CN100352535C - 过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在使用膜状过滤器部进行过滤的过滤装置中,可维持过滤性能,且维修管理容易的过滤装置。其通过设置除去在过滤膜的表面形成的被除去物构成的堆积层用的气泡供给装置和通过贮存在剥离用水罐中的过滤水逆流由被除去物堵塞的过滤膜而恢复过滤机能的机构来保持过滤性能。而且通过把原水罐内下部形成锥形形状并通过阀设置回收罐,而提高了沉淀的被除去物的回收率,因此使过滤装置的维修和管理更加容易。
Description
技术领域
本发明涉及过滤装置,尤其涉及维修和管理容易,且可保持过滤性能的过滤装置。
背景技术
现在,减少工业废弃物,或者将工业废弃物分离再利用或不向自然界排放工业废弃物,从生态学的观点看是重要的课题,并且是21世纪的企业课题。在这种工业废物中,有含被除去物的各种各样的流体。
在这些流体中,表现为污水、排水或废液等,下面,把水或药品等流体中包含被除去物等物质的称为排水进行说明。这些排水,用高价的过滤处理装置等除去所述的被除去物,使排水成为干净的流体可再利用,或把分离的被除去物或不能过滤的残渣作为工业废物进行处理。特别是水,通过过滤在满足了环境标准的干净状态可返回河流和海洋等自然界,或者再利用。
但是,从过滤处理等的设备费用、设备的运行成本等问题考虑,采用这些装置非常困难,也带来环境问题。
从上述可知,排水处理的技术,从环境污染的意义上,或从再循环的观点考虑都是重要的问题,而且急切希望有一种低初始成本和低设备运行成本的系统。
作为一个实例,下面说明半导体领域的排水处理。通常,在对金属、半导体、陶瓷等板材进行研削或研磨时,考虑到要防止由于磨擦而使研磨(磨削)工具等的温度上升、提高润滑性、研削屑或切削屑粘附在板材上等,需用水等流体喷淋研磨(研削)工具或板材。
具体地说,在切割作为半导体材料的板材半导体晶片,或背面研磨时,采取纯水流动的方法。为防止切片装置切片板的温度上升,或为防止切屑粘附在晶片上,在半导体晶片上形成纯水的流动,以纯水冲击的方式安装放水用的喷咀,进行喷淋。另外,用背面研磨使晶片变薄时,出于相同的理由进行纯水的流动。
从所述切片装置或背面研磨装置排出的研磨屑或混入了研磨屑的排水,经过滤变成净水后返回自然界或再利用,并且回收浓缩的排水。
在目前的半导体制造中,混有以硅为主的被除去物(屑)的排水的处理,通常有凝聚沉淀法、组合过滤器过滤和离心分离的方法这两种方法。
所述的凝聚沉淀法,是将作为凝聚剂的PAC(聚氯化铝)或Al12(SO4)3(硫酸矾土)等混入排水中,使其与硅生成反应物,通过除去这种反应物过滤排水。
所述的组合过滤器过滤和离心分离的方法,是过滤排水,将浓缩的排水加入离心分离机,并将硅屑作为污泥进行回收,同时把过滤排水得到的净水排放到自然界,或再利用。
例如,如图16所示,切片时产生的排水收集在原水罐201中,用泵202送往过滤装置203。由于在过滤装置203中安装有陶瓷系或有机物系的过滤器F,所以经其过滤的水通过配管204送往回收水罐205再利用。或排放到自然界。
另一方面,由于过滤器F会发生堵塞,所以要对过滤装置203进行定期清洗。例如,关闭原水罐201一例的阀B1,打开从阀B3和原水罐送清洗水用的阀B2,用回收水罐205的水逆流清洗过滤器F。由此产生的混入高浓度硅屑的排水,返回原水罐201。或者将浓缩水罐206中的浓缩水,通过泵208输送到离心分离器209,由离心分离器209分离成污泥(淤泥)和分离液。硅屑构成的污泥收集在污泥回收罐210,分离液收集在分离液罐211中。而且,收集分离液的分离液罐211的排水通过泵212输送到原水罐201。
这些方法,在回收例如以铜、铁、铝等金属材料为主要材料的固形物或板材、陶瓷等无机材料构成的固形物或板材等在研削、研磨过程中产生的屑时采用。
另一方面,出现了CMP(化学机械抛光)等新的半导体加工技术。这种CMP技术带来的结果是,(1)实现了平坦的设备表面形状和(2)实现了将与基板不同的材料嵌入的结构。
(1)是使用石印技术精良地形成微细的图形。或者通过与硅片贴附技术的组合使用,可实现制造三维IC。
(2)是可实现嵌入的结构。以前,IC的多层布线是采用钨(W)嵌入技术。这是用CVD法将W埋入层间膜的沟中,然后腐蚀表面进行平坦化。但最近通过CMP平坦化。应用这种嵌入技术,可列举金银线织绵缎法(ダマシンプロセス)和元件分离法。这些CMP技术和应用,在科学论坛发行的[CMP的科学]中有详细描述。
下面,简单说明CMP的机构。如图17所示,将半导体晶片252放置在旋转定盘250的研磨布251上,通过研磨材料(浆料)253流动及相互磨擦、研磨加工和化学腐蚀,使晶片252表面上的凹凸消失。由于研磨材料253中溶剂的化学反应和研磨布与研磨剂中的研磨砂粒的机械研磨作用实现平坦化。研磨布251,例如使用发泡聚亚胺酯、无纺布等,因为研磨材料把氧化硅、氧化铝等研磨砂粒与含pH调节材料的水混合,所以,通常称为浆料(液)。这种浆料253一边流动,一边使在研磨布251上的晶片252旋转并施加一定压力下相互磨擦。而且,254是为维持研磨布251的研磨能力,通常使研磨布251的表面成为修整状态的修整部。另外,202、208、212是电动机,255~257是皮带。
上述机构,如图18所示构成系统。该系统大致分为晶片盒的装载·卸载部260、晶片移放装置261、图17所示的研磨装置262、晶片清洗装置263和控制它们的系统控制部。
首先,将放入晶片的盒264置于晶片盒的装载·卸载部260中,取出盒264内的晶片。接着,用晶片移载装置261例如用操作装置265保持所述的晶片,并将其放置到设在研磨装置262的旋转定盘250上,使用CMP技术使晶片平坦化。该平坦化作业结束后,为了进行浆料的清洗,通过所述的操作装置265将晶片移送到晶片清洗装置263进行清洗。而且,将清洗过的晶片收容在晶片盒266内。
例如,在一次工程中使用的浆液量,约为500-1000毫升/片。另外,在所述研磨装置262和晶片清洗装置263流动纯水。而且这些排水,由于用排水管最终一起排出,所以在一次平坦化作业中排出约5-10升/片的排水。例如三层金属,在金属平坦化和层间绝缘膜的平坦化中,约进行七次平坦化作业,到一枚晶片完成时,将排出5-10升七倍的排水。因此,可判断使用CMP装置排出的是与用纯水稀释浆料的相当量。而且,这些排水用凝聚沉淀法进行处理。(参见专利文献1)。
专利文献1:特开2001-157894号公报
发明内容
但是,凝聚沉淀法加入作为凝聚剂的化学药品。而且非常难以确定完全反应的药品量,大量地加入药品反而使未反应的药品残留。反之,如果药品量少,不能凝聚沉降全部被除去物,会残留未完全分离的被除去物。特别是,药品过量时,澄清液中将残留药品。将其再利用时,由于药品残留在过滤流体中,有产生化学反应的可能性,存在不可再利用的问题。
另外,作为药品和被除去物反应物的絮凝物,生成类似藻类的浮游物。生成这种絮凝物的条件,需要严格的pH值、搅拌机、pH值测定装置、凝聚剂注入装置和控制它们的控制机器等。另外为使絮凝物稳定的沉降,必须要有大的沉降罐。例如,排水处理能力为3米3/小时,则需要直径3米、深4米的沉降罐(约15吨的沉降罐),整个系统必须有约11米×11米大小的场地,因此形成了一个大的系统。
而且,在沉淀罐内也有不沉淀的浮游絮凝物,假如它们从罐中流出到外部,全部回收困难。总之,存在由设备的大小、该系统的初始费用高、水的再利用困难和使用药品这几方面产生的设备运行费用高的问题。
另一方面,如图16所示,在组合5米3/小时的过滤器过滤和离心分离机的方法中,由于在过滤装置203中使用了过滤器F(称为UF组件,用聚砜系的纤维构成,或者陶瓷过滤器),所以使水可再利用。但是,在过滤装置203上安装了四个过滤器F,从过滤器F的寿命必须至少一年更换一次约50万日元/件的高价格过滤器。而且过滤装置203前面的泵202,由于过滤器F采用的是加压型的过滤方法,会发生过滤器堵塞,所以电动机的负荷大,泵202的容量高。另外,通过过滤器F的2/3的排水返回原水罐201。而且由于用泵202输送混入了被除去物的排水,所以会削蚀泵202的内壁,使泵202的寿命非常短。
综合考虑这些问题,从电动机的电费和更换泵P或过滤器F的费用考虑,存在设备运行费用非常大的问题。
而且,在CMP中,排出不能与切片加工相比量的排水。浆料以胶体状分布在流体中,由于布朗运动不易沉降。而且混入浆料的砂粒粒径是10-200纳米的极微细砂粒。因此,如果由微细的砂粒构成的浆料用过滤器过滤,侵入过滤器孔中的砂粒立刻引起过滤器堵塞,由于频繁发生堵塞,存在不能大量进行排水处理的问题。
如上所述,为了尽可能地除去对地球环境有害的物质,或者为了过滤流体或分离的被除去物的再利用,排水的过滤装置添加了各种各样的装置而成了大的系统,结果初始成本和设备运行费用急剧增加。因此,至今的污水处理装置并不是最终可采用的系统。
另外,使用自形成膜(预涂过滤器)过滤上述排水时,存在难以控制过滤用的泵的问题。
而且,为了回收沉淀在罐底部的被除去物,需暂时停止过滤作业,将罐内的液体排除到外部。因此,该操作导致过滤效率下降。
而且,使用具有自形成膜的过滤装置进行排水过滤时,没有特别合适的方法除去产生堵塞的自形成膜。
鉴于上述课题,本发明的过滤装置具有:放置含被除去物的流体的罐、过滤所述流体的过滤器部、在所述过滤器部的下方设置使所述流体内发生气泡的散气装置、通过通气管与所述散气装置连接并供给气体的空气泵。其中,所述的通气管具有对通过的定量气体进行预先调节的调节阀和对通过所述通气管内部的气体进行阻断和开放的截止阀。
另外,本发明的过滤装置具有:放置含胶体状被除去物的流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和在其表面吸附固定的凝胶膜构成的第二过滤器形成的过滤器部、设置在所述过滤器部下方使所述流体内发生气泡的散气装置和通过通气管与散气装置连接并供给气体的空气泵。其中,所述的通气管具有对通过的定量气体进行预先调节的调节阀和对通过所述通气管内部的气体进行阻断和开放的截止阀。
在本发明中,通过组合使用调节预先通过的气体量的调节阀和进行阻断和开放的截止阀,可以将从散气管产生的气体量固定在所要求的值。
另外,本发明的过滤装置具有:放置含被除去物的流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和由堆积在其表面上的所述被除去物构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管路与所述过滤器部连接的泵。其中,所述的第二过滤器是通过所述泵的吸引压力使所述流体流过所述第一过滤器而形成,所述第二过滤器形成的所述过滤器部通过泵的吸引压力使流体流过过滤所述流体,在形成所述第二过滤器的工序中,所述泵的吸引压力比过滤所述流体工序中的压力大。
另外本发明的过滤装置具有:放置含胶体状被除去物的流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和吸附固定在其表面的凝胶膜构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管与所述过滤器部连接的泵。其中所述的第二过滤器是通过所述泵的吸引压力使所述流体流过所述第一过滤器而形成,所述第二过滤器形成的所述过滤器部借助所述泵的吸引压力,使所述流体通过,过滤所述流体。在形成所述第二过滤器的工序中,所述泵的吸引压力比过滤所述流体工序中的压力大。
因此,在本发明中,可通过调节泵的吸引压力,平稳进行作为自形成膜的第二过滤器的形成工序和使用第二过滤器过滤的工序。
另外,本发明的过滤装置具有:放置含被除去物的流体的罐、浸渍在所述罐内的过滤器部、通过阀与所述罐的下部连通并对所述被除去物进行沉淀的回收罐。其中所述的回收罐可与所述的罐分离,而且在所述的阀处于关闭状态时将所述的回收罐从所述的罐分离,并回收沉淀在所述回收罐内的被除去物。
另外,本发明的过滤装置具有:放置含胶体状被除去物的流体的罐、用浸渍在所述罐内的第一过滤器和吸附固定在其表面的凝胶膜构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过阀与所述罐的下部连通并沉淀所述被除去物的回收罐。其中,所述的回收罐可与所述的罐分离,而且在所述的阀处于关闭状态时将所述回收罐从所述罐分离,并回收沉淀在所述回收罐内的所述被除去物。
因此,在本发明中,在进行过滤的罐的下部,由于设置了可分离的回收罐,所以,只分离回收罐,就可对沉淀的被除去物进行回收。另外,不用终止过滤作业,就可回收沉淀的被除去物。
