过氧化氢的去除方法和去除装置以及纯水制造装置与流程

1.本发明涉及在排水处理、纯水/超纯水制造工序中，用于去除水中的过氧化氢的方法和装置以及纯水制造装置。


背景技术：

2.以往，在电子部件的清洗、表面处理中，过氧化氢作为氧化剂与酸、碱等药液一起被广泛使用。过氧化氢具有氧化力，因此需要适当地管理并去除，使得过氧化氢不会流入构成水处理系统的离子交换树脂装置等耐氧化性低的装置。通常，由氧化剂引起的劣化会对水处理设备造成不能恢复的致命的损伤。特别地，已知在电再生式脱离子装置(edi：electrodeionization)内的离子交换树脂中，若存在氧化剂，则容易劣化。例如，已知在超纯水制造系统中若被处理水中含有过氧化氢，则超纯水制造系统中含有的离子交换树脂的一部分被氧化分解而引起有机物的溶出。
3.此外，由于过氧化氢具有氧化力而杀菌力也高，因此在想要将含有过氧化氢的排水从纯水系统向系统外的排水系统排出时，也有可能对排水处理系统中含有的生物处理设备造成影响，因此有必要预先将过氧化氢去除后排出。此外，在纯水/超纯水制造系统中，已知有时会使用以总有机碳(toc：total organic carbon)成分的分解为目的的紫外线氧化装置，在进行紫外线氧化后的处理水中含有微量的过氧化氢。
4.以往，作为降低被处理水中的过氧化氢的方法，有添加还原剂的方法、与活性炭接触的方法、与担载有金属的树脂接触的方法等。在添加还原剂的方法中，向含有过氧化氢的被处理水中，添加亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠等还原剂。还原剂和过氧化氢的反应速度非常大，因此根据该方法能够可靠地分解去除过氧化氢，但难以控制还原剂的添加量，此外，为了可靠地去除过氧化氢，需要添加过量的还原剂，还原剂使液体中的离子量增加，很有可能导致水质劣化。
5.在与活性炭接触的方法中，通常设置活性炭的填充塔而使被处理水进行通水，但由于反应速度慢，因此无法提高通水空间速度，存在装置大型化的问题。此外，在活性炭中，伴随着过氧化氢的分解，自身也被氧化，有可能产生粒子的崩坏。
6.作为与担载有金属的树脂接触的方法，例如，提出了使含有过氧化氢的被处理水与在离子交换树脂中担载有钯催化剂、铂催化剂的催化剂树脂接触的方法(专利文献1)。在该方法中，过氧化氢通过下述表达式所示的反应而分解。2h2o2→
2h2o o27.虽然不是与过氧化氢的分解去除有关的文献，但专利文献2中公开了如下内容：与在电再生式脱离子装置的浓缩室中填充的离子交换体相关联地，在浓缩室中填充离子交换体，使得在脱盐室中的脱盐处理后从浓缩室取出的离子交换体的体积为该浓缩室的容积的103％至125％。在先技术文献专利文献
8.专利文献1：日本特开2007-185587号公报专利文献2：日本特开2016-129863号公报


技术实现要素：

发明要解决的课题
9.通过在离子交换树脂中担载有由钯、铂等构成的催化剂的催化剂树脂来分解去除过氧化氢的方法与使活性炭接触的方法相比，过氧化氢的分解速度大，但期望进一步提高分解速度。此外，已知在使用催化剂树脂的方法中，过氧化氢的分解速度伴随着时间的经过而降低，期望能够长时间稳定地分解过氧化氢。
10.本发明的目的在于，提供一种能够迅速且稳定地长时间处理被处理水中的宽浓度区域的过氧化氢的过氧化氢去除方法和装置、以及具备该装置的纯水制造装置。本发明的另一目的在于，提供一种还能够适用于排水处理的过氧化氢去除方法和装置。用于解决课题的技术方案
11.本发明的过氧化氢去除方法是一种去除被处理水中含有的过氧化氢的方法，包括如下工序：在阳极与阴极之间施加直流电压，并且将被处理水通水于过氧化氢去除室，该过氧化氢去除室设置于阳极与阴极之间，且至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂。
12.本发明的过氧化氢去除装置是一种去除被处理水中含有的过氧化氢的过氧化氢去除装置，具有阳极和阴极、以及设置于阳极与阴极之间且至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂的过氧化氢去除室，在阳极与阴极之间施加直流电压。
13.本发明的纯水制造装置具有基于本发明的过氧化氢去除装置、以及设置于过氧化氢去除装置的前级的紫外线氧化装置。
14.在本发明中，通过对至少一部分填充有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂的过氧化氢去除室流过被处理水，并且在阳极与阴极之间施加直流电压，从而迅速地进行过氧化氢与金属催化剂接触所引起的反应生成物的去除，能够长期稳定地将过氧化氢的分解去除性能维持得较高。特别是在本发明中，优选设为在过氧化氢去除室中填充离子交换体，在该离子交换体的至少一部分担载有金属催化剂。通过使离子交换体担载金属催化剂，从而在一边将被处理水通水于过氧化氢去除室，一边在阳极与阴极之间施加直流电压时，过氧化氢的分解和离子交换体的电再生并行进行，能够长期稳定地将过氧化氢的分解去除性能维持得更高。
15.作为本发明中具有过氧化氢分解能力的金属催化剂，例如除了钯、铂等铂族金属催化剂之外，还可举出铁、锰、镍、金、银、铜、铬、铝以及它们的化合物等。其中，铂族金属催化剂由于对过氧化氢分解的催化剂活性高，因此更优选使用。铂族金属催化剂是指包含选自钌、铑、钯、锇、铱以及铂中的一种以上的金属的催化剂。铂族金属催化剂可以单独含有这些金属元素中的任一种，也可以将它们当中的两种以上组合。其中，铂、钯、铂/钯合金的催化剂活性高，作为铂族金属催化剂而被优选使用。
16.本发明通过在从含有成为对阴离子交换体的负荷的碳酸成分的被处理水中去除过氧化氢时，使用担载有铂族金属催化剂作为金属催化剂的阴离子交换体，从而更能够发挥优越性。而且，在过氧化氢去除室在其阳极侧被阴离子交换膜划分的情况下，从被处理水
吸附于过氧化氢去除室内的阴离子交换体的阴离子成分即碳酸成分通过电再生从阴离子交换体脱离，以阴离子的形态经由阳极侧的阴离子交换膜从过氧化氢去除室排出。即，根据本发明，不仅能够生成去除了过氧化氢的处理水，还能够实现处理水的水质的提高。
17.此外，在本发明中，通过连续施加直流电压，能够维持担载有铂族金属催化剂的离子交换体的再生状态，因此还能够将空间速度(space velocity：sv)设定为100h-1
以上来进行运转。空间速度sv是表示在每单位时间对填充于过氧化氢去除室内并担载有铂族金属催化剂的离子交换体的体积的几倍相当量的被处理水进行处理的单位。具体地，通过将被处理水的流量(l/h)除以担载有铂族金属催化剂的离子交换体的体积(l)，能够求出sv值。关于能够以通常的2倍、3倍来运用sv值，为了进行相同量的被处理水的处理，能够将因担载有贵金属而昂贵的催化剂的量降低为1/2、1/3，是有利的。
18.在本发明的过氧化氢去除装置中，也可以构成为，设置隔着中间离子交换膜与过氧化氢去除室的阴极侧或阳极侧相邻并填充有离子交换体的脱盐室，使由过氧化氢去除室处理后的处理水通水于脱盐室。通过如此构成，能够同时进行来自被处理水的过氧化氢的去除和被处理水的脱盐。通过使用从脱盐室排出的处理水，能够制造出高纯度的纯水以及超纯水。
19.在本发明中，优选在过氧化氢去除室与阴极之间配置相互重叠的第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜，使得第一阳离子交换膜成为阴极侧且第一阴离子交换膜成为过氧化氢去除室侧。在该结构中，若在阳极与阴极之间施加直流电压，则在第一阳离子交换膜与第一阴离子交换膜的界面进行水的解离反应，氢氧离子(oh-)从第一阴离子交换膜供给到过氧化氢去除室。其结果，阳极与阴极之间的电阻变小，能够以低电压对过氧化氢去除室通大电流，能够促进过氧化氢去除室内的离子交换体的再生。在重叠第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜时，可以单纯重叠两者，也可以在两者的界面配置促进水的解离反应的催化剂来构成为双极膜。
20.进而，在本发明中，优选填充率为95％以上且125％以下，所述填充率是将在阳极与阴极之间施加直流电压而将被处理水通水于过氧化氢去除室之后、从过氧化氢去除室取出的离子交换体的自由状态下的体积除以过氧化氢去除室的容积而得的值。通过将离子交换体填充于过氧化氢去除室使得成为这种填充率，从而能够顺畅地进行向过氧化氢去除室流过被处理水的处理，并且进一步减小过氧化氢去除室的有效电阻，能够进一步减小施加于过氧化氢去除装置的直流电压的值。因此，通过将离子交换体的填充率设为上述范围，能够减小施加直流电压，能够减小供给到过氧化氢去除室的每单位流量的被处理水的功耗。
21.关于填充于过氧化氢去除室的离子交换体的上述填充率是在阳极与阴极之间施加直流电压并将被处理水通水于过氧化氢去除室之后测定出的填充率。在该状态下，离子交换体充分含有水，并且离子形式处于再生形式与盐形式混合存在的状态。例如，离子交换树脂即离子交换体的体积根据含水量、离子形式为再生形式还是盐形式而变化，充分含有水而溶胀，并且在离子形式为再生形式时离子交换体的体积成为最大。因此，通过将含水量较小的、以及/或者离子形式为盐形式的离子交换体填充于过氧化氢去除室，之后，进行直流电压的施加和被处理水的通水而增大离子交换体的体积，从而能够将离子交换体填充于过氧化氢去除室，使得填充率超过100％。发明效果
22.根据本发明，能够长期稳定地从含有宽浓度范围的过氧化氢的被处理水中去除过氧化氢。其结果，例如，能够进行被供给含有过氧化氢的被处理水的水处理设备整体的稳定的运用。
附图说明
