又
はカソード水を製造して系内下流に流す電解装置を設け
たという構成をなすところにある。
の特徴は、原水中に含まれる懸濁物質除去のための除濁
手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し該膜処
理装置から純水を得る1次純水処理系と、この1次純水
を貯留するl次純水タンクと、イオン交換手段、膜処理
手段等を有し該1次純水タンクを経たl次純水から超純
水を得る2次純水処理系とを備えた超純水製造装置にお
いて、上記l次純水タンクの前段から2次純水処理系の
系内のいずれかの位置にバイパスして、系内洗浄の必要
時に稼働されて、1次純水あるいは2次純水処理中の処
理水を原水として電気分解処理したアノード水及び/又
はカソード水を製造して系内下流に流す電解装置を設け
たという構成をなすところにある。
【0049】上記において、前処理装置における除濁手
段としては、上記方法発明における前処理のための凝集
沈澱装置、濾過装置、マイクロフロック濾過装置、活性
炭濾過装置、除濁膜装置等の装置が用いられる。
段としては、上記方法発明における前処理のための凝集
沈澱装置、濾過装置、マイクロフロック濾過装置、活性
炭濾過装置、除濁膜装置等の装置が用いられる。
【0050】また1次純水処理系の膜処理手段として
は、例えば逆浸透膜装置、精密フィルター等を挙げるこ
とができるがこれに限定されるものではない。またこの
1次純水処理系には、上記方法発明における1次純水処
理のための活性炭ろ過処理、2床3塔式イオン交換装
置,混床式イオン交換装置,電気再生式イオン交換装置
等の脱塩手段、あるいは脱炭酸,真空脱気等の種々の適
宜必要な手段を含み得る。2次純水処理系のイオン交換
手段としては、上記方法発明における2次純水処理のた
めの例えば混床式ポリッシャー、膜処理手段としては、
例えば限外ろ過膜や逆浸透膜が用いられる。また紫外線
照射処理、脱気装置などの種々の適宜必要な手段を含み
得る。
は、例えば逆浸透膜装置、精密フィルター等を挙げるこ
とができるがこれに限定されるものではない。またこの
1次純水処理系には、上記方法発明における1次純水処
理のための活性炭ろ過処理、2床3塔式イオン交換装
置,混床式イオン交換装置,電気再生式イオン交換装置
等の脱塩手段、あるいは脱炭酸,真空脱気等の種々の適
宜必要な手段を含み得る。2次純水処理系のイオン交換
手段としては、上記方法発明における2次純水処理のた
めの例えば混床式ポリッシャー、膜処理手段としては、
例えば限外ろ過膜や逆浸透膜が用いられる。また紫外線
照射処理、脱気装置などの種々の適宜必要な手段を含み
得る。
【0051】上記装置においては、電解装置は、1次純
水槽前段の配管にバイパスして設ける、1次純水槽にバ
イパスして設ける、1次純水槽と2次純水処理系の間の
配管にバイパスして設ける、2次純水処理系の通水配管
あるいは各種装置にバイパスして設ける、のいずれの態
様でも設けることができ、かつ該電解装置は系内洗浄の
必要時に稼動される。なおこの系内洗浄時にバイパス路
が通水するように切換弁が併せて設けられる。系内洗浄
を行なった後の電解水は上記方法発明で説明したよう
に、2次純水処理系の後段あるいは循環系の所定の位置
から系外に排出される。
水槽前段の配管にバイパスして設ける、1次純水槽にバ
イパスして設ける、1次純水槽と2次純水処理系の間の
配管にバイパスして設ける、2次純水処理系の通水配管
あるいは各種装置にバイパスして設ける、のいずれの態
様でも設けることができ、かつ該電解装置は系内洗浄の
必要時に稼動される。なおこの系内洗浄時にバイパス路
が通水するように切換弁が併せて設けられる。系内洗浄
を行なった後の電解水は上記方法発明で説明したよう
に、2次純水処理系の後段あるいは循環系の所定の位置
から系外に排出される。
【0052】本発明の装置において用いられる電解装置
は、純水あるいは超純水(2次純水処理系途中の処理水
を含む)を原水として、電気分解することによりアノー
ド水、カソード水の少なくともいずれかの電解水を製造
するものであり、殺菌目的の場合にはアノード水のみを
下流側に通水し、微粒子の洗浄除去の場合にはカソード
水のみを下流側に通水するが、両者を通水する場合に
は、アノード水を通水した後、カソード水を通水するこ
とが望ましい。この順序で通水することにより、アノー
ド水により系内に付着,増殖していた生菌を殺菌し、次
いで死滅した菌(微粒子とみなすことができる)をカソ
ード水により洗浄除去でき、系内の殺菌および、微粒子
除去を効果的に行なえるからである。
は、純水あるいは超純水(2次純水処理系途中の処理水
を含む)を原水として、電気分解することによりアノー
ド水、カソード水の少なくともいずれかの電解水を製造
するものであり、殺菌目的の場合にはアノード水のみを
下流側に通水し、微粒子の洗浄除去の場合にはカソード
水のみを下流側に通水するが、両者を通水する場合に
は、アノード水を通水した後、カソード水を通水するこ
とが望ましい。この順序で通水することにより、アノー
ド水により系内に付着,増殖していた生菌を殺菌し、次
いで死滅した菌(微粒子とみなすことができる)をカソ
ード水により洗浄除去でき、系内の殺菌および、微粒子
除去を効果的に行なえるからである。
【0053】上記構成において、2次純水処理系の系内
下流にアノード水を流した後これを2次純水処理系の後
段あるいは循環系から系外に排出する場合には、排出す
る水にカソード水を混合させることができる。このよう
にすることで、排出するアノード水に含まれる酸化性物
質(オゾン等)の酸化力をカソード水に含まれる還元性
物質により還元させることができ、排出系における処理
を容易化できる利点がある。また反対に、2次純水処理
系の系内下流にカソード水を流した後これを2次純水処
理系の後段あるいは循環系から系外に排出する場合に
は、排出する水にアノード水を混合させることもでき
る。
下流にアノード水を流した後これを2次純水処理系の後
段あるいは循環系から系外に排出する場合には、排出す
る水にカソード水を混合させることができる。このよう
にすることで、排出するアノード水に含まれる酸化性物
質(オゾン等)の酸化力をカソード水に含まれる還元性
物質により還元させることができ、排出系における処理
を容易化できる利点がある。また反対に、2次純水処理
系の系内下流にカソード水を流した後これを2次純水処
理系の後段あるいは循環系から系外に排出する場合に
は、排出する水にアノード水を混合させることもでき
る。
【0054】また上記2次純水処理系等に電解装置を配
置した構成に代えて、2次純水系で得られた超純水を上
記純水タンクに戻す循環系と、この循環系の一部から分
岐されてユースポイントに超純水を送水する分岐送水系
とを備えた超純水製造装置において、循環系の途中に電
気分解装置をバイパスして設けて、2次純水を原水とし
て電気分解処理してアノード水,カソード水の少なくと
もいずれかを製造し、これを循環系のユースポイントヘ
の分岐部よりも下流位置から系内下流へ流すように設け
ることもできる。
置した構成に代えて、2次純水系で得られた超純水を上
記純水タンクに戻す循環系と、この循環系の一部から分
岐されてユースポイントに超純水を送水する分岐送水系
とを備えた超純水製造装置において、循環系の途中に電
気分解装置をバイパスして設けて、2次純水を原水とし
て電気分解処理してアノード水,カソード水の少なくと
もいずれかを製造し、これを循環系のユースポイントヘ
の分岐部よりも下流位置から系内下流へ流すように設け
ることもできる。
【0055】循環系の下流に流すアノード水,カソード
水はいずれか一方のみを流すこともできるし、双方を流
すこともでき、双方を流す場合には切換手段により、こ
れらの電解水を交互に流すことができる。
水はいずれか一方のみを流すこともできるし、双方を流
すこともでき、双方を流す場合には切換手段により、こ
れらの電解水を交互に流すことができる。
【0056】上記のように循環系に電解装置を設けた場
合には、電解水を循環系下流のみならず、更に2次純水
処理系にアノード水を流すように設けることで、循環系
のリターン側の配管、1次純水槽、2次純水処理系に順
次に流すことができる。また2次純水処理系までアノー
ド水を流す場合には、この2次純水処理系に設けられて
いるイオン交換手段の前段位置まで通水し、このイオン
交換手段のイオン交換樹脂劣化を生じない程度にまで該
アノード水を還元させることが好ましい。このアノード
水の還元のためには電解装置で製造したカソード水を用
いることができ、配管及び切換弁によりカソード水の混
合手段を設け、更にこのカソード水混合位置の後段に水
素化触媒を配置することで、アノード水に含まれるオゾ
ン,酸素の酸化力をイオン交換樹脂劣化を生じない程度
にまでなくすことができる。なおイオン交換樹脂劣化を
生じない程度にアノード水に混合するカソード水の量
は、電解装置で製造されたアノード水に含まれるオゾン
の量、配管途中で消費された量などにより変化するので
一律に決められないが、実験等により確認することは容
易であり、これに応じたカソード水の混合量を決めるこ
とができる。この装置を用いる場合には、アノード水を
連続的に通水して洗浄を行なうことができる。また、請
求項11に記載の超純水製造装置は、上述した前処理装
置、1次純水処理系、2次純水処理系とを備えていて、
この2次純水処理系が紫外線照射手段を有している場合
に、該紫外線照射手段の上流側(特に直前)に電解装置
を設けて、1次純水あるいは2次純水処理中の処理水を
原水として電気分解処理したアノード水を製造して該紫
外線照射手段に流すようにしたことを特徴とするもので
ある。
合には、電解水を循環系下流のみならず、更に2次純水
処理系にアノード水を流すように設けることで、循環系
のリターン側の配管、1次純水槽、2次純水処理系に順
次に流すことができる。また2次純水処理系までアノー
ド水を流す場合には、この2次純水処理系に設けられて
いるイオン交換手段の前段位置まで通水し、このイオン
交換手段のイオン交換樹脂劣化を生じない程度にまで該
アノード水を還元させることが好ましい。このアノード
水の還元のためには電解装置で製造したカソード水を用
いることができ、配管及び切換弁によりカソード水の混
合手段を設け、更にこのカソード水混合位置の後段に水
素化触媒を配置することで、アノード水に含まれるオゾ
ン,酸素の酸化力をイオン交換樹脂劣化を生じない程度
にまでなくすことができる。なおイオン交換樹脂劣化を
生じない程度にアノード水に混合するカソード水の量
は、電解装置で製造されたアノード水に含まれるオゾン
の量、配管途中で消費された量などにより変化するので
一律に決められないが、実験等により確認することは容
易であり、これに応じたカソード水の混合量を決めるこ
とができる。この装置を用いる場合には、アノード水を
連続的に通水して洗浄を行なうことができる。また、請
求項11に記載の超純水製造装置は、上述した前処理装
置、1次純水処理系、2次純水処理系とを備えていて、
この2次純水処理系が紫外線照射手段を有している場合
に、該紫外線照射手段の上流側(特に直前)に電解装置