再者,本发明的过滤装置具有:放置含被除去物流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和由堆积在其表面的所述被除去物构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管路与所述过滤器部连接的泵、贮存通过与所述管路连接的由所述过滤器部过滤的过滤水的剥离用水罐。其中,在所述罐放置的所述流体的液面的上方设置所述的剥离用水罐,当所述第二过滤器发生堵塞使过滤流量降低时,贮存在所述剥离用水罐内的过滤水通过所述的管路逆流到所述的过滤器部,从而脱离所述第二过滤器。
另外,本发明的过滤装置具有:放置含胶体状被除去物流体罐、浸渍在所述罐内的第一过滤器和在其表面吸附固定的凝胶膜构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管路与所述过滤器部连接的泵、贮存通过所述管路连接的由所述过滤器部过滤的过滤水的剥离用水罐。其中,在所述罐放置的所述流体的液面的上方设置所述的剥离用水罐,当所述第二过滤器发生堵塞而使过滤流量降低时,贮存在所述剥离用水罐内的过滤水通过所述管路逆流到所述的过滤器部,使凝胶状的所述第二过滤器脱离。
因此,在本发明中,当作为自形成膜的第二过滤器堵塞时,将贮存在剥离用水罐中的过滤水逆流到过滤器部,进行所述第二过滤器的剥离。所以,可以用简单的结构构成对第二过滤器进行剥离的机构。
通常,在除去混入CMP浆料中的砂粒的粒径在200纳米级以下时,一般使用孔径比这种粒子的粒径小的过滤膜。但是,本发明使用由被除去物形成的凝胶膜作为过滤器,有效地利用在过滤器中形成的许多间隙作为流体的通过路径。另外本发明的过滤器本身是被除去物微粒的集合体,成为堵塞原因的被除去物可从过滤器上剥离,从而实现保持过滤能力。而且,即使是本发明的凝胶膜过滤器因连续进行过滤形成堵塞,通过再生该过滤器也可实现长时间连续过滤。
在本发明中,在连接使原水内部产生气泡的散气管54与空气泵55的散气管中安装了调节阀和截止阀。调节阀设定成可通过预期的空气量。因此,通过进行截止阀的打开或关闭,可供给散气管需要数量的气体。
另外,在通气管上设置多条路径,在各路径上安装通过不同量气体的调节阀和截止阀。因此,通过只打开任一个截止阀,关闭其它的截止阀,就可向原水罐供给需要数量的气体。
另外,在使用作为自形成膜的第二过滤器进行过滤的过滤装置中,使用具有可调节吸引压力的电动机的泵,从过滤器部53排出过滤水。所以,在作为自形成膜的第二过滤器的形成工序中,可使电动机高速运转,在使用形成的自形成膜进行过滤的工序中,可使电动机可低速运转。因此,在第二过滤器的形成工序中,可较早地形成第二过滤器。而且,在过滤工序中,通过过度的吸引压力,可防止第二过滤器的破坏。
另外,当第二过滤器是凝胶状的自形成膜时,在过滤工序中通过电动机的低速运转,凝胶可保持所要求的膨松度。而且,可防止凝胶状的第二过滤器侵入第一过滤器的孔中。
另外,在进行过滤的原水罐50的下方,通过设置连通的回收罐15,使在过滤工序中浓缩的被除去物在回收罐15内沉淀。而且,由于回收罐15能够与过滤装置脱离,所以在进行过滤作业的同时,可对在回收罐15内部沉淀的被除去物进行回收。
另外,原水罐50是由疏水材料制成。因此,凝胶状被除去物由于其表面张力成块状物在回收罐15中移动。因此,可防止凝胶状被除去物粘附在原水罐50的内壁上。
另外,由于过滤器部53过滤的过滤水贮存在剥离用水罐70中,所以当作为自形成膜的第二过滤器堵塞时,过滤水从剥离用水罐70逆流,剥离所述的第二过滤器。因此,不使用其它的泵等,就可提供剥离第二过滤器的机构。
另外,通常,为除去混入CMP浆料中的以0.15微米级以下的微粒为主的砂粒,使用孔径比这种微粒小的过滤膜。但是,本发明不必使用以0.15微米以下的小孔为主的过滤膜,便可实现用成膜凝胶膜过滤器过滤胶体溶液的被除去物的过滤装置。
附图说明
图1是说明本发明的过滤装置的图;
图2是说明本发明的过滤装置的图;
图3是说明本发明的过滤装置的图;
图4是说明本发明的过滤装置的图;
图5是说明本发明具体的过滤装置的图;
图6是说明本发明更具体的过滤装置的运行情况的图;
图7是说明本发明的过滤器部的图;
图8是说明本发明更具体的过滤器部的图;
图9是说明本发明的过滤器的图;
图10是说明本发明的过滤器的操作原理的图;
图11是说明本发明第二过滤器成膜条件的图,其中图11(A)是剖面图,图11(B)是特性图;
图12是说明本发明的第二过滤器的特性的图;
图13是说明本发明过滤器部再生的图;
图14是说明本发明过滤装置的运行情况的图;
图15是说明本发明的过滤特性的图;
图16是说明现有过滤系统的图;
图17是说明CMP装置的图;
图18是说明CMP装置的系统的图。
符号说明
1 第一过滤器
2 第二过滤器
4 框
5 中空部
6 泵
7 滤液
11 过滤孔
40 通气管
40A 第一路径
40B 第二路径
40C 第三路径
41A 第一调节阀
41B 第二调节阀
41C 第三调节阀
42A 第一截止阀
42B 第二截止阀
42C 第三截止阀
50 原水罐
52 原水
53 过滤器部
57 泵
61 流量计
62 光传感器
具体实施方式
第一实施例
参考图1,说明本实施例的过滤装置20的构成等。本实施例的过滤装置20具有:放置含被除去物流体的罐50、过滤流体的过滤器部53、设置在过滤器部53下方并在流体内产生气泡的作为散气装置的散气管54、通过通气管40连接散气装置并供给气体的空气泵55,在通气管40上具有对通过的定量气体进行预先调节的调节阀41和对通过通气管40内部的气体进行阻断和放开的截止阀42的结构。下面,详细说明这样构成的过滤装置20。
在图1中,符号50表示原水罐。在该罐50的上方,设置管路51作为排水供给装置。该管路51将混入被除去物的流体导入罐50。例如,以半导体领域为例进行说明,是导入从切片装置、清除研磨装置、镜面抛光装置或CMP装置流出的混入胶体溶液的被除去物的排水(原水)的地方。而且,这种排水,以混入CMP装置流出的砂粒、用砂粒研磨或研削的屑的排水进行说明。另外,如图1所示,暂时贮存在排水接收罐17中的流体,最好通过泵51导入原水罐50。
在贮存于原水罐50内的原水52中,设置多个设置形成第二过滤器的过滤器部53。在该过滤器部53的下方,设置例如是在管上开小孔,或是鱼缸中使用的那种起泡装置的散气管54,并将其位置调整成刚好通过过滤器部53的表面。该散气管54遍布过滤器部53的全部底边配置,气泡全面均匀地供给过滤器部53。55是空气泵。通过管状的通气管40将空气泵55与散气管54连接。
从管51供给的原水52贮存在原水罐50中,由过滤器部53进行过滤。在该过滤器部53上设置的第二过滤器2的表面,由于通过气泡、由气泡的上升或破裂而发生并流,使第二过滤器2吸附的凝胶化被除去物移动,从而可以使过滤器部53的全面均匀吸附以维持不降低其过滤能力。
连接空气泵55和散气管54的通气管40,在其途中安装调节阀41和截止阀42。调节阀41设定成允许所要求量的气体流过,例如,可采用针形阀等作为调节阀。截止阀42是放开和阻断流过通气管40内部的气体用的阀。具体地说,截止阀42,例如可使用电磁阀等。这样,通过调节阀41和截止阀42的组合使用,可任意固定空气泵55的输出量,只进行截止阀42打开或关闭,就可供给散气管54所要求的气体量。
另外,通气管40在其中途分支并列设置多条路径。具体地说,分支并列设置第一路径40A、第二路径40B和第三路径40C。在各自的路径上安装所述调节阀41和截止阀42。
第一路径40A,安装第一调节阀41A和第一截止阀42A。第一调节阀41A,在过滤器部53进行过滤作业等时,以通过适量气体的模式进行调节。第一截止阀42A在过滤器部53进行过滤的过滤工序,或在凝胶状的第二过滤器的制膜工序中处于打开状态。另外,第一截止阀42A处于打开状态时,第二截止阀42B和第三截止阀42C处于关闭状态。通过这样调节的第一调节阀41A,在过滤过程中,可从散气管54供给适量的气体。因此,通过从散气管54上升的气泡,搅拌原水罐50内部的原水,可平稳地进行过滤。
第二路径40B上安装第二调节阀41B和第二截止阀42B。将第二调节阀41B设定成可通过比所述第一调节阀41A多的气体。在构成过滤器部53的凝胶状第二过滤器与第一过滤器脱离的工序(再生工序)中第二截止阀42B处于打开状态。通过从散气管供给原水内部的大量气体,可进行第二过滤器的脱离。第二截止阀42B处于打开状态时,第一截止阀42A和第三截止阀42C处于关闭状态。
在第三路径40C安装第三调节阀41C和第三截止阀42C。第三调节阀41C设置成可流过比上述第一调节阀41A和第二调节阀41B少量的气体。第三截止阀42C在整个过滤装置20停止运转时打开。第三截止阀42C处于打开状态时,第一截止阀42A和第二截止阀42B处于关闭状态。因此,当所述过滤装置20整体停止过滤作业时,处于开放状态,可防止散气管54堵塞。
(第二实施例)
由于本实施例的基本构成与第一实施例基本相同,因此只其以不同点为中心进行说明。
图2(A)是本施例例的过滤装置20的构成示意图,图2(B)是表示电动机转速与管路56内部的吸引压力随时间变化的特性图。
参考图2(A),本实施例的过滤装置20具有:放置含被除去物的流体的原水罐50,由浸渍在原水罐内的第一过滤器和由在其表面上堆积的被除去物构成的第二过滤器形成的过滤器部53,通过管路56与过滤器部53连接的泵57。第二过滤器通过由泵57的吸引压力吸引流体通过第一过滤器形成,第二过滤器形成的过滤器部53可以由泵57的吸引压力流体通过对所述流体进行过滤,在所述的第二过滤器的形成工序中,泵57的吸引压力比过滤所述流体工序中的压力大。
泵57通过管路56与过滤器部53连接。即通过由泵57产生的吸引力,将在过滤器部53中过滤的流体排放到外部。另外,在形成第二过滤器的工序中,或在过滤液未达到所要求的透明度的情况下,从过滤器部53排出的流体返回原水罐50。即本实施例的过滤装置20具有过滤水循环的工序。另外,在管路56的中途,设置测量其内部压力的压力计59。而且,对应压力计59测量管路56内部的压力,控制带泵的电动机的转速,以控制其吸引压力。另外,在管路56的中途,设置暂时贮存过滤液的剥离用水罐70。
泵57可采用设置通过倒相回路控制其转速的交流电动机,或采用通过施加电压控制其转速的直流电机等。通过采用可这样控制转速的电动机,在形成第二过滤器的工序和进行过滤的工序中,可改变施加到过滤器部53的吸引压力。特别是,在本实施例中,使用在第一过滤器的表面形成的凝胶状膜进行流体的过滤。因此,通过采用可控制转速的电动机,可防止凝胶最终侵入第一过滤器的孔,损坏第二过滤器。对凝胶状的第二过滤器详细描述在下文进行。
另外,向过滤器部53施加吸引压力的调整装置,可以不限于改变上述电动机转速的装置,还可以采用其它的装置。例如,固定运行泵57的电动机的转速,通过在管路56的途中安装释放阀,也可调节施加在过滤器部53上的吸引压力。具体地说,打开该释放阀,吸引压力可变小,关闭该释放阀,吸引压力可变大。而且,通过上下移动泵55的位置,也能改变施加在过滤器部53上的吸引压力。
参考图2(B),说明施加在过滤器部53上的吸引压力和泵55设置的电动机的转速关系。图2(B)的横轴表示时间的变化。左侧的纵轴表示施加在过滤器部53上的吸引压力,在此表示负压的增加。右侧的纵轴表示驱动泵57的电动机的转速。而且,在图中,虚线表示吸引压力的变化,实线表示泵转速的变化。
首先,将过滤器部53浸入原水52中,通过驱动泵55,在第一过滤器的表面形成作为自形成膜的第二过滤器。这个工序是第二过滤器的形成工序。在这个工序中,为早期形成第二过滤器,应使驱动泵55的电动机转速尽可能快。另外,在该工序中,最好使排出的过滤水返回原水罐50。
通过上述工序,在过滤器部53的第一过滤器的表面慢慢形成作为自形成膜的第二过滤器。第二过滤器由含在流体中的被除去物构成,其孔比第一过滤器细小。因此,伴随形成该第二过滤器,吸引压力慢慢下降。另外,这种吸引压力可通过压力计59进行测量。
吸引压力达到所要求的值时,判断形成了第二过滤器,转而进行过滤工序。在过滤工序中的电动机转速比上述工序中慢。因此,吸引压力可能低于所要求的值,通过过度吸引压力作用在第二过滤器上,可防止第二过滤器的破坏。
另外,上述第二过滤器由于进行过滤而使其过滤能力下降。为此,可通过使过滤水从剥离用水罐70逆流到过滤器部53将过滤能力降低的第二过滤器剥离,而且,此后通过驱动泵57,使逆流到过滤器部53的过滤水返回剥离用水罐70。此时泵55的吸引压力要设定得比进行过滤时的压力大。
