[发明专利]纯水制造方法及纯水制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超纯水的制造方法以及装置，其为在用二次纯水制造装置及三次纯水制造装置对一次纯水进行精制而制造高纯度的三次纯水时，利用二次纯水制造装置及三次纯水制造装置的紫外线氧化工序，通过在抑制过氧化氢的生成的基础上高度地氧化分解有机物(TOC成分)，制造将溶解氧(DO)、有机物、过氧化氢浓度减少至极限的高纯度超纯水的方法以及装置。

背景技术

以往的超纯水制造系统一般是由所谓的前处理装置、一次纯水制造装置、二次纯水制造装置的3段装置构成的。但是，近年由于伴随半导体的细微化而要求水质的高度化，多数采用在二次纯水制造装置的后段进一步设置三次纯水制造装置，得到更高纯度的水质的系统。

在超纯水制造系统的前处理装置中，实施原水的利用过滤、凝集沈淀、精密过滤膜等的前处理，主要除去悬浮物质。藉由该前处理，通常水中的微粒子数变成10³个/毫升以下。

一次纯水制造装置具备反渗透(RO)膜分离装置、脱气装置、再生型离子交换装置(混床式或4床5塔式等)、电子去离子装置、紫外线(UV)照射氧化装置等氧化装置等，除去前处理水中的大部分的电解质、微粒子、活菌等。一次纯水制造装置例如由2座的RO膜分离装置及混床式离子交换装置，或离子交换纯水装置及RO膜分离装置构成。

二次纯水制造装置由给水泵、热交换器、所谓低压紫外线氧化装置或杀菌装置的紫外线照射装置、非再生型混床式离子交换装置或电子去离子装置、超滤(UF)膜分离装置或精密过滤(MF)膜分离装置等膜过滤装置构成，还有进一步设置膜式脱气装置、真空式脱气装置等的脱气装置、RO膜分离装置、电子脱盐离子装置等脱盐装置的情况。二次纯水制造装置中，应用低压紫外线氧化装置，在其后段设置混床式离子交换装置，由此利用紫外线将水中的有机物(TOC成分)氧化分解，利用离子交换将氧化分解的产物除去，减少对后段的三次纯水制造装置的TOC负荷，使三次纯水(超纯水)中的TOC成分减少至极限。

三次纯水制造装置具备与二次纯水制造装置相同的构成作为装置构成，由此进一步精制二次纯水，制造高纯度的超纯水。

二次纯水制造装置、三次纯水制造装置的各单元的主要反应部件、目的如下所述。

i)低压紫外线氧化装置；利用主波长185nm的紫外线将从前段流入的残留TOC氧化分解为二氧化碳、羧酸等有机酸类。

ii)混床式离子交换装置；利用离子交换将被紫外线氧化分解而残留的碳酸离子、有机酸类、阴离子性物质、由前段流入的金属离子、阳离子性物质除去。

iii)脱气装置；除去混入的DO(溶解氧)等的溶解气体。

iv)UF膜分离装置；除去微粒子。

图2为表示以往的二次纯水制造装置20及三次纯水制造装置30的代表装置构成的系统图。图中RO、UVox、MDI、脱气、UF如下所示。

RO；反渗透膜分离装置

UVox；紫外线氧化装置

MDI；混床式离子交换装置

脱气；脱气装置

UF；超滤膜分离装置

图2所示的超纯水制造系统中，一次纯水在二次纯水制造装置20中，经过槽1，依序以反渗透膜分离装置2、紫外线氧化装置3及混床式离子交换装置4处理，得到二次纯水。二次纯水的一部分在槽1中循环，其余部分送给三次纯水制造装置30。导入三次纯水制造装置30的二次纯水经过槽5，依序以紫外线氧化装置6、混床式离子交换装置7、脱气装置8及超滤膜分离装置9处理，得到三次纯水(超纯水)。将该超纯水的需要量供应给使用点，剩余部分回到槽5。

需要说明的是，此处所谓的“纯水”是指一般各用途规定的纯度高的水，此处为求方便规定如下。但是，随原水水质、系统构成不同，也有在规定范围之外的情况。

(A)一次纯水

电阻率；10MΩ·cm以上

TOC；5～50μg/L

(B)二次纯水

电阻率；18MΩ·cm以上

(金属离子浓度：5ng/L以下、残留离子浓度：10ng/L以下)

微粒子数；1毫升中0.1μm以上的微粒子为5个以下

TOC；1～10μg/L

(C)三次纯水

TOC；0.1～5μg/L

微粒子数；1毫升中0.1μm以上的微粒子5个以下