【０００１】
この発明は、例えば、シリコンを研磨して発生するバックラップ排水等、シリカを含有する液体を浄化する液体浄化装置に関するものである。
【０００２】
シリコンを研磨して発生するバックラップ排水中にはシリカが含有する。特に休日明け等、タンク内に排水を長時間放置すると、シリカの含有濃度は、１２０ｐｐｍにも達する場合がある。
シリコンのバックラップ排水等を純水にリサイクル使用する場合には、ＲＯ膜を使用するが、シリカはＲＯ膜を目詰まりさせるため、現在では全くリサイクル使用されることなく廃棄処分されている。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
従来は、上記の如く、シリカ含有液体を純水にすることは非常に困難であり、シリカを効率よく除去する装置の開発が望まれていた。
【０００４】
この発明は上記の如き従来の要求を満たすためになされたもので、
【請求項１】の発明は、少なくともシリカを含有する液体中に、微細気泡注入装置によって酸素を含む微細気泡を注入してシリカを酸化させ固形化し、この固形化したシリカを含有する液体を、凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、固形化したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去する液体浄化装置を提供することを目的とする。
【請求項２】の発明は、微粒子とシリカを含有する液体を、第一の凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、液体中に混入しているシリカ以外の微粒子を凝集させて大きな塊にし、目の粗いフィルタで除去し、この微粒子の除去された液体中に、微細気泡注入装置によって酸素を含む微細気泡を注入してシリカを酸化させ固形化し、この固形化したシリカを含有する液体を、第二の凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、固形正したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去する液体浄化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明を解決しょうとする手段】
【請求項１】の発明は、少なくともシリカを含有する液体中に酸素を含む微細気泡を注入してシリカを酸化させ固形化する微細気泡注入装置と、及び、前記微細気泡注入装置により酸化され固形化したシリカを含有する液体を、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、前記固形化したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去する凝集濾過装置とで実現した
【請求項２】の発明は、少なくともシリカを含有する液体を、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、液体中に混入しているシリカ以外の微粒子を凝集させて大きな塊にし、目の粗いフィルタで除去する第一の凝集濾過装置と、前記第一の凝集濾過装置で浄化された液体中に酸素を含む微細気泡を注入し、液体中に混入しているシリカを酸化させ固形化する微細気泡注入装置と、及び、前記微細気泡注入装置により酸化され固形化したシリカを含有する液体を、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、固形化したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去する第二の凝集濾過装置とで実現した。
【０００６】
【実施例】
以下この発明の一実施例を図について説明する。図１は、この発明の一実施例を示すブロック線図である。図において、例えばシリコン基盤１の裏面は、砥石２によって、例えば流量２０Ｌ／ｍｉｎで純水３を吹き付けながら研削される。第一のタンク４内の研削排水中には、図２に示す粒度分布のシリコンの微粒子を含有し、図４の写真の如く暗茶褐色となり、第一のタンク４からオーバーフローで第二のタンク５に流入する。
第一のタンク４内の研削液を、例えば、土，日の二日間放置すると、それに含有するシリカの濃度は、１２０ｐｐｍにも達する場合がある。
第二のタンク５に流入した研削排水は、ポンプ６によって、例えば、流量４０Ｌ／ｍｉｎで、第一の微粒子除去装置７の、例えば、公称１０μｍ、絶対値５０μｍのフィルタ８と凝集濾過装置９とに送り込まれ、図５の写真の如く薄茶褐色状態に循環濾過される。
【０００７】
図３は、凝集濾過装置９の一実施例を示す側断面図で、図において、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成されたスーパーカット５０％と、このスーパーカットの相互間隙を大きくするためのスペーサーの役割をする珪藻土を焼結し軽量化したＦカット５０％とを混合した吸着剤１０と、この吸着剤１０の相互間隙に液体を通過させて、液体中に混入している微粒子を凝集し、例えば、公称５０μｍ、絶対値２００μｍのカートリッジフィルタ１１で捕捉する。
【０００８】
図１において、第一の微粒子除去装置７で循環濾過された第二のタンク５内の研削排水は、下部の連通孔を介して第三のタンク１２内に流入する。
第三のタンク１２内に流入した研削排水は、ポンプ１３によって、例えば、流量４０Ｌ／ｍｉｎで、第二の微粒子除去装置１４の、例えば、公称１０μｍ、絶対値５０μｍのフィルタ１５と凝集濾過装置１６とに送り込まれ、図６に示す如く無色透明状態に循環濾過される。
