水処理装置
【課題】設置スペースを拡大させることなく、安定した水量の純水を外部機器に供給させることが可能な水処理装置１を提供すること。
【解決手段】水処理装置１は、被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンク６と、前記貯水タンク６から供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部７と、所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプ８と、前記精製部７と前記供給ポンプ８とを接続させる接続ライン１０ｄと、前記接続ライン１０ｄと前記貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅと、を備えることを特徴とする。
【解決手段】水処理装置１は、被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンク６と、前記貯水タンク６から供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部７と、所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプ８と、前記精製部７と前記供給ポンプ８とを接続させる接続ライン１０ｄと、前記接続ライン１０ｄと前記貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅと、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関し、特には、半導体の洗浄等に用いられる高純度の純水を得るための水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体等の洗浄には、不純物を含まない水、いわゆる純水が多く使用されている。一般に、工業用水等の原水から純水を得るための水処理装置としては、逆浸透膜を利用した逆浸透膜装置（ＲＯ装置）や、イオン交換膜及びイオン交換樹脂を利用した電気式脱イオン装置（ＥＤＩ装置）等が用いられている。例えば、逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて溶媒としての水だけを選択的に透過させ、採取することを可能にしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２２０４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年においては、半導体等の電子技術の発達に伴い、洗浄水として用いられる純水も、より高純度のものが要求されるようになっている。そして、逆浸透膜装置は、逆浸透膜装置単独では、原水中のイオンの除去が不完全になる場合がある。そのため、例えば、逆浸透膜装置により精製させて得られた処理水を更に電気式脱イオン装置により精製させて、より高純度の純水を選択的に透過採取することが必要な場合がある。
【０００４】
電気式脱イオン装置は、積層されたカチオン交換膜及びアニオン交換膜の間にイオン交換樹脂を充填して脱イオン室が構成されている。そのため、脱イオン室に通水する際の圧力の損失が高く、所定の水量を外部機器に供給させるためには、例えば、給水ポンプを電気式脱イオン装置の下流側に設け、この給水ポンプを用いて所定の流量を電気式脱イオン装置から外部機器に供給させる必要がある。しかしながら、電気式脱イオン装置の下流側に給水ポンプを配置させると、例えば、電気式脱イオン装置の流量と供給ポンプの流量のバランスが変動した場合に、上流側に配置される電気式脱イオン装置のイオン交換膜に背圧を生じさせるおそれがあった。あるいは、下流側に配置される給水ポンプが負圧となり、キャビテーションを発生させるおそれもあった。
【０００５】
これに対しては、電気式脱イオン装置の下流側に貯水タンクを配設させることにより回避可能となるが、貯水タンクを新たに配設すると、例えば、貯水タンクの設置スペースの確保が必要であったり、貯水タンクを設置させための多大なコストがかかるという問題があった。また、貯水タンクを設けることにより、新たに炭酸ガスが再溶存するおそれがあるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明は、設置スペースを拡大させることなく、安定した水量の純水を外部機器に供給させることが可能な水処理装置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】
【０００７】
本発明の水処理装置は、被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクから供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部と、所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプと、前記精製部と前記供給ポンプとを接続させる接続ラインと、前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記精製部は、イオン交換体を利用した精製を行うことが好ましい。
【０００９】
また、前記精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことが好ましい。
【００１０】
また、水処理装置は、前記精製部と前記貯水タンクとを接続し、前記第２処理水を前記精製部から前記貯水タンクに戻す返還ラインを更に備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記補助ラインには、前記第１処理水が前記貯水タンクから前記接続ラインへ流出することを規制する逆止弁が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水処理装置は、設置スペースを拡大させることなく、安定した水量の純水を外部機器に供給させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
［１］第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理装置１を示すフローシートである。図１に示すように、第１実施形態に係る水処理装置１は、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク４と、第１逆浸透膜装置５と、貯水タンク６と、電気式脱イオン装置（精製部）７と、供給ポンプ８と、を主体に構成されている。
【００１５】
活性炭濾過装置２は、原水の供給源（図示せず）に接続されている。活性炭濾過装置２は、原水に対して、最初の精製処理として濾過処理を行う。具体的には、活性炭濾過装置２は、原水に溶存する次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を吸着し除去することにより、原水から第１前処理水を得る。活性炭濾過装置２は、軟水装置３のイオン交換能力の早期劣化を防止するために設けられる。また、活性炭濾過装置２は、第１逆浸透膜装置５の濾過能力の早期劣化を防止し、処理水の処理効率の向上、安定化等を図る役割も果たす。
【００１６】
軟水装置３は、活性炭濾過装置２の下流側に接続されている。軟水装置３は、活性炭濾過装置２により得られた第１前処理水に対して、所定の精製処理を行う。具体的には、軟水装置３は、第１前処理水中に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）をイオン交換樹脂によりナトリウムイオンと交換する。つまり、軟水装置３は、第１前処理水から硬度成分を除去し、第２前処理水（被処理水）を得る。
【００１７】
給水タンク４は、軟水装置３の下流側に接続されている。給水タンク４は、軟水装置３により精製された第２前処理水を貯水する。
【００１８】
第１逆浸透膜装置５は、第１供給ライン１０ａを介して給水タンク４の下流側に接続されている。第１逆浸透膜装置５は、上流側に設けられる加圧ポンプ５１と、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、「ＲＯモジュール」という）５２とを主体に構成されている。加圧ポンプ５１は、給水タンク４から供給される第２前処理水をＲＯモジュール５２側に加圧する。ＲＯモジュール５２は、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去する。第１逆浸透膜装置５は、選択的に第２前処理水を透過させることにより、第１純水（第１処理水）を得る。
【００１９】
また、ＲＯモジュール５２の下流側には、流通ライン５３と、濃縮水排水ライン５４とが独立して接続されている。流通ライン５３には、逆浸透膜により第２前処理水から不純物が取り除かれた第１純水が流通する。濃縮水排水ライン５４からは、ＲＯモジュール５２の逆浸透膜により第２前処理水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。
【００２０】
貯水タンク６は、貯水ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５に接続されている。貯水ライン１０ｂは、第１逆浸透膜装置５の流通ライン５３の下流側と接続されている。貯水タンク６は、第１逆浸透膜装置５により精製された第１純水を貯水する。
【００２１】
貯水ライン１０ｂには、リターンライン５５の一方側が貯水ライン１０ｂから分岐した形で接続されている。リターンライン５５の他方側は、給水タンク４に接続されている。リターンライン５５は、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する。
