特許 7267258 超純水製造システム及び超純水製造システムの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】超純水製造システム及び超純水製造システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20230424BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20230424BHJP

   B01D 61/18 20060101ALI20230424BHJP

   B01D 65/00 20060101ALI20230424BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 J

B01D61/58

B01D61/18

C02F1/44 D

B01D65/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020510063

(86)(22)【出願日】2019-03-25

(86)【国際出願番号】 JP2019012460

(87)【国際公開番号】W WO2019188963

(87)【国際公開日】2019-10-03

【審査請求日】2022-02-10

(31)【優先権主張番号】P 2018060127

(32)【優先日】2018-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000245531

【氏名又は名称】野村マイクロ・サイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 幸男

(72)【発明者】

【氏名】永田 しおり

(72)【発明者】

【氏名】丹治 輝

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０５０１２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２００８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６４３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８６０４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｃ０２Ｆ １／４６

Ｃ０２Ｆ １／５８

Ｃ０２Ｆ １／７２

Ｃ０２Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００００ｐｃｓ．／Ｌ以下である一次純水を製造する一次純水製造部と、
前記一次純水を処理することにより、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００ｐｃｓ．／Ｌ以下である超純水を製造する二次純水製造部と、
を具備する超純水製造システムであって、
前記二次純水製造部は、直列に接続された複数の限外ろ過膜モジュールを有し、
前記複数の限外ろ過膜モジュールは、
被処理水を内部に導入する第１の導入口と、透過水を流出させる第１の透過水流出口と、濃縮水を流出させる第１の濃縮水流出口を有し、内部に第１の限外ろ過膜を収容する第１の限外ろ過膜モジュールと、
被処理水を内部に導入する第２の導入口と、透過水を流出させる第２の透過水流出口と、濃縮水を流出させる第２の濃縮水流出口を有し、内部に第２の限外ろ過膜を収容する第２の限外ろ過膜モジュールと、を含み、
前記第１の限外ろ過膜モジュールと前記第２の限外ろ過膜モジュールの形状及び大きさが共通であって、前記第１の導入口と前記第２の導入口、前記第１の透過水流出口と前記第２の透過水流出口、前記第１の濃縮水流出口と前記第２の濃縮水流出口、のそれぞれが各モジュール内で共通する位置に配設されており、かつ、前記第１の限外ろ過膜と前記第２の限外ろ過膜が共通の分画分子量及び／又は有効膜面積を有し、
前記被処理水の流路が、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ順に通流する第１の流路と、前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ順に通流する第２の流路と、で接続する配管のつなぎ替え又は前記配管のバルブの切り替えによって変更可能に構成されることを特徴とする超純水製造システム。

【請求項2】

前記複数の限外ろ過膜モジュールの形状及び大きさがすべて共通し、前記複数の限外ろ過膜モジュールは、導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口がすべて共通する位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の超純水製造システム。

【請求項3】

前記複数の限外ろ過膜モジュールが有する前記限外ろ過膜の分画分子量及び有効膜面積がすべて共通することを特徴とする請求項１又は２に記載の超純水製造システム。

【請求項4】

前記第１の透過水流出口に接続された第１の透過水流出管と、
前記第１の透過水流出管から分岐して接続された第１の移送配管及び第１の超純水配管と、
前記第１の移送配管及び第１の超純水配管にそれぞれ介装され、前記第１の透過水流出管からの透過水の流路を前記第１の移送配管と前記第１の超純水配管で切り替えられる、２つの開閉バルブと、
前記第２の透過水流出口に接続された第２の透過水流出管と、
前記第２の透過水流出管に分岐して接続された第２の移送配管及び第２の超純水配管と、
前記第２の移送配管及び第２の超純水配管にそれぞれ介装され、前記第２の透過水流出管からの透過水の流路を前記第２の移送配管と前記第２の超純水配管で切り替えられる、２つの開閉バルブと、
前記第１の導入口に接続された第１の被処理水供給管と、
前記第２の導入口に接続された第２の被処理水供給管と、
前記第１の被処理水供給管と第２の被処理水供給管に介装され、被処理水の供給流路を前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管で切り替えられる、２つの開閉バルブとを有し、
前記第１の移送配管は前記第２の被処理水供給管に接続され、
前記第２の移送配管は前記第１の被処理水供給管に接続され、
前記６つの開閉バルブの開閉の組み合わせによって、
被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と、前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路と、で切替可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超純水製造システム。

【請求項5】

前記流路を切り替えられる組み合わせの前記２つの開閉バルブに代えて、内部に２つの流路を切替可能な１つの三方バルブを、前記分岐して接続された配管の分岐点に有し、
前記三方バルブによって、
被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と、前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路と、で切替可能に構成されたことを特徴とする請求項４に記載の超純水製造システム。

【請求項6】

前記第１の透過水流出口に接続された第１の透過水流出管と、
前記第１の導入口に接続された第１の被処理水供給管と、
前記第２の透過水流出口に接続された第２の透過水流出管と、
前記第２の導入口に接続された第２の被処理水供給管と
前記第１の被処理水供給管又は第２の被処理水供給管に被処理水を供給する被処理水管と、
前記第１の透過水流出管又は前記第２の透過水流出管からの透過水を超純水の使用場所に送る超純水配管と、
前記第１の限外ろ過膜モジュールの透過水を前記第２の被処理水供給管へ又は前記第２の限外ろ過膜モジュールの透過水を前記第１の被処理水供給管へ移送する移送配管と、
前記被処理水管からの被処理水の流路を、前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管とで切り替えられる第１の流路切替部と、
前記超純水配管に流入させる限外ろ過膜の透過水の流路を、前記第１の透過水流出管と前記第２の透過水流出管とで切り替えられる第２の流路切替部と、
前記移送配管からの透過水の流路を前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管とで切り替えられる第３の流路切替部と、
前記移送配管に流入させる透過水の流路を、前記第１の透過水流出管と前記第２の透過水流出管とで切り替えられる第４の流路切替部を有し、
前記第１乃至第４の流路切替部の切替により、被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路で切替可能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超純水製造システム。

【請求項7】

前記第１及び第３の流路切替部並びに前記第２及び第４の流路切替部のそれぞれの組み合わせに代えて、内部に少なくとも２つの流路を有してこれらの接続の切替が可能な２つの四方バルブを有し、
前記四方バルブによって、
被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路で切替可能に構成されたことを特徴とする請求項６に記載の超純水製造システム。

【請求項8】

粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００００ｐｃｓ．／Ｌ以下である一次純水を製造する一次純水製造部と、
前記一次純水を処理することにより、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００ｐｃｓ．／Ｌ以下である超純水を製造する二次純水製造部と、
を具備する超純水製造システムの運転方法であって、
前記二次純水製造部は、直列に接続された複数の限外ろ過膜モジュールを有し、前段の限外ろ過膜モジュールの有する限外ろ過膜と後段の限外ろ過モジュールの有する限外ろ過膜の分画分子量及び／又は有効膜面積が共通し、
超純水製造時に前記複数の限外ろ過膜モジュールのうち後段の限外ろ過膜モジュールは前段の限外ろ過膜モジュールの透過水を処理し、
前記複数の限外ろ過膜モジュールのうち少なくとも１つを交換する際に、
前記超純水製造時における後段の限外ろ過膜モジュールを新品の限外ろ過膜モジュールに交換し、
前記新品の限外ろ過膜モジュールを前段とし、交換されない限外ろ過膜モジュールを後段として流路を切り替え、前記複数の限外ろ過膜モジュールに洗浄水を通流させて超純水製造システムの立ち上げを行うことを特徴とする超純水製造システムの運転方法。

【請求項9】

前記限外ろ過膜モジュールの交換は、
前記超純水製造時における後段の限外ろ過膜モジュールの透過水中に含まれる粒子径２０ｎｍ以上の微粒子が１０００ｐｃｓ．／Ｌ以上となったときに行う請求項８に記載の純水製造システムの運転方法。

【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及び超純水製造システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造工程で使用する超純水は、超純水製造システムを用いて製造されている。超純水製造システムは、例えば、原水中の懸濁物質を除去して前処理水を得る前処理部、前処理水中の全有機炭素（ＴＯＣ）成分やイオン成分を、逆浸透膜装置やイオン交換装置を用いて除去して一次純水を製造する一次純水製造部及び一次純水中の極微量の不純物を除去して超純水を製造する二次純水製造部で構成されている。原水としては、市水、井水、地下水、工業用水等が用いられる他、超純水の使用場所（ユースポイント：ＰＯＵ）で回収された使用済みの超純水（以下、「回収水」と称する。）が用いられる。

【0003】

二次純水製造部では、紫外線酸化装置、イオン交換純水装置及び限外ろ過膜（ＵＦ）装置等により一次純水が高度に処理されて超純水が生成する。限外ろ過膜装置は、この二次純水製造部の最後段付近に配置され、イオン交換樹脂などから生じる微粒子を除去する。

【0004】

ところで、超純水については、高純度化に対する要求が年々高まってきており、例えば微粒子濃度は、粒子径が５０ｎｍ以上の微粒子数で、１ｐｃｓ．／ｍＬ以下が求められている。さらに、要求水質はより厳しくなる傾向にあり、粒子径が５０ｎｍ未満、例えば１０ｎｍ程度の微粒子の低減も求められてきている。そのため、より粒子径の小さな微粒子を高度に除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

【0005】

超純水製造システムの新規建設後の立ち上げ時や定期検査などによる休止後の再立ち上げ時には、超純水製造システム系内に混入・発生する不純物を除去してユースポイント近辺における超純水が所望の水質に至るまで洗浄試運転（立ち上げ運転）を行う。近年、省資源や工場の稼動効率の向上を目的として、立ち上げ運転時間の短縮が強く求められている。しかしながら、微細微粒子を高度に除去しようとするほど立ち上げ運転時間は長期化する傾向にある。