另外,当过滤作业结束时,在停止过滤装置20之前,把吸引压力控制得比过滤时的吸引压力小在预定的时间内驱动泵。因此,当过滤装置20再度运行时,施加在过滤装置20上的负荷变小。
(第三实施例)
由于本实施例的基本构成与第一实施例基本相同,因此只其以不同点为中心进行说明。
参考图3,说明本实施例的过滤装置20的构成等。图3(A)是本实施例的过滤装置20的简要构成图,图3(B)是过滤器部53的剖面放大图。
本实施例的过滤装置20具有:放置含被除去物的流体的原水罐50、浸渍在原水罐50内部的过滤器部53、通过阀V与原水罐50的下部连通并沉淀被除去物的回收罐15。回收罐15可与原水罐50分离并形成通过阀V处于关闭状态将回收罐15从原水罐50上分离,回收沉淀在回收罐15内的被除去物的结构。
原水罐50的底部成锥形,该底部的最下部与回收罐15连通。通过原水罐50的底部成锥形,沉降的被除去物高效地向下方的回收罐15移动。另外,构成原水罐50的材料,最好氯乙烯等树脂。另外,锥形的倾斜度越大,在回收罐15内回收沉淀的被除去物的效果越好。即锥形的倾斜度越大,被除去物越不容易粘附在锥形部分的原水罐50的内壁上,被除去物将向下方的回收罐15移动。
散气装置S设置在原水罐50的锥形的内壁附近,通过通气管40与空气泵55连接。该散气管54具有在原水52的内部产生气泡的作用。在回收积累在回收罐15内的被除去物时开始工作。即粘附在原水罐50的平壁上的被除去物,通过从散气管54产生的气泡剥离,并在原水罐50内移动。
回收罐15设置成与原水罐50的下部相连通。另外,回收罐15和原水罐50通过在其途中的阀V连通。即通过使阀V处于打开状态,回收罐15与原水罐50成连通状态。而且,通过使阀V处于关闭状态,回收罐15与原水罐50处于分离状态。
回收罐15设置了分别安装有阀的供给部K和排出部H。供给部K在回收罐15内大量沉淀被除去物时使用,通过将来自供给部K的气体或液体注入回收罐15内部,可从排出部H排出含有被除去物的流体。另外,通过打开安装在排出部H上的阀,可回收含被除去物的流体。
过滤器部53在运行时,阀V处于打开状态。因此,将原水52导入原水罐50,原水52充满回收罐15的内部。另外,为了目视确认在内部沉淀的被除去物的量,最好使用透明材料制造回收罐15。另外,回收罐15是可与过滤装置20分离的结构。
移送装置D,例如是有车轮的台车之类,在其上部放置回收罐15。
55是空气泵。通过管状的通气管40将空气泵55与散气管54连接。而且,在原水罐50的下方,设置连通的回收罐15。
泵57通过管路56与过滤器部53连接。即通过泵57产生的吸引力,把在过滤器部53中过滤的流体排放到外部。
剥离用水罐70与从过滤器部53排出过滤液的管56连接,贮存由过滤器部53过滤的过滤水。
参考图3(A)和(B),说明本实施例的过滤装置20的工作情况。
首先,将原水52导入原水罐50。而且,通过利用泵55的吸引力使原水52通过过滤器部53,在第一过滤器1的过滤面上构成作为自形成膜的第二过滤器2。在这个阶段,如果通过管路56的流体没有充分进行过滤,则也可使过滤水返回原水52。另外,在该阶段,阀V处于打开状态,也可将原水导入回收罐15。
下面,转而进行使用具有充分形成的第二过滤器的过滤器部53对原水52进行过滤的工序。在该阶段中,从过滤器部53得到的过滤水具有充分的透明度。因此,将过滤水放出到过滤装置20的系统外。另外,将过滤水的一部分贮存在剥离用水罐70中。
随着上述过滤工序的进行,会慢慢引起第二过滤器2的堵塞,使得到的过滤水的量变少。此时,应进行第二过滤器2的剥离工序。首先,使在过滤器部53上施加吸引力的泵55停止运行。而且通过管路56使贮存在剥离用水罐70的过滤水逆流到过滤器部53。通过使过滤水逆流到过滤器部53的中空部5,在过滤器部53上作用着从内侧向外的侧作用的压力。通过这种压力,第二过滤器2从第一过滤器1上剥离并向下移动。另外,为了促进第二过滤器2的移动,最好从散气管54产生大量气泡。
参考图3(B),剥离的第二过滤器,传送到锥形的原水罐50的底部,并向回收罐15内移动。如上所述,原水罐50是用优良的疏水性材料制成。而且,由凝胶状被除去物构成的第二过滤器的残渣,由于其表面张力形成块状物。并且,成块状物的被除去物移送到锥形的原水罐50的内壁,并向回收罐15内移动。
根据被除去物在回收罐15中的积蓄程度,回收其被除去物。首先,用散气装置S产生气泡,使粘附在原水罐50内壁上的被除去物沉淀到回收罐15内。接着,关闭阀V,使原水罐50与回收罐15处于分离状态。此后,从过滤装置20上分离回收罐15,排出贮存在其内部并含有大量被除去物的原水52。此后,将回收罐15装到过滤装置20上,通过打开阀V,使原水罐50内部的原水流入回收罐15,回收罐15再次充满原水52。另外,在排出回收罐15内的原水时,使用移送装置D移动回收罐15。另外,上述被除去物的回收作业可在过滤器部53处于工作的情况下进行。
(第四实施例)
由于本实施例的基本构成与第一实施例基本相同,因此只其以不同点为中心进行说明。
图4(A)是本实施例的过滤装置20的简要构成图,图4(B)是过滤器部53的断面放大图。
参考图4(A),本实施例的过滤装置20具有:放置含被除去物流体的原水罐50、与原水罐50的下方连通的回收罐、由浸渍在原水罐50内的第一过滤器1和堆积在其表面上的由被除去物构成的第二过滤器2形成的过滤器部53、通过管路56与过滤器部53连接的泵57、贮存由连接管路56的过滤器部53过滤的过滤水的剥离用水罐70。剥离用水罐70设置在原水罐50接收的流体液面的上方,当因第二过滤器2堵塞引起过滤流量降低时,贮存在剥离用水罐70中的过滤水通过管路56逆流到过滤器部53,使第二过滤器2脱离。
参考图4(B),过滤器部53由平膜状的第一过滤器1和在其表面上形成的作为自形成膜的第二过滤器2构成。其中,由于采用含胶体状微粒的被除去物的流体作为原水,所以第二过滤器2呈凝胶状。过滤器部53的详细情况如下文所述。
从管路51供给的原水52,贮存在原水罐50内,由过滤器部53过滤。在过滤器部53上设置的第二过滤器2的表面,因气泡通过时的上升力或破裂产生并行流动,使吸附在第二过滤器上的凝胶化被除去物移动,并均匀地吸附在过滤器部53的各面上,维持不降低过滤能力。
泵57通过管路56与过滤器部53连接。即通过泵57产生的吸引力,把用过滤器部53过滤的流体排放到外部。另外,在形成第二过滤器的工序中,或过滤液没达到所要求的透明度的情况下,从过滤器部53排出的流体返回原水罐50。即本实施例的过滤装置20具有循环过滤水的工序。另外,在管路56的途中,设置暂时贮存过滤液的剥离用水罐70。
剥离用水罐70与从过滤器部53排出过滤液的管路56连接,贮存过滤器部53过滤的过滤水。剥离用水罐70的容积是在原水52中浸渍的各过滤器部53容积的一半之和以上。即在进行第二过滤器的剥离工序中,按照在各过滤器部53中可逆流为其容积一半以上的过滤水来设定剥离用水罐70的容积。另外,剥离用水罐70的位置位于原水52的液面上方。因此,利用剥离用水罐70和原水52的位置关系产生的水压,可使贮存在剥离用水罐70的过滤液逆流到过滤器部53的内部。
下面,参考图4(A)和图4(B)说明本实施例的过滤装置20的工作情况。
首先,将原水52导入原水罐50。通过利用泵55的吸引力使原水52通过过滤器部53,在第一过滤器1的过滤面构成作为自形成膜的第二过滤器2。在该阶段,通过管路56的流体由于没有充分进行过滤,所以也可使过滤水返回原水52。另外,该阶段的过滤水不贮存在剥离用水罐70中。
接着,用具有充分形成的第二过滤器2的过滤器部53进行原水52的过滤工序。在该阶段,从过滤器部53得到的过滤水具有高的透明度。因此,将过滤水排放到过滤装置20的系统外。另外,过滤水的一部分,贮存在剥离用水罐70中。
参考图4(B),随着上述过滤工序的进行,引起第二过滤器2慢慢堵塞,得到的过滤水量变少。因此,需进行第二过滤器2的剥离工序。首先,停止向过滤器部53施加吸引力的泵55。而且,通过管路56使贮存在剥离用水罐70的过滤水逆流到过滤器部53。通过使过滤水逆流到过滤器部53的中空部,在过滤器部53上作用从内侧向外侧作用的压力。通过该压力,从第一过滤器1上剥离第二过滤器2并使其向下方移动。另外,为了促进第二过滤器2的移动,最好从散气管54产生大量的气泡。
下面说明上述结构的优点。在本实施例中,将剥离用水罐70设置在浸渍过滤器部53的原水52的液面上方。因此,不必使用其它的泵等,只需利用剥离用水罐70和原水52的位置关系产生的水压,便可使剥离用水罐70内的过滤水逆流到过滤器部53。
而且,通过使用由过滤器部53过滤的清纯过滤水,进行上述逆流作业,可防止第一过滤器1从内部引起的堵塞。由于第一过滤器1的过滤孔是微孔,所以在上述逆流作业中使用自来水等的情况下,自来水中含有的杂质可能会从内侧堵塞第一过滤器1的孔。在本实施例中,使用由过滤器部53本身生成的过滤水进行上述逆流作业,实现了防止逆流时第一过滤器1堵塞和降低成本。另外,也可以将蒸馏水等供给剥离用水罐代替来过滤水。
(第5实施例)
参考图5说明更具体的过滤装置。而且,用同一符号表示与图1~图4所示的过滤装置相同的部分。
在图5中,50表示原水罐。在该原水罐50的上方,设置管路51作为排水供给装置。该管路51将混有被除去物的流体导入罐50。例如,以半导体领域为例进行说明,是将从切片装置、清除研磨装置、镜面抛光装置或CMP装置流出的混有胶体状溶液的被除去物排水(原水)导入原水罐50。下面将对从CMP装置流出的混入砂粒和由砂粒研磨或研削的屑的排水作为这种排水进行说明。
在连接空气泵55和散气管54的通气管40上,在其途中安装调节阀41和截止阀42。调节阀41设定成允许所要求量的气体流过,例如,可采用针形阀等作为调节阀。截止阀42是放开和阻断流过通气管40内的气体用的阀。具体地说,例如可使用采用电磁阀的阀等作为截止阀42。这样,通过组合使用调节阀41A和截止阀42,可在保持固定空气泵55的输出条件下,只需打开或关闭截止阀42的,就可向散气管54供给所要求量的气体。
另外,在通气管40的途中,设置多个并列分支的路径。具体地说是,并列分支第一路径40A、第二路径40B和第三路径40C。在各自的路径上安装上述的调节阀41和截止阀42。
在第一路径40A上安装第一调节阀41A和第一截止阀42A。第一调节阀41A在过滤器部53进行过滤作业时,按照使适量气体通过的模式进行调节。第一截止阀42A在过滤器部53进行过滤的过滤工序中,或在凝胶状的第二过滤器的制膜工序中打开。另外,当第一截止阀42A处于打开状态时,第二截止阀42B和第三截止阀42C处于关闭状态。通过这样调节第一调节阀41A,在过滤时可从散气管54供给适量的气体。因此,通过从散气管54上升的气泡,搅拌原水罐50内的原水,可平稳地进行过滤。
在第二路径40B上,安装第二调节阀41B和第二截止阀42B。第二调节阀41B,设定成通过比上述第一调节阀41A更多量的气体。第二截止阀42B,在构成过滤器部53的凝胶状第二过滤器从第一过滤器脱离的工序(再生工序)中打开。通过从散气管向原水内部供给大量的气体,可进行第二过滤器的脱离。第二截止阀42B处于打开状态时,第一截止阀42A和第三截止阀42C处于关闭状态。
在第三路径40C上安装第三调节阀41C和第三截止阀42C。第三调节阀41C,设定成流过比上述第一调节阀41A和第二调节阀41B少量的气体。第三截止阀42C在过滤装置20全部停止运行时打开。第三截止阀42C处于打开状态时,第一截止阀42A和第二截止阀42B处于关闭状态。当该过滤装置20全部停止过滤作业时,由于处于打开状态,所以可防止散气管54堵塞。
管路56通过阀V1与电磁泵57连接,管路56中流动的是经过滤器部53过滤的过滤流体。管路58通过控制阀CV1将电磁泵57与阀V3和阀V4连接。另外,在管路56的阀V1后面设置第一压力计59,测定吸引压力Pin。而且,在阀58的控制阀CV1后设置流量计F和第二压力计60,用流量计61控制一定的流量。另外,空气泵55输出的空气流量用控制阀CV2进行控制。
在贮存于原水罐50内的原水52中,设置多个形成第二过滤器的过滤器部53。在这些过滤器部53的下方,设置遍布过滤器部53的全部底边的散气管54,并将散气管的位置调整到刚好通过过滤器部53的表面,所述散气管可以是例如在管上开一小孔,或者像鱼缸中使用的那种起泡装置。55是空气泵。空气由空气泵55供给,通过空气流量计69导入散气管54。另外,在连接散气管54和空气泵55的通气管40上,设置上述第一路径40A、第二路径40B和第三路径40C。而且,在各路径上设置的第一截止阀42A、第二截止阀42B和第三截止阀42C与控制部68电连接。