23.图1是示出本发明的第一实施方式的过氧化氢去除装置的示意图。图2是示出过氧化氢去除装置的具体例的示意图。图3是示出图2所示的过氧化氢去除装置中的水的流动的例子的示意图。图4是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图5是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图6是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图7是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图8是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图9是示出本发明的第二实施方式的过氧化氢去除装置的示意图。图10是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图11是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图12是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图13是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图14是示出本发明的第三实施方式的过氧化氢去除装置的示意图。图15是示出过氧化氢去除装置的具体例的示意图。图16是对图15所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图17是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图18是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图19是对图18所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图20是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图21是对图20所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图22是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图23是对图22所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图24是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图25是示出本发明的第四实施方式的过氧化氢去除装置的示意图。图26是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图27是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图28是对图27所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图29是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图30是对图29所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明的示意图。图31是示出过氧化氢去除装置的另一具体例的示意图。图32是示出现有技术的纯水制造装置的结构的一个例子的示意图。图33是示出基于本发明的纯水制造装置的结构的一个例子的示意图。图34是示出超纯水制造装置的结构的一个例子的示意图。
图35是示出超纯水制造装置的结构的其他例子的示意图。图36是示出超纯水制造装置的结构的其他例子的示意图。图37是示出超纯水制造装置的结构的其他例子的示意图。图38是示出比较例1-1中使用的装置的概略的示意图。图39是示出比较例1-2中使用的装置的概略的示意图。图40是示出比较例1-3的概略的示意图。图41是示出实施例3的过氧化氢去除装置的主要部位的示意图。图42是示出实施例4的过氧化氢去除装置的主要部位的示意图。图43是示出实施例6的结果的图表。
具体实施方式
24.接下来，针对本发明的实施方式，参照附图对本发明进行说明。但是，本发明不限于附图所述的方式。
25.[第一实施方式]图1示出本发明的第一实施方式的过氧化氢去除装置的结构。基于本发明的过氧化氢去除装置在具备阳极11的阳极室21和具备阴极12的阴极室25之间具备至少一个过氧化氢去除室23，过氧化氢去除室23由位于阳极11侧的第一离子交换膜和位于阴极12侧的第二离子交换膜划分。在过氧化氢去除室23中填充有离子交换体，该离子交换体的至少一部分担载有具有过氧化氢分解能力的金属催化剂。在图1所示的例子中，配置在阳极11侧的第一离子交换膜为阴离子交换膜32，配置在阴极12侧的第二离子交换膜为阳离子交换膜33，在过氧化氢去除室23内，填充有担载有铂族金属催化剂的离子交换体(ier)。在图中，将担载有铂族金属催化剂的离子交换体记为“cat.ier”。具体地，在图1所示的过氧化氢去除装置中，阳极11和阴极12相向，在阳极11和阴极12之间，阳极室21、第一浓缩室22、过氧化氢去除室23、第二浓缩室24以及阴极室25从阳极11侧按照该顺序配置。阳极室21和第一浓缩室22由阳离子交换膜31分隔，第一浓缩室22和过氧化氢去除室23由阴离子交换膜32分隔，过氧化氢去除室23和第二浓缩室24由阳离子交换膜33分隔，第二浓缩室24和阴极室25由阴离子交换膜34分隔。在阳极室21、第一浓缩室22、第二浓缩室24以及阴极室25中，分别填充有未担载铂族金属催化剂的离子交换体。在此，作为离子交换体，使用阴离子交换体以及阳离子交换体中的任一者或者它们两者。在使用阴离子交换体和阳离子交换体这两者的情况下，离子交换体的填充方式可以是将阴离子交换体以及阳离子交换体混合填充的混床结构，也可以是按照阴离子交换体的层和阳离子交换体的层分别形成的方式来填充它们的多层床结构。
[0026]
接下来，对图1所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明。在从含有过氧化氢的被处理水中去除过氧化氢时，分别将供给水流过阳极室21、第一浓缩室22、第二浓缩室24、阴极室25，在阳极11和阴极12之间施加直流电压的状态下，将被处理水通水于过氧化氢去除室23。若将含有过氧化氢的被处理水通水于过氧化氢去除室23，则被处理水中的过氧化氢通过与担载于过氧化氢去除室23内的离子交换体的铂族金属催化剂之间的催化剂反应被分解为水和氧，其结果，从过氧化氢去除室23流出去除了过氧化氢的处理水。此时，在过氧化氢去除室23中，通过由施加电流在不同种类的离子交换性物质的界面产生的电位差，同
时发生水的解离反应(h2o
→h
oh-)，生成氢离子(h

)以及氢氧离子(oh-)。不同种类的离子交换性物质的界面例如为阴离子交换膜和阳离子交换体的界面、阳离子交换膜和阴离子交换体的界面、或者阳离子交换体和阴离子交换体的界面。通过这样生成的氢离子和氢氧离子，首先吸附于过氧化氢去除室23内的离子交换体的离子成分进行离子交换并从离子交换体脱离。脱离了的离子成分当中的阴离子经由阴离子交换膜32移动到更靠近阳极11的第一浓缩室22，从该第一浓缩室22作为浓缩水排出。另一方面，阳离子经由阳离子交换膜33移动到更靠近阴极12的第二浓缩室24，从该第二作为浓缩室24作为浓缩水排出。结果，供给到过氧化氢去除室23的被处理水中的离子成分移动到第一浓缩室22以及第二浓缩室24并排出，同时，也再生出过氧化氢去除室23的离子交换体。另外，从阳极室21以及阴极室25分别排出电极水。直流电压的施加在被处理水的通水时可以连续地进行，也可以断续地进行。
[0027]
作为向浓缩室22、24以及电极室(即阳极室21以及阴极室25)通水的供给水，没有特别限制，可以分别使用独立的供给水，此外，也可以分支使用相同的供给水。进而，可以将从被处理水、过氧化氢去除室23排出的处理水作为供给水进行通水，也可以将不包含过氧化氢的其他系统的供给水进行通水。此外，在图中，电极室、浓缩室22、24以及过氧化氢去除室23中的供给水、被处理水的流动相互成为并行流动的关系，但也可以以在相邻的室之间成为对流的方式使水流动。
[0028]
在图1所示的结构中，由[浓缩室(c)22|阴离子交换膜(aem)32|过氧化氢去除室(h)23|阳离子交换膜(cem)33|浓缩室(c)24]构成的基本结构配置在阳极11和阴极12之间。将该基本结构称为单元组。实际上，在电极间并列设置多个这种单元组(在图1中为“n组”)，电串联连接多个单元组使得一端作为阳极11、另一端作为阴极12，能够实现处理能力的增大。在该情况下，能够在相邻的单元组间共享相邻的浓缩室，因此作为基于本发明的过氧化氢去除装置的结构，若用x表示由[aem|h|cem|c]构成的重复单位，则能够设为[阳极室|cem|c|x|x|
……
|x|aem|阴极室]的结构。在这种串联构造中，关于最靠近阳极室21的过氧化氢去除室23，能够使得与阳极室21之间不夹设独立的浓缩室22而使阳极室21本身作为浓缩室22发挥功能。同样地，关于最靠近阴极室25的过氧化氢去除室23，能够使得与阴极室25之间不夹设独立的浓缩室24而使阴极室25本身作为浓缩室24发挥功能。
[0029]
在基于本发明的过氧化氢去除装置中，如上所述，在阳极11和阴极12之间施加直流电压，电再生过氧化氢去除室23内的离子交换体例如粒状的离子交换树脂，并且进行过氧化氢的去除、脱盐。为了降低阳极11和阴极12之间施加的电压，在过氧化氢去除室23内，在不阻碍通水的范围内密集地填充有离子交换体是有效的。此外，已知离子交换体特别是离子交换树脂的粒径根据其含水量、离子形式而变化。在离子形式为再生形式时，即，若是阴离子交换体，则在离子交换基上吸附有氢氧离子，若为阳离子交换体，则在形成为离子交换基上吸附有氢离子的状态时，与再生形式以外的离子形式(例如吸附有氯化物离子、钠离子的状态)时，即为盐形式时相比，粒径变大。此外，若离子交换体的含水量大，则粒径也变大。离子交换体、特别是离子交换树脂具有弹性，具有若施加压力则变形，若压力的施加结束则恢复到原来的形状的性质。因此，假定没有过氧化氢去除室23的变形，优选设为在粒径小的状态下将离子交换体填充于过氧化氢去除室23，之后，通过通水、电再生使离子交换体膨胀，从而在过氧化氢去除室23内密集地填充离子交换体。但是，若离子交换体过密地存在于过氧化氢去除室23，则阻碍向过氧化氢去除室23的通水而不优选。
[0030]
因此，在过氧化氢去除装置中，填充率优选为95％以上且125％以下，该填充率为：将在阳极11和阴极12之间施加直流电压并向过氧化氢去除室23通水被处理水之后、从过氧化氢去除室23取出的离子交换体的自由状态下的体积除以过氧化氢去除室23的容积所得到的值。填充率更优选为102％以上且125％以下。在此，离子交换体的自由状态下的体积是指在离子交换体不被过氧化氢去除室23拘束的状态下的、也包含粒子间的空隙在内的表观的体积。如以下所说明的那样，在基于本发明的过氧化氢去除装置中，除了担载有金属催化剂的离子交换体之外，有时也将未担载金属催化剂的离子交换体填充于过氧化氢去除室23。将填充率设为95％以上且125％以下而产生的效果被认为是离子交换体相互间的物理密合程度带来的效果，因此担载有金属催化剂的离子交换体和未担载金属催化剂的离子交换体共存情况下的填充率基于从过氧化氢去除室23取出的离子交换体的整体的自由状态下的体积来确定。以下，对基于本发明的各种过氧化氢去除装置进行说明，但其中优选过氧化氢去除室23中的离子交换体的填充率设为95％以上且125％以下。
