JP6190473B2 - クーラント再生装置及びクーラント再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みクーラントを再利用できるように再生処理するためのクーラント再生装置及びクーラント再生方法に関する。

例えば半導体素子、太陽電池素子などの製品を製造する過程において、ブロック状のシリコンインゴット（シリコン材料）を予め規定されたサイズに切断するスライシング工程が行われる。このスライシング工程では、シリコンインゴットを例えばワイヤーソー切断装置を利用して切断するときにシリコンクーラントが用いられている。スライシング工程で使用された後の使用済みクーラントには、シリコン切削屑が含まれる。使用済みクーラントは、クーラント再生装置を用いて再利用可能な状態に再生される（例えば特許文献１）。

クーラント再生装置は、膜分離ユニットを備えている。処理タンクに貯留されている使用済みクーラントは、膜分離ユニットに供給され、膜分離ユニットにおいて、再生クーラントとなる膜濾過液と、中空糸膜などの膜を通過することのできなかったシリコン切削屑を含む濃縮液とに分離される。

また、クーラント再生装置は、遠心分離機を備えていてもよい。処理タンクに貯留されている使用済みクーラントは、遠心分離機に供給され、遠心分離機において遠心分離液とスラッジとに分離される。分離された遠心分離液は、再び処理タンクに戻され、スラッジは遠心分離機から排出される。また、クーラント再生装置は、遠心分離機に代えて、例えばフィルタープレスを備えていてもよい。

ところで、膜分離ユニットにおいて分離された濃縮液、遠心分離機から排出されるドレン液などの液は、クーラントの回収効率を高める観点で、処理タンクに戻されるのが好ましい。しかし、これらの液には、かたまり（ダマ）になったスラッジが含まれていることがある。そのようなスラッジが処理タンクに戻されると、かたまりになったスラッジを含む処理対象液が処理タンクから膜分離ユニットに供給され、膜分離ユニットにおいて膜の詰まりを誘発する原因となることがある。

特開２０１３−６６９９４号公報

本発明の目的は、使用済みクーラントを再生処理するためのクーラント再生装置における膜分離ユニットにおいて膜の詰まりが生じるのを抑制することである。

本発明のクーラント再生装置は、シリコン切削屑が含まれるスラッジを含む処理対象液が貯留され、前記処理対象液内において前記スラッジの多い領域と前記スラッジの少ない領域とが形成される第１タンク部と、前記第１タンク部における前記スラッジの少ない領域の処理対象液が流入する第２タンク部と、前記第２タンク部から流入する前記処理対象液から膜濾過液を分離する膜分離ユニットと、を備え、前記第２タンク部は、円柱形状に形成されるとともに、前記処理対象液を撹拌して前記スラッジの塊が生ずるのを抑制する撹拌機構が設けられている。

本発明の一実施形態に係るクーラント再生装置を示す概略図である。 前記実施形態に係るクーラント再生装置における処理タンクを示す概略図である。 処理タンクの変形例１を示す概略図である。 処理タンクの変形例２を示す概略図である。 処理タンクの変形例３を示す概略図である。 処理タンクの変形例４を示す概略図である。 参考例のクーラント再生装置を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係るクーラント再生装置１について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るクーラント再生装置１の概略構成を示す図である。例えば、クーラント再生装置１は、製品の製造工程において使用された使用済みクーラントを再利用できるように再生処理するための装置である。使用済みクーラントとしては、シリコン材料を切断する際に発生するシリコン切削屑を含む使用済みシリコンクーラントを例示できるが、これに限られない。

具体的に、シリコンクーラントは、例えば、ワイヤーソー切断装置を利用してブロック状のシリコンインゴット（シリコン材料）を予め規定されたサイズに切断するスライシング工程において用いられる。スライシング工程で使用されるクーラントは、例えばジエチレングリコール、水、その他添加剤などを含む液体が用いられるが、これに限られない。スライシング工程で使用された後の使用済みクーラントＳには、シリコン切削屑が含まれる。使用済みクーラントＳは、クーラント再生装置１によって再利用可能な状態に再生された再生クーラントＳ１と、シリコン切削屑を含むスラッジＳ２とに分離される。

図１に示すように、クーラント再生装置１は、原液タンク１０と、処理タンク１１と、遠心分離機１２と、膜分離ユニット１３と、濾過液タンク１４と、再生液タンク１５と、制御部４とを備えている。また、クーラント再生装置１は、複数の配管９０〜９９と、複数のポンプＰ１〜Ｐ４とを備えている。なお、クーラント再生装置１は、図１に示す具体例に限定されるものではなく、必要に応じて、一部のタンク、一部の配管、一部のポンプなどを省略することもできる。

原液タンク１０は、回収された使用済みクーラントＳを貯留するための容器である。原液タンク１０には、原液タンク１０に接続された配管９０を通じて使用済みクーラントＳが流入する。また、原液タンク１０内に貯留されている使用済みクーラントＳは、ポンプＰ１が設けられた配管９１を通じて処理タンク１１（具体的には、処理タンク１１の第１タンク部１１Ａ）に送られる。

