JP3105559U - 水資源精密回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃液中の金属粉を有効に分離できる水資源精密回収装置を提供する。
【解決手段】 廃液収集槽１０と、ポンプ２０と、濾過筒３０と、濾過水回収槽とを備える。ポンプ２０は、抽出端が抽出管２１を介して廃液収集槽１０に連接され、送出端が輸送管２２に連接されている。濾過筒３０は、筒部と筒蓋とを有し、筒部の中に網孔槽を有し、フィルターが製作される袋部と、袋部の上方に接合される位置決めフレームから構成されている。位置決めフレームが支持面の上に装着され、筒蓋は筒部の上方に装着され、一端に延伸部位を有し、かつ延伸部位は内縁に湾曲噴出口を有する。筒部は湾曲噴射口に向かい合う位置にそれに繋がる液体注入管を有し、液体注入管の底端がポンプ２０の輸送管２２と連接されている。濾過水回収槽は、濾過筒３０の底面の回収管下方に装着されている。
【選択図】 図１

Description

本考案は、水資源精密回収装置に関し、特に、研磨廃液中の銅含有粉末を回収し、濾過水を回収し、製造過程にリサイクルすることができる装置に関するものである。

工業廃水処理という課題は、業者及び環境保護機関の関心が集まるものである。それは、廃液が毒性物質を含有し、適当な処理をしないと、生態に深刻な影響を与え、二重汚染が発生するとともに、人類の生存が脅かされるからである。そして、工業廃液は、銅、金またはニッケルなどのリサイクル可能な物質を含有するために、任意排出をすると、経済上の損失となる。

プリント回路板（ＰＣＢ）の製造は、腐食または研磨などの製造過程を経過しなければならず、かつそれらの製造過程において廃液に価額の高い銅などの金属成分が含まれるため、業者はどうしても回収してリサイクルしようと考えている。

一番よく使用される方法は、廃液を波状フィルターに注入し、けい石粉をフィルターの表面に分布させ、濾過孔を縮小させることである。この方法は、廃液中の金属粉末をフィルターの中に残留させることが可能であるが、けい石粉に混ぜるのがやむを得ず、そののち、化学物質でけい石粉と金属粉末を分離する処理にはかなり手間がかかり、けい石粉に化学物質または重金属を含ませると同時に環境汚染が生じるのである。現今、このような波状フィルターが暫く使用された後、機械を３０分停止させ、けい石粉を添加し直す必要があるため、その時の製造過程の廃水は溢れて処理されることなく、外部に排出される恐れがあり、河川または田んぼの汚染が生じる。従って、付近の住民の抗議または環境保護機関の告発を受けることがよくある。

またもう一つの化学処理を利用する方法は、攪拌槽に水酸化ナトリウムを入れ、酸性の廃液を中和し、そののち、圧搾フィルターに送入して濾過分離を進行させ、次に、分離した後の硫酸第二銅液及び不溶性物質を再処理してリサイクルすることである。中華民国特許公報第３６３９０５号または４５３１３８号などが上記のような方法によるものである。しかし、この方法は、プロセスが多くの空間を占め、コストが高く、添加物が殆ど毒物であるため、全体プロセスの処理後の廃棄物が環境を破壊する要因となる。

またもう一つの方法は、ミクロンのセラミックスフィルターにより回収することである。しかし、この方法は、回収された銅粉末がセラミックスフィルターに付着し易くて取れにくく、濾過効果が予期の通りにならない。中華民国特許公報第５６７８９７号が上記のような構造によるものである。またもう一つの濾過芯を使用する濾過方法は、銅粉末の濾過回収に使用する時、銅粉末が取れにくい欠点があるため、このタイプの回収装置には適さない。

またもう一つの濾過方法は、遠心分離による濾過を使用することである。しかし、遠心力は廃液をフィルターの外部に漏らすことがあるため、清潔な水を回収して製造過程にリサイクルを提供することができないことが欠点である。