【００２２】
電気式脱イオン装置７は、第２供給ライン１０ｃを介して貯水タンク６に接続されている。電気式脱イオン装置７は、上流側に設けられる加圧ポンプ７１と、下流側に設けられる脱イオンモジュール（以下、「ＥＤＩモジュール」という）７２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ７１は、貯水タンク６から流通された第１純水をＥＤＩモジュール７２側に加圧する。ＥＤＩモジュール７２は、カチオン交換膜又はアニオン交換膜（図示せず）が積層された内部にイオン交換体が充填されて構成されており、イオン交換膜の半浸透特性及び電荷により第１純水に含まれる不純物を除去する。ＥＤＩモジュール７２は、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第２純水（第２処理水）を得る。
【００２３】
また、ＥＤＩモジュール７２の下流側には、流通ライン７３と、濃縮水排水ライン７４とが独立して接続されている。流通ライン７３の下流側は、接続ライン１０ｄと接続されている。濃縮水排水ライン７４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン７３には、イオン交換膜により第１純水から不純物が取り除かれた第２純水が流通する。濃縮水排水ライン７４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻される。
【００２４】
供給ポンプ８は、接続ライン１０ｄを介して電気式脱イオン装置７と直列に接続されている。ここで、「直列」とは、電気式脱イオン装置７と供給ポンプ８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。接続ライン１０ｄには、補助ライン１０ｅの一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。補助ライン１０ｅの他方側は、貯水タンク６と接続されている。補助ライン１０ｅは、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００２５】
また、接続ライン１０ｄには、返還ライン７５の一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。返還ライン７５の他方側は、貯水タンク６と接続されている。返還ライン７５は、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００２６】
次に、第１実施形態に係る水処理装置１の動作について説明する。貯水タンク６に貯水された第１純水は、電気式脱イオン装置７で精製され、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク６の貯水量は減少する。そして、貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされる。
【００２７】
第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされると、まず、第１実施形態の水処理装置１は、第１逆浸透膜装置５を起動させる。第１逆浸透膜装置５が起動すると、第１逆浸透膜装置５は、加圧ポンプ５１を作動させる。加圧ポンプ５１が作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、第１供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５に流通される。第１逆浸透膜装置５に流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１によりＲＯモジュール５２に流通される。ＲＯモジュール５２に流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２により所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。
【００２８】
第１実施形態の水処理装置１により起動された第１逆浸透膜装置５は、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５は、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。
【００２９】
第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、リターンライン５５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、リターンライン５５を介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び後述の通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４から排出され、廃棄される。
【００３０】
第１の初期運転が終了すると、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水を貯水タンク６に貯水させる。貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）以上になると、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７を起動させる。電気式脱イオン装置７が起動すると、電気式脱イオン装置７は、まず、加圧ポンプ７１を作動させる。加圧ポンプ７１が作動すると、貯水タンク６から第１純水の供給が開始される。第１純水は、第２供給ライン１０ｃを介して電気式脱イオン装置７に流通される。電気式脱イオン装置７に流通された第１純水は、加圧ポンプ７１によりＥＤＩモジュール７２に流通される。ＥＤＩモジュール７２に流通された第１純水は、ＥＤＩモジュール７２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第２純水が得られる。
【００３１】
第１実施形態の水処理装置１により起動された電気式脱イオン装置７は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７においても、所定の水質が得られるように第２の初期運転を行わせる。第２の初期運転は、所定時間行われる。
【００３２】
第２の初期運転時に精製された第２純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、返還ライン７５を介して貯水タンク６に戻される。つまり、第２の初期運転時に精製された第２純水は、第２の初期運転中、返還ライン７５を介して循環される。
【００３３】
また、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン７４を介して循環される。
【００３４】
電気式脱イオン装置７の第２の初期運転が完了すると、第１実施形態の水処理装置１は、供給ポンプ８を起動させる。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、外部機器への第２純水の給水を開始する。
【００３５】
なお、貯水タンク６に所定量以上の貯水量がある場合に運転要求がなされた場合においては、まず、電気式脱イオン装置７における上記の運転を優先させ、外部機器への第２純水の供給を行う。そして、貯水タンク６の貯水量が所定量未満になった場合に第１逆浸透膜装置５を起動させ、上記の運転をさせる。
【００３６】
また、予め、貯水タンク６に第１純水を貯水した後、所定時間経過した場合には、第１純水に炭酸ガス等が再溶存しているおそれがある。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水の貯水後、所定時間の経過と共に、電気式脱イオン装置７を起動させる。この場合のおいては、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７に上述の第２の初期運転と同様の運転をさせる。すなわち、水処理装置１は、貯水タンク６内に所定時間貯水された第１純水を電気式脱イオン装置７により第２純水に精製させる。そして、電気式脱イオン装置７により精製された第２純水は、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６に戻され、貯水される。水処理装置１は、起動時においては、常時、第１純水の貯水時間を監視し、上述の運転を繰り返す。
【００３７】
以上の構成を有する第１実施形態の水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第１実施形態の水処理装置１には、第１逆浸透膜装置５の下流側に貯水タンク６を介して電気式脱イオン装置７が接続されている。そして、電気式脱イオン装置７は、供給ポンプ８と直列に接続されている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、炭酸ガス等の再溶存の少ない第２純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００３８】
更に、第１実施形態の水処理装置１には、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅが設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、電気式脱イオン装置７により精製された第２純水を貯水タンク６を介して循環させることが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、貯水タンク６に貯水される第１純水の炭酸ガス等の再溶存を防止することが可能になる。