固定在过滤器部53上的管路56流过用过滤器部53过滤的过滤流体,且通过阀V1与进行吸引的电磁泵57连接。管路58通过第一控制阀CV1把电磁阀57与阀V3和阀V4连接。另外,在管路56的阀V1后面设置第一压力计59,测定吸引压力Pin。而且,在管路58的第一控制阀CV1后面设置流量计61和第二压力计60,用流量计61控制一定的过滤流量。
另外,管路58与光传感器62连接,从光传感器62导出分支的管路63、64。在管路63、64上插入根据光传感器62检出的信号进行打开和关闭切换的阀V3和V4,管路63使过滤水返回罐50,管路64将过滤水排放到外部。光传感器62监视过滤水中所含微粒的浓度,当确认微粒比所要求的混入率低时开始进行过滤。开始进行过滤时,根据光传感器62的检出信号关闭阀V3,并打开阀V4将精制水排放到外部。
另外,剥离用水罐70通过阀V5与管路58连接,具有贮存过滤水的作用,超过一定量后溢出再通过管路7 1返回罐50。在剥离用水罐70的底部设置阀V2,其与管路56连接。在比罐50的液面高10-20厘米的位置处设置剥离用水罐70,以便供第二过滤器的再生工序使用。
而且,在罐50中设置pH值调节器65和加热冷却器66,特别是将CMP排水的pH值调整到6-7,和将排水调整到能促进凝胶化的温度。为了防止罐50中的排水溢出,用液面计67进行监视,调整排水的流入量。
而且,设置控制这种过滤装置运行的控制装置68,以便如图5中的虚线所示,在每一工序中分别控制控制阀CV1、流量计6 1和69、泵57、压力计59和60、光传感器62等。
在上述的过滤装置中,在第二过滤器的成膜工序、过滤工序、第二过滤器的再生工序、再过滤工序和维修工序中,用控制装置68控制各阀的开关及泵57等的运行。下面说明各工序中的运行情况。而且,在图6示出了在各工序中的泵57、光传感器62、空气泵55和各阀的动作状态。
首先,通过管路51将混有胶体溶液的被除出物排水送入原水罐50。在未形成第二过滤器2的情况下,将按应得到所要求过滤流量确定的多台只由第一过滤器构成的过滤器部53按设定的间隔浸渍在罐50中。具体地说,将10~40台过滤器部53悬架在图中未示的支持装置上。当然,因每1台过滤器部53的过滤面积不同,其数台也不同,通过罐50的大小可求出所需要的过滤器部53过滤总面积。
接着,进行第二过滤器2的成膜工序。通过管路56用泵57的微小吸引压力一边吸引一边使罐50内的排水循环。循环路径是过滤器部53、管路56、阀V1、泵57、管路58、控制阀CV1、流量计61、光传感器62、阀V3。排水从罐50吸引再返回罐50。从空气泵55通过第一路径40A供给的空气气泡上升从散气管54供给到过滤器部53的表面。即第一截止阀42A处于打开状态,通过第一调节阀41A将所要求量的气体供给散气管54。此时,其它的阀V2、V4、V5、V6、D处于关闭状态。
通过循环排水,在过滤器部53的第一过滤器中,形成第二过滤器2的膜,最终的目的是成为可捕获胶体溶液中的被除去物的结构。(其具体的原理如下文所述)即借助泵57通过第一过滤器1对排水用微小吸引压力的吸引,随着接近第一过滤器1被除去物的微粒凝胶化,吸附在第一过滤器1的表面。比第一过滤器1的过滤孔11大的凝胶化微粒在第一过滤器1的表面慢慢吸附并积层,形成由凝胶膜构成的第二过滤器2。而且,比过滤孔11小的凝胶化微粒通过第一过滤器1,进行第二过滤器2的成膜,同时排水中的水由其间隙作为通道吸引而通过第一过滤器1的作为精制水排出,进行排水的过滤。
此时用光传感器62监视过滤水中所含微粒的浓度,当确认微粒比所要求的混入率低时可进行过滤工序。
接着,完成第二过滤器2的成膜后,进行过滤工序。过滤开始时,根据光传感器62检出的信号关闭阀V3,打开V4关闭前述的循环路径,从阀V4排出过滤水。在该工序中,用控制装置68控制流量计61保持一定的过滤流量,尽可能防止第二过滤器2的堵塞,从而可保持在较长的过滤时间内进行运行。如图12所示,慢慢地增加泵57的吸引压力Pin,保持一定的过滤流量。而且,其它部分与成膜工序具有同样的运行条件。在该工序中,供给散气管54的气体,通过第一路径40A供给。
当因任何原因使第二过滤器2受到破坏时,光传感器62将检出混入的微粒,关闭阀V4,并相反地打开阀V3,使过滤水返回罐50。即与成膜工序相反地进行第二过滤器2的修复,使其恢复正常并再返回过滤工序。
这样连续地进行过滤,由于原水罐50的排水中的水作为过滤水排出罐50外,所以排水中的被除支物的浓度升高。即胶体溶液因浓缩而粘度增加。为此要从管路51向原水罐50补充排水,抑制排水浓度的上升,提高过滤效率。但是,在过滤器部53的第二过滤器2的表面付着厚厚的凝胶膜,不久引起第二过滤器2的堵塞,使之处于不能进行过滤的状态。
如果在该第一过滤器1的表面吸附着厚厚的第二过滤器2的凝胶膜,则由流量计61检测出过滤流量减少,这通过控制装置68可从过滤工序转入第二过滤器的再生工序。
首先,在再生工序中停止泵57,解除施加在过滤器部53上的负的吸引压力。同时,打开阀V2,将预先贮存在剥离用水罐70中的过滤水通过阀V1逆流到管路56输送到过滤器部53的中空部5。
因此,在再生工序中,由于停止这种微小的吸引压力返回到接近大气压,所以过滤器部53的第一过滤器1从因吸引压力造成的塌陷状态恢复到原来的状态。因此,吸附在第二过滤器2和其表面上的凝胶膜也同样恢复。其结果,首先由于吸附凝胶膜的吸引压力消失,所以凝胶膜失去了对过滤器部53的吸附力,同时受到向外侧的膨胀力。而且,由于剥离用水罐70设置在比罐50的液面高的位置,所以通过过滤水从剥离用水罐70逆流施加同高低差产生的静水压,对过滤器部53的第一过滤器1和第二过滤器2施加向外侧的膨胀力。因此,吸附的凝胶膜因自重和静水压开始与过滤器部53脱离。根据实验,从过滤器部53的下端开始脱离,附着在第一过滤器1表面上的第二过滤器2的凝胶膜象雪崩似的脱离,沉降在原水罐50的底面。接着,最好按前述的循环路径使排水循环,进行第二过滤器的成膜。在该再生工序中,第二过滤器2恢复到原来的状态,直到恢复到可进行排水过滤的状态,再进行排水的过滤。此时,关闭阀V2打开阀V5,将过滤水贮存到剥离用水罐70,准备在下次再生工序中使用。
而且,为了进行这种脱离,最好把来自散气管54的气泡量增加到两倍的程度。具体地说,使第二截止阀42B处于打开状态,使第一截止阀42A和第三截止阀42C处于关闭状态。
此后,进入再过滤工序再开始排水的过滤。运行条件与过滤工序相同。这样第二过滤器2一边进行再生一边继续过滤几次,原水罐50的排水中的被除去物的浓度上升,不久排水将具有粘度。因此,如果排水中的被除去物浓度超过了所规定的浓度,应停止过滤作业,进入维修工序。
维修工序是排出位于管路56、58和剥离用水罐70中的过滤水的工序,由排出罐50内的排水和贮存在底部的凝胶的工序构成。在前一工序中,停止泵57和空气泵55,打开控制阀CV1、阀V1、V2、V5,将管路56、58和剥离用水罐70中的过滤水通过设置在管路56上的排出用阀D排出到外部。
另外,在后面的工序中,由凝聚沉淀而处在罐50底部浓缩的浆料沉淀,所以打开阀V6可回收这种浓缩浆料。对回收的浓缩浆料进行热干燥,蒸发其中包含的水分,进一步压缩其量。因此,作为产业废物排除的浆料量大幅减少。澄清的排水同样从阀V6排出,在下述的过滤工序中再返回罐50。
下面将参照图7和图8说明所述的过滤器部53,具体的说是浸渍在原水罐50中的过滤器部53。
图7(A)中的符号30表示在类似画框形状的框30的两面贴合固定过滤膜31和32构成第一过滤器。而且,在框30、过滤膜31和32围成的内侧空间33中,通过吸引管路34由过滤膜31和32进行过滤。而且框30通过安装密封的管路34排出过滤水。当然,过滤膜31和32与框30完全密封,从而使排水不能从过滤膜之外侵入到前述空间33。
由于图7(A)的过滤膜3 1和32是薄的树脂膜,因此吸引时会出现向内侧弯曲甚至损坏的情况。因此,该空间应当尽可能的小,然而为了提高过滤能力,该空间33又必须大。图7(B)示出了解决这一问题的方案。在图7(B)中,只示出了9个空间33,而实际上比这多。另外,实际采用的过滤膜31是厚度约为0.1毫米的聚烯烃系的高分子膜,如图7(B)所示,将薄的过滤膜制成袋状,在图7(B)中用FT表示。在该袋状的过滤膜FT中,插入与管路34一体化的框30,使前述的框30与前述过滤膜FT贴合。符号RG是压紧装置,从两侧压紧贴合过滤膜FT的框架。而且从该压紧装置的开口部OP露出过滤膜FT。详细情况将参考图8再次进行说明。
图7(C)示出了自身为圆筒形的过滤器部53。安装在管路34上的框是圆筒形,其侧面设置开口OP1和OP2。为拆下与开口OP1和开口OP2相对应的侧面,在开口部之间设置支持过滤膜31的支持装置SUS。而且在侧面贴合过滤膜31。
进一步参考图8,详细描述图7(B)中的过滤器部53。首先用图8(A)和(B)说明与图7(B)中的框30相对应的部分30a。部分30a所能见到的有限部分形成台阶形。将0.2毫米的树脂薄片SHT1和SHT2重合,在其间的纵方向上设置多个隔断SC,由树脂片SHT1、SHT2和型材SC包围形成空间33。该空间33的截面是长3毫米、宽4毫米的矩形。若用另一方式制作,也可以作成把多根具有这种矩形截面的细管构成一体的形状。部分30a由于按一定的间隔保持两侧的过滤膜FT,所以下文称为隔板。
在构成这种隔板30a的树脂薄片SHT1和SHT2的表面,开设许多直径为1毫米的孔HL,其表面与过滤膜FT贴合。因此,用过滤膜FT过滤的过滤水通过孔HL和空间33最后从管路34出来。
另外,过滤膜FT贴合在隔板30a的两面SHT1和SHT2上。在隔板30a的两面SHT1和SHT2上,有不形成孔HL的部分,在此直接贴合固定过滤膜FT1后,与不形成孔HL的部分对应的过滤膜FT1,由于没有过滤功能而不能使排水通过,所以产生不捕获被除去物的部分。为防止这种现象的发生,至少贴合两个过滤膜FT。第一表面侧的过滤膜FT1是捕获被除去物的过滤膜,从该过滤膜FT1到隔板30a的表面SHT1,设置其孔比过滤膜FT1的孔大的过滤膜,在此贴合一个过滤膜FT2。从而,即使在隔板30a在不形成孔HL的部分,其中由于设置过滤膜FT2,所以整个过滤膜FT1都具有过滤功能,整个过滤膜FT1可捕获被除去物,在里面的面SH1和SH2上全面形成第二过滤膜。另外,由图面所示的情况,过滤膜SHT1和SHT2是矩形的片,但实际上是如图7(B)所示的袋形的形状。
下面,参考图8(A)、(C)和(D)说明袋状过滤膜SHT1、SHT2、隔板30a和压紧装置RG的安装情况。
图8(A)是整体图,图8(C)是沿图8(A)中的A-A线从管34的头部沿管34的延长方向(纵方向)剖切的剖视图,图8(D)是沿B-B线所示,从过滤器部53的水平方向剖切的剖视图。
从图8(A)、(C)和(D)可知,用压紧装置RG挟紧插入袋状过滤膜FT的隔板30a中包含过滤膜FT的四个侧边。而且封闭成袋状的3个侧边和残留的一个侧边用涂布在压紧装置RG的粘接剂AD1固定。在另一残留的侧边(袋的开口部)和压紧装置RG之间形成空间SP,在空间33产生的过滤水,通过空间SP吸引到管34。另外,在压紧装置RG的开口部OP,围绕全部周边涂布粘接剂AD2将其完全密封,形成使流体不能从过滤器以外浸入的结构。
由于空间33与管34连通,所以吸引管34时,流体可通过过滤膜FT的孔、隔板30a的孔HL向空间33通过,形成从空间33经由管34向外部输送过滤水的结构。
在此,使用的过滤器部53,采用图8所示的结构,安装过滤膜的框(压紧装置RG)的大小是A4尺寸,具体地说,长约19厘米、宽约28.8厘米、厚度5~10毫米。实际上,过滤器部53由于设置在框的两面,所以成为上述面积的两倍(面积:0.109米2)。但是,根据原水罐50的大小,自由地选择过滤装置的个数或大小,根据所需的过滤量决定。
下面,说明使用凝胶状第二过滤器进行原水过滤的原理。首先,明确在以下说明中使用的用语定义。
所谓胶体溶液是指直径在1纳米~1微米大小的微粒分散在介质中的状态。这种微粒进行布朗运动,具有通过普通滤纸、不通过半透膜的性质。另外,由于凝聚速度非常慢的性质使微粒间作用有静电相斥力,所以彼此接近的机会很少。
溶胶与胶体溶液使用大致相同的含意,溶胶与凝胶的不同点是分散在液体中时显示出的流动性。微粒活泼地进行布郎运动。
凝胶失去了胶体微粒的独立运动性,成为集合的固化状态。例如,琼脂或明胶溶于温水成为分散的溶胶,但是将其冷却成为失去流动性的凝胶。凝胶有液体多的水凝胶或干燥的干凝胶。
凝胶化的主要原因有除去分散介质的水进行干燥,或在二氧化硅浆液(pH9-10)中添加电解质盐将pH调整为6~7,或冷却而失去流动性等。