本考案の主な目的は、ポンプを介して廃液を一個の濾過筒または一個以上の並列する濾過筒に送入し、濾過筒の圧力の制御により、ポンプにより送入される廃液流量を制御し、一番好ましい濾過効果を達成し、過大圧力のせいで危険を招いたり、フィルターの袋部を破裂させたりすることを防止することができ、かつポンプの圧力感知警報器及び廃液収集槽のオーバーフローレベル電極により多重安全という効果を達成できる水資源精密回収装置を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、廃液を濾過筒に送入する場合、廃液を筒蓋から上から下へ筒の内部に噴流させ、金属粉を多層布の複合により構成されている精密なフィルターで分離し、フィルター内に残留させ、また、精密なフィルターにより回収されて廃液の雑質を含有しない水を研磨機の製造過程に回収してリサイクルすることで、全体の回収過程において廃水が外部に排出されることなく、環境が汚染されないことを確保し、かつ回収資源を十分に運用できる水資源精密回収装置を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、隙間無しで結合する方法で精密なフィルターを製作することで、濾過の際にフィルターの袋部が破裂することを防止するだけでなく、廃液をフィルターに滲出させることを完全に阻止し、回収される水を製造過程に戻してリサイクルすることを確保できる水資源精密回収装置を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、精密なフィルターにより廃液中の金属粉を有効に分離してフィルターの袋部内に残留させ、補助気圧を介して金属粉中の水分を強制分離して乾かし、また、手提げを呈するフィルターを濾過筒から簡単に取り出し、新しいフィルターに取り替えできることで、交換過程を僅か数十秒で完成させ、乾いた金属粉末を簡単に集中回収し、かつ取り出したフィルターを清浄すれば、再使用可能である水資源精密回収装置を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、一個以上の濾過筒が並列する場合、そのうちの一つのフィルターを交換しても、機械を停止させることなく、そのほかの濾過筒により廃液の濾過処理を持続させ、研磨または腐食過程での廃液が溢れて工場の外部に排出されることなく、環境保護という要求に確実に応じることができる水資源精密回収装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本考案による水資源精密回収装置は、廃液収集槽と、ポンプと、少なくとも一つの濾過筒と、濾過水回収槽とを備える。
廃液収集槽は、製造過程において排出される廃液を収集するものである。
ポンプは、抽出端が抽出管を介して廃液収集槽に連接され、送出端が輸送管に連接される。

濾過筒は、筒部と筒蓋とを有し、筒部の中に上方が開口している網孔槽を有し、網孔槽の周縁に支持面が形成されることで、開口が上向きであるフィルターを位置決めし、フィルターが多層布複合の熱溶接により製作される袋部と、熱溶接により袋部の上方に接合される位置決めフレームから構成され、位置決めフレームがフレームの外縁により支持面の上に装着され、筒蓋は一個以上の係止ユニットにより筒部の上方に装着され、蓋の一端に延伸部位を有し、かつ延伸部位の内縁に湾曲噴出口を有し、また、筒部の湾曲噴射口に向かい合う位置にはそれに繋がる液体注入管を有し、液体注入管の底端がポンプの輸送管と連接され、蓋の上には圧力メーターを有する。
濾過水回収槽は、濾過筒底面の回収管下方に装着され、濾過筒から流れ出る濾過水を収集するものである。

図１は本考案の一実施例による水資源精密回収装置を示す図であり、図２は本考案の一実施例による水資源精密回収装置による濾過迂回を示す図である。図１と図２に示すように、本考案の一実施例による水資源精密回収装置は、廃液収集槽と、ポンプと、少なくとも一つの濾過筒と、濾過水回収槽とを備える。

廃液収集槽１０は、製造過程において管路１１を介して排出される廃液１２を収集するものである。製造過程について、プリンタ回路板の腐食または研磨を指し、かつこの製造過程での廃液は銅粉末またはそのほかの金属粉末を含有する。

ポンプ２０は、抽出端が抽出管２１を介して前記廃液収集槽１０に連接され、送出端が輸送管２２を介して所定量の濾過筒３０に連接されることで、廃液１２を濾過筒３０内に送入して濾過して金属粉末の分離を進行させ、廃液１２を清浄な濾過水４２に変え、濾過筒３０底面の回収管４１により濾過水回収槽４０に流入させる。

かつポンプ２０の抽出管２１は、逆流防止弁２３を有することで、パイプ内の廃液の逆流を防止可能である。ポンプ２０が送出端に圧力感知警報器２４を有することで、ポンプ２０の出力圧力が設定値を超える場合、ポンプ２０の運転を停止させ、濾過過程の安全を強化することが可能である。そして、輸送管２２の濾過筒３０へ続く末端は、開閉弁２５を有する。