を設けて、1次純水あるいは2次純水処理中の処理水を
原水として電気分解処理したアノード水を製造して該紫
外線照射手段に流すようにしたことを特徴とするもので
ある。
【0057】このように構成した超純水製造装置によれ
ば、紫外線照射装置にオゾンを含むアノード水が流れる
ので、紫外線照射による殺菌,有機物分解がより効率的
に行なわれるという利点が得られる他、コロイダルシリ
カのイオン化が図られてシリカ除去能が向上する作用も
得られる。
ば、紫外線照射装置にオゾンを含むアノード水が流れる
ので、紫外線照射による殺菌,有機物分解がより効率的
に行なわれるという利点が得られる他、コロイダルシリ
カのイオン化が図られてシリカ除去能が向上する作用も
得られる。
【0058】上記紫外線照射装置の上流に設ける電解装
置は、この2次純水系で得られた超純水を上記純水タン
クに戻す循環系の途中にバイパスして設けることもで
き、この場合にも上記と同様の作用が得られる。
置は、この2次純水系で得られた超純水を上記純水タン
クに戻す循環系の途中にバイパスして設けることもで
き、この場合にも上記と同様の作用が得られる。
【0059】これらの紫外線照射装置にアノード水を流
す場合には、該紫外線照射装置の後段に、化学的又は物
理的な脱酸素手段を設けることが好ましい。化学的脱酸
素手段としては、電解装置で製造されたカソード水を紫
外線照射手段からの流出水に混合する手段、及びこの混
合部の後段に設けられた水素化触媒塔の組合わせを挙げ
ることができ、また物理的な脱酸素手段としては膜脱気
装置又は真空脱気装置のような脱気装置を挙げることが
できる。
す場合には、該紫外線照射装置の後段に、化学的又は物
理的な脱酸素手段を設けることが好ましい。化学的脱酸
素手段としては、電解装置で製造されたカソード水を紫
外線照射手段からの流出水に混合する手段、及びこの混
合部の後段に設けられた水素化触媒塔の組合わせを挙げ
ることができ、また物理的な脱酸素手段としては膜脱気
装置又は真空脱気装置のような脱気装置を挙げることが
できる。
【0060】このように設けることで紫外線照射装置に
連続的にアノード水を流すことができる。
連続的にアノード水を流すことができる。
【0061】以上の各超純水製造装置に用いられる電解
装置としては、上述したように供給水として純水又は超
純水をそのまま用いることができるが、供給水に電解質
を添加して電解質水溶液を電気分解するように設けるこ
ともでき、また純水又は超純水を電解した後、アノード
水に酸を添加し、あるいはカソード水に塩基を添加する
こともできる。
装置としては、上述したように供給水として純水又は超
純水をそのまま用いることができるが、供給水に電解質
を添加して電解質水溶液を電気分解するように設けるこ
ともでき、また純水又は超純水を電解した後、アノード
水に酸を添加し、あるいはカソード水に塩基を添加する
こともできる。
【0062】アノード室,カソード室への供給水あるい
はアノード水,カソード水に添加される電解質として
は、各種の酸、塩基、塩、又はこれらの任意の割合の混
合物の中から目的に応じて選定することができ、その濃
度も特に限定されるものではないが、一般的には濃度
0.001mg/l〜100g/l、好ましくは0.0
1mg/l〜10g/l程度の範囲とするのが好ましい
場合が多い。酸としては、例えば塩酸、硫酸、炭酸、硝
酸等の無機酸、あるいは酢酸、クエン酸、蓚酸等の有機
酸等が用いられ、塩基としては、アンモニア、アミン系
等の塩基等を用いることができる。電解質としては上記
の他に、pH緩衝能のある塩、例えばアンモニウム塩、
炭酸塩、蓚酸塩等、又はこれらの塩と酸あるいは塩基の
混合物を用いることもでき、電解電流等の電解条件が電
解水のpHへ与える影響を少なくすることができ、アノ
ード水及びカソード水の性質を独立して設定することを
より容易とすることができる。
はアノード水,カソード水に添加される電解質として
は、各種の酸、塩基、塩、又はこれらの任意の割合の混
合物の中から目的に応じて選定することができ、その濃
度も特に限定されるものではないが、一般的には濃度
0.001mg/l〜100g/l、好ましくは0.0
1mg/l〜10g/l程度の範囲とするのが好ましい
場合が多い。酸としては、例えば塩酸、硫酸、炭酸、硝
酸等の無機酸、あるいは酢酸、クエン酸、蓚酸等の有機
酸等が用いられ、塩基としては、アンモニア、アミン系
等の塩基等を用いることができる。電解質としては上記
の他に、pH緩衝能のある塩、例えばアンモニウム塩、
炭酸塩、蓚酸塩等、又はこれらの塩と酸あるいは塩基の
混合物を用いることもでき、電解電流等の電解条件が電
解水のpHへ与える影響を少なくすることができ、アノ
ード水及びカソード水の性質を独立して設定することを
より容易とすることができる。
【0063】電解質の添加は、アノード室(水)とカソ
ード室(水)の双方に行うこともできる他、いずれか一
方についてだけ行うこともできる。殺菌を主な目的とす
る装置の場合には、酸性で且つ酸化性のアノード水を製
造すればよいからアノード室(水)に電解質添加手段を
設け、微粒子低減を主な目的とする装置の場合にはアル
カリ性で且つ還元性のカソード水を製造すればよいから
である。
ード室(水)の双方に行うこともできる他、いずれか一
方についてだけ行うこともできる。殺菌を主な目的とす
る装置の場合には、酸性で且つ酸化性のアノード水を製
造すればよいからアノード室(水)に電解質添加手段を
設け、微粒子低減を主な目的とする装置の場合にはアル
カリ性で且つ還元性のカソード水を製造すればよいから
である。
【0064】また以上の超純水電解装置としては、二槽
式,三槽式など電解槽の形式に限定されるものではない
が、アノード室、カソード室、及び中間室の3室で構成
し、各室を固体電解質であるイオン交換膜により仕切っ
た構造の三槽式の電解装置が好ましく用いられる。この
ような三槽式電解槽としては、中間室に固体電解質であ
るイオン交換樹脂を充填した構成のもの、カソード電極
とアノード電極が中間室と仕切るイオン交換膜に接した
構造に設けたものが好ましい電解装置として挙げること
ができる。
式,三槽式など電解槽の形式に限定されるものではない
が、アノード室、カソード室、及び中間室の3室で構成
し、各室を固体電解質であるイオン交換膜により仕切っ
た構造の三槽式の電解装置が好ましく用いられる。この
ような三槽式電解槽としては、中間室に固体電解質であ
るイオン交換樹脂を充填した構成のもの、カソード電極
とアノード電極が中間室と仕切るイオン交換膜に接した
構造に設けたものが好ましい電解装置として挙げること
ができる。
【0065】また、電解装置の後段には、電解水をろ過
するための例えば孔径lμm以下のフィルターを設ける
ことも好ましい。
するための例えば孔径lμm以下のフィルターを設ける
ことも好ましい。
【0066】上記電解槽は、供給する原水や電解質、及
び生成する電解水に対して耐性を有するものであれば限
定されるものではないが、1次純水を原水として、微粒
子の実質的に混入していない電解水を製造するものであ
るから、構成部材としては微粒子等が溶出しない素材の
ものを用いることが好ましい。例えば構造材としては、
ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)、
アクリル樹脂等の有機材料や、セラミックス、ガラス等
の無機材料、及び接液面にゴムライニングや酸化皮膜処
理等の表面処理を施した金属材料等から好ましいものを
選択することができ、また隔膜としては、例えばセルロ
ース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
ポリスチレン、フッ素樹脂等の高分子材料や、セラミッ
クス等の無機材料等よりなるフィルタ又は有孔性フィル
ム、イオン交換膜等を用いることができる。イオン交換
膜を用いれば、イオン交換膜の導電性によって電解電圧
を低下させ一定の電解電流を流す場合の消費電力を節約
できる。電極とイオン交換膜を密着させるように配置す
れば更に電解電圧を低下させ、消費電力を節約できる利
点がある。また、アノード室と中間室を区分する隔膜に
カチオン交換膜を用い、カソード室と中間室を区分する
隔膜にアニオン交換膜を用いた場合には、各々の膜のイ
オン排除効果により、アノード室及びカソード室より、
中間室へ拡散する酸化性及び還元性物質の量を低減する
こともできる。カチオン交換膜としては、フッ素樹脂母
体に−SO3 -基を導入した強酸性カチオン交換膜、例え
ばNafion(商品名:デュポン社製)l17やNa
fion350等や、又はスチレン−ジビニルベンゼン
共重合体母体に−SO3 -基を導入した強酸性カチオン交
換膜、例えばネオセプタCMX(徳山曹達社製)等を用
いることができ、アニオン交換膜としては、フッ素樹脂
母体に陰イオン交換基を導入したアニオン交換膜、例え
ばTOSFLEX IE−SA,TOSFLEX IE
−DF,TOSFLEX IE−SF(東ソー社製)等
や、又はスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体と
するアニオン交換膜、例えばネオセプタAMH(徳山曹
達社製)等を用いることができる。
び生成する電解水に対して耐性を有するものであれば限
定されるものではないが、1次純水を原水として、微粒
子の実質的に混入していない電解水を製造するものであ
るから、構成部材としては微粒子等が溶出しない素材の
ものを用いることが好ましい。例えば構造材としては、
ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)、
アクリル樹脂等の有機材料や、セラミックス、ガラス等
の無機材料、及び接液面にゴムライニングや酸化皮膜処
理等の表面処理を施した金属材料等から好ましいものを
選択することができ、また隔膜としては、例えばセルロ
ース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
ポリスチレン、フッ素樹脂等の高分子材料や、セラミッ
クス等の無機材料等よりなるフィルタ又は有孔性フィル
ム、イオン交換膜等を用いることができる。イオン交換
膜を用いれば、イオン交換膜の導電性によって電解電圧
を低下させ一定の電解電流を流す場合の消費電力を節約
できる。電極とイオン交換膜を密着させるように配置す
れば更に電解電圧を低下させ、消費電力を節約できる利
点がある。また、アノード室と中間室を区分する隔膜に
カチオン交換膜を用い、カソード室と中間室を区分する
隔膜にアニオン交換膜を用いた場合には、各々の膜のイ
オン排除効果により、アノード室及びカソード室より、
中間室へ拡散する酸化性及び還元性物質の量を低減する
こともできる。カチオン交換膜としては、フッ素樹脂母
体に−SO3 -基を導入した強酸性カチオン交換膜、例え
ばNafion(商品名:デュポン社製)l17やNa
fion350等や、又はスチレン−ジビニルベンゼン
共重合体母体に−SO3 -基を導入した強酸性カチオン交
換膜、例えばネオセプタCMX(徳山曹達社製)等を用