浆液是指将颗粒和液体与化学药品进行混合,在抛光中使用的胶体溶液或溶胶。在前述的CMP中使用的研磨剂称为CMP浆液。已知的CMP浆液有二氧化硅系研磨剂、三氧化二铝(氧化铝)系研磨剂、氧化铈(二氧化铈)系研磨剂等。最常使用的是二氧化硅系研磨剂,其中广泛使用胶体二氧化硅。所谓的胶体二氧化硅,是7~300纳米胶体尺寸的氧化硅超细微粒在水或有机介质中没有沉降均匀分散的分散液,称为硅溶胶。这种胶体二氧化硅在水中由于是微粒单体分散,所以由于胶体微粒的相互斥力,放置一年以上也几乎不会沉降。
首先,本发明提供一种从处于在胶体溶液或溶胶流体内含有被除去物状态的排水中通过过滤除去被除去物的被除去物除去方法。
被除去物是加入大量粒径分布为3纳米~2微米微粒的胶体溶液(溶胶),例如CMP使用的氧化硅、氧化铝或氧化铈等的砂粒和由砂粒研削产生的半导体材料屑、金属屑和/或绝缘膜材料屑。在本实施例中的CMP浆料是使用キャボツト公司制的W2000钨研磨用的浆料。这种浆料以pH为2.5,砂粒分布为10-200纳米的氧化硅为主要成分。
参考图9说明本发明的基本原理。本发明是从混入胶体溶液(溶胶)的被除去物的流体(排水)中,用由被除物形成的凝胶膜构成的过滤器除去被除去物。
具体地说,是在有机高分子的第一过滤器1的表面上,形成由作为胶体溶液被除去物的CMP浆料形成的第二过滤器2构成凝胶膜,这种过滤器1和2浸渍在罐内的流体3中,过滤加入排水中的被除去物。
从原理上考虑可粘附凝胶膜,第一过滤器1可采用有机高分子系列和陶瓷系列中的任一种。在此,采用平均孔径为0.25微米、厚0.1毫米的聚烯烃系的高分子膜。这种聚烯烃高分子系列构成的膜的表面照片如图10(B)所示。
另外,在第一过滤器1具有设置在框4两面的平膜的结构,并垂直浸渍在流体中,形成从框4的中空部5通过泵6吸引的结构而排出滤液7。
接着,第二过滤器2附着在第一过滤器1的整个表面,因吸引被除去物的凝胶而凝胶化并形成凝胶膜。通常由于凝胶膜是胶状,所以不能作为过滤器使用。但是,在本发明中由于选择了这种凝胶膜的生成条件,所以可保持第二过滤器2的功能。这种生成条件在下文中将详细描述。
下面,参考图9和图10(A)说明用上述被除去物的胶体溶液(溶胶)形成被除去物凝胶膜的第二过滤器2,除去被除去物的过滤。
1是第一过滤器1,11是过滤孔。另外在过滤孔11的开口部和第一过滤器1的表面上形成的层状膜是被除去物13的凝胶膜。这种被除去物13通过泵的吸引压力由第一过滤器1吸引,由于吸取的流体3 的水分而干燥(脱水),使胶体溶液的被除去物微粒凝胶化结合,在第一过滤器1的表面上形成不能通过过滤孔11的大的凝胶膜。这种凝胶膜形成第二过滤器2。
不久,第二过滤器2达到了所要求的膜厚度,与第二过滤器2形成不能通过被除去物凝胶的间隙,利用这种第二过滤器2开始过滤胶体溶液中的被除去物。因此,用泵6一边吸引一边进行过滤,则在第二过滤器2的表面慢慢积层的凝胶变厚,不久第二过滤器2被堵塞不能继续进行过滤。在这期间,被除去物的胶体溶液一边凝胶化,一边粘附在第二过滤器2表面上,胶体溶液中的水通过第一过滤器1作为过滤水排出。
在图10(A)中,在第一过滤器1的一面上,存在混入被除去物的胶体溶液排水,在第一过滤器1的另一面上,生成通过第一过滤器1的过滤水。沿箭头方向吸引排水流动,通过这种吸引,使胶体溶液中的微粒在第一过滤器1的附近失去了静电斥力而凝胶化,结合几个微粒的凝胶膜吸附在第一过滤器1的表面上,形成第二过滤器2。由于这种第二过滤器2的作用,胶体溶液中的被除去物一边凝胶化,一边进行排水的过滤。从第一过滤器1的另一面吸引过滤水。
这样,通过第二过滤器2缓慢地吸引胶体溶液的排水,将排水中的水作为过滤水排出,被除去物干燥凝胶化后层积在第二过滤器2的表面,使被除物作为凝胶膜被捕获。
下面,参考图11说明第二过滤器2的生成条件。图11示出了第二过滤器2的生成条件和其后的过滤量。
在本发明的方法中,首先构成生成第二过滤器2和过滤的工序。由第二过滤器2的生成条件与过滤时精制水的过滤量大不相同,所以如果不能适当地选择第二过滤器2的精制条件,很明显凝胶膜的第二过滤器2几乎不能进行过滤。这与以前所说的胶体溶液不可能过滤的事实相一致。
图11(B)示出的特性、是用图11(A)中示出的方法实验得到的特性。即在圆筒形容器21的底部设置第一过滤器1,加入キャボツト公司制的W2000钨研磨用的浆液22的原液50毫升,改变吸引压力,生成凝胶膜。接着,抛弃残留的浆液22加入100毫升精制水23,用极低的吸引压力进行过滤。由此可检验构成第二过滤器2的凝胶膜的过滤特性。而且,此时第一过滤器1使用直径为47毫米的,其面积为1734毫米2。
在图11(B)中,凝胶膜的生成工序中,吸引压力改变成-55厘米汞柱、-30厘米汞柱、-10厘米汞柱、-5厘米汞柱、-2厘米汞柱,进行成膜120分钟,研究凝胶膜的性质。其结果是,当设定吸引压力为最强的-55厘米汞柱时,在2小时内过滤量16毫升为最多,顺序成为12.5毫升、7.5毫升、6毫升、4.5毫升。
下面,代替加入的精制水用这种膜进行过滤。此时的吸引压力设定为-10厘米汞柱。在吸引压力为-55厘米汞柱时,用成膜的凝胶膜仅在0.75毫升/小时就可以过滤。在吸引压力为-30厘米汞柱时,用成膜的凝胶膜可达到1毫升/小时的过滤量。但是,当吸引压力为-10厘米汞柱时,凝胶膜达到2.25毫升/小时的过滤量,而当吸引压力为-5厘米汞柱时,凝胶膜的过滤量是3.25毫升/小时,如果吸引压力为-2厘米汞柱,则凝胶膜的过滤量是3.1毫升/小时,用极小的吸引压力成膜的凝胶膜在过滤工序中能进行稳定的过滤。从这个实验结果可知,在第二过滤器2的凝胶膜生成工序中,如果以3毫升/时的过滤量设定吸引压力,在其后的过滤工序中过滤量最大。
其原因是,吸引压力越大,成膜的凝胶膜膨松度越低,膜将致密而坚硬,凝胶膜含水分少,以收缩状态成膜,所以几乎没有供精制水浸透的通路。
与此相反,吸引压力较小时,成膜的凝胶膜的膨松度高,密度低而柔软,凝胶膜含水分多以膨松状态成膜,可确保精制水浸透的通路多。若认为好象雪粉慢慢沉积的状态就容易理解了。本发明的特征是用这种借助微小吸引压力成膜的膨松度高的凝胶膜,利用这种凝胶膜的水分浸透性质实现过滤。
参考图12,说明凝胶的特性。图12(A)示出了凝胶膜中含有的溶胶量与过滤量的关系。溶胶的除去量是根据浆液浓度为3%的精制水在凝胶膜成膜时的过滤量求出的第一过滤器1上捕获的溶胶量。该溶胶量认为是通过吸引干燥后作为第二过滤器2的凝胶化附着量。这说明在通过微小的吸引力成膜第二过滤器2时,溶胶量少。即当过滤量为3毫升/时时,消费的凝胶量为极少的0.15毫升,第二过滤器2含的溶胶量越少过滤量就越多。这揭示了本发明重要的一点,即,通过尽量少用凝胶形成第二过滤器2就可实现过滤胶体溶液排水。
另外,图12(B)示出了从上述溶胶的除去量和凝胶膜的体积得出的其膨松度即凝胶膜中溶胶的密度。从吸引压力为-30毫米汞柱时第二过滤器2的膜厚为6毫米、吸引压力为-10毫米汞柱时第二过滤器2的膜厚为4毫米的实验结果可以看出,膨松度从27增加到30。即吸引压力越大,膨松度越低,第二过滤器2的溶胶量密度升高。而且,重要的是证实了吸引压力越低,第二过滤器2的膜厚越薄且膨松度增大,如图12(B)所示的吸引压力小形成的第二过滤器2过滤时的过滤量多且可进行长时间的过滤。
因此,在本发明中,明确了主要可以过滤0.15微米以下微粒的胶体溶液排水这一重要方面主要依据第二过滤器2成膜条件。
图10(A)示出的过滤器是图9所示过滤器的一侧,实际上是说明凝胶膜如何附着的示意图。
第一过滤器1垂直竖立并浸渍在胶体溶液的排水中,排水是分散被除去物13的胶体溶液。被除去物13用小黑点表示。由泵6对通过第一过滤器1的排水用小吸引压力吸引,则随着靠近第一过滤器1被除去物微粒凝胶化吸后附在第一过滤器1的表面。用白圈表示的凝胶化微粒14比第一过滤器1的过滤孔11大的微粒慢慢吸附在第一过滤器1的表面上并积层,由凝胶膜形成第二过滤器2。而且,比过滤孔11小的凝胶化微粒14通过第一过滤器1,由于在第二过滤器2的成膜工序中,过滤水将再次循环到排水所以不会出现问题。而且如上所述,花费约120分钟形成第二过滤器2。在该成膜工序中,由于用极小的压力吸引,所以凝胶化的微粒14一边形成各种各样形状的间隙一边积层,形成膨松度极低的柔软的凝胶膜的第二过滤器2。排水中的水浸透这种膨松度高的凝胶膜,被吸引通过第一过滤器1作为过滤水排出,最终排水被过滤。
即,用在本发明中膨松度高的凝胶膜形成的第二过滤器2,由于用小的吸引压力从第一过滤器1吸引与第一过滤器1连接的凝胶膜包含的水分进行脱水使凝胶膜收缩,接触排水的该凝胶膜从凝胶膜浸透水分,反复进行补给膨润,并对浸透第二过滤器2的水分进行过滤。
另外,从第一过滤器1中的排水底部送入空气气泡12,形成沿第一过滤器1的表面与排水并流的流动。这是因为第二过滤器2均匀附着在第一过滤器1的整个表面上而且第二过滤器2通过形成的间隙而柔软的附着。具体地说,设定的空气流量为1.8升/分,但这要根据第二过滤器2的膜质进行选择。
接着,在过滤工序中,在该第二过滤器2的表面上,通过微小的吸引压力,使得用白圈表示的凝胶化微粒14一边吸附一边慢慢积层。此时精制水浸透第二过滤器2和用进一步积层的白图表示的凝胶化微粒14,从第一过滤器1排出过滤水。即在排水中包含例如CMP的情况下,其中的氧化硅、氧化铝或氧化铈等砂粒和砂粒研削产生的半导体材料屑、金属屑和/或绝缘膜材料屑等加工屑作为凝胶被捕获,并在第二过滤器2的表面慢慢积层,浸透凝胶膜的水从第一过滤器1作为过滤水排出。
但是,如图11(B)所示,在持续进行长时间过滤时,由于在第二过滤器2的表面附着厚厚的凝胶膜不久将引起上述的间隙堵塞,不能排出过滤水。因此为再生过滤能力,必须除去积层的凝胶膜。
下面,使用图5所示的过滤装置具体说明实际的过滤方法。
首先,通过泵51将混入胶体溶液被除去物的排水加入原水罐50。在该原水罐50中,浸渍未形成第二过滤器2而只有第一过滤器1的过滤器部53,通过管路56用泵57用微小的吸引压力一边吸引一边使排水循环。循环路径是从过滤器部53、经管路56、阀V1、泵57、管路58、控制阀CV1、流量计61、光传感器62、到达阀V3,排水从罐50吸引或返回罐50。
通过循环在过滤器部53的第一过滤器中,使第二过滤器2成膜,最终成为捕获目标胶体溶液中被除物的膜。
即借助泵57,用微小的吸引压力对通过第一过滤器1的排水进行吸引,使第一过滤器1附近的被除去物微粒凝胶化并吸附在第一过滤器1的表面。比第一过滤器1的过滤孔11大的凝胶化微粒慢慢吸附在第一过滤器1的表面并积层,形成构成第二过滤器2的凝胶膜。而且,比过滤器1的过滤孔11小的凝胶化微粒通过第一过滤器1,而在第二过滤器2成膜时的排水中的水以膜间隙作为通路,受吸引后通过第一过滤器1,作为精制水排出,完成排水的过滤。
光传感器62监视过滤水中所含微粒的浓度,确认微粒比所要求的混入率低时开始进行过滤。过滤开始时,阀V3将根据光传感器62的检测信号关闭,阀V4打开从而关闭前述的循环路径。因此,经阀V4排出精制水。用阀CV2调整从空气泵55经散气管5供给的空气气泡,将其供给到过滤器部53的表面。
而且,如果连续地进行过滤,由于原水罐50的排水中的水作为精制水排出到罐50之外,所以排水中被除去物的浓度上升。即胶体溶液浓缩粘度增加。这时,需从管路51向原水罐50补充排水,抑制排水浓度的上升,提高过滤效率。但是,在过滤器部53的第二过滤器2的表面上粘附着很厚的凝胶膜,不久将引起第二过滤器2的堵塞,使其处于不能进行过滤的状态。
如果过滤器部53的第二过滤器2被堵塞,需对第二过滤器2的过滤能力进行再生。即停止泵57,解除施加在过滤器部53上的负吸引压力。
下面将参考图13所示的模式图,更详细地描述其再生工序。图13(A)表示进行过滤工序的过滤器部53的状态。由于第一过滤器1的中空部5通过微小的吸引压力与外侧相比形成负压,所以第一过滤器1形成向内侧塌陷的形状。因此,吸附在其表面的第二过滤器2也同样成为向内侧塌陷的形状。而且在第二过滤器2的表面也同样慢慢吸附着凝胶膜。
但是,参考图13(B),在再生工序中,由于停止这种微小的吸引压力使其基本上恢复到大气压,所以过滤器部53第一过滤器1恢复到原来的形状。因此,第二过滤器2和在其表面吸附着的凝胶膜也同样恢复。其结果是,首先,由于吸附凝胶膜的吸引压力已不存在,所以凝胶膜失去了在过滤器部53上的吸附力,同时受到向外侧的膨胀力。因此,吸附的凝胶膜因自重开始从过滤器部53上脱离。而且,为了进行这种脱离,最好把散气管54提供的气泡量增加到2倍。根据实验,从过滤器部53的下端开始脱离,第一过滤器1表面的第二过滤器2的凝胶膜象雪崩似的脱离,沉降到原水罐50的底部。此后,第二过滤器2按前述的循环路径使排水循环再次进行成膜。在该再生工序中,第二过滤器2恢复到原来的状态,直到回到进行排水过滤的状态,再进行排水的过滤。
