純水製造装置及び純水製造方法
【課題】ホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造装置を提供する。
【解決手段】超純水製造装置は、活性炭装置１と、ヒータ２と、膜式濾過装置３と、原水タンク４と、前処理装置５と、電気脱イオン装置６と、一次純水のサブタンク７とから構成されている。そして、前処理装置５は、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成されている。この前処理装置５は、原水Ｗ０の水質に応じて、塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下の処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６の脱塩室に導入し得るように設計されている。
【解決手段】超純水製造装置は、活性炭装置１と、ヒータ２と、膜式濾過装置３と、原水タンク４と、前処理装置５と、電気脱イオン装置６と、一次純水のサブタンク７とから構成されている。そして、前処理装置５は、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成されている。この前処理装置５は、原水Ｗ０の水質に応じて、塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下の処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６の脱塩室に導入し得るように設計されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超純水製造システム等に組み込むのに好適な純水製造装置に関し、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造装置に関する。また、本発明は、超純水製造システム等に好適な純水製造方法に関し、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超純水製造システムは、通常、前処理システム、一次純水システム、及びサブシステムより構成される。前処理システムは、凝集濾過、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＵＦ膜（限外濾過膜）等による除濁処理装置、活性炭等による脱塩素処理装置により構成される。
【０００３】
一次純水システムは、ＲＯ（逆浸透膜）装置、脱気膜装置、電気脱イオン装置等により構成され、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分が除去される。また、サブシステムは、ＵＶ装置（紫外線酸化装置）、非再生型イオン交換装置、ＵＦ装置（限外濾過装置）等により構成され、微量イオンの除去、特に低分子の微量有機物の除去、微粒子の除去が行われる。このサブシステムで作られた超純水は、ユースポイントに送水され、余剰の超純水はサブシステムの前段のタンクに返送されるのが一般的である。
【０００４】
ところで、超純水の要求水質は年々厳しくなり、現在、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下の超純水が要求されるようになってきている。このホウ素は、超純水中ではほとんどホウ酸イオンとして存在することになるが、このホウ酸イオンは弱イオンであるので除去するのが難しい。そこで、ホウ素濃度の低い純水を製造するために、ＲＯ装置の給水をｐＨ１０以上にしてＲＯ装置でのホウ素除去率を向上させることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、前処理後の処理水をホウ素選択性イオン交換樹脂と接触させること（特許文献２参照）、原水をＲＯ装置等の脱塩装置で脱塩した後、ホウ素吸着樹脂塔に通水することが提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、原水を前処理装置、２段ＲＯ装置、電気再生式脱塩装置等を通水した処理水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に接触させる超純水製造装置が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特許第３３２１１７９号公報
【特許文献２】特許第３２００３０１号公報
【特許文献３】特開平８−８９９５６号公報
【特許文献４】特開平９−１９２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された純水製造方法では、ＲＯ装置の給水をｐＨ１０以上に調整するためにアルカリを使用するか、アニオン交換樹脂塔を設ける必要があり、薬品コスト又は装置的負荷がかかる上に、連続運転ができないという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２〜４に記載された純水製造方法は、処理水をホウ素選択性イオン交換樹脂やホウ素吸着樹脂に流通することにより、ホウ素を除去するものであるが、被処理水のホウ素濃度が高いと、これらホウ素吸着樹脂等が短期間で破過してしまう一方、被処理水のホウ素濃度が、例えば１０ｐｐｂ以下程度の低濃度であると除去率が低下してしまうという問題点がある。さらに、ホウ素吸着樹脂からのＴＯＣの溶出のおそれもあるので、ホウ素吸着樹脂の洗浄、コンディショニングが必要であるという問題点もある。
【０００９】
さらに、電気脱イオン装置により、陰イオンであるホウ酸イオンを同時に除去してやることが考えられるが、ホウ酸イオンは弱イオンであるので、電気脱イオン装置の電流密度を上げて運転しても除去率を９０％以上にすることは困難である。また、ＲＯ装置を組み合わせてもホウ素除去率を９８％以上にすることはできない。
【００１０】
すなわち、近年、超純水の要求水質は年々厳しくなり、ホウ素濃度１００ｐｐｔ以下、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下、場合によっては１ｐｐｔ以下の水質が要求されるにもかかわらず、簡単な構造でこれを達成できる純水製造装置はなかった。これを電気脱イオン装置において達成するためには少なくとも電気脱イオン装置におけるホウ素除去率を９９％以上、特に９９．５％以上にすることが必要である。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造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】
【００１２】
上記課題を解決するために、第一に本発明は、前処理装置と、前記前処理装置の処理水を脱塩室に受け入れて脱イオン処理を行う電気脱イオン装置とを有する純水製造装置であって、前記前処理装置が、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にすることを特徴とする純水製造装置を提供する（請求項１）。
【００１３】
上記発明（請求項１）によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオン装置に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。
【００１４】