【００３９】
また、第１実施形態の水処理装置１においては、供給ポンプ８が電気式脱イオン装置７の処理能力以上の第２純水の供給を必要とする場合においても、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６から第１純水及び／又は循環する第２純水を供給ポンプ８に給水させることが可能になる。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、必要な量の純水を外部機器に安定的に供給させることが可能になる。また、第１実施形態の水処理装置１においては、供給ポンプ８と電気式脱イオン装置７との流量バランスから生じる電気式脱イオン装置７のイオン交換膜に生じる背圧や、供給ポンプ８で生じる負圧を防止することが可能になる。つまり、電気式脱イオン装置７のイオン交換膜の破損や、給水ポンプ８のキャビテーションを回避することが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、第２処理水を一時的に貯水する中間タンク等を電気式脱イオン装置７の下流側に設ける必要がなくなる。
【００４０】
また、第１実施形態の水処理装置１には、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続するリターンライン５５が設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、第１の初期運転時に精製された第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になり、給水タンク４に貯水される第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。また、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水を有効に利用することが可能になる。
【００４１】
また、第１実施形態の水処理装置１においては、電気式脱イオン装置７により第２純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻す。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。
【００４２】
また、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７の第２の初期運転時に精製される第２純水を給水タンク４に戻す返還ライン７５が設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、第２純水を有効に利用することが可能になる。
【００４３】
［２］第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図２に示すように、第２実施形態に係る水処理装置１Ａは、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク４と、第１逆浸透膜装置５と、貯水タンク６と、第２逆浸透膜装置（精製部）９と、供給ポンプ８と、を主体に構成されている。第２実施形態における水処理装置１Ａは、第１実施形態と比較して、電気式脱イオン装置７の代わりに第２逆浸透膜装置９が設けられることが主として異なる。
【００４４】
以下、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、以下の実施形態においては、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であり、図面に付した番号も第１実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。
【００４５】
第２逆浸透膜装置９は、第２供給ライン１０ｃを介して貯水タンク６の下流側に接続されている。第２逆浸透膜装置９は、上流側に設けられる加圧ポンプ９１と、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、ＲＯモジュールという）９２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ９１は、貯水タンク６から流通された第１純水をＲＯモジュール９２側に加圧する。ＲＯモジュール９２は、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去する。第２逆浸透膜装置９は、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第３純水（第２処理水）を得る。
【００４６】
また、ＲＯモジュール９２には、流通ライン９３と、濃縮水排水ライン９４とが接続されている。流通ライン９３の下流側は、接続ライン１０ｄに接続されている。濃縮水排水ライン９４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン９３には、逆浸透膜により第１純水から不純物が取り除かれた第３純水が流通する。濃縮水排水ライン９４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。第２逆浸透膜装置９により濃縮された濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻される。
【００４７】
供給ポンプ８は、接続ライン１０ｄを介して第２逆浸透膜装置９の下流側に直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第２逆浸透膜装置９と供給ポンプ８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。接続ライン１０ｄには、補助ライン１０ｅの一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。補助ライン１０ｅの他方側は、貯水タンク６と接続されている。補助ライン１０ｅは、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００４８】
また、接続ライン１０ｄには、返還ライン７５の一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。返還ライン７５の他方側は、貯水タンク６と接続されている。返還ライン７５は、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００４９】
次に、第２実施形態の水処理装置１Ａの動作について説明する。貯水タンク６に貯水された第１純水は、第２逆浸透膜装置９で精製され、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク６の貯水量は減少する。そして、貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされる。
【００５０】
第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされると、まず、第２実施形態の水処理装置１Ａは第１逆浸透膜装置５を起動させる。第１逆浸透膜装置５が起動すると、第１逆浸透膜装置５は、加圧ポンプ５１を作動させる。加圧ポンプ５１が作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、第１供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５に流通される。第１逆浸透膜装置５に流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１によりＲＯモジュール５２に流通される。ＲＯモジュール５２に流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２により所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。
【００５１】
第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動させられた第１逆浸透膜装置５は、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５は、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。
【００５２】
第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、リターンライン５５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、リターンライン５５を介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び後述の通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４から排出され、廃棄される。
【００５３】
第１の初期運転が終了すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水を貯水タンク６に貯水させる。貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）以上になると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９を起動させる。第２逆浸透膜装置９が起動すると、第２逆浸透膜装置９は、まず、加圧ポンプ９１を作動させる。加圧ポンプ９１が作動すると、貯水タンク６から第１純水の供給が開始される。第１純水は、第２供給ライン１０ｃを介して第２逆浸透膜装置９に流通される。第２逆浸透膜装置９に流通された第１純水は、加圧ポンプ９１によりＲＯモジュール９２に流通される。ＲＯモジュール９２に流通された第１純水は、ＲＯモジュール９２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第３純水が得られる。