【0006】

また、特許文献３には、通常運転時に使用する限外ろ過膜(第１の微粒子除去膜装置)の後段に洗浄用の限外ろ過膜(第２の微粒子除去膜装置)を設置しておいて、洗浄時にこの限外ろ過膜に洗浄水を通水し、第１の微粒子除去膜装置については、洗浄水を膜透過させずに給水側のみの洗浄を行うか、あるいは、第１の微粒子除去膜装置には洗浄水を通水せずに予め殺菌処理した微粒子除去膜と交換する方法が開示されている。しかし、この方法では、通常運転時は第２の微粒子除去膜装置が長期間運転されないため、この場所に菌が発生したり、配管のデッドスペースに不純物の蓄積が起きるなどの問題があった。したがって、このような装置においても短時間での立ち上げを行うことは困難であった。

【0007】

また、上記のような微細微粒子以外にも、限外ろ過膜の劣化又は破断時に特徴的な大きさ、形状の粗大粒子が超純水中に発生することも知られている（例えば、特許文献４参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１６－０６４３４２号公報

【文献】国際公開２０１５／０５０１２５号

【文献】国際公開２０１５／０１２２４８号

【文献】特開２０１６－０８３６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであって、限外ろ過膜装置を有する超純水製造システムの立ち上げ運転時間を短縮することのできる超純水製造システム及び超純水製造システムの運転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】

【0010】

本発明の超純水製造システムは、直列に接続された複数の限外ろ過膜モジュールを有する超純水製造システムであって、前記複数の限外ろ過膜モジュールは、被処理水を内部に導入する第１の導入口と、透過水を流出させる第１の透過水流出口と、濃縮水を流出させる第１の濃縮水流出口を有し、内部に第１の限外ろ過膜を収容する第１の限外ろ過膜モジュールと、被処理水を内部に導入する第２の導入口と、透過水を流出させる第２の透過水流出口と、濃縮水を流出させる第２の濃縮水流出口を有し、内部に第２の限外ろ過膜を収容する第２の限外ろ過膜モジュールとを含み、前記第１の限外ろ過膜モジュールと前記第２の限外ろ過膜モジュールの形状及び大きさが共通であって、前記第１の導入口と前記第２の導入口、前記第１の透過水流出口と前記第２の透過水流出口、前記第１の濃縮水流出口と前記第２の濃縮水流出口、のそれぞれが各モジュール内で共通する位置に配設されており、かつ、前記第１の限外ろ過膜と前記第２の限外ろ過膜が共通の分画分子量及び／又は有効膜面積を有することを特徴とする。

【0011】

本発明の超純水製造システムにおいて、前記被処理水の流路が、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ順に通流する第１の流路と、前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ順に通流する第２の流路と、で接続する配管のつなぎ替え又は前記配管のバルブの切り替えによって変更可能に構成されたことが好ましい。

【0012】

本発明の超純水製造システムにおいて、前記複数の限外ろ過膜モジュールの形状及び大きさがすべて共通し、前記複数の限外ろ過膜モジュールは、導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口がすべて共通する位置に配設されていることが好ましい。

【0013】

本発明の超純水製造システムにおいて、前記第１の透過水流出口に接続された第１の透過水流出管と、前記第１の透過水流出管から分岐して接続された第１の移送配管及び第１の超純水配管と、前記第１の移送配管及び第１の超純水配管にそれぞれ介装され、前記第１の透過水流出管からの透過水の流路を前記第１の移送配管と前記第１の超純水配管で切り替えられる、２つの開閉バルブと、前記第２の透過水流出口に接続された第２の透過水流出管と、前記第２の透過水流出管に分岐して接続された第２の移送配管及び第２の超純水配管と、前記第２の移送配管及び第２の超純水配管にそれぞれ介装され、前記第２の透過水流出管からの透過水の流路を前記第２の移送配管と前記第２の超純水配管で切り替えられる、２つの開閉バルブと、前記第１の導入口に接続された第１の被処理水供給管と、前記第２の導入口に接続された第２の被処理水供給管と、前記第１の被処理水供給管と第２の被処理水供給管に介装され、被処理水の供給流路を前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管で切り替えられる、２つの開閉バルブとを有し、前記第１の移送配管は前記第２の被処理水供給管に接続され、前記第２の移送配管は前記第１の被処理水供給管に接続され、前記６つの開閉バルブの開閉の組み合わせによって、被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と、前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路と、で切替可能に構成されたことが好ましい。

【0014】

本発明の超純水製造システムにおいて、前記流路を繰り替えられる組み合わせの前記２つの開閉バルブに代えて、内部に２つの流路を切替可能な１つの三方バルブを、前記分岐して接続された配管の分岐点に関し前記三方バルブによって、被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路と、で切替可能に構成されたことが好ましい。

【0015】

また、本発明の超純水製造システムにおいて、前記第１の透過水流出口に接続された第１の透過水流出管と、前記第１の導入口に接続された第１の被処理水供給管と、前記第２の透過水流出口に接続された第２の透過水流出管と、前記第２の導入口に接続された第２の被処理水供給管と、前記第１の被処理水供給管又は第２の被処理水供給管に被処理水を供給する被処理水管と、前記第１の透過水流出管又は前記第２の透過水流出管からの透過水を超純水の使用場所に送る超純水配管と、前記第１の限外ろ過膜モジュールの透過水を前記第２の被処理水供給管へ又は前記第２の限外ろ過膜モジュールの透過水を前記第１の被処理水供給管へ移送する移送配管と、前記被処理水管からの被処理水の流路を、前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管とで切り替えられる第１の流路切替部と、前記超純水配管に流入させる限外ろ過膜の透過水の流路を前記第１の透過水流出管と前記第２の透過水流出管とで着かえられる第２の流路切替部と、前記移送配管からの透過水の流路を前記第１の被処理水供給管と前記第２の被処理水供給管とで切り替えられる第３の流路切替部と、前記移送配管に流入させる透過水の流路を、前記第１の透過水流出管と前記第２の透過水流出管とで切り替えられる第４の流路切替部を有し、前記第１乃至第４の流路切替部の切替により、被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路で切替可能に構成されたことが好ましい。

【0016】

本発明の超純水製造システムにおいて、前記第１及び第３の流路切替部並びに前記第２及び第４の流路切替部のそれぞれの組み合わせに代えて、内部に少なくとも２つの流路を有してこれらの接続の切替が可能な２つの四方バルブを有し、前記四方バルブによって、被処理水の流路を、前記第１の限外ろ過膜モジュールから前記第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する第１の流路と前記第２の限外ろ過膜モジュールから前記第１の限外ろ過膜モジュールへ通流する第２の流路で切替可能に構成されたことが好ましい。

【0017】

本発明の超純水製造システムの運転方法は、直列に接続された複数の限外ろ過膜モジュールを有し、前段の限外ろ過膜モジュールの有する限外ろ過膜と後段の限外ろ過モジュールの有する限外ろ過膜の分画分子量及び／又は有効膜面積が共通する超純水製造システムの運転方法であって、
超純水製造時に前記複数の限外ろ過膜モジュールのうち後段の限外ろ過膜モジュールは前段の限外ろ過膜モジュールの透過水を処理し、前記複数の限外ろ過膜モジュールのうち少なくとも１つを交換する際に、前記超純水製造時における後段の限外ろ過膜モジュールを新品の限外ろ過膜モジュールに交換し、前記新品の限外ろ過膜モジュールを前段とし、交換されない限外ろ過膜モジュールを後段として流路を切り替え、前記複数の限外ろ過膜モジュールに洗浄水を通流させて超純水製造システムの立ち上げを行うことを特徴とする。

【0018】

本発明の超純水製造システムの運転方法において、前記限外ろ過膜モジュールの交換は、超純水製造時における後段の限外ろ過膜モジュールの透過水中に含まれる粒子径２０ｎｍ以上の微粒子が１０００ｐｃｓ．／Ｌ以上となったときに行うことが好ましい。

【0019】

なお、新品とは、必ずしも製造直後のものでなくてもよく、交換前のものよりも使用された期間が短く、経時劣化の少ないものをいう。

【発明の効果】

【0020】

本発明の超純水製造システム及び超純水製造方法によれば、限外ろ過膜装置を有する超純水製造システムの立ち上げ運転時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態に係る超純水製造システムを概略的に表すブロック図である。

【図2A】２つの限外ろ過膜装置を接続する配管の構成の一態様を概略的に表す図である。

【図2B】図２Ａに示される限外ろ過膜モジュールの構造を概略的に表す図である。

【図3A】２つの限外ろ過膜装置を接続する配管の構成の他の一態様を概略的に表す図である。

【図3B】図３Ａに示される限外ろ過膜モジュールの構造を概略的に表す図である。

【図4】２つの限外ろ過膜装置を接続する配管の構成と、被処理水の流路を概略的に表す図である。

【図5】図４に示す構成において、被処理水の他の流路を概略的に表す図である。

【図6】図４に示す構成に対して、三方バルブを用いた場合の配管の構成の一態様を概略的に表す図である。

【図7】図４に示す構成に対して、流路切替部を用いた場合の配管の構成と、被処理水の流路を概略的に表す図である。

【図8】図７に示す構成において、被処理水の他の流路を概略的に表す図である。

【図9A】図７に示す構成において、流路切替を配管のつなぎ替えにより行う構成の一態様を示す図である。

【図9B】図９Ａに示す構成に対して、配管のつなぎ替えを行い、流路を切り替えた構成の一例を示す図である。

【図10】図４に示す構成に対して、四方バルブを用いた場合の配管の構成の一態様を概略的に表す図である。

【図11】図４に示す構成に対して、六方バルブを用いた場合の配管の構成の一態様を概略的に表す図である

【図12】直列に接続された２台の限外ろ過膜装置からなる限外ろ過膜ユニットを２つ以上並列に接続した構成を表す概略図である。

【図13】直列に接続された２台の限外ろ過膜装置からなる限外ろ過膜ユニットにおいて、１段の限外ろ過膜装置が、複数並列した限外ろ過膜モジュールを有する構成を表す概略図である。

【図14】直列に接続された２つの限外ろ過膜装置からなる限外ろ過膜ユニットを２つ以上並列に接続し、１段の限外ろ過膜装置が複数並列した限外ろ過膜モジュールを有する構成を表す概略図である。

