JP6137945B2 - 使用済みシリコンクーラント処理装置及び使用済みシリコンクーラント処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みシリコンクーラント処理装置及び使用済みシリコンクーラント処理方法に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されているように、使用済みクーラントが再利用できるように使用済みクーラントを処理するための処理装置が知られている。使用済みクーラントは、製造コストの観点から再利用されるが、切削屑や砥粒が含まれているため、そのまま使用することはできない。そこで、前記処理装置は、切削屑等を除去して、使用済みクーラントを再利用可能な状態にするための処理を施す。具体的に、特許文献１に開示された処理装置では、使用済みクーラントから砥粒、切削屑等を分離する遠心分離機と、遠心分離機で砥粒、切削屑等が除去されたクーラントからさらに切削屑等を膜分離する膜モジュールとが設けられている。

膜モジュールには、微細孔が形成された分離膜が設けられていて、膜モジュール内に導入された原液（使用済みクーラント）は、分離膜の微細孔を通過する濾液と、微細孔を通過できない濃縮液とに分離される。そして、膜濾過が進行すると、膜面に付着した堆積物量が次第に増加して膜差圧が上昇するため、膜面に対して濾液と逆方向に処理液を流す逆洗が行われる。

特開２０１０−２２１３３７号公報

分離膜としては中空糸膜を用いることができる。また、中空糸膜が用いられる場合においては、ポンプで加圧された原液が中空糸膜内に導入され、膜の内側から外側に濾液が流れ出る構成とすることが可能である。この場合には、逆洗用流体によって中空糸膜に外側から圧力をかけることによって、逆洗が行われる。

分離膜として中空糸膜が用いられる場合、原液の入口側から出口側に至るまでの圧力損失が大きくなる。このため、中空糸膜において、原液の入り口付近での濾過量が多く、出口付近での濾過量が少なくなる。このため、膜面に付着する堆積物も入り口付近で多く、出口付近で少なくなる。

逆洗に際しては、原液が流れた状態のまま、逆洗用流体による外圧がかけられるが、入り口付近においては、原液の圧力が高いため、逆洗用流体による外圧が作用し難い。このため、より多くの堆積物が付着する入り口付近で逆洗の効果が得られ難い。

特にシリコンインゴットの切断に使用されるシリコンクーラントは、粘度が高いため、原液（使用済みシリコンクーラント）の入口側での圧力と出口側での圧力との間の圧力損失が大きい。このため、入り口付近で逆洗の効果が得られない事態が顕著となる。

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、逆洗の効果を向上できる使用済みシリコンクーラント処理装置及び使用済みシリコンクーラント処理方法を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、中空糸膜を有する膜モジュールと、前記膜モジュールの一端部に繋がる第１流路と、前記膜モジュールの他端部に繋がる第２流路と、使用済みシリコンクーラントからなる原液を送出するポンプと、前記ポンプから送出された原液が前記第１流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第１状態と、前記原液が前記第２流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第２状態との間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を切り換え可能な方向切換手段と、逆洗用流体によって直接的に又は間接的に前記中空糸膜に外圧をかけて前記中空糸膜の逆洗を行うための逆洗手段と、前記膜モジュールで濾過された濾液を前記膜モジュールから流出させる濾液流出路と、前記第１流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第１排出路と、前記第２流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第２排出路と、を備える使用済みシリコンクーラント処理装置である。前記方向切換手段は、前記ポンプが駆動されて濾過が行われるときと、前記逆洗手段によって前記中空糸膜の逆洗が行われるときとの間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換え可能で、且つ、逆洗が行われているときには、前記第１状態と前記第２状態との間で切り換えを行わないように構成されている。

本発明では、濾過が行われるときと、逆洗手段による膜モジュール内の中空糸膜の逆洗が行われるときとの間に、方向切換手段は、膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行う。このため、例えば、ポンプから送出された原液が第１流路から膜モジュールの中空糸膜の内部に流入する第１状態にあるときには、膜モジュールで濾過された濾液は濾液流出路から流出する一方、濃縮液は第１排出路から排出される。このときには、原液が膜モジュールの一端部側から中空糸膜の内部に流入するため、一端部側で濾過量が多く、膜面に付着する堆積物も多い。また、一端部側ほど原液の圧力が高く、他端部側での原液の圧力は低い。この状態で、逆洗が行われる前に、方向切換手段は、膜モジュール内への原液の流れ方向を第１状態から第２状態に切り換える。これにより、逆洗時には、膜モジュールで濾過された濾液が濾液流出路から流出する一方、濃縮液は第２排出路から排出される。この状態では、原液が膜モジュールの他端部側から中空糸膜の内部に流入するため、一端部側での原液の圧力が低く、他端部側での原液の圧力が高い。このため、逆洗用流体による中空糸膜の逆洗が行われたときには、一端部側において、より大きな外圧が中空糸膜の外面に作用する。したがって、堆積物の付着の多い一端部側での逆洗を効率的に行うことができる。一方、第２状態での濾過が行われた後、逆洗が行われる前に、膜モジュール内への原液の流れ方向を第１状態に切り換えることにより、膜モジュールの他端側での逆洗を効率的に行うことができる。しかも、逆洗が行われているときに、膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行わないため、逆洗を安定して行うことができる。

ここで、前記方向切換手段は、濾過を行う毎に、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換え可能に構成されていてもよい。

