[發明專利]紫外線氧化和超純水制造的裝置及方法

無效

• 申請號: 201180010590.0
• 申請日: 2011-02-07
• 公開（公告）號: CN102791636A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 大谷慎一郎;山岡裕幸;原田義勝;藤井輝昭;須原貞義;陶山宏一郎
• 申請（專利權）人: 宇部興產株式會社
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;B01D53/86;B01D61/14;B01J35/02;C02F1/20;C02F1/42;C02F1/44;C02F1/72;C02F9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明是關于一種使用紫外線而將被處理水中所含的有機物氧化分解處理的紫外線氧化裝置及使用其的超純水制造裝置、及紫外線氧化方法及超純水制造方法。

背景技術

近年來，在半導體制造產業等領域中，使有機物、各種離子等雜質降低至極低程度的超純水被用作為洗凈水等，其使用量也顯著增加。在超純水的制造步驟中，連ppb等級的總有機碳(TOC)中的有機物的混入都被視為是問題，近年來，進行了各種針對微量有機成分的除去方法的研究。例如，將液體中所含的總有機碳(TOC)成分除去的技術，已有許多組合紫外線燈與光催化劑的技術報告，將這些應用于紫外線氧化裝置的方式也進行若干研究。

例如，專利文獻1已揭示有下述方法：在超純水等液體中添加過氧化氫、臭氧，并且在銳鈦礦(anatase)型等的光催化劑存在下，通過紫外線燈等進行紫外線照射，用于分解超純水等的液體中的TOC成分；專利文獻2已揭示有，以組合紫外線燈與使光催化劑保持于內壁的紫外線處理槽的裝置，使在紫外線燈附近產生氣泡，借此促進有機物的氧化；專利文獻3已揭示有，除了紫外線燈之外，組合迂流構件與光催化劑過濾器而成者。

專利文獻1：日本特開平10-151450號公報

專利文獻2：日本專利第2888185號公報

專利文獻3：日本特開2009-18282號公報

發明內容

然而，使用紫外線燈的氧化處理中，一般有下列的問題：紫外線燈的消耗電力大；為獲得充分的氧化效果，必須縮短紫外線燈與紫外線氧化裝置內壁的距離；不僅紫外線燈有壽命且必須定期更換，且單價高；為充分達到以紫外線照射的氧化效果，依照必須要有過氧化氫的混合、或空氣或臭氧等起泡等理由，而運轉成本高。

又，并用專利文獻1所揭示的過氧化氫、臭氧的方法，不僅運轉成本上升，而且必須在紫外線照射裝置的下游側進一步進行過氧化氫、臭氧的除去，有裝置復雜化的問題；專利文獻2所揭示的將光催化劑保持于紫外線處理槽內壁的方法有下述問題：光催化劑未必與作為處理對象的TOC成分接觸，且處理水有可能往紫外線處理裝置外流出，因此通過光催化劑的TOC成分的分解效率有可能變得極低；又，專利文獻3所揭示的技術方案有下述問題：當對紫外線燈的安裝角度設定為從45度到135度時，不一定能有效應用對紫外線燈垂直放射的紫外光。

因此，本發明的目的在于提供一種紫外線氧化裝置及使用其的超純水制造裝置、及紫外線氧化方法及超純水制造方法，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機物。

為達成以上目的，本發明人不斷專心致意研究結果發現通過形成下述裝置，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機物，該裝置為：在與流動槽內的被處理水的流動方向交叉的面整個區域設置收容紫外線照射部的紫外線照射部收容部，且朝收容于該紫外線照射部收容部的紫外線照射部而使被處理水從上游側流入收容部內，使其在收容部內流動后，再往下游側流出。

也就是，本發明為紫外線氧化裝置，其具備：流動槽，使被處理水單向流動；光催化劑纖維，以被處理水可通過方式配置于該流動槽內；紫外線照射部，可照射紫外線；以及紫外線照射部收容部，設置于與該流動槽內的被處理水的流動方向交叉的面整個區域，且收容該紫外線照射部；該紫外線照射部收容部形成為：使被處理水從上游側朝所收容的紫外線照射部流入該收容部內，使其于該收容部內流動后，往下游側流出，且該紫外線照射部收容部由可使來自紫外線照射部的紫外線照射于該光催化劑纖維的材料所構成。

本發明的紫外線氧化裝置中，優選為該紫外線照射部收容部具備有：收容紫外線照射部的內管、及覆蓋該內管的外管；優選為該內管與外管的直徑方向的間隔為1～10mm。

又，本發明的紫外線氧化裝置中，優選為該內管與外管由可透射180～190nm與250～260nm的波長的紫外線的材料構成，優選為該紫外線照射部構成為可照射分別于180～190nm與250～260nm具有峰值波長的紫外線。

進而，本發明的紫外線氧化裝置中，優選為該紫外線照射部形成長條狀，該光催化劑纖維形成平板狀，該紫外線照射部的長邊方向與該光催化劑纖維的平面方向被設定成為平行。