【図15】実施例及び比較例の立ち上げ運転における処理時間と微粒子数の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
一般に超純水製造システムでは、その新規建設後の立ち上げ時や、装置交換又は定期検査などによる休止後の再立ち上げ時に、超純水製造システム系内に混入・発生する不純物を除去してユースポイントにおける超純水が所望の水質に至るまで洗浄試運転（立ち上げ運転）を行う。例えば、装置交換や定期検査などによる装置の休止後には、超純水製造システム系内に過酸化水素水を通水することで殺菌して、その後に立ち上げ運転を行う。この立ち上げ運転では、超純水製造システム内に純水を連続通水して、超純水製造システム内の水処理装置や配管などの流路内に付着した不純物を洗い流す。立ち上げ運転で除去される不純物は、超純水製造システムの製造時や検査・交換時に外部から混入した不純物や、超純水製造システムに配置された水処理装置の構成部材からの発塵などである。特に、新規に製造された水処理装置では、経年使用された水処理装置に比べて発塵が多く、装置交換等により新品の水処理装置を配設した後の立ち上げ運転には長期間を要する場合があった。

【0023】

本発明者らは、上記のような立ち上げ運転時間の短縮を目的として鋭意検討を行ったところ、立ち上げ時に発生する微粒子は、比較的粒子径が大きく、４０ｎｍを超え１μｍ以下の微粒子であることを見出した。例えば、特許文献４には限外ろ過膜の中空糸が破断した場合には、０．４～１０μｍの粗大微粒子が発生することが記載されている。立ち上げ運転時にも、殺菌時の過酸化水素による化学的ダメージや、膜交換、あるいは通水開始や停止時の急速な流量の変化による物理的ダメージにより、上記粗大微粒子に似たようなメカニズムで微粒子が発生するため、立ち上がりが遅くなることが分かった。また、このように、立ち上げ時の微粒子は、通常の純水製造時の微粒子よりも粒子径が大きいために、超純水製造に用いられて除去率が多少低下した限外ろ過膜でも、立ち上げ時に発生する粗大微粒子の除去は十分に可能であることを見出した。
そこで、超純水製造時の通水を経た限外ろ過膜を、立ち上げ時の新品のフィルターの後段に設置することで早期立ち上げが可能であることを見出した。

【0024】

上記知見に基づき、本実施形態の超純水製造システムは、超純水製造システムの末端付近に配置される限外ろ過膜装置として、共通の構造及び仕様の限外ろ過膜モジュールを備えた限外ろ過膜装置を２つ以上直列に配置する構成にした。

【0025】

（第１の実施形態）
図１に示すように、第１の実施形態に係る超純水製造システム１は、前処理部１４と、一次純水製造部１５と二次純水製造部１３とを有する。二次純水製造部１３は、水中の微粒子を除去する２つの限外ろ過膜装置１１、１２を有する。

【0026】

前処理部１４は、原水中の懸濁物質を除去して、前処理水を生成し、この前処理水を一次純水製造部１５に供給する。前処理部１４は例えば、原水中の懸濁物質を除去するための砂ろ過装置、精密ろ過装置等を適宜選択して構成され、さらに必要に応じて原水の温度調節を行う熱交換器等を備えて構成される。なお、原水の水質によっては、前処理部１４は省略してもよい。

【0027】

原水は、例えば、市水、井水、地下水、工業用水、半導体製造工場などで使用され、回収されて処理された水（回収水）である。

【0028】

一次純水製造部１５は、逆浸透膜装置、脱気装置（脱炭酸塔、真空脱気装置、膜脱気装置等）、イオン交換装置（陽イオン交換装置、陰イオン交換装置、混床式イオン交換装置等）、紫外線酸化装置のうち１つ以上を適宜組み合わせて構成される。一次純水製造部１５は、前処理水中のイオン成分及び非イオン成分、溶存ガスを除去して一次純水を製造し、この一次純水を二次純水製造部１３に供給する。一次純水は例えば、全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が５μｇＣ／Ｌ以下、抵抗率が１７ＭΩ・ｃｍ以上、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００００ｐｃｓ．／Ｌ以下である。

【0029】

二次純水製造部１３は、一次純水中の微量不純物を除去して超純水を製造する。二次純水製造部１３は、限外ろ過膜ユニット（第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を総称して限外ろ過膜ユニットと称する。以下同じ。）の上流側に、必要に応じて紫外線酸化装置、膜脱気装置、非再生型混床式イオン交換装置等のうち１つ以上を適宜組み合わせて構成される。

【0030】

限外ろ過膜装置１１、１２は、それぞれ、内部に限外ろ過膜を収容した限外ろ過膜モジュールを１つ以上備えており、前段の限外ろ過膜装置の透過水が後段の限外ろ過膜装置に供給されるように直列に接続されている。

【0031】

第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２は、水中の例えば粒子径５０ｎｍ以上の微粒子、好ましくは２０ｎｍ以上の微粒子を除去する。これにより生成した超純水が使用場所（ユースポイント：ＰＯＵ）１６に供給される。超純水は、例えば、全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が１μｇＣ／Ｌ以下、抵抗率が１８ＭΩ・ｃｍ以上、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数が１０００ｐｓｃ．／Ｌ以下である。

【0032】

ここで用いられる限外ろ過膜としては、一般的に、三酢酸セルロース系非対称膜や、芳香族ポリアミド系の複合膜、ポリビニルアルコール系の複合膜等が用いられる。限外ろ過膜としては、上記のうち、ポリスルホン製の複合材を有する芳香族ポリアミド系の膜の複合膜を用いることが好ましい。膜形状は、シート平膜、スパイラル膜、管状膜、中空糸膜等であるが、これらに限定されない。第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２は、いずれも共通する材料、共通する形状からなる２以上の限外ろ過膜を備えることが好ましく、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２の有するすべての限外ろ過膜で上記膜の材料及び形状が共通することがより好ましい。第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２の有する限外ろ過膜で互いに材料及び形状が異なる場合、限外ろ過膜モジュールの移し替えを行った場合に、交換周期が著しく短くなりやすく、また、微粒子の除去性能が下がって水質が悪化しやすくなることがあるためである。

【0033】

このような限外ろ過膜を収容する限外ろ過膜モジュールの仕様は、一例として、限外ろ過膜の分画分子量が４０００～６０００、有効膜面積が１０ｍ^２～３５ｍ^２、設計運転差圧は０．１ＭＰａ～０．４ＭＰａであることが好ましい。また微粒子除去性能は、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子の除去率で６５％以上であることが好ましい。第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２の有する２以上の限外ろ過膜は、その少なくとも一部において上記仕様のうち、分画分子量又は有効膜面積が共通することが好ましく、分画分子量及び有効膜面積が共通することがより好ましい。また、複数の限外ろ過膜モジュールにおいて、その外径、長さ、導入口の配設位置、透過水流出口の配設位置、濃縮水流出口の配設位置、対応する配管の口径及び対応する配管の継手の形状、が全て共通することが好ましい。また、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２の有する２以上の限外ろ過膜モジュールの、すべての限外ろ過膜モジュールで上記仕様が共通することがより好ましい。限外ろ過膜モジュールで上記仕様が共通しない場合、限外ろ過膜モジュールの移し替えを行った場合に、交換周期が著しく短くなりやすく、微粒子の除去性能が下がって水質が悪化しやすくなることがあるためである。

【0034】

このような限外ろ過膜モジュールの市販品として、（製品名：ＯＡＴ－６０３６、ＯＬＴ－６０３６、ＯＬＴ－５０２６、製造元：旭化成）等を使用することができる。

【0035】

二次純水製造部１３の直後には、微粒子計１８が配置されている。微粒子計１８は、水中の好ましくは粒子径５０ｎｍ以上の微粒子数、より好ましくは、粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数を計測する。微粒子計１８としては、例えば、Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製の微粒子計ＵｌｔｒａＤＩ－２０を使用することができる。微粒子計１８は、これらのうち下流側（後段）の限外ろ過膜装置の透過水中の微粒子数を計測する。

【0036】

本実施形態の超純水製造システム１では、微粒子計１８による微粒子計測数が、例えば、粒子径５０ｎｍ以上の微粒子５０００ｐｃｓ．／Ｌ以上、好ましくは粒子径２０ｎｍ以上の微粒子１０００ｐｃｓ．／Ｌ以上になったときに、限外ろ過膜ユニットにおいて、前段の限外ろ過膜装置における限外ろ過膜モジュールを後段の限外ろ過膜装置における限外ろ過膜モジュールに移設し、前段に新品の限外ろ過膜モジュールが配設されるようにする。なお、ここでの前段は水の通流時に上流側に位置することをいい、後段は下流側に位置することをいう。

【0037】

ここで、図１に示す超純水製造システム１は、２つの限外ろ過膜装置を有しているが、超純水製造システム１は、３つ以上の直列に接続された限外ろ過膜装置を備えていてもよい。また、超純水製造システム１は、２つ以上の直列に接続された限外ろ過膜装置ユニットを２つ以上並列に接続した構成を有していてもよい。

【0038】

次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して第１の実施形態に係る限外ろ過膜モジュールの構成及び配管構成について説明する。図２Ａは、本実施形態の第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を接続する配管の構成の一態様を概略的に表す図である。図２Ａに示すように、第１の限外ろ過膜装置１１は、第１の限外ろ過膜モジュール１１０を有し、第２の限外ろ過膜装置１２は、第２の限外ろ過膜モジュール１２０を有してなる。

【0039】

ここで、図２Ａには、１つの限外ろ過膜装置が１台の限外ろ過膜モジュールを備えた例を示しているが、これに限定されず、１つの限外ろ過膜装置が２台以上の限外ろ過膜モジュールを備えていてもよい。