[0031]
图2示出在图1所示的结构中，在阳极室21中填充阳离子交换树脂(cer)，在浓缩室22、24以及阴极室25中填充阴离子交换树脂(aer)，在过氧化氢去除室23中，填充担载有铂族金属催化剂的阴离子交换树脂(cat.aer)的例子。
[0032]
图3示出在图2所示的过氧化氢去除装置中，作为向阳极室21、第一浓缩室22、第二浓缩室24以及阴极室25的供给水，使用在过氧化氢去除室23中去除了过氧化氢后的处理水的例子。将从过氧化氢去除室23得到的处理水的一部分向第一浓缩室22、第二浓缩室24通水，分别作为浓缩水排出。此外，将处理水的一部分向阴极室25通水，将排出的电极水进一步向阳极室21通水。将去除了过氧化氢的处理水作为向浓缩室以及电极室通水的供给水使用会减小使浓缩室、电极室中含有的离子交换体氧化劣化的可能性，因此更为优选。
[0033]
在第一实施方式的过氧化氢去除装置中，除了担载有铂族金属催化剂的阴离子交换体(cat.aer)之外，还能够将未担载金属催化剂的离子交换体填充于过氧化氢去除室23。以下，使用图4至图7对这样的例子进行说明。图4至图7所示的过氧化氢去除装置均是在图2所示的过氧化氢去除装置中使向过氧化氢去除室23的离子交换树脂的填充的方式变化而得到的装置。在过氧化氢去除室23中填充未担载金属催化剂的离子交换体时，优选以使担载有金属催化剂的离子交换体与过氧化氢去除室23中的被处理水的入口相接地配置的方式确定各离子交换体的配置，以使得该离子交换体不会由于过氧化氢而劣化。另外，在以下的说明中，也将担载有铂族金属催化剂的阴离子交换树脂称为催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)。在仅称为阴离子交换树脂(aer)以及阳离子交换树脂(cer)时，分别指未担载金属催化剂的阴离子交换树脂以及阳离子交换树脂。
[0034]
在图4所示的过氧化氢去除装置中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)和阴离子交换树脂(aer)混合的方式填充于过氧化氢去除室23。另外，也可以代替阴离子交换树脂(aer)，将阳离子交换树脂(cer)与催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)混合填充。在该结构中，与仅将催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)填充于过氧化氢去除室23的情况相比，能够削减昂贵的铂族金属催化剂的使用量，因此能够降低成本。
[0035]
在图5所示的过氧化氢去除装置中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层沿着水的流动成为上游侧的方式，催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层和阴离子交换树脂(aer)的层以它们的层交替配置的多层床结构填充于过氧化氢去除室23。在该过氧
化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中的被处理水的入口的附近进行过氧化氢的分解去除，并且在整个过氧化氢去除室23中进行对阴离子的脱盐处理。
[0036]
图6所示的过氧化氢去除装置是在图5所示的过氧化氢去除装置的过氧化氢去除室23中，代替阴离子交换树脂(aer)而填充有阳离子交换树脂(cer)的装置。因此，在过氧化氢去除室23中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层沿着水的流动的方成为上游侧的方式，以多层床结构填充有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层和阳离子交换树脂(cer)的层。在该过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中的被处理水的入口的附近进行过氧化氢的分解去除，并且作为整体进行对阴离子以及阳离子的脱盐处理。
[0037]
在图7所示的过氧化氢去除装置中，催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层、阳离子交换树脂(cer)的层以及阴离子交换树脂(aer)的层沿着水的流动从上游侧按照该顺序，以多层床结构填充于过氧化氢去除室23。在该过氧化氢去除装置的过氧化氢去除室23中，也进行过氧化氢的去除和对阴离子以及阳离子这两者的脱盐处理，同时进行各自的离子交换树脂的再生。
[0038]
在使用图5至图7进行说明的过氧化氢去除装置中，通过将过氧化氢去除室23设为多层床结构，与仅将催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)填充于过氧化氢去除室23的情况相比，也能够削减昂贵的铂族金属催化剂的使用量，因此能够降低成本。
[0039]
如上所述，能够不设置与阳极室相邻的浓缩室而使阳极室作为浓缩室发挥功能，同样地，能够不设置与阴极室相邻的浓缩室而使阴极室作为浓缩室发挥功能。在图8所示的过氧化氢去除装置中，阳极11、阳极室26、阴离子交换膜32、过氧化氢去除室23、阳离子交换膜33、阴极室27以及阴极12按照该顺序配置。阳极室26以及阴极室27均具备作为浓缩室的功能。在阳极室26中填充有阴离子交换树脂(aer)或者阳离子交换树脂(cer)，在过氧化氢去除室23中填充有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)，在阴极室27中填充有阴离子交换树脂(aer)或者阳离子交换树脂(cer)。该过氧化氢去除装置除了阳极室26以及阴极室27分别具备作为浓缩室22、24的功能而不设置浓缩室22、24这一点之外，与图2所示的过氧化氢去除装置相同。因此，图8所示的过氧化氢去除装置与图2所示的过氧化氢去除装置同样地动作。
[0040]
[第二实施方式]接下来，对本发明的第二实施方式的过氧化氢去除装置进行说明。能够构成为：在第一实施方式的过氧化氢去除装置中，在阳极11和阴极12之间，以在过氧化氢去除室23的阴极侧或阳极侧隔着中间离子交换膜与过氧化氢去除室23相邻的方式设置脱盐室，将使被处理水通水于过氧化氢去除室而得到的处理水流过脱盐室。在脱盐室中填充有离子交换体。在该结构中，能够同时进行来自被处理水的过氧化氢的去除和脱盐，能够制造出高纯度的纯水和超纯水。中间离子交换膜可以是阴离子交换膜也可以是阳离子交换膜，也可以是双极膜等复合膜。
[0041]
图9示出第二实施方式的过氧化氢装置。图示的过氧化氢去除装置是代替图1所示的过氧化氢去除装置的第二离子交换膜而配置有中间离子交换膜36的装置。在中间离子交换膜36的阴极12侧，设置有填充有离子交换体的脱盐室28，在脱盐室28和阴极室25之间配置第二离子交换膜，使在过氧化氢去除室23中处理后的处理水通水于脱盐室28。优选过氧化氢去除室23中的离子交换体的填充率与第一实施方式的情况同样地设为95％以上且
125％以下。在图示的装置中，阳极11、阳极室21、阳离子交换膜31、第一浓缩室22、阴离子交换膜32、过氧化氢去除室23、中间离子交换膜36、脱盐室28、阳离子交换膜33、第二浓缩室24、阴离子交换膜34、阴极室25以及阴极12按照该顺序配置。
[0042]
图10示出第二实施方式的过氧化氢去除装置的具体例的一个。图10所示的过氧化氢去除装置是在图2所示的过氧化氢去除装置中在过氧化氢去除室23和第二浓缩室24之间配置有脱盐室28的装置。在脱盐室28中填充有阳离子交换树脂(cer)。过氧化氢去除室23和脱盐室28由中间离子交换膜即阳离子交换膜35分隔，脱盐室28和第二浓缩室24由第二离子交换膜即阳离子交换膜33分隔。被处理水被供给到过氧化氢去除室23，在过氧化氢去除室23中分解去除过氧化氢后，被通水至脱盐室28。从脱盐室28中排出去除了过氧化氢并进行了脱盐处理的处理水。在图10所示的过氧化氢去除装置中，也可以将从阴离子交换膜32到第二浓缩室24作为重复单位x，在与阳极室21相邻的第一浓缩室22和与阴极室25相接的阴离子交换膜34之间，串联地设置多组重复单位x。
[0043]
在对脱盐室28以混床(mb)方式填充阴离子交换树脂和阳离子交换树脂这一点上，图11所示的过氧化氢去除装置与图10所示的过氧化氢去除装置不同。在图11中，分隔过氧化氢去除室23和脱盐室28的中间离子交换膜由阴离子交换膜37构成。
[0044]
在使用阴离子交换膜37作为分隔过氧化氢去除室23和脱盐室28的中间离子交换膜，并且在脱盐室28中，利用沿着水的流动方向将阳离子交换树脂(cer)的层和阴离子交换树脂(aer)的层按照该顺序交替配置而成的多层床结构来进行填充这一点上，图12所示的过氧化氢去除装置与图10所示的过氧化氢去除装置不同。脱盐室28和阴极12侧的浓缩室24由阳离子交换膜33分隔。
[0045]
图13所示的过氧化氢去除装置是在图12所示的在过氧化氢去除装置中，在阴极12侧的浓缩室24和阴极室25之间，配置有作为辅助的过氧化氢去除室29的装置。在该过氧化氢去除室29中也填充有担载有铂族金属催化剂的阴离子交换体(cat.aer)。对于过氧化氢去除室29中的催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的填充率，优选填充率为95％以上且125％以下。也向作为辅助的过氧化氢去除室29供给被处理水。从过氧化氢去除室29排出的水与从过氧化氢去除室23排出的水合流并供给到脱盐室28。浓缩室24和过氧化氢去除室29隔着阴离子交换膜34相邻，过氧化氢去除室29和阴极室25隔着阴离子交换膜38相邻。图13所示的过氧化氢去除装置具有多个过氧化氢去除室23、29，因此能够更有效地进行过氧化氢的去除。
[0046]
[第三实施方式]在第一实施方式的过氧化氢去除装置中，用于过氧化氢去除室23内的离子交换体的再生的氢氧离子是通过在阴离子交换树脂和阳离子交换膜相接的点、或者在阴离子交换树脂和阳离子交换树脂相接的点产生的水的解离反应而产生的氢氧离子。离子交换树脂和离子交换膜相接的面积、离子交换树脂相互相接的面积小，因此用于过氧化氢去除室23内的离子交换体的再生的氢氧离子的生成量也小。若设为能够在过氧化氢去除室23内大量供给氢氧离子，则能够进一步提高离子交换体的再生效率，进一步降低过氧化氢去除室23的有效电阻。因此，在第三实施方式的过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23和阴极12之间，以阳离子交换膜成为阴极12侧，阴离子交换膜成为过氧化氢去除室23侧的方式，配置阳离子交换膜和阴离子交换膜相互重叠而得到的膜。若这样构成，则在阳极11和阴极12之间