いることができ、アニオン交換膜としては、フッ素樹脂
母体に陰イオン交換基を導入したアニオン交換膜、例え
ばTOSFLEX IE−SA,TOSFLEX IE
−DF,TOSFLEX IE−SF(東ソー社製)等
や、又はスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体と
するアニオン交換膜、例えばネオセプタAMH(徳山曹
達社製)等を用いることができる。
【0067】アノード,カソードの電極としては、金
属、合金、金属酸化物等、あるいはこれらの金属等基板
に上記いずれかの金属等をメッキ又はコーティングした
ものや、焼結炭素等の導電性材料を用いることができ、
その形状としては、板状、パンチングプレート、メッシ
ュ等のものを用いることができる。特に、アノードの材
質としては、耐酸性に優れ、酸化されにくいものである
ことが望ましく、例えばPt、Pd、Ir、β−PbO
2 、NiFe2 O4 等を好適に用いることができ、カソ
ードの材質としては、耐アルカリ性に優れたものである
ことが望ましく、例えばPt、Pd、Au、炭素鋼、ス
テンレス、Ag、Cu、グラファイト、ガラス質カーボ
ン等の使用が望ましい。
属、合金、金属酸化物等、あるいはこれらの金属等基板
に上記いずれかの金属等をメッキ又はコーティングした
ものや、焼結炭素等の導電性材料を用いることができ、
その形状としては、板状、パンチングプレート、メッシ
ュ等のものを用いることができる。特に、アノードの材
質としては、耐酸性に優れ、酸化されにくいものである
ことが望ましく、例えばPt、Pd、Ir、β−PbO
2 、NiFe2 O4 等を好適に用いることができ、カソ
ードの材質としては、耐アルカリ性に優れたものである
ことが望ましく、例えばPt、Pd、Au、炭素鋼、ス
テンレス、Ag、Cu、グラファイト、ガラス質カーボ
ン等の使用が望ましい。
【0068】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて更
に説明する。
に説明する。
【0069】実施例1 図1は本発明の実施例1の超純水製造装置の構成概要を
ブロック図で示したものであり、この図において、1は
工業用水等の原水の懸濁物質と有機物の一部を除去する
前処理装置であり、この前処理が行なわれた処理水は、
配管100を通して、図示しない2床3塔(2B3T)
式イオン交換装置、逆浸透膜(RO)装置、真空脱気装
置、再生型混床式脱塩装置等からなる1次純水処理装置
2により1次純水とされた後、配管101を通して、本
例において特徴的に構成されたバイパス接続されている
電気分解装置(電解装置)3を通さずに、1次純水槽4
に流入するように設けられている。なお定期的に行う系
内殺菌時には、通常運転時に通水されている上記配管1
01を、図示しない常開型開閉弁を閉じて遮断すると共
に電解装置3へのバイパス配管1011に設けた常閉型
開閉弁を開いて通水するように設けられている。上記電
解装置3の具体的な構成及び作用については後述する。
ブロック図で示したものであり、この図において、1は
工業用水等の原水の懸濁物質と有機物の一部を除去する
前処理装置であり、この前処理が行なわれた処理水は、
配管100を通して、図示しない2床3塔(2B3T)
式イオン交換装置、逆浸透膜(RO)装置、真空脱気装
置、再生型混床式脱塩装置等からなる1次純水処理装置
2により1次純水とされた後、配管101を通して、本
例において特徴的に構成されたバイパス接続されている
電気分解装置(電解装置)3を通さずに、1次純水槽4
に流入するように設けられている。なお定期的に行う系
内殺菌時には、通常運転時に通水されている上記配管1
01を、図示しない常開型開閉弁を閉じて遮断すると共
に電解装置3へのバイパス配管1011に設けた常閉型
開閉弁を開いて通水するように設けられている。上記電
解装置3の具体的な構成及び作用については後述する。
【0070】上記1次純水処理装置2の各装置により順
次処理された処理水は、イオン除去、有機物,微粒子等
の不純物除去がされた導電率10μS/cm以下の高純
度な水(1次純水)となる。
次処理された処理水は、イオン除去、有機物,微粒子等
の不純物除去がされた導電率10μS/cm以下の高純
度な水(1次純水)となる。
【0071】1次純水槽に貯溜された水は、配管102
を通して2次純水処理装置5に送られ、本例では、1次
純水中の有機物を酸化分解とバクテリアの殺菌を行なう
紫外線照射装置501、イオン負荷がほとんどない1次
純水中のイオンをさらに除去する非再生式混床型イオン
交換樹脂塔502、更に微粒子等の除去をする限外ろ過
膜503を経て超純水とされる。なお103は2次純水
処理装置5内の配管であり、非再生式混床型イオン交換
樹脂塔502に対してはバイパス配管1031が設けら
れていて、通常運転時には配管103を通じて非再生式
混床型イオン交換樹脂塔502に通水されるが、電解装
置3を稼動して系内殺菌を行なう場合には図示しない切
換弁により通水がバイパス配管1031側に切換えられ
るようになっている。
を通して2次純水処理装置5に送られ、本例では、1次
純水中の有機物を酸化分解とバクテリアの殺菌を行なう
紫外線照射装置501、イオン負荷がほとんどない1次
純水中のイオンをさらに除去する非再生式混床型イオン
交換樹脂塔502、更に微粒子等の除去をする限外ろ過
膜503を経て超純水とされる。なお103は2次純水
処理装置5内の配管であり、非再生式混床型イオン交換
樹脂塔502に対してはバイパス配管1031が設けら
れていて、通常運転時には配管103を通じて非再生式
混床型イオン交換樹脂塔502に通水されるが、電解装
置3を稼動して系内殺菌を行なう場合には図示しない切
換弁により通水がバイパス配管1031側に切換えられ
るようになっている。
【0072】2次純水処理装置5で処理された超純水
は、本例では1次純水槽4にこれを戻す循環系を構成し
ている循環配管104に通水され、この循環ループの途
中で分岐された分岐配管1043を通してユースポイン
ト(使用場所)1044に送水されるようになってい
る。なお、上記循環配管104はその分岐部の上流側部
分を1041、下流側(リターン側)部分を1042で
示した。
は、本例では1次純水槽4にこれを戻す循環系を構成し
ている循環配管104に通水され、この循環ループの途
中で分岐された分岐配管1043を通してユースポイン
ト(使用場所)1044に送水されるようになってい
る。なお、上記循環配管104はその分岐部の上流側部
分を1041、下流側(リターン側)部分を1042で
示した。
【0073】以上のように構成した本例の超純水製造装
置において、配管101にバイパスした配管1011に
接続された上記電解装置3は、アノード電極が配置され
たアノード室1012と、カソード電極が配置されたカ
ソード室1013とが隔膜により区分されていて、所定
の電気分解が行なわれてアノード室1012で製造され
たアノード水が流出配管1014から配管101に合流
して1次純水槽4に送られるようになっている。また本
例においてはカソード室で製造されたカソード水は、排
出配管1015を介して、循環配管に設けられた排出配
管105に送られ系外に排出されるようになっている。
置において、配管101にバイパスした配管1011に
接続された上記電解装置3は、アノード電極が配置され
たアノード室1012と、カソード電極が配置されたカ
ソード室1013とが隔膜により区分されていて、所定
の電気分解が行なわれてアノード室1012で製造され
たアノード水が流出配管1014から配管101に合流
して1次純水槽4に送られるようになっている。また本
例においてはカソード室で製造されたカソード水は、排
出配管1015を介して、循環配管に設けられた排出配
管105に送られ系外に排出されるようになっている。
【0074】なお図1は本例装置の構成を概略的にブロ
ック図で示しているため、実際の工業的規模の装置の配
置を必ずしも示すものではないが、循環配管104は場
合によっては数百mにも及び、また一般的には、循環配
管104から分岐されて送水されるユースポイント10
44は場合によっては数十mにも及ぶ相当に長い分岐配
管1043で接続されるものであり、更に、ユースポイ
ント1044は数十ケ所と多数存在し、分岐配管の数も
数十ケ所存在するので、循環配管104から排水配管1
05に排水する位置は、1次純水槽4の直前となるよう
に設けることが好ましい。
ック図で示しているため、実際の工業的規模の装置の配
置を必ずしも示すものではないが、循環配管104は場
合によっては数百mにも及び、また一般的には、循環配
管104から分岐されて送水されるユースポイント10
44は場合によっては数十mにも及ぶ相当に長い分岐配
管1043で接続されるものであり、更に、ユースポイ
ント1044は数十ケ所と多数存在し、分岐配管の数も
数十ケ所存在するので、循環配管104から排水配管1
05に排水する位置は、1次純水槽4の直前となるよう
に設けることが好ましい。
【0075】以上のような構成の超純水製造装置におい
て、電解装置3で製造されたアノード水を用いた殺菌処
理は次のように行なわれる。
て、電解装置3で製造されたアノード水を用いた殺菌処
理は次のように行なわれる。
【0076】すなわち、超純水を製造する通常運転時に
は、原水は前処理装置1,配管100,1次純水処理装
置2,配管101,1次純水槽4,配管102,2次純
水処理装置5(内部は紫外線照射装置501,配管10
3,非再生式混床型イオン交換樹脂塔502,配管10
3,限外ろ過膜装置503),循環配管104(104
1,1042)の順に通水されて、製造された超純水は
循環配管104から分岐配管1043を通してユースポ
イント1044に送水され、余剰の超純水は1次純水槽
4に戻される。
は、原水は前処理装置1,配管100,1次純水処理装
置2,配管101,1次純水槽4,配管102,2次純
水処理装置5(内部は紫外線照射装置501,配管10
3,非再生式混床型イオン交換樹脂塔502,配管10
3,限外ろ過膜装置503),循環配管104(104
1,1042)の順に通水されて、製造された超純水は
循環配管104から分岐配管1043を通してユースポ
イント1044に送水され、余剰の超純水は1次純水槽
4に戻される。
【0077】次に、所定の期間毎に行なわれる定期的な
系内殺菌洗浄の際には、配管101と配管103の通水
切換が行なわれ、1次純水処理装置2からの1次純水
は、バイパス配管1011から電解装置3のアノード室
1012及びカソード室1013に供給され、所定の電
気分解処理が行なわれる。そしてこのアノード水は、流
出配管1014から、1次純水槽4,2次純水処理装置
5(但し非再生式混床型イオン交換樹脂塔502は通水
せずにバイパス配管1031を通水),循環配管104
を通って、排出配管105から系外に排出される。これ
により、アノード水が通水された配管や各装置内は、酸
化性のアノード水により殺菌処理される。殺菌処理後
は、配管通水系を上記通常運転時の状態に戻して所定時
間の超純水のブロー運転を行なった後、超純水製造の通