【0040】

図２Ｂは、本実施形態で使用される限外ろ過膜モジュール１１０の構造を概略的に表す図である。限外ろ過膜モジュール１１０は内空円筒状のハウジング１１ｈ内に、限外ろ過膜１１ｍを収容している。ハウジング１１ｈの両端は液密に封止され、それぞれ透過水流出口１１ｂが開口している。また、ハウジング１１ｈには、被処理水の導入口１１ａと濃縮水流出口１１ｃが、それぞれ、ハウジング１１ｈの長さ方向中央よりも両端付近の壁面に設けられている。限外ろ過膜モジュール１１０において、被処理水の導入口１１ａからハウジング１１ｈの内部に導入された被処理水は、限外ろ過膜１１ｍの一次側（給水側）から二次側（透過水側）に通流する過程でろ過処理され、透過水が生成する。生成した透過水は透過水流出口１１ｂから流出する。濃縮水は限外ろ過膜１１ｍの一次側を通流して、濃縮水流出口１１ｃから流出する。第２の限外ろ過膜モジュール１２０の構造も同様であり、ハウジングの側壁に処理水の導入口１２ａと濃縮水流出口１２ｃとを有し、両端に、透過水流出口１２ｂを備えている。限外ろ過膜モジュール１２０内には、限外ろ過膜が収容されている。

【0041】

また、図３Ａは、本実施形態における第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を接続する配管の構成の他の一態様を概略的に表す図である。図３Ａに示すように、第１の限外ろ過膜装置１１は、第１の限外ろ過膜モジュール２１０を有し、第２の限外ろ過膜装置１２は、第２の限外ろ過膜モジュール２２０を有してなる。

【0042】

ここで、図３Ａでは、１つの限外ろ過膜装置が１台の限外ろ過膜モジュールを備えた例を示しているが、これに限定されず、１つの限外ろ過膜装置が２台以上の限外ろ過膜モジュールを備えていてもよい。

【0043】

図３Ｂは、本実施形態で使用される他の限外ろ過膜モジュール２１０の構造を概略的に表す図である。図３Ｂに示す限外ろ過膜モジュール２１０は、図２Ｂに示す限外ろ過膜モジュール１１０とは、被処理水の導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の、ハウジングに対する配設位置が異なるが、その他の構成は同様である。限外ろ過膜モジュール２１０においては、ハウジング２１ｈの一端に被処理水の導入口２１ａが開口し、他端に透過水流出口２１ｂが開口している。また、ハウジンング２１ｈの壁面に濃縮水流出口２１ｃが開口している。このような、限外ろ過膜モジュール２１０の市販品としては、日東電工（株）社製のＮＴＵ－３３０６－Ｋ６Ｒ等が使用できる。第２の限外ろ過膜モジュール２２０も同様である。

【0044】

ここで、図３Ｂに示す構成の限外ろ過膜モジュールを直列に接続する場合には、限外ろ過膜モジュール２１０の透過水流出口２１ｂと第２の限外ろ過膜モジュール２２０の導入口２２ａを接続する。この接続は配管を用いてもよいし、第１の限外ろ過膜モジュール２１０の透過水流出口２１ｂと第２の限外ろ過膜モジュール２２０の導入口２２ａを直接接続してもよい。被処理水は第１の限外ろ過膜モジュールの導入口２１ａから第１の限外ろ過膜モジュール２１０内に供給されて、ここで限外ろ過処理される。濃縮水は濃縮水流出口２１ｃから流出し、透過水は透過水流出口２１ｂから第２の限外ろ過膜モジュール２２０の導入口２２ａに供給される。透過水は、第２の限外ろ過膜モジュール２２０内に導入され、ここでろ過処理される。第２の限外ろ過膜モジュール２２０の濃縮水は濃縮水流出口２２ｃから流出し、透過水が透過水流出口２２ｂから流出する。このようにして、第２の限外ろ過膜モジュール２２０の透過水が超純水として得られる。

【0045】

本実施形態の限外ろ過膜ユニットにおいて、図２Ａ、Ｂに示す第１の限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａと第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａの配置、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水流出口１１ｂと第２の限外ろ過膜モジュール１２０の透過水流出口１２ｂの配置、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の濃縮水流出口１１ｃと第２の限外ろ過膜モジュール１２０の濃縮水流出口１２ｃの配置、のそれぞれの配置はすべて共通する。すなわち、第１の限外ろ過膜モジュール１１０と第２の限外ろ過膜モジュール１２０のハウジングにおける導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の配設位置がそれぞれ互いに共通する。そのため、限外ろ過膜モジュールの導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口に接続される超純水製造システムの配管の配置や形態を変更せずに、任意の限外ろ過膜モジュールを移し替えて、これらを交換することもできる。図３Ａ、Ｂにおいても同様である。

【0046】

図２Ａに示すように、本実施形態の限外ろ過膜ユニットにおいて、第１の限外ろ過膜装置１１には、第１の限外ろ過膜装置１１に被処理水（例えば、一次純水製造部１５で製造された一次純水である。一次純水は、紫外線酸化装置、膜脱気装置、非再生型混床式イオン交換装置等のうち１つ以上を経て得られ、第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給されてもよい（以降同様）。）を供給する被処理水供給管１１１が接続されている。被処理水供給管１１１は、限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａに接続されている。被処理水供給管１１１には、開閉可能なバルブＶ１が介装されている。

【0047】

第１の限外ろ過膜装置１１において、限外ろ過膜モジュール１１０の濃縮水流出口１１ｃには、濃縮水流出管１１４が接続されている。透過水流出口１１ｂには、透過水流出管１１２が接続されている。透過水流出管１１２には、透過水を後段の第２の限外ろ過膜装置１２に移送する移送配管１１５が接続されている。移送配管１１５にはバルブＶ４が介装されている。バルブＶ４は開閉可能に構成されている。移送配管１１５は、第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに接続されている。

【0048】

第２の限外ろ過膜装置１２において、限外ろ過膜モジュール１２０の濃縮水流出口１２ｃには、濃縮水流出管１２４が接続されている。透過水流出口１２ｂには、透過水流出管１２２が接続されている。透過水流出管１２２には、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水をユースポイントに移送する超純水配管１２３が接続されている。超純水配管１２３にはバルブＶ６が介装されている。バルブＶ６は開閉可能に構成されている。

【0049】

次に、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を用いた水処理方法について説明する。まず、超純水製造システム１における超純水の製造時には、原水が前処理部１４に供給されて、前処理部１４及び一次純水製造部１５の順に処理されて、一次純水を生成する。

【0050】

この一次純水が二次純水製造部１３に供給される。このとき、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６は開かれている。

【0051】

二次純水製造部１３に供給された一次純水は、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２に順に通水されて処理される。具体的には、一次純水は、被処理水供給管１１１から、導入口１１ａを介して第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給され、ここでろ過処理される。第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水は、透過水流出口１１ｂから透過水流出管１１２及び移送配管１１５を経て第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに供給される。第１の限外ろ過膜モジュール１１の濃縮水は、濃縮水流出口１１ｃを経て濃縮水流出管１１４から流出する。このとき、一次純水は、紫外線酸化装置、膜脱気装置、非再生型混床式イオン交換装置等のうち１つ以上を経て、第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給されてもよい。

【0052】

第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに供給された上記透過水は、第２の限外ろ過膜モジュール１２０内に導入され、ここで、ろ過処理される。第２の限外ろ過膜モジュール１２０の透過水は、透過水流出口１２ｂから透過水流出管１２２及び超純水配管１２３を経てユースポイントに供給される。第２の限外ろ過膜モジュール１２０の濃縮水は、濃縮水流出口１２ｃを経て濃縮水流出管１２４から流出する。このようにして所定の期間超純水を製造することができる。

【0053】

超純水の製造を続けていると、限外ろ過膜が劣化して、超純水の水質が低下してくる。このときに、超純水製造システム１が一旦停止されて、限外ろ過膜モジュールの交換が行われる。この限外ろ過膜モジュールの交換は次に説明するように、新品の限外ろ過膜モジュールを最も前段に配置するとともに、使用された限外ろ過膜モジュールをその後段に配置する。このとき、より長期間使用された限外ろ過膜モジュールを、より後段に配置する方式で行われる。

【0054】

図２Ａの限外ろ過膜ユニットにおいては、まず、後段の第２の限外ろ過膜モジュール１２０の交換を先に行う。第２の限外ろ過膜モジュール１２０を除去し、ここに第１の限外ろ過膜モジュール１１０を移設する。そして、第１の限外ろ過膜装置１１に新品の限外ろ過膜モジュールを配設する。この限外ろ過膜モジュールの交換の際には、被処理水供給管１１１からの水の流入や、下流側からの水の逆流を防止し、配管内部を清浄に保つため、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６は閉じられることが好ましい。

【0055】

次いで、第１の限外ろ過膜モジュール１１０として配設された新品の限外ろ過膜モジュールを有する第１の限外ろ過膜装置１１の立ち上げを行う。この立ち上げ運転時には、各バルブは上記超純水の製造時の状態と同じ、すなわち、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が開かれている。この状態で、限外ろ過膜ユニットに、洗浄水として一次純水が通流されて、立ち上げ運転がなされる。洗浄水（一次純水）は、被処理水供給管１１１を経て、新品の限外ろ過膜モジュールが配設された第１の限外ろ過膜装置１１、次いで第２の限外ろ過膜装置１２と順に通流する。なお、立ち上げ運転に際しては、洗浄水は第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を通流すればよいが、第２の限外ろ過膜装置１２を通流した後は、前処理部１４、一次純水製造部１５及び二次純水製造部１３に任意に設けられる装置に通流させてもよい。

【0056】

この立ち上げ運転は、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水中の微粒子数が所定の値以下になるまで行われる。立ち上げ運転に際して、第１の限外ろ過膜装置１１に備えられた新品の限外ろ過膜モジュールからは、多くの発塵があるが、これらは第２の限外ろ過膜装置１２で捕捉される。そのため、この立ち上げ運転は、新品のモジュールに交換された第１の限外ろ過膜装置１１を単体で立ち上げるのよりも早期に完了することができる。このように、新品の限外ろ過膜モジュールを前段に配置し、経時使用された限外ろ過膜モジュールを後段に配置することで、立ち上げ運転時間を短縮することができる。また、立ち上げ運転を行うための特別な配管や機器なしで行うことが可能である。