図３は本考案の一実施例による水資源精密回収装置による濾過筒の断面図である。濾過筒３０は、筒部３１と筒蓋３２とを有し、筒部３１は中に上方が開口している網孔槽３３を有し、網孔槽３３の周縁に支持面３１２が形成されることで、開口が上向きであるフィルター７０を位置決めするものである。図４に示すように、フィルター７０は袋部７１及び位置決めフレーム７２から構成され、そのうちの袋部７０は多層布複合により構成される軟性濾過材料８０で袋状を形成し、その接合面７１１がミシン縫いの方法で製作されず、熱溶接７１２により製作されるため、袋部７１は何も縫い目がなく、縫い目から破裂することなく、濾過効果を確保可能である。また、袋部７１の上方には位置決めフレーム７２が熱溶接７１２の方法で結合されている。位置決めフレーム７２はプラスチック材質で作ってもよく、熱溶接により袋部７１と接合され、かつ位置決めフレーム７２は、図３に示すように、フレーム外縁７２１により支持面３１２の上に装着されることで、フィルター７０の全体は網孔槽３３内に位置決めされ、送入される廃液１２を濾過可能である。また、網孔槽３３は、剛性があって、フィルター７０の位置決めに用いてもよい。また、図４に示すように、フィルター７０は位置決めフレーム７２の内縁に取っ手を二つ有する。

図３に示すように、筒蓋３２は一個以上の係止ユニット３４により筒部３１の上方に装着され、係止ユニット３４はよく見かけられている一般の圧力容器のボルト３４１及びナット３４２から構成され、そのうちのボルト３４１の底端が筒部３１側辺の凸状耳部３４３に接合されることで、環状ナット３４２を緩める場合、蓋３２をその一側方向に開くことが可能である。これは、周知の技術（Prior Art）で、本考案の主張範囲ではないため、詳しい説明を省く。本実施例の重要な特徴の一つは、蓋３２は前側に延伸部位３２１を有し、かつ延伸部位３２１は内縁に湾曲噴出口３２２を有し、また、筒部３１は湾曲噴射口３２２に向かい合う位置にそれに繋がる液体注入管３１１を有し、液体注入管３１１の底端がポンプの輸送管２２と連接され、かつその間に開閉弁２５を有し、また、蓋３２は上に圧力メーター３５を有することである。
濾過筒３０の液体注入管３１１は送気管５１と連接され、図２に示すように、送気管５１は空圧器５０により気圧源を提供し、かつ送気管５１は上に開閉弁５２を有する。

上記の構成により、図１から図３に示すように、ポンプ２０が廃液１２を輸送管２２及び液体注入管３１１経由で湾曲噴射口３２２に送出する場合、廃液１２は下から上へ流れて湾曲噴射口３２２で曲がり、そののち、上から下へフィルター７０内に噴流され、その時の廃液の噴流方法は水柱みたいでフィルター７０に衝撃を与えることはなく、拡散方法でフィルター７０内に落下するため、圧力が均質に分散するようになり、廃液中の金属粉末１２１が袋部７１の内壁面に比較的均質に付着するようになり、また、袋部７１は、図４及び図５に示すように、多層布複合により形成されている軟性濾過材料８０から構成され、例えば、中国紡績工業研究センターの試験報告によると、軟性濾過材料８０は非織物類の不織布の形態であり、濾過材料８０の通気性が所定の範囲以内に設定されることで、濾過材料の密度が金属粉末１２１の透過に耐えられるものであるとされる。本実施例では、濾過材料は五層布の複合により形成され、五層布は全てポリプロピレン（polypropylene）で形成され、図５に示すように、そのうちの第一層布８１の厚さが０．２２ｍｍであり、第二層布８２の厚さが３．１ｍｍであり、第三層布８３及び第四層布８４の厚さが０．２４ｍｍであり、第五層布８５の厚さが０．３７ｍｍである。この多層複合のポリプロピレン濾過材料８０は、面積が３．８ｃｍで圧力が１２５Ｐａである場合、通気性が４．６（ｃ．ｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）である。この数値から、孔の直径の精密度は、周知のけい石粉でフィルターに塗付けて形成する孔の直径より高いと考えられる。つまり、廃液１２が噴流方法で一層の濾過材料８０を通過して精密に濾過されると、その濾過効果は従来のけい石粉含有フィルターより良いということである。そして、例えば、元智大学環境科学センターの水質サンプリング調査の報告書によると、濾過前の廃液（原水）は混濁度が４２０ＮＴＵで、銅の含有量が５１６ｍｇ／Ｌであり、けい石粉含有フィルターの濾過水は混濁度が１．３ＮＴＵで、銅の含有量が１．１７ｍｇ／Ｌである。それに対し、本実施例により濾過された後の濾過水は、混濁度が１．１ＮＴＵで、銅の含有量が０．６０ｍｇ／Ｌであり、両者ともけい石粉含有フィルターの濾過水より優れている。また、水素イオンの濃度レベルが７．２で、中性のＰＨ７に近い。この数値から、本実施例による濾過効果は、けい石粉を含有する濾過方法より優れていると考えられる。また、本実施例は、けい石粉を含有する濾過方法のように後の処理に手間がかかるという問題がない。