処理タンク１１は、原液タンク１０から送液された使用済みクーラントＳを貯留するための容器である。本実施形態に係るクーラント再生装置１では、処理タンク１１は、第１タンク部１１Ａと、第２タンク部１１Ｂとを備える。

本実施形態では、第１タンク部１１Ａ内の処理対象液は、原液タンク１０から流入する使用済みクーラントＳと、遠心分離機１２から流入するドレン液と、膜分離ユニット１３から流入する濃縮液とを含む混合液である。すなわち、第１タンク部１１Ａに流入するこれらの液は、何れもスラッジの含有量が高い液、すなわちＳＳ（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）濃度が高い液である。したがって、第１タンク部１１Ａ内の処理対象液は、全体としてＳＳ濃度が高い。

また、第２タンク部１１Ｂ内の処理対象液は、第１タンク部１１Ａから流入する処理対象液と、遠心分離機１２から流入する遠心分離液とを含む混合液である。遠心分離液は、スラッジの含有量が低い液、すなわちＳＳ濃度が低い液である。また、第１タンク部１１Ａから流入する処理対象液は、後述するように第１タンク部１１Ａにおけるスラッジの少ない領域から流入する液である。したがって、第２タンク部１１Ｂ内の処理対象液は、全体としてＳＳ濃度が低い。

処理タンク１１を中心とした液の流れは次の通りである。第１タンク部１１Ａ内の処理対象液は、ポンプＰ２が設けられた配管９２を通じて遠心分離機１２に送られる。遠心分離機１２は、処理対象液を遠心分離液とスラッジとに分離する。遠心分離液は、遠心分離機１２における遠心分離処理によってスラッジの含有量が低減された液である。

遠心分離機１２において遠心分離処理された遠心分離液は、配管９３を通じて第２タンク部１１Ｂに戻される。遠心分離機１２において分離されたスラッジＳ２は、遠心分離機１２から排出される。また、第１タンク部１１Ａには、配管９４を通じて遠心分離機１２からのドレン液が戻される。ドレン液は、例えば遠心分離機１２の内部を洗浄することによって生じる液（廃液）である。具体的に、遠心分離機１２の内部は、例えば処理タンク１１に貯留されている処理対象液が遠心分離機１２の内部に供給されて散布されることによって洗浄される。したがって、ドレン液は、かたまり（ダマ）になったスラッジを比較的多く含んでいる。

第２タンク部１１Ｂ内の処理対象液は、ポンプＰ３が設けられた配管９５を通じて膜分離ユニット１３に送られる。膜分離ユニット１３は、処理対象液を膜濾過液と濃縮液とに分離する。膜濾過液は、膜分離ユニット１３の膜を通過してスラッジが除去された液である。濃縮液は、膜分離ユニット１３における膜分離処理によって膜濾過液と分離された液（スラッジの含有量が多い液）であり、シリコン切削屑を含む。濃縮液は、かたまり（ダマ）になったスラッジＳ２を比較的多く含んでいる。

膜分離ユニット１３において膜分離処理された膜濾過液は、配管９７を通じて濾過液タンク１４に送られる。膜分離ユニット１３において膜分離処理された濃縮液は、配管９６を通じて第１タンク部１１Ａに戻される。

濾過液タンク１４は、膜分離ユニット１３において膜分離処理された膜濾過液Ｓ１（回収液Ｓ１）を貯留する容器である。膜分離ユニット１３の濾液用開口１３ｃから流出した膜濾過液Ｓ１は、配管９７を通じて濾過液タンク１４に送られる。

再生液タンク１５は、濾過液タンク１４から送液された膜濾過液Ｓ１（回収液Ｓ１）を貯留する容器である。濾過液タンク１４内の膜濾過液Ｓ１は、ポンプＰ４が設けられた配管９８を通じて再生液タンク１５に送られる。再生液タンク１５に貯留された膜濾過液Ｓ１（回収液Ｓ１）は、配管９９を通じて次工程（例えばシリコンインゴットのスライシング工程など）に送られ、再利用される。

遠心分離機１２は、回転体（回転釜）の回転軸の方向が上下方向に向いた縦型タイプの装置（縦型遠心分離機）であるが、これに限られず、例えば回転体の回転軸の方向が水平方向に向いた横型タイプの装置（横型遠心分離機）などであってもよい。

膜分離ユニット１３は、処理対象液を膜濾過液と、濃縮液とに分離するクロスフロータイプであるが、これに限られない。膜分離ユニット１３は、例えば細長い形状の筐体内に中空糸膜が設けられた構造を採用できるが、これに限られない。膜分離ユニット１３は、使用済みクーラントＳから切削屑などを除去することができるものであればよく、中空糸膜以外の他の分離膜が筐体内に設けられた構造であってもよい。