上記発明（請求項１）においては、前記前処理装置が、１又は２以上のＲＯ膜装置を備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の炭酸濃度を１ｐｐｍ以下にするのが好ましく（請求項２）、かかる発明（請求項２）においては、前記前処理装置が、１又は２以上のイオン交換樹脂塔をさらに備えるのが好ましく、かかる発明（請求項３）においては、前記前処理装置が、脱炭酸膜装置、脱炭酸塔又は真空脱気塔をさらに備えるのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
上記発明（請求項２〜４）によれば、電気脱イオン装置の脱塩室に導入される処理水の塩化物イオン濃度及び炭酸イオン濃度をさらに低減することができ、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００１６】
上記発明（請求項１〜４）においては、前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入するのが好ましい（請求項５）。
【００１７】
上記発明（請求項５）によれば、水質の良好な脱塩室の排出水（脱塩水）を脱塩室の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室に流通することにより、脱塩室と濃度室との間のホウ素の濃度勾配が緩和されるので、電気脱イオン装置でのホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００１８】
上記発明（請求項１〜５）においては、前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられているのが好ましい（請求項６）。かかる発明（請求項６）によれば、ホウ素の除去率を９９．９９％にまで高めることができるので、ホウ素イオン濃度１ｐｐｔ以下の超純水の供給も可能となる。
【００１９】
第二に本発明は、原水を前処理装置で処理し、この処理水を電気脱イオン装置の脱塩室に導入して脱イオン処理を行う純水の製造方法であって、前記前処理装置にて塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にした処理水を、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする純水製造方法を提供する（請求項７）。
【００２０】
上記発明（請求項７）によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオンに導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。
【００２１】
上記発明（請求項７）においては、前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入するのが好ましい（請求項８）。
【００２２】
上記発明（請求項８）によれば、水質の良好な脱塩室の排出水（脱塩水）を脱塩室の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室に流通することにより、脱塩室と濃度室との間のホウ素の濃度勾配が緩和されるので、電気脱イオン装置でのホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００２３】
上記発明（請求項７，８）においては、前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられているのが好ましい（請求項９）。かかる発明（請求項９）によれば、ホウ素の除去率を９９．９９％にまで高めることができるので、ホウ素イオン濃度１ｐｐｔ以下の超純水の供給も可能となる。
【００２４】
上記発明（請求項９）においては、前記複数段の電気脱イオン装置のうち最後段の電気脱イオン装置の濃縮水を、前記処理水とともに１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入するのが好ましい（請求項１０）。
【００２５】
上記発明（請求項１０）によれば、最後の電気脱イオン装置の濃縮水は、前処理装置で処理した後の処理水よりもホウ素濃度が低いだけでなく、塩化物イオン濃度が大幅に低いので、これを１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入することにより、装置の基本構成はそのままで１段目の電気脱イオン装置の脱塩室からの処理水のホウ素濃度をさらに改善することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の純水製造装置によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオン装置に導入する処理水の塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。本発明によれば、電気脱イオン装置によりホウ素の大幅な除去が可能となるので、連続運転が可能となるばかりか、アルカリなどの薬品を使わないので環境負荷が少なく、給水（原水）のホウ素濃度の広い領域に対応可能である。また、ホウ素吸着樹脂等に比べて破過が生じないので、数年間に渡り安定的にホウ素濃度の低い純水の供給が可能となる。しかも、電気脱イオン装置を複数段直列に設けることにより、ホウ素イオン濃度を１ｐｐｔ以下の超純水も供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔第一の実施形態〕
以下、本発明の純水製造装置の第一の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図であり、図２は、本実施形態における電気脱イオン装置を示す概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、超純水製造装置は、活性炭装置１と、ヒータ２と、膜式濾過装置３と、原水タンク４と、前処理装置５と、電気脱イオン装置６と、一次純水のサブタンク７とから構成されている。そして、本実施形態においては、前処理装置５は、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成されている。この前処理装置５は、原水Ｗ０の水質に応じて、塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下の処理水Ｗ１が電気脱イオン装置６の脱塩室に導入されるように設計されている。
【００２９】
上述したような超純水製造装置において、電気脱イオン装置６は、図２に示すように脱塩室１１と濃縮室１２とを備え、脱塩室１１には、前処理装置５の処理水Ｗ１の流路Ｒ１が接続される一方、脱塩室１１の出口側は脱塩水Ｗ２の流路Ｒ２となっている。この流路Ｒ２からは分岐流路Ｒ３が分岐していて、脱塩室１１の脱塩水Ｗ２の一部を、脱塩室１１の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室１２に導入し、すなわち脱塩室１１における処理水Ｗ１の流通方向と反対方向から濃縮室１２に導入して濃縮水Ｗ３を吐出する構成となっている。
【００３０】
このような構成を有する超純水製造装置について、その作用を説明する。
まず、原水Ｗ０を活性炭装置１において有機物を除去した後、ヒータ２において所定の温度にまで加温した後、膜式濾過装置３で固体微粒子を除去して原水タンク４に一旦貯留する。続いて、この原水Ｗ０について前処理装置５で処理を行う。
【００３１】
