特開 2023-102999 超純水製造設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023102999

(43)【公開日】2023-07-26

(54)【発明の名称】超純水製造設備

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20230719BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 J

C02F1/44 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003800

(22)【出願日】2022-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】細部 恵司

(72)【発明者】

【氏名】森 隼人

【テーマコード（参考）】

4D006

【Ｆターム（参考）】

4D006GA06

4D006JA59Z

4D006JA63C

4D006KA01

4D006KA17

4D006KB04

4D006KB11

4D006PB06

4D006PC02

(57)【要約】

【課題】バイパス流路内の残留水が超純水に混入することが防止される超純水製造設備を提供する。
【解決手段】サブタンク１内の水が、ポンプ２、熱交換装置３、ＵＶ酸化装置４、脱イオン装置５及びＵＦ膜分離装置７で処理されて超純水とされる。ＵＦ膜分離装置７を迂回するようにバイパス流路２０が設けられている。バイパス流路２０は、第１配管２１、第１バルブ２２、第２配管２３、第２バルブ２４、及び第３配管２５を備えている。第１配管２１が配管６に連なり、第３配管２５が配管８に連なっている。配管２１，２５の長さは短いものとなっている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾過装置及び該濾過装置を迂回するバイパス流路を有する超純水製造設備において、
該バイパス流路の最上流部に第１開閉弁が設けられ、最下流部に第２開閉弁が設けられていることを特徴とする超純水製造設備。

【請求項2】

前記第１開閉弁と第２開閉弁との間の流路から残留水を排出する排出手段を有する請求項１の超純水製造設備。

【請求項3】

前記排出手段は、前記第１開閉弁と第２開閉弁との間の流路の一端側に設けられたドレンバルブと、他端側にパージガスを供給するパージガス供給手段とを有する請求項２の超純水製造設備。

【請求項4】

前記パージガスは窒素ガスである請求項３の超純水製造設備。

【請求項5】

前記バイパス流路の上流端から前記第１開閉弁までの配管長さが０．３ｍ以下であり、
前記バイパス流路の下流端から前記第２開閉弁までの配管長さが０．３ｍ以下である請求項１～４のいずれかの超純水製造設備。

【請求項6】

前記第１開閉弁及び第２開閉弁がフッ素樹脂製である請求項１～５のいずれかの超純水製造設備。

【請求項7】

濾過装置及び該濾過装置を迂回するバイパス流路を有する超純水製造設備において、
該バイパス流路の最上流部に第１開閉弁が設けられ、
該第１開閉弁よりも下流側のバイパス流路内の残留水を排出する排出手段が設けられていることを特徴とする超純水製造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は超純水製造設備に係り、特に最終段に濾過装置が設置されている超純水製造設備に関する。さらに詳しくは、本発明は、この濾過装置を迂回するようにバイパス流路が設けられている超純水製造設備に関する。

【背景技術】

【0002】

超純水製造設備では、一次純水貯水用のサブタンク内の水が、ポンプ、熱交換装置、紫外線（ＵＶ）酸化装置、脱イオン装置及び限外濾過（ＵＦ）膜分離装置で処理されて超純水とされる。製造された超純水は、配管（供給ライン）を介してユースポイントへ送られ、ユースポイントでその一部が使用（例えば半導体の洗浄）され、未使用の超純水が配管（リターンライン）を経てサブタンクに戻される。

【0003】

一次純水は、例えば、工水、井水、市水等の原水を凝集沈殿等の前処理後、逆浸透膜分離処理、アニオン性及びカチオン性のイオン交換樹脂による処理を順に行い、更に逆浸透膜処理することにより得られる。

【0004】

特許文献１には、超純水製造設備のＵＦ膜分離装置を迂回するバイパス流路を設けることが記載されている。このバイパス流路にはバルブが設けられており、他の機器の殺菌排水やリンス排水がＵＦ膜分離装置を迂回するようにバルブの開閉が切り替えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－２７５８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＵＦ膜分離装置を迂回するバイパス流路を有した従来の超純水製造設備にあっては、バイパス流路内に水が残留する。この残留水が超純水に混入すると、超純水の水質が低下する。