膜分離ユニット１３には、配管接続部１３ａ，１３ｂを通じて液が出入りする。また、膜分離ユニット１３の筐体の側面には、筐体の内部空間（中空糸膜の外側空間）と筐体外部とを連通させる濾液用開口１３ｃが形成されている。中空糸膜を通して濾過された膜濾過液は、この濾液用開口１３ｃを通して筐体の外部に導出される。

膜分離ユニット１３を使用することによって、中空糸膜を通過した膜濾過液Ｓ１と、中空糸膜を通過することのできなかったシリコン切削屑を含む濃縮液とに分離することができる。なお、この濾液用開口１３ｃを利用して、逆洗用流体を膜分離ユニット１３内に導入することができるように構成されていてもよい。逆洗時に逆洗用流体を膜分離ユニット１３内に導入する場合には、例えば配管９７に設けられる図略のポンプを用いることができる。また、逆洗時に逆洗用流体を膜分離ユニット１３内に導入するために別途設けられた図略の配管とポンプを用いてもよい。

また、膜分離ユニット１３は、送液方向を切り換える機構を備える。具体的に、この送液方向切換機構は、複数の弁１３ｖと、これらの弁１３ｖを接続する配管１３ｐとを備える。制御部４によって弁１３ｖの開閉動作が制御されることによって、膜分離ユニット１３内を流れる液の送液方向を切り換えることができる。

本実施形態では、第２タンク部１１Ｂの処理対象液が膜分離ユニット１３に送られる配管９５に１つ又は複数の除去機構が設けられている。図１の実施形態では、除去機構として、ストレーナー２１と、スラッジ微粒化機構２２とが設けられている。

ストレーナー２１は、処理対象液から固形成分を取り除くための網状部を有する。本実施形態では、ストレーナー２１は、ポンプＰ３よりも上流側に設けられている。

スラッジ微粒化機構２２は、処理対象液が内部を流れる際の衝突によるエネルギー、剪断力などによって、スラッジのかたまりを微粒化するためのものである。スラッジ微粒化機構２２としては、例えば吉田機械興業株式会社製「ダマトリ」などを用いることができる。

制御部４は、図略の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリなどを備える。制御部４は、クーラント再生装置１の動作を制御する。具体的に、制御部４は、遠心分離機１２の回転体の回転動作、複数のポンプＰ１〜Ｐ４の動作などを制御する。

次に、処理タンク１１の具体的な構造について説明する。図２に示すように、本実施形態では、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、互いに別体の容器である。ただし、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、例えば図３及び図４に示すように１つの容器内を隔壁Ｗによって分けることによって形成されていてもよい。また、本実施形態では、図２に示すように、第１タンク部１１Ａ及び第２タンク部１１Ｂのそれぞれは、円柱形状を呈しているが、これに限られず、例えば直方体形状などの他の形状であってもよい。

第１タンク部１１Ａでは、処理対象液内においてスラッジＳ２の多い領域とスラッジＳ２の少ない領域とが形成される。具体的に、第１タンク部１１Ａの処理対象液内において、スラッジＳ２の比重が液の比重よりも大きいことによってスラッジの一部が下部領域Ｌに集まることにより、スラッジＳ２の多い領域が形成されている。図２は、第１タンク部１１Ａの底部にスラッジＳ２の一部が沈殿している状態を示している。

第１タンク部１１Ａの処理対象液内では、下部領域Ｌにおけるスラッジの含有量は、上部領域Ｈにおけるスラッジの含有量よりも多い。また、本実施形態では、下部領域Ｌにおけるスラッジの含有量は、高さ方向の中部領域Ｍにおけるスラッジの含有量よりも多く、中部領域Ｍにおけるスラッジの含有量は、上部領域Ｈにおけるスラッジの含有量よりも多い。なお、図２では、下部領域Ｌは、第１タンク部１１Ａ内の下端部（底面）から上端部（オーバーフローする位置）までの高さを３等分した領域のうちの最も下の領域であり、上部領域Ｈは、上記のように３等分した領域のうちの最も上の領域であり、中部領域Ｍは、下部領域Ｌと上部領域Ｈとの間の領域である（後述する図３に示す変形例１においても同様である。）。

第１タンク部１１Ａの処理対象液のうち上部領域Ｈの処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入する。具体的には、本実施形態では、第２タンク部１１Ｂは、第１タンク部１１Ａよりも低い位置に配置されている。そして、第１タンク部１１Ａからオーバーフローした処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入する。

図２に示すように第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂが互いに別体の容器である場合には、第１タンク部１１Ａにおける上部領域Ｈにある処理対象液を、例えば次のようにして第２タンク部１１Ｂに流入させることができる。