この態様では、濾過を行う毎に、膜モジュール内への原液の流れ方向が切り換えられて、原液の濾過が行われる。このため、膜モジュールの一端側及び他端側の双方において逆洗を効率的に行うことができる。しかも、濾過工程を行う毎に方向を切り換えるので、膜モジュールの寿命を延ばすことができる。

また、前記切り換え手段は、前記第１流路に設けられた第１入り側開閉弁と、前記第２流路に設けられた第２入り側開閉弁と、前記第１排出路に設けられた第１出側開閉弁と、前記第２排出路に設けられた第２出側開閉弁と、を有していてもよい。

この態様では、第１入り側開閉弁及び第１出側開閉弁を開放するとともに第２入り側開閉弁及び第２出側開閉弁を閉鎖することにより、膜モジュール内への原液の流れ方向が第１状態となる。一方、第２入り側開閉弁及び第２出側開閉弁を開放するとともに第１入り側開閉弁及び第１出側開閉弁を閉鎖することにより、膜モジュール内への原液の流れ方向が第２状態となる。

この態様において、前記逆洗手段は、前記膜モジュールに向かって逆洗用流体が流れる流体供給路と、前記流体供給路に設けられた逆洗用開閉弁と、を有していてもよい。

この態様では、逆洗用開閉弁を開放することにより、逆洗用流体によって中空糸膜に外圧が作用した逆洗状態となり、逆洗用開閉弁を閉鎖することにより、中空糸膜への加圧が停止された停止状態となる。したがって、逆洗用開閉弁の開閉を切り換えることにより、逆洗状態と停止状態との間での切り換えを行うことができる。

この態様において、前記流体供給路は、前記濾液流出路に接続されていてもよく、この場合、前記濾液流出路には、前記流体供給路の接続部よりも下流側の部位に開閉弁が設けられていてもよい。

この態様では、逆洗を行うときに濾液流出路の開閉弁を閉じることにより、濾液流出路を経由させて逆洗用流体を膜モジュール内に流入させることができる。したがって、膜モジュールの構成が複雑になることを抑制できる。

また、前記逆洗用流体は空気であってもよく、この場合、前記流体供給路には、フィルターが設けられていてもよい。

この態様では、逆洗に係るコストを抑えることができ、しかも、流体供給路内に侵入した異物を除去することができる。

前記第１排出路は、前記第２流路に接続され、前記第２排出路は、前記第１流路に接続されていてもよい。

この態様では、第１状態において、膜モジュールから排出された濃縮液は、第２流路を経由して第１排出路に流れる。一方、第２状態では、膜モジュールから排出された濃縮液は、第１流路を経由して第２排出路に流れる。

この態様において、前記使用済みシリコンクーラント処理装置は、前記第１流路を流れる原液の圧力を検出する第１圧力計と、前記第２流路を流れる原液の圧力を検出する第２圧力計と、を備えていてもよい。

この態様では、第１圧力計によって第１流路内の原液の圧力を検出でき、第２圧力計によって第２流路内の原液の圧力を検出することができる。

この態様において、前記使用済みシリコンクーラント処理装置は、前記ポンプと前記第１流路及び前記第２流路とを接続する送出路を備えており、前記送出路には、前記膜モジュールを迂回するバイパス路が接続されており、前記バイパス路には開閉弁が設けられていてもよい。

この態様では、第１圧力計又は第２圧力計による検出圧力が高くなった場合に、バイパス路の開閉弁を開放することにより、ポンプから送出された原液をバイパス路に流すことができる。これにより、第１流路又は第２流路の原液の圧力を下げることができる。したがって、ポンプの負荷を低減することができる。

前記膜モジュールには、液抜き手段が設けられていてもよい。

この態様では、中空糸膜の交換時等に、液抜き手段により膜モジュール内の液を抜くことができる。

前記逆洗用流体は空気であってもよい。この態様では、逆洗にかかるコストを抑えることができる。

前記使用済みシリコンクーラント処理装置は、前記逆洗手段及び前記方向切換手段を制御する制御部を備えており、前記制御部は、濾過を行う毎に、前記方向切換手段が前記第１状態と前記第２状態との間で前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行うように構成されていてもよい。

この態様では、逆洗手段及び方向切換手段が制御部によって制御されるため、膜モジュール内への原液の流れ方向を自動的に切り換えることができる。

前記使用済みシリコンクーラント処理装置は、前記逆洗手段及び前記方向切換手段を制御する制御部を備えており、前記制御部は、濾過を行う毎に、前記第１入り側開閉弁及び前記第１出側開閉弁が開放されるとともに前記第２入り側開閉弁及び前記第２出側開閉弁が閉鎖された前記第１状態と、前記第２入り側開閉弁及び前記第２出側開閉弁が開放されるとともに前記第１入り側開閉弁及び前記第１出側開閉弁が閉鎖された前記第２状態との間で切り換えを行うように構成されていてもよい。