この前処理装置５では、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９とにより強イオン性の不純物が除去され、さらに、脱炭酸膜装置１０により炭酸イオン（ＣＯ２）が除去される。
【００３２】
この前処理装置５は、処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂ以下、好ましくは５０ｐｐｂ以下、特に好ましくは３０ｐｐｂ以下となるように設計する。処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂを超えていると、後続の電気脱イオン装置６でのホウ素の除去率を９９％以上にすることができなくなる。
【００３３】
また、処理水Ｗ１中のＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下とするのが好ましい。処理水Ｗ１中のＣＯ２濃度が１ｐｐｍを超えると、ホウ素の除去率が９９％未満、場合によっては９０％未満にまで低下してしまうおそれがある。
【００３４】
そして、このような処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理する。この電気脱イオン装置６では、電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２以上で運転するのが好ましい。このような電流密度で運転を行うことにより、電気脱イオン装置の性能にもよるが、従来の電気脱イオン装置では達成できなかった９９％以上、特に９９．５％以上のホウ素除去率とすることができる。
【００３５】
このように本実施形態に係る純水製造装置によれば、処理水Ｗ１のホウ素濃度が１０ｐｐｂ以下であれば確実にホウ素濃度１００ｐｐｔ以下の脱塩水Ｗ２を得ることができる。また、本実施形態に係る純水製造装置のホウ素除去率が９９．５％であれば、処理水Ｗ１のホウ素濃度が２０ｐｐｂで、さらに、ホウ素除去率９９．８％以上であれば処理水Ｗ１のホウ素濃度が５０ｐｐｂでホウ素濃度１００ｐｐｔ以下の脱塩水Ｗ２を得ることができる。しかも、電気脱イオン装置６によりホウ素の十分な除去が可能となるので、連続運転が可能となるばかりか、アルカリ等の薬品を使用しないので環境負荷が少ない。しかも、給水（原水）のホウ素濃度の広い領域に対応可能であり、また、ホウ素吸着樹脂等に比べて破過が生じないので、数年間に渡り安定的にホウ素濃度の低い純水の供給が可能となる。
【００３６】
〔第二の実施形態〕
次に本発明の純水製造装置の第二の実施形態について、図３に基づいて説明する。
図３は、第二の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【００３７】
第二の実施形態に係る純水製造装置は、前述した第一の実施形態において、電気脱イオン装置を第１の電気脱イオン装置６Ａ、及び第２の電気脱イオン装置６Ｂと２段直列に配置し、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する以外同様の構成を有する。
【００３８】
このような構成を有する超純水製造装置について、その作用を説明する。
まず、原水Ｗ０について、活性炭装置１にて有機物の除去処理をした後、ヒータ２にて所定の温度にまで加温した後、膜式濾過装置３にて固体微粒子を除去して原水タンク４に一旦貯留する。そして、この原水Ｗ０について前処理装置５で処理を行う。
【００３９】
この前処理装置５では、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９とにより強イオン性の不純物が除去され、さらに、脱炭酸膜装置１０により炭酸イオン（ＣＯ２）が除去される。
【００４０】
この前処理装置５は、処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度は１００ｐｐｂ以下、好ましくは５０ｐｐｂ以下、特に好ましくは３０ｐｐｂ以下となるように設計する。処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂを超えていると、後続の電気脱イオン装置６Ａでのホウ素の除去率を９９％以上にすることができなくなる。
【００４１】
そして、このような処理水Ｗ１を第１の電気脱イオン装置６Ａ及び第２の電気脱イオン装置６Ｂで連続的に処理するとともに、濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する。
【００４２】
この電気脱イオン装置６Ａ，６Ｂを、電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２以上で運転するのが好ましい。電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２未満では、ホウ素除去率が９９％未満となるので好ましくない。具体的には、第１の電気脱イオン装置６Ａでは、９９％以上のホウ素が、第２の電気脱イオン装置６Ｂではさらに９９％以上のホウ素が除去されることになる。
【００４３】
特に、本実施形態においては、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送しており、この濃縮水Ｗ３は処理水Ｗ１よりもホウ素濃度が低いので、経時的には処理水タンクＴでは、処理水Ｗ１よりもさらに塩化物イオン濃度及びホウ素濃度が低下するため、ホウ素濃度１ｐｐｔ以下の超純水を得ることも可能となる。
【００４４】
以上、本実施形態に係る純水製造システムについて図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。
【００４５】
例えば、前処理装置５は、電気脱イオン装置６に１００ｐｐｂ以下の塩化物イオン濃度の処理水Ｗ１を供給でき、かつ所望とするホウ素濃度の純水が得られるように、原水Ｗ０の水質に応じて種々設定することができる。
【００４６】
具体的には、前処理装置５を
（１）ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（２）第１のＲＯ装置＋第２のＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（３）イオン交換樹脂装置（２Ｂ３Ｔ）＋ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（４）イオン交換樹脂装置（４Ｂ５Ｔ）＋ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
等とすることができる。
【００４７】
また、電気脱イオン装置６は、１段であってもよいし、２段あるいは３段以上を直列に設けてもよく、３段以上設けた場合には、最終段の電気脱イオン装置６の濃縮水Ｗ３を１段目の電気脱イオン装置の処理水Ｗ１に合流させればよい。
【００４８】
さらに電気脱イオン装置６としては特に制限はないが、垂直側面は水を透過しないが斜面は水を透過する六角形の部材を脱塩室１１に設けたものを好適に用いることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
なお、本実施例及び比較例においては、下記の試験装置を用いた。
・電気脱イオン装置（栗田工業社製，製品名：ＫＣＤＩ−ＵＰｚ−１５０Ｈ，処理水量：１５０ｍ３／ｈｒ）
・逆浸透膜装置（日東電工社製，製品名：ＥＳ−２０）
・脱炭酸膜装置（リキセル社製，製品名：Ｘ−５０）
【００５０】
〔実施例１〕
図１及び図２に示すように、前処理装置５を第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成し、電気脱イオン装置６を１段に配置して純水製造装置を製造した。