例えば、第１タンク部１１Ａは、第１タンク部１１Ａにおける上部領域Ｈの処理対象液が第１タンク部１１Ａの側壁の上縁からオーバーフローして第１タンク部１１Ａの外に流出するように構成されていてもよい。この場合、第１タンク部１１Ａの側壁の上縁には、処理対象液がオーバーフローする部位となるノッチ（例えばＶ字状のノッチ）が設けられていてもよい。

また、第１タンク部１１Ａは、第１タンク部１１Ａにおける上部領域Ｈの処理対象液が、第１タンク部１１Ａの上壁又は側壁に設けられた開口を通じてオーバーフローして第１タンク部１１Ａの外に流出するように構成されていてもよい。

そして、第１タンク部１１Ａの外に流出した処理対象液は、例えば、前記側壁の上縁又は前記開口から前記第２タンク部１１Ｂに向かって延びる配管を通じて第２タンク部１１Ｂに流入してもよい。また、前記側壁の上縁又は前記開口からオーバーフローした処理対象液が流下する位置に第２タンク部１１Ｂが設けられている場合には、上記のような配管を省略することもできる。

図２に示すように、第２タンク部１１Ｂ内には、処理対象液を撹拌する撹拌機構２３が設けられていてもよい。

図３は、処理タンク１１の変形例１を示す概略図であり、図４は、処理タンク１１の変形例２を示す概略図である。これらの変形例１，２では、処理タンク１１の第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、処理タンク１１内を隔壁Ｗによって分けることによって形成されている。

変形例１では、第１タンク部１１Ａからオーバーフローした処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入する。図３に示すように、変形例１では、処理タンク１１内に設けられた隔壁Ｗの上縁は、処理タンク１１の側壁の上縁よりも低い位置（処理タンク１１の上壁よりも低い位置）に設けられている。これにより、第１タンク部１１Ａにおける上部領域Ｈの処理対象液は、隔壁Ｗの上縁をオーバーフローして第２タンク部１１Ｂに流入することができる。

変形例２では、隔壁Ｗに１つ又は複数の貫通孔Ａが設けられており、第１タンク部１１Ａの処理対象液は、貫通孔Ａを通じて第２タンク部１１Ｂに流入する。変形例２では、貫通孔Ａは、上部領域Ｈに設けられている。

図５は、処理タンク１１の変形例３を示す概略図であり、図６は、処理タンク１１の変形例４を示す概略図である。図５に示す変形例３では、処理タンク１１の第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、互いに別体の容器である。図６に示す変形例４では、処理タンク１１の第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、処理タンク１１内を隔壁Ｗによって分けることによって形成されている。これらの変形例３，４では、第１タンク部１１Ａの処理対象液のうち上部領域Ｈの処理対象液が配管１００に設けられたポンプＰ５によって第２タンク部１１Ｂに流入する。すなわち、変形例３，４では、第１タンク部１１Ａ内の上部領域Ｈにある処理対象液をポンプＰ５によって抜き取り、配管１００を通じて第２タンク部１１Ｂに流入させる。

なお、図４に示す変形例２及び図６に示す変形例４では、下部領域Ｌは、隔壁Ｗの下端部から上端部までの高さを３等分した領域のうちの最も下の領域であり、上部領域Ｈは、上記のように３等分した領域のうちの最も上の領域であり、中部領域Ｍは、下部領域Ｌと上部領域Ｈとの間の領域である。また、図５に示す変形例３では、下部領域Ｌは、第１タンク部１１Ａ内の下端部（底面）から上端部（天面）までの高さを３等分した領域のうちの最も下の領域であり、上部領域Ｈは、上記のように３等分した領域のうちの最も上の領域であり、中部領域Ｍは、下部領域Ｌと上部領域Ｈとの間の領域である。

［実施形態のまとめ］
本実施形態では、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂとが設けられ、第１タンク部１１ＡにおけるスラッジＳ２の少ない領域の処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入し、流入した処理対象液が膜分離ユニット１３に流入する。すなわち、この構成では、例えば図７に示す参考例のクーラント再生装置のように処理タンクとして１つのタンク１１１のみが設けられている場合に比べて、膜分離ユニット１３に流入する処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量を低減することができる。これにより、使用済みクーラントを再生処理するためのクーラント再生装置１における膜分離ユニット１３において膜の詰まりが生じるのを抑制することができる。

なお、膜分離ユニット１３における膜の詰まりを抑制する目的で、例えば膜分離ユニット１３の上流側に複数の遠心分離機を設けるという手段も考えられる。しかし、遠心分離機から排出されるスラッジには比較的多くのクーラントが含まれている。したがって、複数の遠心分離機を設けると、クーラントの回収率が低下する。これに対し、本実施形態では、遠心分離機１２は１つだけ設ける一方で、上記のように第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂとを設けることによって膜分離ユニット１３における膜の詰まりを抑制するので、複数の遠心分離機を設ける場合に比べてクーラントの回収率の低下を抑制することができる。ただし、本実施形態におけるクーラント再生装置１には、複数の遠心分離機１２が設けられていてもよい。