本考案のもう一つの特徴は、濾過筒３０の内部圧力またはポンプ２０の圧力と、廃液収集槽１０の水位高度などにより、濾過状況及び安全制御を検知することである。
図６に示すように、圧力メーター３５が所定の圧力値に達する場合、つまり、内部の金属粉末１２１が一定の量に達し、新しいフィルター７０に交換しなければ、濾過効果が下がるということである。その場合、廃液輸送管２２の開閉弁２５をオフ（ＯＦＦ）にし、筒蓋３２を開けて、フィルター７０を取り出せばよい。しかし、袋部７０内部に付着する金属粉末１２１はまた水分を含有する。そのために、本実施例は、さらに気圧補助装置を提供するものである。図２に示すように、濾過筒３０の液体注入管３１１は送気管５１と連接され、送気管５１は空圧器５０により気圧源を提供し、かつ送気管５１は上に開閉弁５２を有する。筒蓋３２を開ける前に、送気管の開閉弁５２をオン（ＯＮ）にすると同時に、気圧５３はフィルター７０内に送入され、金属粉末中の水分を袋部の外部に飛ばし、金属粉末１２１は底部に積もるようになる。

図７に示すように、送気管の開閉弁５２をオフ（ＯＦＦ）にし、筒蓋３２を開ければ、指で取っ手７２２を持ち上げてフィルター７０を取り出し、簡単に交換することができる。また、その中の一つの濾過筒３０をオフにしてフィルター７０を交換しても、そのほかの並列する濾過筒３０は何も影響を受けず、廃液の処理を継続させる。

図１及び図２に示すように、本実施例は、前述の圧力メーター３５により濾過筒３０の内部圧力を検知するほかに、ポンプ２０の送出端の圧力感知警報器２４により濾過筒３０の内部圧力を検知し、圧力が設定値に達する場合、ポンプ２０を自動停止させ、廃液１２を濾過筒３０に送入することを阻止するものである。また、廃液収集槽１０の水位が所定の高度に達する場合、オーバーフローレベル電極（水位感知器）１３は信号を制御ボックス６０に出力し、警告ランプ６２により音声及び光を出し、現場の作業員に濾過筒３０を整理すべきことを通知する。前述の制御ボックス６０は、機械台９０の一側に装着してもよく、その上に所要の制御ボタン６１を有する。制御ボックス６０はよく見かけられている機構であるため、詳しい説明を省く。

上述の技術手段により、本実施例は、廃液１２をポンプ２０で並列する濾過筒３０に送り、上から下へ噴流する方法でフィルター７０に流入させ、精密な通気性のある袋部７１で廃液１２中の金属粉末１２１を袋部の内部に十分に残留させることで、精密濾過という効果を達成可能である。また、濾過水回収槽４０により収集された回収水は、試験報告に示すように、その成分が製造過程での本来の水の要求を満たすものである。従って、回流管４３または第二ポンプ４４で回収された濾過水４２を製造過程に送り返してリサイクルし、回収資源を十分に運用し、環境保護という効果をあげることが可能である。

