純水的制造方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及純水的制造方法及裝置，特別是設及使用紫外線氧化裝置和過氧化氨 去除裝置的純水制造方法及裝置。另外，本發明中，純水包含超純水。
【背景技術】
[0002] 半導體/電子材料洗涂用的超純水制造裝置，一般是由預處理系統、一次純水系 統、次系統等所構成。各系統分別W去除濁質、鹽類、T0C等各種雜質的裝置所組成。
[0003] 圖4是表示超純水制造裝置的一個實例的流程圖。如圖所示，超純水是W由預處理 裝置10、一次純水制造裝置11、二次純水制造裝置(次系統）12構成的超純水制造設備來處 理原水(工業用水、自來水、井水等)所制造出來。
[0004] 依據凝結、加壓上浮(沉淀）、過濾(膜過濾)裝置等構成的預處理裝置10,對原水中 的懸浮物質或膠體物質進行去除。此外，在該過程中也可W去除高分子系有機物、疏水性有 機物等。
[000引在具備逆滲透膜分離裝置、脫氣裝置及離子交換裝置(混床式或4床5塔式等）的一 次純水制造裝置11中，對原水中的離子或有機成分進行去除。此外，在逆滲透膜分離裝置 中，在去除鹽類的同時，也去除離子性、膠體性的T0C。在離子交換裝置中，去除鹽類的同時 也進行通過離子交換樹脂吸附或發生離子交換來去除T0C成分。在脫氣裝置中對無機碳 (1C)、溶解氧進行去除。
[0006] 來自一次純水制造裝置11的一次純水，在次系統12中，從槽14通過累15通水至熱 交換器16,接著在紫外線化V)照射裝置(圖4中的低壓UV氧化裝置)17、離子交換裝置18及超 過濾(UF)膜分離裝置19加 W處理，制造出超純水。在低壓UV氧化裝置17中，通過UV燈所照射 的波長185nm的UV將T0C分解成有機酸，甚至是C〇2。通過分解所產生的有機物及C〇2在后段的 離子交換裝置(一般是混床式離子交換裝置）18被去除。在UF膜分離裝置19去除微粒，而從 離子交換裝置18流出的離子交換樹脂的碎片等也被去除。
[0007] 如此所得到的超純水，再通過配管20被送到使用點21，而剩余的超純水通過配管 22回到槽14。
[0008] 通過W紫外線氧化裝置17的紫外線照射進行的氧化處理，水中的有機物(T0C成 分)分解并產生有機酸及碳酸。該紫外線氧化裝置中的T0C成分的氧化分解機理是，氧化分 解水W產生0H自由基，再由該0H自由基氧化分解T0C成分;而在次系統12的紫外線氧化裝置 17中，紫外線照射量也是W能充分地氧化分解水中的T0C的方式進行過量照射。
[0009] 如上述紫外線照射量較多時，水分解所產生的0H自由基過剩，使得剩余的0H自由 基聚集而產生過氧化氨。所產生的過氧化氨，雖然在與后段的混床式離子交換裝置的離子 交換樹脂接觸即被分解，但此時會使離子交換樹脂劣化。另外，因離子交換樹脂分解又會新 產生來自離子交換樹脂的T0C成分，使得所得到的超純水水質變差。此外，在通水至混床式 離子交換裝置后還殘留下的過氧化氨，會使得混床式離子交換裝置的后段的脫氣裝置或UF 膜劣化。
[0010] 在日本特開2007-185587(日本專利5124946)中，作為去除超純水中的過氧化氨的 方法記載了一種方法，其是使從超純水制造裝置的紫外線氧化裝置所排出的包含過氧化氨 的被處理水，與在陰離子交換樹脂載體上負載有銷族金屬納米膠體粒子的過氧化氨分解催 化劑接觸，將被處理水中的過氧化氨分解至Ippb W下。