本実施形態では、第１タンク部１１Ａの処理対象液内において、スラッジＳ２の一部が下部領域Ｌに集まることにより、スラッジＳ２の多い領域が形成されるのが好ましい。この構成では、第１タンク部１１Ａの処理対象液内においてスラッジＳ２の一部が下方に沈んで集まることによってスラッジＳ２の多い領域が形成される。そして、これに伴って、処理対象液内の高さ方向の中央付近や上部にはスラッジＳ２の少ない領域が形成される。

そして、この場合には、第１タンク部１１Ａの処理対象液のうち上部領域Ｈの処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入するのが好ましい。すなわち、処理対象液内においてスラッジＳ２の多い領域が下部に形成される場合には、処理対象液内の上部領域ではスラッジＳ２が少なくなりやすい。したがって、上部領域Ｈの処理対象液を第２タンク部１１Ｂに流入させることによって、第２タンク部１１Ｂ内の処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量をより効果的に低減できる。なお、第１タンク部１１Ａの処理対象液のうち上部領域Ｈの処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入する形態としては、図２〜図６に示す種々の形態が例示できるが、これらに限られない。

本実施形態では、第１タンク部１１Ａからオーバーフローした処理対象液が第２タンク部１１Ｂに流入する。すなわち、処理対象液内においてスラッジＳ２の多い領域が下部に形成される場合には、第１タンク部１１Ａからオーバーフローする処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量は少なくなる。したがって、オーバーフローする処理対象液を第２タンク部１１Ｂに流入させることによって、第２タンク部１１Ｂ内の処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量をより効果的に低減できる。

本実施形態では、膜分離ユニット１３は、処理対象液を膜濾過液とスラッジＳ２の濃縮液とに分離し、濃縮液は、第１タンク部１１Ａに戻される。この構成では、スラッジＳ２が比較的多く含まれる濃縮液が第２タンク部１１Ｂではなく第１タンク部１１Ａに戻されるので、第２タンク部１１Ｂに含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、原液としての使用済みクーラントは、第１タンク部１１Ａに流入する。この構成では、スラッジＳ２が多く含まれる原液が第２タンク部１１Ｂではなく第１タンク部１１Ａに戻されるので、第２タンク部１１Ｂに含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、クーラント再生装置１は、処理対象液を遠心分離液とスラッジＳ２とに分離する遠心分離機１２を備え、遠心分離液は、第２タンク部１１Ｂに戻される。この構成では、遠心分離機１２によってスラッジＳ２と分離された遠心分離液、すなわちスラッジＳ２の量が少ない遠心分離液を、第１タンク部１１Ａを経ずに、第２タンク部１１Ｂに直接戻す。これにより、クーラント再生装置１における液の循環系において、第１タンク部１１Ａを経て第２タンク部１１Ｂに流入する処理対象液の量を低減することができる。第１タンク部１１Ａを経て第２タンク部１１Ｂに流入する処理対象液の量を低減することができると、スラッジの含有量が多い第１タンク部１１Ａ内の処理対象液とともに第２タンク部１１Ｂに流入するスラッジの量を低減することができる。その結果、第２タンク部１１Ｂの処理対象液に含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、遠心分離機１２には、第１タンク部１１Ａの処理対象液が流入する。この構成では、遠心分離機１２においては、処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量が多い方が遠心分離の効率がよい。したがって、この構成では、第２タンク部１１Ｂの処理対象液が遠心分離機１２に流入する場合に比べて、遠心分離機１２における遠心分離の効率を高めることができる。また、この構成では、第１タンク部１１Ａの処理対象液が遠心分離機１２に送られるので、第１タンク部１１Ａから第２タンク部１１Ｂに流入する処理対象液の量を低減できる。その結果、第２タンク部１１Ｂの処理対象液に含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、遠心分離機１２からのドレン液は、第１タンク部１１Ａに戻される。ドレン液は、例えば遠心分離機１２において、内部の洗浄などが行われた際に排出される廃液であり、かたまり（ダマ）になったスラッジＳ２を比較的多く含んでいる。したがって、この構成のようにドレン液を第１タンク部１１Ａに戻すことにより、第２タンク部１１Ｂに含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、クーラント再生装置１は、第２タンク部１１Ｂの処理対象液が膜分離ユニット１３に送られる流路においてスラッジＳ２の一部を除去するための除去機構を備えている。この構成では、膜分離ユニット１３への流路に除去機構が設けられているので、膜分離ユニット１３に送られる処理対象液に含まれるスラッジＳ２の量をさらに低減できる。