【００５１】
この純水製造装置により、ホウ素濃度が２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度が１１０００ｐｐｂ、ＣＯ２濃度が８ｐｐｍの原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は１０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５２】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理した結果、ホウ素濃度が５０ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。この際、電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９９．８％であった。
【００５３】
〔比較例１〕
図４に示すように実施例１において、逆浸透膜（ＲＯ）装置を１段構成とした以外は同様の装置構成で純水製造装置を製造した。
【００５４】
この純水製造装置により、実施例１と同じ原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は１５０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５５】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理した結果、ホウ素濃度が５００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。この際、電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９８％であった。
【００５６】
〔比較例２〕
実施例１において、処理水Ｗ１に塩化ナトリウムを添加して前処理装置５の処理水Ｗ１の塩化物イオン濃度を１５０ｐｐｂとした以外は同様にして処理を行ったところ、ホウ素濃度が４００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９８．４％であった。
【００５７】
〔実施例２〕
図３に示すように、前処理装置５を第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成し、電気脱イオン装置を６Ａ，６Ｂの２段に直列に配置して、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する構成として純水製造装置を製造した。
【００５８】
この純水製造装置により、ホウ素濃度が２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度が１１０００ｐｐｂ、ＣＯ２濃度が８ｐｐｍの原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は３０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５９】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６Ａ，６Ｂで連続的に処理した結果、１５時間経過後では、処理水タンクＴの処理水のホウ素濃度は２０ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は２４ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は０．６ｐｐｍであり、１段目の電気脱イオン装置６Ａの脱塩水のホウ素濃度は４０ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、電気脱イオン装置６Ａでのホウ素除去率は９９．８％であった。さらに２段目の電気脱イオン装置６Ｂの脱塩水のホウ素濃度は０．４ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、電気脱イオン装置６Ｂでのホウ素除去率は９９％であった。
【００６０】
〔比較例３〕
実施例２において、処理水タンクＴに塩化ナトリウムを添加して電気脱イオン装置６の処理水Ｗ１の塩化物イオン濃度を１５０ｐｐｂとした以外は同様にして処理を行ったところ、第１の電気脱イオン装置６Ａの脱塩水のホウ素濃度は４００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、第１の電気脱イオン装置６Ａでのホウ素除去率は９８％であった。また、第２の電気脱イオン装置６Ｂの脱塩水のホウ素濃度は２ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、第２の電気脱イオン装置６Ｂでのホウ素除去率は９９．５％であった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【図２】前記実施形態の電気脱イオン装置の脱塩室及び濃縮室を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【図４】比較例１の純水製造装置を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６２】
５…前処理装置
６…電気脱イオン装置
６Ａ…第１の電気脱イオン装置
６Ｂ…第２の電気脱イオン装置
８…第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置（前処理装置）
９…第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置（前処理装置）
１０…脱炭酸膜装置（前処理装置）
１１…脱塩室
１２…濃縮室
Ｗ３…濃縮水
Ｔ…処理水タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超純水製造システム等に組み込むのに好適な純水製造装置に関し、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造装置に関する。また、本発明は、超純水製造システム等に好適な純水製造方法に関し、特にホウ素濃度の低い純水を製造するための純水製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超純水製造システムは、通常、前処理システム、一次純水システム、及びサブシステムより構成される。前処理システムは、凝集濾過、ＭＦ膜（精密濾過膜）、ＵＦ膜（限外濾過膜）等による除濁処理装置、活性炭等による脱塩素処理装置により構成される。
【０００３】
一次純水システムは、ＲＯ（逆浸透膜）装置、脱気膜装置、電気脱イオン装置等により構成され、ほとんどのイオン成分やＴＯＣ成分が除去される。また、サブシステムは、ＵＶ装置（紫外線酸化装置）、非再生型イオン交換装置、ＵＦ装置（限外濾過装置）等により構成され、微量イオンの除去、特に低分子の微量有機物の除去、微粒子の除去が行われる。このサブシステムで作られた超純水は、ユースポイントに送水され、余剰の超純水はサブシステムの前段のタンクに返送されるのが一般的である。
【０００４】