常状態に復帰する。
系内殺菌洗浄の際には、配管101と配管103の通水
切換が行なわれ、1次純水処理装置2からの1次純水
は、バイパス配管1011から電解装置3のアノード室
1012及びカソード室1013に供給され、所定の電
気分解処理が行なわれる。そしてこのアノード水は、流
出配管1014から、1次純水槽4,2次純水処理装置
5(但し非再生式混床型イオン交換樹脂塔502は通水
せずにバイパス配管1031を通水),循環配管104
を通って、排出配管105から系外に排出される。これ
により、アノード水が通水された配管や各装置内は、酸
化性のアノード水により殺菌処理される。殺菌処理後
は、配管通水系を上記通常運転時の状態に戻して所定時
間の超純水のブロー運転を行なった後、超純水製造の通
常状態に復帰する。
【0078】以上のような構成の本例装置によれば、超
純水を製造する系内に設けた電解装置3により、微粒子
等が実質的に混入していない1次純水を用いて殺菌用の
アノード水を製造しているので、従来のような系外から
の薬品の添加や、同じく系外からのオゾンガスの溶解注
入を行なうことがなく、殺菌洗浄に伴って系外から微粒
子等が持ち込まれる虞れが全くないという利点が得られ
る。
純水を製造する系内に設けた電解装置3により、微粒子
等が実質的に混入していない1次純水を用いて殺菌用の
アノード水を製造しているので、従来のような系外から
の薬品の添加や、同じく系外からのオゾンガスの溶解注
入を行なうことがなく、殺菌洗浄に伴って系外から微粒
子等が持ち込まれる虞れが全くないという利点が得られ
る。
【0079】また、本例においては電解装置3で製造さ
れた還元性を有するカソード水を、そのカソード室10
13からの流出配管1015を介して排出配管105に
流して、循環系から排出する殺菌処理後のアノード水と
合流させるように設けているので、排水は酸化性,還元
性が失われた排水となるため、新たに、酸化剤、還元剤
といった薬品を系外から添加する必要がなく、放流又は
再利用のための処理を行なうことができるという利点が
得られる。
れた還元性を有するカソード水を、そのカソード室10
13からの流出配管1015を介して排出配管105に
流して、循環系から排出する殺菌処理後のアノード水と
合流させるように設けているので、排水は酸化性,還元
性が失われた排水となるため、新たに、酸化剤、還元剤
といった薬品を系外から添加する必要がなく、放流又は
再利用のための処理を行なうことができるという利点が
得られる。
【0080】実施例2 図2に示される本例は、実施例1においては電解装置3
のアノード水を用いて系内殺菌洗浄を行なうようにして
いるのに対し、電解装置3のカソード室1013で製造
されるカソード水を用いて系内付着微粒子の除去洗浄を
行なうようにした点、及びアノード水からの流出配管1
014を排出配管105に接続して洗浄後のカソード水
を系外に排出する際に合流させるように設けた点、で異
なるものであるが、他の装置,配管の構成及び通常運転
と微粒子除去洗浄の切換え操作は実施例1と同一であ
る。
のアノード水を用いて系内殺菌洗浄を行なうようにして
いるのに対し、電解装置3のカソード室1013で製造
されるカソード水を用いて系内付着微粒子の除去洗浄を
行なうようにした点、及びアノード水からの流出配管1
014を排出配管105に接続して洗浄後のカソード水
を系外に排出する際に合流させるように設けた点、で異
なるものであるが、他の装置,配管の構成及び通常運転
と微粒子除去洗浄の切換え操作は実施例1と同一であ
る。
【0081】本例の超純水製造装置によれば、実施例1
と同様に、超純水を製造する系内に設けた電解装置3に
より微粒子等が実質的に混入していない1次純水を用い
て微粒子除去用のカソード水を製造するので、薬品添加
や、水素ガス溶解注入に伴う系外からの微粒子等の混入
の虞れがないという利点が得られ、また排出配管におい
てのアノード水のカソード水への合流による利点も同様
に得られる。
と同様に、超純水を製造する系内に設けた電解装置3に
より微粒子等が実質的に混入していない1次純水を用い
て微粒子除去用のカソード水を製造するので、薬品添加
や、水素ガス溶解注入に伴う系外からの微粒子等の混入
の虞れがないという利点が得られ、また排出配管におい
てのアノード水のカソード水への合流による利点も同様
に得られる。
【0082】以上の実施例1,2で用いられる電解装置
3には、具体的には例えば図9に示した三槽式の電解装
置300を用いることができる。
3には、具体的には例えば図9に示した三槽式の電解装
置300を用いることができる。
【0083】この三槽式電解装置300は、図9に示す
ように、アノード室321、カソード室323、及びこ
れらの間に仕切りとして設けた固体電解質であるイオン
交換膜324,324により区分された中間室322と
を有する三槽式構造に設けられていて、各室への純水供
給口330,330,330から超純水が供給される。
なお中間室には固体電解質であるイオン交換樹脂が充填
されている。
ように、アノード室321、カソード室323、及びこ
れらの間に仕切りとして設けた固体電解質であるイオン
交換膜324,324により区分された中間室322と
を有する三槽式構造に設けられていて、各室への純水供
給口330,330,330から超純水が供給される。
なお中間室には固体電解質であるイオン交換樹脂が充填
されている。
【0084】そして、アノード室321に配置されたア
ノード電極326と、カソード室323に配置されたカ
ソード電極327との間に印加された直流通電により供
給される1次純水が電解され、生成されたアノード水は
アノード水出口331から流出される。また生成された
カソード水はアノード水出口333から流出される。な
お332は中間室水の出口、328は電解槽の框体、3
29は直流電源を示している。なお図10は、この図9
に示した三槽式電解装置300の配管接続関係を模式的
に示したものであり、実施例1,2のバイパス配管10
11から各三室に1次純水が供給され、アノード室32
1で製造されたアノード水はその流出配管1014を介
して、実施例1では1次純水槽3に送られ、実施例2で
は排出配管105に送られる。またカソード室323で
製造されたカソード水はその流出配管1015を介し
て、実施例1では排出配管105に送られ、実施例2で
は排出配管105に送られる。
ノード電極326と、カソード室323に配置されたカ
ソード電極327との間に印加された直流通電により供
給される1次純水が電解され、生成されたアノード水は
アノード水出口331から流出される。また生成された
カソード水はアノード水出口333から流出される。な
お332は中間室水の出口、328は電解槽の框体、3
29は直流電源を示している。なお図10は、この図9
に示した三槽式電解装置300の配管接続関係を模式的
に示したものであり、実施例1,2のバイパス配管10
11から各三室に1次純水が供給され、アノード室32
1で製造されたアノード水はその流出配管1014を介
して、実施例1では1次純水槽3に送られ、実施例2で
は排出配管105に送られる。またカソード室323で
製造されたカソード水はその流出配管1015を介し
て、実施例1では排出配管105に送られ、実施例2で
は排出配管105に送られる。
【0085】このような構成の図9の電解装置300
は、電解質を殆ど含まない1次純水を電解する際に、ア
ノード電極326とカソード電極327間の、固体電解
質であるイオン交換膜324,324およびイオン交換
樹脂325が電極間の電子の授受の担体となり、低電圧
で1次純水の電解が行えると共に、中間室322を設け
たことによって、アノード室321とカソード室323
の間の液が混じり合うことも防止できるため、本発明の
用途に好ましく用いることができる。
は、電解質を殆ど含まない1次純水を電解する際に、ア
ノード電極326とカソード電極327間の、固体電解
質であるイオン交換膜324,324およびイオン交換
樹脂325が電極間の電子の授受の担体となり、低電圧
で1次純水の電解が行えると共に、中間室322を設け
たことによって、アノード室321とカソード室323
の間の液が混じり合うことも防止できるため、本発明の
用途に好ましく用いることができる。
【0086】またこの図9,10の電解装置300に代
えて、図11図に示すように、電解装置に供給する1次
純水に対して、例えばアノード室321への供給配管1
0111に酸,アルカリ等の電解質を供給する手段35
1、及びカソード室323への供給配管10113に
酸,アルカリ等の電解質を供給する手段352を設けた
電解装置301や、図12に示すようにアノード室32
1,カソード室323からの流出配管1014,101
5に精密ろ過膜などのフィルター361,362を設け
て微粒子等を除去するようにした電解装置302、ある
いは更に、図13に示すように流出配管1014,10
15を夫々分岐するように設けた電解装置303などを
用いることもできる。また、図示はしていないが、図
9,10の電解装置300に代えて、アノード室321
からの流出配管1014に酸等を添加する手段を設け、
またカソード室323流出配管1015にアルカリ等の
添加手段を設けて、これらの電解水のpHを調整できる
ようにした電解装置を用いることもできる。
えて、図11図に示すように、電解装置に供給する1次
純水に対して、例えばアノード室321への供給配管1
0111に酸,アルカリ等の電解質を供給する手段35
1、及びカソード室323への供給配管10113に
酸,アルカリ等の電解質を供給する手段352を設けた
電解装置301や、図12に示すようにアノード室32
1,カソード室323からの流出配管1014,101
5に精密ろ過膜などのフィルター361,362を設け
て微粒子等を除去するようにした電解装置302、ある
いは更に、図13に示すように流出配管1014,10
15を夫々分岐するように設けた電解装置303などを
用いることもできる。また、図示はしていないが、図
9,10の電解装置300に代えて、アノード室321
からの流出配管1014に酸等を添加する手段を設け、
またカソード室323流出配管1015にアルカリ等の
添加手段を設けて、これらの電解水のpHを調整できる
ようにした電解装置を用いることもできる。
【0087】また更に、上記実施例1,2の超純水製造
装置を示した図1,2のものにおいて、電解装置3から
の流出配管1014,1015を、1次純水槽4と排出
配管105のいずれにも接続して通水状態を切換弁で切
換えできるように設け、アノード水、カソード水を1次
純水槽4に順次に流すように設けることも勿論できる。
装置を示した図1,2のものにおいて、電解装置3から
の流出配管1014,1015を、1次純水槽4と排出
配管105のいずれにも接続して通水状態を切換弁で切
換えできるように設け、アノード水、カソード水を1次
純水槽4に順次に流すように設けることも勿論できる。
【0088】例えば、系内洗浄の始めに、図1の状態で
アノード水を一定時間1次純水槽4に流し、その後アノ
ード水の通水を止めて、カソード水を1次純水槽4に流