本実施形態では、クーラント再生装置１は、流路に設けられたポンプＰ３を備え、除去機構がポンプＰ３よりも上流側に設けられており、ポンプＰ３の負荷の上昇に基づいて除去機構の閉塞状態（除去機構の詰まりの度合い）が検知される。すなわち、ポンプＰ３が除去機構よりも下流側に設けられている場合には、除去機構にスラッジＳ２が溜まるにつれて、ポンプＰ３の負荷が上昇する。このようなポンプＰ３の負荷の上昇に基づいて除去機構におけるスラッジＳ２の溜まり具合を検知できる。

本実施形態では、クーラント再生装置１は、第２タンク部１１Ｂに設けられ、処理対象液を撹拌する撹拌機構を備えている。この構成では、第２タンク部１１Ｂの処理対象液にもスラッジＳ２は含まれており、そのようなスラッジＳ２が第２タンク部１１Ｂの底部（具体的には底部の角）に溜まると、それがかたまり（ダマ）となることが考えられる。そこで、この構成では、第２タンク部１１Ｂの処理対象液を撹拌機構によって撹拌することによって、第２タンク部１１Ｂの底部にスラッジＳ２が溜まるのを抑制できる。

本実施形態では、膜分離ユニット１３を逆洗することによって排出された液は、第１タンク部１１Ａに戻される。この構成では、スラッジＳ２のかたまりを含むことのある逆洗時の排出液が第１タンク部１１Ａに戻されるので、第２タンク部１１Ｂの処理対象液に含まれるスラッジＳ２が多くなるのを抑制できる。

本実施形態では、膜分離ユニット１３は、送液方向を切り換える機構を備えている。この構成では、膜分離ユニット１３において送液方向を切り換えることによって、膜分離ユニット１３における詰まりをさらに抑制できる。

本実施形態では、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、互いに別体の容器である。この構成のように第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂが別体である場合、各タンク部の形状、大きさなどの設計の自由度が高まる。例えば、タンク部が角柱形状である場合、タンク部の底部の角などにスラッジＳ２が溜まってそのまま滞留することがあるが、タンク部を円柱形状にすることによって、そのようなスラッジＳ２の滞留を抑制できる。

変形例１，２では、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂは、容器内を隔壁によって分けることによって形成されている。

［その他の変形例］
以上、本発明の実施形態に係るクーラント再生装置１について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、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、第１タンク部１１Ａの処理対象液内において、スラッジＳ２の一部が下部領域に集まることにより、スラッジの多い領域が形成される場合を例示したが、これに限られない。例えば、スラッジの比重が液の比重と同程度である場合や小さい場合には、例えば第１タンク部１１Ａ内に設けられたフィルターなどの捕獲手段によってスラッジＳ２を局所的に集めた領域（スラッジの多い領域）を形成することもできる。この場合、第１タンク部１１Ａ内において、捕獲手段から離れた領域（例えば捕獲手段よりも下流側の領域）は、スラッジの少ない領域となる。

前記実施形態では、膜分離ユニット１３が処理対象液を膜濾過液と濃縮液とに分離するクロスフロータイプである場合を例示したが、これに限られず、濃縮液の分離がなされない全濾過タイプであってもよい。

前記実施形態では、遠心分離機１２による遠心分離液が第２タンク部１１Ｂに戻される場合を例示したが、これに限られず、遠心分離液は、第１タンク部１１Ａに戻されてもよい。

前記実施形態では、除去機構及び撹拌機構が設けられる場合を例示したが、除去機構及び撹拌機構の一方又は両方を省略してもよい。前記実施形態では、膜分離ユニットを逆洗することによって排出された液が第１タンク部１１Ａに戻される場合を例示したが、このような逆洗は省略可能である。また、前記実施形態では、膜分離ユニット１３が、送液方向を切り換える機構を備える場合を例示したが、この機構を省略することもできる。

第１タンク部１１Ａの液面高さを検知する検知機、及び第２タンク部１１Ｂの液面高さを検知する検知機の一方又は両方を設けてもよい。検知機によって検知される液面高さに応じて、例えば原液タンク１０から処理タンク１１への原液の補充のタイミングを制御することができる。

また、第１タンク部１１Ａの底部には、この底部に沈殿するスラッジＳ２を第１タンク部１１Ａの外に排出するための排出口が設けられていてもよい。この場合、排出口に接続される配管には、この配管を開閉するための開閉弁が設けられていてもよい。第１タンク部１１Ａの底部に多くのスラッジＳ２が溜まると、開閉弁が開状態とされて排出口を通じてスラッジＳ２が第１タンク部１１Ａの外に排出される。

また、前記実施形態では、クーラント再生装置１が遠心分離機１２と膜分離ユニット１３とを備える場合を例示したが、遠心分離機１２に代えて例えばフィルタープレスが設けられていてもよい。この場合、処理タンク１１（具体的には第１処理タンク部１１Ａ）に貯留されている処理対象液は、フィルタープレスに供給され、フィルタープレスにおいて分離液とスラッジ（ケーキ）とに分離される。分離された分離液は、処理タンク１１（例えば第２処理タンク部１１Ｂ）に戻され、スラッジはフィルタープレスから排出される。