ところで、超純水の要求水質は年々厳しくなり、現在、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下の超純水が要求されるようになってきている。このホウ素は、超純水中ではほとんどホウ酸イオンとして存在することになるが、このホウ酸イオンは弱イオンであるので除去するのが難しい。そこで、ホウ素濃度の低い純水を製造するために、ＲＯ装置の給水をｐＨ１０以上にしてＲＯ装置でのホウ素除去率を向上させることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、前処理後の処理水をホウ素選択性イオン交換樹脂と接触させること（特許文献２参照）、原水をＲＯ装置等の脱塩装置で脱塩した後、ホウ素吸着樹脂塔に通水することが提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、原水を前処理装置、２段ＲＯ装置、電気再生式脱塩装置等を通水した処理水を、ホウ素選択性イオン交換樹脂に接触させる超純水製造装置が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特許第３３２１１７９号公報
【特許文献２】特許第３２００３０１号公報
【特許文献３】特開平８−８９９５６号公報
【特許文献４】特開平９−１９２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された純水製造方法では、ＲＯ装置の給水をｐＨ１０以上に調整するためにアルカリを使用するか、アニオン交換樹脂塔を設ける必要があり、薬品コスト又は装置的負荷がかかる上に、連続運転ができないという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２〜４に記載された純水製造方法は、処理水をホウ素選択性イオン交換樹脂やホウ素吸着樹脂に流通することにより、ホウ素を除去するものであるが、被処理水のホウ素濃度が高いと、これらホウ素吸着樹脂等が短期間で破過してしまう一方、被処理水のホウ素濃度が、例えば１０ｐｐｂ以下程度の低濃度であると除去率が低下してしまうという問題点がある。さらに、ホウ素吸着樹脂からのＴＯＣの溶出のおそれもあるので、ホウ素吸着樹脂の洗浄、コンディショニングが必要であるという問題点もある。
【０００９】
さらに、電気脱イオン装置により、陰イオンであるホウ酸イオンを同時に除去してやることが考えられるが、ホウ酸イオンは弱イオンであるので、電気脱イオン装置の電流密度を上げて運転しても除去率を９０％以上にすることは困難である。また、ＲＯ装置を組み合わせてもホウ素除去率を９８％以上にすることはできない。
【００１０】
すなわち、近年、超純水の要求水質は年々厳しくなり、ホウ素濃度１００ｐｐｔ以下、最先端の電子産業分野ではホウ素濃度１０ｐｐｔ以下、場合によっては１ｐｐｔ以下の水質が要求されるにもかかわらず、簡単な構造でこれを達成できる純水製造装置はなかった。これを電気脱イオン装置において達成するためには少なくとも電気脱イオン装置におけるホウ素除去率を９９％以上、特に９９．５％以上にすることが必要である。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ホウ素濃度の低い純水を効率よく製造することができる純水製造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】
【００１２】
上記課題を解決するために、第一に本発明は、前処理装置と、前記前処理装置の処理水を脱塩室に受け入れて脱イオン処理を行う電気脱イオン装置とを有する純水製造装置であって、前記前処理装置が、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にすることを特徴とする純水製造装置を提供する（請求項１）。
【００１３】
上記発明（請求項１）によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオン装置に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。
【００１４】
上記発明（請求項１）においては、前記前処理装置が、１又は２以上のＲＯ膜装置を備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の炭酸濃度を１ｐｐｍ以下にするのが好ましく（請求項２）、かかる発明（請求項２）においては、前記前処理装置が、１又は２以上のイオン交換樹脂塔をさらに備えるのが好ましく、かかる発明（請求項３）においては、前記前処理装置が、脱炭酸膜装置、脱炭酸塔又は真空脱気塔をさらに備えるのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
上記発明（請求項２〜４）によれば、電気脱イオン装置の脱塩室に導入される処理水の塩化物イオン濃度及び炭酸イオン濃度をさらに低減することができ、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００１６】
上記発明（請求項１〜４）においては、前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入するのが好ましい（請求項５）。
【００１７】
上記発明（請求項５）によれば、水質の良好な脱塩室の排出水（脱塩水）を脱塩室の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室に流通することにより、脱塩室と濃度室との間のホウ素の濃度勾配が緩和されるので、電気脱イオン装置でのホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００１８】
上記発明（請求項１〜５）においては、前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられているのが好ましい（請求項６）。かかる発明（請求項６）によれば、ホウ素の除去率を９９．９９％にまで高めることができるので、ホウ素イオン濃度１ｐｐｔ以下の超純水の供給も可能となる。
【００１９】
第二に本発明は、原水を前処理装置で処理し、この処理水を電気脱イオン装置の脱塩室に導入して脱イオン処理を行う純水の製造方法であって、前記前処理装置にて塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にした処理水を、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする純水製造方法を提供する（請求項７）。
【００２０】
上記発明（請求項７）によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオンに導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。
【００２１】
上記発明（請求項７）においては、前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入するのが好ましい（請求項８）。
【００２２】
上記発明（請求項８）によれば、水質の良好な脱塩室の排出水（脱塩水）を脱塩室の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室に流通することにより、脱塩室と濃度室との間のホウ素の濃度勾配が緩和されるので、電気脱イオン装置でのホウ素の除去率をさらに向上させることができる。
【００２３】
上記発明（請求項７，８）においては、前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられているのが好ましい（請求項９）。かかる発明（請求項９）によれば、ホウ素の除去率を９９．９９％にまで高めることができるので、ホウ素イオン濃度１ｐｐｔ以下の超純水の供給も可能となる。