すように設けることができる。通水の順序は逆であって
もよい。また1次純水に通水していない側の電解水は排
出配管105に排出すればよい。
アノード水を一定時間1次純水槽4に流し、その後アノ
ード水の通水を止めて、カソード水を1次純水槽4に流
すように設けることができる。通水の順序は逆であって
もよい。また1次純水に通水していない側の電解水は排
出配管105に排出すればよい。
【0089】参考例1 上記の図1の状態、次いで図2の状態に通水を切換える
ことができるように通水配管系を構成した電解装置30
0を用いて、下記表1の条件で、図1(図2)に示した
超純水製造装置の定期的な殺菌洗浄、微粒子除去洗浄を
行なった後の生菌数(個/ml)、微粒子数(ケ/m
l)の経時変化を調べた。その結果を下記表2に示し
た。
ことができるように通水配管系を構成した電解装置30
0を用いて、下記表1の条件で、図1(図2)に示した
超純水製造装置の定期的な殺菌洗浄、微粒子除去洗浄を
行なった後の生菌数(個/ml)、微粒子数(ケ/m
l)の経時変化を調べた。その結果を下記表2に示し
た。
【0090】なお、測定位置は、分岐配管1043への
通水を停止した状態で排出配管105からの排出水につ
いて行なった。また生菌数の測定は生菌フィールドモニ
ダーMHWGO 3700(ミリポア社製)による試料
ろ過後、これをM−TGE培地を添加し、25℃で5日
間培養後、生菌コロニーをカウントする方法により行な
い、排水中の微粒子の測定は、レーザー光散乱方式によ
るインライン微粒子カウンター SLPC−A(オルガ
ノ社製)により行なった。
通水を停止した状態で排出配管105からの排出水につ
いて行なった。また生菌数の測定は生菌フィールドモニ
ダーMHWGO 3700(ミリポア社製)による試料
ろ過後、これをM−TGE培地を添加し、25℃で5日
間培養後、生菌コロニーをカウントする方法により行な
い、排水中の微粒子の測定は、レーザー光散乱方式によ
るインライン微粒子カウンター SLPC−A(オルガ
ノ社製)により行なった。
【0091】なお、電解装置3の運転条件は次の通りと
した。
した。
【0092】流量:各室 0.1m3 /h 電流密度:30mA/cm2 アノード水中オゾン濃度:5000ppb カソード水中水素濃度:3000ppb
【0093】
【表1】
【0094】
【表2】
【0095】比較例1 また比較のために、図14に示した従来の超純水製造装
置を準備し、参考例1と同一条件の前処理装置、1次純
水製造装置で得られた純水を通水,製造できるように装
置を組み立て、上記表1に記載の薬品による殺菌および
微粒子低減処理のための洗浄処理を実施した後の生菌数
(個/ml)、微粒子数(ケ/ml)の経時変化を調べ
た。結果を上記表2に示した。
置を準備し、参考例1と同一条件の前処理装置、1次純
水製造装置で得られた純水を通水,製造できるように装
置を組み立て、上記表1に記載の薬品による殺菌および
微粒子低減処理のための洗浄処理を実施した後の生菌数
(個/ml)、微粒子数(ケ/ml)の経時変化を調べ
た。結果を上記表2に示した。
【0096】以上の結果から分かるように,参考例1に
よる場合には、比較例1の場合に比べて、微粒子の低減
が迅速であり、30日間通水(定常運転)でもほとんど
生菌の増加が認められないことが確認された。
よる場合には、比較例1の場合に比べて、微粒子の低減
が迅速であり、30日間通水(定常運転)でもほとんど
生菌の増加が認められないことが確認された。
【0097】実施例3 図3に示される本例の超純水製造装置は、図1の例にお
ける電解装置3を除き、これに代えて、電解装置30を
循環配管104のリターン側(1042)に配置して、
アノード室31からのアノード水を1次純水槽4に通水
させるように設けると共に、1次純水槽4にバイパスし
たバイパス配管110に洗浄液槽6を設け、この洗浄液
槽6から、定期的洗浄のための薬品供給手段(又は純水
加熱手段)61からの薬品又は加熱純水を1次純水槽4
に流すように設けたところが異なっており、他の装置及
び配管の構成は実施例1と同じであるので共通の装置,
配管には共通の符号を付して説明を省略した。
ける電解装置3を除き、これに代えて、電解装置30を
循環配管104のリターン側(1042)に配置して、
アノード室31からのアノード水を1次純水槽4に通水
させるように設けると共に、1次純水槽4にバイパスし
たバイパス配管110に洗浄液槽6を設け、この洗浄液
槽6から、定期的洗浄のための薬品供給手段(又は純水
加熱手段)61からの薬品又は加熱純水を1次純水槽4
に流すように設けたところが異なっており、他の装置及
び配管の構成は実施例1と同じであるので共通の装置,
配管には共通の符号を付して説明を省略した。
【0098】なお、電解装置30のカソード室32から
のカソード水は、流出配管107から排水するか、ある
いは1次純水系以前の工程に戻すように設けている。ま
た108はこの電解装置30に対してバイパスして設け
たバイパス路である。また2次純水処理装置5のバイパ
ス路1031は薬品洗浄時に通水されるものである。本
例の超純水製造装置の特徴は、従来は工業的規模での実
施が全くされていなかった循環配管リターン側104
2、および1次純水槽4を連続殺菌することが実現でき
るところにある。
のカソード水は、流出配管107から排水するか、ある
いは1次純水系以前の工程に戻すように設けている。ま
た108はこの電解装置30に対してバイパスして設け
たバイパス路である。また2次純水処理装置5のバイパ
ス路1031は薬品洗浄時に通水されるものである。本
例の超純水製造装置の特徴は、従来は工業的規模での実
施が全くされていなかった循環配管リターン側104
2、および1次純水槽4を連続殺菌することが実現でき
るところにある。
【0099】すなわち、本例装置では、薬品等による系
内殺菌,微粒子除去洗浄のための装置(6,61,11
0)は、従来の装置と同様に設備されているが、循環配
管104に設けた電解装置30を用いることにより、定
期的洗浄の頻度を低減することができるからである。
内殺菌,微粒子除去洗浄のための装置(6,61,11
0)は、従来の装置と同様に設備されているが、循環配
管104に設けた電解装置30を用いることにより、定
期的洗浄の頻度を低減することができるからである。
【0100】本例においては、電解装置30のアノード
水は、流出配管106,1次純水槽4、配管102を経
て2次純水処理装置5に通水される。そしてこの2次純
水処理装置5に設けられている紫外線照射装置501で
の紫外線照射により、オゾンが分解されて酸素となる。
本例はこの溶存酸素を脱気するための装置を有するもの
ではないが、連続運転されて製造される超純水に酸素が
溶存しても差し支えない場合には、問題なく適用するこ
とができる。
水は、流出配管106,1次純水槽4、配管102を経
て2次純水処理装置5に通水される。そしてこの2次純
水処理装置5に設けられている紫外線照射装置501で
の紫外線照射により、オゾンが分解されて酸素となる。
本例はこの溶存酸素を脱気するための装置を有するもの
ではないが、連続運転されて製造される超純水に酸素が
溶存しても差し支えない場合には、問題なく適用するこ
とができる。
【0101】実施例4 図4に示される本例の超純水製造装置は、実施例3の2
次純水処理装置5内において紫外線照射装置501の次
段に脱気装置504を設けた点において相違するが、他
は図3に示した超純水製造装置と構成は全く同じである
ので、共通する装置、配管には共通の符号を付して説明
を省略した。
次純水処理装置5内において紫外線照射装置501の次
段に脱気装置504を設けた点において相違するが、他
は図3に示した超純水製造装置と構成は全く同じである
ので、共通する装置、配管には共通の符号を付して説明
を省略した。
【0102】本例によれば、紫外線照射装置501によ
りオゾンが消去されて酸素として溶存されているもの
を、脱気装置504により除去できるので、溶存酸素の
存在が問題となる用途の装置として有効である。なお上
記脱気装置としては例えばPTFE製あるいはシリコン
ゴム系材料製の気体透過膜を用いた膜脱気装置あるいは
真空脱気装置等を用いることが好ましい。
りオゾンが消去されて酸素として溶存されているもの
を、脱気装置504により除去できるので、溶存酸素の
存在が問題となる用途の装置として有効である。なお上
記脱気装置としては例えばPTFE製あるいはシリコン
ゴム系材料製の気体透過膜を用いた膜脱気装置あるいは
真空脱気装置等を用いることが好ましい。
【0103】実施例5 図5に示される本例の超純水製造装置は、実施例3の2
次純水処理装置5内において紫外線照射装置501の次
段に水素化触媒塔505を設けると共に、電解装置30
のカソード室32の流出配管107からのカソード水
を、この水素化触媒塔505の前段において合流させる
ようにした点において相違するが、他は図3に示した超
純水製造装置と構成は全く同じであるので、共通する装
置、配管には共通の符号を付して説明を省略した。なお
上記水素化触媒として例えば金属パラジウム担持樹脂ア
ンバーリスト(登録商標)ER−206等を用いること
が望ましい。
次純水処理装置5内において紫外線照射装置501の次
段に水素化触媒塔505を設けると共に、電解装置30
のカソード室32の流出配管107からのカソード水
を、この水素化触媒塔505の前段において合流させる
ようにした点において相違するが、他は図3に示した超
純水製造装置と構成は全く同じであるので、共通する装
置、配管には共通の符号を付して説明を省略した。なお
上記水素化触媒として例えば金属パラジウム担持樹脂ア
ンバーリスト(登録商標)ER−206等を用いること
が望ましい。
【0104】本例によれば、紫外線照射装置501によ
りオゾンが酸素となって含まれている水に、水素を含む
カソード水が混合されるので、水素化触媒塔505にお
いてこれらが容易に水となるため溶存酸素が消滅する。
このため、溶存酸素の存在が問題となる用途の装置とし
て有効である。また、本例の装置は、上記実施例4の脱
気装置に比べて装置が極めて小型化できるという利点が
あり、また電解供給水である高付加価値の超純水を無駄
なく利用できる点でも優れている。
りオゾンが酸素となって含まれている水に、水素を含む
カソード水が混合されるので、水素化触媒塔505にお
いてこれらが容易に水となるため溶存酸素が消滅する。
このため、溶存酸素の存在が問題となる用途の装置とし
て有効である。また、本例の装置は、上記実施例4の脱
気装置に比べて装置が極めて小型化できるという利点が
あり、また電解供給水である高付加価値の超純水を無駄
なく利用できる点でも優れている。
【0105】参考例2 上記の図5の超純水製造装置を、電解装置30に図9,
10に示した電解装置300を用いて構成し、1次純水
製造装置で得られた純水を通水して長期間運転を行った
後、下記表3の条件で薬品殺菌(過酸化水素l%)を行
い、60日間の定常運転を2回繰り返し行った際の、ユ
ースポイント側への分岐位置での生菌数(個/ml)