【００５４】
第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動された第２逆浸透膜装置９は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９においても、所定の水質が得られるように第３の初期運転を行わせる。第３の初期運転は、所定時間行われる。
【００５５】
第３の初期運転時に精製された第３純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、返還ライン９５を介して貯水タンク６に戻される。つまり、第３の初期運転時に精製された第３純水は、第３の初期運転中、返還ライン９５を介して循環される。
【００５６】
また、第３純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン９４を介して循環される。
【００５７】
第２逆浸透膜装置９の第３の初期運転が完了すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、供給ポンプ８を起動させる。つまり、第２実施形態の水処理装置１Ａは、外部機器への第３純水の給水を開始する。
【００５８】
なお、貯水タンク６に所定量以上の貯水量がある場合に運転要求がなされた場合においては、まず、第２逆浸透膜装置９における上記の運転を優先させ、外部機器への第３純水の供給を行う。そして、貯水タンク６の貯水量が所定量未満になった場合に第１逆浸透膜装置５を起動させ、上記の運転をさせる。
【００５９】
また、予め、貯水タンク６に第１純水を貯水した後、所定時間経過した場合には、第１純水に炭酸ガス等が再溶存しているおそれがある。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水の貯水後、所定時間の経過と共に、第２逆浸透膜装置９を起動させる。この場合のおいては、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９に上述の第３の初期運転と同様の運転をさせる。すなわち、第２実施形態の水処理装置１Ａは、貯水タンク６内に所定時間貯水された第１純水を第２逆浸透膜装置９により第３純水に精製させる。そして、第２逆浸透膜装置９により精製された第３純水は、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６に戻され、貯水される。第２実施形態の水処理装置１Ａは、起動時においては、常時、第１純水の貯水時間を監視し、上述の運転を繰り返す。
【００６０】
以上の構成を有する第２実施形態の水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第２実施形態の水処理装置１Ａには、第１逆浸透膜装置５の下流側に貯水タンク６を介して第２逆浸透膜装置９が接続されている。そして、第２逆浸透膜装置９は、供給ポンプ８と直列に接続されている。そのため、第２実施形態の水処理装置１においては、炭酸ガス等の再溶存の少ない第３純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００６１】
更に、第２実施形態の水処理装置１Ａには、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅが設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第２逆浸透膜装置９により精製された第３純水を貯水タンク６を介して循環させることが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、貯水タンク６に貯水される第１純水の炭酸ガス等の再溶存を防止することが可能になる。
【００６２】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、供給ポンプ８が第２逆浸透膜装置９の処理能力以上の第３純水の供給を必要とする場合においても、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６から第１純水及び／又は循環する第３純水を供給ポンプ８に給水させることが可能になる。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、必要な量の純水を外部機器に安定的に供給させることが可能になる。また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、供給ポンプ８と第２逆浸透膜装置９との流量バランスから生じる第２逆浸透膜装置９の逆浸透膜に生じる背圧や、供給ポンプ８で生じる負圧を防止することが可能になる。つまり、第２逆浸透膜９の逆浸透膜の破損や、給水ポンプ８のキャビテーションを回避することが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第３処理水を一時的に貯水する中間タンク等を第２逆浸透膜装置９の下流側に設ける必要がなくなる。
【００６３】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａには、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続するリターンライン５５が設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第１の初期運転時に精製された第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になり、給水タンク４に貯水される第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。また、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水を有効に利用することが可能になる。
【００６４】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第２逆浸透膜装置９により第３純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻す。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。
【００６５】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９の第３の初期運転時に精製される第３純水を給水タンク４に戻す返還ライン９５が設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２純水を有効に利用することが可能になる。
【００６６】
なお、本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
【００６７】
例えば、第１実施形態においては、補助ライン１０ｅを直接接続ライン１０ｄに接続させる構成としたが、本発明においてはこれに限らない。補助ライン１０ｅにおける第２純水及び／又は第３純水の流れ方向を接続ライン１０ｄから貯水タンク６へ向かう方向のみに規制する逆止弁を補助ライン１０ｅに設ける構成としてもよい。補助ライン１０ｅにおける第１純水及び／又は第３純水の流れ方向を接続ライン１０ｄから貯水タンク６に向かう方向のみに規制することにより、第１純水及び／又は第３前処理水が貯水タンク６から電気式脱イオン装置７に直接流通されることを防止することが可能になる。そのため、供給ポンプ８には、常に、電気式脱イオン装置７を介した第２純水及び／又は第３純水が流通されることとなる。これにより、高純度の第２純水及び／又は第３純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００６８】
また、前記実施形態においては、第１逆浸透膜装置５、電気式脱イオン装置７及び／又は第２逆浸透膜装置９の初期運転は、所定時間経過により解除される構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、リターンライン５５及び返還ライン７５に水質計を設け、第１純水及び第２純水等が所定の水質になることを条件として初期運転を解除させる構成としてもよい。
【００６９】
また、前記実施形態においては、半導体を洗浄する外部機器に純水を供給する水処理装置として説明したが、本発明においてはこれに限らない。例えば、外部機器としては、蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器等の熱機器に純水を供給する水処理装置に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
【００７１】
１、１Ａ 水処理装置
６ 貯水タンク
７ 電気式脱イオン装置
８ 供給ポンプ
１０ｄ 接続ライン
