[發明專利]再生式離子交換裝置以及其運轉方法

在審

• 申請號: 201780051316.5
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109641764A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 橫井生憲
• 申請（專利權）人: 栗田工業株式會社
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42;B01J39/05;B01J39/07;B01J39/20;B01J41/05;B01J41/07;B01J41/14;B01J47/022;B01J47/026;B01J47/04;B01J49/08;B01J49/09;B01J49/53
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 陳曦;向勇

在再生式離子交換塔(1)的上部連接有要進行離子交換處理的前處理水(W)的供給管(3)，而下部則連接有離子交換處理水(W1)的排出管(4)。而且，上述供給管(3)以及排出管(4)分別連接有作為再生藥液的NaOH溶液供給管(5)和鹽酸(HCl)供給管(6)。進一步，在塔本體(1A)的側部連接有再生廢水的排出管(7)。另外，在排出管(4)中設有電阻率計(8)以及測定離子交換處理水(W1)的鈉離子(Na⁺)濃度的鈉離子電極(9)。基于所述再生式離子交換裝置，能夠抑制再生式離子交換裝置的后段的二次純水系統(子系統)的處理水中的鈉離子(Na⁺)、氯化物離子(Cl^?)的濃度的短期變動。

技術領域

本發明涉及在制造電子產品等的過程中使用的超純水制造設備中用于一次純水系統的再生式離子交換裝置及其運轉方法，特別涉及能夠抑制在一次純水系統后段的子系統等中使用的非再生式離子交換裝置的處理水中的離子濃度的短期變動的再生式離子交換裝置及其運轉方法。

背景技術

超純水制造裝置一般由前處理系統、一次純水系統、二次純水系統(子系統)構成。前處理系統由凝集、加壓浮選(沉淀)、過濾(膜過濾)裝置等構成，進行原水中的懸浮物質、膠體物質的去除。在該過程中也能夠去除高分子系有機物、疏水性有機物等。另外，一次純水系統基本上具備反滲透(RO)膜分離裝置以及再生型離子交換裝置(混床式或4床5塔式等)，在RO膜分離裝置中，去除鹽類，并且去除離子型、膠體型的TOC。在再生型離子交換裝置中，去除鹽類，并且去除被離子交換樹脂吸附或離子交換的TOC成分。

進一步，子系統基本上具備低壓紫外線(UV)氧化裝置、非再生型混床式離子交換裝置以及超濾(UF)膜分離裝置，進一步提高一次純水的純度，使其成為超純水。在低壓UV氧化裝置中，利用由低壓紫外線燈發射的185nm的紫外線將TOC分解成有機酸并進一步分解成CO₂。然后，在后段的非再生型混床式離子交換裝置中去除分解生成的有機物以及CO₂。在UF膜分離裝置中，去除微粒子，也去除從離子交換樹脂流出的粒子。

在上述那樣的超純水制造裝置中，通過以一個塔或含脫氣裝置的多個塔的方式構成一次純水系統的再生式離子交換裝置，從而能夠制成與要求的處理水的水質對應的水處理裝置，而且一般在前段具有反滲透(RO)膜裝置。然后，通過在該再生式離子交換裝置的后段配置具有非再生式離子交換裝置的二次純水系統(子系統)，從而能夠制造超純水。

在主要去除水中的離子類的離子交換裝置中的處理水離子濃度由供水離子濃度和處理水量(空間速度和線速度)決定。現有的再生式離子交換裝置對處理水的電阻率(或電導率)設定閾值，一邊反復進行再生和取水一邊去除水中的離子。填充在這樣的離子交換裝置中的離子交換樹脂以電化學方式去除水中的離子類，但是其能力有限，因此對于再生式離子交換裝置，要定期地用藥品進行再生，使其能力恢復。

對填充于再生式離子交換裝置中的離子交換樹脂進行再生時，與陰離子交換樹脂或者陽離子交換樹脂等被填充的離子交換樹脂相對應地使用鹽酸(HCl)或氫氧化鈉(NaOH)等藥品，但是，這些再生藥品殘留在再生后的離子交換樹脂中，在去除水中的離子后的處理水中可檢出鈉離子(Na⁺)或氯化物離子(Cl^－)。

發明內容

發明要解決的課題

最近知道了存在以下問題，即，在這樣的再生式離子交換裝置的后段的子系統(二次純水裝置)中的非再生式離子交換裝置的處理水中的鈉離子(Na⁺)濃度、氯化物離子(Cl^－)濃度的變動變得明顯，對使用該水進行洗滌而制造的半導體產品的成品率有影響。