純水とは？その性質や製造方法について

純水とは、井戸水や水道水などに含まれる様々な不純物、特にカルシウムイオンやマグネシウムイオンをイオン交換樹脂やRO膜（逆浸透膜）を用いた装置を利用して除去した水のことです。純水（英語：pure water）の中でも、特に純度の高い水を超純水（英語：ultrapure water）と呼びます。不純物を全く含まない純粋な水を理論純水といいます。

純水の性質と用途

純水には次のような性質があります

（1）不純物が少ないためスケールが発生しない

水が蒸発した際に水中に硬度や塩類成分があると、カルシウムやシリカ（ケイ酸イオン）の析出物として、スケールが発生します。

やかんなどでお湯を沸かすと残る白い水垢や、温泉で見かける湯の花などもスケールの一種です。

スケールが発生すると、熱交換器（熱を伝達利用する機器）の効率が落ちエネルギー使用量が増えたり、配管やノズルが詰まって流れにくくなったり、製品の洗浄後に白い汚れが残るなど様々なトラブルが生じる可能性があります。

純水には不純物が少ないため、水分が蒸発してもスケールが発生しません。

（2）物質を溶解させる高い機能を持つ

純水は、様々な物質を溶かしやすい性質を持っています。例えば、空気中の二酸化炭素をよく溶かします。

また、その特性を生かして、工業製品上に残った微量な不純物を溶かして洗浄する工程にも使われます。

純水は産業に幅広く利用されています

（1）純水

（2）超純水

　超純水の用途・活用シーンとしては、半導体製品の洗浄や、半導体製造に使用する薬品の希釈用に使用されます。

純水の水質

純水の水質は、大まかに電気の通りやすさ“電気伝導率”（導電率）で表わされます。
純水は0.05～1mS/m（ミリジーメンスパーメートル ）、水道水は10～20mS/mです。

電気伝導率は、SI単位（国際単位）ではmS/mで表しますが、従来の工業単位ではµS/cm（マイクロジーメンスパーセンチメートル）も使われており、換算すると1μS/cm=0.1mS/mとなります。

また、高純度の純水では、電気の通りにくさを示す比抵抗の工業単位MΩ・cm（メグオーム・センチメートル）で水質を表します。

比抵抗は電気伝導率（μS/cm）の逆数で換算されます。

※図の用途は例であり、全て該当する水質でなければならないという意味ではありません。

純水の製造方法の種類

純水は、RO膜（逆浸透膜）やイオン交換樹脂を使って作ります。

	RO膜－連続式電気脱イオン	イオン交換樹脂法
概要	逆浸透圧現象により、処理水中の不純物イオンは減少し、一方で排水中の不純物イオンは濃縮されて排出される さらに連続式電気脱イオン装置を用いて純度を高める	水中のイオン状の不純物をイオン交換樹脂が持つ水素イオンまたは水酸化物イオンと交換し純水とする 定期的に塩酸や苛性ソーダで樹脂を再生し、再び純水製造を可能とする
処理フロー
メリット	・連続通水のため水質が安定 ・薬品管理がない分、保守管理が比較的容易 ・再生薬品が不要／排水処理の負荷が少ない ・設置面積が小さい	・排水量が比較的少ない ・比較的入手しやすい薬品の使用で繰り返し利用でき、継続的に効果が期待できる
デメリット	・排水量が比較的多くなる	・再生時に純水供給が停止 ・薬品管理があり、保守管理が煩雑 ・再生排水のpH調整が必要 ・再生薬品の保守管理が必要 ・設置面積が大きい
規模	・小-中規模水量向け	・大規模水量向け
備考	原水の水質、処理水の水質や水量、放流先に応じて、最適な処理方法を検討する 小規模の場合はデミナー単体、またはRO膜ーデミナーを用いる場合がある

純水製造装置の例

前項で説明した処理方法を用いた装置をご紹介します。

RO膜－連続式電気脱イオンを使った装置

装置の一覧はこちら

イオン交換樹脂法を使った装置

装置の一覧はこちら

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（参考：相談事例）

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