[0011] 現有技術文獻 [001引專利文獻
[0013] 專利文獻1:日本特開2007-185587。
【發明內容】
[0014] 發明要解決的課題
[0015] 本申請發明人在重復各種研究的結果發現，依照專利文獻1，使來自紫外線氧化裝 置的含有過氧化氨的水與銷系金屬負載催化劑接觸W去除過氧化氨的情況下，含有過氧化 氨的水中的有機酸濃度高時，該銷系金屬負載催化劑的過氧化氨分解能力會提早降低，過 氧化氨也會較早泄漏到處理水中。如此，一旦催化劑的劣化提早，則制造高純度超純水時催 化劑的交換頻率變高，超純水制造成本也會增加。
[0016] 本發明的目的在于，解決上述W往的問題點，提供一種純水的制造方法及裝置，其 是使來自紫外線氧化裝置的紫外線氧化處理水與銷系催化劑接觸W制造純水的方法及裝 置，其能夠防止(包含抑制)催化劑的劣化，并且經過長時間也能穩定并分解處理過氧化氨。
[0017] 解決課題的手段
[0018] 本發明的純水的制造方法，其將被處理水用紫外線氧化裝置進行紫外線氧化處理 后，再通過使用銷系催化劑的過氧化氨去除裝置進行過氧化氨去除處理，其特征在于，使向 該紫外線氧化裝置的給水的T0C為5ppbW下。
[0019] 本發明的純水的制造方法中，優選向上述紫外線氧化裝置的給水的無機碳酸離子 濃度為小于Ippb，并且通過該紫外線氧化裝置處理過的紫外線氧化處理水的無機碳酸離子 濃度為IppbW上。
[0020] 本發明的純水的制造方法中，優選將來自上述紫外線氧化裝置的紫外線氧化處理 水進行陰離子交換處理后，再通過上述過氧化氨去除裝置進行過氧化氨去除處理。
[0021] 本發明的純水的制造裝置，其具備紫外線氧化裝置、和設在其后段的具有銷系催 化劑的過氧化氨去除裝置，其特征在于，具備使該紫外線氧化裝置的給水的T0C為5ppbW下 的裝置。
[0022] 本發明的純水的制造裝置，優選在上述紫外線氧化裝置與過氧化氨去除裝置之間 具備陰離子交換裝置。
[0023] 發明的效果
[0024] 依據在紫外線氧化裝置進行的紫外線氧化處理，將被處理水中的T0C成分氧化分 解，產生有機酸及碳酸。本發明中，通過使向紫外線氧化裝置的給水中的TO切農度為5ppbW 下，優選為化pbW下，可W使紫外線氧化裝置的流出水中的有機酸濃度變低，防止設置在紫 外線氧化裝置后段的過氧化氨去除用銷系催化劑的毒化(劣化），而能較長維持該催化劑的 壽命。
[0025] 本發明中，優選將來自紫外線氧化裝置的流出水進行陰離子交換處理W去除有機 酸及碳酸。通過如此去除有機酸，可w使設置在后段的銷系催化劑的壽命更長。
[0026] 本發明中，向紫外線氧化裝置的給水的無機碳酸離子濃度為小于Ippb時，通過設 定紫外線氧化處理條件W使紫外線氧化裝置的流出水中的無機碳酸離子濃度為IppbW上， 使得被分解為C〇2的有機物的比例變多，其結果是過氧化氨的產生量減少。由此可W延長銷 系催化劑的壽命。
【附圖說明】
[0027] 圖1是表示實施方式的純水的制造方法及裝置的方塊圖。
[0028] 圖2是實施例及比較例的說明圖。
[0029] 圖3是實施例及比較例的說明圖。
[0030] 圖4是超純水制造裝置的方塊圖。
【具體實施方式】
[0031] W下，參考圖1詳細說明本發明。在圖1的實施方式中，將被處理水用紫外線氧化裝 置2進行處理之后，再用具有銷系催化劑的過氧化氨去除裝置4進行過氧化氨去除處理。作 為該被處理水，優選為來自一次純水制造裝置的一次純水。而來自一次純水制造裝置的一 次純水的水質，通常為：