【００２４】
上記発明（請求項９）においては、前記複数段の電気脱イオン装置のうち最後段の電気脱イオン装置の濃縮水を、前記処理水とともに１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入するのが好ましい（請求項１０）。
【００２５】
上記発明（請求項１０）によれば、最後の電気脱イオン装置の濃縮水は、前処理装置で処理した後の処理水よりもホウ素濃度が低いだけでなく、塩化物イオン濃度が大幅に低いので、これを１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入することにより、装置の基本構成はそのままで１段目の電気脱イオン装置の脱塩室からの処理水のホウ素濃度をさらに改善することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の純水製造装置によれば、塩化物イオンはホウ素よりもその除去が容易であり、電気脱イオン装置に導入する処理水の塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下にするだけで、電気脱イオン装置におけるホウ素の除去率を９９％以上と大幅に向上することができる。本発明によれば、電気脱イオン装置によりホウ素の大幅な除去が可能となるので、連続運転が可能となるばかりか、アルカリなどの薬品を使わないので環境負荷が少なく、給水（原水）のホウ素濃度の広い領域に対応可能である。また、ホウ素吸着樹脂等に比べて破過が生じないので、数年間に渡り安定的にホウ素濃度の低い純水の供給が可能となる。しかも、電気脱イオン装置を複数段直列に設けることにより、ホウ素イオン濃度を１ｐｐｔ以下の超純水も供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
〔第一の実施形態〕
以下、本発明の純水製造装置の第一の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図であり、図２は、本実施形態における電気脱イオン装置を示す概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、超純水製造装置は、活性炭装置１と、ヒータ２と、膜式濾過装置３と、原水タンク４と、前処理装置５と、電気脱イオン装置６と、一次純水のサブタンク７とから構成されている。そして、本実施形態においては、前処理装置５は、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成されている。この前処理装置５は、原水Ｗ０の水質に応じて、塩化物イオン濃度１００ｐｐｂ以下の処理水Ｗ１が電気脱イオン装置６の脱塩室に導入されるように設計されている。
【００２９】
上述したような超純水製造装置において、電気脱イオン装置６は、図２に示すように脱塩室１１と濃縮室１２とを備え、脱塩室１１には、前処理装置５の処理水Ｗ１の流路Ｒ１が接続される一方、脱塩室１１の出口側は脱塩水Ｗ２の流路Ｒ２となっている。この流路Ｒ２からは分岐流路Ｒ３が分岐していて、脱塩室１１の脱塩水Ｗ２の一部を、脱塩室１１の出口側から入口側の方向に向けて濃縮室１２に導入し、すなわち脱塩室１１における処理水Ｗ１の流通方向と反対方向から濃縮室１２に導入して濃縮水Ｗ３を吐出する構成となっている。
【００３０】
このような構成を有する超純水製造装置について、その作用を説明する。
まず、原水Ｗ０を活性炭装置１において有機物を除去した後、ヒータ２において所定の温度にまで加温した後、膜式濾過装置３で固体微粒子を除去して原水タンク４に一旦貯留する。続いて、この原水Ｗ０について前処理装置５で処理を行う。
【００３１】
この前処理装置５では、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９とにより強イオン性の不純物が除去され、さらに、脱炭酸膜装置１０により炭酸イオン（ＣＯ２）が除去される。
【００３２】
この前処理装置５は、処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂ以下、好ましくは５０ｐｐｂ以下、特に好ましくは３０ｐｐｂ以下となるように設計する。処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂを超えていると、後続の電気脱イオン装置６でのホウ素の除去率を９９％以上にすることができなくなる。
【００３３】
また、処理水Ｗ１中のＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下とするのが好ましい。処理水Ｗ１中のＣＯ２濃度が１ｐｐｍを超えると、ホウ素の除去率が９９％未満、場合によっては９０％未満にまで低下してしまうおそれがある。
【００３４】
そして、このような処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理する。この電気脱イオン装置６では、電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２以上で運転するのが好ましい。このような電流密度で運転を行うことにより、電気脱イオン装置の性能にもよるが、従来の電気脱イオン装置では達成できなかった９９％以上、特に９９．５％以上のホウ素除去率とすることができる。
【００３５】
このように本実施形態に係る純水製造装置によれば、処理水Ｗ１のホウ素濃度が１０ｐｐｂ以下であれば確実にホウ素濃度１００ｐｐｔ以下の脱塩水Ｗ２を得ることができる。また、本実施形態に係る純水製造装置のホウ素除去率が９９．５％であれば、処理水Ｗ１のホウ素濃度が２０ｐｐｂで、さらに、ホウ素除去率９９．８％以上であれば処理水Ｗ１のホウ素濃度が５０ｐｐｂでホウ素濃度１００ｐｐｔ以下の脱塩水Ｗ２を得ることができる。しかも、電気脱イオン装置６によりホウ素の十分な除去が可能となるので、連続運転が可能となるばかりか、アルカリ等の薬品を使用しないので環境負荷が少ない。しかも、給水（原水）のホウ素濃度の広い領域に対応可能であり、また、ホウ素吸着樹脂等に比べて破過が生じないので、数年間に渡り安定的にホウ素濃度の低い純水の供給が可能となる。
【００３６】
〔第二の実施形態〕
次に本発明の純水製造装置の第二の実施形態について、図３に基づいて説明する。
図３は、第二の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【００３７】
第二の実施形態に係る純水製造装置は、前述した第一の実施形態において、電気脱イオン装置を第１の電気脱イオン装置６Ａ、及び第２の電気脱イオン装置６Ｂと２段直列に配置し、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する以外同様の構成を有する。
【００３８】
このような構成を有する超純水製造装置について、その作用を説明する。
まず、原水Ｗ０について、活性炭装置１にて有機物の除去処理をした後、ヒータ２にて所定の温度にまで加温した後、膜式濾過装置３にて固体微粒子を除去して原水タンク４に一旦貯留する。そして、この原水Ｗ０について前処理装置５で処理を行う。
【００３９】
この前処理装置５では、第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９とにより強イオン性の不純物が除去され、さらに、脱炭酸膜装置１０により炭酸イオン（ＣＯ２）が除去される。
【００４０】