と、溶存酸素濃度(μgO/l)、及び脱気装置前の溶
存酸素濃度(μgO/l)を調ベた。その結果を下記表
4に示した。生菌数の測定方法は参考例1と同じであ
り、溶存酸素はインライン溶存酸素計(東亜電波社製)
で測定した。
10に示した電解装置300を用いて構成し、1次純水
製造装置で得られた純水を通水して長期間運転を行った
後、下記表3の条件で薬品殺菌(過酸化水素l%)を行
い、60日間の定常運転を2回繰り返し行った際の、ユ
ースポイント側への分岐位置での生菌数(個/ml)
と、溶存酸素濃度(μgO/l)、及び脱気装置前の溶
存酸素濃度(μgO/l)を調ベた。その結果を下記表
4に示した。生菌数の測定方法は参考例1と同じであ
り、溶存酸素はインライン溶存酸素計(東亜電波社製)
で測定した。
【0106】なお、電解装置30の運転条件は次の通り
とした。
とした。
【0107】流量:各室 0.1m3 /h 電流密度: 5mA/cm2 アノード水中オゾン濃度:200μg/l カソード水中水素濃度:100μg/l
【0108】
【表3】
【0109】
【表4】
【0110】比較例2,3 また比較のために、図14に示した従来の超純水製造装
置,及び図15に示した従来の超純水製造装置により、
参考例2と同一の条件で定期洗浄、定常運転を行ない、
同様にして生菌数(個/ml)と、溶存酸素濃度(μg
O/l)、及び脱気装置前の溶存酸素濃度(μgO/
l)を調ベた。その結果を上記表4に示した。
置,及び図15に示した従来の超純水製造装置により、
参考例2と同一の条件で定期洗浄、定常運転を行ない、
同様にして生菌数(個/ml)と、溶存酸素濃度(μg
O/l)、及び脱気装置前の溶存酸素濃度(μgO/
l)を調ベた。その結果を上記表4に示した。
【0111】以上の結果から分かるように、参考例2は
系外からオゾン添加、水素添加をしていないにもかかわ
らず、比較例3と同様に殺菌効果が得られ、さらに比較
例2に比べて定期殺菌後60日間も生菌数の増加が全く
みられず、超純水中の溶存酸素濃度は1μg/l以下の
極めて低濃度に維持されていることが確認された。
系外からオゾン添加、水素添加をしていないにもかかわ
らず、比較例3と同様に殺菌効果が得られ、さらに比較
例2に比べて定期殺菌後60日間も生菌数の増加が全く
みられず、超純水中の溶存酸素濃度は1μg/l以下の
極めて低濃度に維持されていることが確認された。
【0112】実施例6 図6に示される本例の超純水製造装置は、図1の例にお
ける電解装置3を除き、これに代えて、電解装置40を
2次純水処理装置5の紫外線照射装置501の前段に配
置して、アノード室41からのアノード水を紫外線照射
装置501に通水させるように設けると共に、1次純水
槽4にバイパスしたバイパス配管110を設けてこれに
洗浄液槽6を設け、この洗浄液槽6から、定期的洗浄の
ための薬品供給手段(又は純水加熱手段)61からの薬
品又は加熱純水を1次純水槽4に流すように設けたとこ
ろが異なっており、他の装置及び配管の構成は実施例1
と同じであるので共通の装置,配管には共通の符号を付
して説明を省略した。
ける電解装置3を除き、これに代えて、電解装置40を
2次純水処理装置5の紫外線照射装置501の前段に配
置して、アノード室41からのアノード水を紫外線照射
装置501に通水させるように設けると共に、1次純水
槽4にバイパスしたバイパス配管110を設けてこれに
洗浄液槽6を設け、この洗浄液槽6から、定期的洗浄の
ための薬品供給手段(又は純水加熱手段)61からの薬
品又は加熱純水を1次純水槽4に流すように設けたとこ
ろが異なっており、他の装置及び配管の構成は実施例1
と同じであるので共通の装置,配管には共通の符号を付
して説明を省略した。
【0113】なお、電解装置40のカソード室42から
のカソード水は、流出配管107から排水するか、ある
いは1次純水系以前の工程に戻すように設けている。ま
た108はこの電解装置40に対してバイパスして設け
たバイパス路である。また2次純水処理装置5のバイパ
ス路1031は薬品洗浄時に通水されるものである。本
例の超純水製造装置においては、系内殺菌は薬品等によ
る定期的洗浄により行なわれる点で、従来装置と同じで
あるが、紫外線照射装置501に対して、オゾンを含む
アノード水を供給することができ、有機物等の分解が効
率的に行なえると共に、従来イオン交換等の処理で除去
が困難であったコロイド状シリカのイオン化を行なうこ
とができ、後段のイオン交換により容易に除去可能にな
るという利点が得られる。
のカソード水は、流出配管107から排水するか、ある
いは1次純水系以前の工程に戻すように設けている。ま
た108はこの電解装置40に対してバイパスして設け
たバイパス路である。また2次純水処理装置5のバイパ
ス路1031は薬品洗浄時に通水されるものである。本
例の超純水製造装置においては、系内殺菌は薬品等によ
る定期的洗浄により行なわれる点で、従来装置と同じで
あるが、紫外線照射装置501に対して、オゾンを含む
アノード水を供給することができ、有機物等の分解が効
率的に行なえると共に、従来イオン交換等の処理で除去
が困難であったコロイド状シリカのイオン化を行なうこ
とができ、後段のイオン交換により容易に除去可能にな
るという利点が得られる。
【0114】実施例7、8 図7に示した実施例7の超純水製造装置は、紫外線照射
装置501の次段に脱気装置504を設けた構成のもの
であって、実施例4を示した図4の構成に対応してい
る。また図8に示した実施例8の超純水製造装置は、紫
外線照射装置501の次段に水素化触媒塔505を設け
ると共に、電解装置40のカソード室42の流出配管1
07からのカソード水を、この水素化触媒塔505の前
段において合流させるようにしたものであって、実施例
5を示した図5の構成に対応している。
装置501の次段に脱気装置504を設けた構成のもの
であって、実施例4を示した図4の構成に対応してい
る。また図8に示した実施例8の超純水製造装置は、紫
外線照射装置501の次段に水素化触媒塔505を設け
ると共に、電解装置40のカソード室42の流出配管1
07からのカソード水を、この水素化触媒塔505の前
段において合流させるようにしたものであって、実施例
5を示した図5の構成に対応している。
【0115】これらの点の他は、図6に示した超純水製
造装置と構成は全く同じであるので、共通する装置、配
管には共通の符号を付して説明を省略した。
造装置と構成は全く同じであるので、共通する装置、配
管には共通の符号を付して説明を省略した。
【0116】これらの脱気手段を設けることにより、実
施例6の効果に加えて実施例4,5で説明したと同じ効
果が得られる。
施例6の効果に加えて実施例4,5で説明したと同じ効
果が得られる。
【0117】参考例3〜5 実施例6〜8の超純水製造装置を、電解装置30を図
9,10に示した電解装置300を用いて構成し、1次
純水製造装置で得られた純水を通水して、長期間運転を
行った後、薬品殺菌(過酸化水素l%)を行い、その
後、7日間の定常運転を行った際の水質を、限外ろ過膜
装置出口位置において調べた。
9,10に示した電解装置300を用いて構成し、1次
純水製造装置で得られた純水を通水して、長期間運転を
行った後、薬品殺菌(過酸化水素l%)を行い、その
後、7日間の定常運転を行った際の水質を、限外ろ過膜
装置出口位置において調べた。
【0118】測定水質項目は、電気抵抗率、全有機炭素
(T0C)、イオン状シリカ、非イオン状シリカ、全蒸
発残留物、微粒子数、生菌数、金属(Na、Fe、C
u)、塩化物イオンおよび溶存酸素であり、測定はそれ
ぞれ、電気抵抗率;電気抵抗率計AQ−11(電気化学
計測社製)、イオン状シリカ;シリカ計SA−500
(東レエンジニアリング社製)、全シリカ及び金属;I
CP−MS,PMS2000(横河電機社製)、全蒸発
残留物;全蒸発残留物計TS−1000(オルガノ社
製)、塩化物イオン;イオンクロマト分析計IC−70
00(横河電機社製)により行なった。なお、微粒子、
生菌、溶存酸素は比較例1,2と同じであり、さらに非
イオン状シリカは、全シリカからイオン状シリカを差し
引いたものとした。結果を下記表5に示した。
(T0C)、イオン状シリカ、非イオン状シリカ、全蒸
発残留物、微粒子数、生菌数、金属(Na、Fe、C
u)、塩化物イオンおよび溶存酸素であり、測定はそれ
ぞれ、電気抵抗率;電気抵抗率計AQ−11(電気化学
計測社製)、イオン状シリカ;シリカ計SA−500
(東レエンジニアリング社製)、全シリカ及び金属;I
CP−MS,PMS2000(横河電機社製)、全蒸発
残留物;全蒸発残留物計TS−1000(オルガノ社
製)、塩化物イオン;イオンクロマト分析計IC−70
00(横河電機社製)により行なった。なお、微粒子、
生菌、溶存酸素は比較例1,2と同じであり、さらに非
イオン状シリカは、全シリカからイオン状シリカを差し
引いたものとした。結果を下記表5に示した。
【0119】また電解装置の運転条件は参考例1と同じ
とした。
とした。
【0120】
【表5】
【0121】比較例4 また比較のために、図14に示した従来の超純水製造装
置により、参考例3と同一の条件で定期洗浄、定常運転
を行ない、同様にして同じ測定水質項目を調ベた。その
結果を上記表4に示した。
置により、参考例3と同一の条件で定期洗浄、定常運転
を行ない、同様にして同じ測定水質項目を調ベた。その
結果を上記表4に示した。
【0122】以上の結果から分かるように、実施例6〜
8は比較例4に比べ、TOC、非イオン状シリカ、全蒸
発残留物、微粒子、生菌が低減されており、脱気装置も
備えた実施例7,8は更に溶存酸素も極めて低濃度まで
に低減されていることが確認された。
8は比較例4に比べ、TOC、非イオン状シリカ、全蒸
発残留物、微粒子、生菌が低減されており、脱気装置も
備えた実施例7,8は更に溶存酸素も極めて低濃度まで
に低減されていることが確認された。
【0123】
【発明の効果】本発明者らは、これらの問題点を解決す
ぺく鋭意研究を行った結果、下記の極めて有用な効果を
得た。
ぺく鋭意研究を行った結果、下記の極めて有用な効果を
得た。
【0124】 純水または超純水に直流電流を通電し
て、微粒子等が混入しておらず、かつオゾンを溶存した
電解アノード水、あるいは水素を溶存した電解カソード
水を、得ることができる電解装置を、前記超純水製造装
置の1次純水装置と1次純水槽の間に設け、バイパス配
管を配することで、 a.オゾンを溶存した、微粒子等の混入していない、電
解アノード水を、1次純水槽に直接注入でき、1次純水
槽以降の超純水装置及び循環配管を薬品の使用や、熱水
の使用をすることなく、有効に殺菌することができ、か
つ殺菌後のブローが非常に短時間で済むことができる。
て、微粒子等が混入しておらず、かつオゾンを溶存した
電解アノード水、あるいは水素を溶存した電解カソード
水を、得ることができる電解装置を、前記超純水製造装
置の1次純水装置と1次純水槽の間に設け、バイパス配
管を配することで、 a.オゾンを溶存した、微粒子等の混入していない、電
解アノード水を、1次純水槽に直接注入でき、1次純水