ここで、前記実施形態について概説する。

前記実施形態のクーラント再生装置は、スラッジを含む処理対象液が貯留され、前記処理対象液内において前記スラッジの多い領域と前記スラッジの少ない領域とが形成される第１タンク部と、前記第１タンク部における前記スラッジの少ない領域の処理対象液が流入する第２タンク部と、前記第２タンク部から流入する前記処理対象液から膜濾過液を分離する膜分離ユニットと、を備える。

この構成では、第１タンク部と第２タンク部とが設けられ、第１タンク部におけるスラッジの少ない領域の処理対象液が第２タンク部に流入し、流入した処理対象液が膜分離ユニットに流入する。すなわち、この構成では、例えば図７に示す参考例のクーラント再生装置のように処理タンクとして１つのタンク１１１のみが設けられている場合に比べて、膜分離ユニットに流入する処理対象液に含まれるスラッジの量を低減することができる。これにより、使用済みクーラントを再生処理するためのクーラント再生装置における膜分離ユニットにおいて膜の詰まりが生じるのを抑制することができる。

前記クーラント再生装置では、前記第１タンク部の前記処理対象液内において、前記スラッジの一部が下部に集まることにより、前記スラッジの多い領域が形成されるのが好ましい。この構成では、第１タンク部の処理対象液内においてスラッジの一部が下方に沈んで集まることによってスラッジの多い領域が形成される。そして、これに伴って、処理対象液内の高さ方向の中央付近（中部）や上部にはスラッジの少ない領域が形成される。

そして、この場合には、前記第１タンク部の前記処理対象液のうち上部の処理対象液が前記第２タンク部に流入するのが好ましい。すなわち、処理対象液内においてスラッジの多い領域が下部に形成される場合には、処理対象液内の上部ではスラッジが少なくなりやすい。したがって、上部の処理対象液を第２タンク部に流入させることによって、第２タンク部内の処理対象液に含まれるスラッジの量をより効果的に低減できる。なお、第１タンク部の処理対象液のうち上部の処理対象液が第２タンク部に流入する形態としては、例えば前述した図２〜図６に示す種々の形態を挙げることができる。

前記クーラント再生装置において、前記第１タンク部からオーバーフローした前記処理対象液が前記第２タンク部に流入するのが好ましい。すなわち、処理対象液内においてスラッジの多い領域が下部に形成される場合には、第１タンク部からオーバーフローする処理対象液に含まれるスラッジの量は少なくなる。したがって、オーバーフローする処理対象液を第２タンク部に流入させることによって、第２タンク部内の処理対象液に含まれるスラッジの量をより効果的に低減できる。

前記クーラント再生装置において、前記膜分離ユニットは、前記処理対象液を前記膜濾過液とスラッジの濃縮液とに分離し、前記濃縮液は、前記第１タンク部に戻されるのが好ましい。この構成では、スラッジが比較的多く含まれる濃縮液が第２タンク部ではなく第１タンク部に戻されるので、第２タンク部に含まれるスラッジが多くなるのを抑制できる。

前記クーラント再生装置は、前記処理対象液を遠心分離液とスラッジとに分離する遠心分離機を備え、前記遠心分離液は、前記第２タンク部に戻されるのが好ましい。この構成では、遠心分離機によってスラッジと分離された遠心分離液、すなわちスラッジの量が少ない遠心分離液を、第１タンク部を経ずに、第２タンク部に直接戻す。これにより、クーラント再生装置における液の循環系において、第１タンク部を経て第２タンク部に流入する処理対象液の量を低減することができる。その結果、第２タンク部の処理対象液に含まれるスラッジが多くなるのを抑制できる。

前記クーラント再生装置において、前記遠心分離機には、前記第１タンク部の前記処理対象液が流入するのが好ましい。この構成では、遠心分離機においては、処理対象液に含まれるスラッジの量が多い方が遠心分離の効率がよい。したがって、この構成では、第２タンク部の処理対象液が遠心分離機に流入する場合に比べて、遠心分離機における遠心分離の効率を高めることができる。また、この構成では、第１タンク部の処理対象液が遠心分離機に送られるので、第１タンク部から第２タンク部に流入する処理対象液の量を低減できる。その結果、第２タンク部の処理対象液に含まれるスラッジが多くなるのを抑制できる。

前記クーラント再生装置において、前記遠心分離機からのドレン液は、前記第１タンク部に戻されるのが好ましい。ドレン液は、例えば遠心分離機において、内部の洗浄などが行われた際に排出される廃液であり、かたまり（ダマ）になったスラッジを比較的多く含んでいる。したがって、この構成のようにドレン液を第１タンク部に戻すことにより、第２タンク部に含まれるスラッジが多くなるのを抑制できる。

前記クーラント再生装置は、前記第２タンク部の前記処理対象液が前記膜分離ユニットに送られる流路において前記スラッジの一部を除去するための除去機構を備えているのが好ましい。