１０ｅ 補助ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関し、特には、半導体の洗浄等に用いられる高純度の純水を得るための水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体等の洗浄には、不純物を含まない水、いわゆる純水が多く使用されている。一般に、工業用水等の原水から純水を得るための水処理装置としては、逆浸透膜を利用した逆浸透膜装置（ＲＯ装置）や、イオン交換膜及びイオン交換樹脂を利用した電気式脱イオン装置（ＥＤＩ装置）等が用いられている。例えば、逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて溶媒としての水だけを選択的に透過させ、採取することを可能にしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２２０４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年においては、半導体等の電子技術の発達に伴い、洗浄水として用いられる純水も、より高純度のものが要求されるようになっている。そして、逆浸透膜装置は、逆浸透膜装置単独では、原水中のイオンの除去が不完全になる場合がある。そのため、例えば、逆浸透膜装置により精製させて得られた処理水を更に電気式脱イオン装置により精製させて、より高純度の純水を選択的に透過採取することが必要な場合がある。
【０００４】
電気式脱イオン装置は、積層されたカチオン交換膜及びアニオン交換膜の間にイオン交換樹脂を充填して脱イオン室が構成されている。そのため、脱イオン室に通水する際の圧力の損失が高く、所定の水量を外部機器に供給させるためには、例えば、給水ポンプを電気式脱イオン装置の下流側に設け、この給水ポンプを用いて所定の流量を電気式脱イオン装置から外部機器に供給させる必要がある。しかしながら、電気式脱イオン装置の下流側に給水ポンプを配置させると、例えば、電気式脱イオン装置の流量と供給ポンプの流量のバランスが変動した場合に、上流側に配置される電気式脱イオン装置のイオン交換膜に背圧を生じさせるおそれがあった。あるいは、下流側に配置される給水ポンプが負圧となり、キャビテーションを発生させるおそれもあった。
【０００５】
これに対しては、電気式脱イオン装置の下流側に貯水タンクを配設させることにより回避可能となるが、貯水タンクを新たに配設すると、例えば、貯水タンクの設置スペースの確保が必要であったり、貯水タンクを設置させための多大なコストがかかるという問題があった。また、貯水タンクを設けることにより、新たに炭酸ガスが再溶存するおそれがあるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明は、設置スペースを拡大させることなく、安定した水量の純水を外部機器に供給させることが可能な水処理装置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】
【０００７】
本発明の水処理装置は、被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクから供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部と、所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプと、前記精製部と前記供給ポンプとを接続させる接続ラインと、前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記精製部は、イオン交換体を利用した精製を行うことが好ましい。
【０００９】
また、前記精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことが好ましい。
【００１０】
また、水処理装置は、前記精製部と前記貯水タンクとを接続し、前記第２処理水を前記精製部から前記貯水タンクに戻す返還ラインを更に備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記補助ラインには、前記第１処理水が前記貯水タンクから前記接続ラインへ流出することを規制する逆止弁が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水処理装置は、設置スペースを拡大させることなく、安定した水量の純水を外部機器に供給させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
［１］第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理装置１を示すフローシートである。図１に示すように、第１実施形態に係る水処理装置１は、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク４と、第１逆浸透膜装置５と、貯水タンク６と、電気式脱イオン装置（精製部）７と、供給ポンプ８と、を主体に構成されている。
【００１５】
活性炭濾過装置２は、原水の供給源（図示せず）に接続されている。活性炭濾過装置２は、原水に対して、最初の精製処理として濾過処理を行う。具体的には、活性炭濾過装置２は、原水に溶存する次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を吸着し除去することにより、原水から第１前処理水を得る。活性炭濾過装置２は、軟水装置３のイオン交換能力の早期劣化を防止するために設けられる。また、活性炭濾過装置２は、第１逆浸透膜装置５の濾過能力の早期劣化を防止し、処理水の処理効率の向上、安定化等を図る役割も果たす。
【００１６】
軟水装置３は、活性炭濾過装置２の下流側に接続されている。軟水装置３は、活性炭濾過装置２により得られた第１前処理水に対して、所定の精製処理を行う。具体的には、軟水装置３は、第１前処理水中に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）をイオン交換樹脂によりナトリウムイオンと交換する。つまり、軟水装置３は、第１前処理水から硬度成分を除去し、第２前処理水（被処理水）を得る。
【００１７】
給水タンク４は、軟水装置３の下流側に接続されている。給水タンク４は、軟水装置３により精製された第２前処理水を貯水する。
【００１８】
第１逆浸透膜装置５は、第１供給ライン１０ａを介して給水タンク４の下流側に接続されている。第１逆浸透膜装置５は、上流側に設けられる加圧ポンプ５１と、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、「ＲＯモジュール」という）５２とを主体に構成されている。加圧ポンプ５１は、給水タンク４から供給される第２前処理水をＲＯモジュール５２側に加圧する。ＲＯモジュール５２は、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去する。第１逆浸透膜装置５は、選択的に第２前処理水を透過させることにより、第１純水（第１処理水）を得る。
【００１９】
また、ＲＯモジュール５２の下流側には、流通ライン５３と、濃縮水排水ライン５４とが独立して接続されている。流通ライン５３には、逆浸透膜により第２前処理水から不純物が取り除かれた第１純水が流通する。濃縮水排水ライン５４からは、ＲＯモジュール５２の逆浸透膜により第２前処理水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。
【００２０】
貯水タンク６は、貯水ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５に接続されている。貯水ライン１０ｂは、第１逆浸透膜装置５の流通ライン５３の下流側と接続されている。貯水タンク６は、第１逆浸透膜装置５により精製された第１純水を貯水する。
【００２１】
貯水ライン１０ｂには、リターンライン５５の一方側が貯水ライン１０ｂから分岐した形で接続されている。リターンライン５５の他方側は、給水タンク４に接続されている。リターンライン５５は、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する。
【００２２】
電気式脱イオン装置７は、第２供給ライン１０ｃを介して貯水タンク６に接続されている。電気式脱イオン装置７は、上流側に設けられる加圧ポンプ７１と、下流側に設けられる脱イオンモジュール（以下、「ＥＤＩモジュール」という）７２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ７１は、貯水タンク６から流通された第１純水をＥＤＩモジュール７２側に加圧する。ＥＤＩモジュール７２は、カチオン交換膜又はアニオン交換膜（図示せず）が積層された内部にイオン交換体が充填されて構成されており、イオン交換膜の半浸透特性及び電荷により第１純水に含まれる不純物を除去する。ＥＤＩモジュール７２は、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第２純水（第２処理水）を得る。
【００２３】
また、ＥＤＩモジュール７２の下流側には、流通ライン７３と、濃縮水排水ライン７４とが独立して接続されている。流通ライン７３の下流側は、接続ライン１０ｄと接続されている。濃縮水排水ライン７４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン７３には、イオン交換膜により第１純水から不純物が取り除かれた第２純水が流通する。濃縮水排水ライン７４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻される。
【００２４】
供給ポンプ８は、接続ライン１０ｄを介して電気式脱イオン装置７と直列に接続されている。ここで、「直列」とは、電気式脱イオン装置７と供給ポンプ８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。接続ライン１０ｄには、補助ライン１０ｅの一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。補助ライン１０ｅの他方側は、貯水タンク６と接続されている。補助ライン１０ｅは、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００２５】