施加直流电压时，通过由电流产生的电位差，在阳离子交换膜和阴离子交换膜的界面进行水的解离反应，氢氧离子(oh-)从阴离子交换膜供给到过氧化氢去除室。其结果，阳极11和阴极12之间的电阻变得更小，能够以低电压使大电流流过过氧化氢去除室，能够促进过氧化氢去除室23内的离子交换体的再生。在使阳离子交换膜和阴离子交换膜重叠时，可以单纯地使两者重合，也可以通过在两者的界面配置促进水的解离反应的催化剂而构成为双极膜。
[0047]
图14示出第三实施方式的过氧化氢去除装置的结构。该过氧化氢去除装置是如下装置：在图1所示的过氧化氢去除装置中，在分隔过氧化氢去除室23和第二浓缩室24之间的阳离子交换膜33的过氧化氢去除室23侧的面上配置阴离子交换膜81，并使得阴离子交换膜81和阳离子交换膜33相互重叠。具体地，在图14所示的过氧化氢去除装置中，阳极11和阴极12相向，在阳极11和阴极12之间，阳极室21、第一浓缩室22、过氧化氢去除室23、第二浓缩室24以及阴极室25从阳极11侧按照该顺序配置。阳极室21和第一浓缩室22由阳离子交换膜31分隔，第一浓缩室22和过氧化氢去除室23由阴离子交换膜32分隔。过氧化氢去除室23和第二浓缩室24由使阴离子交换膜81和阳离子交换膜33相互重叠而得到的膜分隔。第二浓缩室24和阴极室25由阴离子交换膜34分隔。在阳极室21、第一浓缩室22、第二浓缩室24以及阴极室25中，与图1所示的过氧化氢去除装置同样地，分别填充有未担载铂族金属催化剂的离子交换体。在该实施方式中，优选为也将过氧化氢去除室23中的离子交换体的填充率设为95％以上且125％以下。通过将填充率设为95％以上且125％以下，能够进一步提高离子交换体的再生效率，并且能够进一步降低过氧化氢去除室23的有效电阻。
[0048]
接下来，对图14所示的过氧化氢去除装置的动作进行说明。在从含有过氧化氢的被处理水中去除过氧化氢时，与图1所示的装置的情况同样地，分别将供给水向阳极室21、浓缩室22、24以及阴极室25通水，在阳极11和阴极12之间施加直流电压的状态下，将被处理水通水于过氧化氢去除室23。若将含有过氧化氢的被处理水通水于过氧化氢去除室23，则被处理水中的过氧化氢通过与担载于过氧化氢去除室23内的离子交换体的铂族金属催化剂之间的催化剂反应被分解为水和氧，其结果，从过氧化氢去除室23流出去除了过氧化氢的处理水。此时，在过氧化氢去除室23中，通过由施加电流在不同种类的离子交换性物质的界面产生的电位差，发生水的解离反应(h2o
→h
oh-)，生成氢离子(h

)以及氢氧离子(oh-)。不同种类的离子交换性物质的界面例如为阴离子交换膜和阳离子交换体的界面、阳离子交换膜和阴离子交换体的界面、阳离子交换体和阴离子交换体的界面、或者阴离子交换膜和阳离子交换膜的界面。通过这样生成的氢离子和氢氧离子，首先吸附于过氧化氢去除室23内的离子交换体的离子成分进行离子交换并从离子交换体脱离。脱离了的离子成分当中的阴离子经由阴离子交换膜32移动到更靠近阳极11的第一浓缩室22，从该第一浓缩室22作为浓缩水排出。结果，供给到过氧化氢去除室23的被处理水中的阴离子成分移动到第一浓缩室22并排出，同时，也再生出过氧化氢去除室23的离子交换体。另外，从阳极室21以及阴极室25分别排出电极水。另外，直流电压的施加在被处理水的通水时可以连续地进行，也可以断续地进行。关于向浓缩室22、24以及电极室(即阳极室21以及阴极室25)通水的供给水，适用与在第一实施方式中说明的条件同样的条件。
[0049]
在图14所示的过氧化氢去除装置中，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面更有效地进行水的解离反应，大量的氢氧离子经由阴离子交换膜81供给到过氧化氢去除室
23内。通过供给大量的氢氧离子，能够减小过氧化氢去除室23的有效电阻，因此也能够减小为了过氧化氢去除室23内的阴离子交换体的电再生而在阳极11和阴极12之间施加的直流电压。
[0050]
在图14所示的结构中，与在第一实施方式中说明的同样地，将由[阴离子交换膜(aem)32|过氧化氢去除室(h)23|阴离子交换膜(aem)81|阳离子交换膜(cem)33|浓缩室(c)24]构成的结构作为重复单位x，在与阳极室21相邻的浓缩室22和划分阴极室25的阴离子交换膜34之间，能够串联地设置多组重复单位x。在这种串联构造中，关于最靠近阳极室21的过氧化氢去除室23，能够使得与阳极室21之间不存在独立的浓缩室22而使阳极室21本身作为浓缩室22发挥功能。同样地，关于最靠近阴极室25的过氧化氢去除室23，能够使得与阴极室25之间不存在独立的浓缩室24而使阴极室25本身作为浓缩室24发挥功能。
[0051]
图15示出在图14所示的结构中，在阳极室21中填充有阳离子交换树脂(cer)，在浓缩室22、24以及阴极室25中填充有阴离子交换树脂(aer)，在过氧化氢去除室23中填充有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的例子。换言之，图15所示的过氧化氢去除装置是如下装置：在图2所示的装置中，在分隔过氧化氢去除室23和浓缩室24的阳离子交换膜33的过氧化氢去除室23侧的面，配置阴离子交换膜81，并使得阴离子交换膜81和阳离子交换膜33相互重叠。在通过紫外线氧化装置分解去除被处理水中的toc成分的情况下，在从紫外线氧化装置排出的水中含有碳酸成分和微量的过氧化氢。在将这样的水作为被处理水从被处理水中分解去除过氧化氢的情况下，优选为去除过氧化氢，并且还能够去除碳酸成分。在图15所示的装置中，经由阴离子交换膜81，供给通过水解离反应而生成的氢氧离子，因此过氧化氢去除室23内成为碱性的环境，被处理水中的碳酸成分作为碳酸离子或者碳酸氢根离子吸附于阴离子交换体，接着通过氢氧离子进行离子交换，并经由阴离子交换膜32移动到浓缩室22。也促进了基于氢氧离子的阴离子交换体的再生。因此，在图15所示的过氧化氢去除装置中，能够分解去除被处理水中的过氧化氢，并且也能够从被处理水中有效地去除碳酸成分。
[0052]
在图15所示的过氧化氢去除装置中，与图3所示的同样地，作为向阳极室21、第一浓缩室22、第二浓缩室24以及阴极室25的供给水，也可以使用在过氧化氢去除室23中去除了过氧化氢后的处理水。具体地，将从过氧化氢去除室23得到的处理水的一部分向浓缩室22、24通水，分别作为浓缩水排出，此外，将处理水的一部分向阴极室25通水，能够将排出的电极水进一步向阳极室21通水。
[0053]
图16是示出图15所示的过氧化氢去除装置的动作的图，示出过氧化氢去除室23及其附近。如箭头所示，在过氧化氢去除室23及其两侧的浓缩室22、24中，水的流动成为逆向。在此，铂族金属催化剂由钯(pd)构成，担载有钯催化剂的粒状的阴离子交换树脂(pd aer)作为阴离子交换体填充于过氧化氢去除室23。未担载金属催化剂的粒状的阴离子交换树脂作为阴离子交换体填充于浓缩室22、24。如图示，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子，氢离子经由阳离子交换膜33移动到浓缩室24，氢氧离子经由阴离子交换膜81移动到过氧化氢去除室23。在以下的说明中，也将担载有钯催化剂的粒状的阴离子交换树脂(pd aer)称为pd担载阴离子交换树脂(pd aer)。
[0054]
在图15以及图16所示的结构中，阴离子交换膜81不与阳离子交换膜33重叠，仅通过阳离子交换膜33划分过氧化氢去除室23和阴极12侧的浓缩室24。在该情况下，在过氧化
氢去除室23中，在pd担载阴离子交换树脂(pd aer)与阳离子交换膜33接触的位置，能够通过离子交换反应将从浓缩室24经由阳离子交换膜33扩散的例如游离碳酸等弱酸成分进行离子化并捕捉。例如碳酸通过pd担载阴离子交换树脂(pd aer)转换为碳酸离子或者碳酸氢根离子(碳酸氢离子)并被捕捉。捕捉的阴离子能够沿着pd担载阴离子交换树脂(pd aer)移动到阳极11侧的浓缩室22。另一方面，在阳离子交换膜33没有与pd担载阴离子交换树脂(pd aer)接触的部分中，从阳离子交换膜33向过氧化氢去除室23内的液相释放弱酸成分，认为其一部分直接混入处理水中。
[0055]
为了防止弱酸成分向从过氧化氢去除室23排出的处理水的混入，对阳离子交换膜33重叠阴离子交换膜81也是有效的。在对阳离子交换膜33重叠了阴离子交换膜81的情况下，经由阳离子交换膜33向过氧化氢去除室23侧扩散的弱酸成分透过阴离子交换膜81。此时，弱酸成分在阴离子交换膜81的内部通过离子交换从中性分子转换为阴离子，因此成为易被过氧化氢去除室23内部的pd担载阴离子交换树脂(pd aer)捕捉的离子形态。其结果，降低了向处理水的弱酸成分的混入。
[0056]
在第三实施方式的过氧化氢去除装置中，与第一实施方式的装置同样地，除了担载有铂族金属催化剂的阴离子交换体(cat.aer)之外，也能够将未担载金属催化剂的离子交换体填充于过氧化氢去除室23。以下，对这样的例子进行说明。
[0057]
在图17所示的过氧化氢去除装置中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)和阴离子交换树脂(aer)混合的方式填充于过氧化氢去除室23。另外，也可以代替阴离子交换树脂(aer)，将阳离子交换树脂(cer)和催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)混合填充。在该结构中，与仅将催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)填充于过氧化氢去除室23的情况相比，也能够削减昂贵的铂族金属催化剂的使用量，因此能够降低成本。
[0058]