この構成では、膜分離ユニットへの流路に除去機構が設けられているので、膜分離ユニットに送られる処理対象液に含まれるスラッジのかたまりの量をさらに低減できる。

そして、前記クーラント再生装置は、前記流路に設けられたポンプを備え、前記除去機構が前記ポンプよりも上流側に設けられており、前記ポンプの負荷の上昇に基づいて前記除去機構の閉塞状態（除去機構の詰まりの度合い）が検知されるのが好ましい。すなわち、ポンプが除去機構よりも下流側に設けられている場合には、除去機構にスラッジが溜まるにつれて、ポンプの負荷が上昇する。このようなポンプの負荷の上昇に基づいて除去機構におけるスラッジの溜まり具合を検知できる。

前記クーラント再生装置において、前記第１タンク部と前記第２タンク部は、互いに別体の容器であるのが好ましい。この構成のように第１タンク部と第２タンク部が別体である場合、各タンク部の形状、大きさなどの設計の自由度が高まる。例えば、タンク部が角柱形状である場合、タンク部の底部の角などにスラッジが溜まってそのまま滞留することがあるが、タンク部を円柱形状にすることによって、そのようなスラッジの滞留を抑制できる。

前記クーラント再生装置において、前記第１タンク部と前記第２タンク部は、容器内を隔壁によって分けることによって形成されていてもよい。

前記実施形態のクーラント再生方法は、第１タンク部に貯留されたスラッジを含む処理対象液内において前記スラッジの多い領域と前記スラッジの少ない領域とを形成し、前記第１タンク部における前記スラッジの少ない領域の処理対象液を第２タンク部に流入させ、前記第２タンク部の処理対象液を膜分離ユニットに流入させ、膜分離ユニットにおいて処理対象液から膜濾過液を分離する。

Claims (12)

1. シリコン切削屑が含まれるスラッジを含む処理対象液が貯留され、前記処理対象液内において前記スラッジの多い領域と前記スラッジの少ない領域とが形成される第１タンク部と、
   前記第１タンク部における前記スラッジの少ない領域の処理対象液が流入する第２タンク部と、
   前記第２タンク部から流入する前記処理対象液から膜濾過液を分離する膜分離ユニットと、を備え、
   前記第２タンク部は、円柱形状に形成されるとともに、前記処理対象液を撹拌して前記スラッジの塊が生ずるのを抑制する撹拌機構が設けられているクーラント再生装置。
2. 前記第１タンク部の前記処理対象液内において、前記スラッジの一部が下部に集まることにより、前記スラッジの多い領域が形成される、請求項１に記載のクーラント再生装置。
3. 前記第１タンク部の前記処理対象液のうち上部の処理対象液が前記第２タンク部に流入する、請求項２に記載のクーラント再生装置。
4. 前記第１タンク部からオーバーフローした前記処理対象液が前記第２タンク部に流入する、請求項２又は３に記載のクーラント再生装置。
5. 前記膜分離ユニットは、前記処理対象液を前記膜濾過液とスラッジの濃縮液とに分離し、
   前記濃縮液は、前記第１タンク部に戻される、請求項１〜４の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
6. 前記処理対象液を遠心分離液とスラッジとに分離する遠心分離機を備え、
   前記遠心分離液は、前記第２タンク部に戻される、請求項１〜５の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
7. 前記遠心分離機には、前記第１タンク部の前記処理対象液が流入する、請求項６に記載のクーラント再生装置。
8. 前記遠心分離機からのドレン液は、前記第１タンク部に戻される、請求項６又は７に記載のクーラント再生装置。
9. 前記第２タンク部の前記処理対象液が前記膜分離ユニットに送られる流路に設けられ、前記スラッジの一部を除去するための除去機構と、
   前記流路に設けられたポンプと、を備え、
   前記除去機構が前記ポンプよりも上流側に設けられており、
   前記ポンプの負荷の上昇に基づいて前記除去機構の閉塞状態が検知される、請求項１〜８の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
10. 前記第１タンク部と前記第２タンク部は、互いに別体の容器である、請求項１〜９の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
11. 前記第１タンク部と前記第２タンク部は、容器内を隔壁によって分けることによって形成されている、請求項１〜９の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
12. 第１タンク部に貯留されたシリコン切削屑が含まれるスラッジを含む処理対象液内において前記スラッジの多い領域と前記スラッジの少ない領域とを形成し、
    前記第１タンク部における前記スラッジの少ない領域の処理対象液を円柱形状に形成された第２タンク部に流入させ、
    前記第２タンク部において、撹拌機構によって前記処理対象液を撹拌して前記スラッジの塊が生ずるのを抑制しつつ、前記第２タンク部の処理対象液を膜分離ユニットに流入させ、
    膜分離ユニットにおいて処理対象液から膜濾過液を分離するクーラント再生方法。

Images