而且,在该再生工序中,过滤水逆流到中空部5,首先有助于第一过滤器1恢复到原来的状态,且施加的过滤水的静水压进一步向外侧施加膨胀力;其次从第一过滤器1的内侧通过过滤孔11的过滤水渗出到第一过滤器1和第二过滤器2的边界,促进第二过滤器2的凝胶膜从第一过滤器1的表面脱离。
如果如上所述一边进行第二过滤器2的再生一边进行过滤,则原水罐50中的排水的被除物浓度将上升,不久排水便会具有相当的粘度。因此,当排水中被除去物的浓度超过所规定的浓度时,应停止过滤作业放置进行沉淀。浓缩的浆料贮存在罐50的底部,打开阀V64回收这种凝胶浓缩的浆料。将回收的浓缩浆料进行压缩或热干燥,除去其中含的水分,进一步压缩其量。因此,作为产业废物排出的浆料量可大幅减少。
参考图14,说明图5所示过滤装置运行情况。运行条件是使用上述A4尺寸的1台过滤器部53的两面(面积0.109米2)。将初期流量设定为前述选的过滤效率3毫升/时(0.08米2/日)再生后的流量设定为与之相同。空气流量在成膜和过滤时为1.8升/分,再生时为3升/分。Pin和再Pin是吸引压力,用压力计59测定。Pout和再Pout是管路58的压力,用压力计60测定。用流量计61测定的流量和再流量表示从过滤器部53吸引的过滤量。
图14左侧的Y轴表示压力(单位:MPa),在X轴附近表示的是负压大小的压力。右侧的Y轴表示流量(单位:毫升/分)。X轴表示从成膜的经过时间(单位:分)。
本发明的要点在于,在第二过滤器2的成膜工序、过滤工序和再生工序中,控制流量和再流量使之维持在3毫升/时。因此在成膜工序中,Pin用-0.001MPa到-0.005Mpa这样极小的吸引压力,用柔软吸附的凝胶膜形成第二过滤器2。
此后,在过滤工序中,使Pin从-0.005Mpa慢慢增大,一边保持一定流量一边进行过滤。过滤持续进行约1000分钟,当流量开始减少时进行再生工序。这是因为在第二过滤器2的表面吸附着厚厚的凝胶膜引起了堵塞。
而且,在进行第二过滤器2的再生时,一边慢慢地增大再Pin一边按一定的再流量进行再度过滤。第二过滤器2的再生和再过滤进行到使原水52达到所规定的浓度,具体的说是浓缩度为5-10倍时为止。
另外,与上述运行方法不同的是,也可采用将吸引压力固定为-0.005Mpa使过滤流量更多的过滤的方法。此时尽管在第二过滤器2堵塞的同时过滤流量也将慢慢减少,但该方法具有过滤时间长且泵57的控制简单的优点。因此最好等到过滤流量减少到一定值以下时进行第二过滤器2的再生。
图15(A)是表示CMP用浆料中含的砂粒的粒径分布图。这种砂粒是以氧化硅构成的层间绝缘膜为主的CMP,材料由氧化硅构成,通常称为二氧化硅。最小粒径是约0.076微米,最大粒径是0.34微米。这样大小的微粒,其中的微粒多数集聚成为凝聚微粒。另外平均粒径是约0.1448微米,和分布在其附近的0.13-0.15微米形成一峰。另外作为浆料调整剂通常使用氢氧化钾或NH3。其pH在约10-11之间。
具体地说,CMP用的砂粒主要有氧化硅系、氧化铝系、氧化铈系、氧化钨系,其它的砂粒有氧化铬系、氧化铁系、氧化锰系、碳酸钡系、氧化锑系、氧化锆系、氧化钇系。氧化硅系在半导体的层间绝缘膜、P-Si、SOI等的平坦化、铝玻璃圆盘的平坦化中使用。氧化铝系在硬盘的抛光、金属全面、硅氧化物膜的平坦化中使用。另外,氧化铈在玻璃的抛光、作为硅氧化物的抛光中使用,氧化铬在钢铁的镜面研磨中使用。另外氧化锰、碳酸钡在钨的配线中使用。
而且,称为氧化物的溶胶,这种溶胶是氧化硅、氧化铝、氧化锆等、金属氧化物或一部分氢氧化物构成的胶体尺寸的微粒均匀分散在水或液体中的物质,在半导体装置的层间绝缘膜或金属的平坦化中使用,另外,也正研究在氧化铝盘等的信息盘中使用。
图15(B)是表示过滤CMP排水、捕获砂粒的数据。在实验中,将前述的浆料原液用纯水稀释50倍、500倍、5000倍作为试验液。这3种试验液如上述实例说明的那样,在CMP工序中,由于晶片用纯水洗净,所以排水大约稀释50-5000倍。
用400纳米波长的光对这3种试验液的透光率进行检验,50倍的试验液为22.5%;500倍的试验液为86.5%;5000倍的试验液为98.3%。原理上排水必然含有砂粒,但只要光不散射,就可能接近100%。
上述的第二过滤膜13形成的过滤器浸渍在这3种试验液中,进行过滤,过滤后的透过率3种试验液均为99.8%。总之由于过滤后的光透过率比过滤前的光透过率的值大,所以砂粒被捕获。而且,稀释50倍的试验液的光透过率数据,因为其值小在图中没有示出。
从以上的结果判断,在本发明的过滤装置中,通过设置过滤器部53的凝胶膜构成的第二过滤器2,过滤从CMP装置排出的胶体溶液的被除去物,可过滤到其光透过率为99.8%。
另外,在上述说明中,用凝胶状作为自形成膜的第二过滤器说明了关于流体的过滤方法,但是,自形成膜并不只限于凝胶状。本申请的构成也能够适用其它种类自形成膜(预涂过滤器)的过滤装置和过滤方法。
Claims (6)
1.一种过滤装置,其特征在于,具有:放置含被除去物的流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和由堆积在其表面的所述被除去物构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管路与所述的过滤器部连接的泵、贮存通过与所述管路连接的由所述的过滤器部过滤的过滤水的剥离用水罐,
在所述罐接收的所述流体的液面上方设置所述剥离用水罐,
当所述第二过滤器堵塞引起过滤流量降低时,贮存在所述剥离用水罐内的过滤水通过所述管路,逆流到所述的过滤器部中使所述第二过滤器脱离。
2.如权利要求1所述的过滤装置,其特征在于,所述剥离用水罐的容积设定为浸渍在所述流体中的各过滤器部内积一半的之和以上。
3.如权利要求1所述的过滤装置,其特征在于,当使第二过滤器脱离时,停止所述的泵,不向所述的过滤器部施加吸引压力。
4.一种过滤装置,其特征在于,具有:放置含胶体状被除去物流体的罐、由浸渍在所述罐内的第一过滤器和在其表面吸附的凝胶膜构成的第二过滤器形成的过滤器部、通过管路与所述过滤器部连接的泵、贮存通过所述管路连接的所述过滤器部过滤的过滤水的剥离用水罐,
在所述的罐接收的所述流体的液面上方设置所述剥离用水罐,
当第二过滤器堵塞引起过滤流量降低时,贮存在所述剥离用水罐内的过滤水,通过所述的管路逆流到所述的过滤器部,使凝胶状的所述第二过滤器脱离。
5.如权利要求4所述的过滤装置,其特征在于,所述剥离用水罐的容积设定为浸渍在所述流体中的各过滤器部内积一半的之和以上。
6.如权利要求4所述的过滤装置,其特征在于,当使所述的第二过滤器进行脱离时,停止所述的泵,不向所述的过滤器部施加吸引压力。
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Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7758742B2 (en) * | 1998-02-27 | 2010-07-20 | Scott Wade Powell | Method and apparatus for separation of water from petroleum products in an electrocoagulation process |
US8048279B2 (en) * | 1998-02-27 | 2011-11-01 | Scott Wade Powell | Method and apparatus for electrocoagulation of liquids |
US6404388B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-06-11 | At&T Wireless Services, Inc. | Method and apparatus for enhanced 911 location using power control in a wireless system |
JP3634792B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2005-03-30 | 三洋電機株式会社 | 被除去物の除去方法 |
JP3634791B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2005-03-30 | 三洋電機株式会社 | 被除去物の除去方法 |
US20040262209A1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-12-30 | Hiroyuki Umezawa | Filtration apparatus |
JP4368249B2 (ja) * | 2004-06-01 | 2009-11-18 | 三洋電機株式会社 | 処理装置およびそれを用いた被処理水の処理方法 |
JP4326489B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2009-09-09 | 三洋電機株式会社 | 排水処理装置および排水処理方法 |
US7799236B2 (en) * | 2005-08-30 | 2010-09-21 | Lg Chem, Ltd. | Gathering method and apparatus of powder separated soluble component |
WO2007038894A1 (de) * | 2005-10-04 | 2007-04-12 | Trunz Water Systems Ag | Standortunabhängige wasseraufbaubereitungsanlage |
WO2007097046A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Ihi Compressor And Machinery Co., Ltd. | シリコン粒子の処理方法及び装置 |
US20070289947A1 (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-20 | National Sun Yat-Sen University | Method for polishing lithium aluminum oxide crystal |
US7998225B2 (en) * | 2007-02-22 | 2011-08-16 | Powell Scott W | Methods of purifying biodiesel fuels |
JP5557391B2 (ja) * | 2007-10-30 | 2014-07-23 | ポール・コーポレーション | 基板材料からウェハ状スライスを製造するための方法及びシステム |
KR100985861B1 (ko) * | 2008-09-24 | 2010-10-08 | 씨앤지하이테크 주식회사 | 반도체용 슬러리 공급장치 및 슬러리 공급방법 |
US7981301B2 (en) * | 2008-11-21 | 2011-07-19 | Scott W. Powell | Method and apparatus for treatment of contaminated liquid |
US7981293B2 (en) * | 2008-11-21 | 2011-07-19 | Scott W. Powell | Method and apparatus for treatment of contaminated liquid |
US8309711B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-11-13 | Corn Products Development Inc. | Filtration of corn starch followed by washing and collection of the resultant corn starch cake |
US20110048542A1 (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Weinstock Motty | system for wafer manufacture |
US20120211418A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Slurry Concentration System and Method |