この態様では、逆洗手段及び方向切換手段が制御部によって制御されるため、モジュール内への原液の流れ方向を自動的に切り換えることができる。

本発明は、中空糸膜を有する膜モジュールと、前記膜モジュールの一端部に繋がる第１流路と、前記膜モジュールの他端部に繋がる第２流路と、使用済みシリコンクーラントからなる原液を送出するポンプと、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を切り換え可能な方向切換手段と、逆洗用流体によって直接的に又は間接的に前記中空糸膜に外圧をかけて前記中空糸膜の逆洗を行うための逆洗手段と、前記膜モジュールで濾過された濾液を前記膜モジュールから流出させる濾液流出路と、前記第１流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第１排出路と、前記第２流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第２排出路と、を備えた使用済みシリコンクーラント処理装置によって使用済みシリコンクーラントを処理する方法であって、前記ポンプが駆動されて濾過が行われるときと、前記逆洗手段によって前記中空糸膜の逆洗が行われるときとの間で、前記方向切換手段により、前記ポンプから送出された原液が前記第１流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第１状態と、前記原液が前記第２流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第２状態との間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行い、且つ、逆洗が行われているときには、前記第１状態と前記第２状態との間で切り換えを行わない、使用済みシリコンクーラント処理方法である。

前記使用済みシリコンクーラント処理方法において、濾過工程を行う毎に、前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行ってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、逆洗の効果を向上することができる。

本発明の実施形態に係る使用済みシリコンクーラント処理装置の概略構成を示す図である。 濾過工程と逆洗工程との間で原液の流れる方向を維持した場合での、原液による流体圧力と逆洗用流体による外圧との関係を説明するための図である。 濾過工程と逆洗工程との間で原液の流れる方向を切り換える場合での、原液による流体圧力と逆洗用流体による外圧との関係を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る使用済みシリコンクーラント処理装置の一実施形態を概略的に示している。図１に示すように、本実施形態に係る使用済みシリコンクーラント処理装置（以下、単に処理装置と称する）１０は、ポンプＰ−１と、膜モジュール１２と、ポンプＰ−１から送出された原液（使用済みシリコンクーラント）を膜モジュール１２に導く導入路１４と、膜モジュール１２で濾過された濾液が流れる濾液流出路１６と、膜モジュール１２で原液から濃縮された濃縮液を排出する排出路１８と、を備えている。

ポンプＰ−１は、原液タンク２０に貯留された原液を吸引して、吐出口から吐出する。

膜モジュール１２は、細長い形状の筐体２４内に中空糸膜２８が設けられた構造である。中空糸膜２８の内部は、筐体２４の長手方向の端部にそれぞれ設けられた原液側開口２４ａ，２４ｂを通して筐体２４の外部と連通している。すなわち、膜モジュール１２は、原液が中空糸膜２８内に導入される内圧式の膜モジュール１２として構成されている。一方、筐体２４の側面には、筐体２４の内部空間（中空糸膜２８の外側空間）と筐体２４外部とを連通させる濾液側開口２４ｃが形成されている。中空糸膜２８を通して濾過された濾過液は、この濾液側開口２４ｃを通して筐体２４の外部に導出される。また、この濾液側開口２４ｃを利用して、後述するように逆洗用流体を膜モジュール１２内に導入することもできる。

膜モジュール１２には、液抜き手段３０が設けられている。液抜き手段３０は、開閉弁３０ａを備えており、この開閉弁３０ａを開放することにより、膜モジュール１２内の液を排出できるように構成されている。

導入路１４には、送出路１４ａと第１流路１４ｂと第２流路１４ｃとが含まれている。送出路１４ａは、その一端部（上流端部）がポンプＰ−１の吐出口に接続されている。ポンプＰ−１から吐出された原液は、送出路１４ａに流入する。送出路１４ａには、流量計ＦＬが設けられている。

第１流路１４ｂは、送出路１４ａの他端部（下流端部）に接続された一端部と、膜モジュール１２の一端部（下端部）に設けられた一方の原液側開口２４ａに接続された他端部とを有する。第２流路１４ｃは、送出路１４ａの他端部（下流端部）に接続された一端部と、膜モジュール１２の他端部（上端部）に設けられたもう一方の原液側開口２４ｂに接続された他端部とを有する。すなわち、導入路１４では、送出路１４ａから第１流路１４ｂ及び第２流路１４ｃに分岐している。そして、送出路１４ａを流れた原液は、第１流路１４ｂ又は第２流路１４ｃに導入される。

濾液流出路１６は、一端部が膜モジュール１２の濾液側開口２４ｃに接続されている。濾液流出路１６には、膜モジュール１２内で濾過された濾液が流れる。濾液流出路１６の他端部は、濾液の出口となる。濾液流出路１６には、流体供給路３８ａの接続部よりも下流側に開閉弁ＡＶ−５が設けられている。

排出路１８には、第１排出路１８ａと第２排出路１８ｂとが含まれている。第１排出路１８ａは、一端部が第２流路１４ｃに接続されており、第１排出路１８ａには、第１流路１４ｂから中空糸膜２８の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液が流れる。すなわち、後述するように、方向切換手段３４が第１状態に切り換えられた場合に、第１流路１４ｂから膜モジュール１２内に導入された原液が、膜モジュール１２（中空糸膜２８）内で濃縮されて濃縮液となった後、第２流路１４ｃを経由して第１排出路１８ａに導入される。したがって、第１排出路１８ａは、原液が第１流路１４ｂから膜モジュール１２内に導入される場合に、濃縮液を排出する。第１排出路１８ａを流れた濃縮液は、原液タンク２０に戻される。