【0057】

立ち上げ運転が完了した後、上記と同様に、被処理水が被処理水供給管１１１に供給されて、超純水の製造が開始される。

【0058】

次に、上記の限外ろ過膜モジュールの交換及び立ち上げを、バルブの開閉によって実現する方法について説明する。この方法によれば、限外ろ過膜モジュールの新品交換時に、交換しない限外ろ過膜モジュールの移動を伴わずに、交換及び立ち上げ運転を行うことができるため、作業負荷を低減することができる。

【0059】

この方法では、図４に示すように、図２Ａに示す構成にさらに、被処理水を、第１の限外ろ過膜モジュール１１０から第２の限外ろ過膜モジュール１２０へ通流させる第１の流路と第２の限外ろ過膜モジュール１２０から第１の限外ろ過膜モジュールへ通流させる第２の流路のいずれの流路に流すかを切替可能にする配管及びバルブを有する構成を使用する。

【0060】

図４に示すように、透過水流出管１１２には、ユースポイントに接続されて第１の限外ろ過膜装置の透過水をユースポイントに移送できる超純水配管１１３が接続されている。超純水配管１１３にはバルブＶ３が、介装されている。バルブＶ３はバルブＶ４と同様に開閉可能に構成され、これらの開閉により、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水の流路が、超純水配管１１３又は移送配管１１５に切り替えられる。なお、超純水配管１１３は、ユースポイントとの接続を解除することができ、これにより限外ろ過膜装置１１の透過水を外部に排出することもできる。

【0061】

また、移送配管１１５の経路には、第１の限外ろ過膜装置１１ではなく第２の限外ろ過膜装置１２に被処理水（例えば、紫外線酸化装置、膜脱気装置、非再生型混床式イオン交換装置等のうち１つ以上を経た一次純水）を供給できる被処理水供給管１２１が接続されている。被処理水は、被処理水供給管１２１から移送配管１１５を介して導入口１２ａに供給される。被処理水供給管１２１には、開閉可能なバルブＶ２が介装されている。

【0062】

第２の限外ろ過膜モジュール１２０の透過水流出管１２２には、透過水を前段の第１の限外ろ過膜装置１１に移送できる移送配管１２５が接続されている。移送配管１２５にはバルブＶ５が介装されている。バルブＶ５は開閉可能に構成され、バルブＶ５及びバルブＶ６の開閉により、透過水流出管１２２を通流した第２の限外ろ過膜装置１２の透過水の流路が、超純水配管１２３又は移送配管１２５に切り替えられる。

【0063】

移送配管１２５は、被処理水供給管１１１のバルブＶ１の下流側に接続されており、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水は、移送配管１２５から、被処理水供給管１１１を介して第１の限外ろ過膜装置１１の導入口１１ａに供給できるようになっている。

【0064】

まず、図４に示すようにバルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が開かれ、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ５が閉じられた状態、すなわち、第１の限外ろ過膜装置１１が前段、第２の限外ろ過膜装置１２が後段の配置で超純水の製造を行う。このときの被処理水の流れは、図２Ａで説明した流れと同様である。製造開始から所定の期間経過後、限外ろ過膜が劣化して超純水の水質が低下してきたときに、超純水製造システム１が一旦停止されて、限外ろ過膜モジュールの交換が行われる。限外ろ過膜モジュールの交換は、後段の第２の限外ろ過膜モジュール１２０の交換を先に行う。第２の限外ろ過膜モジュール１２０を取り外し、ここに新品の限外ろ過膜装置モジュールを配設する。なお、図４において、黒色のバルブは閉じられていて、白色のバルブは開かれていることを示す。図５も同様である。また、図４、図５において太線は被処理水の通流する流路を示す

【0065】

次いで、新品の第２の限外ろ過膜モジュール１２０を有する第２の限外ろ過膜装置１２の立ち上げを行う。この立ち上げ運転時には、各バルブは、図５に示すように、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が閉じられて、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ５が開かれる。これにより、第２の限外ろ過膜装置１２が前段、第１の限外ろ過膜装置１１が後段の配置に変更される。そして、限外ろ過膜モジュールに、洗浄水として純水が通流されて、立ち上げ運転がなされる。洗浄水（一次純水）は、被処理水供給管１２１を経て交換後の第２の限外ろ過膜モジュール１２０、次いで第１の限外ろ過膜モジュール１１０と順に通流する。

【0066】

具体的には、洗浄水は、被処理水供給管１２１から、移送配管１１５を経て第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに供給される。そして、洗浄水は、第２の限外ろ過膜モジュール１２０内を通流した後、透過水流出口１２ｂから透過水流出管１２２及び移送配管１２５を経て第１の限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａに供給される。

【0067】

第１の限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａに供給された洗浄水は、第１の限外ろ過膜モジュール１１０内を通流した後、透過水流出口１１ｂから流出し、透過水流出管１１２及び超純水配管１１３を順に経て排出される。このとき、超純水配管とユースポイントの接続は解除しておく。

【0068】

この立ち上げ運転は、後段となる第１の限外ろ過膜装置１１の透過水中の微粒子数が所定の値以下になるまで行われる。立ち上げ運転に際して、第２の限外ろ過膜装置１２に配設された新品の限外ろ過膜モジュールからは、多くの発塵があるが、これらは第１の限外ろ過膜装置１１で捕捉される。そのため、この立ち上げ運転は、新品のモジュールに交換された第２の限外ろ過膜装置１２を単体で立ち上げるよりも早期に完了することができる。

【0069】

立ち上げ運転が完了した後、被処理水が被処理水供給管１１１に供給されて、超純水の製造が開始される。このときには、各バルブは上記立ち上げ時と同様、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が閉じられて、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ５が開かれて、第２の限外ろ過膜装置１２が前段、第１の限外ろ過膜装置１１が後段の配置である。一次純水製造部５から供給された一次純水は、第２の限外ろ過膜装置１２、次いで第１の限外ろ過膜装置１１と順に通流する。

【0070】

この状態で超純水の製造を続けていると、長期間使用された第１の限外ろ過膜モジュール１１０が、新品に交換された第２の限外ろ過膜モジュール１２０よりも先に劣化してくる。このときには、後段となる第１の限外ろ過膜モジュール１１０の交換を行う。このときには、第１の限外ろ過膜モジュール１１０を取り外し、新品の限外ろ過膜モジュールを配設する。

【0071】

そして、新品の第１の限外ろ過膜モジュール１１０を有する第１の限外ろ過膜装置１１の立ち上げを行う。このときは、各バルブは図４に示されるように、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が開かれ、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ５が閉じられている。これにより、第１の限外ろ過膜装置１１が前段、第２の限外ろ過膜装置１２が後段の配置に変更される。この状態で、限外ろ過膜モジュールに、洗浄水として一次純水が通流されて、立ち上げ運転がなされる。洗浄水は、上記と同様に、新品の限外ろ過膜モジュールが配設された第１の限外ろ過膜装置１１、次いで第２の限外ろ過膜装置１２と順に通流する。

【0072】

この立ち上げ運転は、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水中の微粒子数が所定の値以下になるまで行われる。立ち上げ運転に際して、第１の限外ろ過膜装置１１に配設された新品の限外ろ過膜モジュールからは、多くの発塵があるが、これらは第２の限外ろ過膜装置１２で捕捉される。そのため、この立ち上げ運転は、新品のモジュールに交換された第１の限外ろ過膜装置１１を単体で立ち上げるよりも早期に完了することができる。

【0073】

立ち上げ運転が完了した後、被処理水が被処理水供給管１１１に供給されて、超純水の製造が開始される。このときには、各バルブは上記立ち上げ時と同様、バルブＶ１、バルブＶ４、バルブＶ６が開かれて、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ５が閉じられて、第１の限外ろ過膜装置１１が前段、第２の限外ろ過膜装置１２が後段の状態を維持する。これにより、一次純水製造部５から供給された一次純水は、第１の限外ろ過膜装置１１、次いで第２の限外ろ過膜装置１２と順に通流する。

【0074】

上記操作を繰り返すことで、第１の限外ろ過膜モジュール１１０と第２の限外ろ過膜モジュール１２０を順に交換、立ち上げしながら超純水を製造することができる。このとき、新品のモジュールに交換後の立ち上げ運転時間が著しく短縮されるため、高水質の超純水を効率よく製造することができる。また、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２に備えられる限外ろ過膜モジュールのハウジングにおける導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の配設位置が、それぞれ互いに共通した配置となっている。そのため、限外ろ過膜モジュールの導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口に接続される超純水製造システムの配管の配置や形態を変更せずに、任意の限外ろ過膜モジュールを移し替えて、これらを交換することもできる。

【0075】

なお、後段に配置される限外ろ過膜装置は、濃縮水流出管（１１４又は１２４）にバルブを設け、このバルブを閉じることにより、後段に配置される限外ろ過膜装置のみ全量ろ過とすることも可能である。この全量ろ過を用いると、限外ろ過膜装置の水回収率を向上することができる。この全量ろ過は、立ち上げ時と立ち上げ終了後の両方で行うことも可能であるが、立ち上げ終了後のみ実施することも可能である。なお、この全量ろ過は、他の実施形態においても同様に実施可能である。

【0076】

図６は、上記開閉バルブに代えて三方バルブを用いた場合の限外ろ過膜ユニットの配管構成を表す。図６において、図２～５と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図６に示すように、図４及び図５におけるバルブＶ３とバルブＶ４の組み合わせ、及びバルブＶ５とバルブＶ６の組み合わせに代えて、それぞれ三方バルブＶ３１及び三方バルブＶ３２を備えていてもよい。この場合には、三方バルブＶ３１は、超純水配管１１３と移送配管１１５の分岐箇所に、三方バルブＶ３２は、超純水配管１２３と移送配管１２５の分岐箇所に設けられ、上記同様に流路の切替をすることができる。具体的には上記操作において三方バルブＶ３１は、透過水流出管１１２からの透過水の流路を超純水配管１１３と移送配管１１５とで切り替える。また、上記操作において、三方バルブＶ３２は、透過水流出管１２２からの透過水の流路を超純水配管１２３と移送配管１２５とで切り替える。