FI20115350A0 (fi) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | Steris Europe Inc | Laite kiintoaineen erottamiseksi biojätesuspensiosta |
JP2013056298A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Fuji Electric Co Ltd | ろ過装置およびろ過装置の運転方法 |
EP2586621B1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-08-20 | Fujifilm Corporation | Manufacturing method and manufacturing apparatus of support for planographic printing plate |
US10112136B2 (en) * | 2012-02-03 | 2018-10-30 | Enviro-Fab Llc | Fluid lubricant and material shavings recapture system for a cutting operation |
US20130228227A1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-05 | Calco Environmental Group Ltd. | Siphon actuated filtration process |
US9145345B2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-09-29 | Glyeco, Inc. | Method and apparatus for processing glycol |
FI125050B (fi) * | 2012-10-10 | 2015-05-15 | Aslak Siimes | Järjestelmä ja menetelmä virtaavan nesteen puhdistamiseksi |
US10745299B2 (en) | 2013-02-22 | 2020-08-18 | NiBru Traka, Inc. | Struvite formation by precipitation of ammonia in electrocoagulation process |
US10358361B2 (en) | 2013-02-22 | 2019-07-23 | Loren L. Losh | System and method for remediation of wastewater including aerobic and electrocoagulation treatment |
DE102013111093A1 (de) * | 2013-10-08 | 2015-04-09 | Napt - New Advanced Process Technology Ag | Keramikelement für Fluidtrennvorrichtung |
DE102013105584A1 (de) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Napt - New Advanced Process Technology Ag | Keramikelement für Fluidtrennvorrichtung |
CN103505937A (zh) * | 2013-10-20 | 2014-01-15 | 丹阳市正大油脂有限公司 | 一种超滤膜搅拌过滤装置 |
CN104148176A (zh) * | 2014-08-11 | 2014-11-19 | 江苏申凯包装高新技术股份有限公司 | 胶水过滤装置 |
JP2017019203A (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨パッド用の材料精製システム |
CN105080196B (zh) * | 2015-07-16 | 2016-09-07 | 中国中元国际工程有限公司 | 一种蓄能反吹过滤器及其过滤和过滤再生方法 |
EP3347312A4 (en) * | 2015-09-10 | 2019-05-22 | 1934612 Ontario Inc. | METHOD AND SYSTEMS FOR DRAINING SOLIDS PARTICLES IN A CONTAMINATED LIQUID MIXTURE |
CN108187403A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-22 | 杭州梅园食品有限公司 | 用于污水处理的果核引水桶结构 |
WO2019241248A1 (en) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | Cargill, Incorporated | Liquid discharge filter and its use |
US20200047299A1 (en) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | Illinois Tool Works Inc. | Coolant recapture and recirculation in material removal systems |
WO2020205509A1 (en) | 2019-04-03 | 2020-10-08 | Gregg Williams | Negative pressure filtration apparatus, method, and system |
EP3962622A1 (en) * | 2019-05-03 | 2022-03-09 | JEMP Holding bv | Cleaning chromatography packed bed material with the aid of a processing vessel, and said vessel |
CN110339601B (zh) * | 2019-07-20 | 2021-11-26 | 衡阳市盛亚化工科技有限公司 | 一种工业循环水快速沉降装置 |
CN111138063A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-05-12 | 河南久鼎过滤设备有限公司 | 车载式泥浆固化压滤机 |
CN112608021A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-04-06 | 古县新源盛能源材料有限公司 | 一种特种纤维棉的高效生产工艺及其生产设备 |
CN114307653B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-08-19 | 云南中医药大学 | 一种生物化学实验用过滤装置 |
CN114653128B (zh) * | 2022-03-02 | 2023-10-03 | 三一技术装备有限公司 | 电池浆料的制备系统及其过滤系统 |
CN116995003B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-15 | 威海奥牧智能科技有限公司 | 基于空气泵的芯片刻蚀清洗液内循环控制系统和方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5965027A (en) * | 1996-11-26 | 1999-10-12 | Microbar Incorporated | Process for removing silica from wastewater |
US6077437A (en) * | 1996-10-18 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Device and method for recovering and reusing a polishing agent |
CN1275416A (zh) * | 1999-05-27 | 2000-12-06 | 三洋电机株式会社 | 用于除去流体中被除去物的装置 |
US6547968B1 (en) * | 1999-07-30 | 2003-04-15 | Zenon Environmental Inc. | Pulsed backwash for immersed membranes |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH511629A (fr) * | 1969-03-27 | 1971-08-31 | Brasco Sa | Appareil de filtration d'un fluide sous pression |
US3735872A (en) * | 1971-07-12 | 1973-05-29 | M H Denver Anderson | Filter system |
US3837629A (en) * | 1973-07-02 | 1974-09-24 | Fmc Corp | Gas diffusing mechanism |
US4495217A (en) * | 1982-04-19 | 1985-01-22 | Schrum Timothy J | Method for applying powdered coatings |
US4952317A (en) * | 1989-03-10 | 1990-08-28 | Bradley Culkin | Device and method for filtering a colloidal suspension |
US5639373A (en) * | 1995-08-11 | 1997-06-17 | Zenon Environmental Inc. | Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces while filtering a substrate to withdraw a permeate |
DE69205198T2 (de) * | 1991-03-07 | 1996-03-07 | Kubota Kk | Vorrichtung zur Behandlung von Belebtschlamm. |
US5137644A (en) * | 1991-05-14 | 1992-08-11 | James M. Montgomery Consulting Engineers, Inc. | Pipe connection system for multiple water treatment filters |
ES2145010T3 (es) * | 1991-08-07 | 2000-07-01 | Usf Filtration Limited | Concentracion de solidos en una suspension utilizando membranas de fibra huecas. |
US5403479A (en) * | 1993-12-20 | 1995-04-04 | Zenon Environmental Inc. | In situ cleaning system for fouled membranes |
DE69632422T2 (de) * | 1995-08-11 | 2005-05-19 | Zenon Environmental Inc., Oakville | Verfahren zum Einbetten von Hohlfaser-Membranen |