【0007】

本発明は、バイパス流路内の残留水が超純水に混入することを防止する超純水製造設備を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［１］ 濾過装置及び該濾過装置を迂回するバイパス流路を有する超純水製造設備において、該バイパス流路の最上流部に第１開閉弁が設けられ、最下流部に第２開閉弁が設けられていることを特徴とする超純水製造設備。

【0009】

［２］ 前記第１開閉弁と第２開閉弁との間の流路から残留水を排出する排出手段を有する［１］の超純水製造設備。

【0010】

［３］ 前記排出手段は、前記第１開閉弁と第２開閉弁との間の流路の一端側に設けられたドレンバルブと、他端側にパージガスを供給するパージガス供給手段とを有する［２］の超純水製造設備。

【0011】

［４］ 前記パージガスは窒素ガスである［３］の超純水製造設備。

【0012】

［５］ 前記バイパス流路の上流端から前記第１開閉弁までの配管長さが０．３ｍ以下であり、前記バイパス流路の下流端から前記第２開閉弁までの配管長さが０．３ｍ以下である［１］～［４］のいずれかの超純水製造設備。

【0013】

［６］ 前記第１開閉弁及び第２開閉弁がフッ素樹脂製である［１］～［５］のいずれかの超純水製造設備。

【0014】

［７］ 濾過装置及び該濾過装置を迂回するバイパス流路を有する超純水製造設備において、該バイパス流路の最上流部に第１開閉弁が設けられ、該第１開閉弁よりも下流側のバイパス流路内の残留水を排出する排出手段が設けられていることを特徴とする超純水製造設備。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様では、バイパス流路に第１及び第２開閉弁を設けているので、バイパス流路を短絡的に水が流れて超純水に混入することが防止され、超純水の水質低下が防止される。

【0016】

本発明の一態様では、バイパス流路の第１開閉弁よりも上流側及び第２開閉弁よりも下流側の配管長さを短くしているので、これらの配管内の残留水量が少なく、超純水の水質低下が防止される。

【0017】

本発明の一態様では、バイパス流路内の残留水を排出するので、バイパス流路内の残留水が超純水に混入することがなく、超純水の水質低下が防止される。

【0018】

本発明の一態様では、バイパス流路内にパージガスとして窒素ガスを導入することにより、超純水に空気が混入することが防止され、超純水の水質低下（溶存酸素濃度上昇）が防止される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る超純水製造設備の構成図である。

【図2】図１の一部（ＵＦ膜分離装置部分）の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図１，２を参照して実施の形態について説明する。

【0021】

図１は、実施の形態に係る超純水製造設備の全体構成図である。一次純水貯水用のサブタンク１内の水が、ポンプ２、熱交換装置３、紫外線（ＵＶ）酸化装置４、イオン交換装置などの脱イオン装置５及びＵＦ膜分離装置７で処理されて超純水とされる。製造された超純水は、配管（供給ライン）８を介してユースポイント９へ送られ、ユースポイント９でその一部が使用され、未使用の超純水が配管（リターンライン）１０を経てサブタンク１に戻される。

【0022】

なお、図２の通り、この実施の形態では、ＵＦ膜分離装置７は、複数のＵＦ膜モジュール７ａを並列に備えた構成のものであるが、これに限定されない。

【0023】

また、図２の通り、脱イオン装置５からの水をＵＦ膜分離装置７に供給する配管６にバルブ１１が設けられている。また、ＵＦ膜分離装置７から超純水を送り出す配管８にバルブ１２が設けられている。

【0024】

この実施の形態では、ＵＦ膜分離装置７を迂回するようにバイパス流路２０が設けられている。バイパス流路２０の上流端は、バルブ１１よりも上流側の配管６に連なる。また、バイパス流路２０の下流端は、バルブ１２より下流側の配管８に連なる。