【0077】

開閉バルブに代えて三方バルブを用いた場合には、超純水製造システム１内の水の滞留部を減少させることができるので、超純水水質の劣化が少なく、より長期間にわたって高純度の超純水を製造することができる。

【0078】

（第２の実施形態）
次に、図７及び図８を参照して第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を接続する配管の構成の他の一態様を説明する。図７及び図８において、図２～６と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0079】

第２の実施形態の限外ろ過膜ユニットは、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２への通水順序の切り替えを、開閉バルブを用いずに、配管のつなぎ替えによって行うものである。

【0080】

図７に示す本実施形態の限外ろ過膜ユニットでは、被処理水を限外ろ過膜ユニットに供給する被処理水管４０と、被処理水管４０からの被処理水の流路を、第１の限外ろ過膜装置１１の導入口１１ａへの流路と、第２の限外ろ過膜装置１２の導入口１２ａへの流路とで切り替える流路切替部Ｒ１を有している。流路切替部Ｒ１は被処理水管４０に接続されている。

【0081】

流路切替部Ｒ１は、上記流路に配管を切り替える切替機構によって構成される。後述する流路切替部Ｒ２～Ｒ４も同様である。切替機構は、例えば、図７において、流路切替部（切替機構）Ｒ１～Ｒ４を接続されている配管から切り離して、切替中心Ｒｐを中心として１８０度回転移動したところで、流路切替部（切替機構）Ｒ１～Ｒ４を限外ろ過膜装置の各配管につなぎこむことにより、切り替えを可能にした構造となっている。

【0082】

切替機構は、配管や継手等の配管部品を用いて組み立てることが可能である。これらの市販品としては、例えば、セキスイ化学製のものがある。切換機構の、配管と接続する末端（接続部）には、ユニオン継手、バルブ継手を用いることで、特に工具等を用いずに容易に取り外しが可能となるので、切り替えが容易に行える。接続部の形状は、ＴＳ式、フランジ式等が好適である。ねじ込み式、溶着式は、取り外しが容易でないので、好ましくない。切替機構はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、塩素化塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の素材のものが好ましく、ＰＶＤＦ製が特に好ましい。

【0083】

また、本実施形態の限外ろ過膜ユニットは、超純水をユースポイントに移送する超純水配管３０に流入させる限外ろ過膜装置の透過水を第１の限外ろ過膜装置１１の透過水と第２の限外ろ過膜装置１２の透過水とで切り替えることができる構成となっており、超純水配管３０と接続する流路を、第１の限外ろ過膜装置１１の透過水流出管１１２を通流する透過水の流路と第２の限外ろ過膜装置１２の透過水流出管１２２を通流する透過水の流路とで切り替える流路切替部Ｒ２を有している。流路切替部Ｒ２は超純水配管３０に接続されている。

【0084】

また、本実施形態の限外ろ過膜ユニットは、第１の限外ろ過膜装置１１の透過水を移送配管１１５を経由させて第２の限外ろ過膜装置１２の被処理水供給管１２１に供給するか、又は、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水を移送配管１１５を経由させて第１の限外ろ過膜装置１１へ供給する構成となっており、移送配管１１５と接続する流路を、第２の限外ろ過膜装置１２の被処理水供給管１２１と第１の限外ろ過膜装置１１の被処理水供給管１１１とで切り替える流路切替部Ｒ３を有している。流路切替部Ｒ３は移送配管１１５に接続されている。

【0085】

また、本実施形態の限外ろ過膜ユニットは、移送配管１１５に流入させる限外ろ過膜装置の透過水を第１の限外ろ過膜装置１１の透過水と第２の限外ろ過膜装置１２の透過水とで切り替えることができる構成となっており、移送配管１１５と接続する流路を、第１の限外ろ過膜装置１１の透過水流出管１１２を通流する透過水の流路と第２の限外ろ過膜装置１２の透過水流出管１２２を通流する透過水の流路とで切り替える流路切替部Ｒ４を有している。流路切替部Ｒ４は移送配管１１５に接続されている。

【0086】

移送配管１１５は第１の実施形態における移送配管１１５と移送配管１２５を兼ねている。また、超純水配管３０は第１の実施形態における超純水配管１１３と超純水配管１２３を兼ねている。

【0087】

次に、本実施形態の限外ろ過膜ユニットにおける水処理方法について説明する。まず、超純水製造システム１における超純水の製造時には、原水が前処理部１４に供給されて、前処理部１４及び一次純水製造部１５で順に処理されて、一次純水が生成する。このとき図７に示すように流路切替部Ｒ１によって被処理水管４０と被処理水供給管１１１が接続される。また、流路切替部Ｒ２によって透過水流出管１１２と移送配管１１５の一端が接続される。また、流路切替部Ｒ３によって移送配管１１５の他端と被処理水供給管１２１が接続される。また、流路切替部Ｒ４によって透過水流出管１２２と超純水配管３０が接続される。これにより、第１の限外ろ過膜装置１１が前段、第２の限外ろ過膜装置１２が後段の配置になる。図７に示す限外ろ過膜ユニットにおいては、被処理水管４０、流路切替部Ｒ１、被処理水供給管１１１、導入口１１ａ、第１の限外ろ過膜モジュール１１０、透過水流出口１１ｂ、透過水流出管１１２、流路切替部Ｒ４、移送配管１１５、流路切替部Ｒ３、被処理水供給管１２１、導入口１２ａ、第２の限外ろ過膜モジュール１２０によって、第１の限外ろ過膜モジュールから第２の限外ろ過膜モジュールへ通流する流路が形成される。

【0088】

一次純水製造部から、被処理水管４０を介して限外ろ過膜ユニットに供給された一次純水は、第１の限外ろ過膜モジュール１１０及び第２の限外ろ過膜モジュール１２０で順に処理される。これにより生成した超純水は、超純水配管３０を経てユースポイントに供給される。具体的には、一次純水は、被処理水供給管１１１から導入口１１ａを経て第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給される。第１の限外ろ過膜モジュール１１０を通流した透過水は、透過水流出管１１２、移送配管１１５、被処理水供給管１２１を経て導入口１２ａから第２の限外ろ過膜モジュール１２０に供給される。さらに、第２の限外ろ過膜モジュール１２０を通流して生成した超純水は、透過水流出管１２２、超純水配管３０を経てユースポイントに流出する。

【0089】

超純水の製造を続けていると、限外ろ過膜が劣化して、超純水の水質が低下してくる。そのため、超純水配管３０に例えば、Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製の微粒子計ＵｌｔｒａＤＩ－２０を設置して、微粒子数をモニターすると、次第に微粒子数が増加してくる。このときに、超純水製造システム１が一旦停止されて、上記実施形態と同様に後段の第２の限外ろ過膜モジュール１２０の交換が行われる。第２の限外ろ過膜装置１２に新品の限外ろ過膜モジュールを配設し、第２の限外ろ過膜装置１２の立ち上げを行う。このような限外ろ過膜の交換、立ち上げは、定期的に行っても良い。

【0090】

第２の限外ろ過膜装置１２の立ち上げ運転時には、図８に示すように流路切替部の接続を切り替える。すなわち、流路切替部Ｒ１によって被処理水管４０と被処理水供給管１２１が接続される。また、流路切替部Ｒ２によって透過水流出管１１２と超純水配管３０が接続される。また、流路切替部Ｒ３によって移送配管１１５と被処理水供給管１１１が接続される。また、流路切替部Ｒ４によって透過水流出管１２２と移送配管１１５が接続される。これにより、第２の限外ろ過膜装置１２が前段、第１の限外ろ過膜装置１１が後段の配置に変更される。図８に示す限外ろ過膜ユニットにおいて、被処理水管４０、流路切替部Ｒ１、被処理水供給管１２１、導入口１２ａ、第２の限外ろ過膜モジュール１２０、透過水流出口１２ｂ、透過水流出管１２２、流路切替部Ｒ４、移送配管１１５、流路切替部Ｒ３、被処理水供給管１１１、導入口１１ａ、第１の限外ろ過膜モジュール１１０によって、第２の限外ろ過膜モジュール１２０から第１の限外ろ過膜モジュール１１０へ通流する流路が形成される。

【0091】

この状態で被処理水管４０から限外ろ過膜ユニットに洗浄水が供給される。洗浄水は、新品の第２の限外ろ過膜モジュール１２０、次いで第１の限外ろ過膜装モジュール１１０と順に通流する。具体的には、洗浄水は、被処理水供給管１２１から導入口１２ａを経て第２の限外ろ過膜モジュール１２０に供給される。第２の限外ろ過膜モジュール１２０を通流した洗浄水は、透過水流出管１２２、移送配管１１５、被処理水供給管１１１を経て導入口１１ａから第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給される。さらに、洗浄水は第１の限外ろ過膜モジュール１１０を通流して、透過水流出管１１２、超純水配管３０を経て排出される。なお、立ち上げ運転時には、超純水配管３０とユースポイントの接続は解除される。

【0092】

この立ち上げ運転は、第１の限外ろ過膜装置１１の透過水中の微粒子数が所定の値以下になるまで行われる。立ち上げ運転に際して、新品の第２の限外ろ過膜モジュール１２０からは、多くの発塵があるが、これらは第１の限外ろ過膜装置１１で捕捉される。そのため、この立ち上げ運転は、新品の第２の限外ろ過膜モジュール１２０を単体で立ち上げるよりも早期に完了することができる。

【0093】

立ち上げ運転が完了した後、流路切替部の接続は図８に示すように切り替えたまま、原水が前処理部１４に供給されて超純水の製造が開始される。一次純水製造部１５から送られた一次純水は、被処理水として第２の限外ろ過膜モジュール１２０、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の順に通流して、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水がユースポイントに送水される。これにより高純度の超純水を安定的にユースポイントに供給することができる。