[0032] 電阻率：18ΜΩ · cmW上；
[0033] (金屬離子濃度:5ng/LW下，殘留離子濃度：1化g/LW下）
[0034] 微粒數：ImL中0.1皿W上的微粒為5個W下。
[0035] 該一次純水等的被處理水中的無機碳酸離子濃度優選為小于Ippb。被處理水中的 無機碳酸離子濃度為IppbW上時，優選通過單獨或組合脫碳酸塔、陰離子交換裝置、真空脫 氣裝置、脫氣膜裝置等脫碳酸裝置進行脫碳酸處理，使無機碳酸濃度為小于Ippb。
[0036] 一次純水等的被處理水中的TO切農度為5ppbW下時，將被處理水直接供給到紫外 線氧化裝置2。被處理水中的TO切農度超過5ppb時，通過T0C減少裝置1使T0C濃度為5ppbW 下，優選為化pbW下。而作為TOC減少裝置可W使用UV氧化裝置、離子(主要是陰離子)交換 裝置、基于活性碳等的有機物吸附裝置、促進氧化處理裝置(UV氧化+此化或過硫酸等氧化促 進劑)等，而其中優選UV氧化裝置、離子交換裝置。
[0037] 通過在紫外線氧化裝置2的紫外線氧化處理，T0C成分被氧化分解，產生有機酸及 碳酸的同時也產生過氧化氨。本發明中，通過使向紫外線氧化裝置2的給水中的T0C濃度為 5ppbW下，優選為3ppbW下，使得紫外線氧化裝置2的流出水中的有機酸濃度變低，能防止 設置在紫外線氧化裝置2后段的過氧化氨去除用銷系催化劑的毒化，可較長維持該催化劑 的壽命。
[0038] 本發明中，向紫外線氧化裝置2的給水的無機碳酸離子濃度為小于Ippb時，優選設 定紫外線氧化裝置2的處理條件(例如投入電力、通水速度等使紫外線氧化裝置2的流出 水中的無機碳酸離子濃度為IppbW上。由此，被分解為C〇2的有機物的比例變多，此結果是 有機酸的產生量減少。由此，可W延長銷系催化劑的壽命。此外，使向紫外線氧化裝置2的給 水的無機碳酸離子濃度為小于Ippb,是為了減少對后段處理時的負荷。
[0039] 為了防止來自紫外線氧化裝置2的流出水中的有機酸毒化催化劑，優選將來自紫 外線氧化裝置2的流出水通水至陰離子交換裝置3W去除有機酸。作為陰離子交換裝置，優 選陰離子交換樹脂，特別是強酸性陰離子交換樹脂，也可W將陰離子交換樹脂W與陽離子 交換樹脂混合的狀態來使用。此外，依據陰離子交換處理，在去除有機酸的同時也去除碳 酸。而向陰離子交換樹脂的通水SV優選為10~20化^左右。
[0040] 將來自陰離子交換裝置3的流出水通水至過氧化氨去除裝置4W去除過氧化氨。作 為該過氧化氨去除裝置4,是采用使用銷系催化劑的裝置。而作為銷系催化劑，優選將銷系 金屬的膠體粒子，特別是納米膠體粒子負載至載體的催化劑。
[0041] 作為銷系金屬，可W舉出釘、錠、鈕、餓、銀及銷。運些銷族金屬，可W單獨使用巧中， 也可W將巧巾W上組合使用，或作為巧巾W上的合金來使用；或者，也可W不將天然產的混合 物的精制品分離至單體即可使用。運些之中，銷、鈕、銷/鈕合金的單獨或運些巧巾W上的混 合物，因催化劑活性強所W特別適宜使用。
[0042] 制作銷系金屬的納米膠體粒子的方法，沒有特別限制，例如，可W舉出金屬鹽還原 反應法、燃燒法等。運些方法中，金屬鹽還原反應法因制造容易，且能得到穩定品質的金屬 納米膠體粒子所W適宜使用。根據金屬鹽還原反應法，例如，在銷系金屬的氯化物、硝酸鹽、 硫酸鹽、