槽以降の超純水装置及び循環配管を薬品の使用や、熱水
の使用をすることなく、有効に殺菌することができ、か
つ殺菌後のブローが非常に短時間で済むことができる。
【0125】b.殺菌用として生成した電解アノード水
と同時に生成することができる、水素を溶存した微粒子
等の混入していない電解カソード水を、1次純水槽に直
接注入し、超純水製造装置に通水し、1次純水槽直前で
ブローすることで、1次純水槽以降の超純水製造装置内
及び循環配管に付着した微粒子を有効かつ非常に短時問
で除去できる。
と同時に生成することができる、水素を溶存した微粒子
等の混入していない電解カソード水を、1次純水槽に直
接注入し、超純水製造装置に通水し、1次純水槽直前で
ブローすることで、1次純水槽以降の超純水製造装置内
及び循環配管に付着した微粒子を有効かつ非常に短時問
で除去できる。
【0126】c.純水または超純水に低濃度の塩酸を添
如した溶液に直流電流を通電して、次亜塩素酸イオンを
溶存した酸性電解アノード水、純水または超純水に低濃
度の塩基を添加した溶液に直流電流を通電して、水素を
溶存した塩基性電解カソード水を用いることで、前記殺
菌効果、微粒子除去効果を増強すること、あるいは、同
じ殺菌力を得るための電解装置規模を小さくできる。
如した溶液に直流電流を通電して、次亜塩素酸イオンを
溶存した酸性電解アノード水、純水または超純水に低濃
度の塩基を添加した溶液に直流電流を通電して、水素を
溶存した塩基性電解カソード水を用いることで、前記殺
菌効果、微粒子除去効果を増強すること、あるいは、同
じ殺菌力を得るための電解装置規模を小さくできる。
【0127】d.アノード水、カソード水のどちらか一
方を1次純水槽以降の超純水装置および循環配管の洗浄
に用いる際に、他方を合流させることで、新たな薬品を
使用せずに、酸化還元電位およびpHを中和させること
ができる。
方を1次純水槽以降の超純水装置および循環配管の洗浄
に用いる際に、他方を合流させることで、新たな薬品を
使用せずに、酸化還元電位およびpHを中和させること
ができる。
【0128】これらの知見から、1次純水槽以降の2次
純水装置、循環配管を薬品の使用や、熱水の使用をする
ことなく、有効かつ非常に短時間に殺菌処理することが
でき、かつ1次純水槽以降の2次純水装置、循環配管内
壁に付着した微粒子を有効かつ短時間で除去できる超純
水製造装置を提供することができる。
純水装置、循環配管を薬品の使用や、熱水の使用をする
ことなく、有効かつ非常に短時間に殺菌処理することが
でき、かつ1次純水槽以降の2次純水装置、循環配管内
壁に付着した微粒子を有効かつ短時間で除去できる超純
水製造装置を提供することができる。
【0129】 超純水に直流電流を通電して、オゾン
を溶存した電解アノード水、あるいは水素を溶存した電
解カソード水を、微粒子等の不純物を混入させることな
く得られる電解装置を、少なくとも紫外線照射装置とそ
の後段にパラジウム触媒塔を有する2次純水装置の処理
水である超純水を循環する循環配管におけるユースポイ
ントヘの分岐配管の分岐点の下流側に設け、バイパス配
管を配することで、a.オゾンを溶存した、微粒子等の
混入していない、電解アノード水を、循環配管に直接注
入でき、循環配管及び1次純水槽を薬品の使用や、熱水
の使用をすることなく、また、循環配管中の超純水の金
属、微粒子、有機物等の不純物を増加させることなく、
常時、有効に殺菌することができる。
を溶存した電解アノード水、あるいは水素を溶存した電
解カソード水を、微粒子等の不純物を混入させることな
く得られる電解装置を、少なくとも紫外線照射装置とそ
の後段にパラジウム触媒塔を有する2次純水装置の処理
水である超純水を循環する循環配管におけるユースポイ
ントヘの分岐配管の分岐点の下流側に設け、バイパス配
管を配することで、a.オゾンを溶存した、微粒子等の
混入していない、電解アノード水を、循環配管に直接注
入でき、循環配管及び1次純水槽を薬品の使用や、熱水
の使用をすることなく、また、循環配管中の超純水の金
属、微粒子、有機物等の不純物を増加させることなく、
常時、有効に殺菌することができる。
【0130】b.余剰のオゾンを紫外線照射装置で酸素
に分解した後の、脱気方法として脱酸素能力の高い触媒
法を用いた場合、殺菌用として生成した上記電解アノー
ド水と同時に生成する水素を溶存した微粒子等の混入し
ていない電解カソード水を、紫外線照射装置と触媒装置
の間に直接注入することで、別途水素ガスの貯蔵設備
や、溶解装置、ガスフィルタ等の煩雑かつ危険な設備を
設置することなく、超純水中の金属、微粒子、有機物等
の不純物を増加させることなく有効にかつ常時、脱酸素
を行うすることができることができる。
に分解した後の、脱気方法として脱酸素能力の高い触媒
法を用いた場合、殺菌用として生成した上記電解アノー
ド水と同時に生成する水素を溶存した微粒子等の混入し
ていない電解カソード水を、紫外線照射装置と触媒装置
の間に直接注入することで、別途水素ガスの貯蔵設備
や、溶解装置、ガスフィルタ等の煩雑かつ危険な設備を
設置することなく、超純水中の金属、微粒子、有機物等
の不純物を増加させることなく有効にかつ常時、脱酸素
を行うすることができることができる。
【0131】c.上記a,bの効果を同時に、共通の電
解装置を用いて得ることができる。
解装置を用いて得ることができる。
【0132】これらの知見から、循環配管を備えた超純
水製造装置に於いて、最も生菌の発生し易い、循環配管
リターン側と1次純水槽を、常時、不純物を混入させる
ことなく、殺菌可能で、煩雑な付帯設備がなく、装置の
停止を伴う、薬品や熱水を用いた循環ライン全体の殺菌
回数を大幅に減らすことを可能にする超純水製造装置を
提供することができる。
水製造装置に於いて、最も生菌の発生し易い、循環配管
リターン側と1次純水槽を、常時、不純物を混入させる
ことなく、殺菌可能で、煩雑な付帯設備がなく、装置の
停止を伴う、薬品や熱水を用いた循環ライン全体の殺菌
回数を大幅に減らすことを可能にする超純水製造装置を
提供することができる。
【0133】また、同時に、常時、不純物を混入させる
ことなく、別途水素ガスの貯蔵設備や、溶解装置、ガス
フイルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、
有効に脱酸素を行うすることができる超純水製造表置を
提供することができる。
ことなく、別途水素ガスの貯蔵設備や、溶解装置、ガス
フイルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、
有効に脱酸素を行うすることができる超純水製造表置を
提供することができる。
【0134】 純水に直流電流を通電して、オゾンを
溶存した電解アノード水および水素を溶存した、微粒子
等の混入していない電解カソード水を、微粒子等の不純
物を混入させることなく得られる。電解装置を上記超純
水製造装置の、少なくとも紫外線照射装置と、その後段
にパラジウム触媒塔を有する2次純水装置の処理工程の
いずれかの工程に設け、バイパス配管を配し、さらに電
解アノード水を紫外線照射装置の前段に合流させるアノ
ード水配管と、電解カソード水を、パラジウム触媒塔前
段に合流させるためのカソード水配管とを配すること
で、 a.2次純水装置において、紫外線照射の前段の純水中
にオゾンを溶解させて、溶存オゾンが紫外線で分解反応
する際、殺菌効果、コロイダル物質のイオン化、有機物
の分解等の効果を得るために、オゾン発生器およびオゾ
ン溶解装置を別途配する必要をなくできる。
溶存した電解アノード水および水素を溶存した、微粒子
等の混入していない電解カソード水を、微粒子等の不純
物を混入させることなく得られる。電解装置を上記超純
水製造装置の、少なくとも紫外線照射装置と、その後段
にパラジウム触媒塔を有する2次純水装置の処理工程の
いずれかの工程に設け、バイパス配管を配し、さらに電
解アノード水を紫外線照射装置の前段に合流させるアノ
ード水配管と、電解カソード水を、パラジウム触媒塔前
段に合流させるためのカソード水配管とを配すること
で、 a.2次純水装置において、紫外線照射の前段の純水中
にオゾンを溶解させて、溶存オゾンが紫外線で分解反応
する際、殺菌効果、コロイダル物質のイオン化、有機物
の分解等の効果を得るために、オゾン発生器およびオゾ
ン溶解装置を別途配する必要をなくできる。
【0135】b.電解カソード水を、紫外線照射装置と
触媒装置の間に直接注入することで、別途水素ガスの貯
蔵設備や、溶解装置、ガスフィルタ等の煩雑かつ危険な
設備を設置することなく、超純水中の金属、微粒子、有
機物等の不純物を増加させることなく有効にかつ常時、
脱酸素を行うすることができることができる。
触媒装置の間に直接注入することで、別途水素ガスの貯
蔵設備や、溶解装置、ガスフィルタ等の煩雑かつ危険な
設備を設置することなく、超純水中の金属、微粒子、有
機物等の不純物を増加させることなく有効にかつ常時、
脱酸素を行うすることができることができる。
【0136】c.上記a,bの効果を同時に、共通の電
解装置を用いて得ることができる。
解装置を用いて得ることができる。
【0137】これらの知見から、常時、不純物を混入さ
せることなく、別途オゾン発生器や、溶解装置、ガスフ
イルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、有
効に殺菌効果、コロイダル物質のイオン化、有横物の分
解等の効果を得ることができる超純水製造装置を提供す
ることができる。
せることなく、別途オゾン発生器や、溶解装置、ガスフ
イルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、有
効に殺菌効果、コロイダル物質のイオン化、有横物の分
解等の効果を得ることができる超純水製造装置を提供す
ることができる。
【0138】また、同時に、常時、不純物を混入させる
ことなく、別途水素ガスの貯蔵設備や、溶解装置、ガス
フイルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、
有効に脱酸素を行うする事ができる超純水製造装置を提
供することができる。
ことなく、別途水素ガスの貯蔵設備や、溶解装置、ガス
フイルタ等の煩雑かつ危険な設備を設置することなく、
有効に脱酸素を行うする事ができる超純水製造装置を提
供することができる。
【図1】図1は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例1の構成概要を示した説明ブロック図。
例1の構成概要を示した説明ブロック図。
【図2】図2は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例2の構成概要を示した説明ブロック図。
例2の構成概要を示した説明ブロック図。
【図3】図3は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例3の構成概要を示したフロー説明図。
例3の構成概要を示したフロー説明図。