【0025】

図２の通り、このバイパス流路２０は、配管６側から配管８側に向って連なる、第１配管２１、第１バルブ（第１開閉弁）２２、第２配管２３、第２バルブ（第２開閉弁）２４、及び第３配管２５を備えている。第１配管２１が配管６に連なり、第３配管２５が配管８に連なっている。配管２１，２５の長さは、それぞれ０．３ｍ以下と短いものとなっている。バルブは、配管やフランジを含む継手の溶接線との干渉を回避するため、配管との接続寸法が、０．３ｍを超えてもよい。

【0026】

第２配管２３のうち第１バルブ２２直近部分には、バルブ３１を有した配管３０の一端が接続されており、配管３０の他端には窒素ガスボンベ等のパージガス源３２が設けられている。第２配管２３のうち第２バルブ２４直近部分にはドレンバルブ３３を有したドレン配管３４が接続されている。

【0027】

各バルブは、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂製であることが好ましい。特にバルブ１２，２２，２４はフッ素樹脂製であることが好ましい。

【0028】

この超純水製造設備においては、通常の超純水製造工程にあっては、バルブ１１，１２は開、バルブ２２，２４，３１，３３は閉とされる。脱イオン装置５からの水はＵＦ膜分離装置７を通り、超純水となって配管８からユースポイント９に送水される。

【0029】

超純水製造設備の立ち上げ運転に際しては、脱イオン装置５及びそれよりも上流側の洗浄を行うが、該上流側を洗浄した洗浄排水（リンス排水を含む。）がＵＦ膜分離装置７を通らないようにするために、バルブ１１，１２を閉、第１及び第２バルブ２２，２４を開とする。バルブ３１，３３は閉とする。これにより、洗浄排水はバイパス流路２０のみを流れ、ＵＦ膜分離装置７を通らない。洗浄終了後は、バルブ２２，２４を閉とし、バルブ１１，１２を開とする。

【0030】

なお、超純水製造設備のＵＦ膜分離装置７以外を殺菌処理する場合にも、殺菌水がＵＦ膜分離装置７を通らないようにするために、上記と同様に、バルブ１１，１２を閉、第１及び第２バルブ２２，２４を開とする。バルブ３１，３３は閉とする。そして、殺菌終了後にバルブ２２，２４を閉とし、バルブ１１，１２を開とする。

【0031】

上記の洗浄又は殺菌終了後は、第２配管２３内に洗浄排水又は殺菌排水が残留する。そこで、この実施の形態では、ドレンバルブ３３を開とすると共に、バルブ３１を閉とし、窒素ガス等のパージガスを配管２３内に導入し、配管２３内の残留水をドレン配管３４から排出する。

【0032】

残留水排出後は、バルブ３１，３３を閉とする。

【0033】

この実施の形態では、バイパス流路２０に第１及び第２バルブ２２，２４を設けているので、脱イオン装置５からの水がバイパス流路２０を短絡的に通って超純水に混入することが防止され、超純水の水質低下が防止される。

【0034】

また、配管２１，２５を極めて短くしているので、配管２１，２５内の残留水量が少なく、この残留水が超純水に混入することによる超純水の水質低下が防止される。

【0035】

また、配管２３内の残留水を排出するので、配管２３内の残留水が超純水に混入することがないので、超純水の水質低下が防止される。

【0036】

さらに、配管２３内にパージガスとして窒素ガスを導入することにより、超純水に空気が混入することが防止され、超純水の水質低下（溶存酸素濃度上昇）が防止される。

【符号の説明】

【0037】

１ サブタンク
２ 紫外線酸化装置
５ 脱イオン装置
７ ＵＦ膜分離装置
２０ バイパス流路
２１ 第１配管
２２ 第１バルブ
２３ 第２配管
２５ 第２バルブ
２５ 第３配管
３２ パージガス源
３３ ドレンバルブ

【図1】

【図2】