第２排出路１８ｂは、一端部が第１流路１４ｂに接続されており、第２排出路１８ｂには、第２流路１４ｃから中空糸膜２８の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液が流れる。すなわち、後述するように、方向切換手段３４が第２状態に切り換えられた場合に、第２流路１４ｃから膜モジュール１２内に導入された原液が、膜モジュール１２（中空糸膜２８）内で濃縮されて濃縮液となった後、第１流路１４ｂを経由して第２排出路１８ｂに導入される。したがって、第２排出路１８ｂは、原液が第２流路１４ｃから膜モジュール１２内に導入される場合に、濃縮液を排出する。第２排出路１８ｂを流れた濃縮液は、原液タンク２０に戻される。

なお、本実施形態では、第１排出路１８ａの他端部（下流端）と第２排出路１８ｂの他端部（下流端）とが互いに接続された構成となっているが、これに限られない。第１排出路１８ａ及び第２排出路１８ｂがそれぞれ独立して、原液タンク２０に濃縮液を戻す構成であってもよい。

また、第１排出路１８ａが第２流路１４ｃに接続され、第２排出路１８ｂが第１流路１４ｂに接続される構成に限られない。代替的に、第１排出路１８ａ及び第２排出路１８ｂが膜モジュール１２に直接接続される構成であってもよい。

本実施形態に係る処理装置１０は、膜モジュール１２内への原液の流れ方向を切り換えるための方向切換手段３４と、中空糸膜２８の逆洗を行うための逆洗手段３８と、制御盤４２と、を備えている。制御盤４２の機能には、逆洗手段３８及び前記方向切換手段３４を制御する制御部４４が含まれている。

方向切換手段３４は、第１流路１４ｂに設けられた第１入り側開閉弁ＡＶ−１と、第２流路１４ｃに設けられた第２入り側開閉弁ＡＶ−３と、第１排出路１８ａに設けられた第１出側開閉弁ＡＶ−２と、第２排出路１８ｂに設けられた第２出側開閉弁ＡＶ−４と、を有する。本実施形態では、入り側開閉弁ＡＶ−１，ＡＶ−３及び出側開閉弁ＡＶ−２，ＡＶ−４は何れも、空気圧によって開閉するボールバルブによって構成されている。

なお、入り側開閉弁ＡＶ−１，ＡＶ−３及び出側開閉弁ＡＶ−２，ＡＶ−４の構成はこれに限られない。例えば、入り側開閉弁ＡＶ−１，ＡＶ−３及び出側開閉弁ＡＶ−２，ＡＶ−４は、電気的信号によって開閉する電磁弁によって構成されていてもよい。

方向切換手段３４は、第１入り側開閉弁ＡＶ−１及び第２入り側開閉弁ＡＶ−３を備える構成に限られない。代替的に、方向切換手段３４は、送出路１４ａ、第１流路１４ｂ及び第２流路１４ｃの接続部に配置された三方弁を備えていても良い。この三方弁は、送出路１４ａから第１流路１４ｂに原液が流れる第１状態と、送出路１４ａから第２流路１４ｃに原液が流れる第２状態とに切り換え可能な構成を有するものである。

逆洗手段３８は、逆洗用流体を流すための流体供給路３８ａと、流体供給路３８ａに設けられた逆洗用開閉弁ＳＶ−１と、を有する。逆洗用開閉弁ＳＶ−１は、電磁弁によって構成されているが、これに限られるものではなく、ボールバルブによって構成されていてもよい。

流体供給路３８ａの一端部（流入端）は、逆洗用流体を流入させるための端部として構成されており、この端部に例えば図外のコンプレッサーを接続することができるように構成されている。流体供給路３８ａの他端部（流出端）は、濾液流出路１６における開閉弁ＡＶ−５よりも上流側（膜モジュール１２側）の部位に接続されている。なお、流体供給路３８ａの他端部（流出端）は、膜モジュール１２の筐体２４に直接接続されていてもよい。

本実施形態では、逆洗用流体として空気が用いられる。膜モジュール１２は、逆洗用流体が中空糸膜２８に直接外圧をかけるように構成されていてもよく、あるいは、この逆洗用流体で他の流体を介して中空糸膜２８に外圧をかけるように構成されていてもよい。

濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５を閉じるとともに逆洗用開閉弁ＳＶ−１を開けた状態で、流体供給路３８ａに逆洗用流体を導入すると、逆洗用流体は膜モジュール１２の内部に向かって流れる。逆洗用流体の圧力が中空糸膜２８の外面に作用し、中空糸膜２８を逆洗することができる。

流体供給路３８ａには、フィルター３８ｃとボールバルブ３８ｄとが設けられている。フィルター３８ｃは、流体供給路３８ａ内を流れる空気中の異物を除去する。ボールバルブ３８ｄは、処理装置１０の停止時等に閉鎖され、また起動時にも一時的に閉鎖される。ボールバルブ３８ｄは省略されていても良い。

流体供給路３８ａには、ボールバルブ３８ｄよりも上流側において、制御用流路４６の一端部が接続されている。この制御用流路４６の他端部は、制御盤４２内に設けられた図略の制御弁に接続されている。制御用流路４６内の空気圧は、制御弁のパイロット圧として用いられている。制御弁は、開閉弁ＡＶ−１〜ＡＶ−５等の開閉用の空気圧の供給切り換えに用いられる。

