[发明专利]紫外线氧化和超纯水制造的装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种使用紫外线而将被处理水中所含的有机物氧化分解处理的紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法。

背景技术

近年来，在半导体制造产业等领域中，使有机物、各种离子等杂质降低至极低程度的超纯水被用作为洗净水等，其使用量也显著增加。在超纯水的制造步骤中，连ppb等级的总有机碳(TOC)中的有机物的混入都被视为是问题，近年来，进行了各种针对微量有机成分的除去方法的研究。例如，将液体中所含的总有机碳(TOC)成分除去的技术，已有许多组合紫外线灯与光催化剂的技术报告，将这些应用于紫外线氧化装置的方式也进行若干研究。

例如，专利文献1已揭示有下述方法：在超纯水等液体中添加过氧化氢、臭氧，并且在锐钛矿(anatase)型等的光催化剂存在下，通过紫外线灯等进行紫外线照射，用于分解超纯水等的液体中的TOC成分；专利文献2已揭示有，以组合紫外线灯与使光催化剂保持于内壁的紫外线处理槽的装置，使在紫外线灯附近产生气泡，借此促进有机物的氧化；专利文献3已揭示有，除了紫外线灯之外，组合迂流构件与光催化剂过滤器而成者。

专利文献1：日本特开平10-151450号公报

专利文献2：日本专利第2888185号公报

专利文献3：日本特开2009-18282号公报

发明内容

然而，使用紫外线灯的氧化处理中，一般有下列的问题：紫外线灯的消耗电力大；为获得充分的氧化效果，必须缩短紫外线灯与紫外线氧化装置内壁的距离；不仅紫外线灯有寿命且必须定期更换，且单价高；为充分达到以紫外线照射的氧化效果，依照必须要有过氧化氢的混合、或空气或臭氧等起泡等理由，而运转成本高。

又，并用专利文献1所揭示的过氧化氢、臭氧的方法，不仅运转成本上升，而且必须在紫外线照射装置的下游侧进一步进行过氧化氢、臭氧的除去，有装置复杂化的问题；专利文献2所揭示的将光催化剂保持于紫外线处理槽内壁的方法有下述问题：光催化剂未必与作为处理对象的TOC成分接触，且处理水有可能往紫外线处理装置外流出，因此通过光催化剂的TOC成分的分解效率有可能变得极低；又，专利文献3所揭示的技术方案有下述问题：当对紫外线灯的安装角度设定为从45度到135度时，不一定能有效应用对紫外线灯垂直放射的紫外光。

因此，本发明的目的在于提供一种紫外线氧化装置及使用其的超纯水制造装置、及紫外线氧化方法及超纯水制造方法，可以低消耗能及低成本，高效率且安全分解存在于水中的有机物。

为达成以上目的，本发明人不断专心致意研究结果发现通过形成下述装置，可以低消耗能及低成本高效率且安全分解水中所存在的有机物，该装置为：在与流动槽内的被处理水的流动方向交叉的面整个区域设置收容紫外线照射部的紫外线照射部收容部，且朝收容于该紫外线照射部收容部的紫外线照射部而使被处理水从上游侧流入收容部内，使其在收容部内流动后，再往下游侧流出。

也就是，本发明为紫外线氧化装置，其具备：流动槽，使被处理水单向流动；光催化剂纤维，以被处理水可通过方式配置于该流动槽内；紫外线照射部，可照射紫外线；以及紫外线照射部收容部，设置于与该流动槽内的被处理水的流动方向交叉的面整个区域，且收容该紫外线照射部；该紫外线照射部收容部形成为：使被处理水从上游侧朝所收容的紫外线照射部流入该收容部内，使其于该收容部内流动后，往下游侧流出，且该紫外线照射部收容部由可使来自紫外线照射部的紫外线照射于该光催化剂纤维的材料所构成。

本发明的紫外线氧化装置中，优选为该紫外线照射部收容部具备有：收容紫外线照射部的内管、及覆盖该内管的外管；优选为该内管与外管的直径方向的间隔为1～10mm。

又，本发明的紫外线氧化装置中，优选为该内管与外管由可透射180～190nm与250～260nm的波长的紫外线的材料构成，优选为该紫外线照射部构成为可照射分别于180～190nm与250～260nm具有峰值波长的紫外线。

进而，本发明的紫外线氧化装置中，优选为该紫外线照射部形成长条状，该光催化剂纤维形成平板状，该紫外线照射部的长边方向与该光催化剂纤维的平面方向被设定成为平行。