この状態において、研削排水中のシリコンの微粒子は、光散乱法で測定しても測定不可能な状態まで除去されているが、シリカの濃度は１２０ｐｐｍから７０ｐｐｍに低下したに過ぎず、このままの状態でＲＯ膜に通水することは不可能である。
【０００９】
凝集濾過装置１６は、図３に示す構造と同一構造をしており、吸着剤１０は、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成されたスーパーカット１００％からなっており、カートリッジフィルタ１１は、公称１μｍ、絶対値２０μｍのものを使用している。
【０００１０】
図１において、第二の微粒子除去装置１４で循環濾過された第三のタンク１２内の研削排水は、オーバーフローで第四のタンク１７に流入する。
第四のタンク１７に流入した研削排水は、微細気泡注入装置１８を構成する、例えば流量６０Ｌ／ｍｉｎのポンプ１９と、逆支弁２０と、例えば流量６０Ｌ／ｍｉｎのポンプ２１とで循環されており、逆支弁２０とポンプ２１との間において、圧縮空気流入口２２から逆支弁２３を介して５〜８Ｋｇの圧縮空気が圧入される。即ち、ポンプ１９は液体吸引・圧送用として作用し、ポンプ２１は液体と空気とを混合する攪拌作用として機能する。
なお、ポンプ２１の吐出口径は、規定口径の１／５程度にすれば、より効果的となる。
これにより、第四のタンク１７内の研削液は、図７の写真の如く、真っ白になる状態に微細気泡が注入され、研削排水中のシリカは酸化されて固形化する。
【０００１０】
シリカが固形化した第四のタンク１７内の研排水は、下部の連通孔を介して第五のタンク２４に流入する。
第五のタンク２４内に流入した研削排水は、ポンプ２５によって、例えば、流量４０Ｌ／ｍｉｎで、シリカ除去装置２６の、第一，第二の凝集濾過装置２７，２８に送り込まれ、図８に示す如く無色透明状態で循環濾過される。
この状態において、シリカの濃度は、７０ｐｐｍから６．４ｐｐｍに低下し、十分にＲＯ膜に通水するレベルまで浄化され、純水へのリサイクル使用が可能となる。
【０００１１】
なお、上記実施例は、第一，第二の微粒子除去装置７，１４で微粒子を除去して後、微細気泡注入装置２６によって微細気泡を注入しているが、微細気泡注入装置２６によって微細気泡を注入して後、第一，第二の微粒子除去装置７，１４で微粒子を除去するようにしてもよい。
また、第一の微粒子除去装置７を省略して第二の微粒子除去装置１４のみを設置しても良く、さらに、微粒子の混入量が少なく、シリカの除去が主な対象の場合は、第一，第二の微粒子除去装置７，１４の両方を省略しても良い。
さらに、シリカ除去用の第一，第二の凝集濾過装置２７，２８を２台、直列接続しているが、何れか１台のみとして使用しても良い。
さらにまた、微細気泡注入装置１８として、ポンプ１９とポンプ２１とを用いた装置を使用したが、ポンプとスリットとを組み合わせた一般的な装置を使用しても良い。
【０００１２】
なおまた、上記実施例において、第一，第二の微粒子除去装置７，１４で第一の凝集濾過装置を構成し、シリカ除去装置２６で第二の凝集濾過装置を構成していることになる。
【発明の効果】
以上のように、
【請求項１】の発明によれば、少なくともシリカを含有する液体中に、微細気泡注入装置によって酸素を含む微細気泡を注入してシリカを酸化させ固形化し、この固形化したシリカを含有する液体を、凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、固形化したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去するように構成しているため、シリカ含有液体を純水に使用することが出来る。
【請求項２】の発明によれば、微粒子とシリカを含有する液体を、第一の凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、液体中に混入しているシリカ以外の微粒子を凝集させて大きな塊にし、目の粗いフィルタで除去し、この微粒子の除去された液体中に、微細気泡注入装置によって酸素を含む微細気泡を注入してシリカを酸化させ固形化し、この固形化したシリカを含有する液体を、第二の凝集濾過装置内にセットされた、少なくとも塩基性硫酸マグネシュウムと水酸化マグネシュウムとの結晶状繊維を集合して構成された吸着剤の相互間隙に通過させ、固形化したシリカを凝集させ、目の粗いフィルタで除去するように構成しているため、シリカ含有液体を純水に使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る液体浄化装置の一実施例を示すブロック線図である。
【図２】図１に示す第一のタンク内の研削排水中のシリコンの粒度分布図である。
【図３】図１に示す凝集濾過装置の一実施例を示す側断面図である。
【図４】図１に示す第一のタンク内の研削排水の状況を示す写真である。
【図５】図１に示す第二のタンク内の研削排水の状況を示す写真である。
【図６】図１に示す第三のタンク内の研削排水の状況を示す写真である。
【図７】図１に示す第四のタンク内の研削排水の状況を示す写真である。
【図８】図１に示す第五のタンク内の研削排水の状況を示す写真である。
【符号の説明】
１：シリコン基盤
７：第一の微粒子除去装置
１４：第二の微粒子除去装置
１８：微細気泡注入装置
２６：シリカ除去装置[0001]
The present invention relates to a liquid purification apparatus for purifying a liquid containing silica, such as a back lap drainage generated by polishing silicon.