制御用流路４６には、フィルター４６ａとボールバルブ４６ｂとが設けられている。フィルター４６ａは、流体供給路３８ａ内を流れる空気中の異物を除去する。ボールバルブ４６ｂは、処理装置１０の停止時等に閉鎖され、また起動時にも一時的に閉鎖される。

制御部４４は、濾過工程を行う毎に、膜モジュール１２内への原液の流れ方向を第１状態と第２状態との間で切り換えを行うように構成されている。第１状態では、第１入り側開閉弁ＡＶ−１及び第１出側開閉弁ＡＶ−２が開放されるとともに第２入り側開閉弁ＡＶ−３及び第２出側開閉弁ＡＶ−４が閉鎖された状態となる。第２状態では、第２入り側開閉弁ＡＶ−３及び第２出側開閉弁ＡＶ−４が開放されるとともに第１入り側開閉弁ＡＶ−１及び第１出側開閉弁ＡＶ−２が閉鎖された状態となる。すなわち、制御部４４は、濾過工程を行う毎に、方向切換手段３４が第１状態と第２状態との間で膜モジュール１２内への原液の流れ方向の切り換えを行うように制御を行う。制御部４４による各種開閉弁ＡＶ−１〜ＡＶ−５の開閉切り換えは、制御盤４２内に設けられた図略の制御弁によって行われる。制御弁は、空気圧による制御信号を送出する。なお、制御弁による制御信号は、空気圧によるものに限られるものではない。例えば、各種開閉弁ＡＶ−１〜ＡＶ−５が電磁弁によって構成される場合には、電気的な信号によって各種開閉弁ＡＶ−１〜ＡＶ−５の開閉切り換えを行っても良い。

制御部４４は、逆洗を行う逆洗工程では、濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５を閉じるとともに逆洗用開閉弁ＳＶ−１を開けるように制御を行う。なお、逆洗が行われているときには、第１状態と第２状態との間で切換は行われない。一方、制御部４４は、原液の濾過を行う濾過工程では、濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５を開放するとともに逆洗用開閉弁ＳＶ−１を閉じるように制御を行う。

本実施形態に係る処理装置１０は、第１圧力計５１と、第２圧力計５２と、バイパス路５４とを備えている。第１圧力計５１は、第１流路１４ｂに設けられており、第１流路１４ｂを流れる原液の圧力を検出するように構成されている。第２圧力計５２は、第２流路１４ｃに設けられており、第２流路１４ｃを流れる原液の圧力を検出するように構成されている。第１圧力計５１及び第２圧力計５２は、同じ高さ位置に設置されている。

バイパス路５４は、送出路１４ａと排出路１８とを連通している。本実施形態では、バイパス路５４の一端は、第２排出路１８ｂに接続されている。

バイパス路５４には、開閉弁５４ａが設けられている。本実施形態では、開閉弁５４ａは、開度調整可能な弁（バタフライバルブ）によって構成されている。第１圧力計５１又は第２圧力計５２による検出値が予め設定された圧力値よりも大きくなったときに、開閉弁５４ａを開放する又は開度を大きくすることにより、送出路１４ａの原液が膜モジュール１２を迂回するように原液を排出路１８に流すことができる。なお、この開閉弁５４ａは開度調整可能な弁に限られるものではない。

ここで、本実施形態に係る処理装置１０の運転動作、すなわち使用済みシリコンクーラント処理方法について説明する。

表１に示すように、使用済みシリコンクーラント処理方法には、濾過工程と、切り換え工程と、安定化工程と、逆洗工程とが含まれており、これら工程が順に行われる。これら一連の工程は、繰り返し行うことができる。

表１中に工程Ｎｏ．１として示す濾過工程（第１の濾過工程）では、方向切換手段３４が第１状態に切り換えられる。すなわち、第１入り側開閉弁ＡＶ−１及び第１出側開閉弁ＡＶ−２が開放されるとともに第２入り側開閉弁ＡＶ−３及び第２出側開閉弁ＡＶ−４が閉鎖された状態となる。そして、濾過工程では、濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５が開放されるとともに、逆洗用開閉弁ＳＶ−１が閉じた状態となる。この状態でポンプＰ−１が駆動されると、原液タンク２０から吸引されてポンプＰ−１から送出された原液は、図中の破線の矢印で示すように、送出路１４ａ及び第１流路１４ｂを流れて、図の下側の原液側開口２４ａを通して中空糸膜２８の内部に流入する。中空糸膜２８で濾過された濾液は、濾液側開口２４ｃを通して濾液流出路１６に流出し、濾液は濾液流出路１６の出口から回収される。一方、中空糸膜２８の内部で濃縮された濃縮液は、第２流路１４ｃを経由して第１排出路１８ａに流入し、その後、原液タンク２０に戻される。この濾過工程は、表２に示すように、好ましくは、５〜６０分、より好ましくは、１０〜３０分行われる。

濾過工程が所定の時間行われると、切り換え工程（第１の切り換え工程）となる（表１中の工程Ｎｏ．２）。切り換え工程では、方向切換手段３４が第１状態から第２状態に切り換えられる。すなわち、第１入り側開閉弁ＡＶ−１、第１出側開閉弁ＡＶ−２及び濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５が閉鎖されるとともに第２入り側開閉弁ＡＶ−３及び第２出側開閉弁ＡＶ−４が開放された状態となる。なお、切り換え工程においては、ポンプＰ−１は停止される。