また、接続ライン１０ｄには、返還ライン７５の一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。返還ライン７５の他方側は、貯水タンク６と接続されている。返還ライン７５は、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００２６】
次に、第１実施形態に係る水処理装置１の動作について説明する。貯水タンク６に貯水された第１純水は、電気式脱イオン装置７で精製され、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク６の貯水量は減少する。そして、貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされる。
【００２７】
第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされると、まず、第１実施形態の水処理装置１は、第１逆浸透膜装置５を起動させる。第１逆浸透膜装置５が起動すると、第１逆浸透膜装置５は、加圧ポンプ５１を作動させる。加圧ポンプ５１が作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、第１供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５に流通される。第１逆浸透膜装置５に流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１によりＲＯモジュール５２に流通される。ＲＯモジュール５２に流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２により所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。
【００２８】
第１実施形態の水処理装置１により起動された第１逆浸透膜装置５は、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５は、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。
【００２９】
第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、リターンライン５５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、リターンライン５５を介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び後述の通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４から排出され、廃棄される。
【００３０】
第１の初期運転が終了すると、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水を貯水タンク６に貯水させる。貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）以上になると、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７を起動させる。電気式脱イオン装置７が起動すると、電気式脱イオン装置７は、まず、加圧ポンプ７１を作動させる。加圧ポンプ７１が作動すると、貯水タンク６から第１純水の供給が開始される。第１純水は、第２供給ライン１０ｃを介して電気式脱イオン装置７に流通される。電気式脱イオン装置７に流通された第１純水は、加圧ポンプ７１によりＥＤＩモジュール７２に流通される。ＥＤＩモジュール７２に流通された第１純水は、ＥＤＩモジュール７２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第２純水が得られる。
【００３１】
第１実施形態の水処理装置１により起動された電気式脱イオン装置７は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７においても、所定の水質が得られるように第２の初期運転を行わせる。第２の初期運転は、所定時間行われる。
【００３２】
第２の初期運転時に精製された第２純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、返還ライン７５を介して貯水タンク６に戻される。つまり、第２の初期運転時に精製された第２純水は、第２の初期運転中、返還ライン７５を介して循環される。
【００３３】
また、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン７４を介して循環される。
【００３４】
電気式脱イオン装置７の第２の初期運転が完了すると、第１実施形態の水処理装置１は、供給ポンプ８を起動させる。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、外部機器への第２純水の給水を開始する。
【００３５】
なお、貯水タンク６に所定量以上の貯水量がある場合に運転要求がなされた場合においては、まず、電気式脱イオン装置７における上記の運転を優先させ、外部機器への第２純水の供給を行う。そして、貯水タンク６の貯水量が所定量未満になった場合に第１逆浸透膜装置５を起動させ、上記の運転をさせる。
【００３６】
また、予め、貯水タンク６に第１純水を貯水した後、所定時間経過した場合には、第１純水に炭酸ガス等が再溶存しているおそれがある。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水の貯水後、所定時間の経過と共に、電気式脱イオン装置７を起動させる。この場合のおいては、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７に上述の第２の初期運転と同様の運転をさせる。すなわち、水処理装置１は、貯水タンク６内に所定時間貯水された第１純水を電気式脱イオン装置７により第２純水に精製させる。そして、電気式脱イオン装置７により精製された第２純水は、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６に戻され、貯水される。水処理装置１は、起動時においては、常時、第１純水の貯水時間を監視し、上述の運転を繰り返す。
【００３７】
以上の構成を有する第１実施形態の水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第１実施形態の水処理装置１には、第１逆浸透膜装置５の下流側に貯水タンク６を介して電気式脱イオン装置７が接続されている。そして、電気式脱イオン装置７は、供給ポンプ８と直列に接続されている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、炭酸ガス等の再溶存の少ない第２純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００３８】
更に、第１実施形態の水処理装置１には、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅが設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、電気式脱イオン装置７により精製された第２純水を貯水タンク６を介して循環させることが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、貯水タンク６に貯水される第１純水の炭酸ガス等の再溶存を防止することが可能になる。
【００３９】
また、第１実施形態の水処理装置１においては、供給ポンプ８が電気式脱イオン装置７の処理能力以上の第２純水の供給を必要とする場合においても、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６から第１純水及び／又は循環する第２純水を供給ポンプ８に給水させることが可能になる。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、必要な量の純水を外部機器に安定的に供給させることが可能になる。また、第１実施形態の水処理装置１においては、供給ポンプ８と電気式脱イオン装置７との流量バランスから生じる電気式脱イオン装置７のイオン交換膜に生じる背圧や、供給ポンプ８で生じる負圧を防止することが可能になる。つまり、電気式脱イオン装置７のイオン交換膜の破損や、給水ポンプ８のキャビテーションを回避することが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、第２処理水を一時的に貯水する中間タンク等を電気式脱イオン装置７の下流側に設ける必要がなくなる。
【００４０】
また、第１実施形態の水処理装置１には、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続するリターンライン５５が設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、第１の初期運転時に精製された第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１においては、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になり、給水タンク４に貯水される第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。また、第１実施形態の水処理装置１は、第１純水を有効に利用することが可能になる。
【００４１】