この前処理装置５は、処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度は１００ｐｐｂ以下、好ましくは５０ｐｐｂ以下、特に好ましくは３０ｐｐｂ以下となるように設計する。処理水Ｗ１中の塩化物イオン濃度が１００ｐｐｂを超えていると、後続の電気脱イオン装置６Ａでのホウ素の除去率を９９％以上にすることができなくなる。
【００４１】
そして、このような処理水Ｗ１を第１の電気脱イオン装置６Ａ及び第２の電気脱イオン装置６Ｂで連続的に処理するとともに、濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する。
【００４２】
この電気脱イオン装置６Ａ，６Ｂを、電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２以上で運転するのが好ましい。電流密度３００ｍＡ／ｄｍ２未満では、ホウ素除去率が９９％未満となるので好ましくない。具体的には、第１の電気脱イオン装置６Ａでは、９９％以上のホウ素が、第２の電気脱イオン装置６Ｂではさらに９９％以上のホウ素が除去されることになる。
【００４３】
特に、本実施形態においては、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送しており、この濃縮水Ｗ３は処理水Ｗ１よりもホウ素濃度が低いので、経時的には処理水タンクＴでは、処理水Ｗ１よりもさらに塩化物イオン濃度及びホウ素濃度が低下するため、ホウ素濃度１ｐｐｔ以下の超純水を得ることも可能となる。
【００４４】
以上、本実施形態に係る純水製造システムについて図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。
【００４５】
例えば、前処理装置５は、電気脱イオン装置６に１００ｐｐｂ以下の塩化物イオン濃度の処理水Ｗ１を供給でき、かつ所望とするホウ素濃度の純水が得られるように、原水Ｗ０の水質に応じて種々設定することができる。
【００４６】
具体的には、前処理装置５を
（１）ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（２）第１のＲＯ装置＋第２のＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（３）イオン交換樹脂装置（２Ｂ３Ｔ）＋ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
（４）イオン交換樹脂装置（４Ｂ５Ｔ）＋ＲＯ装置＋脱炭酸膜装置
等とすることができる。
【００４７】
また、電気脱イオン装置６は、１段であってもよいし、２段あるいは３段以上を直列に設けてもよく、３段以上設けた場合には、最終段の電気脱イオン装置６の濃縮水Ｗ３を１段目の電気脱イオン装置の処理水Ｗ１に合流させればよい。
【００４８】
さらに電気脱イオン装置６としては特に制限はないが、垂直側面は水を透過しないが斜面は水を透過する六角形の部材を脱塩室１１に設けたものを好適に用いることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
なお、本実施例及び比較例においては、下記の試験装置を用いた。
・電気脱イオン装置（栗田工業社製，製品名：ＫＣＤＩ−ＵＰｚ−１５０Ｈ，処理水量：１５０ｍ３／ｈｒ）
・逆浸透膜装置（日東電工社製，製品名：ＥＳ−２０）
・脱炭酸膜装置（リキセル社製，製品名：Ｘ−５０）
【００５０】
〔実施例１〕
図１及び図２に示すように、前処理装置５を第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成し、電気脱イオン装置６を１段に配置して純水製造装置を製造した。
【００５１】
この純水製造装置により、ホウ素濃度が２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度が１１０００ｐｐｂ、ＣＯ２濃度が８ｐｐｍの原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は１０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５２】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理した結果、ホウ素濃度が５０ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。この際、電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９９．８％であった。
【００５３】
〔比較例１〕
図４に示すように実施例１において、逆浸透膜（ＲＯ）装置を１段構成とした以外は同様の装置構成で純水製造装置を製造した。
【００５４】
この純水製造装置により、実施例１と同じ原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は１５０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５５】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６で処理した結果、ホウ素濃度が５００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。この際、電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９８％であった。
【００５６】
〔比較例２〕
実施例１において、処理水Ｗ１に塩化ナトリウムを添加して前処理装置５の処理水Ｗ１の塩化物イオン濃度を１５０ｐｐｂとした以外は同様にして処理を行ったところ、ホウ素濃度が４００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度が０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度が０．０１ｐｐｍ以下の脱塩水Ｗ２が得られた。電気脱イオン装置６でのホウ素除去率は９８．４％であった。
【００５７】
〔実施例２〕
図３に示すように、前処理装置５を第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置８と、第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置９と、脱炭酸膜装置１０とにより構成し、電気脱イオン装置を６Ａ，６Ｂの２段に直列に配置して、第２の電気脱イオン装置６Ｂの濃縮水Ｗ３を第１の電気脱イオン装置６Ａの前段に設けられた処理水タンクＴに返送する構成として純水製造装置を製造した。
【００５８】
この純水製造装置により、ホウ素濃度が２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度が１１０００ｐｐｂ、ＣＯ２濃度が８ｐｐｍの原水Ｗ０を処理したところ、前処理装置５の処理水Ｗ１のホウ素濃度は２５ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は３０ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は１ｐｐｍ以下であった。
【００５９】