続いて、安定化工程（第１の安定化工程）が実行される（工程Ｎｏ．３）。方向切換手段３４が切り換えられた直後には、液の流れが安定しないため、液が安定して流れるようになるまでの工程として、安定化工程が行われる。安定化工程では、各開閉弁ＡＶ−１〜ＡＶ−５，ＳＶ−１が切り換え工程と同様の状態のままでポンプＰ−１が駆動される。安定化工程は、好ましくは１〜１５分、より好ましくは１〜５分行われる。

この安定化工程においては、方向切換手段３４が第１状態から第２状態に切り換えられているため、原液タンク２０から吸引されてポンプＰ−１から送出された原液は、図中の実線の矢印で示すように、送出路１４ａ及び第２流路１４ｃを流れて、図の上側の原液側開口２４ｂを通して中空糸膜２８の内部に流入する。中空糸膜２８の内部で濃縮された濃縮液は、第１流路１４ｂを経由して第２排出路１８ｂに流入し、その後、原液タンク２０に戻される。

安定化工程が所定時間行われると、逆洗工程（第１の逆洗工程）に移る（工程Ｎｏ．４）。逆洗工程では、逆洗用開閉弁ＳＶ−１が開放される。このとき濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５は閉じられたままである。このため、流体供給路３８ａを通して逆洗用流体としての空気が膜モジュール１２の筐体２４内に導入される。これにより、中空糸膜２８の外面に圧力がかかる。このとき、中空糸膜２８の内部には原液が流入しているため、中空糸膜２８の微細孔に詰まった異物が中空糸膜２８から離脱して、原液と共に膜モジュール１２の外部に排出される。逆洗工程は、表２に示すように、好ましくは１〜１８０秒、より好ましくは１〜６０秒行われる。

逆洗工程が終了すると、濾過工程（第２の濾過工程）に移る（工程Ｎｏ．５）。濾過工程では、逆洗用開閉弁ＳＶ−１が閉鎖されるとともに濾液流出路１６の開閉弁ＡＶ−５が開放される。この第２の濾過工程では、膜モジュール１２内への原液を流入方向が第１の濾過工程と異なるが、それ以外は第１の濾過工程と同様である。

濾過工程が終了すると、切り換え工程（第２の切り換え工程）に移る（工程Ｎｏ．６）。この切り換え工程では、方向切換手段３４が第２状態から第１状態に切り換えられる。すなわち、第１入り側開閉弁ＡＶ−１及び第１出側開閉弁ＡＶ−２が開放されるとともに第２入り側開閉弁ＡＶ−３及び第２出側開閉弁ＡＶ−４が閉鎖された状態となる。以降、安定化工程（第２の安定化工程）、逆洗工程（第２の逆洗工程）が順次行われる（工程Ｎｏ．７〜８）。これらの工程でも、前回行われた各工程とは、膜モジュール１２内への原液を流入方向が異なるが、それ以外は同様である。そして、再度、工程Ｎｏ．１に戻り、以降、各工程が繰り返される。

前記各工程では、第１圧力計５１及び第２圧力計５２により、第１流路１４ｂ内の圧力及び第２流路１４ｃ内の圧力が検出されている。そして、検出された圧力が予め定められた値を超えると、制御盤４２は、バイパス路５４の開閉弁５４ａを開放する（又は開度を大きくする）。なお、開閉弁５４ａの操作は、制御盤４２によって自動的に行うものに限られず、人為的になされてもよい。

ここで、濾過工程が行われる毎に、膜モジュール１２内への原液の流入方向が切り換えられる理由について、図２及び図３を参照しつつ説明する。

図２に示すように、濾過工程において、原液が中空糸膜２８の内部を下から上に向かって流れているとする。このとき、使用済みシリコンクーラントのように粘性の大きな流体では、中空糸膜２８内を流れるときの圧力損失が大きいため、中空糸膜２８を内側から押圧する流体圧力ＰＬは、下部ほど大きく、上部ほど小さくなっている（図２（ａ）参照）。このため、中空糸膜２８の下側でより多くの濾過がなされ、微細孔に詰まる異物も中空糸膜２８の下側ほど多くなる。

原液が流れる方向を維持したまま、逆洗工程に移行すると、原液による流体圧力ＰＬの大きな中空糸膜２８の下部では、逆洗用流体による外圧ＰＯが作用し難く、原液による流体圧力の小さな中空糸膜２８の上部では、逆洗用流体による外圧ＰＯがより大きく作用する（図２（ｂ）参照）。このため、異物の詰まりの多い下側ほど逆洗用流体の圧力（外圧ＰＯ）を作用させることができないため、逆洗を効果的に行うことができない（図２（ｃ）参照）。

これに対し、図３に示すように、濾過工程（図３（ａ））から逆洗工程（図３（ｂ））に移行するまでに、原液の流れる方向を逆転させる場合には、異物の詰まりの多い下側ほど大きな逆洗用流体の圧力ＰＯを作用させることができる。すなわち、原液が上から下に向かって流れるため、下側ほど原液による流体圧力ＰＬが小さくなり、逆洗用流体の圧力ＰＯが作用し易くなる。これにより、逆洗を効果的に行うことができる。このことは、濾過工程では、上から下に向かって原液が流れ（図３（ｃ））、逆洗工程では、下から上に向かって原液が流れる場合（図３（ｄ））も同様である。