また、第１実施形態の水処理装置１においては、電気式脱イオン装置７により第２純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン７４を介して給水タンク４に戻す。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。
【００４２】
また、第１実施形態の水処理装置１は、電気式脱イオン装置７の第２の初期運転時に精製される第２純水を給水タンク４に戻す返還ライン７５が設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、第２純水を有効に利用することが可能になる。
【００４３】
［２］第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図２に示すように、第２実施形態に係る水処理装置１Ａは、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク４と、第１逆浸透膜装置５と、貯水タンク６と、第２逆浸透膜装置（精製部）９と、供給ポンプ８と、を主体に構成されている。第２実施形態における水処理装置１Ａは、第１実施形態と比較して、電気式脱イオン装置７の代わりに第２逆浸透膜装置９が設けられることが主として異なる。
【００４４】
以下、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、以下の実施形態においては、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であり、図面に付した番号も第１実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。
【００４５】
第２逆浸透膜装置９は、第２供給ライン１０ｃを介して貯水タンク６の下流側に接続されている。第２逆浸透膜装置９は、上流側に設けられる加圧ポンプ９１と、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、ＲＯモジュールという）９２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ９１は、貯水タンク６から流通された第１純水をＲＯモジュール９２側に加圧する。ＲＯモジュール９２は、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去する。第２逆浸透膜装置９は、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第３純水（第２処理水）を得る。
【００４６】
また、ＲＯモジュール９２には、流通ライン９３と、濃縮水排水ライン９４とが接続されている。流通ライン９３の下流側は、接続ライン１０ｄに接続されている。濃縮水排水ライン９４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン９３には、逆浸透膜により第１純水から不純物が取り除かれた第３純水が流通する。濃縮水排水ライン９４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。第２逆浸透膜装置９により濃縮された濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻される。
【００４７】
供給ポンプ８は、接続ライン１０ｄを介して第２逆浸透膜装置９の下流側に直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第２逆浸透膜装置９と供給ポンプ８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。接続ライン１０ｄには、補助ライン１０ｅの一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。補助ライン１０ｅの他方側は、貯水タンク６と接続されている。補助ライン１０ｅは、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００４８】
また、接続ライン１０ｄには、返還ライン７５の一方側が接続ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。返還ライン７５の他方側は、貯水タンク６と接続されている。返還ライン７５は、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続する。
【００４９】
次に、第２実施形態の水処理装置１Ａの動作について説明する。貯水タンク６に貯水された第１純水は、第２逆浸透膜装置９で精製され、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク６の貯水量は減少する。そして、貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされる。
【００５０】
第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされると、まず、第２実施形態の水処理装置１Ａは第１逆浸透膜装置５を起動させる。第１逆浸透膜装置５が起動すると、第１逆浸透膜装置５は、加圧ポンプ５１を作動させる。加圧ポンプ５１が作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、第１供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５に流通される。第１逆浸透膜装置５に流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１によりＲＯモジュール５２に流通される。ＲＯモジュール５２に流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２により所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。
【００５１】
第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動させられた第１逆浸透膜装置５は、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５は、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。
【００５２】
第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、リターンライン５５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、リターンライン５５を介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び後述の通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４から排出され、廃棄される。
【００５３】
第１の初期運転が終了すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水を貯水タンク６に貯水させる。貯水タンク６の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）以上になると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９を起動させる。第２逆浸透膜装置９が起動すると、第２逆浸透膜装置９は、まず、加圧ポンプ９１を作動させる。加圧ポンプ９１が作動すると、貯水タンク６から第１純水の供給が開始される。第１純水は、第２供給ライン１０ｃを介して第２逆浸透膜装置９に流通される。第２逆浸透膜装置９に流通された第１純水は、加圧ポンプ９１によりＲＯモジュール９２に流通される。ＲＯモジュール９２に流通された第１純水は、ＲＯモジュール９２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第３純水が得られる。
【００５４】
第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動された第２逆浸透膜装置９は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９においても、所定の水質が得られるように第３の初期運転を行わせる。第３の初期運転は、所定時間行われる。
【００５５】
第３の初期運転時に精製された第３純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、返還ライン９５を介して貯水タンク６に戻される。つまり、第３の初期運転時に精製された第３純水は、第３の初期運転中、返還ライン９５を介して循環される。
【００５６】
また、第３純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻される。つまり、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン９４を介して循環される。
【００５７】
第２逆浸透膜装置９の第３の初期運転が完了すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、供給ポンプ８を起動させる。つまり、第２実施形態の水処理装置１Ａは、外部機器への第３純水の給水を開始する。
【００５８】
なお、貯水タンク６に所定量以上の貯水量がある場合に運転要求がなされた場合においては、まず、第２逆浸透膜装置９における上記の運転を優先させ、外部機器への第３純水の供給を行う。そして、貯水タンク６の貯水量が所定量未満になった場合に第１逆浸透膜装置５を起動させ、上記の運転をさせる。