【0094】

超純水の製造を続けていると、限外ろ過膜が劣化して、超純水の水質が低下してくる。このときには、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の交換が行われる。第１の限外ろ過膜装置１１に新品の限外ろ過膜モジュールを配設し、第１の限外ろ過膜装置１１の立ち上げを行う。

【0095】

この第１の限外ろ過膜装置１１の立ち上げ時には、図７に示すように流路切替部Ｒ１によって被処理水管４０と被処理水供給管１１１が接続される。また、流路切替部Ｒ２によって透過水流出管１１２と移送配管１１５の一端が接続される。また、流路切替部Ｒ３によって移送配管１１５の他端と被処理水供給管１２１が接続される。また、流路切替部Ｒ４によって透過水流出管１１２と超純水配管３０が接続される。これにより、第１の限外ろ過膜装置１１が前段、第２の限外ろ過膜装置１２が後段の配置に変更される。この状態で、被処理水管４０から限外ろ過膜ユニットに洗浄水が供給される。

【0096】

限外ろ過膜装置に供給された洗浄水は、被処理水供給管１１１から導入口１１ａを経て第１の限外ろ過膜モジュール１１０に供給される。第１の限外ろ過膜モジュール１１０を通流した洗浄水は、透過水流出管１１２、移送配管１１５、被処理水供給管１２１を経て導入口１２ａから第２の限外ろ過膜モジュール１２０に供給される。さらに、第２の限外ろ過膜モジュール１２０を通流した洗浄水は、透過水流出管１２２、超純水配管３０を経て排出される。なお、立ち上げ運転時には、超純水配管３０とユースポイントの接続は解除される。

【0097】

この立ち上げ運転は、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水中の微粒子数が所定の値以下になるまで行われる。立ち上げ運転に際して、新品の第１の限外ろ過膜モジュール１１０からは、多くの発塵があるが、これらは第２の限外ろ過膜装置１２で捕捉される。そのため、この立ち上げ運転は、新品の第１の限外ろ過膜モジュール１１０を単体で立ち上げるよりも早期に完了することができる。

【0098】

立ち上げ運転が完了した後、流路切替部の接続は図７に示すように切り替えたまま、原水が前処理部１４に供給されて超純水の製造が開始される。一次純水製造部１５から送られた一次純水は、上記同様、第１の限外ろ過膜装置１１、第２の限外ろ過膜装置１２の順に通水して、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水がユースポイントに送水される。これにより高純度の超純水を安定的にユースポイントに供給することができる。

【0099】

上記操作を繰り返すことで、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２を順に交換、立ち上げしながら超純水を製造することができる。このとき、新品のモジュールとの入れ替え後の立ち上げ運転時間が著しく短縮されるため、高水質の超純水を効率よく製造することができる。また、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２に備えられる限外ろ過膜モジュールのハウジングにおける導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の配設位置がそれぞれ互いに共通する。そのため、限外ろ過膜モジュールの導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口に接続される超純水製造システムの配管の配置や形態を変更せずに、任意の限外ろ過膜モジュールを移し替えて、これらを交換することもできる。

【0100】

上記流路切替部Ｒ１～Ｒ４は例えば図９Ａ及び図９Ｂに示すように、切替機構Ｒｐを構成する２つの開閉バルブＲｐｖと、それぞれの開閉バルブＲｐｖに接続されて流路切替部を構成する２本の曲管Ｌ１、Ｌ２と、切替機構と流路切替部を一体化した配管Ｌ１１５によって構成される。

【0101】

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、図７及び図８に示す流路切替部Ｒ１は、被処理水管４０に接続された開閉バルブＲｐｖと、開閉バルブＲｐｖに接続された曲管Ｌ１とで構成される。図７に示す流路を構成するときは、曲管Ｌ１の開閉バルブＲｐｖの反対側の端部は、第１の限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａに接続され、図８に示す流路を構成するときは、図９Ｂに示すように曲管Ｌ１の開閉バルブＲｐｖの反対側の端部は、第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに接続される。

【0102】

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、図７及び図８に示す流路切替部Ｒ２は、超純水配管３０に接続された開閉バルブＲｐｖと、開閉バルブＲｐｖに接続された曲管Ｌ２とで構成される。図７に示す流路を構成するときは、図９Ａに示すように、曲管Ｌ２の開閉バルブＲｐｖの反対側の端部は、開閉バルブＶ１２２を介して第２の限外ろ過膜モジュール１２０の透過水配管１２２に接続される。図８に示す流路を構成するときは、図９Ｂに示すように、曲管Ｌ２の開閉バルブＲｐｖの反対側の端部は、開閉バルブＶ１２１を介して第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水流出管１１２の端部に接続される。

【0103】

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、図７及び図８に示す移送配管１１５、流路切替部Ｒ３及び流路切替部Ｒ４は、切替機構としての曲がり部を有した配管Ｌ１１５によって構成される。図７に示す流路を構成するときは、図９Ａに示すように、配管Ｌ１１５の一方の端部が開閉バルブＶ１２１を介して第１の限外ろ過膜モジュール１１０の透過水配管１２１に接続され、その他端が第２の限外ろ過膜モジュール１２０の導入口１２ａに接続される。図８に示す流路を構成するときは、図９Ｂに示すように、配管Ｌ１１５の一方の端部が第１の限外ろ過膜モジュール１１０の導入口１１ａに接続され、その他端が開閉バルブＶ１２２を介して第２の限外ろ過膜モジュール１２０の透過水配管１２２に接続される。

【0104】

これらの配管Ｌ１１５、曲管Ｌ１、Ｌ２のつなぎ替えは、各開閉バルブＶ１２１、Ｖ１２２、Ｒｐｖを閉じた状態で、配管Ｌ１１５、曲管Ｌ１、Ｌ２を取り外し、接続箇所を変更して再度接続することで行うことができる。

【0105】

図１０は上記流路切替部に代えて四方バルブを用いた場合の限外ろ過膜ユニットの配管構成を表す。図１０において、図２～９と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１０に示すように、図７及び図９における流路切替部Ｒ１と流路切替部Ｒ３の組み合わせ、及び流路切替部Ｒ２及び流路切替部Ｒ４の組み合わせに代えて、それぞれ四方バルブＶ４１及び四方バルブＶ４２を用いてもよい。四方バルブは４つの出入口と、内部に２本の流路とを備えており、２本の流路によって接続する出入口の組み合わせを変えることで、被処理水の流路を切り替えることができる。

【0106】

四方バルブＶ４１は、被処理水管４０と被処理水供給管１１１と移送配管１１５の一端と被処理水供給管１２１との分岐箇所に、四方バルブＶ４２は、超純水配管３０と移送配管１１５の他端と透過水流出管１１２と透過水流出管１２２との分岐箇所に設けられ、上記同様に流路の切替をすることができる。具体的には、四方バルブＶ４１は、被処理水管４０から被処理水供給管１１１への流路、及び移送配管１１５から被処理水供給管１２１への流路と、被処理水管４０から被処理水供給管１２１への流路、及び移送配管１１５から被処理水供給管１１１への流路とを切り替える。四方バルブＶ４２は、透過水流出管１１２から超純水配管３０への流路、及び透過水流出管１２２から移送配管１１５への流路と、透過水流出管１１２から移送配管１１５への流路、及び透過水流出管１２２から超純水配管３０への流路とを切り替える。

【0107】

開閉バルブに代えて四方バルブを用いた場合には、超純水製造システム１内の水の滞留部を減少させることができるので、超純水水質の劣化が少なく、より長期間にわたって高純度の超純水を製造することができる。

【0108】

（第３の実施形態）
次に、図１１を参照して第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２を接続する配管の構成の他の一態様を説明する。第３の実施形態の二次純水製造部１３３は、第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜装置１２への通水順序の切り替えを、六方バルブによって行うものである。六方バルブは、６つの水の出入口と、内部に３本の流路とを備えており、３本の流路によって接続する出入口の組み合わせを変えることで、被処理水の流路を切り替えることができる。

【0109】

本実施形態の二次純水製造部１３３において、図７～８に示す第２の実施形態の限外ろ過膜ユニットにおいて、移送配管１１５及び流路切替部Ｒ１～Ｒ４の機能を六方バルブＶ６０に持たせて、装置を集約したものである。本実施形態の二次純水製造部１３３において、被処理水管４０は六方バルブＶ６０内の第１の流路６１によって被処理水供給管１１１に接続される。また、第１の限外ろ過膜装置１１の透過水を通流させる透過水流出管１１２は六方バルブＶ６０の第２の流路６２によって、被処理水供給管１２１に接続される。また、また、第２の限外ろ過膜装置１２の透過水を通流させる透過水流出管１２２は六方バルブＶ６０の第３の流路６３によって超純水配管３０に接続される。これにより、被処理水は第１の限外ろ過膜装置１１、第２の限外ろ過膜装置１２を順に通流する。

【0110】

そして、限外ろ過膜モジュールの交換等によって第１の限外ろ過膜装置１１、第２の限外ろ過膜装置１２の被処理水の通流順序を変更する場合には、六方バルブＶ６０を切り替えて、第１の流路６１によって透過水流出管１２２と被処理水供給管１１１を接続させる。また、第２の流路６２によって、被処理水管４０と被処理水供給管１２１を接続させる。また、第３の流路６３によって、透過水流出管１１２と超純水配管３０を接続させる。これにより、被処理水は第２の限外ろ過膜装置１２、第１の限外ろ過膜装置１１を順に通流する。

【0111】

上記超純水の製造と限外ろ過膜装置の立ち上げの各工程において、上記のように六方バルブＶ６０を操作することで、第１の限外ろ過膜装置１１、第２の限外ろ過膜装置１２の被処理水の通流順序を変更することができる。これにより、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２を順に交換、立ち上げしながら超純水を製造することができる。このとき、新品のモジュールとの入れ替え後の立ち上げ運転時間が著しく短縮されるため、高水質の超純水を効率よく製造することができる。また、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２に備えられる限外ろ過膜モジュールのハウジングにおける導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の配設位置がそれぞれ互いに共通する。そのため、限外ろ過膜モジュールの導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口に接続される超純水製造システムの配管の配置や形態を変更せずに、任意の限外ろ過膜モジュールを移し替えて、これらを交換することもできる。