在图18所示的过氧化氢去除装置中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层沿着水的流动成为上游侧的方式，催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层和阴离子交换树脂(aer)的层以它们的层交替配置的多层床结构填充于过氧化氢去除室23。图19是具体示出图18所示的过氧化氢去除装置的动作的图，示出过氧化氢去除室23及其附近。作为铂族金属催化剂，使用钯催化剂。与使用图16进行说明的情况同样地，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子。氢氧离子从阴离子交换膜81移动到担载有钯催化剂的阴离子交换树脂即pd担载阴离子交换树脂(pd aer)的层和未担载金属催化剂的阴离子交换树脂(aer)的层这两者。在该过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中的被处理水的入口的附近进行过氧化氢的分解去除，并且在整个过氧化氢去除室23中进行对阴离子的脱盐处理。
[0059]
图20所示的过氧化氢去除装置是在图18所示的过氧化氢去除装置的过氧化氢去除室23中，代替阴离子交换树脂(aer)而填充有阳离子交换树脂(cer)的装置。因此，在过氧化氢去除室23中，以催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层沿着水的流动成为上游侧的方式，以多层床结构填充有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层和阳离子交换树脂(cer)的层。而且，在该多层床结构中，在形成有阳离子交换树脂(cer)的位置，没有设置阴离子交换膜81，阳离子交换树脂(cer)和阳离子交换膜33直接相接。
[0060]
图21是具体示出图20所示的过氧化氢去除装置的动作的图，示出过氧化氢去除室
23及其附近。作为铂族金属催化剂，使用钯催化剂。与使用图16进行说明的情况同样地，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子，氢离子经由阳离子交换膜33移动到浓缩室24，氢氧离子经由阴离子交换膜81移动到过氧化氢去除室23。进而，在阴离子交换膜32和过氧化氢去除室23内的阳离子交换树脂(cer)的界面也解离出水，产生氢离子和氢氧离子。氢离子在阳离子交换树脂(cer)内扩散并再生阳离子交换树脂(cer)。从过氧化氢去除室23内的阳离子交换树脂(cer)脱离的阳离子通过不与阴离子交换膜81重叠的位置的阳离子交换树脂(cer)，移动到阴极12侧的浓缩室24。因此，在图20所示的过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中，进行过氧化氢的去除和对阴离子以及阳离子这两者的脱盐处理，同时进行催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)和阳离子交换树脂(cer)这两者的再生。
[0061]
在图22所示的过氧化氢去除装置中，催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层、阳离子交换树脂(cer)的层以及阴离子交换树脂(aer)的层沿着水的流动从上游侧按照该顺序，以多层床结构填充于过氧化氢去除室23。与阳离子交换膜33相互重合的阴离子交换膜81设置于形成有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层的位置，阳离子交换树脂(cer)和阴离子交换树脂(aer)与阳离子交换膜33直接相接。另外，与阳离子交换膜33相互重合的阴离子交换膜81不仅在催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层的形成位置，还可以设置于阴离子交换树脂(aer)的形成位置。
[0062]
图23是具体示出图22所示的过氧化氢去除装置的动作的图，示出过氧化氢去除室23及其附近。作为铂族金属催化剂，使用钯催化剂。与使用图16进行说明的情况同样地，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子。氢氧离子从阴离子交换膜81移动到pd担载阴离子交换树脂(pd aer)的层。同时，在阴离子交换膜32和过氧化氢去除室23内的阳离子交换树脂(cer)的界面、以及过氧化氢去除室23内的阴离子交换树脂(aer)和阳离子交换膜33的界面，也解离出水从而产生氢离子和氢氧离子。在阴离子交换膜32的界面产生的氢离子在阳离子交换树脂(cer)内扩散，再生阳离子交换树脂(cer)。在阳离子交换膜33的界面产生的氢氧离子在阴离子交换树脂(aer)内扩散并再生该阴离子交换树脂(aer)。在该过氧化氢去除装置的过氧化氢去除室23中，也进行过氧化氢的去除和对阴离子以及阳离子这两者的脱盐处理，同时进行各自的离子交换树脂的再生。
[0063]
在使用图18至图23进行说明的过氧化氢去除装置中，通过将过氧化氢去除室23设为多层床结构，与仅将催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)填充于过氧化氢去除室23的情况相比，也能够削减昂贵的铂族金属催化剂的使用量，因此能够降低成本。
[0064]
如上所述，能够不设置与阳极室相邻的浓缩室而将阳极室作为浓缩室发挥功能，同样地，能够不设置与阴极室相邻的浓缩室而将阴极室作为浓缩室发挥功能。在图24所示的过氧化氢去除装置中，阳极11、阳极室26、阴离子交换膜32、过氧化氢去除室23、阴离子交换膜81、阳离子交换膜33、阴极室27以及阴极12按照该顺序配置。阳极室26以及阴极室27均具备作为浓缩室的功能。在阳极室26中填充有阴离子交换树脂(aer)或者阳离子交换树脂(cer)，在过氧化氢去除室23中填充有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)，在阴极室27中填充有阴离子交换树脂(aer)或者阳离子交换树脂(cer)。除了阳极室26以及阴极室27分
别具备作为浓缩室22、24的功能而不设置浓缩室22、24这一点之外，该过氧化氢去除装置与图15所示的过氧化氢去除装置相同。因此，图24所示的过氧化氢去除装置与图15所示的过氧化氢去除装置同样地动作。
[0065]
[第四实施方式]接下来，对本发明的第四实施方式的过氧化氢去除装置进行说明。第四过氧化氢去除装置是如下装置：在上述第二实施方式的过氧化氢去除装置中，为了增加供给到过氧化氢去除室23的氢氧离子的量，以阳离子交换膜成为阴极12侧、阴离子交换膜成为过氧化氢去除室23侧的方式，在过氧化氢去除室23和阴极12之间配置阳离子交换膜和阴离子交换膜相互重叠而得到的膜。在该情况下，也可以将分隔过氧化氢去除室23和脱盐室28的中间离子交换膜本身设为，以阴离子交换膜成为过氧化氢去除室23侧的方式将阴离子交换膜和阳离子交换膜相互重叠而得到的膜。或者，也可以在脱盐室28中至少填充有阴离子交换树脂的情况下，将中间离子交换膜作为阴离子交换膜，在其阴极12侧，以阴离子交换膜成为过氧化氢去除室23侧的方式将阴离子交换膜和阳离子交换膜相互重叠而得到的膜来划分脱盐室28。在该实施方式中，过氧化氢去除室23中的离子交换体的填充率也优选设为95％以上且125％以下。
[0066]
图25示出第四实施方式的过氧化氢去除装置的具体例的一个。图25所示的过氧化氢去除装置是在图15所示的过氧化氢去除装置中在过氧化氢去除室23和第二浓缩室24之间配置有脱盐室28的装置。在脱盐室28中填充有阳离子交换树脂(cer)。过氧化氢去除室23和脱盐室2由以阴离子交换膜82成为过氧化氢去除室23侧的方式将阴离子交换膜82和阳离子交换膜35相互重叠而得到的膜分隔，脱盐室28和第二浓缩室24由阳离子交换膜33分隔。阴离子交换膜82和阳离子交换膜35相互重叠而得到的膜属于中间离子交换膜。被处理水供给到过氧化氢去除室23，在过氧化氢去除室23中分解去除过氧化氢后，被通水至脱盐室28。从脱盐室28排出去除了过氧化氢并进行了脱盐处理的处理水。在图25所示的过氧化氢去除装置中，也将从阴离子交换膜32到第二浓缩室24作为重复单位x，在与阳极室21相邻的第一浓缩室22和与阴极室25相接的阴离子交换膜34之间，能够串联设置多组重复单位x。
[0067]
在图25所示的过氧化氢去除装置中，在阴离子交换膜82和阳离子交换膜35的界面发生水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子，该氢氧离子供给到过氧化氢去除室23，因此降低了过氧化氢去除室23的有效电阻。此外，也促进了过氧化氢去除室23内的阴离子交换树脂的再生。这对于去除过氧化氢并且去除阴离子成分、特别是碳酸成分是有利的。
[0068]
在对脱盐室28以混床(mb)方式填充阴离子交换树脂和阳离子交换树脂这一点上，图26所示的过氧化氢去除装置与图25所示的过氧化氢去除装置不同。在图26中，分隔过氧化氢去除室23和脱盐室28的中间离子交换膜成为使配置在过氧化氢去除室23侧的阴离子交换膜37和配置在脱盐室28侧的阳离子交换膜83相互重叠而得到的膜。
[0069]
在使用阴离子交换膜37作为分隔过氧化氢去除室23和脱盐室28的中间离子交换膜，并且在脱盐室28中，以沿着水的流动方向将阳离子交换树脂(cer)的层和阴离子交换树脂(aer)的层按照该顺序交替配置的多层床结构来填充这一点上，图27所示的过氧化氢去除装置与图25所示的过氧化氢去除装置不同。脱盐室28和阴极12侧的浓缩室24由阳离子交换膜33分隔，但在脱盐室28中填充有阴离子交换树脂(aer)位置，在比阳离子交换膜33更靠近阳极11侧配置阴离子交换膜81，并使得阴离子交换膜81和阳离子交换膜33相互重合。
[0070]
图28是具体地示出图27所示的过氧化氢去除装置的动作的图，示出过氧化氢去除室23以及脱盐室28及其附近。作为铂族金属催化剂，使用钯催化剂。与使用图16进行说明的情况同样地，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子。氢氧离子在脱盐室28内的阴离子交换树脂(aer)扩散，通过中间离子交换膜即阴离子交换膜37移动到过氧化氢去除室23。此外，进行阴离子交换膜37和脱盐室28内的阳离子交换树脂(cer)的界面中的水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子，该氢离子在阳离子交换树脂(cer)内扩散。由于氢离子扩散，因此在脱盐室28中填充有阳离子交换树脂(cer)的区域成为酸性环境，被处理水中的碳酸成分成为游离碳酸(co2)。该游离碳酸到达脱盐室28内填充有阴离子交换树脂(aer)的区域，该区域为碱性环境，因此作为碳酸离子或者碳酸氢根离子吸附于阴离子交换树脂，进而，经过阴离子交换膜37、过氧化氢去除室23以及阴离子交换膜32移动到浓缩室22。
[0071]