本考案は、プリンタ回路板の製造に対して考案されているものであるが、本考案はＰＣＢ業界の使用に限らず、全ての性質が同じ廃水処理に適用可能である。そして、ユニット全体を機械台９０に装着可能であるため、空間を占めることなく、体積が小さく、現今の廃水処理方法と比べて安全性及び実用性に優れ、経済的な効果がある。

本考案の一実施例による水資源精密回収装置を示す模式図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置の濾過迂回を示す模式図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置のフィルターを示す断面図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置のフィルターを示す立体断面図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置のフィルター複合多層布を示す模式図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置の濾過筒を示す断面図である。 本考案の一実施例による水資源精密回収装置のフィルターの交換を示す模式図である。

符号の説明

１０ 廃水収集槽、１１ 管路、１２ 廃液、１３ オーバーフローレベル電極、２０ ポンプ、２１ 抽出管、２２ 輸送管、２３ 逆流防止弁、２４ 圧力感知警報器、２５ 開閉弁、３０ 濾過筒、３１ 筒部、３２ 筒蓋、３３ 網孔槽、３４ 係止ユニット、３５ 圧力メーター、４０ 濾過水回収槽、４１ 回収管、４２ 濾過水、４３ 回流管、４４ 第二ポンプ、５０ 空圧器、５１ 送気管、５２ 開閉弁、５３ 気圧、６０ 制御ボックス、６１ 制御ボタン、６２ 警告ランプ、７０ フィルター、７１ 袋部、７２ 位置決めフレーム、８０ フィルター材料、８１ 第一層布、８２ 第二層布、８３ 第三層布、８４ 第四層布、８５ 第五層布、９０ 機械台、１２１ 金属粉末、３１１ 液体注入管、３１２ 支持面、３２１ 延伸部位、３２２ 湾曲噴射口、３４１ ボルト、３４２ ナット、３４３ 凸状耳部、７１１ 接合面、７１２ 熱溶接、７２１ フレーム外縁、７２２ 取っ手

Claims (10)

1. 製造過程において排出される廃液を収集する廃液収集槽と、
   抽出端が抽出管を介して前記廃液収集槽に連接され、送出端が輸送管に連接されるポンプと、
   筒部と筒蓋とを有し、筒部の中には上方が開口している網孔槽を有し、網孔槽の周縁に支持面が形成されることで、開口が上向きであるフィルターを位置決めし、フィルターが多層布複合の熱溶接により製作される袋部と、熱溶接により袋部の上方に接合される位置決めフレームから構成され、位置決めフレームがフレームの外縁により支持面の上に装着され、筒蓋は一個以上の係止ユニットにより筒部の上方に装着され、蓋の一端に延伸部位を有し、かつ延伸部位の内縁に湾曲噴出口を有し、筒部の湾曲噴射口に向かい合う位置にはそれに繋がる液体注入管を有し、液体注入管の底端がポンプの輸送管と連接され、蓋の上には圧力メーターを有する少なくとも一つの濾過筒と、
   前記濾過筒の底面の回収管の下方に装着され、濾過筒から流れ出る濾過水を収集する濾過水回収槽と、
   を備えることを特徴とする水資源精密回収装置。
2. ポンプの抽出管は、逆流防止弁を有することを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
3. ポンプの送出端には、圧力感知警報器を有することを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
4. 濾過水回収槽は、濾過水を製造過程に送ってリサイクルする第二ポンプを有することを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
5. 濾過筒は、多数個あり、筒部の側辺の液体注入管と輸送管が並列するように装着されることを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
6. 液体注入管と輸送管との間には、開閉弁を有することを特徴とする請求項１または請求項５に記載の水資源精密回収装置。
7. 濾過筒の液体注入管は、送気管と連接され、送気管は空圧器により気圧源を提供し、かつ送気管の上に開閉弁を有することを特徴とする請求項１または請求項５に記載の水資源精密回収装置。
8. フィルターの位置決めフレームは、内周縁に取っ手を二つ有することを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
9. フィルターの袋部は、五層のポリプロピレンの複合により形成されている濾過材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。
10. 廃液収集槽の上には、オーバーフローレベル電極を有することを特徴とする請求項１に記載の水資源精密回収装置。

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