【0112】

（第４の実施形態）
図１２は、直列に接続された２台の限外ろ過膜装置からなる限外ろ過膜ユニットを２つ以上並列に接続した構成を表す概略図である。図１２に示す二次純水製造部１３は、第１の限外ろ過膜装置１１ｘ及び第２の限外ろ過膜装置１２ｘを備える限外ろ過膜ユニット１７ｘと、第１の限外ろ過膜装置１１ｙ及び第２の限外ろ過膜装置１２ｙを備える限外ろ過膜ユニット１７ｙと、第１の限外ろ過膜装置１１ｚ及び第２の限外ろ過膜装置１２ｚを備える限外ろ過膜ユニット１７ｚとを並列に備えている。限外ろ過膜ユニット１７ｘ、限外ろ過膜ユニット１７ｙ、限外ろ過膜ユニット１７ｚはそれぞれ被処理水の通流する被処理水管１７１ｘ、１７１ｙ、１７１ｚと、各限外ろ過膜ユニットの前段において、被処理水供給管１７１ｘ、１７１ｙ、１７１ｚにそれぞれ介装された開閉バルブＶ１７ｘ、Ｖ１７ｙ、Ｖ１７ｚを有している。

【0113】

図１２に示す構成では、同一ユニット内でそれぞれ上記同様に新品の限外ろ過膜モジュールを前段に配置し、経時使用された限外ろ過膜モジュールを後段に配置する方式によって、限外ろ過膜モジュールの交換、限外ろ過膜装置の立ち上げを行うことができる。また、開閉バルブＶ１７ｘ、Ｖ１７ｙ、Ｖ１７ｚの開閉を組み合わせて、３つの限外ろ過膜ユニットのうち、１つのユニットにおいて上記第１～第３の実施形態と同様の方式による限外ろ過膜モジュールの交換、限外ろ過膜装置の立ち上げを行うとともに、他の２つのユニットにおいて超純水の製造を継続することができる。なお、図１２では、限外ろ過膜ユニットを３つ並列に接続した態様を示したが、並列に接続される限外ろ過膜ユニットの数は２つあるいは４つ以上でも同様である。また上述と同様、各限外ろ過膜装置が有する限外ろ過膜モジュールの数は、１以上であれば複数であってもよい。限外ろ過膜装置が複数の限外ろ過膜モジュールを有する場合、例えば、前段の限外ろ過膜装置１１ｘが有する限外ろ過膜モジュールの数と、後段の限外ろ過膜装置１２ｘが有する限外ろ過膜モジュールの数は同じであることが好ましい。すなわち、限外ろ過膜装置１１ｘと１２ｘが有する限外ろ過膜モジュールの数が同じであることが好ましく、限外ろ過膜装置１１ｙと１２ｙ、及び限外ろ過膜装置１１ｚと１２ｚも同様である。また、各ユニットの前段に備えられる限外ろ過膜装置が有する限外ろ過膜モジュールの数も同じであることが好ましい。すなわち、限外ろ過膜装置１１ｘ、１１ｙ、１１ｚが有する限外ろ過膜モジュールの数もすべて同じであることが好ましい。これらの限外ろ過膜モジュールの数が同じでない場合には、各ユニットや装置の流量に偏りが生じる片流れ等が起こることがあり、交換周期が著しく短くなったり、水質が悪化するおそれがある。

【0114】

（第５の実施形態）
図１３は、１段の限外ろ過膜装置が複数並列した限外ろ過膜モジュールを有する構成を表す概略図である。図１３に示す二次純水製造部１３は、第１の限外ろ過膜モジュール１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒを並列に接続した構成の第１の限外ろ過膜装置１１及び第２の限外ろ過膜モジュール１２０ｐ、１２０ｑ、１２０ｒを並列に接続した構成の第２の限外ろ過膜装置１２を備えている。この構成では、１段の限外ろ過膜装置の有する並列接続された限外ろ過膜モジュール群を一まとめとして、前段側の限外ろ過膜モジュール群（限外ろ過膜装置１１の有する限外ろ過膜モジュール）と後段側の限外ろ過膜モジュール群（限外ろ過膜装置１２の有する限外ろ過膜モジュール）の間において、上記第１～第３の実施形態と同様に、新品の限外ろ過膜モジュールを前段に配置し、経時使用された限外ろ過膜モジュールを後段に配置する方式によって、限外ろ過膜モジュールの交換、限外ろ過膜装置の立ち上げを行うことができる。なお、図１３では、１つの限外ろ過膜装置が並列に接続した３つの限外ろ過膜モジュールを有する態様を示したが、並列に接続される限外ろ過膜モジュールの数は２つあるいは４つ以上でも同様である。

【0115】

（第６の実施形態）
図１４は、直列に接続された２つの限外ろ過膜装置からなる限外ろ過膜ユニットを２つ以上並列に接続し、１段の限外ろ過膜装置が複数並列した限外ろ過膜モジュールを有する構成を表す概略図である。

【0116】

図１４に係る構成は、第１の限外ろ過膜装置１１ｘ及び第２の限外ろ過膜装置１２ｘを備える限外ろ過膜ユニット１７ｘと、第１の限外ろ過膜装置１１ｙ及び第２の限外ろ過膜装置１２ｙを備える限外ろ過膜ユニット１７ｙとを並列に備えている。そして、第１の限外ろ過膜装置１１ｘ及び限外ろ過膜装置１１ｙは、いずれも、第１の限外ろ過膜モジュール１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒを並列に接続した構成であり、第２の限外ろ過膜装置１２ｘ及び限外ろ過膜装置１２ｙは、いずれも、第２の限外ろ過膜モジュール１２０ｐ、１２０ｑ、１２０ｒを並列に接続した構成である。

【0117】

図１４に係る構成においては、限外ろ過膜ユニットごとに、１段の限外ろ過膜装置の有する並列接続された限外ろ過膜モジュール群を一まとめとして、前段側の限外ろ過膜モジュール群と後段側の限外ろ過膜モジュール群の間において、上記第１～第３の実施形態と同様に、新品の限外ろ過膜モジュールを前段に配置し、経時使用された限外ろ過膜モジュールを後段に配置する方式によって、限外ろ過膜モジュールの交換、限外ろ過膜装置の立ち上げを行うことができる。

【0118】

上記複数の限外ろ過膜ユニットを、１つの限外ろ過膜装置に複数の限外ろ過膜モジュールを並列接続して有する構成においても、新品のモジュールとの入れ替え後の立ち上げ運転時間が著しく短縮されるため、高水質の超純水を効率よく製造することができる。また、第１の限外ろ過膜装置１１と第２の限外ろ過膜装置１２に備えられる限外ろ過膜モジュールのハウジングにおける導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口の配設位置がそれぞれ互いに共通する。そのため、限外ろ過膜モジュールの導入口、透過水流出口及び濃縮水流出口に接続される超純水製造システムの配管の配置や形態を変更せずに、任意の限外ろ過膜モジュールを移し替えて、これらを交換することもできる。

【実施例】

【0119】

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。
（実施例）
原水を原水タンクから、熱交換器、紫外線酸化装置（日本フォトサイエンス社製、ＪＰＷ－２）、Ｐｄ担持樹脂（ＬＡＮＸＥＳＳ社製、Ｌｅｗａｔｉｔ Ｋ７３３３）、膜脱気装置（３Ｍ社製Ｘ４０ Ｇ４５１Ｈ）及び非再生型混床式イオン交換装置（野村マイクロ・サイエンス製 Ｎ－Ｌｉｔｅ ＭＢＳＰを２００Ｌ充填）に順に通水して処理した。この非再生型混床式イオン交換装置の処理水を第１の限外ろ過膜装置及び第２の限外ろ過膜装置に順に通水した。第１の限外ろ過膜装置及び第２の限外ろ過膜装置としては仕様（限外ろ過膜の形状及び性質、限外ろ過膜モジュールの形状など）の同じ限外ろ過膜装置（旭化成社製、ＯＬＴ－６０３６）を用いた。

【0120】

上記原水の処理を１年連続して行った後、第２の限外ろ過膜装置を新品に交換して、新品の第２の限外ろ過膜装置、第１の限外ろ過膜装置の順に通液して立ち上げ運転を２０時間行った。立ち上げ運転は上記熱交換器に超純水を供給して行った。立ち上げ運転における、第１の限外ろ過膜装置の処理水中に含まれる粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数の経時変化を調べた。微粒子数の測定には、Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製の微粒子計ＵｌｔｒａＤＩ－２０を用いた。結果を図１５に示す。

【0121】

（比較例）
実施例と同様に、原水の処理を連続して行った後、第２の限外ろ過膜装置を新品に交換して、第１の限外ろ過膜装置、新品の第２の限外ろ過膜装置の順に通液して実施例と同様に立ち上げ運転を２０時間行った。実施例と同様に、立ち上げ運転における、第２の限外ろ過膜装置の処理水中に含まれる粒子径２０ｎｍ以上の微粒子数の経時変化を調べた。結果を実施例とあわせて図１５に示す。図１５において黒四角が実施例であり白四角が比較例である。

【0122】

実施例及び比較例により、新品の限外ろ過膜モジュールを前段に配置し、経時使用された限外ろ過膜モジュールを後段に配置することで、立ち上げ運転時間を短縮することができたことが分かる。

【符号の説明】

【0123】

１１、１２…限外ろ過膜装置、１３，１３１…二次純水製造部、１４…前処理部、１５…一次純水製造部、１６…ユースポイント（ＰＯＵ）、１８…微粒子計、１１０…第１の限外ろ過膜モジュール、１２０…第２の限外ろ過膜モジュール、１１ａ，１２ａ…導入口、１１ｂ，１２ｂ…透過水流出口、１１ｃ，１２ｃ…濃縮水流出口、１１１，１２１…被処理水供給管、１１２，１２２…透過水流出管、１１３，１２３…超純水配管、１１４，１２４…濃縮水流出管、１１５，１２５…移送配管。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】