[0002]
Silica is contained in the back lap drainage generated by polishing silicon. In particular, if the wastewater is left in the tank for a long time, such as after a holiday, the silica concentration may reach as high as 120 ppm.
When silicon back lap wastewater or the like is recycled for use as pure water, an RO membrane is used. However, silica is clogged with the RO membrane and is now disposed of without being recycled at all.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as described above, it has been extremely difficult to make the silica-containing liquid pure water, and there has been a demand for the development of an apparatus for efficiently removing silica.
[0004]
The present invention has been made to satisfy the conventional requirements as described above,
The invention of claim 1 is characterized in that fine bubbles containing oxygen are injected into a liquid containing at least silica by means of a fine bubble injection device to oxidize and solidify the silica, and this solidified liquid containing silica is Set in the coagulation filtration device, at least pass the interstices of the adsorbent constituted by gathering the crystalline fibers of basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide, agglomerated the solidified silica, coarse mesh An object of the present invention is to provide a liquid purifying apparatus that removes a liquid by a filter.
The invention according to claim 2 is characterized in that a liquid containing fine particles and silica is assembled by assembling at least crystalline fibers of basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide set in a first coagulation filtration device. The fine particles other than silica mixed in the liquid are agglomerated into a large lump and removed by a coarse filter, and fine bubbles are injected into the liquid from which the fine particles have been removed. The apparatus injects fine bubbles containing oxygen to oxidize the silica to solidify it, and the liquid containing the solidified silica is set in at least a second coagulation filtration apparatus, at least with basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide. A liquid purifying device that aggregates crystalline fibers with each other and passes them through the gap between adsorbents, which aggregates solid silica and removes it with a coarse filter. An object of the present invention is to provide.
[0005]
Means for Solving the Invention
The present invention provides a fine bubble injection device for injecting fine bubbles containing oxygen into a liquid containing at least silica to oxidize and solidify silica, and a solid bubble oxidized by the fine bubble injection device. The liquid containing the converted silica is passed through the inter-gap of the adsorbent formed by assembling the crystalline fibers of at least basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide, and the solidified silica is aggregated. The invention of claim 2 is realized by a coagulation filtration device for removing with a coarse filter, wherein at least a liquid containing silica is formed by assembling crystalline fibers of at least basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide. Pass the adsorbent through the gaps to aggregate fine particles other than silica mixed in the liquid into a large lump and remove it with a coarse filter. A first coagulation filtration device, and a microbubble injection device that injects fine bubbles containing oxygen into the liquid purified by the first coagulation filtration device, oxidizes silica mixed in the liquid, and solidifies it. And passing the liquid containing silica oxidized and solidified by the microbubble injecting device to the inter-gap of the adsorbent formed by assembling the crystalline fibers of at least basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide. And a second coagulation filtration device for coagulating the solidified silica and removing it with a coarse filter.
[0006]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, for example, the back surface of a silicon substrate 1 is ground by a grindstone 2 while spraying pure water 3 at a flow rate of, for example, 20 L / min. The grinding wastewater in the first tank 4 contains silicon fine particles having a particle size distribution shown in FIG. 2 and turns dark brown as shown in the photograph of FIG. 4 and overflows from the first tank 4 to the second tank 5. Flows into.
When the grinding fluid in the first tank 4 is left for two days, for example, on soil and day, the concentration of silica contained therein may reach as high as 120 ppm.
The grinding wastewater flowing into the second tank 5 is pumped by the pump 6 at, for example, a flow rate of 40 L / min. And is circulated and filtered to a light brown color as shown in the photograph of FIG.
[0007]
FIG. 3 is a side cross-sectional view showing one embodiment of the coagulation filtration device 9. In FIG. 3, a super cut 50% constituted by assembling crystalline fibers of at least basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide is shown. An adsorbent 10 mixed with 50% F cut, which is made by sintering and reducing the weight of diatomaceous earth, serving as a spacer for increasing the gap between the super cuts, and passing the liquid through the gap between the adsorbents 10 The fine particles mixed in the liquid are agglomerated and captured by the cartridge filter 11 having a nominal value of 50 μm and an absolute value of 200 μm, for example.
[0008]
In FIG. 1, the grinding wastewater in the second tank 5 that has been circulated and filtered by the first particle removing device 7 flows into the third tank 12 through the lower communication hole.
The grinding wastewater flowing into the third tank 12 is pumped by the pump 13 at, for example, a flow rate of 40 L / min. And is circulated and filtered to a colorless and transparent state as shown in FIG.
In this state, the silicon fine particles in the grinding wastewater have been removed to a state where they cannot be measured even by the light scattering method, but the silica concentration has only dropped from 120 ppm to 70 ppm. It is impossible to pass water through the RO membrane.