以上説明したように、本実施形態では、濾過が行われるときと、逆洗手段３８による膜モジュール１２内の中空糸膜２８の逆洗が行われるときとの間に、方向切換手段３４は、膜モジュール１２内への原液の流れ方向の切り換えを行う。このため、例えば、ポンプＰ−１から送出された原液が第１流路１４ｂから膜モジュール１２の中空糸膜２８の内部に流入する第１状態にあるときには、膜モジュール１２で濾過された濾液は濾液流出路１６から流出する一方、濃縮液は第１排出路１８ａから排出される。このときには、原液が膜モジュール１２の一端部側から中空糸膜２８の内部に流入するため、一端部側で濾過量が多く、膜面に付着する堆積物も多い。また、一端部側ほど原液の圧力ＰＬが高く、他端部側での原液の圧力ＰＬは低い。この状態で、逆洗が行われる前に、方向切換手段３４は、膜モジュール１２内への原液の流れ方向を第１状態から第２状態に切り換える。これにより、膜モジュール１２で濾過された濾液が濾液流出路１６から流出する一方、濃縮液は第２排出路１８ｂから排出される。この状態では、原液が膜モジュール１２の他端部側から中空糸膜２８の内部に流入するため、一端部側での原液の圧力ＰＬが低く、他端部側での原液の圧力ＰＬが高い。このため、逆洗用流体による中空糸膜２８の逆洗が行われたときには、一端部側において、より大きな外圧ＰＯが中空糸膜２８の外面に作用する。したがって、堆積物の付着の多い一端部側での逆洗を効率的に行うことができる。一方、第２状態での濾過が行われた後、逆洗が行われる前に、膜モジュール１２内への原液の流れ方向を第１状態に切り換えることにより、膜モジュール１２の他端側での逆洗を効率的に行うことができる。

しかも本実施形態では、濾過工程を行う毎に、膜モジュール１２内への原液の流れ方向が切り換えられて、原液の濾過が行われる。このため、膜モジュール１２の一端側及び他端側の双方において逆洗を効率的に行うことができる。しかも、濾過工程を行う毎に方向を切り換えるので、膜モジュール１２の寿命を延ばすことができる。

また本実施形態では、逆洗用流体として空気が用いられているので、逆洗に係るコストを抑えることができ、しかも、流体供給路３８ａにフィルター３８ｃが設けられているので、流体供給路３８ａ内に侵入した異物を除去することができる。

また本実施形態では、第１圧力計５１及び第２圧力計５２が設けられているので、第１流路１４ｂ内及び第２流路１４ｃ内の原液の圧力を検出できる。そして、第１圧力計５１又は第２圧力計５２による検出圧力が高くなった場合に、バイパス路５４の開閉弁５４ａを開放することにより、ポンプＰ−１から送出された原液をバイパス路５４に流すことができる。これにより、第１流路１４ｂ又は第２流路１４ｃの原液の圧力を下げることができる。したがって、ポンプＰ−１の負荷を低減することができる。

また本実施形態では、膜モジュール１２に液抜き手段３０が設けられているので、中空糸膜２８の交換時等に、液抜き手段３０により膜モジュール１２内の液を抜くことができる。

また本実施形態では、逆洗手段３８及び方向切換手段３４が制御部４４によって制御されるため、膜モジュール１２内への原液の流れ方向を自動的に切り換えることができる。

また本実施形態では、逆洗が行われているときに、方向切換手段３４は第１状態と第２状態との間で切り換えを行わないため、逆洗を安定して行うことができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、ポンプＰ−１に繋がる送出路１４ａに第１流路１４ｂ及び第２流路１４ｃが接続されているが、これに限られない。これに代え、２つのポンプＰ−１を備えていて、第１流路１４ｂ及び第２流路１４ｃにそれぞれポンプＰ−１が接続されていてもよい。

また前記実施形態では、制御盤４２によって方向切換手段３４及び逆洗手段３８を制御することにより、制御盤４２が開閉弁を自動的に開閉するように構成されている。代替的には、各工程の終了した後、各開閉弁が手動で開閉される構成としてもよい。すなわち、制御盤４２にタイマー、表示器等が設けられていて、各工程で行われる時間が経過すると、表示器でそれを知らせる構成としてもよい。

１０ 使用済みシリコンクーラント処理装置
１２ 膜モジュール
１４ 導入路
１４ａ 送出路
１４ｂ 第１流路
１４ｃ 第２流路
１６ 濾液流出路
１８ 排出路
１８ａ 第１排出路
１８ｂ 第２排出路
２４ 筐体
２４ａ 原液側開口
２４ｂ 原液側開口
２４ｃ 濾液側開口
２８ 中空糸膜
３０ 液抜き手段
３４ 方向切換手段
３８ 逆洗手段
３８ａ 流体供給路
４２ 制御盤
４４ 制御部
５１ 第１圧力計
５２ 第２圧力計
５４ バイパス路
５４ａ 開閉弁

Claims (15)