图29所示的过氧化氢去除装置是如下装置：在图27所示的过氧化氢去除装置中，更换过氧化氢去除室23和脱盐室28，隔着中间离子交换膜即阴离子交换膜37而将阳极11侧作为脱盐室28，将阴极12侧作为过氧化氢去除室23。在过氧化氢去除室23中，在该被处理水的入口侧配置有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)，在出口侧配置有阳离子交换树脂(cer)。过氧化氢去除室23和阴极12侧的浓缩室24之间由阳离子交换膜33划分，在设置有催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的位置，在阳离子交换膜33的阳极侧11重叠有阴离子交换膜81，催化剂担载阴离子交换树脂(cat.aer)的层与阴离子交换膜81相接。阳离子交换树脂(cer)的层直接与阳离子交换膜33相接。在脱盐室28中填充有阴离子交换树脂(aer)。被处理水在过氧化氢去除室23中通液后，供给到脱盐室28，从脱盐室28中排出去除了过氧化氢并进行了脱盐处理的处理水。
[0072]
图30是具体地示出图29所示的过氧化氢去除装置的动作是的图，示出过氧化氢去除室23以及脱盐室28及其附近。作为铂族金属催化剂，使用钯催化剂。与使用图16进行说明的情况同样地，若在阳极11和阴极12之间施加直流电流，则通过由电流产生的电位差，在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应从而产生氢离子和氢氧离子。氢氧离子供给到过氧化氢去除室23内的pd担载阴离子交换树脂(aer)的层。在中间离子交换膜即阴离子交换膜37和过氧化氢去除室23内的阳离子交换树脂(cer)的界面也进行水的解离反应，此时产生的氢离子供给到过氧化氢去除室23内的阳离子交换树脂(cer)。
[0073]
图31所示的过氧化氢去除装置是在图27所示的在过氧化氢去除装置中，在阴极12侧的浓缩室24和阴极室25之间，配置有作为辅助的过氧化氢去除室29的装置。在该过氧化氢去除室29中，也填充担载有铂族金属催化剂的阴离子交换体(cat.aer)，并供给有被处理水。从过氧化氢去除室29排出的水与从过氧化氢去除室23排出的水合流并供给到脱盐室28。浓缩室24和过氧化氢去除室29隔着阴离子交换膜34相邻，过氧化氢去除室29和阴极室25隔着阴离子交换膜38相邻。图31所示的过氧化氢去除装置具有多个过氧化氢去除室23、29，因此能够更有效地进行过氧化氢的去除。
[0074]
基于本发明的过氧化氢去除装置中使用的阴离子交换体无论用于担载金属催化剂还是并非如此，没有特别限定，优选使用整块状多孔质阴离子交换体、阴离子交换树脂。此外，作为阴离子交换膜，没有特别限定，但例如优选使用均质阴离子交换膜、非均质阴离
子交换膜。此外，阳离子交换体没有特别限定，但优选使用整块状多孔质阳离子交换体、阳离子交换树脂。此外，作为阳离子交换膜，没有特别限定，但例如优选使用均质阳离子交换膜、非均质阳离子交换膜。而且，作为中间离子交换膜，没有特别限定，但例如优选使用均质阴离子交换膜、非均质阴离子交换膜、均质阳离子交换膜、非均质阳离子交换膜、双极膜等。
[0075]
此外，作为阴离子交换树脂或者成为阳离子交换树脂的母体的树脂，没有特别限定，但优选将具有三维网状结构的有机高分子作为母体，例如，作为成为母体的有机高分子，能够举出苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物(苯乙烯系)、丙烯酸-二乙烯基苯的共聚物(丙烯酸系)等。
[0076]
进而，作为阴离子交换体的种类，可举出弱碱性阴离子交换体、强碱性阴离子交换体等。作为阳离子交换体的种类，可举出弱酸性阳离子交换体、强酸性阳离子交换体等。本发明中使用的担载有铂族金属催化剂的离子交换体是在上述阳离子交换体、阴离子交换体中担载有铂族金属催化剂的粒子的离子交换体。
[0077]
本发明中使用的担载有铂族金属催化剂的离子交换体的制造方法没有特别限制，通过利用公知的方法使铂族金属的粒子担载于离子交换体，能够得到担载有铂族金属催化剂的离子交换体。例如，有如下方法：将阴离子交换体浸渍在氯化钯的盐酸水溶液中，通过离子交换使氯化钯酸阴离子吸附于阴离子交换体，接着，与还原剂接触而将钯金属纳米粒子担载于阴离子交换体。或者，有如下方法：将阴离子交换体填充到柱中，使氯化钯的盐酸水溶液通液而使氯化钯酸阴离子通过离子交换吸附于阴离子交换体，接着，使还原剂通液而将钯金属纳米粒子担载于阴离子交换体。这些方法中使用的还原剂也没有特别限制，可以举出甲醇、乙醇、异丙醇等醇、甲酸、草酸、柠檬酸、抗坏血酸等羧酸、丙酮、甲乙酮等酮、甲醛、乙醛等醛、硼氢化钠、肼等。
[0078]
供给到基于本发明的过氧化氢去除装置的被处理水只要含有过氧化氢就没有特别限定，作为该过氧化氢的浓度，例如能够举出1μg/l以上、5μg/l以上、10μg/l以上、100μg/l以上、1000μg/l以上的浓度。此外，被处理水也可以含有碳酸成分。在此，碳酸成分是指h2co3，hco
3-，co
32-。碳酸成分例如在通过紫外线氧化装置进行toc成分的分解去除时产生。在本说明书中，将这些碳酸成分的总量称为“总碳酸”，将其浓度表示为co2换算浓度(as co2)。作为被处理水的总碳酸的浓度，没有特别限制，但例如能够举出0.01mg/l(as co2)以上、0.1mg/l(as co2)以上、1.0mg/l(as co2)以上的浓度。被处理水的导电率也没有特别限制，但例如能够举出0.1μs/cm以上、1μs/cm以上的导电率。此外，被处理水也可以含有钠等盐成分。被处理水中含有的钠的浓度没有特别限制，但例如能够举出1μg/l以上、10μg/l以上、100μg/l以上等浓度。
[0079]
在本发明中，相对于担载有铂族金属催化剂的离子交换体的填充体积的、被处理水的通水空间速度只要能够去除过氧化氢就没有特别限制，但例如能够举出10h-1
以上、100h-1
以上、200h-1
以上的通水空间速度。此外，对于从被处理水中去除的过氧化氢的去除率也没有特别限制，但例如能够举出60％以上、80％以上、90％以上、95％以上的去除率。
[0080]
在本发明中，过氧化氢去除室23的厚度优选设为9mm以上且30mm以下。在此，过氧化氢去除室23的厚度是指沿着在阳极11和阴极12之间施加直流电压时的电压施加方向的过氧化氢去除室23的尺寸，过氧化氢去除室23的厚度方向通常与过氧化氢去除室23中的被处理水的流动方向正交。若过氧化氢去除室23的厚度过薄，则可处理的被处理水的流量变
得过小。另一方面，若过氧化氢去除室23的厚度过厚，则由于应施加于阳极11和阴极12之间的直流电压变得过高，并且与离子交换体的量相比，因水的解离而产生的氢氧离子、氢离子的量不足，因此过氧化氢去除室23内的离子交换体的电再生无法充分进行。
[0081]
基于本发明的过氧化氢去除装置例如能够装入于纯水制造装置或者超纯水制造装置中。以下，对装入了基于本发明的过氧化氢去除装置的纯水制造装置以及超纯水制造装置进行说明。
[0082]
图32示出现有技术中的纯水制造装置的结构的一个例子。在该纯水制造装置中，贮藏原水的原水罐41、第一反渗透膜装置51、第二反渗透膜装置52、反渗透膜处理水罐42、电再生式脱离子装置(edi)54、edi处理水罐43、紫外线氧化装置(uv)55、非再生型离子交换树脂(cp)56以及脱气膜(md)58按照该顺序配置，原水按照该顺序处理。其结果，最终制造出纯水。在该纯水制造装置中，在后级的设备为满水的情况下，在系统内进行循环运转，但由于过由紫外线氧化装置55产生的过氧化氢，电再生式脱离子装置54内的离子交换体可能氧化劣化。因此，在系统内循环时，需要使制造出的纯水在edi处理水罐43中循环，并使电再生式脱离子装置54的处理水在反渗透膜处理水罐42中循环，以使得紫外线氧化装置55的处理水不在电再生式脱离子装置54中循环。这种纯水制造装置需要用于循环的多个管线、edi处理水罐，成为复杂的结构。
[0083]
图33示出具备基于本发明的过氧化氢去除装置的纯水制造装置的结构的一个例子。在图示的纯水制造装置300中，原水罐41、第一反渗透膜装置51、第二反渗透膜装置52、反渗透膜处理水罐42、紫外线氧化装置(uv)55、过氧化氢去除装置100、电再生式脱离子装置(edi)54以及脱气膜(md)58按照该顺序配置，原水按照该顺序处理，其结果，制造出纯水。在此使用的过氧化氢去除装置100只要是基于本发明的过氧化氢去除装置，则可以是任意的装置，但优选为使用图1至图31所示的过氧化氢去除装置中的任一者。在该纯水制造装置中，在纯水的供给目的地即后级的设备为满水的情况下，使制造出的纯水在反渗透膜处理水罐42中循环。即，通过在紫外线氧化装置55的后级配置过氧化氢去除装置100，能够避免由紫外线氧化装置55产生的过氧化氢导致的、对电再生式脱离子装置54的影响。此外，从上述说明可明了，过氧化氢去除装置100本身具备与电再生式脱离子装置同样的脱盐性能，因此通过该结构，能够得到将电再生式脱离子装置串联两级配置的情况同等的高纯度的纯水。根据纯水制造装置所要求的脱盐性能，也可以不设置电再生式脱离子装置(edi)54，而将过氧化氢去除装置100的出口水直接供给到脱气膜(md)58。通过将使处理水循环的系统设为一个系统，不需要图32所示的装置所需的edi处理水罐、edi处理水的循环管线，能够制成成本低的纯水制造装置。
[0084]
另外，在图33中，使脱气膜(md)58的处理水的至少一部分在反渗透膜处理水罐42中循环，但也可以使过氧化氢去除装置100或者电再生式脱离子装置(edi)54的处理水在反渗透膜处理水罐42中循环。此外，作为通水至过氧化氢去除装置100的浓缩室、电极室的供给水，可以利用绕过了紫外线氧化装置55的水，另外，优选如此。通过利用绕过了紫外线氧化装置55的水，过氧化氢浓度低或不含过氧化氢的水供给到浓缩室和电极室，因此能够抑制浓缩室和电极室中填充的离子交换体的劣化。
[0085]
在纯水制造装置中，也可以在过氧化氢去除装置的前级设置碳酸去除单元。若供给到过氧化水去除装置的被处理水中的碳酸成分变少，则可以降低施加于过氧化氢去除装
置的电压，能够降低功耗。作为碳酸去除单元，可以使用反渗透膜(ro)装置、向反渗透膜装置添加碱性药剂、以及虽然图33中未示出但可以使用脱气膜(md)、脱碳酸塔、阴离子交换树脂塔等。
[0086]