【００５９】
また、予め、貯水タンク６に第１純水を貯水した後、所定時間経過した場合には、第１純水に炭酸ガス等が再溶存しているおそれがある。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水の貯水後、所定時間の経過と共に、第２逆浸透膜装置９を起動させる。この場合のおいては、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９に上述の第３の初期運転と同様の運転をさせる。すなわち、第２実施形態の水処理装置１Ａは、貯水タンク６内に所定時間貯水された第１純水を第２逆浸透膜装置９により第３純水に精製させる。そして、第２逆浸透膜装置９により精製された第３純水は、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６に戻され、貯水される。第２実施形態の水処理装置１Ａは、起動時においては、常時、第１純水の貯水時間を監視し、上述の運転を繰り返す。
【００６０】
以上の構成を有する第２実施形態の水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第２実施形態の水処理装置１Ａには、第１逆浸透膜装置５の下流側に貯水タンク６を介して第２逆浸透膜装置９が接続されている。そして、第２逆浸透膜装置９は、供給ポンプ８と直列に接続されている。そのため、第２実施形態の水処理装置１においては、炭酸ガス等の再溶存の少ない第３純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００６１】
更に、第２実施形態の水処理装置１Ａには、接続ライン１０ｄと貯水タンク６とを接続させる補助ライン１０ｅが設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第２逆浸透膜装置９により精製された第３純水を貯水タンク６を介して循環させることが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、貯水タンク６に貯水される第１純水の炭酸ガス等の再溶存を防止することが可能になる。
【００６２】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、供給ポンプ８が第２逆浸透膜装置９の処理能力以上の第３純水の供給を必要とする場合においても、補助ライン１０ｅを介して貯水タンク６から第１純水及び／又は循環する第３純水を供給ポンプ８に給水させることが可能になる。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、必要な量の純水を外部機器に安定的に供給させることが可能になる。また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、供給ポンプ８と第２逆浸透膜装置９との流量バランスから生じる第２逆浸透膜装置９の逆浸透膜に生じる背圧や、供給ポンプ８で生じる負圧を防止することが可能になる。つまり、第２逆浸透膜９の逆浸透膜の破損や、給水ポンプ８のキャビテーションを回避することが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第３処理水を一時的に貯水する中間タンク等を第２逆浸透膜装置９の下流側に設ける必要がなくなる。
【００６３】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａには、貯水ライン１０ｂと給水タンク４とを接続するリターンライン５５が設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第１の初期運転時に精製された第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になり、給水タンク４に貯水される第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。また、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１純水を有効に利用することが可能になる。
【００６４】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第２逆浸透膜装置９により第３純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン９４を介して給水タンク４に戻す。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。
【００６５】
また、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２逆浸透膜装置９の第３の初期運転時に精製される第３純水を給水タンク４に戻す返還ライン９５が設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第２純水を有効に利用することが可能になる。
【００６６】
なお、本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
【００６７】
例えば、第１実施形態においては、補助ライン１０ｅを直接接続ライン１０ｄに接続させる構成としたが、本発明においてはこれに限らない。補助ライン１０ｅにおける第２純水及び／又は第３純水の流れ方向を接続ライン１０ｄから貯水タンク６へ向かう方向のみに規制する逆止弁を補助ライン１０ｅに設ける構成としてもよい。補助ライン１０ｅにおける第１純水及び／又は第３純水の流れ方向を接続ライン１０ｄから貯水タンク６に向かう方向のみに規制することにより、第１純水及び／又は第３前処理水が貯水タンク６から電気式脱イオン装置７に直接流通されることを防止することが可能になる。そのため、供給ポンプ８には、常に、電気式脱イオン装置７を介した第２純水及び／又は第３純水が流通されることとなる。これにより、高純度の第２純水及び／又は第３純水を外部機器に供給させることが可能になる。
【００６８】
また、前記実施形態においては、第１逆浸透膜装置５、電気式脱イオン装置７及び／又は第２逆浸透膜装置９の初期運転は、所定時間経過により解除される構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、リターンライン５５及び返還ライン７５に水質計を設け、第１純水及び第２純水等が所定の水質になることを条件として初期運転を解除させる構成としてもよい。
【００６９】
また、前記実施形態においては、半導体を洗浄する外部機器に純水を供給する水処理装置として説明したが、本発明においてはこれに限らない。例えば、外部機器としては、蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器等の熱機器に純水を供給する水処理装置に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
【００７１】
１、１Ａ 水処理装置
６ 貯水タンク
７ 電気式脱イオン装置
８ 供給ポンプ
１０ｄ 接続ライン
１０ｅ 補助ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンクと、
前記貯水タンクから供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部と、
所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプと、
前記精製部と前記供給ポンプとを接続させる接続ラインと、
前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記精製部は、イオン交換体を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記精製部と前記貯水タンクとを接続し、前記第２処理水を前記精製部から前記貯水タンクに戻す返還ラインを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項５】
前記補助ラインには、前記第１処理水が前記貯水タンクから前記接続ラインへ流出することを規制する逆止弁が設けられる請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１】
被処理水を精製して得られる第１処理水を貯水する貯水タンクと、
前記貯水タンクから供給される第１処理水を精製して第２処理水を得る精製部と、
所定の外部機器に接続され、前記所定の外部機器に前記第１処理水及び／又は前記第２処理水を供給させる供給ポンプと、
前記精製部と前記供給ポンプとを接続させる接続ラインと、
前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記精製部は、イオン交換体を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記精製部と前記貯水タンクとを接続し、前記第２処理水を前記精製部から前記貯水タンクに戻す返還ラインを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項５】
前記補助ラインには、前記第１処理水が前記貯水タンクから前記接続ラインへ流出することを規制する逆止弁が設けられる請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２８５５７４（Ｐ２００９−２８５５７４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４１００６（Ｐ２００８−１４１００６）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]