1. 中空糸膜を有する膜モジュールと、
   前記膜モジュールの一端部に繋がる第１流路と、
   前記膜モジュールの他端部に繋がる第２流路と、
   使用済みシリコンクーラントからなる原液を送出するポンプと、
   前記ポンプから送出された原液が前記第１流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第１状態と、前記原液が前記第２流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第２状態との間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を切り換え可能な方向切換手段と、
   逆洗用流体によって直接的に又は間接的に前記中空糸膜に外圧をかけて前記中空糸膜の逆洗を行うための逆洗手段と、
   前記膜モジュールで濾過された濾液を前記膜モジュールから流出させる濾液流出路と、
   前記第１流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第１排出路と、
   前記第２流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第２排出路と、
   を備え、
   前記方向切換手段は、前記ポンプが駆動されて濾過が行われるときと、前記逆洗手段によって前記中空糸膜の逆洗が行われるときとの間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換え可能で、且つ、逆洗が行われているときには、前記第１状態と前記第２状態との間で切り換えを行わないように構成されている使用済みシリコンクーラント処理装置。
2. 請求項１に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記方向切換手段は、濾過を行う毎に、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換え可能に構成されている使用済みシリコンクーラント処理装置。
3. 請求項１に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記切り換え手段は、前記第１流路に設けられた第１入り側開閉弁と、前記第２流路に設けられた第２入り側開閉弁と、前記第１排出路に設けられた第１出側開閉弁と、前記第２排出路に設けられた第２出側開閉弁と、を有する使用済みシリコンクーラント処理装置。
4. 請求項３に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記逆洗手段は、前記膜モジュールに向かって逆洗用流体が流れる流体供給路と、前記流体供給路に設けられた逆洗用開閉弁と、を有する使用済みシリコンクーラント処理装置。
5. 請求項４に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記流体供給路は、前記濾液流出路に接続されており、
   前記濾液流出路には、前記流体供給路の接続部よりも下流側の部位に開閉弁が設けられている使用済みシリコンクーラント処理装置。
6. 請求項４に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記逆洗用流体は空気であり、
   前記流体供給路には、フィルターが設けられている使用済みシリコンクーラント処理装置。
7. 請求項１に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記第１排出路は、前記第２流路に接続され、
   前記第２排出路は、前記第１流路に接続されている使用済みシリコンクーラント処理装置。
8. 請求項７に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記第１流路を流れる原液の圧力を検出する第１圧力計と、
   前記第２流路を流れる原液の圧力を検出する第２圧力計と、を備えている使用済みシリコンクーラント処理装置。
9. 請求項８に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
   前記ポンプと前記第１流路及び前記第２流路とを接続する送出路を備えており、
   前記送出路には、前記膜モジュールを迂回するバイパス路が接続されており、
   前記バイパス路には開閉弁が設けられている使用済みシリコンクーラント処理装置。
10. 請求項１に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
    前記膜モジュールには、液抜き手段が設けられている使用済みシリコンクーラント処理装置。
11. 請求項１に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
    前記逆洗用流体は空気である使用済みシリコンクーラント処理装置。
12. 請求項２に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
    前記逆洗手段及び前記方向切換手段を制御する制御部を備えており、
    前記制御部は、濾過を行う毎に、前記方向切換手段が前記第１状態と前記第２状態との間で前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行うように構成されている使用済みシリコンクーラント処理装置。
13. 請求項４に記載の使用済みシリコンクーラント処理装置において、
    前記逆洗手段及び前記方向切換手段を制御する制御部を備えており、
    前記制御部は、濾過を行う毎に、前記第１入り側開閉弁及び前記第１出側開閉弁が開放されるとともに前記第２入り側開閉弁及び前記第２出側開閉弁が閉鎖された前記第１状態と、前記第２入り側開閉弁及び前記第２出側開閉弁が開放されるとともに前記第１入り側開閉弁及び前記第１出側開閉弁が閉鎖された前記第２状態との間で切り換えを行うように構成されている使用済みシリコンクーラント処理装置。
14. 中空糸膜を有する膜モジュールと、前記膜モジュールの一端部に繋がる第１流路と、前記膜モジュールの他端部に繋がる第２流路と、使用済みシリコンクーラントからなる原液を送出するポンプと、前記膜モジュール内への原液の流れ方向を切り換え可能な方向切換手段と、逆洗用流体によって直接的に又は間接的に前記中空糸膜に外圧をかけて前記中空糸膜の逆洗を行うための逆洗手段と、前記膜モジュールで濾過された濾液を前記膜モジュールから流出させる濾液流出路と、前記第１流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第１排出路と、前記第２流路から前記中空糸膜の内部に流入した原液から濃縮された濃縮液を排出する第２排出路と、を備えた使用済みシリコンクーラント処理装置によって使用済みシリコンクーラントを処理する方法であって、
    前記ポンプが駆動されて濾過が行われるときと、前記逆洗手段によって前記中空糸膜の逆洗が行われるときとの間で、前記方向切換手段により、前記ポンプから送出された原液が前記第１流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第１状態と、前記原液が前記第２流路から前記膜モジュールの前記中空糸膜の内部に流入する第２状態との間で、前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行い、且つ、逆洗が行われているときには、前記第１状態と前記第２状態との間で切り換えを行わない、使用済みシリコンクーラント処理方法。
15. 請求項１４に記載の使用済みシリコンクーラント処理方法において、
    濾過工程を行う毎に、前記膜モジュール内への原液の流れ方向の切り換えを行う使用済みシリコンクーラント処理方法。

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