图34示出装入有基于本发明的过氧化氢去除装置的超纯水制造装置的结构的一个例子。图示的超纯水制造装置400是将图33所示的纯水制造装置300作为一次纯水系统使用，进而配置子系统，从而制造出超纯水的装置。在子系统中，设置有储存来自一次纯水系统的一次纯水的纯水罐45，对于纯水罐45的出口，紫外线氧化装置(uv)61、非再生型离子交换树脂(cp)63、脱气膜(md)65、以及超滤膜(uf)67按照该顺序配置且一次纯水按照该顺序处理，制造出超纯水。制造出的超纯水的一部分在纯水罐45中循环。代替超滤膜(uf)67，也可以使用微滤膜。此外，也可以设为在一次纯水系统中不设置电再生式脱离子装置(edi)54的结构。
[0087]
图35所示的超纯水制造装置是将图34所示的超纯水制造装置的一次纯水系统中的紫外线氧化装置(uv)55、过氧化氢去除装置100以及电再生式脱离子装置(edi)54的配置顺序更换为电再生式脱离子装置(edi)54、紫外线氧化装置(uv)55以及过氧化氢去除装置100的顺序的装置。此外，图36所示的超纯水制造装置是在图35所示的超纯水制造装置的一次纯水系统中，在电再生式脱离子装置(edi)54的后级且紫外线氧化装置(uv)的前级的位置设置有硼选择性离子交换树脂(bier)57、硼选择性吸附体等硼去除装置的装置。
[0088]
在超纯水制造装置中，也能够将基于本发明的过氧化氢去除装置100配置在子系统中。在图37中，在图35所示的超纯水制造装置中，设为从一次纯水系统中排除过氧化氢去除装置100，且紫外线氧化装置(uv)55的出口水直接供给到脱气膜(md)58，在子系统中代替非再生型离子交换树脂(cp)63而设置有过氧化氢去除装置100。在一次纯水系统中，代替过氧化氢去除装置100而设置有非再生型离子交换树脂(cp)56。能够在过氧化氢去除装置100中具有脱盐性能，因此即使在子系统中代替非再生型离子交换树脂(cp)63而设置有过氧化氢去除装置10，作为超滤膜(uf)67的出口水而得到的超纯水的水质也不会劣化。在子系统中，也可以设为非再生型离子交换树脂(cp)63直接保留并设置过氧化氢去除装置100。通过这样设置，能够用非再生型离子交换树脂(cp)63去除过氧化氢去除装置100中未完全去除的离子成分，进而，能够去除在非再生型离子交换树脂(cp)63中无法去除的过氧化氢，能够补充各自的功能。在串联设置过氧化氢去除装置100和非再生型离子交换树脂(cp)63这两者的情况下，可以先向过氧化氢去除装置100通水，也可以先向非再生型离子交换树脂(cp)63通水。实施例
[0089]
接下来，通过实施例以及比较例更详细地说明本发明。
[0090]
[实施例1以及比较例1]使用图2、图10、图38、图39以及图40所示的装置，作为被处理水，使用在表1中作为条件1至条件7而示出的水质的被处理水，进行从被处理水中去除过氧化氢的试验，求出进行了约100小时的对装置的被处理水的通水后的过氧化氢去除率和处理水的电阻率。将结果记载于表2至表5中。表2至表5中还记载了用于表示被处理水的流量、施加于阳极11和阴极12之间的电流的值、用于表示所使用的装置是哪个图所示的装置的图号、以及用于表示所使用的被处理水的水质条件为表1所示的哪个条件的条件的编号。
[0091]
被处理水中的总碳酸的浓度使用toc计(商品名：sieversm9e，suez公司制)，根据测定出的无机碳(ic)浓度，通过以下的方法算出。
[0092]
总碳酸浓度[mg/l(as co2)]＝无机碳(ic)浓度[mg/l(as c)]
×
3.664在此，3.664是将由下述表达式计算的、碳(c)的量换算为总碳酸(co2)相当量时的系数。co2的分子量＝44.01[g/mol]c的原子量＝12.01[g/mol]44.01[g/mol]
÷
12.01[g/mol]＝3.664
[0093]
(实施例1-1至实施例1-7)使用了图2所示的过氧化氢去除装置。在阳极室21中，填充有苯乙烯系、凝胶型的强酸性阳离子交换树脂(杜邦公司制：amberjet(注册商标))。在浓缩室22、24以及阴极室25中，填充有苯乙烯系、凝胶型的强碱性阴离子交换树脂(杜邦公司制：amberjet(注册商标))。作为阴离子交换膜32、34，使用均质阴离子交换膜(株式会社astom公司制：neosepta(注册商标))，对阳离子交换膜31、33，使用均质阳离子交换膜(株式会社astom公司制：neosepta(注册商标))。在过氧化氢去除室23中，在开口部面积为10cm
×
10cm、厚度为1cm的单元框体中，填充有pd催化剂担载阴离子交换树脂100ml作为铂族金属催化剂担载阴离子交换树脂。另外，该情况下的电极面积为1dm2，因此即使将电流值(a)的值换算为电流密度(a/dm2)，也为相同的值。
[0094]
(实施例1-8)使用了图10所示的过氧化氢去除装置。在过氧化氢去除室23中，在开口部面积为10cm
×
10cm、厚度为1cm的单元框体中，填充有100ml的pd催化剂担载阴离子交换树脂作为铂族金属催化剂担载阴离子交换树脂，在脱盐室28中，在开口部面积为10cm
×
10cm、厚度为1cm的单元框体中，填充有100ml的苯乙烯系、凝胶型的强酸性阳离子交换树脂(杜邦公司制：amberjet(注册商标))。作为阳离子交换膜33、35，使用均质阳离子交换膜(株式会社astom公司制：neosepta(注册商标))。其他离子交换膜、电极室以及浓缩室的结构与实施例1-1相同。
[0095]
(比较例1-1、1-3、1-5、1-7、1-9、1-11、1-13)使用了图38所示的过氧化氢去除装置。图38所示的过氧化氢去除装置是如下装置：在实施例1-1中使用的过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中填充有100ml的未担载催化剂的苯乙烯系、凝胶型的强碱性阴离子交换树脂(杜邦公司制：amberjet(注册商标)。
[0096]
(比较例1-2、1-4、1-6、1-8、1-10、1-12、1-14)使用了图39所示的结构的装置。图39所示的装置是如下装置：在内径为5cm的柱90内，填充有100ml的、与实施例1-1中使用的物质相同的铂族金属催化剂担载阴离子交换树脂。
[0097]
(比较例1-15)使用了图40所示的过氧化氢去除装置。图40所示的过氧化氢去除装置是如下装置：在实施例1-8中使用的过氧化氢去除装置中，在过氧化氢去除室23中填充有未担载催化剂的苯乙烯系、凝胶型的强碱性阴离子交换树脂(杜邦公司制：amberjet(注册商标))。
[0098]
[表1]
[0099]
＜总碳酸的影响＞对被处理水中的总碳的影响进行了探讨。从表2可知，即使被处理水中的总碳酸的浓度增加，在实施例1-1、1-2中，过氧化氢的去除率也几乎为100％，被处理水中的电阻率也分别呈现出18.1mω
·
cm、17.7mω
·
cm这样的高的值。与此相对，在比较例1-1、1-2、1-3、1-4中，过氧化氢的去除率分别为7％、99％、17％、58％，处理水的电阻率分别为17.9mω
·
cm、16.8mω
·
cm、17.9mω
·
cm、0.6mω
·
cm。即，在比较例1-1、1-3的结果中，若被处理水的总碳酸浓度变高，则过氧化氢的去除性能稍微变好，但尽管如此，只是7％
→
17％的增加，仍是较低的值。在此，由比较例1-2、1-4的结果可知，若被处理水的总碳酸浓度变高，则过氧化氢的去除率显著降低。与此相对，由实施例1-1、1-2可知，根据基于本发明的方法，即使被处理水的总碳酸浓度变高，也能得到非常良好的过氧化氢的去除率。
[0100]
[表2]
[0101]
＜去除率中的过氧化氢的浓度依赖性以及施加电流依赖性＞对被处理水中的过氧化氢的浓度以及施加电流对过氧化氢去除率的依赖性进行了谈论。如表3所示，即使被处理水中的过氧化氢浓度发生变化，在实施例1-2、1-3、1-4、1-5中，过氧化氢的去除率也几乎为100％。另一方面，在比较例1-3至比较例1-10中，过氧化氢的去除率大幅降低，其中，如比较例1-5所示，也存在无法完全去除过氧化氢的情况。由这些结果可以确认，在基于本发明的过氧化氢去除装置中，能够在宽浓度范围内稳定地实现过
氧化氢的去除。尤其还可以确认，在被处理水中的过氧化氢浓度为低浓度时的过氧化氢的去除中，本发明能够进一步发挥优越性。此外，将比较例1-3和比较例1-9的结果进行比较，通过将施加电流从0.1a提高到1a，过氧化氢的去除率从17％上升到24％。然而，在这些比较例中，仍是低去除率，认为难以通过电流值的增大来实现接近100％的去除率。
[0102]
[表3]
[0103]
＜流量的影响＞对被处理水的流量进行了探讨。从表4可知，在实施例1-5、1-6中，即使使被处理水的流量变化，过氧化氢的去除率也为100％。与此相对，在比较例的装置中，将比较例1-9、1-10的结果与比较例1-11、1-12的结果进行比较可知，即使将被处理水的流量降低到一半，也无法如基于本发明的装置那样将过氧化氢的去除率增加至100％附近。
[0104]
[表4]
[0105]
＜被处理水中的钠的影响＞
对在被处理水中添加有阳离子成分即钠的情况进行了探讨。另外，通过添加naoh水溶液，从而在被处理水中添加了钠。如表5所示，在实施例1-7、1-8中，即使被处理水中含有钠，过氧化氢的去除率也几乎为100％。进而，在实施例1-8中，即使被处理水中含有钠，也能得到15.1mω
·
cm这样高的水质。与此相对，在比较例1-13、1-14、1-15中，过氧化氢的去除率低。
[0106]
[表5]
[0107]
从以上说明的表2至表5所示的结果可知，通过基于本发明的过氧化氢去除装置以及过氧化氢去除方法，能够将处理水的电阻率设为1mω
·
cm以上，并且使过氧化氢的去除率成为90％以上。
[0108]
[实施例2]以在阳极11和阴极12之间配置多个过氧化氢去除室23的方式组装了图15以及图16所示的过氧化氢去除装置。准备具有10cm
×
10cm的正方形的开口的厚度1cm的框体，重叠两张该框体并在其中填充再生形式的pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，由此构成厚度2cm的过氧化氢去除室23。过氧化氢去除室23的阳极11侧由阴离子交换膜32划分，阴极12侧由将阴离子交换膜81与阳离子交换膜33以阳离子交换膜33成为阴极12侧的方式相互重叠而得到的膜划分。对于电极室(阳极室21以及阴极室25)、浓缩室22、24，使用相同的框体并填充离子交换体，由此分别使厚度为1cm。对电极室、浓缩室22、24以及过氧化氢去除室23，供给导电率为1.3μs/cm、过氧化氢浓度为97.5μg/l、总碳酸浓度为0.103mg/l(as co2)的水，以电流为1.04a的方式在阳极11和阴极12之间施加直流电压。将向过氧化氢去除室23的被处理水流量设为88l/h。
[0109]