そして、この処理水Ｗ１を電気脱イオン装置６Ａ，６Ｂで連続的に処理した結果、１５時間経過後では、処理水タンクＴの処理水のホウ素濃度は２０ｐｐｂ、塩化物イオン濃度は２４ｐｐｂ、ＣＯ２濃度は０．６ｐｐｍであり、１段目の電気脱イオン装置６Ａの脱塩水のホウ素濃度は４０ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、電気脱イオン装置６Ａでのホウ素除去率は９９．８％であった。さらに２段目の電気脱イオン装置６Ｂの脱塩水のホウ素濃度は０．４ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、電気脱イオン装置６Ｂでのホウ素除去率は９９％であった。
【００６０】
〔比較例３〕
実施例２において、処理水タンクＴに塩化ナトリウムを添加して電気脱イオン装置６の処理水Ｗ１の塩化物イオン濃度を１５０ｐｐｂとした以外は同様にして処理を行ったところ、第１の電気脱イオン装置６Ａの脱塩水のホウ素濃度は４００ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、第１の電気脱イオン装置６Ａでのホウ素除去率は９８％であった。また、第２の電気脱イオン装置６Ｂの脱塩水のホウ素濃度は２ｐｐｔ、塩化物イオン濃度は０．５ｐｐｂ以下、ＣＯ２濃度は０．０１ｐｐｍ以下であり、第２の電気脱イオン装置６Ｂでのホウ素除去率は９９．５％であった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【図２】前記実施形態の電気脱イオン装置の脱塩室及び濃縮室を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る純水製造装置を示すフロー図である。
【図４】比較例１の純水製造装置を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６２】
５…前処理装置
６…電気脱イオン装置
６Ａ…第１の電気脱イオン装置
６Ｂ…第２の電気脱イオン装置
８…第１の逆浸透膜（ＲＯ）装置（前処理装置）
９…第２の逆浸透膜（ＲＯ）装置（前処理装置）
１０…脱炭酸膜装置（前処理装置）
１１…脱塩室
１２…濃縮室
Ｗ３…濃縮水
Ｔ…処理水タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前処理装置と、前記前処理装置の処理水を脱塩室に受け入れて脱イオン処理を行う電気脱イオン装置とを有する純水製造装置であって、
前記前処理装置が、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にすることを特徴とする純水製造装置。
【請求項２】
前記前処理装置が、１又は２以上のＲＯ膜装置を備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の炭酸濃度を１ｐｐｍ以下にすることを特徴とする請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項３】
前記前処理装置が、１又は２以上のイオン交換樹脂塔をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の純水製造装置。
【請求項４】
前記前処理装置が、脱炭酸膜装置、脱炭酸塔又は真空脱気塔をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項５】
前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項６】
前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項７】
原水を前処理装置で処理し、この処理水を電気脱イオン装置の脱塩室に導入して脱イオン処理を行う純水の製造方法であって、
前記前処理装置にて塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にした処理水を、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする純水製造方法。
【請求項８】
前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入することを特徴とする請求項７に記載の純水の製造方法。
【請求項９】
前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の純水の製造方法。
【請求項１０】
前記複数段の電気脱イオン装置のうち最後段の電気脱イオン装置の濃縮水を、前記処理水とともに１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする請求項９に記載の純水の製造方法。
【請求項１】
前処理装置と、前記前処理装置の処理水を脱塩室に受け入れて脱イオン処理を行う電気脱イオン装置とを有する純水製造装置であって、
前記前処理装置が、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にすることを特徴とする純水製造装置。
【請求項２】
前記前処理装置が、１又は２以上のＲＯ膜装置を備え、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入する処理水の炭酸濃度を１ｐｐｍ以下にすることを特徴とする請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項３】
前記前処理装置が、１又は２以上のイオン交換樹脂塔をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の純水製造装置。
【請求項４】
前記前処理装置が、脱炭酸膜装置、脱炭酸塔又は真空脱気塔をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項５】
前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項６】
前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の純水製造装置。
【請求項７】
原水を前処理装置で処理し、この処理水を電気脱イオン装置の脱塩室に導入して脱イオン処理を行う純水の製造方法であって、
前記前処理装置にて塩化物イオン濃度を１００ｐｐｂ以下にした処理水を、前記電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする純水製造方法。
【請求項８】
前記電気脱イオン装置の脱塩水の一部を、前記電気脱イオン装置の濃縮室に前記脱塩室への処理水の導入方向と反対方向から導入することを特徴とする請求項７に記載の純水の製造方法。
【請求項９】
前記電気脱イオン装置が、複数段直列に設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の純水の製造方法。
【請求項１０】
前記複数段の電気脱イオン装置のうち最後段の電気脱イオン装置の濃縮水を、前記処理水とともに１段目の電気脱イオン装置の脱塩室に導入することを特徴とする請求項９に記載の純水の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２８６９５（Ｐ２００９−２８６９５Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８０８４（Ｐ２００７−１９８０８４）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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