【図4】図4は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例4の構成概要を示したフロー説明図。
例4の構成概要を示したフロー説明図。
【図5】図5は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例5の構成概要を示したフロー説明図。
例5の構成概要を示したフロー説明図。
【図6】図6は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例6の構成概要を示したフロー説明図。
例6の構成概要を示したフロー説明図。
【図7】図7は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例7の構成概要を示したフロー説明図。
例7の構成概要を示したフロー説明図。
【図8】図8は、本発明よりなる超純水製造装置の実施
例8の構成概要を示したフロー説明図。
例8の構成概要を示したフロー説明図。
【図9】図9は、本発明の超純水製造装置に用いること
ができる三槽式電解装置の構成概要を示した図。
ができる三槽式電解装置の構成概要を示した図。
【図10】図10は、図9の電解装置の構成及び配管流
路の関係を示した図。
路の関係を示した図。
【図11】図11は、図10の電解装置の変形例を示し
た図。
た図。
【図12】図12は、図10の電解装置の更に変形例を
示した図。
示した図。
【図13】図13は、図10の電解装置の別の変形例を
示した図。
示した図。
【図14】図14は、従来の超純水製造装置の構成を示
すフロー説明図である。
すフロー説明図である。
【図15】図14は、従来の他の超純水製造装置の構成
を示すフロー説明図である。
を示すフロー説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 9/00 N P Z 503 B 504 B (72)発明者 山下 幸福 埼玉県戸田市川岸1丁目4番9号 オルガ ノ株式会社総合研究所内
Claims (20)
- 【請求項1】 原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行って超純水を製造する方法におい
て、 上記l次純水処理された1次純水あるいは2次純水処理
中の処理水に対して系内洗浄用電解水製造のために電気
分解を行うことを特徴とする超純水の製造方法。 - 【請求項2】 原水に含まれる懸濁物質を除去する前処
理、次いでイオン及び非イオン性物質を除去するl次純
水処理を行った後、イオン交換手段及び膜処理手段によ
る2次純水処理を行ない、この2次純水処理後の超純水
を2次純水処理前段に循環返送する循環系の途中からユ
ースポイントに分岐送水するようにした方法において、 上記2次純水処理後の超純水を循環する循環系の水に対
して系内洗浄用電解水製造のために電気分解を行うこと
を特徴とする超純水の製造方法。 - 【請求項3】 原水中に含まれる懸濁物質除去のための
除濁手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し該
膜処理装置から純水を得る1次純水処理系と、この1次
純水を貯留するl次純水タンクと、イオン交換手段、膜
処理手段等を有し該1次純水タンクを経たl次純水から
超純水を得る2次純水処理系とを備えた超純水製造装置
において、 上記l次純水タンクの前段から2次純水処理系の系内の
いずれかの位置にバイパスして、系内洗浄の必要時に稼
働されて、1次純水あるいは2次純水処理中の処理水を
原水として電気分解処理したアノード水及び/又はカソ
ード水を製造して系内下流に流す電気分解装置を設けた
ことを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項4】 請求項3において、電気分解装置は、ア
ノード水次いでカソード水を系内下流にこの順序で順次
に流す切換手段を有することを特徴とする超純水の製造
装置。 - 【請求項5】 請求項3において、電気分解装置は、ア
ノード水又はカソード水のいずれか一方のみを系内下流
に流すものであることを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項6】 請求項3ないし5のいずれかにおいて、
電気分解装置で製造したアノード水を2次純水処理系の
系内下流に流すように設けると共に、該2次純水処理系
の系内から外部に排水するか、あるいは循環系の系内か
ら外部に排水する該アノード水に、上記電気分解装置で
製造したカソード水を混合する混合手段を設けたことを
特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項7】 請求項3ないし5のいずれかにおいて、
電気分解装置で製造したカソード水を2次純水処理系の
系内下流に流すように設けると共に、該2次純水処理系
内から外部に排水するか、あるいは循環系の系内から外
部に排水する該カソード水に、上記電気分解装置で製造
したアノード水を混合する混合手段を設けたことを特徴
とする超純水の製造装置。 - 【請求項8】 原水中に含まれる懸濁物質除去のための
除濁手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し該
膜処理装置から純水を得る1次純水処理系と、このl次
純水を貯留する1次純水タンクと、イオン交換手段、膜
処理手段等を有し該1次純水タンクを経たl次純水から
超純水を得る2次純水処理系と、この2次純水系で得ら
れた超純水を上記純水タンクに戻す循環系と、この循環
系の一部から分岐されてユースポイントに超純水を送水
する分技送水系とを備えた超純水製造装置において、 上記循環系の途中にバイパスして2次純水を原水として
電気分解処理したアノード水及び/又はカソード水を製
造する電気分解装置を設けると共に、このアノード水及
び/又はカソード水を、該循環系のユースポイントヘの
分岐部よりも下流位置から系内下流へ流すように設けた
ことを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項9】 請求項8において、電気分解装置は、ア
ノード水次いでカソード水を系内下流に交互に流す切換
手段を有することを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項10】 請求項8又は9において、循環系にバ
イパスして設けた電気分解装置により該循環系を通じて
2次純水処理系にアノード水を流すように設けると共
に、2次純水処理系に設けられているイオン交換手段の
前段位置まで通水するアノード水に対して、該イオン交
換手段のイオン交換樹脂劣化を生じない程度にまで該ア
ノード水を還元するように上記電気分解装置で製造され
たカソード水を混合する手段を設けると共に、このカソ
ード水混合部の後段に水素化触媒を配置したことを特徴
とする超純水の製造装置。 - 【請求項11】 原水中に含まれる懸濁物質除去のため
の除濁手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し
該膜処理装置から純水を得る1次純水処理系と、この1
次純水を貯留する1次純水タンクと、少なくともイオン
交換手段、膜処理手段、紫外線照射手段を有し該l次純
水タンクを経た1次純水から超純水を得る2次純水処理
系とを備えた超純水製造装置において、 上記2次純水処理系の途中に設けられた紫外線照射手段
の前段に、1次純水あるいは2次純水処理中の処理水を
原水として電気分解処理したアノード水を製造して上記
紫外線照射手段に流す電気分解装置を設けたことを特徴
とする超純水の製造装置。 - 【請求項12】 原水中に含まれる懸濁物質除去のため
の除濁手段を有する前処理装置と、膜処理手段等を有し
該膜処理装置から純水を得るl次純水処理系と、この1
次純水を貯留する1次純水タンクと、少なくともイオン
交換手段、膜処理手段、紫外線照射手段を有し該1次純
水タンクを経た1次純水から超純水を得る2次純水処理
系と、この2次純水系で得られた超純水を上記純水タン
クに戻す循環系と、この循環系の一部から分岐されてユ
ースポイントに超純水を送水する分岐送水系とを備えた
超純水製造装置において、 上記循環系の途中にバイパスして2次純水を原水として
電気分解処理したアノード水を製造する電気分解装置を
設け、このアノード水を、上記2次純水処理系の途中に
設けた紫外線照射手段に流すように構成したことを特徴
とする超純水の製造装置。 - 【請求項13】 請求項11又はl2において、紫外線
照射手段の後段に、化学的又は物理的な脱酸素手段を設
けたことを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項14】 請求項13において、紫外線照射手段
の後段に設けられた化学的脱酸素手段は、電気分解装置
で製造されたカソード水を紫外線照射手段からの流出水
に混合する手段、及び該混合部の後段に設けられた水素
化触媒の組合わせからなることを特徴とする超純水の製
造装置。 - 【請求項15】 請求項3ないしl4のいずれかにおい
て、電気分解装置は、純水又は超純水を電気分解するも
のであることを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項16】 請求項3ないし14のいずれかにおい
て、電気分解装置は、純水又は超純水に電解質を添加し
て電気分解するものであることを特徴とする超純水の製
造装置。 - 【請求項17】 請求項3ないし14のいずれかにおい
て、電気分解装置は、純水又は超純水を電解した後、ア
ノード水に酸を添加し、あるいはカソード水に塩基を添
加するものであることを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項18】 請求項3ないし17のいずれかにおい
て、2次純水処理系内に設けられたイオン交換手段にバ
イパスして純水電解水又は電解質電解水の通水用バイパ
ス路を設けると共に、純水電解水又は電解質電解水の製
造時に該バイパス路にのみ通水させる通水切換手段を設
けたことを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項19】 請求項3ないし18のいずれかにおい
て、電気分解装置は、アノード室、カソード室、及び中
間室の3室で構成され、各室を固体電解質であるイオン
交換膜により仕切ると共に、上記3室のうち少なくとも
中間室に固体電解質であるイオン交換樹脂を充填し、か
つカソード電極がカソード室内においてカソード室と中
問室を仕切る上記イオン交換膜と接し、アノード電極が
アノード室内においてアノード室と中問室を仕切る上記
イオン交換膜と接する構造に設けた三槽式電解装置であ
ることを特徴とする超純水の製造装置。 - 【請求項20】 請求項3ないし19のいずれかにおい
て、電気分解装置は、処理水をろ過するための孔径lμ
m以下のフィルターを後段に有することを特徴とする超
純水の製造装置。
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