NO961235D0 (no) * | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Harold Arne Martinsen | Fremgangsmåte og en anordning for skilling av lite eller ikke blandbare væsker med forskjellig densitet |
JP4804599B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2011-11-02 | シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレイション | 洗浄方法 |
JP3866399B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2007-01-10 | 住友重機械工業株式会社 | 膜ろ過装置及びその運転方法 |
WO1999043767A1 (fr) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Dispositif et procede de traitement de petrole brut |
US6280626B1 (en) * | 1998-08-12 | 2001-08-28 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Membrane separator assembly and method of cleaning the assembly utilizing gas diffuser underneath the assembly |
US6550747B2 (en) * | 1998-10-09 | 2003-04-22 | Zenon Environmental Inc. | Cyclic aeration system for submerged membrane modules |
CZ300382B6 (cs) * | 1998-10-09 | 2009-05-06 | Zenon Environmental Inc. | Zpusob cištení nebo zamezení zanášení membránového modulu |
US7014173B2 (en) * | 1998-10-09 | 2006-03-21 | Zenon Environmental Inc. | Cyclic aeration system for submerged membrane modules |
US6706189B2 (en) * | 1998-10-09 | 2004-03-16 | Zenon Environmental Inc. | Cyclic aeration system for submerged membrane modules |
WO2000030742A1 (en) * | 1998-11-23 | 2000-06-02 | Zenon Environmental Inc. | Water filtration using immersed membranes |
US20040007527A1 (en) * | 1998-11-23 | 2004-01-15 | Zenon Environmental Inc. | Membrane filtration device and process |
US6616843B1 (en) * | 1998-12-18 | 2003-09-09 | Omnium De Traitement Et De Valorisation | Submerged membrane bioreactor for treatment of nitrogen containing water |
EP1055446B1 (en) * | 1999-05-27 | 2007-08-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device with process liquid recycling |
US6331251B1 (en) * | 1999-06-10 | 2001-12-18 | Envirogen, Inc. | System and method for withdrawing permeate through a filter and for cleaning the filter in situ |
US20010052494A1 (en) * | 1999-10-25 | 2001-12-20 | Pierre Cote | Chemical cleaning backwash for normally immersed membranes |
US20050178729A1 (en) * | 1999-07-30 | 2005-08-18 | Rabie Hamid R. | Maintenance cleaning for membranes |
US20040007525A1 (en) * | 1999-07-30 | 2004-01-15 | Rabie Hamid R. | Maintenance cleaning for membranes |
US6361695B1 (en) * | 1999-10-02 | 2002-03-26 | Zenon Environmental Inc. | Shipboard wastewater treatment system |
JP2001157894A (ja) | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Masaaki Nagakura | 水の清浄化方法 |
US6447674B1 (en) * | 2000-08-17 | 2002-09-10 | Material Systems Engineers | Gravity flow sludge load-out system |
US20020170863A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-11-21 | Manwinder Singh | Carbon dioxide recycle for immersed membrane |
JP4072323B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2008-04-09 | シャープ株式会社 | ガリウム砒素含有排水の処理方法およびガリウム砒素含有排水の処理装置 |
JP4353665B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2009-10-28 | 三洋アクアテクノ株式会社 | 濾過装置 |
AU2002950934A0 (en) * | 2002-08-21 | 2002-09-12 | U. S. Filter Wastewater Group, Inc. | Aeration method |
US6863817B2 (en) * | 2002-12-05 | 2005-03-08 | Zenon Environmental Inc. | Membrane bioreactor, process and aerator |
US6871757B2 (en) * | 2003-01-03 | 2005-03-29 | Greystone, Inc. | Method and means for sand reblending |
US20040262209A1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-12-30 | Hiroyuki Umezawa | Filtration apparatus |
CN103285737B (zh) * | 2003-08-29 | 2016-01-13 | 伊沃夸水处理技术有限责任公司 | 反洗 |
SG119706A1 (en) * | 2003-09-19 | 2006-03-28 | Us Filter Wastewater Group Inc | Improved methods of cleaning membrane modules |
US7282147B2 (en) * | 2003-10-07 | 2007-10-16 | Phase Inc. | Cleaning hollow core membrane fibers using vibration |
US7311833B2 (en) * | 2004-03-03 | 2007-12-25 | Kazuo Yamamoto | Zero excess sludge membrane bioreactor |
JP2007209964A (ja) * | 2005-03-24 | 2007-08-23 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の洗浄方法 |
US20060266705A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-30 | Arnold Janson | Refreshing chemicals during membrane cleaning |
US20060273038A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Syed Murtuza A | Chemical cleaning for membranes |
-
2004
- 2004-04-23 US US10/831,585 patent/US20040262209A1/en not_active Abandoned
- 2004-04-25 CN CNB2004100766341A patent/CN100352535C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-04 US US11/499,531 patent/US20060266685A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-04 US US11/499,532 patent/US20060266686A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-04 US US11/499,554 patent/US7381323B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6077437A (en) * | 1996-10-18 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Device and method for recovering and reusing a polishing agent |
US5965027A (en) * | 1996-11-26 | 1999-10-12 | Microbar Incorporated | Process for removing silica from wastewater |
CN1275416A (zh) * | 1999-05-27 | 2000-12-06 | 三洋电机株式会社 | 用于除去流体中被除去物的装置 |
US6547968B1 (en) * | 1999-07-30 | 2003-04-15 | Zenon Environmental Inc. | Pulsed backwash for immersed membranes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7381323B2 (en) | 2008-06-03 |
US20060266687A1 (en) | 2006-11-30 |
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US20060266686A1 (en) | 2006-11-30 |
CN1602991A (zh) | 2005-04-06 |
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