[0009]
The coagulation filtration device 16 has the same structure as the structure shown in FIG. 3, and the adsorbent 10 is composed of at least a super cut 100% formed by assembling crystalline fibers of at least basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide. The cartridge filter 11 has a nominal value of 1 μm and an absolute value of 20 μm.
[00010]
In FIG. 1, the grinding wastewater in the third tank 12, which has been circulated and filtered by the second particle removing device 14, flows into the fourth tank 17 by overflow.
The grinding wastewater flowing into the fourth tank 17 is circulated by a pump 19 having a flow rate of, for example, 60 L / min, a check valve 20, and a pump 21 having a flow rate of, for example, 60 L / min. Between the check valve 20 and the pump 21, 5 to 8 kg of compressed air is injected from the compressed air inlet 22 through the check valve 23. That is, the pump 19 functions for sucking and pumping the liquid, and the pump 21 functions for stirring the liquid and the air.
In addition, it is more effective if the discharge diameter of the pump 21 is set to about 1/5 of the specified diameter.
As a result, as shown in the photograph of FIG. 7, fine bubbles are injected into the grinding fluid in the fourth tank 17 so as to be completely white, and silica in the grinding waste water is oxidized and solidified.
[00010]
The polishing wastewater in the fourth tank 17 in which the silica is solidified flows into the fifth tank 24 through the lower communication hole.
The grinding wastewater that has flowed into the fifth tank 24 is sent by the pump 25 to the first and second coagulation filtration devices 27 and 28 of the silica removal device 26 at a flow rate of, for example, 40 L / min. It is circulated and filtered in a colorless and transparent state as shown.
In this state, the concentration of silica is reduced from 70 ppm to 6.4 ppm, is sufficiently purified to a level that allows water to pass through the RO membrane, and can be recycled to pure water.
[00011]
In the above embodiment, the fine bubbles are injected by the fine bubble injection device 26 after the fine particles are removed by the first and second fine particle removal devices 7 and 14. After the injection, the first and second fine particle removing devices 7 and 14 may remove fine particles.
Further, the first fine particle removing device 7 may be omitted and only the second fine particle removing device 14 may be installed. Further, when the amount of mixed fine particles is small and silica is mainly removed, the first fine particle removing device 14 is used. , The second fine particle removing devices 7 and 14 may be omitted.
Furthermore, although two first and second flocculation filtration devices 27 and 28 for removing silica are connected in series, only one of them may be used.
Furthermore, although a device using a pump 19 and a pump 21 is used as the fine bubble injection device 18, a general device combining a pump and a slit may be used.
[00012]
In the above embodiment, the first and second fine particle removing devices 7 and 14 constitute a first flocculating and filtering device, and the silica removing device 26 constitutes a second flocculating and filtering device. .
【The invention's effect】
As mentioned above,
According to the first aspect of the present invention, fine bubbles containing oxygen are injected into a liquid containing at least silica by means of a fine bubble injection device to oxidize and solidify the silica, and the liquid containing the solidified silica is obtained. Is passed through an adsorbent, which is set in a coagulation filtration device, and is composed of at least crystalline fibers of basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide aggregated to coagulate the solidified silica. Since the filter is configured to be removed by a coarse filter, silica-containing liquid can be used for pure water.
According to the invention of claim 2, a liquid containing fine particles and silica is collected by assembling at least crystalline fibers of basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide set in a first coagulation filtration device. The fine particles other than silica mixed in the liquid are agglomerated into a large lump by passing through the inter-gap of the constituted adsorbent, and removed by a coarse filter. Microbubbles containing oxygen are injected by a bubble injection device to oxidize and solidify the silica, and the liquid containing the solidified silica is mixed with at least basic magnesium sulfate and water set in a second flocculation filtration device. The crystalline fiber with magnesium oxide is passed through the interstices of the adsorbent, which is composed of aggregates, and the solidified silica is agglomerated and removed with a coarse filter. Since the forms, it can be used silica-containing liquid to pure water.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a liquid purification apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a particle size distribution diagram of silicon in grinding wastewater in a first tank shown in FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing one embodiment of the coagulation filtration device shown in FIG.
FIG. 4 is a photograph showing the state of grinding drainage in the first tank shown in FIG.
FIG. 5 is a photograph showing the state of grinding drainage in the second tank shown in FIG.
FIG. 6 is a photograph showing a state of grinding drainage in a third tank shown in FIG.
FIG. 7 is a photograph showing the state of grinding drainage in the fourth tank shown in FIG.
FIG. 8 is a photograph showing the state of grinding drainage in the fifth tank shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1: Silicon substrate 7: First particle removing device 14: Second particle removing device 18: Fine bubble injection device 26: Silica removing device