求出从开始向过氧化氢去除装置的通水以及直流电压的施加起经过约1000小时从而系统稳定时的、从过氧化氢去除室23排出的处理水中含有的过氧化氢浓度，并求出该过氧化氢去除装置中的过氧化氢去除率。同时，求出被处理水的电阻率和此时施加的直流电压的值，基于施加电压和电流值，求出被处理水的每单位流量的功耗。将结果在表6示出。此外，在结束这些测定后，从过氧化氢去除室23取出pd担载阴离子交换树脂(pd aer)并求出自由状态下的它的体积，结果为过氧化氢去除室23的容积的95至100％。
[0110]
[实施例3]虽然是与实施例2同样的过氧化氢去除装置，但组装了过氧化氢去除室23与位于其阴极12侧的浓缩室24之间仅由阳离子交换膜33分隔的过氧化氢去除装置。该实施例3的过氧化氢去除装置具有图2所示的构造。图41示出实施例3的过氧化氢去除装置的主要部
位。在实施例3的过氧化氢去除装置中，通过仅使用一片实施例2中使用的框体，从而过氧化氢去除室23的厚度成为1cm。
[0111]
使用与实施例2相同的水，将向过氧化氢去除室23的被处理水流量设为56l/h，使得在阳极11和阴极12之间流动的电流成为0.66a，并进行与实施例2相同的测定。将结果在表6示出。此外，在结束测定后，从过氧化氢去除室23取出pd担载阴离子交换树脂(pd aer)并求出自由状态下的它的体积，结果为过氧化氢去除室23的容积的95至100％。另外，在实施例3的过氧化氢去除装置中，在pd担载阴离子交换树脂(pd aer)和阳离子交换膜33的界面进行水的解离反应，但此时产生的氢离子释放到与过氧化氢去除室23相邻的浓缩室24，与浓缩室24内的水中含有的碳酸成分发生反应，产生游离碳酸。游离碳酸不具有电荷，因此不受阳离子交换膜33的电荷排斥的影响，从浓缩室24向过氧化氢去除室23内经由阳离子交换膜33扩散。该游离碳酸不是离子形式，因此也难以吸附于过氧化氢去除室23内的pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，成为向处理水侧泄漏而使水质降低的原因。为了使碳酸成分吸附于pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，需要转换为碳酸离子或者碳酸氢根离子。与此相对，在实施例2的过氧化氢去除装置中，阴离子交换膜81与游离碳酸扩散的阳离子交换膜33重叠，因此游离碳酸在通过阴离子交换膜81时可靠地转换为碳酸离子、碳酸氢根离子，之后释放到过氧化氢去除室23，因此难以引起处理水中的水质降低。
[0112]
[实施例4]虽然是与实施例2同样的过氧化氢去除装置，但组装了过氧化氢去除室23与位于其阴极12侧的浓缩室24之间仅由阳离子交换膜33分隔的过氧化氢去除装置。图42示出实施例4的过氧化氢去除装置的主要部位。在实施例4的过氧化氢去除装置中，过氧化氢去除室23的厚度与实施例2相同，为2cm。实施例4的过氧化氢去除装置也具有图2所示的构造，实施例3和实施例4仅在过氧化氢去除室23的厚度上不同。
[0113]
使用与实施例2相同的水，将向过氧化氢去除室23的被处理水流量设为88l/h，使得在阳极11和阴极12之间流动的电流为1.04a，并进行与实施例2相同的测定。将结果在表6示出。此外，在结束测定后，从过氧化氢去除室23取出pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，求出自由状态下的它的体积，结果为过氧化氢去除室23的容积的95至100％。另外，在实施例4的过氧化氢去除装置中，在pd担载阴离子交换树脂(pd aer)和阳离子交换膜33的界面也进行水的解离反应，但此时产生的氢离子经由阳离子交换膜33扩散到浓缩室24，产生游离碳酸。
[0114]
[表6]
[0115]
对实施例2至实施例4进行比较，过氧化氢去除率几乎相同，处理水的电阻率在实施例2中最高。在实施例2至实施例4的任一者中，在阳极11和阴极12之间施加的直流电压在能实用的范围内。然而，相对于在实施例2中施加电压为10.0v，尽管在实施例3中与实施例2
相比减小了电流值，但施加电压为14.6v，为实施例1的约1.5倍。在与实施例2相同的电流值的实施例4中，施加电压为29.2v，为约3倍。伴随着施加电压变高，在处理水的每单位流量的功耗中，在实施例2中为0.11w
·
h/l，与此相对，在实施例3中为0.17w
·
h/l，是实施例2的约1.5倍，在实施例4中为0.33w
·
h/l，为实施例2的约3倍。如此，认为在实施例2中能够降低施加电压，并能够降低每处理水量的功耗是因为，在实施例2中在阴离子交换膜81和阳离子交换膜33的接合界面的整个面上发生水的解离反应，因此离子交换体的电再生中使用的氢氧离子大量地供给到过氧化氢去除室23。与此相对，在实施例3、4中，仅在pd担载阴离子交换树脂(pd aer)和阳离子交换膜33相接的点这样的比较狭窄的地点进行水的解离反应，因此认为带来了施加电压的上升。此外，在实施例2中，认为处理水的电阻率高的原因在于，从浓缩室24向过氧化氢去除室23扩散的游离碳酸在阴离子交换膜81中扩散时被转换为碳酸离子或者碳酸氢根离子，之后被pd担载阴离子交换树脂(pd aer)捕捉。
[0116]
[实施例5]对过氧化氢去除室中的离子交换体的填充率进行了探讨。在此，离子交换体的填充率是指，如上所述，将在阳极与阴极之间施加直流电压并将被处理水通水于过氧化氢去除室之后、从过氧化氢去除室取出的离子交换体的自由状态下的体积除以过氧化氢去除室的容积而得到的值。使用与实施例2相同的结构的过氧化氢去除装置，在过氧化氢去除室23填充有盐形式的pd担载阴离子交换树脂(pd aer)。通过改变此时的填充量，构成实施例5-1和实施例5-2的过氧化氢去除装置。对电极室、浓缩室22、24以及过氧化氢去除室23，供给导电率为1.3μs/cm、过氧化氢浓度为97.5μg/l、总碳酸浓度为0.103mg/l(as co2)的水，以电流为1.04a的方式在阳极11和阴极12之间施加电压。将向过氧化氢去除室23的被处理水流量设为88l/h。
[0117]
对实施例5-1以及实施例5-2的各自的过氧化氢去除装置，求出从开始向过氧化氢去除装置的通水以及直流电压的施加起经过约500小时从而系统稳定时的、从过氧化氢去除室23排出的处理水中含有的过氧化氢浓度，并求出该过氧化氢去除装置中的过氧化氢去除率。同时求出被处理水的电阻率和此时施加的直流电压的值。将结果在表7示出。此外，在结束这些测定后，从过氧化氢去除室23取出pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，求出自由状态下的它的体积并求出填充率，结果在实施例5-1中为110至115％，在实施例5-2中为95至100％。
[0118]
[表7]
[0119]
对实施例5-1与实施例5-2进行比较，过氧化氢去除率几乎相同，处理水的电阻率存在若干差异。然而，在填充率高的实施例5-1中，施加电压为6.5v，与此相对，在填充率低的实施例5-2中，施加电压为29.2v，与实施例5-1相比为约4.5倍。即使与实施例2相比，在填充率更高的实施例5-1中，也能够降低施加电压。可知通过在不妨碍被处理水的通水的范围内提高填充率，能够降低施加电压。此外，认为通过使电压变低、电流容易流动，实施例5-1
的处理水的电阻率稍高，成为良好的值。
[0120]
[实施例6]对担载有铂族金属催化剂的离子交换体的填充率和过氧化氢去除室的电阻的关系进行了调查。在此，为了模仿过氧化氢去除室，准备在两侧具备铂的板电极的53.1cm3的空间，以相当于填充率的方式向该空间填充盐形式的pd担载阴离子交换树脂，并流过了温度25℃的超纯水。而且，使用lcr计，在板电极间施加频率1khz、电压1000mv的交流电压并测定板电极间的阻抗，将其作为施加作为过氧化氢去除装置运转时的直流电压时的电阻进行评价。将结果在图43示出。如图43所示，若填充率小于0.95(即95％)，则电阻显著变大，过氧化氢去除室23内的离子交换体的电再生需要较多的能量。可知填充率优选为0.95以上且1.25以下(即95％以上且125％以下)，更优选为1.02以上且1.25以下(即102％以上且125％以下)。
[0121]
[实施例7]与实施例5同样地，对过氧化氢去除室中的离子交换体的填充率进行了探讨。使用图42所示的、与实施例4相同的结构的过氧化氢去除装置，在过氧化氢去除室23中填充有盐形式的pd担载阴离子交换树脂(pd aer)。通过改变此时的填充量，构成实施例7-1和实施例7-2的过氧化氢去除装置。对电极室、浓缩室22、24以及过氧化氢去除室23，在实施例7-1中，供给导电率为1.2μs/cm、过氧化氢浓度为102μg/l、总碳酸浓度为0.104mg/l(as co2)的水，在实施例7-2中，供给导电率为1.3μs/cm、过氧化氢浓度为96.3μg/l、总碳酸浓度为0.103mg/l(as co2)的水。在实施例7-1以及实施例7-2的任一者中，将向过氧化氢去除室23的被处理水流量设为88l/h，以电流为1.04a的方式在阳极11和阴极12之间施加电压。
[0122]
对实施例7-1以及实施例7-2各自的过氧化氢去除装置，求出从开始向过氧化氢去除装置的通水以及直流电压的施加起经过约300小时从而系统稳定时的、从过氧化氢去除室23排出的处理水中含有的过氧化氢浓度，并求出该过氧化氢去除装置中的过氧化氢去除率。同时求出处理水的电阻率、此时施加的直流电压的值以及每处理水量的功耗。将结果在表8示出。此外，在结束这些测定后，从过氧化氢去除室23取出pd担载阴离子交换树脂(pd aer)，求出自由状态下的它的体积并求出填充率，结果在实施例7-1中为110至115％，在实施例7-2中为95至100％。
[0123]
[表8]
[0124]
对实施例7-1与实施例7-2进行比较，过氧化氢去除率几乎相同，处理水的电阻率存在差异。关于施加电压，在填充率高的实施例7-1中，为填充率低的实施例7-2的一半以下，功耗变低相应的量。认为通过使电压变低、电流容易流动，实施例7-1的处理水的电阻率变得比实施例7-2的情况高，成为更良好的值。(标号说明)
[0125]
11 阳极
12 阴极21、26 阳极室22、24 浓缩室23、29 过氧化氢去除室25、27 阴极室28 脱盐室31、33、35、83 阳离子交换膜(cem)32、34、37、38、81、82 阴离子交换膜(aem)36 中间离子交换膜51、52 反渗透膜装置54 电再生式脱离子装置(edi)55、61 紫外线氧化装置(uv)56、63 非再生型离子交换树脂(cp)57 硼选择性离子交换树脂(b ier)58、65 脱气膜(md)67 超滤膜(uf)100 过氧化氢去除装置300 纯水制造装置400 超纯水制造装置。